RU2074089C1

RU2074089C1 - Device for separation of bark from wood chips

Info

Publication number: RU2074089C1
Application number: RU93007691A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Виноградов; С.Г. Виноградова; Л.П. Зарогацкий; С.С. Литвин; В.М. Герасимов; В.Е. Дубров; А.Л. Любомирский; А.М. Пиняев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "НИЛИМ"
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: woodworking; may be used in wood-pulp and paper industry in preparation of chips from crushed wood, particularly, nonstandard, for instance, felling wastes and small wood. SUBSTANCE: device is offered in the form of known inertial cone crusher. The result consists in simultaneous barking of chip part with bark and grinding of bark fraction contained in initial wood mass and those separated from chips in the process of treatment. In this case, chips remained undamaged. EFFECT: higher quality of produced raw material. 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке древесины и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при подготовке к дальнейшей переработке щепы из дробленой древесины, особенно некондиционной, например, из лесосечных отходов, тонкомера. The invention relates to the processing of wood and can be used in the pulp and paper industry in preparation for the further processing of wood chips from crushed wood, especially substandard, for example, from logging waste, tonkomer.

Одной из основных задач при производстве бумаги, особенно высококачественной, является подготовка технологической щепы с низким содержанием фракции коры, так как последняя снижает механическую прочность бумаги и увеличивает ее сортность. Идеальным является приготовление щепы из окоренной деловой древесины. Однако использование деловой древесины приводит к существенному удорожанию бумаги, поэтому особый интерес представляет использование в качестве сырья технологических дров, лесосечных отходов, тонкомера, что имеется в достаточном количестве. В этом случае необходимо решать задачу разделения коры и древесной фракции исходного сырья, а случае использования тонкомера еще и задачу предварительного отделения коры от веток. One of the main tasks in the production of paper, especially of high quality, is the preparation of technological chips with a low bark fraction, since the latter reduces the mechanical strength of the paper and increases its grade. Ideal is the preparation of wood chips from debarked commercial wood. However, the use of commercial wood leads to a significant increase in the cost of paper, therefore, of special interest is the use of technological firewood, logging waste, tonkomer as a raw material, which is available in sufficient quantities. In this case, it is necessary to solve the problem of separation of the bark and the wood fraction of the feedstock, and in the case of using a tonometer, the task of preliminary separation of the bark from the branches is also necessary.

Исходным сырьем, требующим такой обработки, является дробленая древесная масса, состоящая из фракций чистой (без коры) щепы, коры и неокоренной щепы. Зачастую такая древесная масса содержит еще и опилки, хвою. The raw material requiring such processing is crushed wood pulp, consisting of fractions of clean (without bark) wood chips, bark and unbarked wood chips. Often such wood pulp also contains sawdust, needles.

В основе известных устройств, предназначенных для отделения коры и получения чистой щепы из такого сырья, как правило, лежит принцип механического измельчения фракции коры с последующей сепарациейдревесной массы на основе разницы либо в размерах, либо в весе фракции коры и неизмельченной щепы. The basis of the known devices for separating the bark and obtaining clean wood chips from such raw materials, as a rule, is the principle of mechanical grinding of the bark fraction with subsequent separation of the wood mass based on the difference either in size or in the weight of the bark fraction and the crushed wood.

Так, например, в известном устройстве [1] дробленую древесную массу загружают во вращающийся барабан, в который также подают большое количество металлических шариков. При вращении барабана происходит дробление коры ударяющими по ней шариками. На выходе осуществляется разделение по размерам: наиболее крупные дробильные шарики направляются снова на загрузку в барабан, неизмельченная щепа проходит в специальный бункер, а измельченная кора, опилки, содержащиеся в исходной массе, и часть измельченной древесины, просеявшись через сито, транспортером уносятся в отходы. So, for example, in the known device [1] crushed wood pulp is loaded into a rotating drum, which also serves a large number of metal balls. When the drum rotates, the crust is crushed by balls hitting it. At the exit, size separation is carried out: the largest crushing balls are sent again to the drum, the crushed wood passes into a special hopper, and the crushed bark, sawdust contained in the initial mass, and part of the crushed wood, sifted through a sieve, are transported to the waste by the conveyor.

Данное устройство характеризуется невысокой производительностью и практически не решает задачу отделения коры от тонкомера. Увеличение нагрузок на обрабатываемую массу приводит к измельчению древесины и как следствие, к ее потере, а также к сильным механическим повреждениям неизмельченной древесины, что приводит к снижению качества технологического сырья. This device is characterized by low productivity and practically does not solve the problem of separating the cortex from the tonometer. An increase in the load on the treated mass leads to wood chopping and, as a consequence, to its loss, as well as to severe mechanical damage to unmilled wood, which leads to a decrease in the quality of technological raw materials.

Наиболее близким к изобретению является дисковая мельница [2] в виде двух вращающихся относительно друг друга дисков, между которыми образована полость для загрузки обрабатываемой древесной массы. Диски имеют зубчатую внутреннюю поверхность, на которой происходит перетирание древесной массы. За счет того, что кора имеет меньшую механическую прочность, чем древесное волокно, она измельчается до меньшего размера, чем древесная щепа. Далее фракции коры и древесины разделяются по размеру с помощью грохота. Closest to the invention is a disk mill [2] in the form of two disks rotating relative to each other, between which a cavity is formed to load the treated wood pulp. Disks have a serrated inner surface on which grinding of wood pulp occurs. Due to the fact that the bark has a lower mechanical strength than wood fiber, it is crushed to a smaller size than wood chips. Further, the bark and wood fractions are separated by size using a screen.

Для данного устройства характерны те же недостатки, что и для других известных устройств [1] потеря древесины на крупном сите при недостаточном измельчении коры или ее порча при высокихнагрузках в попытках достичь большую степень измельчения коры. This device is characterized by the same disadvantages as other known devices [1] the loss of wood on a large sieve with insufficient crushing of the bark or its spoilage at high loads in attempts to achieve a large degree of crushing of the bark.

Отметим, что при применении известных устройств значительное количество щепы остается неокоренной, поэтому для обработки тонкомера такие устройства малоэффективны. Note that when using known devices, a significant amount of wood chips remains unbarked, therefore, such devices are ineffective for processing toner.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства, осуществляющего одновременному окорку неокоренной части щепы и измельчение фракции коры, как содержащейся в исходной древесной массы, так и отделенной от щепы уже в процессе обработки, при этом не должна быть повреждена древесина щепы. The technical problem to which the claimed invention is directed is to create a device that simultaneously debarks the unbarked part of the chips and crushes the bark fraction, both contained in the original wood pulp and separated from the chips already during processing, while the wood of the chips should not be damaged .

Сущность изобретения заключается в том, что для отделения корпы от дробленой древесной массы, состоящей из щепы без коры, неокоренной щепы и/или коры, предлагается использовать известную конусную инерционную дробилку, например [3]
Конусная инерционная дробилка (КИД) является достаточно распространенным техническим средством, используемым для измельчения материалов повышенной твердости. Эффект, который проявляется при дроблении этих материалов, заключается в ударном его разрушении, происходящем по ослабленным межкристаллическим поверхностям, дефектам структуры. Основными конструктивными элементами КИД являются: корпус, внутри которого на сферической опоре установлено вращающееся рабочее тело в форме конуса, снабженное дебалансным вибратором. Пространство, образованное внутренней поверхностью корпуса и вращающимся конусным телом, является рабочим, в котором происходит измельчение загружаемого материала. Эффект ударного разрушения материала происходит за счет того, что рабочее тело, помимо вращения вокруг своей оси, совершает благодаря дебалансу вращательное движение вокруг этой оси. При большой частоте вращения возникают большие центростремительные силы,действующие на рабочее тело, которое и дробит загруженный материал о внутреннюю поверхность корпуса.The essence of the invention lies in the fact that to separate the body from the crushed wood pulp, consisting of wood chips without bark, unbarked wood chips and / or bark, it is proposed to use the known cone inertial crusher, for example [3]
Inertial cone crusher (CID) is a fairly common technical tool used for grinding materials of high hardness. The effect that manifests itself in the crushing of these materials consists in its shock destruction occurring along weakened intercrystalline surfaces and structural defects. The main structural elements of the KID are: a housing, inside of which on a spherical support a rotating working fluid in the form of a cone is installed, equipped with an unbalanced vibrator. The space formed by the inner surface of the casing and the rotating conical body is a working space in which grinding of the feed material takes place. The effect of shock destruction of the material occurs due to the fact that the working fluid, in addition to rotation around its axis, performs rotational motion around this axis due to unbalance. At a high rotational speed, large centripetal forces arise that act on the working fluid, which crushes the loaded material on the inner surface of the housing.

В изобретении КИД применена по иному назначению. На таком мягком материале, каким является дробленая древесном масса, проявляется иной результат. Благодаря гладким обрабатывающим поверхностям не разрушается древесина соприкасающегося с ними слоя и обеспечивается равномерная нагрузка по всей толщине обрабатываемого слоя. Вибрационная обкатка рабочим телом древесной массы обеспечивает, во-первых, равномерное и постепенное разрушение фракции коры, и во-вторых, за счет одновременного приложения к щепе усилий сжатия и сдвига, возникающих при указанном характере воздействия, происходит оттирка коры от древесины по лубяному слою. В результате происходит отделение коры от неокоренной части щепы и избирательное разрушение всей массы коры, при этом древесина щепы остается неповрежденной (нераздробленной). Измельченная кора после выгрузки из КИД легко отделяется от всей массы с помощью просеивания. In the invention, KID is used for another purpose. On such a soft material, such as crushed wood pulp, a different result is manifested. Thanks to the smooth machining surfaces, the wood of the layer in contact with them is not destroyed and a uniform load is provided over the entire thickness of the processed layer. Vibration run-in of the wood pulp by the working fluid ensures, firstly, uniform and gradual destruction of the bark fraction, and secondly, due to the simultaneous application of compression and shear forces to the chip, arising from the indicated nature of the impact, the bark is rubbed from the wood over the bast layer. The result is the separation of the bark from the unbarked part of the chips and the selective destruction of the entire mass of the bark, while the wood chips remain intact (not fragmented). After crushing, the crushed bark is easily separated from the entire mass by sieving.

Техническим результатом, который достигается при осуществлении изобретения, является повышение выхода древесной фракции щепы, снижение энергопотребления, эффективная обработка тонкомера. The technical result that is achieved by the implementation of the invention is to increase the yield of wood fractions of wood chips, reduce energy consumption, efficient processing of toner.

Изобретение было реализовано с помощью КИД [3] конструктивная схема которой дана на чертеже. The invention was implemented using KID [3] a structural diagram of which is given in the drawing.

Это устройство содержит корпус 1, имеющий загрузочное и выходное отверстия. В рабочей части корпус 1 внутренняя поверхность 2 выполнена в виде конусной поверхности, расширяющейся в нижней части. Внутри корпуса 1 расположено рабочее тело 3, установленное на сферической опоре 4 и снабженное дебалансным вибратором 5, выполненным со смещенным центром тяжести и смонтированным с помощью подшипников 6 на валу 7. Вибратор 5 соединен посредством карданного вала 8 и клиноременной передачи 9 с двигателем 10. This device comprises a housing 1 having a feed and an outlet. In the working part of the housing 1, the inner surface 2 is made in the form of a conical surface expanding in the lower part. Inside the housing 1, there is a working fluid 3 mounted on a spherical support 4 and equipped with an unbalanced vibrator 5 made with a shifted center of gravity and mounted using bearings 6 on the shaft 7. The vibrator 5 is connected via a cardan shaft 8 and a V-belt drive 9 to the engine 10.

КИД работает следующим образом. KID works as follows.

При вращении двигателя 10 крутящий момент передается через клиноременную передачу 9 и карданный вал на вибратор 5. При этом возникает центробежная сила, заставляющая рабочее тело 3 совершать на сферической опоре 4 гирационное движение кругового маятника относительно центра сферы "0". Подлежащую обработке древесную массу под навалом подают сверху в загрузочное отверстие корпуса 1, откуда под собственным весом и напором последующих порций она попадает в зазор между рабочими поверхностями 2 корпуса 1 и рабочего тела 3. По мере продвижения через этот зазор из древесной массы формируется слой, который подвергается воздействию импульсных усилий сжатия и сдвига за счет круговой обкатки этого слоя рабочим телом 3. Причем возникающее усилие сдвига направлено перпендикулярно усилия сжатия. При вибровоздействиях элементы щепы, из которых состоит сформировавший слой, ориентируются плоскостями друг к другу, что способствует эффективной оттирке коры от древесины. Благодаря коническому сечению рабочей камере обрабатываемая древесная масса равномерно проходит через рабочую зону. Нижняя часть камеры является зоной окончательной оттирки коры от древесины и разрушения коры, так как здесь возникают повышенные удельные давления. When the engine 10 rotates, the torque is transmitted through the V-belt drive 9 and the driveshaft to the vibrator 5. In this case, a centrifugal force arises, forcing the working fluid 3 to make the gyrational motion of the circular pendulum relative to the center of the sphere “0” on the spherical support 4. The wood pulp to be processed under the bulk is fed from above into the loading hole of the housing 1, from where, under its own weight and the pressure of subsequent portions, it falls into the gap between the working surfaces 2 of the housing 1 and the working fluid 3. As it moves through this gap, a layer is formed from the wood mass, which subjected to pulsed compression and shear forces due to the circular rolling of this layer by the working fluid 3. Moreover, the shear force arising is directed perpendicular to the compression force. During vibration exposure, the elements of the chips of which the formed layer consists are oriented by planes to each other, which contributes to the effective rubbing of the bark from wood. Due to the conical section of the working chamber, the processed wood mass evenly passes through the working area. The lower part of the chamber is the zone of final milling of the bark from wood and the destruction of the bark, since increased specific pressures arise here.

После прохождения рабочей камеры древесная масса выгружается и сортируется обычным методом, например, с помощью гирационных сортировок типа СЩ-120 или сортировок подвешенного типа [4]
Благодаря тому, что в режиме многократного воздействия можно существенно снизить удельное давление на щепу, предотвращается разрушение ее древесной части.After passing through the working chamber, the wood pulp is unloaded and sorted by the usual method, for example, using gyration sortings of the SSC-120 type or suspended sortings [4]
Due to the fact that in the repeated exposure mode it is possible to significantly reduce the specific pressure on the chips, the destruction of its wood part is prevented.

Claims

The use of an inertial cone crusher as a device for separating the bark from crushed wood pulp consisting of wood chips without bark and unbarked wood chips and / or bark.