DE19610755A1

DE19610755A1 - Verfahren und Heizvorrichtung zum Vorerwärmen von Vliesen aus Spänen oder Fasern

Info

Publication number: DE19610755A1
Application number: DE19610755A
Authority: DE
Inventors: Herbert G Nopper; Hubert F Schmidt
Original assignee: Picon Schmidt & Co GmbH
Current assignee: Nopper Herbert Georg 76456 Kuppenheim De
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1996-03-19
Publication date: 1997-09-25
Also published as: EP0958117A2; WO1997034748A2; WO1997034748A3; DE59711171D1; EP0958117B1; ATE257065T1; AU1926097A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorerwärmen von Vliesen aus Spänen oder Fasern bei der Herstellung von Span- und Faserplatten oder Formteilen, so wie eine Heizvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Zur Herstellung von Span- und Faserplatten oder Formteilen werden zu Spänen oder Fasern verarbeitete Rohstoffe, wie vor allem Holz, aber auch Stroh und an dere Einjahrespflanzen, in einer Beleimungsanlage mit einem Bindemittel benetzt und zu einem Vlies aufgestreut. Die Herstellung der fertigen Span- und Faser platte oder des Formteils erfolgt durch Einbringen des Vlieses in eine Warmpres se, welche das Vlies verdichtet und erwärmt und dem Endprodukt dadurch die vorgesehene Form und Festigkeit verleiht.

Probleme ergeben sich beim Warmpressen, wenn die herzustellenden Endpro dukte eine Dicke von mehreren Zentimetern aufweisen sollen. In diesem Fall sind unvertretbar lange Preßzeiten nötig, um die Kerntemperatur der Platte oder des Formteils auf den zur Aushärtung des Bindemittels erforderlichen Wert zu erhöhen. Eine beheizte Vorpresse vor der eigentlichen Warmpresse war in sol chen Fällen bislang unumgänglich.

Auch bei Vliesen aus land- und forstwirtschaftlichen Abfällen, wie insbesondere Stroh, ergeben sich Probleme beim Warmpressen, da solche Vliese besonders vo luminös ausfallen. Hier behalf man sich bislang mit einer der Warmpresse vorge schalteten Rollenpresse zum Vorverdichten des Vlieses.

usgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren und eine Heizvorrichtung zum Vorerwärmen von Vliesen aus Spänen oder Fasern vorzuschlagen, welche ein Vorpressen vor der Warm presse erübrigen und den Wirkungsgrad der Warmpresse optimieren.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Vlies zunächst auf einer gasdurchlässigen Vliesunterlage in ein Gehäuse mit einem Lufteinlaß und einem Luftauslaß eingebracht und so positio niert wird, daß der Lufteinlaß oberhalb des Vlieses und der Luftauslaß unterhalb der Vliesunterlage liegen, wobei das Vlies den Gehäuseinnenraum im wesentli chen zweiteilt. Danach wird der Luftdruck unterhalb des Vlieses durch Absau gen von Luft über den Luftauslaß abgesenkt, so daß Luft vom Gehäuseinnen raum oberhalb des Vlieses durch das Vlies und die Vliesunterlage hindurch in den Gehäuseinnenraum unterhalb des Vlieses strömt. Die durch den Lufteinlaß in den Gehäuseinnenraum nachströmende Luft wird zuvor erwärmt.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Heizvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die ein Gehäuse mit einem obenliegenden Lufteinlaß und ei nem untenliegenden Luftauslaß aufweist. Es ist eine gasdurchlässige Vliesunter lage vorgesehen, die im Gehäuse so zwischen dem Lufteinlaß und dem Luftaus laß positioniert ist, daß sie den Gehäuseinnenraum im wesentlichen in eine Un terdruckkammer und eine Nachströmkammer teilt. Die Heizvorrichtung weist außerdem eine stromabwärts des Luftauslasses angeordnete Absaugeinrichtung zum Absenken des Luftdrucks in der Unterdruckkammer sowie eine Luftstrom heizung stromaufwärts des Lufteinlasses auf.

Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird also das locker aufgestreute Vlies von Heißluft durchströmt, wodurch die Kerntemperatur des Vlieses innerhalb ei nes Bruchteils der Heizzeit der Warmpresse, unter Umständen innerhalb weniger Sekunden auf die zur Aushärtung des Bindemittels notwendige Temperatur er höht wird. Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, daß - im Unterschied zum Kontakterwärmen in der Warmpresse - kein Temperaturgradient innerhalb des Vlieses entsteht, sondern daß die Temperatur innerhalb des Vliesvolumens über all gleich ist. Außerdem verringert sich die Bearbeitungszeit in der dann nachge schalteten Warmpresse erheblich.

Erfindungsgemäß wird die Heißluft mittels Unterdruck unterhalb der Vliesunter lage durch das Vlies hindurch gesaugt. Dies bietet den Vorteil, daß die einzelnen Fasern des Vlieses nicht durch Luftturbulenzen an der Vliesoberfläche aufgewir belt werden. Denn durch den Unterdruck bildet sich eine Luftströmung aus, die an jedem Punkt des Vlieses nach unten zur Vliesunterlage hin gerichtet ist.

Neben der schnellen und gleichmäßigen Vorerwärmung hat das Verfahren den weiteren Effekt, daß der sich im Vlies ausbildende Druckgradient eine Vorver dichtung des Vlieses bewirkt.

Um den Verdichtungseffekt zu erhöhen, kann das Verfahren dadurch erweitert werden, daß auf die Oberseite des Vlieses zumindest zeitweise eine luftundurch lässige Abdeckung aufgelegt wird. In diesem Fall wirkt die aus der Druckdiffe renz zwischen der Oberseite des Vlieses und der Unterseite der Vliesunterlage resultierende Kraft auf das ganze Vliesvolumen, wodurch sich eine stärkere Ver dichtung ergibt.

Zur Einbindung in einen kontinuierlichen Produktionsprozeß ist es zweckmäßig, wenn das ohnehin vorhandene Förderband für die Vliese gasdurchlässig ausge bildet ist und als Vliesunterlage durch das Gehäuse geführt wird. Dabei kann das Absenken des Luftdrucks unterhalb des Vlieses im Taktbetrieb erfolgen, wobei das Gehäuse vorübergehend gegenüber dem Förderband abgedichtet wird. Die temporäre Abdichtung des Gehäuses gewährleistet, daß keine kalte Außenluft, sondern nur durch den Lufteinlaß strömende Heißluft durch das Vlies gesaugt wird. Beispielsweise können seitlich zwei taktsynchron verschließbare Öffnun gen in der Gehäusewand vorgesehen werden.

Aus Energieeinsparungsgründen ist es vorteilhaft, wenn die durch den Luftaus laß abgesaugte Luft in einem Kreislauf dem Lufteinlaß wieder zugeführt wird.

Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verfahrensvariante, bei der als Vliesun terlage ein gasdurchlässiges Förderband durch das Gehäuse geführt und das Durchsaugen der im Kreislauf umlaufenden Heißluft durch das Vlies im Taktbe trieb erfolgt, dadurch, daß bei abgedichtetem Gehäuse der Lufteinlaß und der Luftauslaß geöffnet werden, wobei der Luftstrom durch das Gehäuse strömt, und daß bei offenem Gehäuse der Lufteinlaß und der Luftauslaß geschlossen werden, wobei der Luftstrom dann die Gehäuseaußenwand umströmt. Die Umströmung der Außenwand des Gehäuses mit der umlaufenden Heißluft bewirkt, daß das Gehäuse beim Beschicken und beim Entnehmen des Vlieses nicht abkühlt. Au ßerdem wird durch das Schließen des Luftauslasses bei geöffnetem Gehäuse kei ne kalte Außenluft in das Gehäuse eingesaugt. Beide Effekte bewirken Einspa rungen sowohl beim Energieeinsatz als auch bei der zur Vorerwärmung notwen digen Zeit. Schließlich entsteht bei dieser Verfahrensweise beim Beschicken des Gehäuses keine Luftströmung, die ein Aufwirbeln von Fasern verursachen könn te.

Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung wird vorzugsweise so weitergebildet, daß der Luftauslaß zur Ausbildung eines Luftkreislaufs auch außerhalb des Ge häuses mit dem Lufteinlaß verbunden ist.

Besonders bevorzugt wird eine Weiterbildung der Heizvorrichtung mit einer Lufteinlaßklappe am Lufteinlaß und einer Luftauslaßklappe am Luftauslaß des Gehäuses, welche zur zeitweisen Umlenkung des umlaufenden Luftstroms in mindestens einen, das Gehäuse umgebenden Umströmungskanal synchron betä tigt werden können. Dies ermöglicht einen problemlosen Taktbetrieb der Heiz vorrichtung, da der umlaufende Heißluftstrom beim Beschicken durch Schließen der Lufteinlaßklappe und der Luftauslaßklappe nicht durch das Gehäuse, son dern um das Gehäuse herum strömt. Durch den Kontakt mit dem Heißluftstrom bleibt das Gehäuse auf der gewünschten Temperatur und beim Beschicken der Heizvorrichtung entsteht keine störende Strömung. Diese Effekte können, vor ausgesetzt, daß das Gehäuse ausreichend ab gedichtet ist, auch schon bei stets offenem Luftauslaß mit nur einer Lufteinlaßklappe am Lufteinlaß erreicht wer den.

Das Gehäuse und der Umströmungskanal der Heizvorrichtung sind vorzugswei se von einer wärmeisolierten Ummantelung umgeben. Dies verbessert den Wir kungsgrad der Heizvorrichtung weiter. Dabei können auch die Absaugeinrich tung und die Luftstromheizung innerhalb dieser Ummantelung angeordnet sein.

Zur Einbindung der Heizvorrichtung in eine kontinuierlich arbeitende Anlage kann die Vliesunterlage ein gasdurchlässiges Förderband sein, wobei das Gehäu se und gegebenenfalls die Ummantelung der Heizvorrichtung eine Einlaßöff nung und eine Auslaßöffnung zur Durchführung des Förderbandes aufweisen.

Bei einer Heizvorrichtung mit einer Lufteinlaßklappe und einer Luftauslaßklap pe sowie einem Umströmungskanal ist es dabei vorteilhaft, wenn die Einlaßöff nung und die Auslaßöffnung für das gasdurchlässige Förderband im Zusammen hang mit der Betätigung der Lufteinlaßklappe und der Luftauslaßklappe abdicht bar sind. Eine solche Heizvorrichtung kann ohne Probleme im Taktbetrieb gefah ren werden.

Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Heizvorrichtung weist zumindest zwischen der Vliesunterlage und dem Luftauslaß einen Staubfilter auf. Insbeson dere bei der Verwendung von Holzmehlvliesen ist ein solcher Staubfilter beson ders wichtig, da Holzstaub, der vom Holzmehlvlies an den Luftstrom abgegeben wird, wegen der Gefahr einer Verpuffung zurückgehalten werden muß. Vorteil haft ist es dabei, wenn ein Filterband verwendet wird, das die Vliesunterlage an mindestens vier Seiten umgibt.

Die Vliesunterlage kann aus einem flexiblen Metallgewebenetz bestehen, welches gasdurchlässig und gleichzeitig so stabil ist, daß es auch als Förderband Verwen dung finden kann.

Im folgenden werden zwei Versuchsergebnisse, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielt wurden, beschrieben.

Beispiel 1

Ein Holzmehlvlies wurde mit einer Dicke von 35 mm auf ein flexibles Metallge webenetz aufgestreut. Die Ausgangstemperatur betrug 20° bis 22°C. Unterhalb der Vliesunterlage wurde der Luftdruck um 7.300 Pa abgesenkt und die nach strömende Luft wurde auf 95 bis 97°C aufgeheizt. Bei einer Heizzeit von etwa 25 Sekunden wurde eine Vorerwärmung des Holzmehlvlieses in seinem gesamten Volumen auf 70 bis 80°C erreicht.

Beispiel 2

Ein Stroh-Späne-Fasergemisch wurde mit einer Dicke von 120 mm auf ein flexi bles Metallgewebenetz aufgestreut. Die Ausgangstemperatur des Vlieses betrug ca. 20°C. Bei Erniedrigen des Luftdrucks unterhalb der Vliesunterlage um 1.200 Pa und einer Aufheizung der nachströmenden Luft auf ca. 95°C wurde das Vlies neben der Vorerwärmung soweit vorverdichtet, daß seine Dicke um 20 mm abnahm. Diese Verdichtung konnte durch Auflegen einer luftundurchlässigen Abdeckung soweit gesteigert werden, daß die Dicke des Vlieses um 45 mm dau erhaft verringert wurde.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung wird im fol genden anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schnittbild einer Heizvorrichtung von vor ne;

Fig. 2 die Heizvorrichtung von Fig. 1 in einem anderen Betriebs zustand;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Heizvorrichtung aus Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Heizvorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1 mit ei nem Lufteinlaß 2 und einem Luftauslaß 3, welches zusammen mit der Absaug einrichtung 4 und der Luftstromheizung 5 in einer wärmeisolierten Ummante lung 6 sitzt. Im Gehäuse 1 befindet sich ein Vlies 7, das auf eine gasdurchlässige Vliesunterlage 8 aufgestreut ist und mit dieser zusammen den Gehäuseinnen raum 9 in eine untenliegende Unterdruckkammer 10 und eine obenliegende Nachströmkammer 11 unterteilt. Das Vlies 7 auf der Vliesunterlage 8 ist von ei nem gasdurchlässigen Filterband 12 umgeben. Das Gehäuse 1 weist an seinem Lufteinlaß 2 eine Lufteinlaßklappe 13 sowie an seinem Luftauslaß 3 eine Luftaus laßklappe 14 auf. Um das Gehäuse herum ist ein Umströmungskanal 15 geführt, welcher sich im Rückführungskanal 16 fortsetzt. Außerhalb der Ummantelung 6 sind ein Sockel 17 sowie ein Elektromotor 18 für die als Ventilator ausgebildete Absaugeinrichtung 4 dargestellt.

Wie in Fig. 1 mit Pfeilen verdeutlicht, wird durch die Absaugeinrichtung 4 über den Rückführungskanal 16 Luft aus dem Gehäuse 1 durch den Luftauslaß 3 abge saugt. Dadurch wird ein Unterdruck in der Unterdruckkammer 10 erzeugt, was zur Folge hat, daß aus der Nachströmkammer 11 Luft durch das Vlies 7 und die Vliesunterlage 8 gesaugt wird. Über den Lufteinlaß 2 des Gehäuses 1 strömt von der Absaugeinrichtung 4 her Luft in die Nachströmkammer 11 nach, wobei sie von der Luftstromheizung 5 erwärmt wird. Es ergibt sich ein geschlossener Kreislauf für die Heißluft innerhalb der wärmeisolierten Ummantelung 6.

Fig. 2 zeigt dieselbe Heizvorrichtung wie Fig. 1, wobei hier jedoch die Luft einlaßklappe 13 und die Luftauslaßklappe 14 des Gehäuses 1 geschlossen sind. Obwohl die Absaugeinrichtung 4 weiterläuft, ist nun der Gehäuseinnenraum 9 vom Luftkreislauf abgekoppelt. Die von der Luftstromheizung 5 erwärmte Luft strömt nicht mehr durch das Gehäuse 1 hindurch, sondern im Umströmungska nal 15 an der Außenwandung des Gehäuses 1 entlang und über den Rückfüh rungskanal 16 wieder in die Absaugeinrichtung 4. Das Gehäuse 1 kann nun ohne Entstehung einer störenden Luftströmung geöffnet werden, wobei eine Abküh lung des Gehäuses 1 aufgrund der Heißluftumströmung vermieden wird.

Die Heizvorrichtung kann taktweise im Wechsel zwischen dem in Fig. 1 darge stellten Betriebszustand, in dem eine Vorerwärmung des Vlieses erfolgt, und dem in Fig. 2 dargestellten Betriebszustand, in dem ein Beschicken der Heiz vorrichtung möglich ist, betrieben werden.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die gasdurchlässige Vliesunterlage 8 als Förder band ausgebildet ist. Zur Durchführung dieses Förderbands weisen die Umman telung 6 und das Gehäuse 1 eine Einlaßöffnung 19 und eine Auslaßöffnung 20 auf. Sowohl die Einlaßöffnung 19 als auch die Auslaßöffnung 20 können taktwei se abgedichtet werden.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Lufteinlaß
3 Luftauslaß
4 Absaugeinrichtung
5 Luftstromheizung
6 Ummantelung
7 Vlies
8 Vliesunterlage
9 Gehäuseinnenraum
10 Unterdruckkammer
11 Nachströmkammer
12 Filterband
13 Lufteinlaßklappe
14 Luftauslaßklappe
15 Umströmungskanal
16 Rückführungskanal
17 Sockel
18 Elektromotor
19 Einlaßöffnung
20 Auslaßöffnung

Claims

1. Verfahren zum Vorerwärmen von Vliesen aus Spänen oder Fasern bei der Her stellung von Span- und Faserplatten oder Formteilen, mit folgenden Verfahrens schritten:

- das Vlies wird auf einer gasdurchlässigen Vliesunterlage in ein Gehäuse mit einem Lufteinlaß und einem Luftauslaß eingebracht und so positioniert, daß der Lufteinlaß oberhalb des Vlieses und der Luftauslaß unterhalb der Vliesun terlage liegt, wobei das Vlies den Gehäuseinnenraum im wesentlichen zwei teilt,
- der Luftdruck unterhalb des Vlieses wird durch Absaugen von Luft über den Luftauslaß abgesenkt, so daß Luft vom Gehäuseinnenraum oberhalb des Vlie ses durch das Vlies und die Vliesunterlage hindurch in den Gehäuseinnen raum unterhalb des Vlieses strömt,
- die durch den Lufteinlaß in den Gehäuseinnenraum nachströmende Luft wird erwärmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberseite des Vlieses zumindest zeitweise eine luftundurchlässige Abdeckung aufgelegt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß als Vliesunterlage ein gasdurchlässiges Förderband durch das Gehäuse geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absen ken des Luftdrucks unterhalb des Vlieses im Taktbetrieb erfolgt, wobei das Ge häuse vorübergehend abgedichtet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die durch den Luftauslaß abgesaugte Luft im Kreislauf dem Lufteinlaß wieder zugeführt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei abgedichtetem Gehäuse der Lufteinlaß und der Luftauslaß geöffnet wer den, wobei der umlaufende Luftstrom durch das Gehäuse fließt, und daß bei of fenem Gehäuse der Lufteinlaß und der Luftauslaß geschlossen werden, wobei der umlaufende Luftstrom die Gehäuseaußenwand umströmt.

7. Heizvorrichtung zum Vorerwärmen von Vliesen aus Spänen oder Fasern bei der Herstellung von Span- und Faserplatten oder Formteilen, umfassend:

- ein Gehäuse (1) mit einem obenliegenden Lufteinlaß (2) und einem untenlie genden Luftauslaß (3),
- eine gasdurchlässige Vliesunterlage (8), die so zwischen dem Lufteinlaß (2) und dem Luftauslaß (3) positioniert ist, daß sie den Gehäuseinnenraum (9) im wesentlichen in eine Unterdruckkammer (10) und eine Nachströmkammer (11) teilt,
- eine stromabwärts des Luftauslasses (3) angeordnete Absaugeinrichtung (4) zum Absenken des Luftdrucks in der Unterdruckkammer (10), sowie
- eine Luftstromheizung (5) stromaufwärts des Lufteinlasses (2).

8. Heizvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftauslaß (3) zur Ausbildung eines Luftkreislaufs mit dem Lufteinlaß (2) ver bunden ist.

9. Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Lufteinlaß (2) eine Lufteinlaßklappe (13) zur zeitweisen Umlenkung des umlau fenden Luftstroms in mindestens einen, das Gehäuse (1) umgebenden Um strömungskanal (15) angeordnet ist.

10. Heizvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Lufteinlaß (2) eine Lufteinlaßklappe (13) und am Luftauslaß (3) eine Luftauslaß klappe (14) zur zeitweisen Umlenkung des umlaufenden Luftstroms in minde stens einen, das Gehäuse (1) umgebenden Umströmungskanal (15) angeordnet sind.

11. Heizvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das Gehäuse (1) und der Umströmungskanal (15) von einer wärmeiso lierten Ummantelung (6) umgeben sind.

12. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Vliesunterlage (8) ein gasdurchlässiges Förderband ist und das Gehäuse (1) eine Einlaßöffnung (19) und eine Auslaßöffnung (20) zur Durch führung des Förderbandes aufweist.

13. Heizvorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einlaßöffnung (19) und die Auslaßöffnung (20) im Zusam menhang mit der Betätigung der Lufteinlaßklappe (13) und der Luftauslaßklappe (14) abdichtbar sind.

14. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest zwischen der Vliesunterlage (8) und dem Luftaus laß (3) ein Staubfilter angeordnet ist.

15. Heizvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filterband (12) das Vlies (7) und die Vliesunterlage (8) an mindestens vier Seiten umgibt.

16. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die gasdurchlässige Vliesunterlage (8) ein flexibles Metallge webenetz ist.