DE10059881B4

DE10059881B4 - Anlage zur Faseraufbereitung

Info

Publication number: DE10059881B4
Application number: DE10059881A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. Buchholzer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: EP1337384B1; US20040065758A1; DK1337384T3; DE10059881A1; US6984266B2; WO2002043934A1; ES2261524T3; EP1337384A1; PL360943A1; ATE328714T1; PT1337384E; AU2002218972A1; DE50110073D1

Abstract

Anlage zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern vor ihrer Heißverpressung zu Faserplatten, mit einem Refiner (1) zum Aufmahlen von insbesondere Hackschnitzeln zu Fasern, die dann mit Dampf- oder Luftdruck durch eine Blow-line (2), einen Rohrtrockner (3), einen ersten Abscheider (4), eine Beleimeinrichtung (9) und einen zweiten Abscheider (6) in einen einer Streumaschine vorgeschalteten Faserbunker oder unmittelbar in eine Streumaschine gelangen, wobei die Beleimeinrichtung (9) in eine Verbindungsrohrleitung (5) zum zweiten Abscheider (6) integriert ist und eine Leimbenetzungszone (12) umfasst, die sich über einen Abschnitt dieser Verbindungsrohrleitung (5) erstreckt und ein mit Luftdurchtrittsöffnungen (13) versehenes Innenrohr (14) umfasst, das in es hineinragende Leimdüsen (23) und einen gegenüber der Verbindungsrohrleitung (5) vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist und von einem Außenrohr (15) umschlossen ist, das mit dem Innenrohr (14) einen Zwischenraum einschließt, der zumindest einen Luftanschluss aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Der Faserauslass des ersten Abscheiders (4) ist über die genannte Verbindungsrohrleitung...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern vor ihrer Heißverpressung zu Faserplatten, mit einem Refiner zum Aufmahlen von insbesondere Hackschnitzeln zu Fasern, die dann mit Dampf- oder Luftdruck durch eine Blow-line, einen Rohrtrockner, einen ersten Abscheider, eine Beleimeinrichtung und einen zweiten Abscheider in einen einer Streumaschine vorgeschalteten Faserbunker oder unmittelbar in eine Streumaschine gelangen, wobei die Beleimeinrichtung in eine Verbindungsrohrleitung zum zweiten Abscheider integriert ist und eine Leimbenetzungszone umfasst, die sich über einen Abschnitt dieser Verbindungsrohrleitung erstreckt und ein mit Luftdurchtrittsöffnungen versehenes zylindrisches Innenrohr umfasst, das in es hineinragende Leimdüsen und einen gegenüber der Verbindungsrohrleitung vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist und von einem Außenrohr umschlossen ist, das mit dem Innenrohr einen Zwischenraum einschließt, der zumindest einen Luftanschluss aufweist.
Die vorstehend beschriebene Anlage lässt sich der EP 1 022 103 A2 entnehmen. Hier ist der Faserauslass des ersten Abscheiders in eine Bunkerwaage geführt, von der die Fasern dann über die genannte Verbindungsrohrleitung, durch die in diese geschaltete Beleimeinrichtung und über ein dieser Beleimeinrichtung nachgeschaltetes Gebläse in den zweiten Abscheider gelangen, aus dem die Transportluft über ein Gebläse abgesaugt, über ein Filter geleitet, in einer Heizeinrichtung erwärmt und dann durch die Luftdurchtrittsöffnungen des Innenrohres in die Leimbenetzungszone eingeblasen wird. Der Strömungsquerschnitt des Innenrohres vergrößert sich kontinuierlich vom Eingang der Verbindungsrohrleitung bis zum Auslauf, wobei die Luft über vier über den Außenumfang des Außenrohres verteilt angeordete Luftverteilerleitungen über in Längsrichtung der Leimbenetzungszone hintereinander geschaltete, in Förderrichtung der Fasern geneigt angeordnete Einzelrohre eingeblasen wird.
Die DE 199 30 800 A1 offenbart eine Anlage, bei der der Endabschnitt des Rohrtrockners als Leim-Benetzungszone ausgebildet ist, in der durch Vergrößerung des Rohrtrockner-Strömungsquerschnitts die Transportgeschwindigkeit des Fasergemisches reduziert und dadurch eine turbulente Strömung erzeugt wird. Diese Turbulenz wird durch Eindüsen zusätzlicher Luft noch erhöht, die gleichzeitig mit der Eindüsung des Bindemittels mit diesem axial in das Zentrum der Benetzungszone eingedüst wird. Die Länge der Benetzungszone ist etwa fünf- bis zehnmal größer als ihr Durchmesser. Die Transportgeschwindigkeit des Fasergemisches in der Leimbenetzungszone wird bei diesem vorbekannten Verfahren um etwa 100 % bis 300 % gegenüber der Transportgeschwindigkeit in der Trocknerzone reduziert. Die Feuchte des Fasergemisches wird durch die Trocknung auf vorzugsweise 2% bis 10 % reduziert, so dass die Endfeuchte des Beleimfasergemisches vorzugsweise 8–12 % beträgt.
In der EP 0 728 562 A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Benetzen von pneumatisch geförderten Partikeln mit einem Fluid offenbart. Dabei wird das Fluid mittels Düsen in eine von den Partikeln durchströmte Förderleitung eingesprüht. Um eine gleichmäßige und feine Benetzung zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Düsen in einem Bereich der Förderleitung angeordnet sind, der eine diffusorartige Querschnitterweiterung aufweist. Die Benetzungszone wird durch einen Abschnitt der horizontal verlaufenden Förderleitung gebildet, wobei vorgesehen ist, dass die Partikel vor Erreichen der Benetzungszone eine Trocknereinrichtung durchlaufen. Auch hier wird angestrebt, die bereits getrockneten Fasern, die in besonderem Maße zur Klumpen- bzw. Knäuelbildung neigen, im Luftstrom wirtschaftlich und gleichmäßig zu beleimen. Wegen der problematischen Knäuelbildung, die in den Faserplattenoberflächen zu Leimflecken führen, war früher empfohlen worden, die Beleimung mit feuchten Fasern durchzuführen, die dann anschließend zu trocknen waren. Die Fasertrocknung nach der Beleimung hat jedoch den großen Nachteil eines erhöhten Leimverbrauches, dessen Ursache noch nicht vollständig geklärt werden konnte.
Allen vorbekannten Anlagen gemeinsam ist aber das Problem des Anhaftens der gerade mit Leim besprühten Fasern an der Rohrinnenwand der Leimbenetzungszone. Um eine zu starke Reduzierung des freien Strömungsquerschnitts in der Benetzungszone oder gar ein Zusetzen des Rohrquerschnittes zu verhindern, muss die genannte Rohrinnenwand von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Dies erfordert nicht nur einen Stillstand der Anlage, sondern auch einen hohen Arbeitsaufwand, weil der die Leimbenetzungszone bildende Rohrabschnitt meist in großer Höhe in der Fabrikationshalle verlegt und somit nur schwer zugänglich ist. Die an der Rohrinnenwandung anhaftenden Fasern sind zudem ursächlich für die störenden, in der Faserplattenoberfläche auftretenden Leimflecke, die durch sich von der Rohrinnenwandung wieder lösenden Faserklumpen oder dergleichen hervorgerufen werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Anlage so zu verbessern, dass sich leimfleckfreie Faserplatten mit geringen Bindemitteldosierungen wirtschaftlich herstellen lassen.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen Anlage wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch folgende zusätzliche Merkmale gelöst:

a) Der Faserauslass des ersten Abscheiders ist über die genannte Verbindungsrohrleitung, in die vor der Beleimeinrichtung ein Gebläse geschaltet ist, an den zweiten Abscheider angeschlossen;
b) das Innenrohr ist zylindrisch ausgebildet, wobei die Vergrößerung seines Strömungsquerschnitts stromauf der Leimbenetzungszone sowie eine Verringerung seines Strömungsquerschnittes stromab der Leimbenetzungszone von bzw. auf den Ausgangsdurchmesser der Verbindungsrohrleitung über je einen Ringkonus erfolgt;
c) der stromauf liegende Ringkonus, der ebenso wie der stromab liegende Ringkonus mit Luftdurchtrittsöffnungen versehen ist, ist von einem Kranz mit gesteuerten Spritzautomaten umschlossen, deren Leimdüsen durch den stromauf liegenden Ringkonus hindurch in das Innenrohr hineinragen;
d) das Außenrohr umschließt konzentrisch das Innenrohr und definiert mit diesem einen an seinen beiden Enden abgedichteten Ringraum, der zumindest einen Druckluftanschluss aufweist, aus dem Druckluft über das Außenrohr konzentrisch umschließende Druckluft-Ringverteiler in den Ringraum eingespeist wird;
e) die Luftdurchtrittsöffnungen des Innenrohres weisen einen Durchmesser von etwa 0,1 – 0,5 mm auf.

Die Feuchte der Fasern unmittelbar nach ihrer Trocknung liegt in einer Größenordnung von etwa 20 %, was bei der Beleimung zu verschiedenen Nachteilen führen kann. Deshalb soll die Beleimung erst nach einem dem Trockner nachgeschalteten Abscheider erfolgen; die Feuchtigkeit der Fasern vor ihrer Beleimung liegt dann nur bei etwa 6 %.
Erfindungsgemäß soll die Transportgeschwindigkeit des Fasergemisches durch den stromauf liegenden Ringkonus auf kurzer Strömungsstrecke verringert werden, um so eine turbulente Strömung zu erzeugen, in die der Leim eingedüst wird. Die Leimdüsen ragen daher durch den stromauf liegenden Ringkonus, durch den außerdem Druckluft eingeblasen wird, um insbesondere in diesen Bereich ein Ansetzen bzw. Festkleben von Fasern zu verhindern.
Um im zweiten Abscheider eine ausreichend hohe Lufteintrittsgeschwindigkeit sicherzustellen, die für eine exakte Abtrennung erforderlich ist, ist erfindungsgemäß ein stromab liegender Ringkonus vorgesehen, durch den der Strömungsquerschnitt des Innenrohres auf die Größe seines Einlaufes wieder reduziert wird. Damit der am stromab liegenden Ringkonus auftretende Staudruck nicht zu einem Ansetzen bzw. Festkleben der Fasern an der Rohrinnenwandung führt, sind erfindungsgemäß auch in dem stromab liegenden Ringkonus Luftdurchtrittsöffnungen vorgesehen.
Um in der Beleimungszone die Rohrinnenwand wirksam gegen Verschmutzung durch ansetzende bzw. festklebende Fasern zu schützen, ist es vorteilhaft, wenn die Luftdurchtrittsöffnungen des Innenrohres einen Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,5 mm aufweisen und wenn die eingespeiste Druckluft einen Druck von ca. 2 bar aufweist. Dabei ist es zur Einschränkung des Druckluftverbrauchs vorteilhaft, wenn der gegenseitige Abstand der Luftdurchtrittsöffnungen etwa 2 cm beträgt.
Eine gleichmäßige Faserbedüsung in Verbindung mit einer die Rohrinnenwandung der Beleimungszone schonenden Bindemitteleindüsung ist dann gewährleistet, wenn die Leimdüsen mit der Längsmittelachse der Leimbenetzungszone einen Winkel von etwa 60° einschließen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Leimdüsen Flachstrahldüsen mit einem maximalen Spritzwinkel von etwa 90 ° sind.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In der nachfolgenden Tabelle sind für verschiedene, auf einer Laboranlage leimfleckenfrei hergestellte Faserplatten deren Eigenschaften aufgelistet, wobei Bindemitteldosierungen von 4,50 (A/B/C), 5,75 (D/E/F) und 7,00 (G/H/I) % Festharz/atro Faser eingestellt worden waren.
In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen
1 eine Prinzipskizze einer Faseraufbereitungsanlage und
2 in vergrößertem Maßstab einen Längsschnitt durch die in 1 angedeutete Beleimeinrichtung.
1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Anlage zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern vor ihrer Heißverpressung zu Faserplatten. Vorgesehen ist ein Refiner 1 zum Aufmalen von insbesondere Hackschnitzeln zu Fasern, die dann mit Dampf- oder Luftdruck durch eine Blow-line 2 in einen Rohrtrockner 3 eingespeist werden, dem ein erster Abscheider 4 nachgeschaltet ist, dessen Faserauslass über eine Verbindungsrohrleitung 5 an einen zweiten Abscheider 6 angeschlossen ist.
In diese Verbindungsrohrleitung 5 ist ein Gebläse 7 geschaltet, das einen Ansaugstutzen für konditionierte Luft 8 aufweist.
In die Verbindungsrohrleitung 5 ist eine Beleimeinrichtung 9 integriert, die über eine Bindemittelversorgungseinrichtung 10 mit Bindemittel zum Bedüsen der durch die Verbindungsrohrleitung 5 geförderten Fasern versorgt wird.
Die beleimten, aus dem zweiten Abscheider 6 austretenden Fasern 11 gelangen in einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten, einer ebenfalls nicht näher dargestellten Streumaschine vorgeschalteten Faserbunker oder aber unmittelbar in eine Streumaschine.
Gemäß 2 umfasst die Beleimeinrichtung 9 eine Leimbenetzungszone 12, die sich über einen Abschnitt der Verbindungsrohrleitung 5 erstreckt, der seinerseits ein mit Luftdurchtrittsöffnungen 13 versehenes zylindrisches Innenrohr 14 um fasst, das einen gegenüber der Verbindungsrohrleitung 5 vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist und konzentrisch von einem Außenrohr 15 umschlossen ist.
Die Länge der Leimbenetzungszone 12 entspricht etwa dem 5- bis 10-fachen des Rohrleitungsdurchmessers. Der Strömungsquerschnitt des Innenrohres 14 ist etwa 20 %–50 % größer als der der Verbindungsrohrleitung 5. Dabei erfolgt die Vergrößerung des Strömungsquerschnittes stromauf der Leimbenetzungszone 12 sowie die Verringerung des Strömungsquerschnittes stromab der Leimbenetzungszone 12 von bzw. auf den Ausgangsdurchmesser der Verbindungsrohrleitung 5 über je einen Ringkonus 16, 17, der ebenfalls mit Luftdurchtrittsöffnungen 13 versehen ist.
Das Außenrohr 15 definiert zusammen mit dem Innenrohr 14 einen an seinen beiden Enden abgedichteten Ringraum 18, in den Druckluft mit einem Druck von vorzugsweise etwa 2 bar einblasbar ist. Diese Drucklufteinspeisung in den Ringraum 18 erfolgt über das Außenrohr 15 konzentrisch umschließende Druckluft-Ringverteiler 19, die am Anfang der Leimbenetzungszone 12, auf etwa deren halber Länge sowie am Ende der Leimbenetzungszone 12 angeordnet sind, jeweils einen Druckluftanschluss 20 aufweisen und mit mehreren, über ihren Umfang verteilt angeordneten, mit dem Ringraum 18 in Verbindung stehenden Drucklufteinblasöffnungen 21 versehen sind.
Der Konuswinkel α der ebenfalls mit Luftdurchtrittsöffnungen 13 versehenen Ringkonusse 16, 17 beträgt etwa 30°. Die Luftdurchtrittsöffnungen 13 weisen einen Durchmesser von etwa 0,1–0,5 mm und einen gegenseitigen Abstand voneinander von etwa 2 cm auf.
Der Einlauf in die Leimbenetzungszone 12 ist von einem Kranz 22 mit nicht näher dargestellten gesteuerten Spritzautomaten umschlossen, deren Leimdüsen 23 vorzugsweise senkrecht durch den stromauf liegenden Ringkonus 16 in den In nenraum des Innenrohres 14 hineinragen. Die Leimdüsen 23 sind vorzugsweise Flachstrahldüsen mit einem maximalen Spritzwinkel β von etwa 90°.

Claims

Anlage zur Herstellung und Aufbereitung von Fasern vor ihrer Heißverpressung zu Faserplatten, mit einem Refiner (1) zum Aufmahlen von insbesondere Hackschnitzeln zu Fasern, die dann mit Dampf- oder Luftdruck durch eine Blow-line (2), einen Rohrtrockner (3), einen ersten Abscheider (4), eine Beleimeinrichtung (9) und einen zweiten Abscheider (6) in einen einer Streumaschine vorgeschalteten Faserbunker oder unmittelbar in eine Streumaschine gelangen, wobei die Beleimeinrichtung (9) in eine Verbindungsrohrleitung (5) zum zweiten Abscheider (6) integriert ist und eine Leimbenetzungszone (12) umfasst, die sich über einen Abschnitt dieser Verbindungsrohrleitung (5) erstreckt und ein mit Luftdurchtrittsöffnungen (13) versehenes Innenrohr (14) umfasst, das in es hineinragende Leimdüsen (23) und einen gegenüber der Verbindungsrohrleitung (5) vergrößerten Strömungsquerschnitt aufweist und von einem Außenrohr (15) umschlossen ist, das mit dem Innenrohr (14) einen Zwischenraum einschließt, der zumindest einen Luftanschluss aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Faserauslass des ersten Abscheiders (4) ist über die genannte Verbindungsrohrleitung (5), in die vor der Beleimeinrichtung (9) ein Gebläse (7) geschaltet ist, an den zweiten Abscheider (6) angeschlossen; b) das Innenrohr (14) ist zylindrisch ausgebildet, wobei die Vergrößerung seines Strömungsquerschnitts stromauf der Leimbenetzungszone (12) sowie eine Verringerung seines Strömungsquerschnittes stromab der Leimbenetzungszone (12) von bzw. auf den Ausgangsdurchmesser der Verbindungsrohrleitung (5) über je einen Ringkonus (16, 17) erfolgt; c) der stromauf liegende Ringkonus (16), der ebenso wie der stromab liegende Ringkonus (17) mit Luftdurchtrittsöffnungen (13) versehen ist, ist von einem Kranz (22) mit gesteuerten Spritzautomaten umschlossen, deren Leimdüsen (23) durch den stromauf liegenden Ringkonus (16) hindurch in das Innenrohr (14) hineinragen; d) das Außenrohr (15) umschließt konzentrisch das Innenrohr (14) und definiert mit diesem einen an seinen beiden Enden abgedichteten Ringraum (18), der zumindest einen Druckluftanschluss (20) aufweist, aus dem Druckluft über das Außenrohr (15) konzentrisch umschließende Druckluft-Ringverteiler (19) in den Ringraum (18) eingespeist wird; e) die Luftdurchtrittsöffnungen (13) des Innenrohres (14) weisen einen Durchmesser von etwa 0,1–0,5 mm auf.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in die Verbindungsrohrleitung (5) geschaltete Gebläse (7) einen Ansaugstutzen für konditionierte Luft (8) aufweist.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Leimbenetzungszone (12) etwa dem 5- bis 10-fachen des Rohrleitungsdurchmessers entspricht.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand der Luftdurchtrittsöffnungen (13) etwa 2 cm beträgt.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Innenrohres (14) etwa 20 % bis 50 % größer ist als der der Verbindungsrohrleitung (5).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (α) der Ringkonusse (16, 17) etwa 30° beträgt.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingespeiste Druckluft einen Druck von ca. 2 bar aufweist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leimdüsen (23) Flachstrahldüsen mit einem maximalen Spritzwinkel (β) von etwa 90° sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf etwa der halben Länge der Leimbenetzungszone (12) zumindest ein weiterer, in den genannten Ringraum (18) mündender Druckluftanschluss (20) vorgesehen ist.