СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ Российский патент 2013 года по МПК B27N3/00 

Описание патента на изобретение RU2494858C1

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 h 1 L = arcsin 0,5 = 30

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:

αср1=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 H 1 H 2 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 h 1 H 1 arcsin h 1 L = 0,0193 h 1 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 = L 2 sin 30 = 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 h 2 H 2 arcsin h 2 L = 0,0193 h 2 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 H 1 H 2 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):

αср2=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 0,04 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 H 1 H 2 V 1 = 0,2413 0,2 0,2 0,052 = 0,013  м/с

Средневзвешенный угол ориентации αср определялся как сумма произведений средних углов отклонения αi на долю частиц γi на участке:

б с р = 1 5 б i г i

Например, для одного уровня ориентации

αср=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 αi, град Доля частиц на участке γi, % 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 αср, 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.

Похожие патенты RU2494858C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2006
  • Плотников Сергей Михайлович
RU2315689C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2008
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Пантелеев Василий Иванович
  • Старчуков Виталий Александрович
RU2360793C1
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2011
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Руденко Борис Дмитриевич
RU2462353C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2006
  • Плотников Сергей Михайлович
RU2323819C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2011
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Руденко Борис Дмитриевич
RU2483868C1
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2008
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Хлебодаров Валентин Николаевич
RU2368495C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2007
  • Плотников Сергей Михайлович
RU2342246C1
Способ ориентирования древесных частиц 2015
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Захаров Юрий Владимирович
RU2607328C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2009
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Руденко Борис Дмитриевич
  • Чавлытко Александр Владимирович
RU2402422C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2012
  • Плотников Сергей Михайлович
RU2494859C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 494 858 C1

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ

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.

Формула изобретения RU 2 494 858 C1

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 H 1 H 2 V 1 ,
где H1 - расстояние между верхним и нижним уровнями, м;
H2 - расстояние между нижним уровнем и серединой слоя формируемого стружечного ковра, м.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2494858C1

Устройство для ориентации древесных частиц 1986
  • Плотников Сергей Михайлович
SU1449344A1
СПОСОБ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ 2008
  • Плотников Сергей Михайлович
  • Хлебодаров Валентин Николаевич
RU2368495C1
Устройство для сортировки древес-НыХ чАСТиц 1979
  • Маруфенко Николай Романович
  • Ярмульник Михаил Абрамович
  • Кобыльских Алексей Павлович
SU814479A1
ПРЕСС И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ 2003
  • Штутц Йозеф
RU2310558C2

RU 2 494 858 C1

Авторы

Плотников Сергей Михайлович

Даты

2013-10-10Публикация

2012-04-26Подача