Устройство для сортировки древесной щепы на отдельные фракции
Изобретение относится к устройству для сортировки древесной щепы с различными размерами, а также, по существу, шестигранных обломков, толщина которых, по существу, меньше их длины и ширины, а также более мелких частиц с помощью импульсного воздействия, так, что щепа с избыточной толщиной или более мелкие частицы, или как щепа с избыточной толщиной, так и более мелкие частицы отделяются от древесной щепы для формирования отдельной фракции. Техническим результатом является повышение степени прижатия щепы к несущей поверхности. Для этого устройство содержит подающий механизм для подачи древесной щепы на наклонную несущую поверхность, так, что щепа скользит по указанной несущей поверхности над прорезью, проходящей поперек нее, причем прорезь сформирована так, что благодаря непрерывному потоку газа через нее создается импульсное воздействие, направленное на щепу или на мелкие частицы, находящиеся на одной линии с прорезью, причем подающий механизм выполнен с возможностью подачи щепы к верхнему краю несущей поверхности так, чтобы в процессе скольжения в контакте с несущей поверхностью щепа располагалась, по существу, в виде одиночного слоя. Причем несущая поверхность на нижнем краю, расположенном над прорезью, содержит секцию, отличающуюся от остальной несущей поверхности углом наклона, причем в этой секции угол наклона по отношению к горизонтальной плоскости меньше, чем угол наклона несущей поверхности, расположенной над ней в направлении поступления древесной щепы, причем указанная секция с отличающимся углом наклона имеет такие размеры, что древесная щепа, проходящая вдоль нее, подвергается воздействию силы, направленной перпендикулярно поверхности указанной секции и имеющей величину, по меньшей мере, равную силе тяжести земли, наиболее предпочтительно составляющую 2-4 g. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для сортировки древесной щепы с различными размерами и, по существу, шестигранных обломков, толщина которых, по существу, меньше их длины и ширины, а также более мелких частиц с помощью импульсного воздействия, так, что щепа с избыточной толщиной или более мелкие частицы, или как щепа с избыточной толщиной, так и более мелкие частицы отделяются от древесной щепы для формирования отдельной фракции, при этом щепа различного размера и более мелкие частицы сортируются отдельно друг от друга с помощью одной или нескольких разделительных стенок, установленных так, чтобы они соответствовали различным траекториям, устанавливаемым с помощью импульсного воздействия, причем указанное устройство содержит подающий механизм, предназначенный для подачи древесной щепы на наклонную несущую поверхность так, что щепа скользит по указанной несущей поверхности над прорезью, проходящей поперек нее, и сформированной так, что благодаря непрерывному потоку газа через нее создается импульсное воздействие, направленное на щепу или на мелкие частицы, находящиеся на одной линии с прорезью.
Устройство вышеописанного типа известно из финской полезной модели №3899 данного заявителя. Такое устройство предназначено для разделения различных фракций потока основной массы древесной щепы (объемом сотни кубических метров в час) в соответствии с толщиной щепы. Одновременно оно также позволяет отделять более плотные материалы, такие как обрезки, недопустимые части неправильной формы, а также мелкие частицы. Разделение такого типа требуется при обработке исходного сырья для производства пульпы.
В устройстве этого типа на плоскость щепы, определяемую ее шириной и длиной, воздействуют динамическим давлением газа (на практике атмосферным давлением) в течение заданного короткого периода времени, так что обеспечивается постоянное воздействие на единицу площади. Это приводит к формированию импульсного воздействия, в результате которого происходит изменение скорости щепы, которое можно выразить следующим образом: сила = давление × площадь или F=рА, импульс = сила × время воздействия или I=Ft и изменение скорости = импульс/масса или dv=I/m
dv=pAt/m. Поскольку масса щепки зависит от ее объема, который зависит от толщины и площади, и, с другой стороны, импульс зависит от площади, результат не зависит от ширины и длины щепы, то есть изменение скорости будет зависеть от толщины, поскольку плотность материала постоянна, так что степень изменения скорости обратно пропорциональна отношению толщины. При таком изменении скорости отдельные щепки будут проходить на различные расстояния при различной толщине в течение времени их перемещения в продольном или поперечном направлении с одинаковой скоростью на одинаковое расстояние.
Импульсное воздействие на требуемую поверхность щепы требует, чтобы щепа была направлена таким образом, чтобы указанная поверхность была перпендикулярна направлению приложения динамического давления. Установление заданного времени воздействия требует, чтобы отдельные щепки перемещались с одинаковой скоростью через место приложения давления с заданным размером.
Щепа скользит по наклонной плоскости на заданное расстояние в течение времени, достаточного, чтобы отдельные щепки самостоятельно приняли требуемое положение и приобрели заданную скорость. При такой скорости щепа проходит мимо узкой прорези, и воздух, проходящий через прорезь, оказывает на щепу динамическое давление, обеспечивая импульсный эффект или воздействие. В результате этого щепа свободно пролетает в воздушном пространстве, имея общий компонент скорости, направленный вниз, и в соответствии с вышеприведенными вычислениями компонент скорости, зависящий от толщины, направленной горизонтально, благодаря чему отдельные щепки с различной толщиной пролетают на разное расстояние от места импульсного воздействия: более тонкие щепки улетают дальше.
Скорость обломков большей плотности (например, стальные частицы имеют приблизительно в десять раз большую плотность, чем плотность твердого вещества древесины) изменяется незначительно, и то же самое относится к частицам с неправильной формой из-за их аэродинамических свойств. Таким образом, такие частицы могут быть отделены от потока щепы с использованием этого же способа. Соответственно мелкие частицы пыли получают наибольшее изменение скорости из-за того, что их размер по толщине очень невелик. Следовательно, происходит эффективное отделение пыли с формированием отдельного ее потока.
Разделенные потоки щепы собирают по различным фракциям благодаря установке в соответствующих местах разделительных стенок. Положение разделительных стенок может регулироваться для изменения содержания щепы в фракциях в соответствии с необходимостью. Это также позволяет осуществлять процесс повторной сортировки требуемой фракции с использованием того же способа.
По сравнению с другими устройствами, известными в данной области техники, устройство такого типа требует технического обслуживания в меньшем объеме, так как в нем используется значительно меньшее количество подвижных частей. Механическая прочность устройства также улучшена благодаря меньшей степени усталостного напряжения, в особенности благодаря тому, что не требуется использовать возвратно-поступательное или гироскопическое движение. Что касается возможностей регулировки, устройство может быть сконструировано так, что требуемые регулировки осуществляются легче и быстрее, чем в известных устройствах.
Опорная поверхность, по которой скользит древесная щепа, при сортировке ее по различным фракциям должна быть установлена под относительно большим углом по отношению к горизонтальной плоскости. При этом между отдельными щепками и опорной поверхностью легко образуется воздушная подушка, которая отрицательно влияет на работу устройства, поскольку сила импульсного воздействия на отдельные щепки при этом подвержена значительным флуктуациям, зависящим от толщины воздушной подушки. Поэтому устройство не позволяет обеспечить наилучшие возможности сортировки.
Настоящее изобретение направлено на устройство, в котором щепки, скользящие по несущей поверхности, плотно прижимаются к несущей поверхности, в частности непосредственно над прорезью, для обеспечения возможности приложения к ним импульсного воздействия.
В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается тем, что в устройстве в соответствии с настоящим изобретением несущая поверхность на ее нижнем краю, расположенном непосредственно выше прорези, содержит секцию, отличающуюся от остальной части несущей поверхности по углу наклона, причем в этой секции угол наклона по отношению к горизонтальной плоскости меньше, чем угол наклона несущей поверхности вверх от нее в направлении прохождения древесной щепы.
В решении такого типа на щепу воздействует центробежная сила, которая надежно прижимает щепу к указанной несущей поверхности. Такая компоновка гарантирует обеспечение условий, благоприятных для приложения импульсного воздействия на щепу в области прорези, в которой производится импульсное воздействие, и, следовательно, для обеспечения требуемого режима работы устройства, при этом щепа приобретает траекторию, определяемую ее толщиной.
Центробежная сила предпочтительно возникает благодаря изогнутой секции, сформированной на несущей поверхности, в которой щепа равномерно прижимается к несущей поверхности таким образом, что при ударе о несущую поверхность щепа не отскакивает от указанной поверхности.
Изогнутая поверхность может иметь продолжение, расположенное выше прорези, в которой производится импульсное воздействие, состоящее из плоской поверхности, и которое может использоваться для дополнительного обеспечения правильной ориентации отдельных щепок, приходящих к прорези, к которым прикладывается импульсное воздействие.
Изогнутая секция несущей поверхности, а также, возможно, плоская поверхность, находящаяся ниже нее, должна иметь небольшую длину по отношению ко всей длине несущей поверхности для того, чтобы эффект замедления, воздействующий на щепу, не был чрезмерным. По этой же причине эта поверхность должна иметь радиус кривизны не менее определенного минимального значения. Слишком малый радиус кривизны непосредственно ниже плоской секции также может привести к появлению эффекта отскока, в результате которого щепа будет отлетать от несущей поверхности, и требуемое воздействие не будет обеспечено.
В еще одном предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения компоновка выполнена таким образом, что указанная секция с отличающимся углом наклона имеет такие размеры, что древесная щепа, которая в данный момент проходит вдоль нее, подвергается воздействию силы, направленной перпендикулярно поверхности указанной секции, величина которой, по меньшей мере, равна силе тяжести земли, более предпочтительно составляет 2-4 g.
Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает схематично в разрезе устройство в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2 - в увеличенном виде устройство по фиг.1 в области прорези сопла.
На фиг.1 схематично показано устройство, предназначенное для сортировки древесной щепы 1 на отдельные фракции. Мелкие частицы 13, возможно содержащиеся в древесной щепе 1, отсортировываются для формирования отдельной фракции, и отдельные щепки 11, 12 разделяются по их толщине на щепу 11 с избыточной толщиной (отбрасывается) и на приемлемую щепу 12 (принимается).
Устройство содержит подающий механизм 6, предназначенный для подачи древесной щепы 1 на наклонную несущую поверхность 2, по существу, в виде одиночного слоя. Отдельная щепа 11, 12 ложится естественным путем на несущую поверхность 2 так, что она обращена к ней наибольшей своей стороной, то есть в случае древесной щепы на ее продольную/поперечную поверхность.
Несущая поверхность 2 выполнена в виде твердой, плоской и износостойкой поверхности, из которой сформирована наклонная скользящая поверхность для сортируемой древесной щепы 1.
Древесная щепа 1, поступающая из подающего механизма 6, вначале скользит по наклонной несущей поверхности 2 и затем проходит над прорезью 3, расположенной поперек несущей поверхности, причем указанная прорезь выполнена так, что через нее оказывается импульсное воздействие 4, направленное от указанной несущей поверхности 2 и прикладываемое к одной или нескольким отдельным щепкам 11, 12 или к мелким частицам 13, которые в данный момент находятся на линии прорези. Импульсное воздействие производится с помощью потока 4 газа, предпочтительно потока воздуха. Импульсное воздействие 4 может быть направлено перпендикулярно несущей поверхности 2, а также под наклонным углом по отношению к несущей поверхности 2.
Поток воздуха вырабатывается с помощью вентилятора 7. Для обеспечения равномерности импульсного действия 4 между вентилятором 7 и прорезью 3 установлена камера 8 сопла.
Щепа 11, 12 с различной толщиной и, возможно, мелкие частицы 13 разделяются друг от друга и проходят по различным траекториям, определяемым импульсным воздействием 4 на сортируемые частицы.
Мелкие частицы 13, которые имеют меньшие размеры, чем ширина прорези 3, приобретают максимальное изменение скорости и, таким образом, отклоняются под действием пластины 14 перегородки/направления, формируя отдельную фракцию, которая собирается в желоб или накопитель 15.
Отдельная щепа 11, 12, которая, по существу, имеет больший размер, чем ширина прорези 3, и, таким образом, больший вес, чем указанные мелкие частицы 13, приобретает существенно меньшее изменение скорости, чем мелкие частицы 13, когда они находятся на линии прорези 3. Импульс, создаваемый под действием давления, отклоняет отдельные щепки 11, 12 так, что они пролетают по различным траекториям, определяемым толщиной щепы, и поток щепы разделяется на отдельные фракции с помощью разделительной стенки 5. В среднем щепа 12 с минимальной толщиной пролетает поверх разделительной стенки 5 и далее направляется в разгрузочный шнек 10. Соответственно щепа, имеющая в среднем максимальную толщину, пролетает на более короткое расстояние и падает в подающий механизм 6’, установленный между разделительной стенкой 5 и прорезью 3.
В представленном примере щепа 11, имеющая в среднем максимальную толщину, попадающая в подающий механизм 6’, повторно обрабатывается в нижнем втором устройстве, благодаря чему ее фракция (в среднем самая легкая фракция) направляется поверх разделительной стенки 5’ и далее в разгрузочный шнек 10, и другая фракция (в среднем самая тяжелая фракция) падает в желоб, установленный между разделительной стенкой 5’ и прорезью 3 и в котором установлен разгрузочный шнек 9.
Обработка древесной щепы 1 полностью проходит в пылезащищенной камере 17 обработки, отвод воздуха из которой осуществляется через отверстие, обозначенное позицией 34.
Как лучше всего показано на фиг.2, несущая поверхность 2 на ее нижнем краю, расположенном непосредственно над прорезью 3, содержит секцию, отличающуюся по углу наклона от остальной части несущей поверхности 2. Эта секция имеет угол наклона 
по отношению к горизонтальной плоскости меньший, чем угол наклона 
несущей поверхности 2, расположенной выше нее, в направлении поступления древесной щепы 1. Наиболее предпочтительно такая компоновка выполнена так, что указанная секция с отличающимся углом наклона представляет собой изогнутую поверхность.
В результате обрабатываемая древесная щепа 1 подвергается воздействию центробежной силы, благодаря которой гарантируется, что отдельные щепки 11, 12, а также мелкие частицы 13 плотно прижимаются к указанной несущей поверхности 2. Такая компоновка гарантирует благоприятные условия для приложения импульсного воздействия, в частности, на отдельные щепки 11, 12, которые в данные момент времени находятся над прорезью 3, генерирующей импульсное воздействие. Таким образом обеспечивается соответствующая работа устройства, в результате которой отдельные щепки 11, 12 получают траекторию, определяемую их толщиной.
Как показано на примере, представленном на фиг.2, изогнутая поверхность может состоять из изогнутой секции b и плоской секции с, служащей в качестве ее продолжения. Такая компоновка дополнительно способствует подаче отдельных щепок 11, 12 в область прорези 3 для приложения импульсного воздействия в точно требуемой ориентации.
Секция а, которая отличается от остальной части несущей поверхности 2 углом наклона и в которой, таким образом, возникает центробежная сила, должна иметь относительно короткую длину по сравнению с общей длиной несущей поверхности 2 для предотвращения воздействия чрезмерного эффекта замедления на отдельные щепки 11, 12.
Эта секция а не должна иметь слишком резкое отклонение, чтобы не создавался эффект отскока или отделения, который может привести к тому, что отдельные щепки 11, 12 отделятся от несущей поверхности 2 и не будет обеспечен требуемый эффект.
Указанная секция а с отличающимся углом наклона наиболее предпочтительно имеет такие размеры, чтобы на древесную щепу 1, проходящую вдоль нее, воздействовала сила в направлении, перпендикулярном поверхности указанной секции, имеющая величину, по меньшей мере, равную силе тяжести земли, и наиболее предпочтительно составляющая 2-4 g.
Формула изобретения
1. Устройство для сортировки древесной щепы (1) с различными размерами и, по существу, шестигранных обломков, толщина которых, по существу, меньше их длины и ширины, а также более мелких частиц (13) с помощью импульсного воздействия так, что щепа (11) с избыточной толщиной или более мелкие частицы (13) или как щепа (11) с избыточной толщиной, так и более мелкие частицы (13) отделяются от древесной щепы (1) для формирования отдельной фракции, при этом щепа (11, 12) различного размера и более мелкие частицы (13) сортируются отдельно друг от друга при прохождении по различным траекториям, устанавливаемым с помощью импульсного воздействия, при этом устройство содержит подающий механизм (6, 6’) для подачи древесной щепы (1) на наклонную несущую поверхность (2) так, что щепа скользит по указанной несущей поверхности (2) над прорезью (3), проходящей поперек нее, причем прорезь сформирована так, что благодаря непрерывному потоку (4) газа через нее создается импульсное воздействие, направленное на щепу (11, 12) или на мелкие частицы (13), находящиеся на одной линии с прорезью (3), причем подающий механизм (6,6’) выполнен с возможностью подачи щепы (11, 12) к верхнему краю несущей поверхности (2) так, чтобы в процессе скольжения в контакте с несущей поверхностью (2) щепа (11, 12) располагалась, по существу, в виде одиночного слоя, отличающееся тем, что несущая поверхность (2) на нижнем крае, расположенном над прорезью (3), содержит секцию (а), отличающуюся от остальной несущей поверхности (2) углом наклона, причем в этой секции угол наклона () по отношению к горизонтальной плоскости меньше, чем угол наклона () несущей поверхности (2), расположенной над ней в направлении поступления древесной щепы (1), причем указанная секция (а) с отличающимся углом наклона имеет такие размеры, что древесная щепа (1), проходящая вдоль нее, подвергается воздействию силы, направленной перпендикулярно поверхности указанной секции (а) и имеющей величину, по меньшей мере, равную силе тяжести земли, наиболее предпочтительно составляющую 2-4 g.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная секция (а) с отличающимся углом наклона содержит изогнутую поверхность.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секция (а) с отличающимся углом наклона содержит изогнутую поверхность (b) и плоскую поверхность (с), которая служит в качестве ее продолжения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что секция (а) с отличающимся углом наклона имеет малую длину по сравнению с общей длиной несущей поверхности (2).
РИСУНКИ
