РУБИТЕЛЬНАЯ МАШИНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЩЕПЫ Российский патент 2002 года по МПК B27L11/00 

Изобретение относится к области деревообработки, в частности к оборудованию получения технологической щепы для целлюлозно-бумажного производства.

Известна (Рушнов Н.П., Лицман Э.П., Пряхин Е.А. Рубительные машины. - М. : Лесн. пром-сть, 1985 - 208 с. на с. 53) рубительная машина, включающая в себя кожух с загрузочным патроном для подачи древесины (бревен, балансов) и щепкоотводящим патрубком. Внутри полого кожуха смонтирован вращающийся ножевой (несущий ножи) диск с подножевыми отверстиями для выхода щепы в транспортную полость кожуха. На периферии ножевого диска смонтированы лопатки, захватывающие щепу из транспортной полости и выбрасывающие щепу в щепкоотводящий патрубок.

Недостатком такой рубительной машины является интенсивный износ стенки кожуха и низкое качество щепы. Износ обусловлен следующим: щепа, отделенная ножом от бревна с большой силой и значительной скоростью, ударяется о стенку кожуха и только затем подхватывается лопатками; процесс рубки щепы сопряжен с интенсивным выделением летучих и жидких фаз различных химически активных веществ, интенсифицирующих коррозионные процессы стенки кожуха. Низкое качество щепы обусловлено деформацией щепы вследствие ее удара о стенку кожуха.

Наиболее близкой к предлагаемой рубительной машине является рубительная машина [А.с. СССР 670438 Рубительная машина для изготовления технологической щепы], включающая в себя кожух с загрузочным патроном и щепкоотводящим патрубком, ножевой диск с подножевыми отверстиями и лопатками, средство направления потока щепы из подножевого отверстия к лопатке, выполненное в виде выпуклости задней стенки кожуха, образующие которой имеют форму спиральных кривых, сужающихся к верхней стенке кожуха в зону встречи потока с лопаткой.

Недостатком указанной рубительной машины является относительно высокая интенсивность изнашивания задней стенки кожуха, относительно высокий процент (≈30%) щепы низкого качества и высокий уровень шума. Недостаток связан с тем, что выпуклость задней стенки кожуха изменяет траекторию полета щепы, но энергия удара щепы о стенку высока, что влечет за собой износ стенки, смятие щепы и высокий уровень шума.

Заявляемая рубительная машина преследует цель создания условий, исключающих удар щепы о стенку за счет установки на рубительном диске накладных пластин, направляющих поток щепы из подножевых отверстий в зону захвата щепы лопатками.

Технический результат, получаемый при реализации заявляемого решения рубительной машины, состоит в снижении интенсивности износа щепы задней стенки кожуха, снижении потерь (снижении доли щепы низкого качества) щепы и снижении уровня шума. Дополнительным результатом является снижение температуры нагрева задней стенки кожуха и загрязнения внутренней поверхности кожуха за счет образования в кожухе дополнительного вентиляционного эффекта.

Заявляемая рубительная машина характеризуется следующими существенными признаками.

Ограничительные признаки: кожух с загрузочным патроном и щепкоотводящим патрубком; ножевой диск с подножевыми отверстиями и лопатками; средство направления потока щепы из подножевого отверстия к лопатке.

Отличительные признаки: средство направления потока щепы выполнено в виде накладной пластины, установлено на задней поверхности ножевого диска в зоне подножевого отверстия с образованием угла отражения щепы после взаимодействия с пластиной в зону захвата щепы лопаткой; причем накладная пластина может быть выполнена изогнутой по направлению подножевого отверстия по профилю, способствующему созданию вентиляции во внутреннем объеме кожуха, преимущественно в пространстве между задней поверхностью диска и внутренней поверхностью задней стенки кожуха; а также поверхность накладной пластины, взаимодествующая со щепой, в направлении, перпендикулярном торцевому сечению подножевого отверстия, выполнена криволинейной, в том числе криволинейность может быть выполнена на параболе, описываемой уравнением
y = a + b/х + с/х²,
где х - расстояние от задней поверхности ножевого диска,
у - прогиб описываемой кривой от края подножевого отверстия.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой рубительной машины и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.

После образования щепы в процессе реза ножом древесины щепа летит по подножевому отверстию в направлении задней стенки кожуха. Но на вылете из подножевого отверстия она встречается с накладной пластиной, отражающей щепу в зону захвата лопаткой, т.е. взаимодействие щепы с кожухом практически исключается. Это исключает (снижает) износ задней стенки кожуха. Профиль пластины может быть выполнен таким, чтобы снизить удар щепы о пластину и обеспечить скольжение щепы. Это снизит деформируемость щепы и, соответственно, снизит потери щепы и уровень шума. Сам факт наличия во внутренней полости кожуха указанных пластин, вращающихся вместе с рубительным диском, повысит вентилируемость полости, а исполнение пластин с вентиляциобразующим профилем повысит выброс летучих химических продуктов из полости, чем снизит ее загрязнение, уровень коррозии и температуру нагрева кожуха.

На фиг.1 показана принципиальная схема щепообразующего узла рубительной машины; на фиг.2 - вид с торца ножевого диска; на фиг.3 и 4 - торцевое сечение подножевого отверстия по фиг.2; на фиг.5 - графическое отображение параболы, описывающей криволинейную форму накладной пластины.

Рубительная машина содержит основание, привод (не показаны) вращения В ножевого диска 1, несущего на себе ножи 2 и транспортные лопатки 3. В области ножей 2 в диске 1 выполнены подножевые отверстия 4. Диск 1 размещен внутри кожуха 5, имеющего загрузочный патрон 6 и щепкоотводящий патрубок 7. Задняя стенка 8 кожуха 5 отстоит от задней поверхности 9 ножевого диска на расстоянии, достаточном для размещения накладной пластины 10, установленной на задней поверхности ножевого диска в зоне подножевого диска. Накладная пластина 10 образует с задней поверхностью ножевого диска некоторый угол, обеспечивающий отражение щепы 11 после взаимодействия (движение щепы показано стрелками) с пластиной в зону 12 захвата щепы лопаткой 3.

Работает рубительная машина следующим образом. Древесина 13 закладывается в загрузочный патрон 6, включается вращение ножевого диска 1. Ножи 2 отрубают щепу 11, которая, пролетая через подножевое отверстие 4, взаимодействует с накладной пластиной 10 и отражается в зону 12 захвата ее лопаткой 3 и выбрасывается в щепкоотводящий патрубок 7.

Предложенное устройство рубителъной машины снижает интенсивность износа щепой задней стенки 8 кожуха, снижает степень повреждения щепы (снижает долю потерь щепы) и уровень шума, т.к. снижается вероятность удара щепы о заднюю стенку.

Наряду с этим накладная пластина 10 может быть выполнена изогнутой по направлению (длина) подножевого отверстия по такому профилю 14 и 15, который способствует повышению вентиляции во внутреннем объеме кожуха (это снижает температуру нагрева задней стенки кожуха и способствует выбросу из кожуха образующихся химических веществ), преимущественно в пространстве между задней поверхностью 9 диска и внутренней поверхностью задней стенки кожуха.

Формой контактной поверхности накладной пластины 10 можно снизить степень повреждения щепы и организовать более точное направление потока щепы из подножевой щели в зону захвата ее лопаткой 3. Для этого поверхность накладной пластины, взаимодействующая со щепой, должна преобразовывать энергию удара щепы о пластину в движение скольжения щепы по пластине в сторону зоны 12 захвата щепы лопаткой 3. Такое преобразование возможно при исполнении указанной поверхности криволинейной 16 в направлении, перпендикулярном торцевому сечению подножевого отверстия.

Физико-математический анализ криволинейных поверхностей показывает, что наиболее эффективное преобразование движения щепы из подножевого отверстия в движение скольжения по поверхности 16 накладной пластины 10 обеспечивается эллиптическим круговым цилиндром, участок поверхности которого в торцевом сечении А-А соответствует параболе 17, описываемой уравнением.

y = a + b/х + с/х²,
где х - расстояние от задней поверхности 9 ножевого диска,
у - прогиб описываемой кривой от края подножевого отверстия.

Совокупность предложенных решений позволяет получить указанный технический результат.

Изобретение относится к области деревообработки, в частности к оборудованию получения технологической щепы для целлюлозно-бумажного производства. На задней поверхности ножевого диска рубительной машины установлена накладная пластина, выполняющая функцию транспортирования щепы из подножевых отверстий в зону захвата щепы лопатками. Изобретение позволяет снизить износ задней стенки кожуха щепой, уменьшить повреждаемость щепы, уровень шума и интенсивность коррозионного разрушения конуса за счет снижения температуры нагрева задней стенки кожуха и загрязнения его объема. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Рубительная машина для изготовления технологической щепы, включающая кожух с загрузочным патроном и щепкоотводящим патрубком, ножевой диск с подножевыми отверстиями и лопатками, средство направления потока щепы из подножевого отверстия к лопатке, отличающаяся тем, что средство направления потока щепы выполнено в виде накладной пластины, установленной на задней поверхности ножевого диска в зоне подножевого отверстия с образованием угла отражения щепы после взаимодействия с пластиной в зону захвата ее лопаткой. 2. Рубительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что накладная пластина выполнена изогнутой по направлению подножевого отверстия по профилю, способствующему созданию вентиляции во внутреннем объеме кожуха, преимущественно в пространстве между задней поверхностью диска и внутренней поверхностью задней стенки кожуха. 3. Рубительная машина по п. 1, отличающаяся тем, что поверхность накладной пластины, взаимодействующая с щепой, в направлении, перпендикулярном торцевому сечению подножевого отверстия, выполнена криволинейной. 4. Рубительная машина по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что криволинейность выполнена по параболе, описываемой уравнением

где х - расстояние от задней поверхности ножевого диска;
у - прогиб описываемой кривой от края подножевого отверстия.