專利名稱：用于將纖維和粘結劑連續混合的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在連續 工作的混合裝置中將纖維和粘結劑連續混合用以制造纖維板的方法，該混合裝置具有至少一個混合腔以及一個或多個固定在旋轉的混合器軸上的混合工具，這些混合工具將纖維與粘結劑混合并且在輸送方向上輸送通過混合器或者說混合腔。本發明還涉及一種用于將纖維和粘結劑混合的混合裝置。這種混合裝置也稱為施膠混合器。混合腔通常構造為圓柱形的筒狀容器，但該筒狀容器并不旋轉，而是固定的。
背景技術：
纖維的施膠和由此纖維和粘結劑或者說膠料的混合在制造纖維板的過程中構成重要的過程步驟。制造的纖維板例如木材板的質量也在很大程度上取決于纖維的質量和尤其是纖維施膠的均勻性。原則上已知的是，木纖維在所謂的通風管(Blowline)中與粘結劑或者說膠料混合并由此被施膠。但在這種施膠技術中生產率是有限的。此外，在實踐中還可能出現所謂的膠斑問題。在通風管技術中尤其是異氰酸酯粘結劑的操作會引起問題。出于該原因，已建議纖維施膠在施膠混合器中進行。但過去在實踐中借助已知的施膠混合器達到的效果往往不令人滿意。例如DE 24 38 818公開一種用于對纖維連續施膠的裝置，該裝置構造為水平定向的筒狀容器結構方式的施膠混合器。在該結構方式中，混合器軸構造為空心的并且用于膠料供給。為此，混合器軸具有混合工具，這些混合工具在其空心構造的區域中設有突出的膠旋管。這種混合容器的直徑約為600mm，混合器軸的轉速建議為1500轉/分。因此生產率應達到每小時3至4噸纖維。迄今在實踐中在借助這類裝置進行纖維施膠時，重視被混合工具產生“旋轉”運動的要被施膠的纖維具有預定的速度或者說圓周速度。因此，直徑不同的混合器在實踐中以極其不同的轉速運行，以產生類似的速度。這種方式所達到的結果常常令人不滿意。
發明內容
因此本發明的任務在于，實現一種開頭所述類型的為了制造纖維板將纖維與粘結劑連續混合的方法，該方法在高生產率的同時確保無問題的施膠效果。為了解決該任務，本發明在同類的為了制造纖維板將纖維和粘結劑連續混合的方法中提出混合器軸的轉速η和混合腔的直徑d彼此配合，使得纖維的(額定)離心加速度在混合器內壁區域中達到10000 30000m/s2。優選(額定)離心加速度為15000至30000m/ s2。纖維被旋轉的具有混合器工具的混合器軸朝向混合器外殼方向加速并基本上以纖維環的形式運動通過混合器。(額定)離心加速度并不(一定)是運動的纖維的實際離心加速度，而更多情況下是由轉速η和直徑d以下述方式計算出的用于離心加速度a的確定值a = 2 π2n2d直徑是指混合腔的內直徑。在此本發明出于這樣的認識對于優化地施膠而言纖維的離心加速度比纖維的速度或者說圓周速度更加重要。在本發明的范疇中實現了高離心加速度，因此例如優選以直徑相對小的混合器腔和轉速相對高的混合器軸來工作。本發明優選建議，混合腔的直徑d約為200mm 800mm、優選300mm 700mm。混合器軸的轉速η 可以優選為1000 4000轉/分、特別優選2000 4000轉/分。按本發明的方法首先適合用于木纖維施膠、例如MDF生產。在本發明的范疇中也特別優選用于一年生植物纖維例如桿莖纖維如稻稈纖維的施膠。尤其是在這類一年生植物纖維中使用異氰酸酯或含有異氰酸酯的粘結劑作為粘結劑。對于這類一年生植物來說這種粘結劑是特別適合的，因為一些一年生植物通常帶有蠟層。盡管如此，含有異氰酸 酯的粘結劑的高膠合作用仍保證無問題的加工。通過按本發明的具有高離心加速度的方法實現無問題的施膠結果，而迄今在實踐中在筒狀容器式混合器中觀察到的問題并未出現。意想不到的是，按本發明的方法也特別良好地適合用于將纖維尤其是木纖維和熱塑性塑料纖維例如雙組分纖維混合。原則上已知在木材板中不僅使用熱固性塑料粘結劑如異氰酸酯作為粘結劑，也已經建議使用熱塑性塑料纖維如雙組分塑料纖維作為粘結劑，它們與木纖維混合并例如借助機械的噴灑頭噴灑成墊子。這種多組分纖維的特點是，它們至少具有第一和第二塑料組分，各塑料組分具有不同的熔點。在加熱纖維墊時，一種組分例如塑料纖維的第二組分被軟化并且緊接著纖維墊被冷卻以制造纖維板例如隔音板。意想不到的是，這種雙組分纖維可借助本發明方法特別良好地與木纖維均勻混合并且生產率高。本發明的主題還包括一種為了制造纖維板將纖維和粘結劑連續混合的裝置，尤其是根據所述類型的方法混合。這種裝置在其基本結構中具有至少一個基本上水平設置的圓柱形的混合腔和至少一個在混合腔中旋轉設置的混合器軸，在混合器軸上固定多個混合工具。混合腔具有至少一個用于供給纖維的加料口和至少一個用于輸出纖維_粘結劑混合物的卸料口以及多個用于供給粘結劑的粘結劑供給口。本發明建議，作為混合工具，設置多個分布在混合器軸的圓周上的、分別具有多個徑向向外定向的刺的刺梳，各刺梳基本上平行于混合器軸線延伸并且每兩個相鄰的刺梳在軸向方向上以預定的尺寸彼此錯開地設置。刺梳或者說刺一方面承擔混合功能，另一方面承擔輸送功能，因為在具有混合工具的混合器軸旋轉時纖維不僅與粘結劑混合，而且混合物同時在輸送方向上從加料口向卸料口無問題地且以高生產率地輸送。由于各個刺梳軸向錯開，從而仿佛實現刺的螺旋形的布置，這種布置改善了輸送效果。各個刺也可稱為釘或銷。優選所述刺或者說釘或銷不帶粘結劑供給，也就是說并非通過刺本身、而是通過單獨的(非旋轉的)粘結劑供給管來供給粘結劑，粘結劑供給管例如在徑向或切向方向上以預定的尺寸穿過混合腔外殼伸入到混合腔內部。在此， 伸入到混合腔中的供給管在縱向方向上與刺或者說刺梳錯開地設置是適宜的。這種構造允許刺梳能簡單地以高速進行旋轉，而不與供給管碰撞，盡管供給管可伸入直至刺的區域中。作為替換方案，刺梳在設置供給管的區域中具有多個縮短地構造的刺。這些在供給管所設在的區域中縮短地構造的刺的長度因此小于設置在供給管區域之外的其余刺的長度。在該構造中供給管無需在縱向方向上與刺錯開地設置。縮短的刺的長度與供給管伸入腔內部中的尺寸適配。特別優選將粘結劑供給管設置在混合腔的前半部中(參考輸送方向)，特別優選設置在混合腔的前三分之一部分中。在此例如可設置2 10個、優選3 7個膠料供給管， 它們在混合器縱向方向上依次設置。原則上也可設置多列這樣的供給管，這些列可以例如在圓周上分布設置或也可在腔的長度上分布設置。在一種替換的方案中，本發明也包括這樣的實施方式，其中，通過混合器軸和混合工具例如刺來供給粘結劑。在這種具有“內部施膠結構”的混合器中，混合器軸構造成空心軸并且刺同時構造為連接到混合器軸上的粘結劑供給管。按本發明的另一建議，混合器軸的配置給加料口的區域構造成無刺的，在該輸入區域中設置輸送工具、例如輸送槳。因此，通過加料口進入混合腔的纖維被仿佛作為推進工具的輸送工具快速而可靠地從加料口區域輸送到混合區域中，在混合區域中纖維由刺繼續輸送。
根據另一建議，混合器軸的配置給卸料口的區域可選地或補充地構造為無刺的， 在該輸出區域中設置拋出工具、例如拋出槳。加料口優選設置在混合腔上側并且例如構造為加料漏斗。卸料口或拋出口優選設置在下部區域、例如混合腔的下半部中，由此加料和卸料都基本上通過重力實現。如果以在基本徑向或切向方向上穿過混合器外殼伸入到混合器內部的膠料供給管進行工作，則在本發明的范疇中這些膠料管可構造為可調節高度的。這意味著，膠料管在徑向或切向方向上進入混合腔內部中的插入深度可以是可調節的。可使用帶有單種材料或雙種材料噴嘴裝置的施膠管。此外，在混合器軸上連接至少一個驅動裝置，作為可選項，在中間設置傳動裝置的情況下。優選驅動裝置在拋出側連接到混合器軸上。當以內部施膠結構進行工作并且膠料通過供給側進入混合器軸時，這種構造是尤其適宜的。此外本發明建議，刺或者說銷構造為耐磨的刺或者銷。混合腔或者說混合器外殼的內壁也可構造成耐磨的，例如設有堆焊構造。這種耐磨構造是特別有利的，因為在混合含有硅酸鹽的纖維例如桿莖時可能會出現硅酸鹽，它們對表面強烈加載。混合器的外殼例如可構造成受冷卻的、優選水冷卻的。
下面借助附圖中僅描述的實施例來進一步解釋本發明。附圖如下圖1按本發明的混合裝置的簡化透視圖；圖2a按圖1的混合裝置的纖維供給區域中的局部放大圖；圖2b按圖1的混合裝置的纖維-粘結劑混合物的輸出區域中的另一局部放大圖；圖3按圖2a的對象的另一視角的局部圖；圖4混合裝置的變型實施方式的另一視角的局部圖。
具體實施例方式附圖中示出用于將纖維和粘結劑連續混合來制造纖維板的的混合裝置。混合裝置具有基本上水平設置的、設有空心圓柱形外殼6的、圓柱形的混合腔1和至少一個旋轉設置在混合腔1中的混合器軸2，在混合器軸上固定多個混合工具3。混合腔具有加料口 4，其在該實施例中構造為加料漏斗。通過加料漏斗將纖維從上方輸入到混合腔1的內部，這通過箭頭B來表示。纖維通過固定在旋轉的混合器軸2上的混合器工具3與粘結劑混合并且同時在輸送方向F上通過混合器輸送。粘結劑通過多個粘結劑供給管5來供給，這些粘結劑供給管固定在混合腔1上并且穿過混合腔外殼6伸入到混合腔1的內部。因此在所示的實施方式中，粘結劑的供給并非通過混合器軸或者說通過混合工具，而是通過固定在混合腔1 或者說混合腔1的外殼6上的供給管5進行的，這些供給管構造為供給噴嘴。此外，混合裝置具有卸料口 7，其在輸送方向F上設置在末端側。通過該卸料口 7輸出或者說拋出一方面由纖維另一方面由粘結劑構成的混合物，這例如通過箭頭E來表示。卸料口 7在此設置在混合腔1的下部區域中。在該實施例中，作為混合器工具3，設置多個分布在混合器軸2的圓周上的、分別帶有多個徑向向外定向的刺8、8'的刺梳3。刺梳3沿混合腔的縱向方向L延伸并且因此平行于混合器的縱軸線A。在此，在混合器軸2的圓周上例如可分布3 15個、優選5 10個刺梳3。現在本發明建議每兩個相鄰的刺梳3在軸向方向或者說在縱向方向L上以預定的尺寸M彼此錯開地設置。這種構造使得各個刺8、8'的端部在俯視圖中仿佛螺旋形地設置。由此不僅確保通過刺8、8'無問題地混合纖維和粘結劑，還可同時確保混合物無問題地以高生產率來輸送。在實施例中，多個供給管5沿混合器的縱向方向L設置成一列。穿過混合器外殼6伸入到混合腔中的供給管5在按圖1至3的實施例中在縱向方向L上與刺梳3的刺8錯開設置，這例如可從圖3中看出。可以看到在該實施方式中各供給管5仿佛插入到刺梳3的刺8之間，而在刺8和供給管5之間不發生碰撞。在該構造中， 刺8和供給管5之間的距離至少為2mm、優選至少4mm。在按圖4的變型方案中，供給管5并未與刺梳3的刺8、8'錯開設置，而是仿佛對齊地定位。為了避免刺8、8'和供給管5之間的碰撞，在供給管5的區域中設置縮短地構造的刺8'。供給管5的區域中的刺8'的長度因此小于在混合器的其余區域中的刺8的長度。此外，附圖示出混合器軸2的配置給加料口 4的區域構造成無刺的，在該輸入區域中，輸送工具9固定在混合器軸2上。這些輸送工具在該實施例中構造為槳狀的推進工具或者說推進槳，它們用于使通過加料口 4進入到混合腔1中的纖維迅速加速并輸送到施膠區域中(見圖2a)。此外，可看出混合器軸2的配置給卸料口 7的區域也構造成無刺的，在該輸出區域中拋出工具10固定在混合器軸2上。拋出工具10也槳狀地構造成拋出槳，它們確保由纖維和粘結劑構成的混合物快速輸出并由此確保被施膠的纖維通過輸出口 7快速輸出(見圖 2b)。 構造為刺梳的混合器工具3具有固定在混合器軸2上的固定條11，其沿縱向方向 L和由此平行于軸線A延伸。在固定條11上固定刺或者說銷8、8'。刺8、8'在此垂直于固定條11地定向。在混合器軸2上以公知的方式連接未示出的驅動裝置。在此情況下，在圖2b中僅示出皮帶輪12，驅動裝置通過該皮帶輪與混合器軸2連接。在實施例中，驅動裝置因此設置在末端側或者說出口側。在按本發明的混合裝置運行期間，纖維按箭頭B通過漏斗4被送入混合腔1中，同時粘結劑例如膠料如異氰酸酯通過供給管5來供給。纖維借助本發明的混合工具3沿縱向方向L被輸送并在此通過離心加速而被送入到外部區域且因此加速進入混合器壁6的區域中。混合器軸的轉速η和混合腔的直徑d按本發明彼此配合，使得纖維的(額定)離心加速度a在混合器內壁區域中達到15000 30000m/s2。在此，直徑d優選為300mm 700mm 并且混合器軸的轉速η優選為2000 4000轉/分。因而以相對小的直徑和相對高的轉速進行工作來達到高的離心加速度。由此纖維良好地被壓向混合器1的外殼6或者說內壁并且仿佛被壓實，這使得摩擦提高并由此改善施膠特性。同時可達到例如每小時5
噸 10噸
的高生產率。
權利要求
1.為了制造纖維板在連續工作的混合裝置中將纖維和粘結劑連續混合的方法，該混合裝置具有至少一個混合腔(1)以及一個或多個固定在旋轉的混合器軸(2)上的混合工具(3)，所述混合工具(3)將纖維與粘結劑混合并在輸送方向上輸送通過混合腔(1)，其特征在于，混合器軸⑵的轉速(η)和混合腔⑴的直徑⑷如此彼此適配，即纖維的(額定) 離心加速度在混合腔外殼(6)的區域中為10000 30000m/s2。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，纖維的(額定)離心加速度在混合腔外殼(6) 的區域中為15000 30000m/s。
3.根據權利要求1或2的方法，其特征在于，所述纖維的(額定)離心加速度由轉速 (η)和直徑(d)由a = 2 π 2 · η2 · d確定。
4.根據權利要求1至3之一的方法，其特征在于，所述混合腔(1)的直徑(d)約為 200mm 800_、優選為 300_ 700_。
5.根據權利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述混合器軸⑵的轉速(η)約為 1000 4000轉/分、優選為2000 4000轉/分。
6.根據權利要求1至5之一的方法，其特征在于，為了纖維的施膠，使用熱固性塑料粘結劑，例如異氰酸酯或含有異氰酸酯的粘結劑。
7.根據權利要求1至6之一的方法，其特征在于，將由木材或優選由一年生植物例如桿莖制成的纖維與粘結劑混合。
8.根據權利要求1至7之一的方法，其特征在于，將纖維例如木纖維與熱塑性粘結劑例如熱塑性塑料纖維混合。
9.根據權利要求8的方法，其特征在于，作為熱塑性塑料纖維，使用多組分纖維，例如雙組分纖維，所述多組分纖維至少包括具有不同熔點的第一和第二塑料組分。
10.為了制造纖維板將纖維和粘結劑連續混合的裝置，尤其是根據權利要求1至9之一的方法混合，所述裝置具有至少一個基本上水平設置的、帶有圓柱形的混合腔外殼(6)的混合腔(1)和至少一個在混合腔(1)中旋轉設置的混合器軸(2)，在混合器軸上固定多個混合工具(3)，混合腔(1)具有至少一個用于纖維的加料口(4)和至少一個用于纖維_粘結劑混合物的卸料口(7)以及多個用于供給粘結劑的粘結劑供給口例如粘結劑供給管(5)，作為混合工具(3)，設置多個在混合器軸(2)的圓周上分布設置的并且平行于混合器縱向軸線(L)延伸的刺梳(3)，這些刺梳分別具有多個刺(8、8')，每兩個相鄰的刺梳(3)在軸向方向或者在混合器縱向方向(L)上以預定的尺寸(M)彼此錯開地設置。
11.根據權利要求10的裝置，其特征在于，所述刺(8、8')構造成不帶粘結劑供給，其中，粘結劑通過伸入到混合腔(1)內部中的供給管(5)來供給。
12.根據權利要求10的裝置，其特征在于，所述刺本身構造為粘結劑供給管，這些粘結劑供給管連接在構造為空心軸的混合器軸上。
13.根據權利要求11的裝置，其特征在于，伸入混合腔(1)中的、優選徑向或切向定向的供給管(5)在縱向方向(11)上與刺⑶或者刺梳(3)錯開地設置。
14.根據權利要求11的裝置，其特征在于，所述刺梳(3)的設置在供給管(5)的區域中的刺(8')縮短地構造并且具有相對于其余刺(8)減少的長度。
15.根據權利要求1至14之一的裝置，其特征在于，所述混合器軸(2)的配置給加料口(4)的區域構造成無刺的，在混合器軸(2)的該輸入區域中，輸送工具(9)例如輸送槳固定在混合器軸(2)上。
16.根據權利要求10至15之一的裝置，其特征在于，所述混合器軸(2)的配置給卸料口(7)的區域構造為無刺的，在混合器軸(2)的該輸出區域中，拋出工具(10)例如拋出槳固定在混合器軸(2)上。
17.根據權利要求1至16之一的裝置，其特征在于，構造為刺梳的混合工具(3)分別具有一個固定條(11)，所述固定條平行于混合器縱向方向(L)地定向并且固定在混合器軸 (2)上，在固定條(11)上設置多個垂直于固定條(11)定向的刺(8、8')。
全文摘要
本發明涉及一種用于在連續工作的混合裝置中為了制造纖維板將纖維和粘結劑連續混合的方法，該混合裝置具有至少一個混合腔以及一個或多個固定在旋轉的混合器軸上的混合工具，混合工具將纖維與粘結劑混合并在輸送方向上輸送通過混合腔。該方法的特征在于，所述混合器軸的轉速(n)和混合腔的直徑(d)如此彼此適配，使得纖維的(額定)離心加速度在混合腔外殼(6)區域中達到10000～30000m/s2。
文檔編號B01F7/02GK102438796SQ201080021149
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月11日 優先權日2009年5月15日
發明者J·伯恩斯, K·倫普弗, W·弗蘭克 申請人:西姆佩爾坎普機械設備制造有限責任公司和兩合公司