FI95343B - Menetelmä ja laitteisto puun korjuussa - Google Patents

Description

95343

Menetelmä ja laitteisto puun korjuussa

Keksinnön kohteena on menetelmä puun korjuussa, erityisesti pääte- ja/tai harvennushakkuussa. Menetel-5 mässä käytetään liikkuvaa, sopivimmin pyörillä tai vastaavilla varustettua työkonetta, johon on sopivimmin kiinnitetty puomisto. Puomiston vapaassa päässä on kaato- ja katkaisupää sekä elimet kaadetun puun käsittelemiseksi. Menetelmää soveltavan työkoneen 10 rungon yhteyteen on sopivimmin sijoitettu hakkurilaite, hakkeen varastosäiliö ja elimet hakkurilaitteella haketetun puuaineksen siirtämiseksi varastosäiliöön. Menetelmää sovellettaessa jatkuvatoimisena 15 - kaadetaan puu sopivimmin kaato- ja katkaisupäällä, siirretään kaadettu puu elimille kaadetun puun käsittelemiseksi, suoritetaan puun karsinta runkopuun ja oksien erottamiseksi mainituilla elimillä kaadetun puun 20 käsittelemiseksi, poistetaan karsittu runkopuu elimien kaadetun puun käsittelemiseksi yhteydestä, ja siirretään oksat siirtolaitteistolla hakkuri laitteen yhteyteen hakattavaksi.

25 • Edellä esitetyn kaltainen menetelmätekninen kokonaisuus voidaan katsoa tunnetuksi suomalaisesta patentista FI-91704, jossa esitetty työkonekokonaisuus käsittää tehokkaan järjestelmän hakkeen keräämiseksi puun 30 korjuun, erityisesti pääte- ja/tai harvennushakkuun yhteydessä.

i ·

Tekniikan tason suhteen viitataan lisäksi kuulutus-julkaisuun FI-60955, joka esittää menetelmän ja 35 laitteen kaadetun puun käsittelemiseksi siten, että puu pituussuunnassa tyvipää edellä syötetään oksien karsimislaitteeseen, jossa puu karsitaan. Tämän jälkeen karsitut oksat kuljetetaan haketuslaitteeseen. Oksien 2 95343 karsimislaite käsittää syöttörullarakenteen, joka puristaa oksat puun runkoon oksien kärjet puun latvaosaa kohti suuntautuneina ennen niiden katkaisua. Syöttörullissa on lisäksi uritus puunrunkoja varten.

5 Syöttörullat on lisäksi järjestetty pareittain vastakkain, jolloin puunrunko kulkee kahden syöttörullan urien muodostamaa kulkutietä.

Kuulutusjulkaisusta FI-60955 tunnettu menetelmä ja 10 laite poikkeaa siis erityisesti ennen oksien karsintaa tapahtuvan käsittelyn osalta samoin kuin karsittujen oksien jatkokäsittelyn osalta nyt esillä olevasta keksinnöstä.

15 Puun korjuussa esim. juuri harvennushakkuissa jää kuitenkin energiataloudellisesti erittäin merkittävä osa biomassasta metsään, nimittäin runkopuun oksisto. Karsittavan runkopuun oksisto jää puun korjuuvaiheessa mätänemään metsiin, vaikka nyttemmin on todettu, että 20 oksiston sisältämä polttolämpöarvo on huomattava.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää menetelmä, jolla pystytään runkopuun käsittelyn yhteydessä saamaan talteen haketettavaksi runkopuun oksisto. Erityisen edullisena keksinnön sovelluskohteena on juuri suoma-25 laisessa patentissa FI-91704 esitetty työkonekokonai-suus, mutta keksintöä voidaan toki soveltaa myös muuntyyppisten työkoneiden yhteydessä.

Edellä esitettyjen tarkoitusten saavuttamiseksi 30 keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa . tunnusomaista se, että sijoitetaan elimien kaadetun puun käsittelemiseksi yhteyteen karsittujen oksien keruuosa, josta karsitut oksat siirretään mainittuun siirtolaitteistoon.

35

Edellä esitetyllä ratkaisulla saadaan siis aikaan runkopuun käsittelyn yhteydessä se, että runkopuun oksisto voidaan ottaa talteen ainakin olennaisilta il sHt Hilfc |.i * *» i 3 95343 osin, jolloin elimet puun käsittelemiseksi voivat suorittaa oksiston loppukarsinnan. Oksisto voidaan tällöin suoraan elimiltä puun käsittelemiseksi siirtää hakkuri laitteeseen haketettavaksi. Menetelmä on 5 erityisen edullinen ns. harvennushakkuissa, joissa suoritetaan puukohtainen valinta sen suhteen, hakete-taanko kaadettu puu kokonaisuudessaan tai käytetäänkö se runkopuuna, jolloin oksisto ja latvusosa haketetaan.

10 Keksinnön kohteena on myös laitteisto sijoitettavaksi puun korjuuta, erityisesti harvennushakkuuta suorittavan työkoneen yhteyteen, erityisesti elimien puun käsittelemiseksi yhteyteen, jolloin mainituilla elimillä puun käsittelemiseksi on sovitettu suoritet-15 tavaksi kaadetun puun karsintaa runkopuun ja oksien erottamiseksi. Tällöin laitteistolle pääasiallisesti tunnusomaisena piirteenä on se, että mainittujen elimien puun käsittelemiseksi yhteyteen on sijoitettu karsittujen oksien keruuosa, josta karsitut oksat 20 siirtyvät mainittuun siirtolaitteistoon.

Edellä esitetyllä laitteistolla voidaan edullisesti toteuttaa menetelmätekninen kokonaisuus.

25 Oheisissa epäitsenäisissä laitteistoon kohdistuvissa • · patenttivaatimuksissa on lisäksi esitetty eräitä edullisia laitteiston sovelluksia.

Keksintöä havainnollistetaan lähemmin seuraavassa 30 selityksessä, jossa viitataan oheisten piirustusten esittämään sovellusesimerkkiin. Piirustuksissa kuva 1 esittää sivulta katsottuna työkonekokonai- ' suutta, jonka yhteyteen eräs soveltuva 35 keksinnön mukainen laitteisto on sijoitet tu , 4 95343 kuva 2 esittää kuvan 1 mukaista laitteistoa puun syöttösuunnasta katsottuna, ja 5 kuva 3 esittää leikkausta A-A kuvasta 2.

Kuvassa 1 esitetty työkonekokonaisuus on tunnettu suomalaisesta patentista FI-91704. Laitteisto kiinnitetään elimien kaadetun puun käsittelemiseksi 10 yhteyteen. Elimet kaadetun puun käsittelemiseksi käsittävät puun vetotelat 1, mittalaitteen 2, katkaisulaitteen 3 ja karsimaterät 4, jotka suorittavat oksien loppukarsinnan.

15 Keksinnön mukainen laitteisto 5 kiinnitetään karsimate-rien 4 etupuolelle (kuva 1) puun syöttösuunnassa (suuntanuoli S kuvassa 3) . Elimien kaadetun puun käsittelemiseksi 1-4 runko 6 on kiinnitetty työkoneen runkoon kiinnitettyyn varsiosaan tai vastaavaan V 20 laakeroinnilla (ei esitetty), joka mahdollistaa mainittujen elimien 1-4 sekä niiden rungon 6 samoin kuin laitteiston 5 kiertämisen pystysuuntaisen akselin ympäri vaakatasossa. Varsiosan V tai vastaavan ja rungon 6 välille on sijoitettu voimalaite mainitun 25 kierron mahdollistamiseksi. Tällä tavoin osien 1-5 * muodostamaa kokonaisuutta voidaan suunnata siihen suuntaan, mistä puomiston P kaato- ja katkaisupäästä KK siirtolaitteistolla S tuleva kaadettu puu on työkoneen kulloisenkin työkohteen mukaisesti tulossa 30 käsittelyyn.

Erityisesti kuviin 2 ja 3 viitaten laitteiston 5 pääosina on ensinnäkin karsittujen oksien keruuosa 7, toiseksi keruuosan yhteyteen alkuosastaan sijoitettu 35 siirtolaitteisto 8 karsittujen oksien siirtämiseksi hakkurilaitteeseen H haketettavaksi ja siitä edelleen siirtolaitteistolla SE varastosäiliöön VS (kuva 1) . Keruuosan 7 päälle on lisäksi sijoitettu karsimaosa 5 95343 9, joka käsittää kaksiosaisen, toiminnallisessa asennossa suljetun kehän muotoisella leikkuusärmällä varustettu terästön 9a, 9b. Tällöin puun rungon kulkusuunnassa ensimmäisenä oleva karsimaosan terästö 9a on 5 kehämitaltaan suurempi kuin jälkimmäinen 9b. Karsima-osaan kuuluu lisäksi vielä jälkimmäisen terästön 9b yhteydessä oleva alaterä 10. Karsimaosan 9 ja keruuosan 7 väliin on lisäksi sijoitettu syöttöyksikkö 11, jonka tarkoituksena on varmistaa oksien siirtyminen 10 karsimaosasta 9 keruuosaan 7. Laitteiston karsimaosaan putoavat oksanpalat ja havut putoavat alaspäin, jolloin ne joutuvat syöttöyksikkönä 11 sopivimmin toimivan pystysuuntaisen akselin ympäri pyörivän kierukan vaikutuspiiriin, joka syöttää oksia ja havuja karsima-15 osasta 9 karsittujen oksien keruuosaan 7. Keruuosassa 7 on siirtolaitteiston 8 ensimmäisenä osana alakul-jetin 8a, joka siirtää oksat ja havut keruuosasta 7 nostokuljettimelle 8b, joka on ylä- ja alapuolisella kuljetushihnalla varustettu. Ylä- ja alapuoliset kul-20 jetushihnat on järjestetty siten, että niiden välissä oleva oksien ja havujen kulkutie suippenee poikkileikkaukseltaan kohti nostokuljettimen 8b yläosaa. Tällä tavoin varmistetaan nostokuljettimen 8b toiminta samalla kun se tiivistää oksat ja havut ennen niiden 25 putoamista varsinaiselle hakkurilaitteen syöttökuljet-timelle 8c. Syöttökuljetin 8c on sopivimmin teräksisin tms. tartuntaelimin varustettu teräksinen rei'itetty kuljetinmatto, josta lumi tms. ylimääräinen materiaali tai kosteus karisee pois ennen haketusta. Nostokuljet-30 timen 8b nostokulmaa voidaan muuttaa osien 7a ja 8b välillä vaikuttavalla voimalaitteella 12, nostokuljet-'· timen 8b ollessa nivelöity korvakkeessa 13a olevalla nivelellä 13 keruuosan 7 runkoon 7a pystytasossa kiertyväksi.

35

Kuten erityisesti kuvasta 3 on havaittavissa, keruuosan 7 rungon 7a ja karsimaosan 9 rungon 18 välille on järjestetty laakerointijärjestely 14, jolloin osien 6 95343 7a ja 18 välillä vaikuttavalla voimalaitteella 15 mainittuja osia 7 ja 9 voidaan kiertää toistensa suhteen, jolloin nostokuljetin 8b, joka on nivelöity edellä kuvatulla tavalla keruuosan 7 runkoon 7a voidaan 5 suunnata siten, että nostokuljetin 8b on yhteydessä syöttökuljettimeen 8c kaikissa niissä asennoissa, jotka ovat tarpeen kaadetun puun rungon vastaanottamiseksi osien 1-4 ja 5 yhteyteen. Kuten kuvassa 3 on yksityiskohtaisesti esitetty, laakerointi voi 10 koostua säteissuuntaisesta ura-laippajärjestelystä, jonka yhteyteen järjestetään tarpeellinen laakerointi voimalaitteella 15, esim. hydraulimoottorilla tapahtuvaa osien 7 ja 9 välistä kiertoa varten.

15 Laitteiston 5 toiminnan alkuvaiheessa laitteiston ollessa erityisesti kuvan 2 mukaisessa asennossa on suoritettu jo edellä esitettyjä toimenpiteitä, eli osien 7 ja 9 välinen keskinäinen asema on valittu siten, että toisaalta karsimaosa 9 ja elimet puun 20 käsittelemiseksi 1-4 ovat suuntautuneet työkoneen rungon suhteen suuntaan, josta seuraavaksi käsittelyyn tuleva kaadettu puu toimitetaan laitteistolle 5 ja elimille kaadetun puun käsittelemiseksi 1-4. Toisaalta tällöin on huomioitu se, että nostokuljetin 8b on 25 yhteydessä syöttökuljettimeen 8c. Kuten erityisesti kuvasta 2 on havaittavissa, karsimaosan 9 terästö 9a, 9b on avattu kiertämällä terästön 9a, 9b puolikkaan nivelöintikohtien 17 ympäri karsittavan puunrungon vastaanottamiseksi laitteiston 5 yhteyteen siten, 30 että vetotelat 1 joutuvat yhteyteen kaadetun puun rungon kanssa. Tämän jälkeen vetotelat 1 vetävät puun runkoa eteenpäin sen jälkeen, kun karsimaosan 9 terästöt on suljettu ympäröimään puun runkoa. Tällöin puun rungon vetoteloilla 1 tapahtuvan siirron edetessä 35 puun kulkusuunnassa ensimmäisenä oleva terästö 9a taivuttaa oksiston puun rungon suuntaiseksi yhdessä kiinteän alaterän 16 kanssa. Näin ollen puun rungossa oleva oksisto on olennaisesti karsimaosassa koko 9534 7 ympärysmitallaan puun rungon suuntainen, jolloin pienempikehämittainen jälkimmäinen terästö 9b yhdessä alaterän 10 kanssa katkaisee oksat. Tällöin oksat putoavat alaspäin ja joutuvat useimmissa tapauksissa 5 syöttöyksikön 11 vaikutuspiiriin edelleen siirrettäväksi keruuosaan, jossa ne joutuvat alakuljettimelle 8a. On huomattava, että jälkimmäisen terästön kehämitta on suurempi kuin karsimaterien 4 kehämitta, jolloin elimien kaadetun puun käsittelemiseksi 1-4 yhteydessä 10 olevat karsimaterät 4 suorittavat lopullisen karsinnan.

Esimerkki

Normaalikokoisen metsätyökoneen päivätuotto kahdeksan 15 tehollisen tunnin aikana on n. 150 m3 käsiteltyä runkopuuta. Keksinnön mukaista menetelmää soveltavan työkoneen varsinainen käsyttelytyöskentely ei olennaisesti hidastu, mutta keksintöä soveltamalla saadaan seuraava merkittävä etu esim. Etelä-Suomen kuusik-20 kopalstalla. Kuusikkopalstalla suoritetaan päätehakkuu, jolloin runkopuusaanto on 200 m3/ha. Kuusikkometsä sisältää myös nykyisin hakkuutähteeksi jäävää biomassaa (latvus, oksat, neulaset, vialliset puut), jonka lämpöarvo kevyeksi polttoöljyksi muutettuna 40% 25 kosteudessa on n. 22 tonnia. Tuoreena tämän biomassan kosteus vaihtelee 50-60%. Vastaavasti männikkömetsän sisältämän biomassan lämpöarvo hehtaaria kohti vastaa n. 10 tonnia kevyttä polttoöljyä. Kun edellä esitettyjä lukuja verrataan halkokuution n. 190 litran kevyen 30 polttoöljyn lämpöarvoon, on ymmärrettävissä, että yli 20% tai jopa yli puolet metsän tuottamasta biomassasta laskettuna sen lämpöarvosta jätetään nykyisin metsään hakkuujätteenä. On huomattava, että maassamme on mahdollisuuksia hyödyntää myös ns. energiametsiä ja 35 tulevaisuudessa lisääntyvät harvennushakkuut.

Claims (11)

1. Menetelmä puun korjuussa, erityisesti pääte-ja/tai harvennushakkuussa, jossa käytetään liikkuvaa, 5 sopivimmin pyörillä tai vastaavilla varustettua työkonetta, johon on sopivimmin kiinnitetty puomisto (P), jonka vapaassa päässä on kaato- ja katkaisupää ja jossa on elimet kaadetun puun käsittelemiseksi (1- 4) , jolloin menetelmää soveltavan työkoneen rungon 10 yhteyteen on sopivimmin sijoitettu hakkurilaite (H), hakkeen varastosäiliö (VS) ja elimet (SE) hakkurilait-teella haketetun puuaineksen siirtämiseksi varasto-säiliöön, jolloin menetelmää sovellettaessa jatkuvatoimisena 15 kaadetaan puu sopivimmin kaato- ja katkaisupäällä (KK), siirretään kaadettu puu elimille kaadetun puun käsittelemiseksi (1-4), 20. suoritetaan puun karsinta runkopuun ja oksien erottamiseksi mainituilla elimillä kaadetun puun käsittelemiseksi (1-4), poistetaan karsittu runkopuu elimien kaadetun puun . käsittelemiseksi (1-4) yhteydestä, ja 25. siirretään oksat siirtolaitteistolla (8) hakkuri- laitteen (H) yhteyteen hakattavaksi, tunnettu siitä, että sijoitetaan elimien kaadetun puun käsittelemiseksi (1-4) yhteyteen karsittujen : 30 oksien keruuosa (7), josta karsitut oksat siirretään mainittuun siirtolaitteistoon (8) .

2. Laitteisto sijoitettavaksi puun korjuuta, erityisesti pääte- ja/tai harvennushakkuuta suorittavan 35 työkoneen yhteyteen erityisesti elimien puun käsittelemiseksi (1-4) yhteyteen, jolloin mainituilla elimillä puun käsittelemiseksi (1-4) on sovitettu suoritettavaksi kaadetun puun karsintaa runkopuun ja 95343 9 oksien erottamiseksi, jolloin laitteisto käsittää * lisäksi siirtolaitteiston (8) karsittujen oksien siirtämiseksi hakkurilaitteeseen (H) , tunnettu siitä, että mainittujen elimien puun käsittelemiseksi 5 (1-4) yhteyteen on sijoitettu karsittujen oksien keruuosa (7), josta karsitut oksat siirtyvät mainittuun siirtolaitteistoon (8).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laitteisto, 10 tunnettu siitä, että keruuosan (7) päälle on sijoitettu karsimaosa (9) .

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että karsimaosa (9) käsittää kaksi- 15 osaisen toiminnallisessa asennossaan suljetun kehän muotoisen terästön (9a, 9b) , jolloin puun rungon kulkusuunnassa ensimmäisenä oleva karsimaosan terästö (9a) on kehämitaltaan suurempi kuin jälkimmäinen terästö (9b). 20

5. Jonkin patenttivaatimuksista 2-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että karsimaosan (9) ja keruuosan (7) väliin on sijoitettu syöttöyksikkö . (11), jonka tarkoituksena on varmistaa oksien siir- 25 tyminen karsimaosasta (9) keruuosaan (7).

6. Jonkin patenttivaatimuksista 2-5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että keruuosan alapuolelle on sijoitettu siirtolaitteistoon (8) kuuluva ensim- 30 mäinen alakuljetin (8a), joka on järjestetty yhteyteen nostokuljettimen (8b) kanssa, joka edelleen on yhdistetty hakkurilaitteeseen (H) yhteydessä olevaan syöttökulj ettimeen.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 2-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että karsimaosan (9) ja keruuosan (7) väliin on sijoitettu laakerointijärjestely (14) osien (7, 9) kiertämiseksi voimalaitteella 95343 10 (15) toistensa suhteen erityisesti nostokuljettimien (8b) suuntaamiseksi.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 2-7 mukainen lait- 5 teisto, tunnettu siitä, että nostokuljetin (8b) on nivelöity pystytasossa kiertyväksi keruuosan (7) runkoon (7a) nivelellä (13), jolloin nostokuljettimen (8b) ja rungon (7a) väliin on sijoitettu voimalaite (12). 10

8 95343

9. Jonkin patenttivaatimuksista 2-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että karsimaosa (9) on järjestetty yläosastaan avautuvaksi karsittavan puun vastaanottamiseksi siten, että karsittava puu joutuu 15 siirtovoimaa välittävään yhteyteen elimien kaadetun puun käsittelemiseksi (1-4) yhteydessä olevien kar-simaterien (4) kanssa.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 2-9 mukainen lait- 20 teisto, tunnettu siitä, että karsimaosa (9) on nivelöity nivelillä (17) karsimaosan (9) runkoon (18) avauksen aikaansaamiseksi ja että runko (18) käsittää kiinteän teräjärjestelyn (10, 16) . . « « = *« * «iMi .

: > 11 95343