ЛИНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДРЕВЕСНЫХ ПЛИТ ПРИ ИХ ТРАНСПОРТИРОВАНИИ ПОСЛЕ ГОРЯЧЕГО ПРЕССОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B27N3/16 B27N3/00 

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а более конкретно к оборудованию для изготовления древесно-волокнистых, древесно-стружечных или иных, изготовленных из растительных или древесных материалов, древесных плит или аналогичных плитных материалов.

Известны различные линии для производства древесных плит [1] включающие оборудование для получения древесной массы, подготовку массы к прессованию, формование ковра, горячее прессование и последующую обработку плит путем их пропитки, термической обработки и кондиционирования. Необходимым условием в промышленно распространенных технологиях получения высококачественных древесных плит является проведение операций термообработки и кондиционирования.

Операции термообработки и кондиционирования предназначены для повышения физико-механических свойств плитных материалов, повышения их водостойкости и увеличения прочностных показателей.

Камеры термообработки по характеру ведения процесса разделяют на камеры периодического и непрерывного действия. В настоящее время наиболее широко распространены камеры периодического действия, состоящие из несущих стальных стен с внутренней изоляцией, дверей с противовзрывными клапанами, вентиляционных каналов, осевого вентилятора, оборудования для тушения пожаров, устройства для впрыска холодной воды и контрольно-измерительной аппаратуры [1, с. 105] При проведении термообработки плиты вкатывают на специальных вагонетках в охлажденную (до 80^oC) камеру и посредством вентилятора воздуха с воздухоподогревателем поднимают температуру до рабочего уровня (165^oC) и проводят термообработку при скорости движения воздуха 5 м/с в течение 3 6 ч. Затем камеры вновь охлаждают (до 80^oC в течение 1,5 2 ч) и выкатывают вагонетки с плитами. После этого плиты для обеспечения их оптимальной влажности подвергают кондиционированию (увлажнению до требуемой влажности) путем обработки их непосредственно на вагонетках увлажненным воздухом в камерах аналогичной конструкции.

Недостатками данных камер для термообработки и кондиционирования являются их повышенная металлоемкость, относительно низкая производительность, высокая трудоемкость загрузки и выгрузки плит и высокие потери тепловой энергии.

Известны камеры термообработки непрерывного действия, например камеры шведской фирмы "ФЛЭКТ", получившие название "ротиформ", представляющие собой вращающийся (размером в диаметре до 12 м) ротор, в периферийной части которого закреплены в радиальном направлении плиты (с максимальным размером 2,4 x 7,2 м в количестве около 1000 штук), а в центральной части которого установлен вентилятор. Производительность камеры при толщине плит 3 мм до 500 штук плит в час [1, с. 108] однако данные камеры вследствие их громоздкости, сложности эксплуатации не получили широкого практического распространения.

Недостатками данных и других аналогичных камер для термообработки являются сложность регулирования оптимальных режимов термообработки (оптимальной температуры, влажности и скорости движения воздушных потоков), сложность загрузки и выгрузки плит, громоздкость и вследствие этого высокие потери тепловой энергии.

Известна линия транспортирования плит после прессования [2] включающая разгрузочный транспортер, рольганг, сетки, верхний и нижний роликовые транспортеры и специальное устройство для расклинивания плиты и сетки и подачи плиты на верхний транспортер, а сеток на нижний транспортер. Данная линия позволяет непрерывно отделять плиты от сеток и транспортировать их на последующие стадии обработки, однако она требует при изготовлении древесно-волокнистых плит повышенного качества установки дополнительной пропитывающей машины и специальных загрузочно-разгрузочных устройств, и специальных камер для термообработки и кондиционирования, отдельно расположенных и работающих, как правило, в режиме периодического действия.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому от использования результату (прототипом) является линия обработки древесных плит при их транспортировании после горячего прессования, содержащая средство для транспортирования плит, средство для их поверхностной обработки непосредственно в процессе транспортирования и камеру для термо- и/или влагообработки плит [3]
Данная линия позволяет существенно повысить производительность процесса изготовления плит, однако она требует специального дополнительного оборудования для термообработки и кондиционирования плит.

Таким образом, известные из современного уровня развития науки и техники линии изготовления древесных плит и линия транспортирования плит после прессования на пропитку и дальнейшую обработку очень сложны и трудоемки в изготовлении и эксплуатации, имеют недостаточно высокую производительность, повышенные потери энергии и ограниченные возможности для производства плит повышенного качества. Так как на практике удается, вследствие ограниченной производительности и повышенным энерго- и трудозатратам используемого при пропитке, термообработке и кондиционировании оборудования, выпускать всего лишь до 10 процентов высококачественных плит из общего объема плит, полученных после горячего прессования. Поэтому конструктивное несовершенство практически используемого оборудования не только ограничивает возможность удовлетворения актуальной общественной потребности в высококачественных древесных плитах, но и обусловливает недопустимо высокие потери энергии и повышенную трудоемкость производства плит.

Целью изобретения (требуемым техническим результатом) является повышение эффективности функционирования линии для обработки древесных плит при их транспортировании после прессования путем повышения производительности и повышения качества плит за счет обеспечения возможности проведения операций термообработки и кондиционирования плит непосредственно во время их транспортирования, снижения материалоемкости оборудования и трудоемкости его обслуживания, сокращения потерь энергии, обеспечения возможности полной автоматизации всех технологических операций и автоматического поддержания оптимальных технологических режимов производства древесных плит.

Поставленная цель (требуемый технический результат) достигается тем, что линия для обработки древесных плит при их транспортировании после горячего прессования, содержащая средства для транспортирования плит, средство для их поверхностной обработки непосредственно в процессе транспортирования и камеру для термо- и/или влагообработки плит, согласно изобретению снабжена по крайней мере одной дополнительной камерой для термо- и/или влагообработки плит, установленной перед и/или после средства для поверхностной обработки плит.

При этом камера для термообработки содержит расположенное внутри средство для вертикального перемещения через циркуляционные, нагревающие, охлаждающие или увлажняющие потоки воздуха горизонтально расположенных плит, выполненное, например, в виде двух или более расположенных вертикально пар цепных передач с закрепленными на них консольными держателями плит.

Кроме этого линия содержит дополнительную камеру для кондиционирования или увлажнения плит.

Кроме того, камера для кондиционирования по конструкции выполнена аналогично камере для термообработки плит.

Кроме этого линия содержит дополнительные средства для обработки плит, например для их ламинирования, или дополнительной поверхностной обработки, например тиснения рельефа на поверхности или покраски.

Как следует из приведенных ниже примеров практической реализации изобретения предложенная линия для обработки древесных плит при их транспортировании после прессования позволяет повысить производительность и качество плит за счет обеспечения возможности проведения операций термообработки и кондиционирования плит непосредственно во время их транспортирования, снизить материалоемкость оборудования и трудоемкости его обслуживания, сократить потери энергии, обеспечить возможность полной автоматизации всех технологических операций и автоматического поддержания оптимальных технологических режимов производства древесных плит.

Таким образом, можно утверждать, что достигается цель изобретений и что совокупность существенных признаков изобретения позволяет получить новый технический результат, который до настоящего времени не удавалось достичь практически.

На фиг.1 9 показаны общие схемы исполнения линии для обработки древесных плит после прессования, при этом основные узлы линии обозначены следующими символами: ПР пресс горячего прессования, О узел поверхностной обработки, ТО камера термообработки, К камера кондиционирования и/или увлажнения; на фиг. 10 сечение камеры для термообработки или камеры для кондиционирования (их конструкции аналогичны друг другу); на фиг.11, 12 и 13, 14 изображены возможные варианты конструктивного исполнения камер для термообработки и/или кондиционирования и показаны основные стадии их функционирования.

На фиг. 2, 3 конструктивные особенности линии транспортирования плит после прессования с одновременной их поверхностной обработкой.

Линия для обработки древесных плит после прессования включает в себя расположенные в различных комбинациях, последовательно соединенные в единую транспортную линию (фиг. 1 9) пресс горячего прессования 1, средства для поверхностной или иной обработки 2, камеры для термообработки 3 и камеры для кондиционирования и/или увлажнения 4.

Камеры для термообработки 3 и камеры для кондиционирования 4 имеют аналогичную конструкцию (фиг. 10) и содержат замкнутый корпус с отверстиями для подвода 6 и отвода 7 плит из камеры. С боковых сторон камер выполнены отверстия для подвода 8 и отвода 9 циркуляционных потоков нагретого, охлажденного или увлажненного воздуха, которые перемещаются посредством вентиляторов 10 и воздуховодов 11, в которых установлены средства для кондиционирования воздуха 12. Внутри корпуса 5 камер установлены две или более пары цепных передач 13, на которых закреплены консольные держатели 14 плит, выполненные с возможностью вертикального перемещения через циркуляционные потоки воздуха горизонтально расположенных на держателях плит 15.

Линия транспортирования древесно-волокнистых плит после горячего прессования работает следующим образом.

Древесную щепу или другое древесное сырье размельчают на древесное волокно известными способами. Затем древесное волокно подготавливают к формованию, формируют ковер, подвергают его холодной подпрессовке и подают ковер на горячий пресс 1, где проводят горячее прессование. Затем сразу после горячего прессования (без промежуточного охлаждения) плитный материал подвергают в расположенном непосредственно на линии транспортирования средстве 2 поверхностной обработке, например, приготовленными на основе талловых продуктов препаратами, и без промежуточного охлаждения подают в камеры термообработки 3, где плиты 15 подвергают термообработке при заданной температуре и в течение заданного времени путем их вертикального перемещения в потоках циркуляционного воздуха. При этом камеры термообработки 3 и камеры кондиционирования 4 функционируют в две стадии, на первой их которых (фиг. 11, 13) осуществляют одновременную загрузку и выгрузку плит 15 (при этом цепные передачи и соответственно расположенные на них плиты неподвижны относительно корпуса), а на второй стадии (фиг. 12, 13) цепные передачи 13 перемещаются в вертикальном направлении. При этом в течение всего времени нахождения плит в камерах в зазорах между плитами постоянно циркулирует нагретый, охлажденный или увлажненный воздух.

В случае необходимости, например в случае получения специальных огнестойких или биостойких плит, их подвергают дополнительной обработке и/или термообработке, охлаждают и направляют на последующую переработку, например на ламинирование декоративными материалами и форматную резку.

Испытания в производственных условиях линии обработки древесных плит непосредственно во время их транспортирования после прессования показали возможность ее промышленной реализации, высокую эффективность использования, возможность получения плит заданного качества и резкого снижения загрязнения окружающей среды. При этом экспериментальные исследования полученных по предлагаемой технологии плит показали, что проведение всех стадий обработки плит после прессования без их цикличных охлаждения и нагревания (что характерно для традиционного оборудования) позволяет резко повысить качество получаемых плит, а именно повысить их механическую прочность и водостойкость, и существенно повысить производительность процесса производства плит, так как использование изобретения обеспечивает возможность проведения всех стадий обработки с единой транспортной скоростью движения плит.

Использование линии обработки древесных плит при их транспортировании после прессования позволяет за счет обеспечения повышения прочности и водостойкости плит полностью исключить узел проклейки и тем самым существенно сократить загрязнение окружающей среды, так как основная масса проклеивающих веществ попадает в оборотные и сточные воды. В то же время использование при поверхностной обработке плит на линии предложенной конструкции специальных обрабатывающих жидкостей (например, таллового масла) позволяет при полном исключении традиционных высокотоксичных связующих (например, фенолформальдегидных или карбамидных смол) существенно повысить прочность изготовляемых на линии плит и повысить их водостойкость. При этом полностью исключается необходимость использования традиционных энергоемких и трудоемких в обслуживании камер термообработки и кондиционирования, что позволяет резко сократить расход и потери тепловой энергии, а также утилизировать тепло отработанного теплоносителя.

Для подтверждения реальности достижения цели изобретения (требуемого технического результата) проводили испытания в производственных условиях. Исследования проводили на древесно-волокнистых плитах, изготовленных на производственных линиях цеха ДВП Максатихинского ДОКа (50% осины, 50% березы) и цеха ДВП Подосиновского ЛПК (100% осины). При производстве плит по изобретению в древесно-волокнистую массу не вводили каких-либо проклеивающих добавок, а при производстве плит по известным способам перед формированием ковра в массу вводили по обычному режиму проклеивающий состав, состоящий из фенолформальдегидной смолы и парафина, а в качестве осадителя проклеивающего состава использовали раствор серной кислоты.

Пример 1 (прототип). В качестве проклеивающего состава использовали смесь фенолформальдегидной смолы (1 3% к массе а.с. ДВП), парафина (1%) и осадителя серной кислоты. Расход пропитывающей смеси 10 12% к массе а.с. ДВП. Обработку плит осуществляли по обычному для традиционного оборудования режиму. Предел прочности при статическом изгибе полученных при этом плит составил 49 57 МПа, набухание за 24 ч пребывания в воде 10 12% плотность плит 980 1100 кг/м³.

Пример 2 (изобретение). Традиционных связующих не использовали. Расход пропитывающей смеси (таллового масла) 4,5 5,5% к массе а.с. ДВП. Время термообработки и кондиционирования сокращено в два раза. Предел прочности при статическом изгибе полученных при этом плит составил 58 63 МПа, набухание за 24 ч пребывания в воде 7 9% плотность плит 990 1100 кг/м³.

Анализ результатов производственных испытаний показал, что применение изобретения позволяет при полном исключении узла проклейки и исключении традиционных токсичных связующих существенно улучшить качественные показатели плит, в частности повысить прочность и водостойкость.

Кроме этого испытания подтвердили возможность при использовании изобретения увеличить (вплоть до 100%) долю высококачественных плит за счет снятия ограничений по производительности на стадиях поверхностной обработки, термообработки и кондиционирования.

Линия обработки плит при их транспортировании после прессования может быть использована при мокром и сухом способе изготовления древесных плит, а также при изготовлении других аналогичных плитных материалов.

Источники информации.

1. Ребрин С. П. Мерсов Е.Д. Евдокимов В.Г. Технология древесно-волокнистых плит. 2-е изд. М. Лесная промышленность, 1982, 272 с.

2. Авторское свидетельство СССР N 1395495, кл. B 27 N 3/16, 1986.

3. Дроздов И.Я. и Кунин В.М. Производство древесно-волокнистых плит. М. Высшая школа, 1975, с. 23 25 (прототип).

Использование: изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, а более конкретно к оборудованию для изготовления древесных плит (ДП) или аналогичных плитных материалов. Сущность изобретения: повышение эффективности функционирования линии для обработки плит при их транспортировании после прессования, заключается в том, что линия, содержащая средства для транспортирования плит и средство для их поверхностной обработки непосредственно в процессе транспортирования, содержит дополнительную замкнутую камеру для термообработки, расположенную непосредственно перед или после средств поверхностной обработки. При этом камера содержит расположенное внутри средство для вертикального перемещения через циркуляционные, нагревающие, охлаждающие или увлажняющие потоки воздуха горизонтально расположенных плит, выполненное в виде двух или более расположенных вертикально пар цепных передач с закрепленными на них консольными держателями плит. Кроме этого линия содержит дополнительную камеру для кондиционирования и/или увлажнения плит, выполненную по конструкции аналогично упомянутым камерам, и дополнительные средства для термообработки. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Линия для обработки древесных плит при их транспортировании после горячего прессования, содержащая средства для транспортирования плит, средство для их поверхностной обработки непосредственно в процессе транспортирования и камеру для термо- и/или влагообработки плит, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одной дополнительной камерой для термо- и/или влагообработки плит, установленной перед и/или после средства для поверхностной обработки плит. 2. Линия по п.1, отличающаяся тем, что камера для термои/или влагообработки снабжена средством для вертикального перемещения горизонтально расположенных плит. 3. Линия по п.1, отличающаяся тем, что средство для поверхностной обработки плит непосредственно в процессе транспортирования выполнено в виде средств ламинирования, или тиснения рельефа, или покраски.