FI125704B - Puunkäsittelylaitteisto ja menetelmä puiden käsittelemiseksi - Google Patents

Description

PUUNKÄSITTELYLAITTEISTO JA MENETELMÄ PUIDEN KÄSITTELEMISEKSI KEKSINNÖN ALA

Keksinnön kohteena on jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten johdanto-osien mukainen laitteisto ja menetelmä puiden käsittelemiseksi.

TEKNIIKAN TASO

Käsiteltäessä ja kuljetettaessa puita hakkuu paikalta sellu- tai paperitehtaan puunkäsittelylaitokselle kulkeutuu niiden mukana myös epäpuhtauksia kuten maa-ainesta, hiekkaa, kiviä, lunta, jäätä, risuja ja irtonaista kuorta.

Useilla vaikeasti kuoriutuvilla lehtipuilla, kuten eukalyptuksella ja akasialla kuori on hyvin tiukasti kiinni puussa ja irtoaa tyypillisesti pitkinä, jopa koko puun mittaisina lujina suikaleina. On tavallista, että tällaiset vaikeasti kuoriutuvat puulajit kuoritaan jo metsässä. Tehtaalle tulevissa puunipuissa on kuitenkin usein mukana runsaasti kuorisuikaleita, jotka voivat olla joko irtonaisia tai ainakin osittain puissa kiinni.

Ennen metsässä kuorittujen puiden hakettamista puunkäsittelylaitoksella niistä on poistettava niissä vielä jäljellä oleva kuori ja muut epäpuhtaudet. Epäpuhtaudet heikentävät selluloosan tai paperin laatua ja aiheuttavat käsittelyongelmia ja kulumista puunkäsittelylaitoksessa.

Yleisimmin tunnetussa ratkaisussa puuniput lastataan niiden kulkusuuntaan nähden poikittain leveälle, hitaasti liikkuvalle ketjukuljettimelle, jonka pohja on ainakin osittain avoin. Tällöin osa puiden joukossa olevista epäpuhtauksista putoaa puiden välistä kuljettimen pohjan läpi. Ketjukuljettimia voi myös olla useita peräkkäin, jolloin ensimmäinen kuljetin on yleensä likimain vaakasuora ja jälkimmäinen voimakkaasti nouseva. Tällöin puunippu hajoaa pudotessaan jälkimmäiselle kuljettimelle ja epäpuhtauksien erotus tehostuu. Puiden välissä olevat tai puissa kiinni olevat kuorisuikaleet eivät kuitenkaan irtoa ja osa epäpuhtauksista ratsastaa päällimmäisten puiden päällä.

On myös tunnettua syöttää puut epäpuhtauksien erottamiseksi pitkittäin rullastolle, jonka rullissa voi olla esimerkiksi erilaisia kiekkoja, ripoja tai piikkejä. Osa epäpuhtauksista putoaa tällöin rullien välistä. Eräissä tunnetuissa ratkaisuissa rullastossa käytetään halkaisijaltaan erikokoisia rullia tai sijoitetaan rullien keskilinjat eri korkeuksille epäpuhtauksien erottelun tehostamiseksi. Ratkaisuun liittyvät samat heikkoudet kuin edellä eli puiden välissä olevat tai puissa kiinni olevat kuorisuikaleet eivät irtoa ja osa epäpuhtauksista ratsastaa päällimmäisten puiden päällä.

Patenttijulkaisu Fl 103717 esittää erään laitteen puiden käsittelemiseksi, joka käsittää puiden kulkusuunnassa ensimmäisen ravistelevan telan ja toisen telan/teloja ravistelevan telan jälkeen, joka muodostaa syvennyksen kuljettimeen.

Patenttijulkaisussa Fl 118331 on esitetty laite, jossa puita käsitellään kuljetustason muodostavalla ritilämäisellä tasolla ja sen yläpuolelle esiin pistävillä ja pyörimisakselinsa ympäri pyörivillä pitkänomaisilla tukielimillä, jotka tukevat puita ja työntävät niitä eteenpäin tasolla ja samalla puhdistavat tason aukkoja, joiden läpi puista irtoavat epäpuhtaudet putoavat. Laitteella saavutetaan tehokas irtonaisen aineksen erotus puista, mutta puissa kiinni olevia kuorisuikaleita ei irroteta tehokkaasti.

Jos puita ei ole kuorittu metsässä, on tunnettua käyttää vaikeasti kuoriutuvien puiden kuorintaan puunkäsittelylaitoksissa konetta, jossa tunnelimaisen kuorintakammion pohjalla pyörii yksi tai useampia laitteen runkoon kiinteästi laakeroituja puiden etenemissuuntaan ulottuvia pitkittäisiä kuorinta-akseleita, joissa on hammasmaisia kuorintaelimiä. Tämän tyyppisiä kuorintakoneita on kuvattu esimerkiksi patenttijulkaisuissa EP 0808699, US 4685498, DE 10123650 ja Fl 114621. Tämän tyyppisten koneiden pituus on tyypillisesti noin 20-30 m ja niitä voidaan käyttää myös metsässä kuorittujen puiden puhdistamiseen jäljellä olevasta kuoresta ja muista epäpuhtauksista, mutta nämä koneet ovat tarpeettoman massiivisia ja erittäin kalliita tähän tarkoitukseen.

KEKSINNÖN TARKOITUS JA KUVAUS

Esillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituksena on vähentää tai jopa poistaa edellä mainittuja tekniikan tasossa ilmeneviä ongelmia.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on erityisesti saada aikaan laitteisto ja menetelmä puiden käsittelemiseksi, jolla käsittelyllä saavutetaan samanaikaisesti puissa ainakin osittain kiinni olevan kuoren tehokas irrottaminen ja tehokas irtonaisten epäpuhtauksien erotus puista.

Esillä olevan keksinnön yhtenä tarkoituksena on esittää yksinkertainen menetelmä ja laitteisto ainakin osittain kuorittujen puiden käsittelemiseksi ennen puiden hakettamista.

Edellä mainittujen tarkoituksien toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteistolle ja menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty oheisten itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

Tässä tekstissä mainitut sovellusesimerkit ja edut koskevat soveltuvin osin niin keksinnön mukaista laitteistoa kuin menetelmääkin, vaikka sitä ei aina erikseen mainitakaan.

Eräitä keksinnön mukaisia edullisia suoritusesimerkkejä kuvataan jäljempänä esitetyissä epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.

Tyypillinen keksinnön mukainen laitteisto puiden käsittelemiseksi käsittää ainakin - puun vastaanottokuljettimen, jolle puut lastataan niiden etenemissuuntaan nähden poikittain, - ensimmäisen puiden etenemissuuntaan nähden poikittaisen pyörivän telan, joka on laakeroitu kiinteästi laitteiston runkoon, ja - toisen puiden etenemissuuntaan nähden poikittaisen pyörivän telan, jonka telan korkeus on säädettävissä.

Tyypillisessä keksinnön mukaisessa menetelmässä puiden käsittelemiseksi puita lastataan vastaanottokuljettimelle puiden etenemissuuntaan nähden poikittain ja järjestetään kulkemaan ainakin puiden etenemissuuntaan nähden poikittaisten ensimmäisen ja toisen pyörivän telan ylitse, joista toisen telan korkeutta säädetään suhteessa vastaanottokuljettimen puita kuljettavaan pintaan.

Keksintö perustuu siihen, että hakkuupaikalla jo ainakin osittain kuorituista puista saadaan mahdollisimman yksinkertaisella ja tehokkaalla laitteistolla ja menetelmällä irrotettua vielä puissa kiinni oleva kuori ja kuorisuikaleet sekä muut epäpuhtaudet ennen puiden hakettamista. Keksinnön mukaisessa laitteistossa oleellisesti vaakasuuntaisella vastaanottokuljettimella kuten ketjukuljettimella tapahtuvaa epäpuhtauksien ja kuorien erottamista saadaan tehostettua kun puut laitetaan kulkemaan laskevaa ja nousevaa liikerataa, jossa samanaikaisesti puihin kohdistetaan iskuja. Puille tehtävä käsittely epäpuhtauksien ja puissa jäljellä olevien kuorien poistamiseksi riippuu epäpuhtauksien ja kuoren määrän lisäksi esimerkiksi käsiteltävästä puulajista. Keksinnön mukaista laitteistoa voidaan helposti säätää riippuen puiden vaatimasta käsittelystä, jotta saadaan optimaalisin käsittelytulos.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa puiden etenemissuuntaan nähden poikittainen pyörivä tela, jonka telan korkeus on säädettävissä, on järjestetty vastaanottokuljettimen ja laitteiston runkoon kiinteästi laakeroidun telan väliin.

Pyörivien telojen pintaan on edullisesti kiinnitetty puihin kohdistuvaa kitkaa ja iskuja lisääviä hammasmaisia ulokkeita.

Keksinnön mukaisessa laitteistossa ennen pyöriviä teloja laitteistoon on järjestetty vastaanottokuljetin, joka syöttää vastaanottokuljettimelle lastatut ainakin osittain kuoritut puut eteenpäin pyörivien telojen päälle. Telojen pyörimisliike ja teloihin kiinnitetyt hammasmaiset ulokkeet ravistelevat puita tehokkaasti, jolloin irtonaiset epäpuhtaudet putoavat telojen välistä telojen alla olevalle tasolle tai esimerkiksi hihnakuljettimelle, ja samalla hammasmaiset ulokkeet irrottavat puissa vielä kiinni olevaa kuorta. Samalla telojen pyörimisliike siirtää puita samaan suuntaan kuin puiden vastaanottokuljetinkin.

Keksinnön mukaisessa laitteistossa puiden etenemissuunnassa jälkimmäinen pyörivä tela on laakeroitu kiinteästi laitteiston runkoon. Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa tämän telan yläpinta on järjestetty korkeammalle kuin laitteistoon järjestetyn vastaanottokuljettimen puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä.

Puiden etenemissuunnassa ensimmäisenä olevan poikittaisen pyörivän telan, jonka ylitse puut kulkevat, korkeutta voidaan säätää suhteessa vastaanottokuljettimen puita kuljettavaan pintaan ja suhteessa toiseen kiinteästi laitteiston runkoon laakeroituun telaan. Tämän säädettävän telan edullinen asema on sellainen, että telan yläpinta on hieman alempana kuin vastaanottokuljettimen puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä, edullisimmin noin 400-1000 mm alempana.

Puiden etenemissuunnassa ensimmäisenä olevan poikittaisen pyörivän telan korkeutta säätämällä voidaan vaikuttaa käsittelyn aggressiivisuuteen. Mitä alempana säädettävä tela on, sitä jyrkemmin laskevaa ja nousevaa liikerataa pitkin puut joutuvat liikkumaan, sitä kauemmin kestää puiden siirtyminen telojen yli ja sitä enemmän puihin kohdistuu iskuja ja hankausta.

Telan korkeutta voidaan säätää halutun käsittelyn aggressiivisuuden lisäksi esimerkiksi epäpuhtauksien määrän perusteella tai esimerkiksi käsiteltävän puun ominaisuuksien kuten puulajin, puunrungon pituuden ja halkaisijan tai puun kosteuspitoisuuden mukaan.

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa puiden etenemissuunnassa ensimmäisenä oleva poikittainen pyörivä tela on laakeroitu nivelvarsien päähän siten, että sen korkeutta voidaan säätää nivelvarsia kääntämällä. Nivelvarsien kääntäminen voi tapahtua esimerkiksi yhdellä tai useammalla hydraulisylinterillä. Nivelvarsien nivelpisteet ovat edullisesti kiinteästi laitteiston runkoon laakeroidun telan pyörimisakselin keskilinjalla.

Eräässä keksinnön edullisessa suoritusmuodossa puun vastaanotto kuljetin on ketjukuljetin ja se on olennaisesti vaakasuorassa. Puun vastaanottokuljetin edustaa tunnettua tekniikkaa eikä sen rakennetta kuvata tässä tarkemmin. Vastaanottokuljettimen leveys on hieman suurempi kuin pisimpien käsiteltävien puiden pituus. Jos käsiteltävien puiden maksimipituus on esimerkiksi 6 m, on kuljettimen leveys edullisesti noin 7-8 m.

Telojen pituus on edullisesti likimain sama kuin puiden vastaanottokuljettimen leveys ja halkaisija edullisesti noin 500 -1500 mm, erittäin edullisesti 800-1000 mm. Telojen pyörimisnopeus on edullisesti noin 15-60 r/min.

Eräässä erityisen edullisessa keksinnön suoritusmuodossa ensimmäisen ja toisen telan pyörimisnopeutta voidaan säätää erikseen sopivan käsittelyn aikaansaamiseksi.

Pyörivien poikittaisten telojen jälkeen laitteistoon on järjestetty purkausluiska käsiteltyjen puiden poistamiseksi laitteistosta ja siirtämiseksi kuljettimelle, jonka avulla puut johdetaan eteenpäin seuraavaan prosessivaiheeseen.

Keksinnön mukaisella laitteistolla ja menetelmällä saavutetaan samanaikaisesti puissa vielä ainakin osittain kiinni olevan kuoren tehokas irrottaminen ja tehokas irtonaisten epäpuhtauksien erotus puista. Laitteisto on mekaaniselta rakenteeltaan yksinkertainen ja valmistuskustannuksiltaan edullinen.

KUVIOIDEN LYHYT KUVAUS

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuva 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen laitteiston puiden käsittelemiseksi.

KUVIOIDEN SUORITUSESIMERKKIEN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUS Kuvassa 1 esitetään esimerkinomaisesti eräs keksinnön mukainen puunkäsittelylaitteisto 1. Puunkäsittelylaitteistoon 1 syötettävien puiden etenemissuunta laitteistossa on esitetty kuvassa nuolella.

Osittain kuoritut puut lastataan joko nippuina tai yksittäin laitteiston vastaanottokuljettimelle 2 niiden etenemissuuntaan nähden poikittain. Vastaanottokuljetin 2 on edullisesti tasomainen ja järjestetty laitteistoon oleellisesti vaakasuuntaisesti kuten kuvassa on esitetty. Tyypillisesti vastaanottokuljetin 2 on ketjukuljetin. Puiden liikkuessa vastaanottokuljettimella, saadaan jo osa puiden joukossa olevista epäpuhtauksista putoamaan pois puiden välistä.

Vastaanottokuljettimen 2 jälkeen laitteistoon on järjestetty kaksi puiden etenemissuuntaan nähden poikittaista pyörivää telaa. Ensimmäinen pyörivä tela 3 on laakeroitu kiinteästi laitteiston 1 runkoon. Toinen pyörivä tela 4 on järjestetty ensimmäisen telan 3 ja vastaanottokuljettimen 2 väliin eli puiden etenemissuunnassa toinen tela 4 on ensimmäinen tela, jonka ylitse puut kulkevat laitteistossa. Toisen telan 4 korkeus laitteiston pystysuunnassa on säädettävissä.

Toinen tela 4 on laakeroitu nivelvarsien 6 päähän siten, että sen korkeutta suhteessa vastaanottokuljettimen 2 puita kuljettavaan pintaan voidaan säätää. Nivelvarsien 6 kääntäminen suoritetaan esimerkiksi hydraulisylinterien 7 avulla.

Telojen ulkopintaan on järjestetty ulokkeita 5, joiden avulla puihin jäänyt kuori saadaan irtoamaan puunrungoista. Telojen avulla puista irronnut kuori ja muut epäpuhtaudet putoavat telojen alapuolelle järjestetylle kuljettimelle 10. Kuljetin 10 on tyypillisesti hihnakuljetin tai kalteva vesiränni, jonka yläpäähän johdetaan vettä. Kuljetin 10 on edullisesti järjestetty poikkisuuntaisesti vastaanottokuljettimeen 2 ja teloihin 3, 4 nähden.

Ensimmäinen tela 3 on järjestetty laitteistoon edullisesti siten, että telan yläpinta on korkeammalla kuin vastaanottokuljettimen 2 puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä. Toisen telan 4 yläpinta on edullisesti järjestetty alemmaksi kuin vastaanottokuljettimen 2 puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä. Näin puiden etenemissuunnassa puut kuljetetaan laitteiston läpi laskevaa ja nousevaa liikerataa, jonka avulla puihin kohdistuvaa mekaanista käsittelyä saadaan tehostettua.

Pyörivien telojen 3, 4 jälkeen laitteistoon on järjestetty kalteva purkausluiska 8, jonka avulla käsitellyt puunrungot johdetaan kuljettimelle 9. Kuljetin 9 on edullisesti järjestetty oleellisesti poikittain vastaanottokuljettimeen 2 nähden ja sen avulla esikäsitellyt puut johdetaan eteenpäin seuraaviin prosessivaiheisiin. Kuljetin 9 on tyypillisesti hihnakuljetin tai rullasto. Purkausluiskan 8 ja kuljettimen 9 alapuolelle voidaan myös järjestää kuljetin 10’ epäpuhtauksia varten kuten pyörivien telojen 3, 4 alapuolellekin on järjestetty.

Edellä on esitetty eräitä keksinnön mukaisia sovellusesimerkkejä. Alan ammattilaiselle on selvää, ettei keksintö rajoitu pelkästään edellä esitettyihin esimerkkeihin, vaan keksintö voi vaihdella jäljempänä esitettyjen patenttivaatimusten rajoissa. Epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa esitetään joitakin keksinnön mahdollisia suoritusmuotoja, eikä niiden sinällään pidä katsoa rajoittavan keksinnön suojapiiriä.

Claims (13)

1. Puunkäsittelylaitteisto (1), joka käsittää puun vastaanottokuljettimen (2), jolle puut lastataan niiden etenemissuuntaan nähden poikittain, ja ainakin ensimmäisen ja toisen puiden etenemissuuntaan nähden poikittaisen pyörivän telan (3, 4), tunnettu siitä, että - ensimmäinen pyörivä tela (3) on laakeroitu kiinteästi laitteiston runkoon, ja - toisen pyörivän telan (4), joka on järjestetty vastaanottokuljettimen (2) ja ensimmäisen telan (3) väliin, korkeus on säädettävissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyöriviin teloihin (3, 4) on kiinnitetty hammasmaisia ulokkeita (5).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyörivä toinen tela (4) on laakeroitu nivelvarsien (6) päähän siten, että sen korkeus on säädettävissä nivelvarsia kääntämällä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyörivän ensimmäisen telan (3) yläpinta on järjestetty korkeammalle kuin vastaanottokuljettimen (2) puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyörivän toisen telan (4) yläpinta on järjestetty alemmaksi kuin vastaanottokuljettimen (2) puita kuljettava pinta vastaanottokuljettimen loppupäässä.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että nivelvarsien (6) nivelpisteet ovat pyörivän ensimmäisen telan (3) pyörimisakselin keskilinjalla.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyörivän ensimmäisen telan (3) ja pyörivän toisen telan (4) pyörimisnopeus on säädettävissä erikseen.

8. Menetelmä puiden käsittelemiseksi, jossa menetelmässä puut lastataan vastaanottokuljettimelle (2) puiden etenemissuuntaan nähden poikittain, ja vastaanottokuljettimelta (2) puut järjestetään kulkemaan ainakin puiden etenemissuuntaan nähden poikittaisten ensimmäisen ja toisen pyörivän telan (3, 4) ylitse, tunnettu siitä, että puiden etenemissuunnassa ensimmäisenä olevan pyörivän toisen telan (4) korkeutta säädetään suhteessa vastaanottokuljettimen (2) puita kuljettavaan pintaan.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyöriviin teloihin (3, 4) kiinnitetyt ulokkeet (5) käsittelevät telojen ylitse kulkevia puita.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puiden kulkiessa pyörivien telojen (3, 4) ylitse puut kuljetetaan laskevaa ja nousevaa liikerataa puiden etenemissuunnassa.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 8-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän toisen telan (4) korkeutta säädetään nivelvarsia (6) kääntämällä, joiden nivelvarsien päähän tela on laakeroitu.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 8-11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivän toisen telan (4) korkeutta säädetään puun pituuden, puun halkaisijan ja/tai puun kosteuspitoisuuden perusteella.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 8-12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörivien ensimmäisen telan (3) ja toisen telan (4) nopeutta säädetään erikseen.