专利名称：用于处理木材或木制品的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所限定的用于处理木材或木制品的方法，该方法中，首先通过挤压，进一步通过加热，以对潮湿的木材或木制品进行干燥，以达到理想的干燥程度。
本发明还涉及一种如权利要求8所限定的用于制造木制品板材，尤其是夹层板，如胶合板的方法。
本发明还涉及一种权利要求15的前序部分所限定的用于处理木材或木制品的装置，所述装置包括压机，潮湿的木材首先通过压机挤压干燥；以及加热木材或木制品的装置，以达到理想的干燥度。
本发明还涉及一种如权利要求23所限定的用于制造木制品板材，尤其是夹层板，如胶合板的装置。
背景技术：
已知处理木材和木制品，尤其是木料的方法，其中通过挤压并同时加热木材使木材干燥。挤压干燥通常是使用设置在干燥室内的压机完成的。在WO94/26485的说明书中公开了这种类型的方法。例如在FI97961B的说明书中公开了其它挤压干燥装置。所有这些的共同特征典型地为，木料的挤压干燥和热干燥在同一个室内完成。因此，所使用的挤压装置必须具有相当大的热阻，尤其是因为在干燥阶段，温度会升至一个相当高的水平，即大大高于水的沸点。另一方面，当一次要干燥大量的木材时，在干燥阶段所需要的能量就很高。相应的，当一次要处理大量的木材时，需要大功率的挤压装置。
在胶合板的制造中，用于生产胶合板的单板通常在一个单独的干燥装置内干燥，且在干燥处理后，进行单独的挤压处理，其中，干燥的单板被一层层地叠放，单板之间有粘合剂，由此单板被挤压以产生胶合板。该方法需要使用多种不同的装置。
本发明的目的是产生一种可以避免现有技术的某些缺点的用于挤压干燥木材或木制品全新的解决方案。本发明的进一步的目的是得到一种解决方案，以尽可能的减小干燥所需的能量。本发明的另一个目的是产生一种用于干燥木料的有效且灵活的解决方案。本发明的目的是产生一种制造木制品板材，如胶合板，以及用于干燥制造中所使用的单板的解决方案。
发明内容
如权利要求1所限定的本发明的方法的主要特征为，在第一阶段，在处理元件之间放置的木材或木制品被在处理元件之间挤压，以便从被处理的木材中去除大量的水，接下来，锁定处理元件，以便使木材或木制品在处理元件之间保持压缩状态，将处理元件和在它们中间形成的木材或木制品的组合件移至干燥室，在干燥室内通过进一步施加热量对木材或木制品进行干燥。
本发明的方法的附加特征为权利要求2-7所述的特征。
如权利要求8所限定的本发明的方法的主要特征为，该方法所使用的木制品1由新鲜的单板片组成，所需数量的单板片叠放在处理元件2之间，粘合剂(如胶)被施加在彼此叠放的所有单板片上，首先在第一阶段在第一温度T1下和/或第一压缩压力P1下干燥由单板和粘合剂形成的板坯，温度升至第二温度T2，压缩压力升至第二压缩压力P2。
本发明的方法的附加特征为权利要求9-14所述的特征。
如权利要求15所限定的本发明的装置的主要特征为，该装置包括彼此分离的挤压室和干燥室，以及处理装置，木材或木制品可放置在处理装置之间，处理装置可被锁定在挤压位置，在该条件下，处理装置以及位于处理装置之间的木料的组合件可从挤压室移至干燥室内，从那被移至进一步的处理阶段。
本发明的装置的附加特征为权利要求16-22所述的特征。
如权利要求23所限定的本发明的装置的特征为，该装置包括容纳挤压装置的挤压室，干燥室和处理装置，处理装置之间形成间隙，由新鲜的叠放的单板片和粘合剂组成的夹层板坯可放置于此间隙中，可将处理装置锁定在挤压位置，处理装置以及位于处理装置之间间隙中的夹层板坯的组合件可从挤压室移至干燥室内和/或移至进一步的处理阶段。
本发明的装置的进一步的特征为权利要求24-25所述的特征。
本发明的解决方案有很多显著的优点。通过挤压从木材中去除一些水分比仅通过加热进行干燥要更经济。水分的蒸发需要比挤压更多的能量。在实际的干燥阶段，当温度升至高于水的沸点时，相当大的一部分水分已从要处理的木材中去除，因而就需要相当少的热量来将木材中剩余的水分汽化。可为一个压机提供多个干燥室和冷却室。因而要达到相同的能力，单个操作过程要处理的木材的量就比仅使用一个干燥室的量要小。挤压阶段使用的挤压装置的结构可设计为相应较小的尺寸。此外，由于挤压室和干燥室彼此分离，故可以在它们中维持不同的条件，因而和挤压和干燥在同一空间完成的方案相比，节省了时间和能量。因为不需要考虑压机的要求，且干燥室内使用的风扇可最优地配置，故干燥室可做的很小。通过使用设置在干燥室相对侧上的至少两个风扇，以将一个风扇所产生的气流传到另一个风扇的抽吸侧的方式导引气流，在干燥室内完成极有效的空气循环。这进一步提高了干燥阶段的效率。在该方法的不同阶段的热回收进一步减小了所需的能量。使用可锁定的处理装置可以实现这样的方案，即要处理的木材在干燥阶段也保持压缩。通过在胶合板的制造中使用本发明的方法和装置，可以将前述单板片被干燥的单独的干燥阶段和生产实际的板材的粘合/挤压阶段结合起来。因而，本发明的方法和装置可以对胶合板的制造中所需的装置和整个过程实现很大的节省。利用热回收和热循环，该装置可以节省能源。
下面，将参照实例和附图对本发明进行详细叙述，其中图1显示了依据本发明的装置的示意图，图2显示了沿图1中的II-II线剖开的本发明挤压室的实施例的简化视图，图3显示了沿图1中的III-III线剖开的本发明装置的一部分，图4显示了沿图1中的IV-IV线剖开的本发明干燥室的一个实施例，图5显示了沿图1中的V-V线剖开的本发明冷却室的一个实施例，图6显示了本发明的第二个实施例，以及图7显示了生产胶合板时本发明的解决方案。
具体实施例方式
图1显示了本发明的一个实施例的示意图。该实施例包括依次排列的一个挤压室P，一个干燥室D和其后的一个冷却室C。
在本发明的方法中，木材或木制品，如木料1，首先被送入组装站(图中未示出)。在组装站内，木料1被(典型普遍为自动化地)置于处理元件2(如加热板)之间的间隙中。如此设置的木料成批。
批料被送入挤压室P。图2显示了本发明方法所使用的一个挤压室P的简图。由叠放的处理元件2和置于它们之间的木料1组成的组合件位于挤压室P内，在此，通过挤压元件3，4对该组合件进行挤压，从而使木料1在处理元件2之间被压缩。典型地，通过至少一个缸-活塞组合件4，使挤压元件3，4的变形梁3移动。在图中显示的例子中，通过挤压元件3，4对最顶端处理元件2的上表面施以压力，位于处理元件之间的木料由此被压缩。最底端处理元件2可被置于如底座7上，底座7在挤压的方向上基本上不动。
在挤压室P内，木料1和处理元件2的组合件被压缩，直至处理元件接触到设于挤压间隙内的厚度限定制动元件5，由此可得到所希望的对木料或木制品的压缩并挤出木料中的自由水分。所去除的水分量可占到水含量的50％。典型地，挤压所去除的水分量可占到水含量的20～50％。所用压缩压力取决于被处理木材的种类以及木料的厚度，典型的为5-20kp/cm2。在挤压阶段，还可加热木材，在这种情况下，取决于被处理木材种类的特性，木材被软化而水分更易于被去除。挤压阶段的目的是保持处理温度低于水的沸点。在挤压阶段，温度可被升高如40-80℃。当木材软化后，挤压就更易于进行，并且如果需要，可使用较低的压缩压力。通过保持温度低于水的沸点，可节省加热能耗。值得注意的是，被处理的木材通过压缩也会被加热。压缩所产生的温度升高根据木材的种类或木材的质量等而变化。对于某些种类的木材，挤压所产生的温度升高较大，因此在挤压阶段不需额外热量，或仅需少量额外的热量。通过均匀的、恒定的压力或如改变压缩压力，可使挤压以所希望的方式进行，从而使得被处理木材中的水分均衡。典型的，被处理木材在挤压阶段后其水分含量为16-20％。在挤压过程中，水分通过处理元件如加热板内形成的小孔(未示出)被去除。小孔可以是不同尺寸和形状，且其数量依据实施例的情况而变。在一个实施例中，处理元件2设有比如用于输送加热介质的通道。加热介质可以是如热空气和/或从干燥阶段获得的水蒸汽。图1示意性的给出加热介质从干燥室D到挤压室P的通道8。该通道设有一个阀元件9，其可由如控制系统(未示出)或以一些其他方式控制。
在另一个实施例中，处理元件包括形成的通道，以使加热介质，特别是加热流体(如油)可以循环。
处理元件2和木材或木制品的组合件被锁定，使得放置在挤压间隙中的木材或木制品在处理元件2之间保持压缩状态。在锁定位置，处理元件2通常被移动靠在厚度限定制动元件5上。图3给出一个位于锁定位置的用于依据本发明的方法的处理元件和木料组合件的示意图。用锁定元件6将处理元件锁定在适当位置，使处理元件和木料组合件可移动至干燥室D中。锁定装置6典型的为机械锁定装置。
干燥阶段可使用的热主要来自下一阶段干燥室D内产生的废热，主要为蒸汽。在挤压室P和干燥室D之间设有一个通道8，用来将热从干燥室传递至挤压室中。该通道设有一个调节元件9，如阀元件，其可以在必要时开闭。该阀元件优选为一个重力阀，当干燥室D中的蒸汽压力升高时，阀元件9打开，从而蒸汽流经通道8进入到挤压室。为了清楚起见，图1给出室外部的通道。实践中，为通道选择从干燥室到挤压室最短的路线。
在干燥室D内，要处理的木材被加热至高于水的沸点，这样，蒸汽使室变成一个基本惰性的空间，这意味着处理的木材的颜色不被改变。木材优选加热到高于120℃，以保证木材死亡，即结构发生改变，从而处理的木材不承受变形或开裂。依据适用于每种要处理的木料的程序进行干燥过程中温度的调节。目标是使干燥室内要处理的木料干燥至水分含量通常为8-10％。干燥室设有用于介质的有效循环的装置。如图4所示，干燥室D设有风扇10，其放置在干燥室相对侧，用于产生已适于被导引至放置在干燥室相对侧的风扇的抽吸侧的气流。因而，风扇10所产生的气流供给相对的风扇，这样整体上增进了空气循环以及干燥阶段。依据该图，气流由导向壁11控制，这样就具有在干燥室D内产生很有效的气流循环的效果。干燥室包括本身是已知的用于向干燥室供应热量的热交换元件(未示出)。如果必要，可以向干燥室中喷洒水以产生水蒸汽。在这种情况下，在干燥室内，至少在处理的木材附近形成惰性空间。
一旦达到想要的干燥结果，就将批料从干燥室D移至冷却室C中。在冷却室内，木材依据给定的程序慢慢冷却。图5给出冷却室C的简化示意图。冷却室典型的设有至少一个风扇14或者类似物，以建立更有效的空气循环。从冷却室C，还可能回收热量，以用于例如是挤压室的加热。图1图示性的给出可用作热传递通道的通道13。从干燥过程的不同阶段对热量的回收减小了对能量的需求。
如图6所示，一个压机P可配有多个干燥室D和冷却室C。在这种情况下，木材或木制品从第一阶段以可选择的方式被转移至多个干燥室D的一个。
批料从冷却室被移至卸料站(未示出)。在卸料站，将批料卸下，木料被堆叠并包装以进行运送。
用于处理木材或木制品的本发明的装置包括压机，木材或木制品首先通过压机挤压干燥，以及用于加热木材或木制品的装置，以达到所希望的干燥度。该装置包括单独的挤压装置3、4、7，挤压室P、干燥室D和处理装置2，在处理装置2之间形成的间隙中可放置木材或木制品1，处理装置2可锁定在挤压位置，处理装置和处理装置之间的木料1的组合件可被从挤压室P移至干燥室D中，然后移至进一步的处理阶段。处理装置2可通过锁定装置6彼此锁定。锁定装置6优选为机械锁定装置。
依据优选的实施例，该装置进一步包括用于在必要的时候从干燥室D向挤压室P中传送热量的装置。传送热量的装置包括设有调节元件9如阀元件的通道8。
依据第二个实施例，该装置包括多个干燥室D。在这种情况下，挤压装置和挤压室P的能力优选匹配多个干燥室D的能力，即供应多个干燥室。
处理装置2和木材或木制品1的组合件通过致动器从一个室移至另一个室。该装置可包括如在轨上移动且用于将处理装置和木料的组合件从一个阶段移至另一个阶段的托架。
干燥室D设有被置于该室相对侧的至少两个风扇10，并且由风扇产生的气流被从风扇导引至位于该室相对侧的风扇的抽吸侧。
图7示出一个实施例，其中在胶合板的制造中使用依据权利要求的装置。该图示出本发明的方法中使用的挤压室P的简化示意图。由彼此叠放的处理元件2和木材即放置在处理元件之间的间隙内的单板片1和单板片1之间放置的粘合剂G组成的组合件放置在挤压室P内，在其中通过挤压元件3、4挤压组合件，使得由多个叠放的单板片1形成的板坯在处理元件2之间被压缩。典型的，通过至少一个缸-活塞组合件4而移动挤压元件3、4的挤压杆3。在图中所描述的情况下，通过挤压元件3、4，从最顶端处理元件2的上表面挤压最顶端处理元件2，使得板坯在处理元件之间的间隙中压缩。最底端的处理装置2可放置在例如基本相对于加压方向不动的底座7上。
在挤压室P内，用第一压缩压力P1挤压单板片1、粘合剂G以及处理元件2的组合件，例如直至到达限定挤压间隙高度的制动件5，以达到所希望的夹层板板坯的压缩。在挤压阶段，还可在第一温度T1下加热木材，结果是，取决于被处理木材种类的特性，木材被软化而水分更易于被去除。第一阶段要达到的处理温度通常为低于或接近水的沸点，如95-105℃。通过均匀的、恒定的压力或如调节压缩压力，可使挤压在所希望的形式下进行，使得被处理木材中的水分均衡。在挤压过程中，水分通过处理元件如加热板内形成的小孔(未示出)被去除。小孔可以是不同尺寸和形状，且其数量依据实施例的情况而变。处理装置2在一个实施例中可设有如用于传送加热介质的通道。加热介质可由来自其它阶段，如干燥阶段的热空气和/或水蒸汽组成。在讨论的实施例中，使用的木制品1为新鲜的单板片，将所希望的数量的单板片在处理装置2之间叠放，在每个叠放的单板片上施加有粘合剂G，如胶，首先在第一阶段在第一温度T1下和/或第一压缩压力P1下干燥由单板片1和粘合剂G组成的板坯，在第二阶段温度升至第二温度T2，和/或压缩压力升至第二压缩压力P2。该解决方案中，使用的粘合剂为热活化粘合剂G，其仅在例如第二温度T2下被活化。第一阶段可在挤压室和/或干燥室内完成。第二阶段最典型地可在干燥室内完成，但在一些实施例中，还可以有其它备选方案。
在一个实施例中，第一温度T1低于130℃，典型地为95-105℃。相应的，在该实施例的第二个阶段，第二温度T2为130℃或更高，典型的为130-140℃。根据单板片的干燥程度来确定板坯在第一阶段保持在第一温度T1下和/或第一压缩压力P1下的时间长度。一旦板坯的单板片被充分干燥，温度升至第二温度T2，如升至130-140℃，压缩压力同时升至值P2。
依据一个实施例，第一阶段和第二阶段在同一个装置内，优选还在同一空间内完成。另一方面，还可应用图1和6所示的解决方案，其中，将各阶段分离，这样，它们在不同的空间内完成。
在这种情况下，可将上述特征用于木料或木制品的干燥中。
例子一些新鲜的单板片，如9片彼此叠放，在每个间隙内施加粘合剂，如胶。粘合剂具有热活化的特性，以便仅在例如130-140℃的温度下活化。单板首先在895-105℃的温度和低压缩压力下干燥。一旦单板被充分干燥，温度增至130-140℃，同时，压缩压力增加。所有这些在同一过程内发生，优选还在同一空间内。
本发明的方法和装置可用于干燥木料，如果希望，它还可用于制造压缩木板。此外，它可用于制造夹层板，如胶合板。单板片的干燥以及使用粘合剂或通过挤压将成层叠放的单板结合在一起以生产胶合板同时合并。“新鲜的单板片”主要是指还没有专门被干燥的潮湿的单板片。
本领域技术人员可显而易见的得出，本发明不限于上述的实施例，它可在下面的权利要求的范围内进行变化。如果必要的话，可和说明书中的其它特征一起使用的特征也可以彼此单独使用。
权利要求
1.一种处理木材或木制品，尤其是制造夹层板的方法，该方法中，首先通过挤压，进一步通过加热来干燥潮湿木材或木制品(1)，以达到所希望的干燥度，其特征在于在第一阶段，在处理元件(2)之间挤压放置在处理元件(2)之间的木材或木制品(1)，以便从要处理的木材中去除大量的水，接下来，锁定处理元件(2)，使木材或木制品(1)在处理元件(2)之间保持压缩状态，将处理元件(2)和在其间形成的木材或木制品(1)的组合件移至干燥室(D)中，在干燥室(D)内通过进一步施加热量对木材或木制品进行干燥。
2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于在第一阶段，即在挤压阶段，加热要处理的木材或木制品(1)，优选加热至低于水的沸点的温度。
3.依据权利要求1或2所述的方法，其特征在于将干燥室(D)内的木材或木制品(1)加热至高于水的沸点的温度。
4.依据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于当必要时，加热介质，如空气和/或蒸汽从干燥室(D)被传送，以在挤压阶段使用。
5.依据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于要处理的木材或木制品(1)从第一阶段以可选择的方式转移至多个干燥室(D)的一个中。
6.依据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于将木材或木制品(1)和处理元件(2)的组合件移至冷却室(C)中。
7.依据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于将木材或木制品(1)和处理元件(2)的组合件从冷却室(C)移至卸料站，在此将木材或木制品从处理元件卸下，并移至进一步的处理阶段。
8.一种用于生产木制品板材，尤其是夹层板如胶合板的方法，其特征在于该方法所使用的木制品(1)由新鲜的单板片组成，所需数量的单板片叠放在处理元件(2)之间，粘合剂如胶被施加在彼此叠放的所有单板片上，首先在第一阶段在第一温度(T1)下和/或第一压缩压力(P1)下干燥由单板和粘合剂形成的板坯，温度升至第二温度(T2)，压缩压力升至第二压缩压力(P2)。
9.依据权利要求8所述的方法，其特征在于使用的粘合剂为热活化的粘合剂，其例如在第二温度(T2)被活化。
10.依据权利要求8或9所述的方法，其特征在于第一温度(T1)低于约130℃，优选95-105℃。
11.依据权利要求8-10中任一项所述的方法，其特征在于第二温度(T2)高于约130℃，优选130-140℃。
12.依据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于根据单板片的干燥程度来确定板坯在第一阶段保持在第一温度(T1)下和/或第一压缩压力(P1)下的时间长度。
13.依据权利要求8-12中任一项所述的方法，其特征在于第一阶段和第二阶段在同一个装置内，优选还在同一空间内完成。
14.依据权利要求8-13中任一项所述的方法，其特征在于在第一阶段中，如果需要，水分被增加，例如以均衡各单板片的干燥度差异。
15.一种处理木材或木制品的装置，所述装置包括压机，潮湿木材首先通过压机挤压干燥，以及用于加热木材或木制品的装置，以达到所希望的干燥度，其特征在于该装置包括包含单独挤压装置的挤压室(P)，干燥室(D)，以及处理装置(2)，木材或木制品(1)可放置在形成于处理装置(2)之间的间隙中，处理装置可被锁定在挤压位置，处理装置和位于处理装置之间的木料(1)的组合件可从挤压室移至干燥室内，从那移至进一步的处理阶段。
16.依据权利要求15所述的装置，其特征在于该装置进一步包括必要的时候从干燥室(D)向挤压室(P)传送热量的装置。
17.依据权利要求16所述的装置，其特征在于传送热量的装置包括设有调节元件(9)如阀元件的通道(8)。
18.依据权利要求15-17中任一项所述的装置，其特征在于该装置包括多个干燥室(D)。
19.依据权利要求15-18中任一项所述的装置，其特征在于挤压装置和挤压室(P)的能力适于供应多个干燥室(D)。
20.依据权利要求15-19中任一项所述的装置，其特征在于处理元件(2)和木材或木制品(1)的组合件通过致动器从一个室移至另一个室。
21.依据权利要求15-20中任一项所述的装置，其特征在于干燥室(D)包含至少两个设置在干燥室相对侧上的风扇，气流从风扇导引至设置在干燥室相对侧上风扇的抽吸侧。
22.依据权利要求15-21中任一项所述的装置，其特征在于通过锁定装置(6)将处理元件(2)彼此锁定。
23.一种用于制造木制品板材，尤其是夹层板，如胶合板的装置，其特征在于该装置包括容纳挤压装置的挤压室(P)，干燥室(D)和处理装置(2)，由新鲜的叠放的单板片(1)和粘合剂(G)组成的夹层板坯可放置于处理装置之间形成的间隙，处理装置可被锁定在挤压位置，处理装置以及位于处理装置之间间隙中的夹层板坯(1)的组合件可从挤压室移至干燥室内和/或移至进一步的处理阶段。
24.依据权利要求23所述的装置，其特征在于挤压室和干燥室为同一空间。
25.依据权利要求23所述的装置，其特征在于挤压室和干燥室为分别的空间。
全文摘要
一种用于处理木材或木制品的方法，该方法中，首先通过挤压，进一步通过加热来干燥潮湿木材或木制品(1)，以达到所希望的干燥度。在第一阶段，在处理元件(2)之间挤压放置在处理元件(2)之间的木材或木制品(1)，使得从要处理的木材中去除大量的水，接下来，锁定处理元件(2)，使木材或木制品(1)在处理元件(2)之间保持压缩状态，将处理元件(2)和在它们中间形成的木材或木制品(1)的组合件移至干燥室(D)中，在干燥室(D)内通过进一步施加热量对木材或木制品进行干燥。本发明还涉及一种装置。
文档编号B27M1/08GK1898069SQ200480038368
公开日2007年1月17日 申请日期2004年11月18日 优先权日2003年11月21日
发明者G·松德霍尔姆, A·霍蒂宁 申请人:泰克诺康普有限公司