生产人造板尤其是中密度纤维板或木屑板的设备和方法 本发明涉及权利要求1前序所述用于生产人造板(例如刨花板、木屑板、纤维板或类似木质人造板)以及塑料板的设备，并且涉及权利要求9前序所述用于生产人造板的方法。
在使用铺装材料生产人造板的过程中，将木屑或纤维材料与一种结合剂组成铺装板坯的混合物铺装在成型钢带或者输送带上，接着输送铺装板坯进行预处理，最终对其进行压制。可以利用压力和热量以连续或间隙方式进行压制。通常所涉及的是中密度纤维构成的中密度纤维板或者定向铺装刨花构成的OSB定向刨花板。可根据需要铺装一层或多层，通常在生产厚板时需要铺装多层。但在薄板生产过程中，尤其当芯层与面层之间存在特殊的差异化要求时，可能也需要铺装不同的层。在铺装台中有两种铺装方法：在铺装料仓后面直接铺装，利用导板将铺装料直接导向铺装带，或者通过铺装辊系统进行间接铺装。如果是间接铺装，则从铺装料仓排出的铺装料就会落向铺装辊，铺装辊对铺装料进行分配，必要时可进行分选，如有需要也可将其定向放置。这里所使用的铺装装置多种多样，在专利文献中已有充分的描述；要么从中间将铺装料传送到铺装辊上，或者将铺装料传送到铺装辊的某一端上。此时将一部分木屑继续向前输送，而另一部分则穿过铺装辊落向铺装带，直至留下不适用的铺装料，然后必须将其从生产过程中移去。这两种原理均已经过生产验证，并且得到了成功应用。最近几年中已经得出如下经验：有多种主要因素决定着每立方米人造板的价格，生产者对此影响有限，或者根本无能为力。
这些因素就是能源成本(电力，机油，燃气)、材料成本(木材和胶水)以及设备成本(机器，人员)。为了在市场上生存下来，人造板制造商必须进行低成本采购，将不断上升的能源成本和材料成本尽可能保持在最低水平。人造板制造商所使用的胶水通常依赖于少数几个胶水生产商，而这些胶水生产商也有类似的涨价要求。总体而言，全球市场上的原材料需求以及木材需求均呈日益增长之势，因此原料成本变得越来越贵。生产者不得不想尽一切办法优化生产流程的成本，尽量保持报给客户的价格不变。此外迫于经济方面的原因，迫使人造板制造商不仅要在设备成本方面和经营过程中尽可能挖掘节约潜力，而且也要拿出尽可能灵活、高效的生产方法，以便使其生产设备能够满负荷运转，尽可能保证每周工作7天，每天工作24小时。所有这一切均要求当今的大型设备必须在下述主要方面具有高度的灵活性，以便长期承接充足的订单：
-能处理品种范围尽可能大的原料，尽可能使用设备周边的材料(木材，废料....)，
-能生产小批量、小众产品、客户要求的特殊密度分布剖面，以及随之迅速、顺利地在线转换产品品种，
-保证产品长度和宽度范围内的单位面积重量分布最佳化，并且
-优化厚度误差，避免在最终加工过程中执行不必要的磨削操作
后期公布的DE 10 2007 049 948 A1公开了一种在人造板生产过程中制备铺装板坯的方法，并且公开了一种铺装机的铺装头，可用木屑制备完整或分层的铺装板坯。该方法与设备主要针对使用定向铺装的木屑生产人造板，尤其是生产厚度范围内具有不同密度的人造板。也就是说，人造板的外面层最好具有尽可能细密的高密度结构，以便在硬化之后在表面质量、覆膜特性或者可涂装性方面达到更好的性能。建议在铺装头内配置多个密度测量装置，这些测量装置应能测量每一个铺装头所铺装的板坯层的不同成分。同时也建议在铺装头后面检测最终压制板坯的总厚度，然后通过闭环控制系统以及铺装机铺装头前面的料仓上的相应调节量对其进行调整。该设备已证明性能基本良好，但同时也存在尚需改进之处。
目前在工业界使用机械式铺装头生产3mm厚度中密度纤维薄板时所能实现的最佳单位面积重量分布偏差范围为+/-3.5％。如果生产8mm厚的地板芯板，则板宽范围内的单位面积重量分布偏差为+/-2.5％。如果生产16mm厚的标准中密度纤维人造板，则结果将有所改善，能达到+/-2.0％。所取得的这些数据均基于100mmx100mm样品，相当于板坯宽度范围内密度或单位面积重量的经济运行的测量装置的间隔尺寸。因此偏差处在评分范围的低分值区，但必须记住：当偏差为2～3.5％时，存在大约7％的波动幅度，对于每一个设备使用者和制造商而言，均必须努力减小这一波动幅度。日常生产过程中的波动幅度也会引起显著的问题，因为如果向上偏差，就会铺装过多的材料，尽管原则上仍然可以进行压制，但是当日产量达到近2000m3人造板时，极端情况下每天就会损耗60m3压实后的材料。如果换算成压制之前将要铺装的压制材料，则每天将要徒劳无益地加工420m3流动性材料。这时不仅存在材料成本问题，还包括设备成本以及将木材加工成铺装料的成本，而且还有昂贵的烘干成本(能源费用)和胶水成本。此外如果人造板购买者买到密度过高的材料，将来有可能在物流或者销售过程中引起问题。
如果生产偏差偏向另一侧，客户将会得到过少的压制材料，并且可能会投诉生产商销售劣等商品，或者短斤少两。
因此本发明的任务在于，提供能够明显改善压制板坯宽度范围内单位面积重量分布质量的一种设备和一种方法，可以均匀铺装同类型的木屑或纤维来生产木屑板或者中密度纤维板，且必要时还可对板坯宽度范围内有差异的密度分布剖面进行调整。
对于权利要求1所述地人造板生产设备而言，解决这一任务的方法在于：在铺装装置和压机之间安装一个测量装置，用来测量板坯单位面积重量分布剖面的实际值；在铺装装置之中安装一个闭环控制装置，用来比较单位面积重量分布剖面的实际值和设定值，并且检测至少一个调整装置上的调整参量；测量装置和至少一个调整装置布置在相对于板坯长度小于5米的距离之内。
如果要生产一种可在宽度范围内改变、调整密度或单位面积重量分布剖面的人造板，则安装一个可在宽度范围内逐段测量单位面积重量分布剖面的测量装置，并且在铺装装置中安装至少一个用来逐段调整各通道内单位面积重量分布剖面的调整装置。
本发明所述人造板生产方法的解决方案在于：利用一个测量装置在压机和铺装装置之间连续测量所铺装的板坯垂直于生产方向的单位重量分布剖面；当单位面积重量分布剖面的实际值与设定值之间存在偏差时，则通过闭环控制装置将调整值输出给至少一个调整装置；测量装置和至少一个调整装置之间相对于板坯长度的距离不大于5米。
本发明所述的设备和方法能够有助于生产单位面积重量分布极佳的人造板，尤其是中密度纤维板或木屑板。适宜使用例如DE 1 01 60 398 B4所公开的一种测量装置。按照一种优选实施型式所述，密度或单位面积重量分布剖面的测量装置直接安装于铺装机后面，必要时也可集成在铺装机之中。这就意味着有助于缩短调整装置在密度或单位面积重量分布剖面调节过程中的无效时间，调整装置通常沿着生产方向直接安装于铺装机或铺装头的末尾处或者出料段上。通过操作者设定控制变量，并且通过安装于至少一个调整装置附近的测量装置来检测实际值。由于调节过程中的反应时间或者反应距离很短，因此可以在+/-0.5％或者更好的精度范围内调整密度或者单位面积重量分布剖面。对于人造板生产商而言，好处显而易见：通过避免以上所述的缺点，可降低原料密度，从而节约材料。此外这种优化调节方式还可实现更好的厚度误差，减少最终加工过程中的表面磨削量。测量装置的网格分辨率适宜大约为100mmx100mm。可以将测量装置设计成DE 1 01 60 398B4所公开的型式。调整装置应具有每隔100mm调整另一种单位面积重量的能力。这样有助于生产商满足客户对板坯宽度范围内不同密度或单位面积重量分布剖面的需求。
本发明的其它有益措施和实施型式均在从属权利要求以及下列以附图为参考的描述中加以阐述。
相关附图如下：
附图1本发明所述设备的侧视示意图，首先是布置在环形铺装带上方的铺装装置，随后是连续式压机，
附图2附图1所示设备的俯视图，图中所示为一种优选实施型式、在调整装置宽度范围内可调的通道、以及测量装置的相关通道，
附图3板坯宽度范围内有差异的密度分布剖面示意图，沿生产方向突出标出了四个单位面积重量增大之处，并且再次绘出了用于调整/测量单位面积重量的通道，以及
附图4沿生产方向观看的根据附图3垂直于生产方向绘制的剖面图，包括宽度范围内单位面积重量分布剖面示意图。
附图1和2所示为本发明所述设备的示意图，首先是布置在环形铺装带15上方的铺装装置8，随后是连续式压机1。按照常规的生产流程，铺装装置8将板坯2铺装到环形铺装带15上。视定义而定，铺装装置8也可以包括一个铺装料仓(图中没有绘出)，铺装料的供应及其处理并非本发明申请的描述对象。待铺装的板坯2的单位面积重量调整装置5/9通常安装于铺装装置8之中。如附图1所示，调整装置5安装于铺装带15下方，而调整装置9则安装于铺装板坯2的上方。关于在铺装装置8中调整铺装板坯2单位面积重量的方法，原则上可参考现有技术。例如可以安装一个带有齿或针的辊筒作为调整装置9，以及/或者使用一个抽吸装置从板坯2表面去除纤维或木屑，抽吸深度达到0～60mm，必要时可以在板坯2宽度11范围内逐段调整这一深度。可以通过宽度11范围内逐段排列的升降装置(图中没有绘出)来构成调整装置5。所述升降装置的作用方式为：当通道10上的升降装置朝向铺装带15升高时，则留在板坯2中的材料较少，单位面积重量因此较低；而当升降装置下降时，则每个通道10上留在板坯2中的材料较多，单位面积重量因此较大。通常升降装置在铺装带15对面具有类似于滚动轴承的元件或滚轮。
紧随铺装装置8之后(或者也可集成于其中，但始终在调整装置5、9后面)是一个测量装置7，该测量装置能够以足够的精度测定板坯2的单位面积重量或者密度。测量装置7与至少一个闭环控制装置6相连，该闭环控制装置可根据操作者设定的控制变量和实际值算出设定值，然后至少一个调整装置6、9就会据此进行调整。按照本发明所述，关键在于使得调整装置5、9与测量装置7之间的最大距离为5米，以便将调节距离保持在尽可能短的程度。所述距离适宜小于1.5米。按照一种优选实施例所述，测量装置7应可在板坯2的宽度11范围内在相关通道10中逐段进行测量。按照本实施例所述，闭环控制装置6随后对每一个通道分开进行处理，然后将调整值发送给相应的通道，或者发送给调整装置5、9的相应部分。测量装置7最好由至少一个X射线发射器和/或者伽玛射线发射器以及相应的接收器和电子分析装置构成。按照另一种优选实施例所述，以100mmx100mm网格分辨率沿着生产方向测量单位面积重量分布剖面12，而调整装置5、9则可以根据相关测量结果，在宽度11范围内每隔100mm进行调整。如果测量装置7与至少一个调整装置5或9之间相对于板坯2区间的距离小于1.5m，则为最佳调节距离。
视应用情况而定，可以在预压机22中对铺装好的板坯2进行预压实，必要时也可在进入压机1之前进行其它预处理(例如蒸汽处理，加湿)。压机1前端通常安装有出料槽16，可以利用可翻转的传送凸块17将次品板坯2丢弃到出料槽之中。通常随后在生产方向13安装一个中间输送机，用来将板坯2传送给连续式压机1。最终通常在温度作用下，由连续式压机将板坯2压实成为板带23，板带在压机1末端处硬化后出料，并且由厚度测量装置对其进行测量。压机1适宜采用双钢带压机型式，钢带3绕过转向滚筒24，在压机框架21中相对而置，通过支撑于其中的加热板构成压制间隙。关于连续式压机的准确实施型式，可参考现有技术。可想而知，也可使用循环压机，这种情况下应预先分割板坯2。
附图3和4所示为宽度11范围内有差异的密度或单位面积重量分布剖面12示意图。在四个通道10中存在具有比其它通道10更高单位面积重量的区域14。附图3所示为生产方向13的俯视图，而附图4所示则为根据附图3绘制的生产方向13的剖面图，为了便于理解，以图形表示垂直于生产方向13的单位面积重量分布剖面12。按照本发明所述，既可在板坯2宽度11范围内调整有差异的单位面积重量分布剖面12，也可在板坯12的所有通道10中调整出相同的单位面积重量分布剖面12，均无关紧要。本发明所述的设备可以作为独立的设备使用，但特别适合用来实施本发明所述的方法。
附图标记清单：DP 1359
1.压机
2.板坯
3.钢带
4.转向滚筒
5.下调整装置
6.闭环控制装置
7.测量装置
8.铺装装置
9.上调整装置
10.通道
11.宽度
12.垂直于生产方向的单位面积重量分布剖面
13.生产方向
14.区域
15.铺装带
16.出料槽
17.传送凸块(可翻转)
18.中间输送机
19.厚度测量装置
20.加热板
21.压机框架
22.预压机
23.板带
24.转向滚筒