Способ ориентации древесных частиц

Авторы патента:

B27N3/00 - Изготовление в основном плоских изделий, например плит, из стружек или волокон

Владельцы патента RU 2494858:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) (RU)

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ ориентации древесных частиц включает последовательную подачу стружки на верхний и нижний уровни направляющих органов, имеющих определенный шаг ориентации, и их перемещение со скоростями, зависящими от высот падения частиц. Изобретение позволяет повысить качество ориентации древесных частиц за счет уменьшения угла разброса древесных частиц в стружечном ковре. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве древесностружечных плит из ориентированной стружки.

Известен способ ориентации древесных частиц, включающий подачу стружки на направляющий орган, выполненный в виде бесконечной нити, и перемещение соседних ветвей направляющего органа в противоположных направлениях [Патент Швейцарии №469558, М.кл⁵ B29J 5/00. Verfahren fur die Herstellung von Hoizspanplatten sowie Vorrichtung zur Ausfuhrung des Ver-fahrens. 1969].

Известен способ ориентации, реализованный в устройстве для ориентации осмоленных лигноцеллюлозных частиц способ ориентации, включающий подачу стружки на направляющий орган, выполненный в виде бесконечной ленты, и перемещение соседних ветвей направляющего органа в противоположных направлениях [Патент ФРГ №2730403, М.кл⁵ B29J 5/04. Vorrichtung zum Ausrichten von mit einem Bindemittel versehenen lignozellulose-haltigen Teilchen. 1980].

Наибольшее количество частиц без засорения устройства будет ориентировано при соотношении

h₁/L=0,5,

где h₁ - расстояние между соседними рабочими ветвями направляющего органа (шаг ориентации), м;

L - длина ориентируемой частицы, м.

При соотношении h₁/L≤0,5 наблюдается засорение гибкого органа частицами, упавшими более чем на две ветви гибкого органа. При соотношении h₁/L≥0,5 снижается количество ориентированных частиц. В связи с этим существует оптимальное соотношение h₁/L=0,5.

Угол, при котором происходит сход частицы с направляющего органа при оптимальном соотношении h₁/L [град.]

$α_{н а ч} = \arcsin \frac{h_{1}}{L} = \arcsin 0,5 = 30^{\circ}$

Частицы, упавшие на направляющий орган под углом от 0 до 30° (относительно направления ориентации), проходят этот уровень без разворота под средним углом 15°, а частицы, упавшие под углом от 30° до 90°, разворачиваются соседними ветвями направляющего органа и в процессе падения разворачиваются до угла, близкого к нулю. Считая, что сектор от 0 до 30° составляет 33,3% от четверти окружности, а сектор от 30° до 90° - 66,6%, получим средний угол ориентации частиц:

α_ср1=0,333·15°+0,666·0=5°.

Таким образом, без учета погрешности ориентирования угол укладки частиц в ковре составляет не менее 5°. С учетом погрешности ориентирования, определяющейся погрешностью длины и формы древесных частиц, неточностью поддержания скорости направляющего органа и т.д., данный угол будет больше.

Известен также способ ориентации древесных частиц, включающий подачу стружки на направляющий орган верхнего уровня и перемещение соседних ветвей этого органа в противоположных направлениях со скоростью V₁ [Патент РФ №2315689, МПК B27N 3/14. Способ ориентации древесных частиц, 2008, БИ №3].

Недостаток известного способа заключается в том, что угол ориентации частиц также не может быть меньше 5°, что снижает прочность изготовляемой плиты.

Изобретение решает задачу повышения качества ориентации древесных частиц.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение качества ориентации за счет минимизации угла ориентации древесных частиц, что повышает прочность изготовляемых древесностружечных плит.

Это достигается тем, что в способе ориентации древесных частиц, включающий подачу стружки на направляющий орган верхнего уровня и перемещение соседних ветвей этого органа в противоположных направлениях со скоростью V₁, согласно изобретению, стружку подают на дополнительный нижний уровень, расстояние между соседними ветвями направляющего органа которого устанавливают вдвое меньшим расстояния между соседними ветвями направляющего органа верхнего уровня, а перемещение направляющего органа нижнего уровня осуществляют со скоростью (м/с), определяемую по формуле:

$V_{2} = 0,2413 \sqrt{\frac{H_{1}}{H_{2}}} \cdot V_{1}$

где H - расстояние между верхним и нижним уровнями, м;

H₂ - расстояние между нижним уровнем и серединой слоя формируемого стружечного ковра, м;

Заявляемый способ ориентации древесных частиц отличается подачей древесных частиц на дополнительный нижний уровень, расстояние между соседними ветвями направляющего органа которого устанавливают вдвое меньшим расстояния между соседними ветвями направляющего органа верхнего уровня, а скорость перемещения направляющего органа нижнего устанавливают в зависимости от скорости перемещения направляющего органа верхнего уровня, расстояния между уровнями и расстояния между нижним уровнем и серединой слоя формируемого стружечного ковра, за счет чего угол укладки частиц в ковре сокращается.

На фиг.1 представлена схема ориентации верхнего уровня, на фиг.2 - схема ориентации нижнего уровня.

Формула, связывающая скорости перемещения направляющих органов разных уровней, при которых происходит наиболее полная ориентация частиц, выведена автором впервые.

Способ осуществляют следующим образом.

Направляющий орган верхнего уровня перемещают с известной скоростью V₁ (м/с)

$V_{1} = 0,0193 \frac{h_{1}}{\sqrt{H_{1}}} \arcsin \frac{h_{1}}{L} = 0,0193 \frac{h_{1}}{\sqrt{H_{1}}} \arcsin 0,5, (1)$

где H₁ - расстояние между верхним и нижним уровнями направляющих органов, м.

Древесные частицы с подают на направляющий орган. Соседние ветви направляющего органа, двигаясь в противоположных направлениях, придают частицам вращение. Частицы разворачиваются до момента их укладки на направляющий орган нижнего уровня. При перемещении направляющего органа со скоростью, определяемой из выражения (1), частицы имеют угол укладки не менее 5°.

Максимальный угол, с которым частицы, не получившие вращения от направляющего органа верхнего уровня, достигают нижнего уровня составляет 30°. Для исключения засорения направляющего органа нижнего уровня при максимально возможном числе ориентированных частиц должно выполняться условие

$h_{2} = \frac{L}{2} \sin 30^{\circ} = \frac{L}{4} . (2)$

Таким образом, расстояние между соседними ветвями направляющего органа нижнего уровня должно быть вдвое меньше расстояния между соседними ветвями направляющего органа верхнего уровня (h₂=0,5·h₁).

Направляющий орган нижнего уровня перемещают с известной скоростью V₂ (м/с)

$V_{2} = 0,0193 \frac{h_{2}}{\sqrt{H_{2}}} \arcsin \frac{h_{2}}{L} = 0,0193 \frac{h_{2}}{\sqrt{H_{2}}} \arcsin 0,25, (3)$

где H₂ - расстояние между нижним уровнем и серединой слоя стружечного ковра, м;

Разделив (3) на (1) с учетом того, что h₂=0,5·h₁, получим

$V_{2} = 0,2413 \sqrt{\frac{H_{1}}{H_{2}}} \cdot V_{1} . (4)$

Формула (4), связывающая скорости перемещения направляющих органов верхнего и нижнего уровней и высоты падения частиц, выведена автором впервые.

Частицы, упавшие на направляющий орган нижнего уровня под углом от 0 до 14,48°=arcsin 0,25, проходят этот уровень без разворота со средним углом 7,24°, а частицы, упавшие под углом от 14,48° до 90°, разворачиваются соседними ветвями направляющего органа нижнего уровня и в процессе падения до поверхности ковра разворачиваются до угла, близкого к нулю. Считая, что сектор от 0 до 14,48° составляет 16,1% от четверти окружности, а сектор от 14,48° до 90° - 83,9%, получим средний угол ориентации частиц (без учета погрешности ориентирования):

α_ср2=0,161·7,24°+0,839·0=1,17°.

Таким образом, средний угол укладки частиц в стружечный ковер (без учета погрешности ориентирования) уменьшается с 5° до 1,17°.

Из ориентированной таким способом стружки на формирующем транспортере формируют верхний и нижний слои стружечного ковра, который прессуют.

Пример осуществления способа.

На ориентирующем устройстве с одним уровнем ориентации была сформирована партия стружечных брикетов из стружек, имевших среднюю длину L=80 мм. Высота размещения направляющего органа над формирующим транспортером составляла H₁=0,2 м, расстояние между ветвями направляющего органа h₁=0,5·L=0,04 м.

Скорость перемещения направляющего органа рассчитывалась по формуле (1):

$V_{1} = 0,0193 \frac{0,04}{\sqrt{0,2}} q \arcsin 0,5 = 0,052 м/с$

В ориентирующем устройстве был размещен дополнительный уровень ориентации, и была сформирована партия стружечных брикетов из стружек той же длины. Высота от направляющего органа верхнего уровня до направляющего органа нижнего уровня составляла H₁=0,2 м, высота от направляющего органа нижнего уровня до формирующего транспортера составляла H₂=0,2 м, расстояние между ветвями направляющего органа нижнего уровня h₂=0,5·h₁=0,02 м.

Скорость перемещения направляющего органа верхнего уровня составила V₁=0,052 м/с, а скорость перемещения направляющего органа нижнего уровня рассчитывалась по формуле (4):

$V_{2} = 0,2413 \sqrt{\frac{H_{1}}{H_{2}}} \cdot V_{1} = 0,2413 \sqrt{\frac{0,2}{0,2}} \cdot 0,052 = 0,013 м/с$

Средневзвешенный угол ориентации α_ср определялся как сумма произведений средних углов отклонения α_i на долю частиц γ_i на участке:

$б_{с р} = \sum_{1}^{5} б_{i} \cdot г_{i}$

Например, для одного уровня ориентации

α_ср=3·0,52+10·0,23+17·0,14+24·0,08+36,5·0,03=9,3 [град]

Измерение углов отклонения частиц относительно направления ориентации производилось для всех полностью видимых частиц на верхней поверхности пакетов на участках площадью 300-300 мм при помощи транспортира. Погрешность измерения составляла не более 1%.

Усредненные результаты по 12 измерениям представлены в таблице.

Таблица
Пределы отклонения частиц от оси ориентации, град	Средний угол отклонения α_i, град	Доля частиц на участке γ_i, %
Одни уровень ориентации	Два уровня ориентации
0-6	3	52	82
7-13	10	23	14
14-20	17	14	4
21-27	24	8	0
28-45	36,5	3	0
	Средневзвешенный угол ориентации α_ср, град
9,3	4,5

Результаты экспериментов показывают, что наименьший угол ориентации частиц наблюдается в плитах, сформированных при помощи двух уровней направляющих органов. Соотношение скоростей перемещения этих органов и расстояния между их ветвями рассчитаны по формулам, предложенным автором. Изобретение позволяет повысить качество ориентации древесных частиц и повысить прочность древесностружечных плит из ориентированной стружки.

Способ ориентации древесных частиц, включающий подачу стружки на направляющий орган верхнего уровня и перемещение соседних ветвей этого органа в противоположных направлениях со скоростью V₁, отличающийся тем, что стружку подают на дополнительный нижний уровень, расстояние между соседними ветвями направляющего органа которого устанавливают вдвое меньшим расстояния между соседними ветвями направляющего органа верхнего уровня, а перемещение направляющего органа нижнего уровня осуществляют со скоростью (м/с), определяемой по формуле:
$V_{2} = 0,2413 \sqrt{\frac{H_{1}}{H_{2}}} \cdot V_{1},$
где H₁ - расстояние между верхним и нижним уровнями, м;
H₂ - расстояние между нижним уровнем и серединой слоя формируемого стружечного ковра, м.

Изобретение относится к производству строительных материалов и предназначено для изготовления древесно-стружечных плит, которые используются как облицовочно-декоративный, теплоизоляционный и конструкционный материал в гражданском, промышленном, сельскохозяйственном строительстве, судостроении, при изготовлении мебели и товаров народного потребления, при изготовлении мебели и товаров народного потребления.

Способ производства древесноволокнистых плит // 2484955

Изобретение относится к безотходным и малоотходным ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит, а также экологии. .

Плита, способы изготовления плит и панель, содержащая материал такой плиты // 2471619

Способ изготовления древесно-волокнистых изоляционных плит // 2470771

Изобретение относится к способу изготовления древесно-волокнистых изоляционных плит, причем древесные волокна перемешивают с термопластическими синтетическими волокнами в качестве вяжущего средства и из этого изготавливают волокнистый мат, а в качестве синтетических волокон используют многокомпонентные волокна, имеющие, по меньшей мере, первый и второй компоненты с разными точками плавления, причем волокнистый мат нагревают так, что второй компонент синтетических волокон размягчается и, причем, волокнистый мат при изготовлении изоляционной плиты охлаждают.

Способ уменьшения эмиссии альдегидов и летучих органических соединений из древесных материалов // 2470050

Изобретение относится к способу получения древесных материалов из продуктов измельчения на основе лигноцеллюлозы, с уменьшенной эмиссией летучих органических соединений и альдегидов.

Клеевая композиция низкомолекулярной полиамидоамин-эпигалогидриновой (паэ) смолы и белка // 2448126

Изобретение относится к клеевым композициям, приготовленным из низкомолекулярных полиамидоамин-эпигалогидриновых смол и белков или лигнина. .

Гидрокси-ароматическое соединение, способ его получения и применение соединения // 2447057

Изобретение относится к смоле, приемлемой для применения в покрытии и/или при изготовлении профилированных изделий, содержащей гидрокси-ароматическое соединение формулы (VIII) ,где R1, R2, R 4 и R5 представляют собой Н, C1-12 алкильную группу, EWG представляет собой COOC1-12 алкильную группу, которую получают при взаимодействии гидрокси-ароматического соединения формулы (IV) с соединением формулы (VI), при необходимости, в присутствии катализатора, соответственно формула (IV) представляет собой: ,где R1, R2, R 4, R3 и R5 представляют собой Н, С1-12 алкильную группу, и формула (VI) следующая: ,где R6 и R12 представляют собой C1-12 алкильную группу.

Способ изготовления клееного слоистого материала из измельченной древесины // 2446045

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству клееных древесных материалов и плит. .

Способ склеивания древесных материалов // 2446044

Изобретение относится к технологии получения клеевых соединений и может быть использовано в строительной и деревообрабатывающей промышленности при изготовлении клееных материалов.

Применение содержащих полиамин древесных материалов для снижения содержания формальдегида в окружающем воздухе // 2443735

Изобретение относится к применению древесных материалов для изготовления деталей мебели, облицовки стен, изоляционных материалов и тому подобное для снижения содержания формальдегида в окружающем воздухе.

Способ изготовления пробковых плит // 2498899

Изобретение относится к производству пробковых плит. Способ включает подготовку пробковой крошки, ее прессование в плиты, тепловую обработку при температуре 290-300°С и охлаждение. Перед прессованием пробковую крошку смешивают с нарезанным на отрезки 10-70 мм полиаминотриазольным волокном. Причем волокно составляет 0,5-5% от объема пробковой крошки. Предложенный способ позволяет повысить прочность пробковых плит. 2 пр.

Связующее вещество для склеивания материалов на основе древесной стружки и/или древесного волокна, способ его изготовления и соответствующее формовочное изделие // 2508192

Изобретение относится к связующим веществам для получения материалов на основе древесной стружки и/или древесного волокна. Предлагаемое связующее вещество содержит конденсационную смолу на основе альдегида, добавки и реакционную водорастворимую добавку, содержащую смесь пептидов/аминокислот без содержания высоковязких и нерастворимых в воде белков. Также предлагается способ изготовления связующего вещества и формовочное изделие. Данная группа изобретений обеспечивает получение экологически чистого связующего вещества, которое используют для получения материала в виде досок, плит, ковров или формовочных изделий. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 пр.

Способ изготовления пробковых плит // 2508985

Изобретение относится к производству пробковых плит, используемых для изоляции поверхностей холодильного оборудования, а также в качестве теплоизоляционного материала в строительстве. Способ изготовления пробковых плит включает подготовку пробковой крошки, ее прессование в плиты, тепловую обработку при температуре 290-300°С, охлаждение, перед прессованием пробковую крошку смешивают с волокнистыми отходами первичной обработки шерсти, причем волокнистые отходы первичной обработки шерсти составляют 1-10% от объема крошки. Технический результат заключается в повышении прочности пробковых плит.

Способ переработки древесных отходов в производстве древесноволокнистых плит // 2515230

Изобретение относится к безотходным и ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит (ДВП), а также к экологии, в частности к способам утилизации и переработки древесных отходов, образующихся в процессе получения ДВП. Способ включает измельчение древесных кусковых отходов, в качестве которых используют инактивированные волокносодержащие отходы производства и/или технологический брак ДВП, которые дозированно подаются на послойное сухое измельчение в зазоре между ножами ротора и контрножом статора, с последующим истиранием, фибрилляцией, сепарированием на колосниковой решетке с получением внешне и внутренне фибриллированного волокна, способного к связеобразованию. Изобретение позволяет утилизировать отходы производства путем создания безотходного замкнутого цикла производства. 3 ил.

Применение посредников в производстве древесноволокнистых плит // 2520456

Изобретение относится к древесным и/или композитным древесным материалам, в частности древесноволокнистым плитам, широко используемым в качестве исходного материала во многих перерабатывающих отраслях. Описывается применение материала, выбранного из группы производных фенола формулы IV, V , VI и их смеси в качестве посредника при производстве содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий, в частности древесноволокнистых и/или композитных материалов. Особо предпочтительными материалами в группе производных фенола формулы IV являются ацетосирингон при R1, R2, R3 = метил, и сирингальдегид при R1, R2 = метил, R3 = H; в группе формулы V - ацетованилон при R1, R2 = метил, R3 = H, ванилин при R1 = метил, R2, R3 = H и этилванилин при R1 = этил, R2, R3 = H; в группе формулы VI- метилсирингат при R1, R2=метокси, R3=метил и ванилиновая кислота при R1, R3=H, R2=метокси. Указанный материал применяют совместно, по меньшей мере, с одним окисляющим фенол ферментом при соотношении, равном ≥ 0,5 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника до ≤ 40 ед/мл фермента на 1 ммоль посредника. Описываются также способ изготовления содержащих лигноцеллюлозу формовых изделий с использованием указанного материала и формовое изделие, полученное при этом. Изобретение обеспечивает упрощение технологии древесноволокнистых плит при сохранении их физико-химических показателей. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 6 пр.

Способ получения древесностружечных плит // 2523495

Изобретение относится к области производства строительных материалов. Для получения древесностружечных плит путем прессования древесностружечных отходов предварительно древесностружечные отходы в виде опилок размером 1-3 мм перемешивают с хлоридом железа (III) в количестве 16,5 - 22% от веса опилок с последующим прессованием при давлении 28-32 МПа и температуре 145-155°С в течение 20 минут. Изобретение позволяет получить экологически чистые, нетоксичные, дешевые строительные материалы, имеющие низкое возгорание. 1 таб.

Пресс-композиция для радиозащитных плитных материалов и способ ее изготовления // 2531817

Изобретение относится к составу пресс-композиции для получения радиозащитных плитных материалов и способу их изготовления. Изобретение может быть использовано, например, при производстве древесно-стружечных и древесно-волокнистых плитных материалов для изготовления экологически безопасной радиозащитной мебели. Пресс-композиция в зависимости от дисперсности и пористости заполнителя содержит 22-65 мас.% связующего по сухому веществу. Связующее представляет собой раствор 4-15 мас.% ультрадисперсного активного углерода с размером частиц 20-80 нм и удельной поверхностью 50-200 м2/г в жидком стекле с концентрацией SiO2 18-24 мас.%, получаемый в смесителе-диспергаторе со скоростью вращения мешалки до 1700 об/мин, стабилизированный добавкой 3-6 мас.% насыщенного раствора лигносульфоната аммония. В связующее дополнительно может быть введен высокодисперсный коллоидный графит. При изготовлении плитного материала используется холодное прессование или отверждение с пригрузом. Наличие эффективного радиопоглощающего наполнителя в связующем обеспечивает высокие радиозащитные свойства получаемого плитного материала. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Применение летавина в качестве компонента древесных плит на основе амидоформальдегидного связующего // 2535737

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Применение летавина, продукта направленной конденсации фосфорной кислоты и карбамида в присутствии катализатора с молекулярной массой ММ=300±20 с долей фосфора в продукте Р=17±1 % с величиной рН=4,0±0,5, в качестве компонента древесных плит на основе амидоформальдегидных смол, или на основе карбамидоформальдегидных смол, или компонента наружных слоев древесно-стружечных плит класса эмиссии формальдегида Е0,5% в количестве 1,6-3,2% от массы древесной стружки. Изобретение позволяет повысить эффективность обработки, улучшить процесс отверждения и структуру образующегося полимера. 3 н.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

Древесно-композитный материал // 2541652

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Предложен древесно-композитный материал с плотностью 200-550 кг/м3, предпочтительно 300-550 кг/м3, и модулем упругости 4000-12000 МПа, предпочтительно 5000-12000 МПа, особенно предпочтительно 6000-12000 МПа. Модуль упругости измеряют посредством четырехточечного испытания на изгиб по EN 789. Причем древесно-композитный материал содержит связующее и макроволокна с коэффициентом формы более 20. Под коэффициентом формы понимают отношение длины волокон к их ширине. Связующее имеет пенистую структуру. При этом 90-95% пор имеют размер пор 30-500 мкм. Причем связующее при свободном вспенивании образует пену с плотностью 30-300 кг/м3. Способ изготовления этого древесно-композитного материала предусматривает изготовление макроволокон, ориентацию макроволокон, нанесение связующего, замыкание пресса и вспенивание связующего. Причем систему связующего регулируют так, что процесс вспенивания начинается преимущественно лишь после замыкания пресса. При замыкании пресса или пресс-формы макроволокна предпочтительно лишь минимально уплотняются. Также предложено изделие из этого древесно-композитного материала. Изобретение позволяет получить древесно-композитный материал с малой плотностью и подходящим для изготовления несущих элементов модулем упругости. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 пр.

Легкая древесная плита // 2546272

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к производству древесных плит. Легкая однослойная древесная плита имеет объемную плотность менее 500 кг/м3. Древесная плита состоит из смеси дробленой и резаной щепы. При этом относительно общего количества древесины в плите количество дробленой щепы составляет от 5 до 30%, а резаной щепы - от 70 до 95%. Длина щепы в среднем составляет менее 40 мм. Для изготовления древесной однослойной плиты щепу покрывают клеем в барабанном смесителе и распределяют с помощью распределительной головки, а затем сжимают под давлением при повышенной температуре. Снижается вес получаемых древесных плит. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.