PL224312B1 - Modułowe urządzenie do wzdłużnego rozdrabniania drewna do produkcji tworzywa drzewnego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest modułowe urządzenie do wzdłużnego rozdrabniania drewna do postaci pasm włókien używanych następnie do produkcji tworzywa drzewnego przez spajanie w płyty lub belki.

Z polskiego patentu nr PL159711 znany jest sposób rozdrabniania łodyg roślinnych, zwłaszcza drewna w procesie produkcji tworzyw lignocelulozowych i urządzenie do rozdrabniania łodyg. Urządzenie składa się z kilku rozmieszczonych szeregowo jeden za drugim zespołów utworzonych przez pary walców usytuowanych jeden nad drugim. Każdy zespół stanowi para bruzdowych walców z nasuniętymi przesuwnie tarczami klinowymi oraz para walców dociskowo rozsuwających z uzwojeniem gwintowym mającym swój początek na połowie długości walca z tym, że w każdym kolejnym zespole walce bruzdowe mają na jednostce długości większą ilość tarcz o mniejszej wysokości klinów. Rozwiązanie umożliwia uzyskanie maty złożonej z podłużnie rozdzielonych na wiązki włókien roślinnych o zbliżonej grubości i o długości równej długości rozdrabnianej łodygi. Po sklejeniu tak przygotowanego materiału uzyskuje się tworzywo drzewne w postaci płyt lub belek o praktycznie dowolnych wymiarach i wytrzymałości zbliżonej do wytrzymałości materiału wyjściowego.

Z patentu europejskiego nr EP0666155 znane są drewniane elementy złożone z kawałków drewna, metoda jego wytwarzania oraz urządzenie produkcyjne. Urządzenie do produkcji elementów drewnianych składa się z zespołu do cięcia poprzecznego żerdzi z drewna lub bambusa lub innego surowca, zespołu do podziału zgrubnego żerdzi wzdłuż włókien i następnie zespół do dalszego, już końcowego podziału. Kolejnymi zespołami są zespół suszenia rozdrobnionego drewna, zespół zaprawiania klejem oraz formowania i zespół sklejania elementów drewnianych przez prasowanie. Zespół do podziału wzdłużnego zawiera parę obrotowych noży umieszczonych na bębnach obrotowych. Każdy nóż ma ostrze o kącie nachylenia 20 stopni.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO2012042028 znane jest urządzenie do uzyskiwania włókien drzewnych z bali. Urządzenie zawiera co najmniej parę rolek umieszczonych po przeciwnych stronach bala drewna, które wykonują cięcie wstęgi, które rozciągają się w dużej mierze w kierunku obwodowym. Długość noży do cięcia wstęgi od osi walca zwiększa się w co najmniej jednej rolce z pary walców w kierunku krawędzi walca i zmniejsza się w kierunku osiowym do środka rolki.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr WO8502367 znane jest urządzenie do rozdzielania drewna na elastyczne wstęgi włókien zasadniczo równoległych do siebie. Urządzenie zawiera parę oddalonych od siebie równolegle do siebie usytuowanych obrotowych rolek, które ponadto wykonują ruchy posuwisto zwrotne w kierunku równoległym do osi obrotu rolek.

Istotą wynalazku jest modułowa konstrukcja urządzenia do wzdłużnego rozdrabniania drewna. Urządzenie składa się z czterech umieszczonych jeden za drugim modułów rozdrabniających. Kolejne moduły rozdrabniają żerdzie o mniejszych grubościach. Każdy z modułów składa się z przynajmniej dwóch ryflowanych walców wprowadzających, umieszczoną za nimi przynajmniej jedną nacinającą tarczą klinową, przynajmniej jednego stałego klina rozdzielającego umieszczonego bezpośrednio za nacinającą tarczą klinową, przynajmniej dwóch walców rozprowadzających poprzecznie rozdzielone żerdzie drewna i przynajmniej jednego walca zgniatającego wiązki włókien rozdzielonego wzdłużnie drewna. Wzdłuż drogi transportowej żerdzi w module rozdrabniającym umieszczona jest linia podporowo-transportowa. W korzystnym wariancie linia podporowo-transportowa złożona jest z zespołu walców o wzajemnie równoległych osiach obrotu. Korzystnie gdy ilość walców w linii podporowo-transportowej jest nie mniejsza niż 2. Walce w linii podporowo-transportowej mogą być zaopatrzone w pierścienie prowadzące.

W innym wariancie wykonania linię podporowo-transportową stanowi transporter gąsienicowy. Ryflowane walce wprowadzające umieszczone są na skraju modułu rozdrabniania i usytuowane są przynajmniej od góry żerdzi rozdrabnianej. Ryflowane walce wprowadzające mogą być umieszczone zarówno od góry jak i od dołu żerdzi rozdrabnianej, a odległość między powierzchniami walców jest regulowana w celu dopasowania do średnicy rozdrabnianej żerdzi. Siła docisku walców do żerdzi regulowana jest sprężystością sprężyny dociskowej, śrubowej i nie przekracza 1000 daN. Moduł rozdrabniania zawiera przynajmniej jedną nacinającą tarczę klinową do nacinania wzdłużnego żerdzi, przy czym położenie tarczy klinowej może być zarówno od góry jak i do dołu nacinanej żerdzi. W przypadku większej liczby nacinających tarcz klinowych w module rozdrabniającym tarcze te umieszczone są po dwóch przeciwległych stronach żerdzi i rozdzielone są w stosunku 2:1 po dwóch

PL 224 312 B1 stronach nacinanej żerdzi. Średnica nacinających tarcz klinowych jest zależna od średnicy żerdzi i mieści się w granicach od 100 mm do 400 mm. Nacinające tarcze klinowe umieszczone są na walcach. Przynajmniej część walców podporowo-transportowych i wszystkie walce wprowadzające, rozprowadzające poprzecznie, zgniatające oraz walec z nacinającymi tarczami klinowymi są napędzane, a prędkość obrotowa walców regulowana jest bez stopniowo.

Modułowa konstrukcja urządzenia pozwala na dostosowanie urządzenia do średnicy surowca poddawanego rozdrabnianiu oraz oczekiwanych rozmiarów rozdrobnionych pasm włókien. Im większa jest średnica rozdrabnianych żerdzi tym więcej modułów należy zastosować w linii rozdrabniającej, a każdy z modułów rozdrabnia na mniejsze części.

Żerdzie wprowadza się do pierwszego modułu, gdzie są wzdłużnie nacinane przez nacinające tarcze klinowe a następnie w miejscach nacięć następuje rozsuwanie żerdzi przez kliny oraz walce rozprowadzające. W każdym następnym module operację tę powtarza się nacinając żerdzie w kolejnych miejscach wzdłuż ich długości. Żerdzie po wyjściu z modułu końcowego mają postać mat, które następnie skleja się i prasuje w celu otrzymania wielkogabarytowych belek konstrukcyjnych czy płyt meblowych. Otrzymane wyroby końcowe pozbawione są sęków, które obniżają parametry wytrzymałościowe produktu finalnego jak również nie posiadają zawojów włókien co przyczynia się do większej stabilności w warunkach zmiennej wilgotności. Z tak wytworzonych płaskich mat można otrzymać belki konstrukcyjne o wymiarach sięgających do 55 metrów długości, szerokości 2 m i grubości 2,7 m. Urządzenie według wynalazku pozwala na wykorzystanie drewna o niskiej jakości, które dotychczas można było jedynie przetworzyć na wióry drzewne czy przeznaczyć do spalenia. Po sklejeniu tak przygotowanego materiału uzyskuje się tworzywo drzewne w postaci płyt lub belek o praktycznie dowolnych wymiarach i wytrzymałości większej od wytrzymałości materiału wejściowego.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia schemat zgrubnego modułu rozdrabniającego o jednej tarczy klinowej umieszczonej powyżej żerdzi, Fig. 2 przedstawia schemat zgrubnego modułu rozdrabniającego o jednej tarczy klinowej umieszczonej poniżej żerdzi, Fig. 3 przedstawia schemat zgrubnego modułu rozdrabniającego z transporterem gąsienicowym, Fig. 4 pierwszy pośredni moduł rozdrabniający, Fig. 5 drugi pośredni moduł rozdrabniający, Fig. 6 końcowy moduł rozdrabniający.

Zgrubny moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 1 ma dwie pary ryflowanych walców wprowadzających 3, rozmieszczonych parami po dwóch stronach rozdrabnianej żerdzi, jedną nacinającą tarczę klinową 1 o średnicy 400 mm o osi obrotu umieszczonej powyżej żerdzi. Bezpośrednio za nacinającą tarczą klinową 1 usytuowany jest stały klin rozdzielający 2, walec rozprowadzający poprzecznie 4 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi oraz walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest zespół sześciu walców podporowotransportowych 6.

Zgrubny moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 2 ma dwie pary ryflowanych walców wprowadzających 3, rozmieszczonych parami po dwóch stronach rozdrabnianej żerdzi, jedną nacinającą tarczę klinową 1 o średnicy 400 mm o osi obrotu umieszczonej poniżej żerdzi. Bezpośrednio za tarczą klinową 1 usytuowany jest zespół walców rozprowadzających poprzecznie 4 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi oraz walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest zespół czterech walców podporowo-transportowych 6.

Zgrubny moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 3 ma jedną parę ryflowanych walców wprowadzających 3, umieszczoną po jednej stronie rozdrabnianej żerdzi, jedną nacinającą tarczę klinową 1 o średnicy 400 mm o osi obrotu umieszczonej powyżej żerdzi. Bezpośrednio za nacinającą tarczą klinową 1 usytuowany jest walec rozprowadzający poprzecznie 4 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi oraz stały klin rozdzielający 2 i walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest transporter gąsienicowy podporowo-transportowy.

Pierwszy pośredni moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 4 ma dwie pary ryflowanych walców wprowadzających 3, rozmieszczonych parami po dwóch stronach rozdrabnianej żerdzi, górnego wału z dwoma nacinającymi tarczami klinowymi 1 o średnicy 300 mm i dolnego wału z czterema tarczami klinowymi o średnicy 300 mm. Bezpośrednio za wałami z nacinającymi tarczami klinowymi 1 umieszczone są po obu stronach żerdzi zespoły walców rozprowadzających 4 i walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest zespół dwóch walców podporowo- transportowych 6.

Drugi pośredni moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 5 ma dwie pary ryflowanych walców wprowadzających 3, rozmieszczonych parami po dwóch stronach rozdrabnianej żerdzi,

PL 224 312 B1 górnego wału z ośmioma nacinającymi tarczami klinowymi 1 o średnicy 200 mm i dolnego wału z szesnastoma nacinającymi tarczami klinowymi o średnicy 200 mm. Bezpośrednio za walami z tarczami klinowymi 1 umieszczone są po obu stronach żerdzi zespoły walców rozprowadzających 4 i walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest zespół dwóch walców podporowo-transportowych 6.

Końcowy moduł rozdrabniający przedstawiony na rysunku fig. 6 ma dwie pary ryflowanych walców wprowadzających 3, rozmieszczonych parami po dwóch stronach rozdrabnianej żerdzi, górnego wału z szesnastoma nacinającymi tarczami klinowymi 1 o średnicy 100 mm i dolnego wału z trzydziestoma dwoma tarczami klinowymi 1 o średnicy 100 mm. Bezpośrednio za wałami z nacinającymi tarczami klinowymi 1 umieszczone są po obu stronach żerdzi zespoły walców rozprowadzających 4 i walec zgniatający 5 o osi obrotu usytuowanej powyżej żerdzi. Poniżej żerdzi umieszczony jest zespół dwóch walców podporowo-transportowych 6.

Żerdzie wprowadza się do pierwszego modułu, gdzie są wzdłużnie nacinane przez nacinające tarcze klinowe 1 a następnie w miejscach nacięć następuje rozsuwanie żerdzi przez kliny 2 oraz walce rozprowadzające 4. W każdym następnym module operację tę powtarza się nacinając żerdzie w kolejnych miejscach wzdłuż ich długości. Żerdzie po wyjściu z modułu końcowego mają postać mat o grubości 3 mm - 5 mm, które następnie skleja się i prasuje w celu otrzymania wielkogabarytowych belek konstrukcyjnych czy płyt meblowych. Otrzymane wyroby końcowe pozbawione są sęków, które obniżają parametry wytrzymałościowe produktu finalnego jak również nie posiadają zawojów włókien co przyczynia się do większej stabilności w warunkach zmiennej wilgotności.

Claims (6)

1. Modułowe urządzenie do wzdłużnego rozdrabniania drewna do produkcji tworzywa drzewnego posiadające walce wprowadzające, tarczę klinową, walce rozprowadzające poprzecznie rozdzielone żerdzie drewna i walce zgniatające wiązki włókien rozdzielonego wzdłużnie drewna, znamienne tym, że składa się z czterech modułów, a każdy z modułów składa się z przynajmniej dwóch ryflowanych walców wprowadzających (3), umieszczonej za nimi przynajmniej jednej nacinającej tarczy klinowej (1), przynajmniej jednego stałego klina rozdzielającego (2) umieszczonego bezpośrednio za nacinająca tarczą klinową (1), przynajmniej dwóch walców rozprowadzających (4) poprzecznie rozdzielone żerdzie drewna i przynajmniej jednego walca zgniatającego (5) wiązki włókien rozdzielonego wzdłużnie drewna, zaś wzdłuż drogi transportowej żerdzi w module rozdrabniającym umieszczona jest linia podporowo-transportowa (6), przy czym w przypadku większej niż jedna liczby nacinających tarcz klinowych (1) w module rozdrabniającym tarcze rozcinające umieszczone są po dwóch przeciwległych stronach żerdzi i rozdzielone są w stosunku 2:1 po dwóch stronach rozcinanej żerdzi, a średnica nacinających tarcz klinowych (1) jest zależna od średnicy rozdrabnianych żerdzi i mieści się w granicach od 100 mm do 400 mm.

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że linia podporowo-transportowa złożona jest z zespołu walców podporowo-transportowych (6) o wzajemnie równoległych osiach obrotu.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że walce podporowo-transportowe (6) w linii podporowo-transportowej są zaopatrzone w pierścienie prowadzące.

4. Urządzenie według zastrz. od 2 do 3, znamienne tym, że ilość walców podporowotransportowych (6) w linii podporowo-transportowej jest nie mniejsza niż 2.

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że linię podporowo-transportową stanowi transporter gąsienicowy.

6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że przynajmniej część walców podporowotransportowych (6) i wszystkie walce wprowadzające (3), rozprowadzające poprzecznie (4), zgniatające (5) oraz walec z tarczami klinowymi (1) są napędzane, a prędkość obrotowa walców regulowana jest bezstopniowo.