DE102013112949A1 - Apparatus and method for gluing fibers or fiber-like material - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel im Zuge der Herstellung von Faser-, MDF-, HDF- oder Faserdämm-, Holzwerkstoff- oder Kunststoffplatten weist ein Blasventil (6), ein dem Blasventil (6) nachgelagertes Transportrohr (4) und eine Steuereinrichtung (30) zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung auf. Das Transportrohr (4) weist eine Beleimungszone (5) auf, in der zumindest eine Düse (15) zum Einbringen von Bindemittel in das Transportrohr (4) angeordnet ist. Weiter ist eine Einrichtung zur Ermittlung eines momentanen Durchsatzes an Fasern (17) und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr (4) vorgesehen, und die Steuereinrichtung (30) ist eingerichtet, basierend auf dem ermittelten momentanen Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr (4), zumindest einen Parameter der Vorrichtung zu steuern, zu regeln oder einzustellen.A method and a device for gluing fibers and / or fiber-like material with a binder in the course of the production of fiber, MDF, HDF or Faserdämm-, derived timber products or plastic plates has a blow valve (6), a blow valve (6 ) downstream transport pipe (4) and a control device (30) for controlling the operation of the device. The transport tube (4) has a gluing zone (5), in which at least one nozzle (15) for introducing binder into the transport tube (4) is arranged. Further, means are provided for detecting a current rate of fiber (17) and / or fiber-like material in the transport tube (4), and the controller (30) is arranged based on the determined instantaneous throughput of the fibers and / or the fiber-like one Material in the transport tube (4), at least one parameter of the device to control, regulate or adjust.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beleimen von Spänen, Fasern oder faserähnlichem Material im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 15.The invention relates to a device and a method for gluing chips, fibers or fiber-like material in the course of the production of material plates according to the preamble of
Die Herstellung von Werkstoffplatten aus zum Beispiel Spänen oder mitteldichten Fasern oder anderen rieselfähigen Materialien sind mittlerweile automatisierte Prozesse und werden bereits in vielen Ländern seit Jahren angewandt. Wie bekannt findet die Verpressung von aufbereiteten Spänen oder Fasern entweder taktgebunden oder kontinuierlich statt. Dabei spielt neben den vielen Anlagenteilen vor und nach der Presse die Herstellung einer Streugutmatte mittels Streumaschinen eine herausragende Rolle, ist doch die Qualität der erstellten Streugutmatte neben der Qualität der Rohstoffe ein wichtiger Faktor. Bei der großindustriellen Herstellung von Holzwerkstoffplatten kommen kontinuierlich arbeitende Pressen, aber zum Teil noch Ein- oder Mehretagenpressen, zum Einsatz. Der Drang zur Herstellung von kostengünstigen Werkstoffplatten aus natürlichen Rohstoffen und künstlich hergestelltem Bindemittel zwingt die Produzenten immer mehr effizientere Verfahren zu entwickeln. Besondere Schwerpunkte sind dabei Energiekosten, Rohstoff- und Bindemitteleinsparung bei gleich bleibender Qualität und technisch optimiertem Anlagenbau mit geringen Ausfallzeiten und niedrigem Verschleiß.The production of material plates from, for example, chips or medium-density fibers or other free-flowing materials are now automated processes and have already been used in many countries for many years. As is known, the compression of processed chips or fibers takes place either clock-bound or continuously. In addition to the many plant components before and after the press, the production of a spreading material mat by means of spreading machines plays an outstanding role, since the quality of the produced spreading material mat is an important factor in addition to the quality of the raw materials. In the large-scale industrial production of wood-based panels are continuously working presses, but sometimes still single or multi-day presses used. The urge to produce cost-effective material plates from natural raw materials and artificially produced binders forces producers to develop more and more efficient processes. Special emphasis is placed on energy costs, raw material and binder savings with consistent quality and technically optimized plant construction with low downtime and low wear.
Die vorliegende Ausarbeitung bezieht sich auf den Bereich zur Optimierung des Bindemittelverbrauchs und damit einhergehend auch mit der Einsparung von Energiekosten. Denn bei einer optimalen Beleimung mit geringem Feuchtigkeitsanteil ergeben sich nicht nur geringere Kosten durch Bindemittelverbrauch, sondern es muss auch weniger Bindemittel im Trockner an den Spänen/Fasern getrocknet werden, was wiederum Energie und damit Kosten spart. Grundsätzlich versteht man unter Bindemittel eine sogenannte Klebstoffflotte, die in ihrer Hauptkomponente aus einem Klebstoff besteht. Je nach Bedarf werden zusätzlich Emulsion, Härter, Formaldehydfänger, Farbstoffe, Insektenschutz und Pilzschutzmittel und andere Additive beigegeben. Es ist auch üblich den Klebstoff ohne Zusätze zu verwenden. Als Bindemittel kommen ohne Anspruch auf Vollständigkeit Isocyanate, MDI, Melaminharnstoffformaldehyd (MUF), Harnstoffformaldehyd (UF), MUPF oder PF in Frage.The present elaboration refers to the area for the optimization of the binder consumption and concomitantly also with the saving of energy costs. Because with optimum gluing with low moisture content not only lower costs result from binder consumption, but it also has less binder in the dryer on the chips / fibers are dried, which in turn saves energy and thus costs. Basically, the term binder is understood as meaning a so-called adhesive liquor which consists of an adhesive in its main component. Depending on requirements, in addition emulsion, hardener, formaldehyde scavengers, dyes, insect repellent and antifungal agents and other additives are added. It is also common to use the adhesive without additives. Isocyanates, MDI, melamine urea formaldehyde (MUF), urea-formaldehyde (UF), MUPF or PF are suitable as binders without any claim to completeness.
Durch eine Zerfaservorrichtung, auch als Refiner bezeichnet, werden vor Ort Fasern hergestellt und anschließend durch ein Transportrohr (englisch: Blow Line) gefördert. Während des Transports, der vorzugsweise mit sehr hoher Geschwindigkeit in einem Transportrohr geringen Durchmessers durchgeführt wird, werden die Fasern beleimt. Hierzu wird üblicher Weise das notwendige Bindemittel zur Beleimung mit Düsen in das Transportrohr eingebracht, die das Bindemittel beim Verdüsen so klein wie möglich auflösen. Die Fasern werden dann in einen Trockner zur Trocknung gefördert und anschließend werden die Späne oder die Fasern auf Unterlagen gestreut und mittels Pressen zu Werkstoffplatten verpresst.Through a Zerfaservorrichtung, also referred to as a refiner, fibers are produced on site and then conveyed by a transport tube (English: Blow Line). During transport, which is preferably carried out at very high speed in a small diameter transport tube, the fibers are glued. For this purpose, the necessary binder for gluing with nozzles is usually introduced into the transport tube, which dissolve the binder during atomization as small as possible. The fibers are then conveyed to a dryer for drying and then the chips or fibers are scattered on pads and pressed by pressing to sheets of material.
Je nach Anlagengröße und -aufbau kann das Transportrohr eine Länge von bis zu 100 m aufweisen. Die Geschwindigkeiten der Fasern beim Transport durch das Transportrohr kann sich, je nach Anlage, in einem groben Bereich von mindestens 50 m/s bis zu einer Geschwindigkeit von 474 m/s bewegen, wobei typische Geschwindigkeiten im Bereich zwischen 70 und 100 m/s liegen.Depending on the size and structure of the system, the transport tube may have a length of up to 100 m. The speeds of the fibers during transport through the transport tube may, depending on the system, be in a coarse range of at least 50 m / s up to a speed of 474 m / s, typical speeds being in the range between 70 and 100 m / s ,
Im Stand der Technik wurden bereits verschiedene Ansätze verfolgt, den Beleimungsprozess zu optimieren.The prior art has already pursued various approaches to optimize the gluing process.
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Auch wenn auf diese Weisen der Beleimungsprozess bei der Transportrohr-Beleimung verbessert werden kann, besteht jedoch weiterhin der Nachteil, dass die Transportrohr-Beleimung verglichen mit einer Trockenbeleimung einen Mehrverbrauch an Bindemittel von bis zu 30% aufweist.Even if the gluing process in the transport tube gluing can be improved in these ways, there is still the disadvantage that the transport tube gluing has an excess consumption of binder of up to 30% compared to a dry gluing.
Wie mit der Erfindung überraschend erkannt wurde, besteht eine Ursache des Mehrverbrauchs an Bindemittel darin, dass der Austritt der Fasern aus dem Refiner häufig nicht in einem gleichmäßigen, konstanten Strom erfolgt, und es vorkommen kann, dass Fasern stoßweise in Wolken von Fasern austreten können. Zwischen aufeinander folgende austretenden Faserwolken können auch Bereiche von 1 bis 10 m Länge auftreten, in denen wesentlich weniger Fasern austreten, oder sogar im Wesentlichen keine Fasern austreten. Dieser stoßweise Austritt von Fasern setzt sich beim Transport der Fasern in dem Transportrohr fort, so dass die Fasern auch die Beleimungszone stoßweise passieren.As was surprisingly recognized by the invention, one cause of the excess consumption of binder is that the exit of the fibers from the refiner often does not occur in a uniform, constant flow, and it may happen that fibers can jerk in clouds of fibers. Between successive emerging clouds of fibers can also occur areas of 1 to 10 m in length, in which much fewer fibers escape, or even emerge essentially no fibers. This jerky exit of fibers continues during transport of the fibers in the transport tube, so that the fibers also pass intermittently through the gluing zone.
Bei bestehenden Anlagen erfolgt die Abgabe von Bindemittel üblicher Weise im Wesentlichen konstant, das heißt, es wird ein im Wesentlichen gleichbleibender Durchsatz von Bindemittel durch die Düsen pro Zeiteinheit in das Transportrohr zum Beleimen der Fasern eingebracht. Die pro Zeiteinheit abgegebene Bindemittelmenge wird dabei üblicher Weise basierend auf Parametern für den Sollbetrieb der Anlage, die von einem Maschinenbediener vorgegegeben werden, bestimmt.In existing systems, the delivery of binder is usually substantially constant, that is, it is introduced a substantially constant throughput of binder through the nozzles per unit time in the transport tube for gluing the fibers. The amount of binder dispensed per unit time is usually determined based on parameters for the desired operation of the system, which are provided by a machine operator.
Wenn die Fasern als Wolken den Bereich der Beleimungszone durchströmen, kann es daher, je nach der Bindemittelmenge, die in das Transportrohr eingebracht wird, zu einer unregelmäßigen Beleimung der Fasern kommen. Dabei kann es vorkommen, dass dichte Faserwolken mit einer unzureichenden Menge an Bindemittel besprüht werden und/oder, dass nur wenige Fasern oder gar keine mit einem Übermaß an Bindemittel eingesprüht werden. So wird ein nicht zu vernachlässigender Anteil des Bindemittels nicht von Fasern im Transportrohr aufgenommen. Im Ergebnis kann daher die ungleichmäßige Beleimung zu einer ungenügenden Produktqualität und/oder zu einem wirtschaftlich unerwünschten Mehrverbrauch an Bindemittel führen.If the fibers flow through the region of the gluing zone as clouds, an irregular gluing of the fibers may therefore occur, depending on the amount of binder which is introduced into the transport tube. It may happen that dense fiber clouds are sprayed with an insufficient amount of binder and / or that only a few fibers or none are sprayed with an excess of binder. Thus, a non-negligible proportion of the binder is not absorbed by fibers in the transport tube. As a result, the uneven gluing can therefore lead to an insufficient product quality and / or to an economically undesirable additional consumption of binder.
Wird Bindemittel in einem Übermaß eingesprüht und nicht von Fasern aufgenommen, kann dies auch dazu führen, dass sich Bindemittel an der Innenwand des Transportrohres, oder an anderen nachgelagerten Anlagenteilen anlagern kann und zu Verschmutzungen führt. Dies kann es erforderlich machen, die betroffenen Anlagenteile stillzusetzen und zu reinigen, was einen entsprechenden Produktionsausfall mit sich bringt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass sich mit der Zeit an der verschmutzten Innenwand des Transportrohres auch Fasern anlagern und sich feste Ablagerungen von nicht vernachlässigbarer Größe bilden. Lösen sich solche Ablagerungen, können diese im weiteren Verlauf der Herstellung von Werkstoffplatten zu einer Beeinträchtigung der Produktqualität und/oder zu Beschädigungen nachfolgender Anlagenteile, wie der Presse, führt.If binder is sprayed to an excess and not absorbed by fibers, this can also lead to binders can attach to the inner wall of the transport tube, or other downstream equipment parts and leads to contamination. This can make it necessary to shut down and clean the affected parts of the plant, which results in a corresponding loss of production. In addition, there is the possibility that accumulate over time on the dirty inner wall of the transport tube and fibers and form solid deposits of not negligible size. Dissolve such deposits, these can in the further course of the production of material plates to a deterioration in product quality and / or damage to subsequent equipment parts, such as the press leads.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel anzugeben, welche die vorstehenden Nachteile überwinden.It is therefore an object of the present invention to provide a device and a method for gluing fibers and / or fiber-like material with a binder, which overcome the above disadvantages.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel mit verbesserter Wirtschaftlichkeit anzugeben.It is a further object of the present invention to provide an apparatus and method for gluing fibers and / or fiber-like material with a binder having improved economy.
Es ist eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel anzugeben, welche einen Betrieb mit einer reduzierten Notwendigkeit des Eingreifens von Maschinenbedienpersonal oder Reinigungspersonal erfordern.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for gluing fiber and / or fiber-like material with a binder which requires operation with a reduced need for intervention by machine operators or cleaners.
Die vorstehenden und andere Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel wie mit den Ansprüchen 1 und 15 dargelegt. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.The above and other objects of the invention are achieved by an apparatus and method for gluing fibers and / or fiber-like material with a binder as set out in
Als eine Lösung wird eine Vorrichtung zum Beleimen von Fasern und/oder faserähnlichem Material mit einem Bindemittel im Zuge der Herstellung von Faser-, MDF-, HDF- oder Faserdämm-, Holzwerkstoff- oder Kunststoffplatten angegeben, welche ein Blasventil, ein dem Blasventil nachgelagertes Transportrohr und eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung aufweist. Das Transportrohr weist eine Beleimungszone auf, in der zumindest eine Düse zum Einbringen von Bindemittel in das Transportrohr angeordnet ist. Weiter ist eine Einrichtung zur Ermittlung eines momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr vorgesehen, und die Steuereinrichtung ist eingerichtet, basierend auf dem ermittelten momentanen Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr, zumindest einen Parameter der Vorrichtung zu steuern, zu regeln oder einzustellen.As a solution, a device for gluing fibers and / or fiber-like material with a binder in the course of the production of fiber, MDF, HDF or Faserdämm-, derived timber or plastic plates is given, which a blow valve, a bellows valve downstream transport pipe and a control device for controlling the operation of the device. The transport tube has a gluing zone, in which at least one nozzle for introducing binder is arranged in the transport tube. Further, means are provided for detecting a current throughput of fibers and / or fiber-like material in the transport tube, and the controller is arranged, based on the determined instantaneous throughput of the fibers and / or the fiber-like material in the transport tube, at least one parameter of Device to control, regulate or adjust.
Die Messung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr erlaubt es, den aktuellen, tatsächlichen Betriebszustand der Vorrichtung zu erkennen, und um basierend darauf durch Einstellen, Steuern und/oder Regeln geeigneter Parameter auf den Betrieb der Vorrichtung einzuwirken, um diesen zu optimieren.The measurement of the instantaneous throughput of fibers and / or of fiber-like material in the transport tube makes it possible to detect the current, actual operating state of the device and, based thereon, to influence the operation of the device by setting, controlling and / or regulating suitable parameters. to optimize this.
Die Vorrichtung kann weiter einen Refiner zum Erzeugen der Fasern oder dem faserähnlichen Material durch Zerfaserung in einem Mahlspalt aufweisen, wobei der Refiner so mit dem Blasventil verbunden ist, dass die in dem Refiner erzeugten Fasern oder das erzeugte faserähnliche Material durch das Blasventil in das Transportrohr eingebracht werden können;
und eine Fördereinrichtung zum Zuführen von zu zerfaserndem Material in den Refiner, wobei eine Steuereinrichtung eingerichtet sein kann, um den zumindest einen Parameter der Vorrichtung, eine Mahlspaltbreite des Refiners und/oder eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung zu steuern oder einzustellen.The apparatus may further comprise a refiner for producing the fibers or the fiber-like material by defibering in a refining gap, the refiner being connected to the blast valve such that the fibers or fiber-generated material produced in the refiner are introduced into the transport tube through the blast valve can be;
and a conveyor for feeding material to be fibrillated into the refiner, wherein a controller may be configured to control or adjust the at least one parameter of the apparatus, a refining gap width of the refiner, and / or a conveying speed of the conveyor.
Vorzugsweise kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Stellung des Blasventils, die Mahlspaltbreite des Refiners und/oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung so zu steuern oder einzustellen, um den momentanen Durchsatz an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr auf einen im Wesentlichen konstanten Wert, insbesondere einen Sollwert für den Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr, zu regeln. Besonders bevorzugt kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, zur Regelung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr ein adaptives Regelverfahren auszuführen, insbesondere ein Model-Referenz-Regelungsverfahren oder ein Self-Tuning-Regelverfahren.Preferably, the control means may be arranged to control or adjust the position of the blowing valve, the refining gap width and / or the conveying speed of the conveyor so as to maintain the instantaneous throughput of fibers and / or fiber-like material in the transport tube at a substantially constant value in particular to regulate a nominal value for the throughput of the fibers and / or of the fiber-like material in the transport tube. Particularly preferably, the control device may be configured to carry out an adaptive control method, in particular a model reference control method or a self-tuning control method, to control the instantaneous throughput of fibers and / or the fiber-like material in the transport tube.
Mit einer derartigen Regelung kann ein weitgehend gleichmäßiger Durchsatz an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr erzielt werden, was eine verbesserte, gleichmäßigere Beleimung erlaubt. Der Einsatz adaptiver Regelungsverfahren bietet dabei den weiteren Vorteil, robust gegen Veränderungen von Betriebs- oder Prozessparametern zu sein, so dass eine möglichst optimale Regelung auch über einen großen Bereich von unterschiedlichen Arbeitspunkten erzielt werden kann.With such control, a substantially uniform throughput of fibers and / or fiber-like material in the transport tube can be achieved, allowing for improved, more uniform gluing. The use of adaptive control methods offers the further advantage of being robust against changes in operating or process parameters, so that the best possible control can also be achieved over a wide range of different operating points.
Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinrichtung auch eingerichtet sein, eine Bindemittelmenge, welche von der zumindest einen Düse abgegeben wird, zu steuern, insbesondere die Bindemittelmenge so zu steuern, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleimung der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials stattfindet.Alternatively or additionally, the control device can also be set up to control a quantity of binder which is dispensed from the at least one nozzle, in particular to control the amount of binder such that a substantially uniform gluing of the fibers and / or of the fiber-like material takes place.
Die Messung des Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr kann auf diese Weise dazu verwendet werden, um die Bindemittelmenge, die von der zumindest einen Düse abgegeben wird, gezielt und geeignet auf die tatsächlich durch die Beleimungszone transportierten Mengen an Fasern und/oder faserähnlichem Material anzupassen. Auch wenn die durch die Beleimungszone transportierten Mengen an Fasern und/oder faserähnlichem Material zeitlich variieren und ungleichmäßig sind, kann daher eine verbesserte, an die variierenden Mengen angepasste, gleichmäßigere Beleimung der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials erzielt werden.The measurement of the throughput of fibers and / or fiber-like material in the transport tube can thus be used to selectively control the amount of binder dispensed from the at least one nozzle and the amounts of fibers actually transported through the gluing zone / or fiber-like material adapt. Therefore, even though the amounts of fibers and / or fiber-like material transported through the gluing zone vary over time and are uneven, an improved, more uniform gluing of the fibers and / or the fiber-like material adapted to the varying amounts can be achieved.
Vorzugsweise weist die Einrichtung zur Ermittlung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder des faserähnlichem Materials eine Durchstrahlungssensoreinrichtung auf, mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungssensor für Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, wobei der Strahlungssensor eingerichtet ist, ein Messsignal auszugeben, das anzeigend ist für die Menge und/oder die Masse an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem durchstrahlten Abschnitt, und wobei die Einrichtung zur Ermittlung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder des faserähnlichem Materials eingerichtet ist, das für die Menge und/oder die Masse an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem durchstrahlten Abschnitt anzeigende Messsignal zu multiplizieren mit einer mittleren Geschwindigkeit, mit der sich die Fasern und/oder das faserähnliche Material durch den durchstrahlten Abschnitt bewegt, um basierend darauf den momentanen Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr zu bestimmen.Preferably, the means for determining the instantaneous throughput of fibers and / or the fiber-like material comprises a transmission sensor device with a radiation source and a radiation sensor for X-rays or gamma rays, wherein the radiation sensor is adapted to output a measurement signal indicative of the amount and / or or the mass of fibers and / or of fiber-like material in the irradiated section, and wherein the means for determining the instantaneous throughput of fibers and / or the fiber-like material is set up for the amount and / or the mass of fibers and / or multiplying the measurement signal indicative of fiber-like material in the irradiated portion with an average velocity at which the fibers and / or the fiber-like material moves through the irradiated portion, based thereon the instantaneous throughput of the fibers and / or the fiber-like material in FIG to determine the transport tube.
Auf diese Weise lässt sich eine einfache und zuverlässige Erfassung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material verwirklichen.In this way, a simple and reliable detection of the instantaneous throughput of fibers and / or on fiber-like material can be realized.
Besonders bevorzugt kann die Einrichtung zur Ermittlung eines momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem Transportrohr eingerichtet sein, die Geschwindigkeit der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr zu schätzen oder zu ermitteln basierend auf zumindest einem von:
einem oder mehreren Druckwerten in dem Transportrohr, der von einem oder mehreren Drucksensoren, der beziehungsweise die an dem Transportrohr angeordnet sind, ausgegeben wird;
der Stellung des Blasventils; einem Druckwert in dem Refiner, der von einem Drucksensor an dem Refiner angeordnet ist, ausgegeben wird, und/oder einer Dampfmenge, die dem Refiner zugeführt wird.Particularly preferably, the device for determining a current throughput of fibers and / or fiber-like material in the transport tube can be set up, the speed of the fibers and / or the fiber-like material in estimate or determine the transport pipe based on at least one of:
one or more pressures in the transport tube output from one or more pressure sensors disposed on the transport tube;
the position of the blow valve; a pressure value in the refiner, which is arranged by a pressure sensor to the refiner, and / or a quantity of steam, which is supplied to the refiner.
Vorzugsweise ist das Transportrohr mehrteilig ausgeführt, mit zumindest einem ersten Transportrohrsegment und einem zweiten Transportrohrsegment, die jeweils einen Befestigungsflansch aufweisen zum Befestigen des ersten Transportrohrsegments an das zweite Transportrohrsegment. Die Durchstrahlungseinrichtung weist vorzugsweise weiter ein für die von der Strahlungseinrichtung abgegebenen Strahlung zumindest teilweise transparentes Kunststoffrohr auf, das zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungssensor angeordnet ist und das zwischen dem ersten Transportrohrsegment und dem zweiten Transportrohrsegment eingesetzt ist, um ein Segment des Transportrohrs zu bilden.Preferably, the transport tube is designed in several parts, with at least a first transport tube segment and a second transport tube segment, each having a mounting flange for attaching the first transport tube segment to the second transport tube segment. The radiation device preferably further comprises a plastic tube, at least partially transparent to the radiation emitted by the radiation device, which is arranged between the radiation source and the radiation sensor and which is inserted between the first transport tube segment and the second transport tube segment to form a segment of the transport tube.
Auf diese Weise kann eine einfache und zuverlässige Anordnung der für die Ermittlung des Durchsatzes an Fasern und/oder an faserähnlichem Material erforderliche Sensorik an beziehungsweise im Bereich des Transportrohrs erreicht werden. Diese Art der Anordnung, die allenfalls lediglich kleine, räumlich begrenzte Änderungen an der Ausgestaltung eines Transportrohrs erforderlich macht, bietet sich darüber hinaus insbesondere zur Nachrüstung bestehender Vorrichtungen und Anlagen an.In this way, a simple and reliable arrangement of the required for the determination of the throughput of fibers and / or fiber-like material sensor at or in the region of the transport tube can be achieved. This type of arrangement, which at most only makes small, spatially limited changes to the design of a transport tube required, also offers in particular for retrofitting existing devices and equipment.
Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung eingerichtet, zur Steuerung der von der zumindest einen Düse abgegeben Bindemittelmenge weiter eine Flugzeit der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials zwischen der Durchstrahlungssensoreinrichtung und der zumindest einen Düse zu berücksichtigen.Preferably, the control device is set up to further take into account a time of flight of the fibers and / or the fiber-like material between the transmission sensor device and the at least one nozzle for controlling the amount of binder dispensed by the at least one nozzle.
Bevorzugt weist die Beleimungszone eine Erstreckung von zwischen 5 und 15 m, bevorzugt zwischen 8 und 12 m, besonders bevorzugt von 10 m auf.Preferably, the gluing zone has an extension of between 5 and 15 m, preferably between 8 and 12 m, particularly preferably of 10 m.
Durch eine im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen verlängerte Beleimungszone kann erreicht werden, dass die Bindemitteldosierung bei leichten Schwankungen des Durchsatzes von Fasern und/oder faserähnlichem Material gleichmäßiger erfolgt.By extending the gluing zone in comparison with conventional systems, it is possible to achieve that the metering of the binder is more uniform with slight fluctuations in the throughput of fibers and / or fiber-like material.
Die Beleimungszone kann vorzugsweise in eine Mehrzahl von Beleimungszonenabschnitten, insbesondere 2, 3, 4, 5 oder mehr Beleimungszonenabschnitten, untergliedert sein, wobei jeder der Beleimungszonenabschnitte jeweils zumindest eine Düse aufweist, und wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Düsen unterschiedlicher Beleimungszonenabschnitte getrennt anzusteuern.The gluing zone can preferably be subdivided into a plurality of gluing zone sections, in particular 2, 3, 4, 5 or more gluing zone sections, each of the gluing zone sections each having at least one nozzle, and wherein the control device is set up to control the nozzles of different gluing zone sections separately.
Die Unterteilung der Beleimungszone in mehrere, separat ansteuerbare Beleimungszonenabschnitte, in denen jeweils unterschiedliche Bindemittelmengen pro Zeiteinheit dosiert werden können, um die Fasern und/oder das faserähnliche Material zu beleimen, ermöglicht eine feinere, genauere und besser angepasste Beleimung von zeitlich variierenden Mengen an Fasern und/oder faserähnlichem Material, das durch die Beleimungszone transportiert wird.The subdivision of the gluing zone into a plurality of separately controllable gluing zone sections, in each of which different amounts of binder per unit time can be metered to glue the fibers and / or the fiber-like material, enables a finer, more accurate and better adapted gluing of time varying amounts of fibers and / or fiber-like material that is transported through the gluing zone.
Besonders bevorzugt können die jeweiligen Längen beziehungsweise Erstreckungen in Transportrichtung des Transportrohrs der Beleimungszonenabschnitte jeweils paarweise unterschiedlich bemessen sein, insbesondere so bemessen sein, dass, für eine Anzahl von n Beleimungszonenabschnitten, die Längen in Verhältnissen von 1:2:4:...:n2 stehen, oder insbesondere so bemessen sein, dass die Beleimungszonenabschnitte als ein Golomb-Lineal bildend angeordnet sind.Particularly preferably, the respective lengths or extensions in the transport direction of the transport tube of the Beleimungszonenabschnitte may be dimensioned differently in pairs, in particular be dimensioned such that, for a number of n Beleimungszonenabschnitten, the lengths in ratios of 1: 2: 4: ...: n 2 , or in particular be dimensioned so that the gluing zone sections are arranged as forming a Golomb ruler.
Es können so Beleimungszonenabschnitte einzeln, oder mit einem oder mehreren anderen Beleimungszonenabschnitten geeignet kombiniert werden, um eine große Anzahl unterschiedlich langer Strecken zu bilden, welche von der Steuereinrichtung geeignet angesteuert werden können.Thus, gluing zone sections individually, or combined with one or more other gluing zone sections, can be suitably combined to form a large number of differently long stretches, which can be suitably controlled by the control device.
Als eine weitere Lösung wird Verfahren angegeben zur Beleimung von Fasern oder faserähnlichem Material, im Zuge der Herstellung von Faser-, MDF, HDF, Holzwerkstoff- oder Kunststoffplatten aus Fasern und/oder faserähnlichem Material, aufweisend: Transportieren der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials durch ein Transportrohr; und Beaufschlagen der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials mit einem Bindemittel, welches mittels Düsen in das Transportrohr eingebracht wird, wobei das Verfahren weiter aufweist:
Ermitteln eines momentanen Durchsatzes von Fasern und/oder dem faserähnlichem Material in dem Transportrohr; und
basierend auf dem ermittelten momentanen Durchsatz des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr, Steuern, Regeln und/oder Einstellen:
einer Bindemittelmenge, die von der zumindest einen Düse abgegeben wird;
einer Stellung eines Blasventils; einer Mahlspaltbreite eines Refiners zum Erzeugen der Fasern oder dem faserähnlichen Material; und/oder
einer Fördergeschwindigkeit einer Fördereinrichtung zum Zuführen von zu zerfaserndem Material in den Refiner.As another solution, there is provided a method of sizing fibers or fibrous material in the course of making fibrous, MDF, HDF, wood-based or plastic sheets of fibers and / or fibrous material, comprising: transporting the fibers and / or the fibrous material through a transport pipe; and subjecting the fibers and / or the fiber-like material to a binder which is introduced into the transport tube by means of nozzles, the method further comprising:
Determining an instantaneous throughput of fibers and / or the fiber-like material in the transport tube; and
based on the determined instantaneous throughput of the fiber-like material in the transport tube, controlling, regulating and / or adjusting:
a quantity of binder discharged from the at least one nozzle;
a position of a blow valve; a refining gap width of a refiner for producing the fibers or the fiber-like material; and or
a conveying speed of a conveyor for feeding material to be fiberized into the refiner.
Bevorzugt werden die Stellung des Blasventils, die Mahlspaltbreite des Refiners und/oder die Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung so gesteuert oder eingestellt, den momentanen Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr auf einen im Wesentlichen konstanten Wert, insbesondere einen Sollwert für den Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr, zu regeln.The position of the blow valve, the grinding gap width of the refiner and / or the Conveying speed of the conveyor so controlled or adjusted to control the instantaneous throughput of the fibers and / or the fiber-like material in the transport tube to a substantially constant value, in particular a target value for the throughput of the fibers and / or the fiber-like material in the transport tube.
Alternativ oder ergänzend kann die Bindemittelmenge, welche von der zumindest einen Düse abgegeben wird, so gesteuert werden, dass eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleimung der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials stattfindet.Alternatively or additionally, the amount of binder which is dispensed from the at least one nozzle can be controlled so that a substantially uniform gluing of the fibers and / or the fiber-like material takes place.
Zur Ermittlung des momentanen Durchsatzes an Fasern und/oder des faserähnlichem Materials kann bevorzugt eine Durchstrahlungssensoreinrichtung verwendet werden, mit einer Strahlungsquelle und einem Strahlungssensor für Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, wobei der Strahlungssensor ein Messsignal ausgibt, das anzeigend ist für die Menge und/oder die Masse an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem durchstrahlten Abschnitt, und das für die Menge und/oder die Masse an Fasern und/oder an faserähnlichem Material in dem durchstrahlten Abschnitt anzeigende Messsignal multipliziert wird mit einer mittleren Geschwindigkeit, mit der sich die Fasern und/oder das faserähnliche Material durch den durchstrahlten Abschnitt bewegt, um basierend darauf den momentanen Durchsatz der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr zu bestimmen, wobei die Geschwindigkeit der Fasern und/oder des faserähnlichen Materials in dem Transportrohr geschätzt oder ermittelt wird basierend auf zumindest einem von: einem oder mehreren Druckwerten in dem Transportrohr, der von einem oder mehreren Drucksensoren, der beziehungsweise die an dem Transportrohr angeordnet sind, ausgegeben wird; der Stellung des Blasventils; einem Druckwert in dem Refiner, der von einem Drucksensor, der an dem Refiner angeordnet ist, ausgegeben wird; und/oder einer Dampfmenge, die dem Refiner zugeführt wird.To determine the instantaneous throughput of fibers and / or of the fiber-like material, it is possible to use a transmission sensor device comprising a radiation source and a radiation sensor for X-rays or gamma rays, wherein the radiation sensor outputs a measurement signal indicative of the quantity and / or the mass Fibers and / or fiber-like material in the irradiated section, and the measurement signal indicative of the amount and / or mass of fibers and / or fiber-like material in the irradiated section is multiplied by a mean velocity at which the fibers and / or or moving the fiber-like material through the irradiated portion to determine therefrom the instantaneous throughput of the fibers and / or fiber-like material in the transport tube, wherein the velocity of the fibers and / or fiber-like material in the transport tube is estimated or determined d based on at least one of: one or more pressures in the transport tube output from one or more pressure sensors disposed on the transport tube; the position of the blow valve; a pressure value in the refiner output from a pressure sensor disposed on the refiner; and / or a quantity of steam supplied to the refiner.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt:Embodiments of the invention are illustrated below with reference to the drawings:
In der
Als Ausgangsstoff wird der Vorrichtung zu zerfaserndes Material, wie beispielsweise Hackschnitzel, Holz, Holzabfälle oder ein ähnliches Ausgangsmaterial zugeführt. In der Regel wird es zellulose oder/oder lignozellulose haltiges Material sein, da sich zur Zerfaserung eignet. Es kann dabei vorgesehen sein, dass das zu zerfasernde Material zunächst einer mechanischen Reinigung zur Entfernung von Fremdkörpern, wie Steinen, Sand und Metallen, unterworfen wird, um anschließend einem Kocher (nicht dargestellt) zugeführt zu werden. In dem Kocher wird das zu zerfasernde Material bei einem Dampfdruck von beispielsweise zwischen 6 bis 10 bar für beispielsweise etwa 2 bis 4 Minuten gekocht. Das so gekochte, zu zerfasernde Material kann anschließend mit einer Fördereinrichtung
Bei dem Refiner
Der Refiner
Während des Transports der Fasern
Wie in der
Die
Die Steuer- und Regelungspfeile in
Wie in der
Wie die
Wie in der
In der Durchstrahlungssensoreinrichtung
Der Bereich, der von Strahlengang abgedeckt wird, kann sich dabei in Transportrichtung des Transportrohrs
Das von der Durchstrahlungssensoreinrichtung
Die Steuereinrichtung
- S:
- dem Wert des Messsignals, das
von der Durchstrahlungssensoreinrichtung 20 , beziehungsweise deren Strahlungssensor22 , ausgegeben wird, - ATR:
- Querschnittsfläche des gesamten Transportrohrs
4 , - ADS:
- Querschnittsfläche des durchstrahlten Bereichs, des
Transportrohres 4 - L:
- der Länge des durchstrahlten Bereichs, und
- vm:
- der mittleren Geschwindigkeit der Fasern
17 und/oder des faserähnlichen Materials.
- S:
- the value of the measurement signal from the
transmission sensor device 20 , or theirradiation sensor 22 , is issued, - A TR :
- Cross-sectional area of the
entire transport tube 4 . - A DS :
- Cross-sectional area of the irradiated area, the
transport tube 4 - L:
- the length of the irradiated area, and
- v m:
- the mean velocity of the
fibers 17 and / or the fiber-like material.
Die Steuereinrichtung
Die Funktion f, welche einem Druckmesswert PTR eine entsprechende mittlere Geschwindigkeit vm zuordnet, kann dabei durch entsprechende Simulationen, beispielsweise auf Basis numerischer Strömungsmechanikverfahren, auch als CFD (englisch für computational fluid dynamics) bezeichnet, oder mittels der Durchführung entsprechender Versuchsreihen experimentell ermittelt werden.The function f, which assigns a corresponding mean velocity v m to a pressure measurement value P TR , can be determined experimentally by corresponding simulations, for example based on numerical fluid mechanics methods, as CFD (English for computational fluid dynamics) or by carrying out corresponding test series ,
Dies ist nicht beschränkend und es ist ebenso möglich, die mittlere Geschwindigkeit vm der Fasern
Auch in diesem Fall kann die entsprechende Funktion f durch entsprechende Simulationen oder experimentell ermittelt werden.Also in this case, the corresponding function f can be determined by appropriate simulations or experimentally.
Alternativ kann die auch bestimmt werden basierend auf einer Messung der Dampfmenge, die dem Refiner
Auch ist es möglich, dass die Steuereinrichtung
Es ist ebenso möglich, dass die Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung
Der so ermittelte Wert des momentanen Durchsatzes Dm von Fasern
Wenn daher im Betrieb der Vorrichtung eine Situation erkannt wird, in der der Transport von Fasern
Die Steuereinrichtung
Die Modellierung der Regelstrecke und der Entwurf eines geeigneten Reglers können vorgenommen werden gemäß allgemein bekannter Verfahren und Vorgehensweisen aus dem Gebiet der Regelungstechnik. Insbesondere kann vorgesehen sein, mit Hilfe der Steuereinrichtung
Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung
Alternativ oder ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Prinzipien kann die Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung
Insbesondere kann die Steuereinrichtung
In einem einfachsten Fall kann die Steuereinrichtung
Da die Durchstrahlungssensoreinrichtung
In der Theorie ist es dem Fachmann bekannt, dass die Entspannungszone
Bei diesem Vorgehen hängt die Menge an Bindemittel, die zu einem Zeitpunkt t von der zumindest einen Düse
Um auch Situationen zu adressieren, in denen es zu zeitlich raschen und/oder großen Änderungen im Strom an Fasern
Hinsichtlich der Beleimungszone mag es sinnvoll sein auch unterschiedliche Arten bzw. Varianten an Düsen
Bevorzugt wird dabei eine Folge von zu jeweiligen Zeitpunkten t von der zumindest einen Düse
Im Vorstehenden wird davon ausgegangen, dass die Beleimungszone
Die Beleimungszonenabschnitte
Die unterschiedlichen Beleimungszonenabschnitte
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Refinerrefiner
- 22
- FördereinrichtungConveyor
- 33
- Dampfzuleitungsteam supply
- 44
- Transportrohrtransport pipe
- 4a, 4b4a, 4b
- TransportrohrsegmenteTransport pipe segments
- 4c4c
- Befestigungsflanschmounting flange
- 55
- BeleimungszoneBeleimungszone
- 5', 5'', 5'''...5 ', 5' ', 5' '' ...
- BeleimungszonenabschnittBeleimungszonenabschnitt
- 66
- Blasventilblow valve
- 88th
- Weicheswitch
- 99
- Zuleitungsupply
- 1010
- Trocknerdryer
- 1111
- Drucksensor TransportrohrPressure sensor transport tube
- 1212
- Drucksensor RefinerPressure sensor refiner
- 1313
- Dampfventilsteam valve
- 1414
- Entspannungszonerelaxation zone
- 1515
- Düsenjet
- 1717
- Fasernfibers
- 1818
- MahlspaltbreiteMahlspaltbreite
- 2020
- DurchstrahlungssensoreinrichtungRadiation sensor device
- 2121
- Strahlungsquelleradiation source
- 2222
- Strahlungssensorradiation sensor
- 2323
- KunststoffrohrPlastic pipe
- 2525
- Befestigungsschraubenmounting screws
- 3030
- Steuereinrichtungcontrol device
- LL
- Längelength
- ss
- Streckeroute
- dd
- Längelength
- ATR A TR
- QuerschnittsflächeCross sectional area
- AOS A OS
- QuerschnittsflächeCross sectional area
- SS
- Messsignalmeasuring signal
- Dm D m
- Durchsatzthroughput
- Vm V m
- Geschwindigkeitspeed
- PTR P TR
- Druckprint
- OB O B
- Öffnungopening
- PR P R
- Druckprint
- tt
- Zeitpunkttime
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- EP 2213431 B1 [0010] EP 2213431 B1 [0010]
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Also Published As
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