WO2012140206A1 - Verfahren zum betreiben einer anlage und vorrichtung zur beleimung von spänen, fasern oder faserähnlichem material im zuge der herstellung von werkstoffplatten - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer anlage und vorrichtung zur beleimung von spänen, fasern oder faserähnlichem material im zuge der herstellung von werkstoffplatten Download PDF

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chips
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mixing
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Gernot Von Haas
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Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau
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    • B05B7/14—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas designed for spraying particulate materials
    • B05B7/1404—Arrangements for supplying particulate material
    • B05B7/1431—Arrangements for supplying particulate material comprising means for supplying an additional liquid

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a system for gluing chips, fibers or fiber-like material in the course of the production of material plates according to the preamble of claim 1 and a device for gluing according to the preamble of claim 15.
  • medium-density fibers or other free-flowing materials are now automated processes and have been used in many countries for 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
  • Cost-effective material plates made of natural raw materials and artificially produced binders forces producers to develop more and more efficient processes. Particular focus is on energy costs, Resource and binder savings with consistent quality and technically optimized plant construction with low downtime and low wear.
  • 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 optimal gluing with low
  • binder consumption but it must also be dried less binder in the dryer on the chips / fibers, which in turn saves energy and thus costs.
  • binder is understood as meaning a so-called adhesive liquor which consists of an adhesive in its main component.
  • adhesive liquor which consists of an adhesive in its main component.
  • Isocyanates MDI, melamine urea formaldehyde (MUF), urea formaldehyde (UF), MUPF or PF.
  • gluing of chips or fibers by means of spray nozzles in production facilities for chipboard or fiberboard.
  • the nozzles shred the binder and spray it on moving chips or fibers.
  • the chips are usually already delivered as chips or produced on site and fed to the gluing before or after drying.
  • Fibers are produced by Zerfaservorraum on site and conveyed after the defibration between two grinding discs through a transport tube (English: Blow Line) to a dryer.
  • a transport tube English: Blow Line
  • Transport tube have a length of up to 100m.
  • Transport which is preferably carried out at supersonic speed in a relatively small diameter tube diameter, the fibers are glued and then fed into a dryer. Subsequently, the chips or fibers are scattered on documents and by pressing too
  • Blending of chips, fibers or fiber-like material has become known, with which the binder is to be mixed before exiting the nozzle with steam.
  • the high temperature of the steam and the extremely turbulent flow in the mixing chamber of the nozzle should ensure optimum dissolution of the binder. This is especially true of the
  • nozzles should be able to be used in any throughput range while maintaining the same glue consumption per throughput. If altogether the Device and the method can be practiced successfully, in turn, disadvantages in other aspects.
  • a negative aspect is the constant supply of steam for the
  • Profit margin can decrease significantly, due to the higher glue consumption.
  • the adhesive As an equipment producer you are also dependent on large chemical companies that are in a position to dictate the prices of their glue and increase prices at regular intervals.
  • the solution to this problem is for a method for operating a plant in that the method is based on which predetermined maximum possible throughput fibers / chips per unit time
  • the binder before contacting the binder with the fibers or chips, the binder can be mixed with steam to a vapor-binder mixture and the binder 5 or the vapor-binder mixture dissolved in a transport tube or a mixing device via a, in particular adjustable, opening at least one nozzle and with the fibers and / or the chips is brought into contact, with up to a throughput of up to 66% of the maximum possible
  • the binder is brought as a vapor-binder mixture with the fibers and / or the chips in contact.
  • the solution to this problem is for the device for gluing in that at least one nozzle is arranged for gluing, wherein the nozzle via at least one opening with the mixing device or a transport tube is connectable and the nozzle at least one adjusting device for adjusting in the transport pipe or in the mixing device to be introduced amount of the binder, wherein the nozzle at least one steam line and at least one binder line are arranged, wherein the steam line and the binder line are connected to at least one mixing space and that in the steam line substantially adjacent or adjacent to the mixing chamber, a steam valve is.
  • the type of gluing respectively, the wetting of the fibers / chips with binder, depending on the current throughput of fibers / chips per unit time to regulate and give the operator a sizing rule at hand from when it is is useful / necessary to use the binder as a vapor-binder mixture and when not.
  • high binder throughput because the plant operates at the upper end of the maximum design, it is sufficient to use the
  • Binder to atomize directly using the nozzles because the binder pressure within the nozzle is sufficiently high for optimal atomization.
  • the binder throughput in the nozzles decreases because fewer chips / fibers per
  • Binder nevertheless optimal. It is thus achieved that through the combination, binder for high pressure ranges / throughput, steam-binder mixture for lower pressure ranges / throughput, continuous optimum gluing with the lowest possible amount of binder with optimal optimal gluing is possible.
  • the effort to produce and use steam is compared to the saved amount of binder but significantly cheaper.
  • Control agents that can be used between atomization of binder and steam Switching binder mixtures is negligible in such durable systems.
  • a nozzle is advantageously designed so that the mixing space, which is suitable to produce the vapor-binder mixture, can be separated from the steam line.
  • black / white valves are preferably used. But it is also conceivable, depending on the type of nozzle, within the
  • the presented device is not only particularly suitable for the practice of the method, but can also be operated independently and find application.
  • steam can be saved, because it is not necessary at high pressures and concomitant use of the nozzles in an optimally designed operating range To add steam to the nozzles to achieve high binder dissolution.
  • the invention proposes here to turn on the steam only in the performance areas in which the nozzle does not work in the optimum pressure and power ranges. It is proposed
  • Nozzle area can be easily or automated, in particular prophylactically clean. Even blockages or jamming on the nozzle head are excluded or can be readily by the associated
  • Figure 1 shows a section through a device according to a first
  • Figure 2 is an enlarged view of the transition from the mixing chamber in the
  • FIG. 3 shows a section through a device according to a second
  • Figures 1 and 2 show a fundamentally possible structure of a device, inter alia, for carrying out the method consisting of a transport tube 1 with a wall 10, within which the fibers 2 are transported past at least one nozzle 3 with a flowing conveyor 20.
  • a transport tube 1 with a wall 10 within which the fibers 2 are transported past at least one nozzle 3 with a flowing conveyor 20.
  • the nozzle 3 has an adjusting device 4, which is in operative connection with a nozzle head 12, in the example via a plunger 11.
  • the adjusting device 4 is thus able to regulate or close the size of the opening 23 via the nozzle head 12.
  • Actuator 4 is not limited in its design and regarding the choice of many options (linear conveyor, crank, ball or Rack and pinion, indirect drive .%) By the expert in detail to design. It should be emphasized that in the nozzle 3, a mixing chamber 7 is arranged, can be supplied separately from each other in the vapor 6 via a steam line 17 and binder 5 via a binder line 16. Fluid and high-pressure technical designs (high-pressure pumps,
  • Pressure gauges are also within the skill of one of ordinary skill in the art to identify and install those standard components that are possible or necessary according to the prior art.
  • a vapor-binder mixture 15 is formed, which is preferably mixed under a predetermined pressure by a pressure preset 25 on the control or regulating device 9.
  • the control or regulating device 9 controls or regulates the position of the nozzle head 12 via the adjusting device 4 and thus the size of the opening 23 on the basis of a pressure preset 25 or on the basis of a
  • the device has a plurality of measuring points.
  • the pressure in the mixing chamber 7 with a measuring device 8 and / or the pressure in the binder line 16 with a measuring device 14 and / or the pressure in the steam line 17 with a measuring device 18 and / or the pressure in the transport tube 1 and in the Mixing device 22 with a measuring device 13 determined.
  • Transport tube 1 to be introduced amount of binder 5 controlled or regulated by a control or regulating device 4.
  • a control or regulating device 4 a control or regulating device 4.
  • Flow rate of the fibers 2 are set or regulated.
  • the binder 5 can be supplied to the mixing chamber 7 with a lower pressure than the steam 6. This is advantageous in the dissolution and expulsion of the binder from the mixing chamber 7 by the steam. It has been found that the binder 5 should be introduced through the nozzle with a size smaller than 40 microns in the mixing device 22 or the transport tube 1.
  • Figure 3 is a section through a device according to a second
  • Embodiment in the normal pressure range shown with a mixing device 22 consists of a fixed drum 29 having an input for chips 24 on one side and an outlet for the glued chips 24 on the other side.
  • Blades 27 on a mixing shaft 26, driven by a motor 28, are mixed and conveyed in the mixing device 22.
  • a nozzle 3 in section and on the back of the opening 23 of another nozzle 3 is shown.
  • dashed form is another set of nozzles 3 shown.
  • the nozzle head 12 defines the opening 23 of the nozzle 3 and is moved via the adjusting device 4.
  • additional steam 21 can be introduced into the mixing device 22 via an additional steam line 19 in order to convey the gluing in the mixing device 22.
  • the additional steam line could also inject from below into the drum 29 to whirl up the chips.
  • connection and disconnection of the steam 6 and the position of the steam valve 30 is controlled or regulated via a predetermined pressure in the mixing chamber 7 via a control or regulating device 4.
  • the pressure may be in the mixing chamber 7 and / or the size of the adjustable opening 16 in dependence on the in the transport tube 1 or in the mixing device 22nd
  • a control or regulating device 4 for measuring the pressures in or on the mixing chamber 7, a measuring device 8 and / or in or on the binder line 23, a measuring device 14 and / or in or on the steam line 17, a measuring device 18 and / or in or on the transport tube 1 and Mixing device 22 may be arranged a measuring device 13. It is also useful for controlling the size of the opening 23 and / or the steam valve 30, a control or To arrange control device 4.
  • a control or control device 4 can be set up. Particularly preferred is arranged as a steam valve 30 in the steam line 17, a slide or a ball valve.
  • the steam valve 30 of the steam line 17 may be designed for direct separation at the mixing chamber 7 and / or at least in one piece with the nozzle 3.
  • Transport tube 1 is provided for the gluing of fibers or fiber-like material and the mixing device 22 for the gluing of chips, so this is not limiting, but there are a variety of

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Anlage zur Beleimung von Material im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten, wobei die Anlage für eine vorgegebene maximal möglichen Durchsatzleistung Fasern/Späne pro Zeiteinheit zur Beleimung ausgelegt ist und vor der Kontaktaufnahme des Bindemittels (5) mit den Fasern (2) oder den Spänen (24) das Bindemittel (5) mit Dampf (6) zu einem Dampf-Bindemittelgemisch (15) vermischt werden kann und das Bindemittel (5) oder das Dampf-Bindemittelgemisch (15) in ein Transportrohr (1) oder eine Mischvorrichtung (22) über eine, insbesondere einstellbare, Öffnung (23) zumindest einer Düse (3) aufgelöst und mit den Fasern (2) und/oder den Spänen (24) in Kontakt gebracht wird. Die Erfindung für das Verfahren besteht darin, dass bis zu einer Durchsatzleistung von bis zu 66% der maximal möglichen Durchsatzleistung, vorzugsweise bis zu 50% der maximalen Durchsatzleistung, das Bindemittel (5) als Dampf-Bindemittelgemisch (15) mit den Fasern (2) und/oder den Spänen (24) in Kontakt gebracht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Dampfleitung (17) und die Bindemittelleitung (16) mit zumindest einem Mischraum (7) verbunden sind, und in der Dampfleitung (17) im Wesentlichen benachbart oder angrenzend zum Mischraum (7) ein Dampfventil (30) angeordnet ist. (1419)

Description

Verfahren zum Betreiben einer Anlage und Vorrichtung zur Beleimung von
Spänen, Fasern oder faserähnlichem Material im Zuge der Herstellung von
Werkstoffplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Beleimung von Spänen, Fasern oder faserähnlichem Material im Zuge der Herstellung von Werkstoffplatten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Beleimung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 15. 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. 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 in Frage:
Isocyanate, MDI, Melaminharnstoffformaldehyd (MUF), Harnstoffformaldehyd (UF), MUPF oder PF.
Grundsätzlicher zugrunde liegender Stand der Technik ist die Beleimung von Spänen oder Fasern mittels Sprühdüsen in Produktionsanlagen für Span- oder Faserplatten. Dabei zerkleinern die Düsen das Bindemittel und sprühen dies auf bewegte Späne oder Fasern. Dabei werden zwei Beleimungsmethoden unterschieden, der Sprühvorgang auf rotierend gemischte Späne oder auf mit hoher Geschwindigkeit passierenden Fasern.
Die Späne werden normalerweise bereits als Späne angeliefert oder vor Ort hergestellt und vor oder nach einer Trocknung der Beleimung zugeführt. Fasern werden durch Zerfaservorrichtung vor Ort hergestellt und nach der Zerfaserung zwischen zwei Mahlscheiben durch ein Transportrohr (englisch: Blow Line) zu einem Trockner gefördert. Je nach Anlagengröße und -aufbau kann das
Transportrohr eine Länge von bis zu 100m aufweisen. Während des
Transports, der vorzugsweise mit Überschallgeschwindigkeit in einem relativ kleinem Rohr geringen Durchmessers durchgeführt wird, werden die Fasern beleimt und anschließend in einen Trockner gefördert. Anschließend werden die Späne oder die Fasern auf Unterlagen gestreut und mittels Pressen zu
Werkstoffplatten verpresst. Besondere Herausforderungen entstehen bei der Hochdruckbeleimung in einem Transportrohr, da die Strömung höchst turbulent, mit einer Reynoldszahl von 7 x 105 bis 3 x 106, auftritt. Dabei bewegt sich die Geschwindigkeit der Fasern in einem groben Bereich von mindestens 50 m/s bis zu einer Geschwindigkeit von 474 m/s. Üblicherweise wird das notwendige Bindemittel zur Beleimung mit Düsen in das Transportrohr oder eine
Mischvorrichtung (Beleimtrommel rotierend und/oder mit bewegten
Mischelementen) eingebracht, die das Bindemittel derart auflösen, dass es im mehrstelligen Mikronbereich eingedüst wird. Mit sogenannten atomisierenden Sprühdüsen ist es möglich, das Bindemittel auf eine ungefähre Größe von 100 bis 40 Mikron aufzuspalten. Dafür ist es aber notwendig, mit Hochdruckdüsen zu arbeiten, die das Bindemittel am Düsenkopf durch die Entspannung in einen anderen Druckbereich auflösen. Diese Düsen sind hohem Verschleiß ausgesetzt. Mit DE 10 2008 059 877 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Beleimung von Spänen, Fasern oder faserähnlichem Material bekannt geworden, mit der das Bindemittel vor dem Austritt aus der Düse mit Dampf vermischt werden soll. Dabei sollen die hohe Temperatur des Dampfes sowie die extrem turbulente Strömung im Mischraum der Düse für eine optimale Auflösung des Bindemittels sorgen. Dies ist besonders bei der
Hochdruckbeleimung von Vorteil, da bei einem bestehenden Druck im
Transportrohr einer„Blow-Line" vorzugsweise mit höherem Druck als in dem Transportrohr eingedüst werden sollte. Auch kann die Eindüsung kontrollierter und feiner geregelt werden, da nicht mehr der Druckunterschied, sondern die optimale Verteilung innerhalb des Transportrohrs bzw. der Mischvorrichtung entscheidende Kriterien sind. Es hat sich herausgestellt, dass besonders die Bindemittel, MDI, UF, MUF und PF in flüssiger oder suspendierter (halbflüssig) bzw. dispergierter Form sich für eine Bedüsung mit vorliegendem Verfahren oder Vorrichtung eignen.
Ein besonderer Aspekt dieser Offenbarung war, dass sich die Düsen in beliebigen Durchsatzbereichen einsetzen lassen sollen und gleichzeitig der Leimverbrauch pro Durchsatz gleich bleibt. Wenn auch insgesamt die Vorrichtung und das Verfahren erfolgreich praktiziert werden können, ergeben sich wiederum Nachteile bei anderen Aspekten.
Ein negativer Aspekt ist die konstante Bereitstellung von Dampf für die
Beleimung, die sich im Wesentlichen vorteilhaft für die Zerstäubung, aber nachteilig hinsichtlich der Kostenrechnung erwiesen hat, da eine
immerwährende Dampfbereitstellung und -Verwendung den Preis für das Endprodukt deutlich steigert. Grundsätzlich ergibt sich bei einer Anlagenauslegung folgende Problematik: Wird eine Anlage zur Herstellung von beleimten Spänen oder Fasern für einen Durchsatz von 30 t/h (30 x 103 kg pro Stunde) ausgelegt, werden auch die Düsen zur Beleimung in ihrer Anzahl und Beleimungsart (Transportrohr, Beleimtrommel ... ) festgelegt. Natürlich wird eine derartige Anlage nicht immer in Volllast gefahren, sondern es werden auch Platten mit einer geringen Dichte gefertigt, die pro Stunde nur ein Drittel oder die Hälfte an Materialdurchsatz in der Beleimung benötigen. In diesem Moment ist insbesondere bei der
Beleimung das Problem, dass der Leimverbrauch sich nicht proportional zum geringeren Materialdurchsatz verhält, sondern bei geringerem Leimverbrauch fast um ein Drittel darüber liegt. Wird bei einem theoretischen Beispiel von 30 t/h von einem Klebstoffverbrauch von ca. 3000 l/min (Liter/min) ausgegangen, so ergibt es sich, dass bei einem Materialdurchsatz von 15 t/h nicht wie zu erwarten sind 1 .500 l/min benötigt werden, sondern 1800 l/min, um optimale Ergebnisse bei der Beleimung zu erzielen. Das ist ein Unterschied von bis zu 20% und mehr mit einem höherem Leimverbrauch bei einer geringeren
Auslastung der Beleimungsanlage als ausgelegt. Somit ist es für einen
Anlagenbetreiber teurer, dünne Platten geringerer Dichte zu produzieren, weil sich die höheren Unkosten für Dünnplatten nur umständlich mit einem
Auftraggeber kommunizieren lassen, so dass sich bei der
Dünnplattenproduktion (in etwa hälftiger Anteil der Jahresproduktion) die
Gewinnmarge signifikant, aufgrund des höheren Leimverbrauches, sinken kann. Hinsichtlich des Klebstoffes ist man als Anlagenproduzent auch noch abhängig von großen Chemiekonzernen, die in der Lage sind, die Preise für ihren Leim zu diktieren und in regelmäßigen Abständen die Preise erhöhen.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beleimung von Spänen und/oder Fasern zu schaffen, die es ermöglichen, Späne und/oder Fasern in einer Mischvorrichtung oder einem mit einem Fördermittel beaufschlagten Transportrohr auch bei
unterschiedlichen Durchsätzen pro Zeiteinheit mit einem ähnlichen oder sogar gleichen Klebstoffverbrauch pro Materialmenge zu beleimen. Die Lösung für diese Aufgabe besteht für ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage darin, dass dem Verfahren zugrunde gelegt wird, welche vorgegebene maximal mögliche Durchsatzleistung Fasern/Späne pro Zeiteinheit zur
Beleimung möglich ist und dass vor der Kontaktaufnahme des Bindemittels mit den Fasern oder den Spänen das Bindemittel mit Dampf zu einem Dampf- Bindemittelgemisch vermischt werden kann und das Bindemittel 5 oder das Dampf-Bindemittelgemisch in ein Transportrohr oder eine Mischvorrichtung über eine, insbesondere einstellbare, Öffnung zumindest einer Düse aufgelöst und mit den Fasern und/oder den Spänen in Kontakt gebracht wird, wobei bis zu einer Durchsatzleistung von bis zu 66% der maximal möglichen
Durchsatzleistung, vorzugsweise bis zu 50% der maximalen Durchsatzleistung, das Bindemittel als Dampf-Bindemittelgemisch mit den Fasern und/oder den Spänen in Kontakt gebracht wird.
Die Lösung für diese Aufgabe besteht für die Vorrichtung zur Beleimung darin, dass zumindest eine Düse zur Beleimung angeordnet ist, wobei die Düse über zumindest eine Öffnung mit der Mischvorrichtung oder einem Transportrohr verbindbar ist und die Düse zumindest eine Stellvorrichtung zur Einstellung der in das Transportrohr oder in die Mischvorrichtung einzubringenden Menge des Bindemittels aufweist, wobei an der Düse zumindest eine Dampfleitung und zumindest eine Bindemittelleitung angeordnet sind, wobei die Dampfleitung und die Bindemittelleitung mit zumindest einem Mischraum verbunden sind und dass in der Dampfleitung im Wesentlichen benachbart oder angrenzend zum Mischraum ein Dampfventil angeordnet ist.
In vorteilhafter Weise ist es nun als Lehre der Erfindung möglich, die Art der Beleimung, respektive das Benetzen der Fasern/Späne mit Bindemittel, abhängig vom aktuellen Durchsatz der Fasern/Späne pro Zeiteinheit, zu regeln und dem Betreiber eine Bemessungsregel an die Hand zu geben, ab wann es sinnvoll/notwendig ist, das Bindemittel als Dampf-Bindemittelgemisch zu verwenden und wann nicht. Bei hohem Bindemitteldurchsatz, weil die Anlage im oberen Bereich der maximalen Auslegung arbeitet, reicht es aus, das
Bindemittel direkt mit Hilfe der Düsen zu zerstäuben, weil der Bindemitteldruck innerhalb der Düse ausreichend hoch für eine optimale Zerstäubung ist. Sinkt der Bindemitteldurchsatz in den Düsen, weil weniger Späne/Fasern pro
Zeiteinheit beleimt werden müssen, sinkt die Fähigkeit der Düsen
überproportional optimal zu beleimen. Aus diesem Grund wird in der Regel mehr Bindemittel pro Zeiteinheit zerstäubt, als eigentlich notwendig um die erforderliche Beleimungsqualität der Späne/Fasern zu gewährleisten, was den Druck innerhalb der Düsen deutlich hebt. Wie sich nun herausgestellt hat, reicht es also aus, in diesen Betriebsbereichen (weniger Bindemitteldurchsatz in den Düsen/Beleimanlage pro Zeiteinheit) anstelle mehr Bindemittel Dampf zuzuschalten, um ein Dampf-Bindemittelgemisch zu erzeugen. Der Dampfdruck in der Düse, respektive im Mischraum, zerstäubt die geringere Menge an
Bindemittel dennoch optimal. Es wird also erreicht, dass durch die Kombination, Bindemittel für hohe Druckbereiche/Durchsatzleistung, Dampf- Bindemittelgemisch für geringere Druckbereiche/Durchsatzleistungen, durchgehend eine optimale Beleimung mit möglichst geringer Bindemittelmenge bei weiterhin optimaler Beleimung möglich ist. Der Aufwand Dampf herzustellen und zu verwenden ist gegenüber der eingesparten Bindemittelmenge aber deutlich kostengünstiger. Die Amortisation für geeignete Düsen und
Steuerungsmittel, die zwischen Zerstäubung von Bindemittel und Dampf- Bindemittelgemischen umschalten können, ist bei derart langlebigen Anlagen vernachlässigbar.
Eine Düse wird in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass der Mischraum, der geeignet ist das Dampf-Bindemittelgemisch herzustellen, von der Dampfleitung abgetrennt werden kann. Hierzu werden vorzugsweise Schwarz/Weiß-Ventile eingesetzt. Es ist aber je nach Düsenart auch denkbar, innerhalb des
Mischraumes eine Hülse vorzusehen, die über die Öffnung der Dampfleitung geschoben werden kann. Dies ist vorteilhaft, weil während einer Nichtbe- nutzung der Dampfleitung es vorkommen kann, dass das Bindemittel in die Dampfleitung bis hin zum Ventil gedrückt wird. Ist das Ventil zu weit von dem Mischraum entfernt, kann das Bindemittel hier ausbacken und das Ventil beim nächsten Einschalten des Dampfes verschmutzen oder beschädigen. Deshalb wird vorgeschlagen, das Ventil in seiner Schließwirkung möglichst nah, also benachbart oder angrenzend zum Mischraum, anzuordnen. Unter angrenzend versteht man eine Abtrennung des Mischraumes direkt an der Öffnung der Dampfleitung zum Mischraum, mit benachbart versteht man einen Abstand von bis zu 20 cm, vorzugsweise bis zu 10 cm. Die Düsen sind als Zweistoff-Düsen ausgelegt (Dampf und Bindemittel), wobei die Dampfleitung absperrbar ist. Die vorgestellte Vorrichtung ist nicht nur zur Ausübung des Verfahrens besonders geeignet, sondern kann auch eigenständig für sich betrieben werden und Anwendung finden. Insbesondere hat es sich überraschend gezeigt und ist es nun von Vorteil , dass bei höheren Durchsatzleistungen pro Zeiteinheit mit dem vorgeschlagenen Verfahren und der Vorrichtung Dampf eingespart werden kann, weil es bei hohen Drücken und einhergehender Verwendung der Düsen in einem dafür optimal ausgelegten Betriebsbereich nicht notwendig ist, Dampf mit in die Düsen zu geben, um eine hohe Auflösung des Bindemittels zu erreichen.
Reduziert sich aber die Durchsatzleistung pro Zeiteinheit und damit auch die Menge an Klebstoff, die durch die Düse gesprüht werden muss um etwa die Hälfte (40 l/min auf 20 l/min), reduziert sich auch der Druck innerhalb der Düse. Dieser kann zwar in engen Grenzen durch die Steuerung der Öffnungsweite mit reguliert werden, aber leider nicht genau genug. Es erfolgt die Konsequenz, dass die Düsen nicht mehr optimal arbeiten und sich die Auflösungsqualität des Bindemittels deutlich verschlechtert. Gleichzeitig sind aber die Anzahl der Düsen entscheidend bei der Auslegung der Anlage gewesen. Es ist nicht möglich, einfach die Hälfte der Düsen abzuschalten, um somit die optimale Durchsatzmenge an Klebstoff in den verbleibenden Düsen zu erhalten, weil dann die Hälfte der Einspritzpunkte in das zu beleimende Material plötzlich fehlen, was ebenfalls wiederum zu einer schlechteren Beleimung beiträgt. In vorteilhafter Weise schlägt nun die Erfindung hier vor, den Dampf nur in den Leistungsbereichen einzuschalten, in dem die Düse nicht in den optimalen Druck- und Leistungsbereichen arbeitet. Vorgeschlagen wird dabei
vorzugsweise die Einschaltung von Dampf in den unteren 2/3 des
Leistungsbereiches der Düsen, respektive der Anlage, zumindest aber ab der Hälfte. Somit ergibt sich bei einem Ausführungsbeispiel, dass bei einer für 30 t/h ausgelegten Anlage, der Dampf in den Beleimdüsen frühestens bei einer Produktion von circa 20 t/h (2/3) , insbesondere aber ab 15 t/h (1/2), zugeschaltet wird. Durch die Zuschaltung des Dampfes in diesen
Leistungsbereichen wird der überproportionale Leimverbrauch in den unteren Leistungsbereichen gedämpft, so dass in etwa der gleiche Leimverbrauch zu erwarten ist wie bei Vollauslastung der Anlage. Natürlich muss in diesem Konzept der Dampfverbrauch (Dampfherstellung) eingerechnet werden, der aber gegenüber den Verbrauchskosten des Klebstoffes pro Zeiteinheit deutlich geringer bis sogar fast vernachlässigbar ist und somit weitreichende
Einspareffekte für den Betreiber einer solchen Anlage mit sich bringt.
Von direktem Vorteil ist dabei auch, dass die genannte Vorrichtung im
Düsenbereich sich leicht bzw. automatisiert, insbesondere prophylaktisch reinigen lässt. Auch Verstopfungen oder Verklemmungen am Düsenkopf sind ausgeschlossen bzw. lassen sich ohne weiteres durch die zugehörige
Stellvorrichtung beheben. Gleichwohl ist ein Selbstreinigungseffekt durch die Dampfströmung gegeben, wenn diese eingeschaltet wird. Weitere vorteilhafte Maßnahmen und Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung mit der Zeichnung hervor. Es zeigen:
Figur 1 Einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel im Hochdruckbereich mit einem Transportrohr und einer beispielhaft vorgeschlagenen Düse,
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Überganges vom Mischraum in das
Transportrohr nach Figur 1 und
Figur 3 einen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel im Normaldruckbereich mit einer
Mischvorrichtung und einer beispielhaften Düse.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen grundsätzlich möglichen Aufbau einer Vorrichtung, unter anderem auch zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Transportrohr 1 mit einer Wand 10, innerhalb dessen mit einem strömenden Fördermittel 20 die Fasern 2 an zumindest einer Düse 3 vorbei transportiert werden. Auf eine Darstellung von mehreren Düsen 3 an dem Transportrohr 1 wurde aufgrund der Übersichtlichkeit verzichtet. Weiter ist die Relation der Größe von Transportrohr 1 zu Düse 3 oder auch Wand 10 nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Die Düse 3 weist eine Stellvorrichtung 4 auf, die in Wirkverbindung mit einem Düsenkopf 12 steht, im Beispiel über einen Stößel 1 1 . Die Stellvorrichtung 4 ist damit in der Lage über den Düsenkopf 12 die Größe der Öffnung 23 zu regulieren oder auch zu verschließen. Die
Stellvorrichtung 4 ist in ihrer Ausgestaltung nicht limitiert und betreffend der Auswahl an vielen Möglichkeiten (Linearförderer, Kurbel-, Kugel- oder Zahnstangentrieb, indirekter Antrieb ... .) durch den Fachmann im Einzelnen auszugestalten. Hervorzuheben ist, dass in der Düse 3 ein Mischraum 7 angeordnet ist, in den getrennt voneinander Dampf 6 über eine Dampfleitung 17 und Bindemittel 5 über eine Bindemittelleitung 16 zugeführt werden können. Fluid- und hochdrucktechnische Ausgestaltungen (Hochdruckpumpen,
Fördermittel, Dampfherstellung, Dampfleitung, Rückschlagventile,
Druckmesser) sind ebenfalls im Bereich des Könnens eines entsprechenden Fachmanns angesiedelt, der diejenigen Standardbauteile ermittelt und verbaut, die gemäß dem technischen Stand der Technik möglich bzw. notwendig sind. Während des Betriebes entsteht in dem Mischraum 7, angrenzend zur Öffnung 23 und damit dem Übergang zum Transportrohr 1 ein Dampf- Bindemittelgemisch 15, das vorzugsweise unter einem vorgegebenen Druck durch eine Druckvorgabe 25 an der Steuer- oder Regelvorrichtung 9 vermischt wird. Dabei steuert oder regelt die Steuer- oder Regelvorrichtung 9 über die Stellvorrichtung 4 die Stellung des Düsenkopfes 12 und damit die Größe der Öffnung 23 anhand einer Druckvorgabe 25 bzw. anhand eines
Messergebnisses durch die Messvorrichtung 8 an oder in dem Mischraum 7. Für eine Verbesserung der Steuerung oder der Regelung weist die Vorrichtung mehrere Messpunkte auf. Beispielsweise wird der Druck im Mischraum 7 mit einer Messvorrichtung 8 und/oder der Druck in der Bindemittelleitung 16 mit einer Messvorrichtung 14 und/oder der Druck in der Dampfleitung 17 mit einer Messvorrichtung 18 und/oder der Druck in dem Transportrohr 1 bzw. in der Mischvorrichtung 22 mit einer Messvorrichtung 13 ermittelt. Zur weiteren Optimierung des Verfahrens kann der Druck im Mischraum 7 und/oder die Größe der einstellbaren Öffnung 16 in Abhängigkeit von der in das
Transportrohr 1 einzubringenden Menge an Bindemittel 5 über eine Steueroder Regelvorrichtung 4 gesteuert oder geregelt werden. Dahingehend kann auch eine entsprechende Abhängigkeit gegenüber der
Strömungsgeschwindigkeit der Fasern 2 eingestellt bzw. geregelt werden. Vorzugsweise kann das Bindemittel 5 dem Mischraum 7 mit einem geringeren Druck zugeführt werden als der Dampf 6. Dies ist vorteilhaft bei der Auflösung und Austreibung des Bindemittels aus dem Mischraum 7 durch den Dampf. Es hat sich gezeigt, dass das Bindemittel 5 durch die Düse mit einer Größe kleiner 40 Micron in die Mischvorrichtung 22 oder das Transportrohr 1 eingebracht werden sollte.
In Figur 3 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel im Normaldruckbereich mit einer Mischvorrichtung 22 dargestellt. Die Mischvorrichtung besteht dabei aus einer feststehenden Trommel 29, die auf einer Seite einen Eingang für Späne 24 und auf der anderen Seite einen Ausgang für die beleimten Späne 24 aufweist. Die
Pfeilrichtung zeigt dabei die Durchlaufrichtung der Späne 24, die über
Mischflügel 27 an einer Mischwelle 26, angetrieben durch einen Motor 28, in der Mischvorrichtung 22 vermischt und gefördert werden. Im oberen Bereich ist eine Düse 3 im Schnitt und auf der Rückseite die Öffnung 23 einer weiteren Düse 3 dargestellt. In strichlinierter Form ist ein weiterer Satz Düsen 3 dargestellt. Im Rahmen der Erfindung kann natürlich auch nur eine Düse 3, ggf. auch nur im Eingangsbereich, angeordnet sein. Der Düsenkopf 12 definiert dabei die Öffnung 23 der Düse 3 und wird über die Stellvorrichtung 4 bewegt. Vorzugsweise wird bei einer Mischvorrichtung 22 der Dampf 6 in der
Dampfleitung 17 mit 3 bis 16 bar absolut in den Mischraum 7 eingebracht. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zur Förderung der Beleimung in der Mischvorrichtung 22 über eine Zusatzdampfleitung 19 Zusatzdampf 21 in die Mischvorrichtung 22 eingebracht werden. Dabei könnte die Zusatzdampfleitung auch von unten in die Trommel 29 eindüsen, um die Späne aufzuwirbeln.
Bevorzugt wird die Zu- und Abschaltung des Dampfes 6 respektive die Stellung des Dampfventils 30 über einen vorgegebenen Druck im Mischraum 7 über eine Steuer- oder Regelvorrichtung 4 gesteuert oder geregelt. Der Druck kann im Mischraum 7 und/oder die Größe der einstellbaren Öffnung 16 in Abhängigkeit von der in dem Transportrohr 1 oder in der Mischvorrichtung 22
durchzusetzenden Menge an Fasern 2 / Spänen 24 über eine Steuer- oder Regelvorrichtung 4 gesteuert oder geregelt werden. Insbesondere kann zur Messung der Drücke im oder am Mischraum 7 eine Messvorrichtung 8 und/oder in oder an der Bindemittelleitung 23 eine Messvorrichtung 14 und/oder in oder an der Dampfleitung 17 eine Messvorrichtung 18 und/oder in oder an dem Transportrohr 1 bzw. der Mischvorrichtung 22 eine Messvorrichtung 13 angeordnet sein. Auch ist es sinnvoll zur Steuerung oder Regelung der Größe der Öffnung 23 und/oder des Dampfventils 30 eine Steuer- oder Regelvorrichtung 4 anzuordnen. Auch sollte zur Steuerung oder Regelung des Drucks im Mischraum 7 und/oder der Größe der einstellbaren Öffnung 16 und/oder des Dampfventils 30 zur Steuerung der Dampfmenge in Abhängigkeit von der in das Transportrohr 1 oder die Mischvorrichtung 22 einzubringenden Menge an Bindemittel 5 eine Steuer- oder Regelvorrichtung 4 einrichtbar sein. Besonders bevorzugt ist als Dampfventil 30 in der Dampfleitung 17 ein Schieber oder ein Kugelventil angeordnet. Das Dampfventil 30 der Dampfleitung 17 kann zur direkten Trennung am Mischraum 7 und/oder zumindest einstückig mit der Düse 3 ausgebildet sein.
Wenn in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen das
Transportrohr 1 für die Beleimung von Fasern oder faserähnlichem Material und die Mischvorrichtung 22 für die Beleimung von Spänen vorgesehen ist, so ist dies nicht limitierend aufzufassen, sondern es gibt eine Vielzahl von
Vorrichtungen bzw. Mischern oder Mischvorrichtungen, die von einer
Anwendung der vorgeschlagenen Düse und dem vorgeschlagenen Verfahren profitieren können. 1419
Bezugszeichenliste:
1 . Transportrohr 16. Bindemittelleitung
2. Fasern 17. Dampfleitung
3. Düse 18. Messvorrichtung
4. Stellvorrichtung 19. Zusatzdampfleitung
5. Bindemittel 20. Fördermittel
6. Dampf 21 . Zusatzdampf
7. Mischraum 22. Mischvorrichtung
8. Messvorrichtung 23. Öffnung
9. Steuer- oder Regelvorrichtung 24. Späne
10. Wand 25. Druckvorgabe für Mischraum 7
1 1. Stößel 26. Mischwelle
12. Düsenkopf 27. Mischflügel
13. Messvorrichtung 28. Motor
14. Messvorrichtung 29. Trommel
15. Dampf-Bindemittelgemisch 30. Dampfventil

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Beleimung von Spänen, Fasern oder faserähnlichem Material, insbesondere einer Anlage zur Herstellung von Faser-, MDF-, HDF- oder Faserdämm-, Holzwerkstoffoder Kunststoffplatten, wobei die Anlage für eine vorgegebene maximal mögliche Durchsatzleistung Fasern/Späne pro Zeiteinheit zur
Beleimung ausgelegt ist und vor der Kontaktaufnahme des
Bindemittels (5) mit den Fasern (2) oder den Spänen (24) das
Bindemittel (5) mit Dampf (6) zu einem Dampf-Bindemittelgemisch (15) vermischt werden kann und das Bindemittel (5) oder das Dampf- Bindemittelgemisch (15) in ein Transportrohr (1 ) oder eine
Mischvorrichtung (22) über eine, insbesondere einstellbare, Öffnung (23) zumindest einer Düse (3) aufgelöst und mit den Fasern (2) und/oder den Spänen (24) in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu einer Durchsatzleistung von bis zu 66% der maximal möglichen Durchsatzleistung, vorzugsweise bis zu 50% der maximalen Durchsatzleistung, das Bindemittel (5) als Dampf- Bindemittelgemisch (15) mit den Fasern (2) und/oder den Spänen (24) in Kontakt gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Mischraum (7) mit einer Messvorrichtung (8) und/oder der Druck in der Bindemittelleitung (16) mit einer Messvornchtung (14) und/oder der Druck in der Dampfleitung (17) mit einer Messvorrichtung (18) und/oder der Druck in dem Transportrohr (1) bzw. in der Mischvorrichtung (22) mit einer Messvorrichtung (13) ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Abschaltung des Dampfes (6) respektive die Stellung des Dampfventils (30) über einen vorgegebenen Druck im Mischraum (7) über eine Steuer- oder Regelvorrichtung (4) gesteuert oder geregelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Mischraum (7) und/oder die Größe der einstellbaren Öffnung (23) in Abhängigkeit von der in dem Transportrohr (1) oder in der Mischvorrichtung (22) durchzusetzenden Menge an Fasern (2) / Spänen (24) über eine Steuer- oder Regelvorrichtung (4) gesteuert oder geregelt wird.
Vorrichtung zur Beleimung von Spänen (24) in einer Mischvorrichtung (22) mit im wesentlichen dem Umgebungsdruck entsprechenden Druckverhältnissen oder zur Beleimung von Fasern (2) oder zur Beleimung von faserähnlichem Material in einem mit einem
Fördermittel (20) beaufschlagten Transportrohr (1) mit im wesentlichen den Umgebungsdruck übersteigenden Druckverhältnissen mit einem Bindemittel (5) im Zuge der Herstellung von Faser-, MDF-, HDF- oder Faserdämm-, Holzwerkstoff- oder Kunststoffplatten, bestehend aus einer Mischvorrichtung (22) oder einem Transportrohr (1) und zumindest einer Düse (3), wobei die Düse (3) über zumindest eine Öffnung (23) mit der Mischvorrichtung (22) oder einem Transportrohr (1) verbindbar ist und die Düse (3) zumindest eine Stellvorrichtung (4) zur Einstellung der in das Transportrohr (1) oder in die
Mischvorrichtung (22) einzubringenden Menge des Bindemittels (5) aufweist, wobei an der Düse (3) zumindest eine Dampfleitung (17) und zumindest eine Bindemittelleitung (16) angeordnet sind,
dass die Dampfleitung (17) und die Bindemittelleitung (16) mit zumindest einem Mischraum (7) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dampfleitung (17) im
Wesentlichen benachbart oder angrenzend zum Mischraum (7) ein Dampfventil (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der Drücke im oder am Mischraum (7) eine
Messvorrichtung (8) und/oder in oder an der Bindemittelleitung (16) eine Messvorrichtung (14) und/oder in oder an der Dampfleitung (17) eine Messvorrichtung (18) und/oder in oder an dem Transportrohr (1) bzw. der Mischvorrichtung (22) eine Messvorrichtung (13) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung der Größe der Öffnung (23) und/oder des Dampfventils (30) eine Steuer- oder Regelvorrichtung (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung oder Regelung des Drucks im Mischraum (7) und/oder der Größe der einstellbaren Öffnung (23) und/oder des Dampfventils (30) zur
Steuerung der Dampfmenge in Abhängigkeit von der in das
Transportrohr (1) oder die Mischvorrichtung (22) einzubringenden Menge an Bindemittel (5) eine Steuer- oder Regelvorrichtung (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Dampfventil (30) in der Dampfleitung (17) ein Schieber oder ein Kugelventil angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Dampfventil (30) di Dampfleitung (17) zur direkt Trennung am Mischraum (7) und/oder zumindest einstückig mit der Düse (3) ausgebildet ist.
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