CN1006535B - 拌有粘合剂植物碎片的挤压方法及设备 - Google Patents

Abstract

为了在挤压拌有粘合剂的植物碎片，尤其是木质碎片对既减小比重又大大提高挤压产品(1)的抗弯强度和弹性模量，本发明建议，在将混合料供入活塞式挤压机的挤压室(10)时，对混合料施加影响，至少使较长的碎片进行大致平行于挤压轴(5)的取向排列(6)。随后将混合料的保护层(2、3)在很小的程度上进行预压缩和挤压，使已经纵向取向的碎片被固定在其位置上，而且在接着进行的挤压冲程中取向位置不再变动。

Description

本发明涉及在活塞式挤压机中压制混有特别耐风雨粘合剂的植物碎片，尤其是木质碎片的方法及设备，该活塞式挤压机连有加热时效硬化通道，在通道中将混合料在挤压冲程之前垂直于挤压轴进行预压缩。

由DE-AS1247002已知有这样的发明，它使每个被加压的小碎片在挤压过程中以一定方向排列。为此要将混合物在第一级加压过程中，用垂直作用的加压活塞在垂直加压管道中以很大程度的压缩进行预挤压。然后在第二级加压过程中用水平作用的挤压活塞进行最终挤压。当人们理解了这一技术规范，就会看到，虽然在外侧范围的碎片采取了一个大概平行于表面的位置，但这也是长期以来由挤压板的模压方法所公知的。在坯块的中心部位仍然存在着碎片的随机排列位置，尤其是生产厚壁挤压产品时，更为突出。此外，早先已公知的方案，其错误在于认为将混合物在预挤压过程中进行很大的压缩就会提高挤压制品的抗弯强度。在预挤压过程中，压缩越强烈，挤压时彼此相对被挤压的部分就结合得越差。所以，这样的产品比较容易沿这些单个部分的连接表面断裂，从而不能获得有使用价值的抗弯强度。

因此，本发明的基本任务是，对早已公知的挤压方法作下述进一步改进：大大提高挤压产品的纵向抗弯强度，但同时又使单个挤压部分紧密结合，使沿这些结合区一带不再有任何破裂的危险。本发明还特别力求制造非常坚固的高质量挤压板，它的比重小，而且粘合剂不受风雨的影响，可用于诸如建筑物内壁、棚子等，对此挤压板具有所需的强度。

本发明上述任务的解决是将掺有部分较长碎片，例如销钉状碎片的混合料在供入挤压室时，将较长碎片平行或近似平行于挤压轴，从而至少对较长碎片的定向排列产生有效作用，接着将混合料以小压缩比进行预压缩，使外层中已定向排列的碎片在随后的挤压冲程中的位置保持不变。

本发明是从以下认识出发的，即在最终挤压的挤压产品中，必须压出鲜明的层次，特别是较长的碎片至少须在外层中具有基本上平行于挤压方向的定向位置，强度也不仅取决于碎片大至平行于很大的挤压表面。这种平行呈纵向时，强度也会增大很多。

但是，这种取向不能单纯依靠混合料的预挤压来实现，而是至少须将混合料中的较长碎片在装入挤压机的挤压室时就预先进行定向排列。因此，预压缩压缩比的选择应保证碎片的取向状态不变，而且在挤压过程中不会发生根本性变化，进行预压缩的混合料的较佳压缩比约为1∶1.5至1∶2.5，优先采用1∶2。

碎片的预先取向排列是在装料时碎片自由降落到挤压室的过程中进行的。意想不到的是，可用十分简单的方法来实现，即通过狭窄的、在挤压方向上纵向伸展的井状构造来装填混合料，这些井状构造是由相互间隔一定距离、竖直安装的薄壁腹板所形成的，且腹板的位置是固定不变的。

这种取向原理已由DE-OS2926087而公知，其中自然设有一个纤维网，这是木质压板的压力成型所必需的。此外，不同高度的腹板必须梳状交错并经受振动。

然而，本发明所采用的是位置固定、高度相同的腹板，它们以较现有技术中所采用的更大距离安装在挤压室的一侧。

本发明的另一个重要构思是，预先将聚集在挤压室中的混合料从两侧进行压缩。由于上述腹板的结构，预压模必须挤过腹板之间的井状构 造。不过，预压模的挤压冲程也同样是由腹板的高度来限制的。因此，借助每一个预压模只能导致外层的有限压缩。这种有限压缩比DE-AS1247002中的要小得多。

但是，以此创造了先决条件，即使单个的挤压部分互相极其牢固地结合在一起，也不表明预压缩是不利的。

本发明所述的方法既可以使用垂直作用的活塞式挤压机，也可以使用水平作用的活塞式挤压机，还可以斜向挤压。但是，由于一般都采取水平挤压，因而下而仅以此为出发点，但并非限制本发明。

在本发明的从属权利要求中，提及了许多方案，这些方案的技术效果可以从附图及发明说明书看出。但是意想不到的是，人们可以用适当的方法改变碎片的纵向取向。例如人们可以使外层中的碎片优先纵向取向，而在内层中则或多或少地纠结排列。同时在挤压产品的整个厚度上力求使碎片纵向排列，至少在相当大程度上做到纵向排列。当挤压产品应该有纵向通孔时，这一点尤为重要。此时，人们可以意外地发现，在采用本发明方法时，通孔周围的壁部被压缩成壳状，而且在通孔之间还发现碎片是纵向取向排列的。出乎意料的是，通孔与通孔越靠近，就越容易纵向取向排列。然而，为了使挤压室能充分装料，必须保持一个最小距离。通孔间的最佳距离等于或稍大于通孔的半径。

此外，本发明还证明，要操纵上预压模沿盖住挤压室进料口的腹板运动，以便开放挤压室进行装料过程。根据经验，有一部分混合料在自由降落时堆积在腹板的上部端面上。因此，可以附加一个沿腹板或垂直于腹板运动的刮板，将混合料刮下来，从而有利于碎片按所需要的取向进行排列。

本发明更详细的内容可由从属权利要求、附图及说明得知。在附图中，用图示或举例的方法描述了本发明。附图为：

图1：多层挤压产品的部分透视图;

图2：图1中多层挤压产品有直通通孔时的部分透视图;

图3：沿图2中Ⅲ-Ⅲ截面的挤压产品部分透视图;

图4：活塞式挤压机压力室的横截面图（垂直于挤压方向）;

图5：图4是处于加压状态的预压模的横剖面图;

图6：活塞式挤压机的纵剖面图;

图7：带刮板的送料装置部分纵剖面图;

图8：带通孔的挤压产品之横截面图，附有尺寸说明;

图9及图10：两种实施方案中的挤压活塞之部分透视图;

图1示出挤压产品1的部分透视图，该挤压制品厚度很大，例如达8.5厘米，且适于选作厚板、建筑物内壁、承力板等。本发明也包括按下面要描述的方法所制造的薄壁挤压制品。

沿挤压轴5所生产的产品1呈一种应在挤压时成形的典型的层状结构。上部保护层2及下部保护层3应对着内层4预先压缩。其重要意义在于至少在保护层2、3中，特别是那些较长的碎片呈平行于或近似平行于挤压轴5的碎片取向6。

由此出发，应当将一种由植物碎片，尤其是木质碎片及粘合剂组成的混合物进行挤压，而且碎片应当以稍长的碎片为主。但是，没有考虑到使用各不相同的配料来形成2、3、4各层。所用的粘合剂应耐风雨的。

图2所示的是另一种挤压产品1，其中有直通且互相平行的通孔7。形成通孔壁的层8所受到的压缩要比内层4更强烈。如果按照图3（图2中Ⅲ-Ⅲ平面）将挤压产品1剖开，则在此剖面中同样得到一种平行于挤压轴5的较长碎片和碎片的取向排列6。

图1至3所示是按下述本发明方法可以制得的产品。

图4至6所述的实施例是挤压室10，系由一般挤压活塞的压模外形12所限制。在图9及图10中进一步描述的挤压活塞20具有与图1及图2 中的挤压产品1相同形状的横截面，特别是矩形截面。该活塞在挤压室壁11之间垂直于图4的图面操纵的。与压模外形12的上下两侧相接配置许多位置固定的腹板13，腹板之间有一定间隔，例如相距8毫米，并且是薄壁的、竖直定位装紧的。因为涉及磨损部件，所以应使用适于作锯条的带钢。在上部腹板13之间，供料装置14中的混合料可以自由进入;混合料应在自由降落时进入挤压室10。在下腹板13之间的井状构造18中耸立着下预压模16的齿状楔条，该预压模在实施例中是沿箭头22所示的垂直方向作往复运动。这些楔条状附件的自由端面形成了带状挤压面40。腹板13与在下预压模16之间配合间隙17中的余隙相啮合。

腹板13的功能是将供料装置14中混合料所含碎片在自由降落过程中排直，以便如图1及图2所示得到基本上平行于挤压轴5的碎片取向6。由于供料装置14（如图6所示）及其出口15沿腹板13作往复运动，因而有利于该碎片取向6。供料装置14的下部边缘可以一定距离装在上腹板13的上部边缘附近。在这种情况下，可以预料到会有小部分混合料在腹板13的上部边缘上形成桥式堆积。为使这些堆积物正确无误地均匀分配到挤压室10中，最好按图7在振动着的供料装置14上至少装一块刮板27，它随之运动，有利于碎片纵向平行于挤压轴5取向排列。

当挤压室10一装满，上预压模19便通过纵向移动平行于挤压轴5进入上部腹板13之间的某个位置，该位置大致上与图4中所示下预压模16之位置相一致。在此位置上，借助预压模16、19对混合料进行大致垂直方向的有效预压缩（使用水平的活塞式挤压机）。预压模16、19上的楔条状附件穿过腹板13之间的井状构造18，到达其最终位置（如图5所示），该最终位置与图4所示的挤压活塞的外形12相合。以此方法实现对保护层2、3（参见图1及图2）的预压缩，预压缩所应达到的程度是，使随后进行的挤压冲程能将各个挤压部分互相牢固地结合在一起。例如，已证明以1∶2的比例进行预压缩是合适的。这种预压缩的结果是，将已 经纵向取向的碎片固定在自己的位置上，并且在挤压冲程时保持该位置不变。

图6示出挤压装置的垂直纵剖面。挤压活塞20是按箭头21在水平方向被驱动作往复运动的。最好使用与DE-PS    29    32    406相当的挤压技术，即将经预压缩的混合料至少压挤至200毫米以上的长条，优先压挤至400～600毫米长条，而且至少有一部分由时效硬化通道引起的、影响挤压的摩擦力在挤压进程中被减少或抵消。挤压活塞20的运动距离由上、下配置的腹板13所表示。其中，下预压模16的位置用其冲程方向22来说明。在挤压轴5的方向上挤压室10连有一个时效硬化通道25，它优先依照DE-PS    25    35    989及DE-PS    27    14    256的技术方案制成。在上部腹板13之上有一个在箭头26所示方向上作往复运动的供料装置14。该供料装置14在实施例中是装在承载上压模19的滑架24上的。上压模19以一定的深度进入上部腹板13（参见图4）之间的井状构造18，而且在滑架24进行往复运动时，上压模19还附带将供入挤压室10的混合料堆放整齐。只要挤压室10装满混合料，滑架24就进入上预压模19与下预压模16重合的位置上。在滑架24上装有冲程发生器23，这些发生器在箭头22的方向上把上预压模19推进到图5所示的终端位置上。

挤压活塞20在其挤压冲程中，预压模16、19仍保持在其图5所示的位置上。

人们用图4至图6所示设备可获得不同的效果。如果注重考虑按图1及图2所示挤压产品1的整个横截面上产生一个大至为纵向的碎片排列6，则应该使供料装置14沿箭头26所示方向连续不断地作往复运动，直到挤压室装满混合料为止。反之，如果人们注重考虑的是，仅使保护层2、3配有这一种择优的纵向取向排列6，并且使内层4中的混合料有某种程度的纠结而辨别不出明显的碎片取向，那么往复运动只有在向腹板13之间的井状构造18（图4）加料时进行最为合适，而为形成内层4的挤 压室供料则可以在供料装置14作大大减缓的进给运动的过程中进行。在这种情况下，大体上不干与降落下来的混合料中碎片的取向。

鉴于上述考虑，提出一种可以达到相似效果的方案。比如说，可以将供料装置14进行改进，使它复盖挤压室10的整个装填范围。然后，可以设想使腹板13在沿其纵向延伸方向处于振动状态，振动可以是小振幅、高频率的。借此措施，不利用图6所示的运动着的供料装置14的动态流动作用，也可以使碎片实现平行于挤压轴5的纵向取向6。将腹板13的正面与产生振动的装置，例如电磁振动器结合在一起，就可以实现这样的运动。如果使腹板13保持不变的固定位置，而供料装置14沿挤压轴5处于振动状态，也可以达到同样的目的。

另外，必须指出的是，预压模16、19上的楔条状附件，尽管它有间隙17，但它根本不会引起混合料的预压缩。根据经验，预压缩压力是沿带状挤压面40传递的。在制成的挤压产品表面上仅产生带状条纹，但对强度无不利影响。如果不想用彩纸粘贴挤压产品1，比如说胶合贴面板，那么只要稍微磨光一下表面即可消除这种条纹。

如果要想生产图2所示的挤压产品1，则通孔7互相之间的距离是很重要的。在已知的挤压产品中，通孔7之间的距离至少为通孔7半径的1.5倍。与此相反，本发明则建议缩小该距离。图8中示出该距离大致等于通孔7直径D的一半。最佳距离可略大于上述建议的尺寸比例，但显著小于已知的尺寸比例。试验表明，图8所示的尺寸，一方面可以获得最佳的压缩层8（参见图2），它呈拱形位于单个通孔7的周围。另一方面，在相应向挤压室10供料时，位于通孔7之间的芯部腹板34中具有相当一部分平行于挤压轴5排列的碎片6，如图3所示。

但是，通孔7之间靠得越近，碎片降落时装入形成通孔7的芯棒下面的挤压室部分就越困难。为避免此缺陷，可使下预压模16在加料的同时随同下腹板13以及容纳这些部件的外壳一起垂直于挤压轴5进行往复 运动，同时通过这种运动来分配积聚在挤压室下部的混合料（图4）。

最后，在图9及图10中示出了挤压活塞20的部分透视图。由DE-AS    12    47    002已知，挤压活塞20的端面是凹形后缩安装的。代替这种安装方法，图9说明了一种由一个突出的端面条纹35及两个不断互相转换、稍稍后缩的中间条纹36形成的凸形。然而，与已知的技术规范不同的是，在合线37、38之间的边缘部分上有波状弯曲39，由此得到一个优点，即互相结合的挤压部分更紧密地咬合在一起，而基本上不影响碎片的取向6。

在图10所示的实施例中，挤压活塞20之端面呈凹拱结构41，沿活塞边缘转成圆锯齿形42。

在图9和图10这两种情况下，应该对挤压活塞进行冷却，防止紧贴在挤压活塞上的那部分混合料过早粘结。

挤压模的端面条纹可以改为楔条状条纹并旋紧在各自的压模体上。在这样的情况下，如果使用突头螺钉，证明是有优点的，因为它在被挤压物上的复型促进了被互相挤压的挤压部分紧密结合。

附图明细表

1.挤压产品（例如，板）

2.上保护层

3.下保护层

4.内层

5.挤压轴

6.碎片取向

7.通孔

8.压缩层

9.分离面

10.挤压室

11.挤压室壁

12.压模外形

13.腹板

14.供料装置

15.出口

16.下预压模

17.间隙

18.井状构造

19.上预压模

20.挤压活塞

21.挤压活塞的冲程方向

22.预压模的冲程方向

23.冲程发生器

24.滑架

25.时效硬化通道

26.供料装置的冲程方向

27.刮板

28.腹板延伸部

29.单开室

30.冲程方向

31.旋转腹板

32.转向轴

33.混合料

34.芯部腹板

35.端面条纹

36.中间条纹

37.合线

38.合线

39.波状弯曲

40.带状挤压面

41.凹拱结构

42.锯齿状条纹

Claims (15)

1、利用活塞式挤压机压制混有特别耐风雨粘合剂的植物碎片尤其是木质碎片的方法，该挤压机连有加热时效硬化通道(25)，在通道中将混合料在挤压冲程之前垂直于挤压轴(5)进行预压缩，其特征在于，将掺有部分较长碎片，例如销钉状碎片的混合料在供入挤压室(10)时，将较长碎片平行或近似平行于挤压轴(5)，从而至少对较长碎片的定向排列产生有效作用，接着将混合料以小压缩比进行预压缩，使外层(2，3)中已定向排列的碎片在随后的挤压冲程中的位置保持不变。

2、按权利要求1所述的方法，其特征在于，混合料以大约1∶1.5至1∶2.5的压缩比，优先采用1∶2的压缩比进行预压缩。

3、按权利要求2所述的方法，其特征在于，通过在混合料自由降落范围内平行于挤压轴（5）并以间隔距离伸展、竖立安装的薄壁腹板（13）对碎片进行定向排列。

4、按权利要求3所述的方法，其特征在于，将堆积在腹板上的混合料刮到腹板之间的井状构造的范围内。

5、按权利要求1的方法，其特征在于，混合料是在有出料口的供料装置沿挤压轴进行往复运动的同时供入挤压室的。

6、按权利要求1所述的方法，其特征在于，挤压室中的混合料通过位置固定不变的腹板之间的井状构造进行预压缩。

7、按权利要求1或6所述的方法，其特征在于，将经预压缩的混合料至少压挤至200毫米以上的长条，优先压挤至400～600毫米长条，而且至少有一部分由时效硬化通道引起的、影响挤压的摩擦力在挤压进程中被减少或抵消。

8、按权利要求1所述的方法，其特征在于，将挤压活塞进行冷却。

9、实施权利要求1所述方法的设备，由一个活塞挤压机组成，该挤压机装有带加热时效硬化通道的挤压室和垂直于挤压轴预先压缩挤压室中混合料的装置，其特征在于，紧接挤压室（10）的加料侧和对侧配置许多竖立且平行于挤压轴（5）、互相间隔一定距离的薄壁腹板（13），在这些腹板之间，垂直于挤压轴（5），操纵的预压模（16、19），可运动到与挤压活塞（20）的压模外形（12）相应的平面上。

10、按权利要求9所述的设备，其特征在于，梳状外形的每个预压模（16、19）在其带状挤压面（40）所形成的齿间有平行于挤压轴伸展的可容纳腹板（13）的间隙（17）。

11、按权利要求9或10所述的设备，其特征在于，配置给挤压室（10）装料口的预压模（19）沿腹板（13）自一个开放装料口的位置移动到盖住该装料口的位置。

12、按权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备配有一个作用于堆积在腹板（13）上的混合料（33）的活动刮板（17）。

13、按权利要求9所述的设备，该设备配有平行于挤压轴、通过挤压室及挤压活塞、在挤压产品中形成通孔的芯棒，其特征在于，芯棒间的距离大致相当于芯棒的半径。

14、按权利要求9所述的设备，在该设备中挤压活塞的端面成楔形，其特征在于，挤压活塞（20）端面的中间部分呈凹形或凸形的条纹（35、36），而挤压活塞（20）的边缘部分成垂直于挤压轴（5）的波纹状或齿状。

15、按权利要求9所述的设备，其特征在于，相对于装料口处装有腹板（13）以及导向装置的预压模（16）垂直于挤压轴往复操纵。

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