Устройство для формирования ковра

 

ОПИCАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Заявлено 22.Х.1969 (№ 1381752/1406984 29-33)

Приоритет 22,Х.1968, ¹ 14265/68, (Швеция) М. Кл. В 29j 5 00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров

СССР

Опубликовано 14Л 11.1972. Бюллетень ¹ 22

УДК 674.817(088.8) Дата опубликования описания 2ЗЛ III.1972

Автор изобретения

Ииостраисц

Бенгт Дж. Карлссон (Швеция) Иностранная фирма

«Актиеболагет Мотала Веркштад» (Швеция) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОВРА

Зависимый от патента №

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и касается устройства для формирования ковра.

Известны устройства для формирования ковра, например, из древесной щепы, имеющие 5 механизм для разделения потока частиц на отдельные струи и подачи на транспортер.

Однако при этом отмечается низкая производи тел ьн ость.

Цель изобретения — повысить производи- 10 тельность и улучшить качество изделия. Для этого механизм для разделения потока частиц выполнен в виде ротора, расположенного так, что ось вращения совпадает с осью корпуса, а между ним и корпусом образована камера, 15 имеющая круглое поперечное сечение в плоскости перпендикулярной оси, заполненная рабочей средой, причем выходная часть камеры разделена по периферии на отдельные каналы. Ротор снабжен с наружной стороны вы- 20 ступами, размещенными равномерно по его окружности и вдоль части его длины внутри корпуса выполнен второй ротор, расположенный между первым ротором и выходной частью камеры, с возможностью вращения в на- 25 .правлении, противополозкном вращению первого ротора, причем ось вращения его совпадает с осью вращения корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство для формирования ковра; на фиг. 2 — механизм для разделения потока частиц, вертикальное сечение; на фиг. 3 — разрез по А — А на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 — механизм дчя разделения различных типов частиц, вертикальное сечение.

Устройство для формирования ковра, например, из древесной щепы включает механизм 1 для разделения потока частиц на отдельные струи и подачи их на транспортер, корпус 2, выполненный в виде цилиндра, расположенного вертикально и закрытого с обеих сторон. В верхней торцовой стенке 8, закрывающей периферию цилиндра, имеется впускное отверстие 4, через которое основной поток частиц 5 проходит в камеру б, снабженную круглым поперечным сечением и ограниченную корпусом 2. Нижняя часть камеры выполнена как выходная часть 7. Изнутри камера разделена по периферии на каналы при помощи радиальных перемычек 8, каждая из которы.; заканчивается в его верхней части в одной и той же плоскости 9, проходящей под прямым углом к оси цилиндра. Низ перемычек

8 соединяется с нижней торцовой стенкой 10 цилиндра. Таким путем ниже плоскости 9 образуются многочисленные выходные каналы

345659

11, принимающие частицы, когда они выходят из камеры 6. Каждый отдельный выходной канал имеет проток 12 и нижняя торцовая стенка цилиндра сконструирована так, что частицы не могут собираться в отдельном выходío;r канале 11, а наоборот те частицы, котоpr ie поступают в канал 11, выходят непрерывно через проток 12 в виде отдельной струи 18 частиц.

Камера 6 заполняется рабочей средой, находящейся B постоянном вращении относитсль io оси камеры, поддер>киваясь в этом состоянии прп помощи надлежащих средств (на чертеже нс показаны). Когда частицы основного потока поступают в камеру 6, они получаюг вращательпос движение под действием среды, вращающейся в камере относительно оси камеры, и одновремс но с этим опи совершают движение свободного падения в оссвом

oirrocir cльно камеры направлении под действием силы тяжести. Они удерживаются вблизи периферии камеры под действие» цснтробс>кных сил.

Механпз,i 1 для разделения потока Brrrro;Iнен в виде ротора 14. Предусматривается выполнение мсханиз»а 1 с двумя роторами 14 и

15. Ротор 14 снабжен пустотелым валом 16, который смонтирован надлежащим образом в направляющих 17 и 18 на раме 19. Нижний конец его оборудован шкивом ременной передачи для привода ротора 14 от двигателя (па чертеже нс показан), установленного на фундаментной плите 20, па которой смонтирована и выходная часть 7. Ротор 15 снабжен валом 21, который в свою очередь установлен в расточкс пустотелого вала 16 в направляющих 22 и 28 и па rrrr>rcrreir конце которого находится шкив ременной передачи 24 для привода ротора от двигателя. Роторы 14 и 15, а также централы|ая выходная часть 7 образуют вместе цилиндр, расположенный в центре корпуса 2 так, что между ни» и корпусом образуется камера 6, имеющая круглое поперечное сечение в плоскости перпендикулярной оси.

Ротор 15 вращается с относительно высокой окружной скоростью и поддерживает вращение воздуха в верхней части камеры 6 над осью камеры. Для наиболсе эффективного захвата воздуха ротором его снабжают выступами 25 в виде скребков или лопаток, проходящих в осевом направлении по большей части длины ротора. Чтобы увеличить турбулентность воздуха в вертикальном направлснии целесообразно использовать вместо длинных лопаток короткие лопатки 26, расставленные с про»сжутками по оси (см. фиг. 4). Эти короткие лопатки могут быть располо>кены наклонно относительно друг друга, вперемежку с наклоном влево и вправо соответственно.

В верхней части корпус 2 имеет крьппку 27 с цилиндрическим впускным отвсрстисм 4, через которое основной поток частиц 5 вводится из заполняющего устройства 28 в устройство. В отверстии 4 расположен и»псллср

5 о

15 гв

2S

29, опирающийся на ротор 15 валом 80. Импсллер опускается потоком частиц 5 и распределяет поток по периферии отверстия 4, как показано пунктирными линиями. Основной поток частиц 5, сформированный в отверстии 4 в трубчатообразный поток, опускается на слегка коническую крышку ротора 15, и под действием сил трения, центробежных сил, воздействия воздуха и сил тяжести перемещается по указанной крышке к ее периферии.

Эти силы, за исключением сил тяжести, которые действуют на отдельную частицу, определяются более или менее случайно. В результате распределение потока частиц по окружности улучшается в течение его прохождения пад крышкой ротора 15, так что поток частиц, когда оп достигнет впускного отверстия 4 в камеру 6, является распределенным относительно равномерно по окружности. Крышка ротора 15 может быть оборудована выступами в виде пальцев или штифтов, радиальных или спиральных лопаток или т. п., чтобы придать частицам окружную скорость и тем самым предотвратить большое скопление частиц в центральных частях крышки. Затем частицы из отверстия 4 проходят по спиральным траекториям вниз через кольцевую камеру 6, в основном вдоль ее внешней части, с помощью чего распределение частиц по окружности становится все более и более равномерным в трубчатообразном потоке частиц по мере удаления от верхнего края камеры.

Ротор 14 тормозит вращение воздуха в нижней части камеры 6 и, как следствие этого, происходит тормо>кение окружной скорости частиц перед тем, как они достигнут выходной части 7. Поэтому ротор 14 вращается в направлении, противоположном направлению вращения ротора 15. Ротор 14 также может быть снабжен проходящими в осевом направлении выступами в виде лопаток. Размеры ротора и скорость его вращения выбираются так, что воздух в камере 6 вращается с более низкой скоростью в том же направлении, что и ротор. Таким образом, траектории частиц в среднем являются приблизительно вертикальными перед встречей их с выходной частью 7, в которой трубчатообразный поток частиц 81 разделяется требуемым образом на отдельные струи 18.

Так как окружная скорость частиц уменьшается, то центробежная сила, которая прижимает частицы к стенке камеры 6, также уменьшается, и частицы получают тенденцию стремиться к центру камеры 6 в ее самой нижней части, когда скорость вращения низка или равна нулю (см. двойные пунктирные линии на фиг. 4). Радиальное расширение потока частиц само Ilo себе не имеет существенного значения, но опо может изменить размеры потока частиц и поэтому должно быть принято во внимание при проектировании отдельных выходных каналов 11, Перемычки 8 между каналами должны выполняться так, чтобы вариация в радиальной толщине трубчатооб345659 разного потока частиц 81 у входной поверхности выходной части не влияла на разделение указанного основного потока на отдельные струи.

Пространство между крышкой ротора 15 и крышкой 27 корпуса 2 формируется так, чтобы насколько возможно устранить вснтиляторный эффект, который в противном случае может вызвать осевой поток через камеру 6 и через отдельные выходные каналы 11, благодаря разности сопротивлений потоку в каналах ll и в магистралях, соединенных с ними. Это в итоге влияет на разделеняе основного потока 5 на струи. Расстояние по оси между двумя крышками должно быть достаточно велико, а на внутренней поверхности крышки 27 должны быть выполнены радиальные перемычки или лопатки 82, тормозящие вращение воздуха в пространстве ме?кду ними, которое (вращение) может вызвать перепады давлений, *действующие радиально. Круглое отверстие 88 между крышкой 27и корпусом 2 создает через окружающую атмосферу равенство давлений между верхним концом камеры

6 и протоком 12 отдельных выходных каналов, с помощью чего предотвращается осевой ток воздуха в камеру 6.

На фиг. 5 показан другой вариант предлагаемого устройства, которое может быть использовано для разделения потока частиц с низкой скоростью падения.

На фиг. 5 изображен корпус 2, имеющий вертикальную ось, выходная часть 7, соединенная с корпусом, включающая кольцевой выход, разделенный на отдельные выходные каналы 11, и расположенная концентрично корпусу. Причем выходная часть имеет центральную часть, на которой размещены роторы 14 и 15, расположенные концентрично корпусу. Роторы образуют вместе с центральной частью 7 цилиндр, занимающий центральную часть ее и размещенный концентрично корпусу, так что между ею и корпусом образуется камера 6, которая имеет в горизонтальном сечении форму окружнности. Корпус 2 снабжен сплошной крышкой 27, а основной поток частиц подается в устройство через питательп? ю линию 84, соединенную с центром крышки воздушным потоком, имеющим относительно высокую скорость (порядка 20 — 40 л/сек). Определенные типы частиц, которые обычно транспортируются пневматически, например древесное волокно для производства фибрового картона, имеют большую склонность палипать к стенкам магистралей. Поэтому требуется относительно высокая скорость воздушного потока, чтобы предотвратить это явление.

Крышка 27 корпуса и крышка ротора 15 гыполнены так, что ме?кду ними поддерживается относительно высокая скорость воздушного потока в радиальном направлении. Поскольку частицы транспортируются в устройство при помощи воздуха, необходимость устранения вентиляторного эффекта отсутствует, хотя и устранить этот эффект невозможно.

55 ьо

С другой стороны целесообразно оборудовать крышки ротора выступами илн лопатками 85, чтобы улучшить распределение частиц прн помощи увеличения турбулентности с увеличением вентиляторного эффекта, достигаемого конечно, в то жс время. Импеллер 29 в отверcTIIII 4 крыш :.и KopII) cB отсутствуcT B таком устройстве. Верхняя часть камеры 6 между корпусом 2 и ротором 15 выполнена более широкой по сравнснню с впускной частью питательной линии 84, в результате осевая скорость воздушного потока и вместе с ней срсдняя скорость частиц в этом месте достаточно мала, например 1 л1/сек или еще меньше. Таким образом, обеспечивается возможность равномерного распределения частиц по окружности камеры, когда онп проходят сверху ротора 15. Чтобы облегчить распределение, которое в случае частиц, имеющих низкую скорость падения, в основном определяется турбулентностью воздуха, ротор 15 снабжен короткими лопатками 26. Не существует значительных трудностей в удержании частиц в течение их прохождения через верхн1ою часть камеры 6 вблизи внешней части этой камеры даже тогда, когда мала средняя скорость их падения. Это достигается при помощи надле?кащего выбора конструкции устройства, направленного на то, чтобы центробежная сила была, по крайней мере, в два раза больше силы тяжести. Когда вращение воздуха в нижней части камеры 6 будет заторможсно, част;1цы, с другой стороны, будут распространяться в радиальном направлении в результате турбулентности воздуха. Низкая осевая скорость в верхней части камеры 6 не допускает осаждения частиц в этой области, поскольку воздушный поток имеет высокую касательную составляющую скорости, то стенки корпуса 2 не загрязняются, и частицы остаются вблизи стенок корпуса в стороне от ротора 15. Конечно, возможно, что мельчайшие частицы достигнут ротора, а так как ротор снабжен лопатками 26, то разница тангенциальных скоростей воздуха и ротора значительно меньше тангенциальной cKopocTEI воздуха относительно стенки корпуса. Частицы, достигающие ротора, могут сформировать на нем отложение.

С другой стороны, данные лопатки 25 создают очень сильную турбулентность вблизи ротора, которая способствует сохранению его чистым от частиц. Возможныс осаждения на роторе не могут создаться на большом протяжснии, как I

С другой стороны, частицы имеют склонность к осажденгпо I самой нижней части камеры 6, где тормозится тангенциальная скорость, если там поддерживается низкая осевая скорость. Ротор 14 выполнен так, что осевая скорость воздушного потока увеличцвает345659 ся одновременно с уменьшением его тангенциальной скорости, и поддерживается достаточно высокая осевая скорость, для того чтобы предотвратить осаждение частиц. B результате сильной турбулентности, созданной роторами 16 и 14, устраняется необходимость поднимать до столь же высокой величины скорость воздушного потока как в камере 6, так и во впускной части питательной линии 84.

Высокая осевая скорость воздушного потока поддерживается или еще возрастает затем в отдельном выходном канале 11 в зависимосги от того предполагается ли использовать немедленно поток частиц, выходящий из выходных каналов, или он должен будет транспортироваться дальше через длинные разгрузочные магистрали. Всегда целесообразно обеспечить небольшое непрерывное увеличение осевой скорости воздушного потока на всем его пути от конца ротора 14 до выхода отдельного выходного канала, чтобы предотвратить торможение пограничного слоя, которое может вызвать осаждение частиц на стенке.

При изготовлении фибрового картона поток частиц создается с практически постоянным потоком в единицу времени дозированием частиц из бункера при помощи конвейерных весов или т. п. Поток щепы или частиц затем распределяется одной или несколькими машинами для распределения массы на несущей поверхности, которая движется по ней в одном направлении, например на ременном конвейере. При использовании известных устройств для распределения щепы поток щепы распределяется на несущей поверхности в поперечном направлении сформированного полотна методами объемного распределения.

Продольное распределение щепы обеспечивается движением несущей поверхности относительно устройства для распределения щепы.

Устройства для распределения щепы практически всегда конструируются так, чтобы распределять поток щепы на отдельные продольные секции на несущей поверхности, но распределение в продольном направлении предназначается для сортировки различной щепы так, чтобы центральный слой состоял из самой крупной щепы, а два крайних из более мелкой, и это не влияет на распределение в единицу времени. Общее количество массы или вес полотна щепы, приходящиеся на единицу длины, определяется постоянным потоком в единицу времени, получаемым дозировапием, и скоростью движения несущей поверхности, которые легко могут поддерживаться постоянными. Распределение щепы поперек полотна при использовании объемных методов приводит к непредусмотренным и часто значительным вариациям распределения массы поперек продольного направления полотна, так как объемная плотность слабо уплотненной щепы значительно меняется при небольших изменениях давления уплотнения. Следовательно, даже при использовании лучших из современных устройств и при постоянном контроле на5

65 блюдаются непредусмотренные колебания веса щепы на единицу площади поверхности порядка + 5 /о. Так как самая легкая часть полотна щепы определяет минимальную силу прессования фибрового картона, то это означает, что излишний расход сырья составит приблизительно 5 . Вариации в весе волокнистого полотна на единицу площади также могут вызвать неровную толщину прессованного фибрового картона, и дополнительные издержки на контроль указанных вариаций, необходимый для получения картона, имеющего равномерную толщину. Однако предлагаемое устройство (см. фиг. 1) обеспечивает практически равномерное распределение массы в волокнистом полотне или поперечное распределение массы, которое меняется заданным образом, без существенных отклонений от требуемого распределения.

На фиг. 1 показан вариант описываемого устройства. Выход устройства 86 делится на отдельные выходные каналы равного размера, которые проходят через выходные магистрали 87, наклоненные так, что щепа не собирается в какой-либо их части. Протоки 12 магистралей 87 каждой половины устройства 86 соединяются с распределительной коробкой 88, имеющей плоское, наклонное днище 89, которое заканчивается, не доходя до нижней торцовой стенки распределительной коробки, так что рядом с торцовой нижней стенкой образуется отверстие 40, проходящее наклонно относительно коробки.

Устройство 86 вместе с коробками 88 помещается над транспортером 41, на котором формируется ковер 42. Над транспортером и ниже отверстия 40 распределительных коробок находятся два валика 43, снабженные выступающими наружу пальцами или т. п. элементами. Валики 48 вращаются в противоположных направлениях, так что щепа, которая падает на них, попадает в пространство между указанными валиками. Постоянный поток щепы, созданный надлежащим образом, поступает в устройство 86 и проходит в распределительные коробки 38, будучи разделенным на отдельные струи 18 равной величины, которые расположены бок о бок поперек ковра 42. Если требуется равномерное распределение щепы поперек продольного направления ковра, то выходные магистрали 37 соединяютсН через равные промежутки с распределительными коробками 88. Однако часто требуется несколько большее количество щепы вдоль краев ковра 42 для того, чтобы компенсировать увеличение ширины ковра, которое возникает в ходе операции прессования. Лучше всего это достигается соединением выходной магистрали 87 с коробками 88, расположенными рядом друг с другом с узкими промежутками. Щепа скользит вниз, вдоль днища

89 распределительных коробок, как показано пунктирными линиями. Местные неровности в распределении щепы поперек транспортера, вызванные щепой, разделенной на отдельные

345659

Фиг. 1 струи, выравниваются. Щепа выходит из распределительных коробок через отверстие 40 и падает вниз на валики 48, которые распределяют щепу продольно вдоль ковра 42, обеспечивая распределение различной по размерам щепы вертикально относительно транспортера, так что мелкая щепа 44 находится у крайних поверхностей, а более крупная щепа 45 — в середине. Однако эти валики также распределяют частицы в какой-то степени и поперек полотна и тем самым окончательно выравнивают местные неровности в распределении щепы в этом направлении.

Местные неровности в поперечном распределении щепы на полотне могут быть выравнены надлежащей конструкцией валиков, так что коробки 88 могут быть опущены. По бокам транспортера 41 выполняются стенки, которые обспечивают точную ширину и очистку боковых кромок ковра частиц.

Предмет изобретения

1. Устройство для формирования ковра, например, из древесной щепы, включающее корпус, внутри которого смонтирован механизм для разделения потока частиц на отдельные струи и подачи на транспортер, отличающееся тем, что, с целью повышения производитель5 ности и улучшения качества изделий, механизм для разделения потока частиц выполнен в виде ротора, расположенного так, что ось вращения совпадает с осью корпуса, а между ним и корпусом образована камера, имеющая

10 круглое поперечное сечение в плоскости перпендикулярной оси, заполненная рабочей средой, причем выходная часть камеры разделена по периферии на отдельные каналы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, 15 что ротор снабжен с наружной стороны выступами, размещенными равномерно по его окружности и вдоль части его длины.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, внутри корпуса выполнен второй ро20 тор, расположенный между первым ротором и выходной частью камеры, с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению первого ротора, причем ось вращения его совпадает с осью вращения корпуса.

345659

РаГ 4

Составитель Н. Мясникова

Редактор О. Филиппова Техред 3. Тараненко

Корректор Т. Миронова

Заказ 2581/11 Изд. ¹ 1100 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2