УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ДРЕВЕСНЫХ ЧАСТИЦ
DEVICE FOR ORIENTATION OF WOOD PARTICLES

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве древесно-стружечных плит.
5
Известно устройство для ориентации лигноцеллюлозных частиц, включающее направляющий орган, выполненный в виде бесконечной гибкой ленты, и привод для перемещения соседних ветвей направляющего органа в противоположных направлениях с постоянной скоростью [Патент ФРГ №2730403, М.кл B29J 5/04. Vorrichtung zum Ausrichten von mit einem Bindemittel versehenen lignozellulosehaltigen Teilchen, 1980].
6
Известно устройство для ориентации древесных частиц, включающее бесконечный гибкий орган, выполненный с возможностью перемещения его соседних ветвей в противоположных направлениях с постоянной скоростью при помощи привода [А.с. СССР №1449344, М.кл. B27N 3/14. Устройство для ориентации древесных частиц, 1989, БИ №1].
Недостаток известных устройств заключается в том, что при изменении длины ориентируемых древесных частиц и/или изменении толщины формируемого ковра при неизменной скорости перемещения гибкого органа угол ориентации частиц возрастает, что приводит к снижению прочности изготовляемых древесно-стружечных плит.
6
Известно устройство для ориентации древесных частиц, включающее размещенный в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий орган, соседние ветви которого смонтированы с возможностью перемещения в противоположных направлениях с постоянной скоростью при помощи привода [А.с. СССР №1544568, М.кл. B27N 3/14. Устройство для ориентации древесных частиц, 1990, БИ №7].
Недостаток известного устройства заключается в том, что постоянная скорость перемещения гибкого органа оптимальна только для одной определенной длины ориентируемых частиц, при которой прочность изготовляемых плит максимальна. При изготовлении плит из частиц большей или меньшей длины угол ориентации α увеличивается, что вызывает снижение прочности изготовляемых плит.
Изобретение решает задачу повышения качества ориентации древесных частиц.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение качества ориентации за счет сокращения угла ориентации древесных частиц, что увеличивает прочность изготовляемых древесно-стружечных плит.
Это достигается тем, что устройство для ориентации древесных частиц, включающее размещенный в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий орган, соседние ветви которого смонтированы с возможностью перемещения в противоположных направлениях с постоянной скоростью при помощи привода, согласно изобретению снабжено датчиком толщины стружечного ковра, датчиком массы древесных частиц, детектором, тремя блоками задания, блоком вычитания, блоком извлечения корня, двумя блоками деления, блоком нелинейности, блоком умножения, переключателем и усилителем, причем выходы первого блока задания и выход датчика толщины стружечного ковра соединены со входами блока вычитания, выход которого через блок извлечения корня соединен со вторым входом первого блока деления, выход второго блока задания подключен к первым входам блоков деления, ко второму входу второго блока деления через детектор подключен выход датчика массы древесных частиц, выход второго блока деления через блок нелинейности соединен со вторым входом блока умножения, к первому входу которого подключен выход первого блока деления, выход блока умножения соединен со вторым входом переключателя, первый вход которого соединен выходом третьего блока задания, а выход через усилитель - с приводом гибкого органа.
Заявляемое устройство для ориентации древесных частиц отличается введением датчика толщины стружечного ковра, датчика массы древесных частиц, детектора, трех блоков задания, блока вычитания, блока извлечения корня, двух блоков деления, блока нелинейности, блока умножения, переключателя и усилителя, а также связями между блоками.
Повышение качества ориентации достигается за счет перемещения гибкого органа с такой скоростью, при которой происходит максимальная ориентация древесных частиц, независимо от длины частиц и толщины формируемого стружечного ковра.
На фиг.1 представлена структурная схема устройства, на фиг.2 - характеристика блока нелинейности.
Устройство для ориентации древесных частиц содержит размещенный в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий (он же направляющий) орган 1, выполненный в виде бесконечной нити или ленты, огибающей ролики 2 и приводной ролик 3, который приводится во вращение приводом 4, выполненным, например, в виде электродвигателя с редуктором (не показаны). Устройство снабжено датчиком 5 массы древесных частиц, выполненным, например, в виде датчика ИРДМ-1 [И.А.Отлев Интенсификация производства древесно-стружечных плит.- М.: Лесн. промсть, 1989. - 192 с., стр.149], размещенным над гибким органом в потоке древесных частиц, детектором 6, датчиком 7 толщины стружечного ковра, выполненного, например, в виде потенциометрического. Устройство содержит также три блока задания 8, 9 и 10, блок 11 вычитания, блок 12 извлечения корня, два блока деления 13 и 14, блок 15 нелинейности, блок 16 умножения, переключатель 17 и усилитель 18, причем выход первого блока 8 задания и выход датчика 7 толщины стружечного ковра соединены с входами блока 11 вычитания, выход которого через блок 12 извлечения корня соединен со вторым входом первого блока 13 деления, выход второго блока 9 задания подключен к первым входам блоков деления 13 и 14, ко второму входу второго блока 14 деления через детектор 6 подключен выход датчика 5 массы древесных частиц, выход второго блока 14 деления соединен через блок 15 нелинейности со вторым входом блока 16 умножения, к первому входу которого подключен выход первого блока 13 деления, выход блока 16 умножения соединен со вторым входом переключателя 17, первый вход которого подключен к выходу третьего блока 10 задания, а выход через усилитель 18 - к приводу 4 гибкого органа 1.
0
Устройство работает следующим образом. Напряжение первого блока задания 8 устанавливают пропорциональным расстоянию Н между плоскостью гибкого органа 1 и плоскостью формирующего транспортера, напряжение второго блока задания 9 - пропорциональным расстоянию h между соседними ветвями гибкого органа 1 (шаг ориентации), а напряжение третьего блока задания 10 - пропорциональным начальной скорости V перемещения гибкого органа 1 Переключатель 17 устанавливают в положение 1.
к
При помощи привода 4 перемещают гибкий орган 1, соседние ветви которого движутся в противоположных направлениях со скоростями, пропорциональными напряжению, подаваемому с третьего блока задания 10. Приводят в движение формирующий транспортер, стружку подают на гибкий орган 1, причем часть стружечного потока обтекает датчик 5 массы древесных частиц. После того, как толщина стружечного ковра достигнет расчетной величины Н (через 4-20 секунд после подачи стружки), переключатель 17 устанавливают в положение 2.
Граничный угол, при котором происходит сход частиц с ветвей гибкого органа:
где h - расстояние между соседними ветвями гибкого органа 1 (шаг ориентации), м;
l - длина ориентируемых частиц, м.
нач
нач
0
0
к
15
Частицы, падающие под углом меньшим α, проходят гибкий орган l без разворота, а частицы, падающие под углом большим α, разворачиваются ветвями гибкого органа 1 и укладываются на формирующем транспортере в стружечный ковер. Толщина сформированного стружечного ковра измеряется датчиком толщины стружечного ковра 7, причем датчик 7 настроен так, что сигнал на его выходе пропорционален половине толщины стружечного ковра Н. При этом сигнал на выходе блока вычитания 11 пропорционален величине (H-0,5·H), на выходе блока извлечения корня 12 - величине  а на выходе первого блока 13 деления - величине выхода датчика С выхода датчика 5 массы древесных частиц импульсный сигнал (количество импульсов пропорционально числу частиц, а амплитуда - массе частиц) поступает на вход детектора 6, на выходе которого аналоговый сигнал пропорционален средней массе, и, следовательно, средней длине древесных частиц l. С выхода второго блока 14 деления сигнал, пропорциональный отношению h/l, поступает на вход блока 15 нелинейности, на выходе которого формируется сигнал U, пропорциональный величине  В блоке 16 умножения этот сигнал перемножается с выходным сигналом первого блока 13 деления, и на выходе блока 16 формируется сигнал, пропорциональный величине  Данный сигнал через переключатель 17 и усилитель 18 и подается на привод 4, который перемещает гибкий орган 1 со скоростью:
где коэффициент 0,0193 является произведением коэффициентов усиления блока умножения 16, усилителя 18, коэффициента передачи привода 4, состоящего из коэффициента передачи электродвигателя, передаточного отношения редуктора и радиуса приводного ролика 3 и имеет размерность. При этом скорость гибкого органа V имеет размерность  При этом скорость гибкого органа V имеет размерность м/с.
15
При увеличении длины l ориентируемых древесных частиц начальный угол, при котором происходит сход частиц с ветвей гибкого органа, уменьшается, частицы укладываются в ковер «переразвернутыми». При этом амплитуда сигнала на выходе датчика 5 массы древесных частиц возрастает, сигнал на втором входе второго блока деления 14 возрастает, а на его выходе - уменьшается, сигнал U на выходе блока 15 нелинейности уменьшается (зависимость на фиг.2), сигналы на выходе блока 16 умножения и на выходе усилителя 18 также уменьшаются, скорость перемещения гибкого органа 1 снижается, и угол разворота частиц за время падения в стружечный ковер также уменьшается, поэтому угол укладки частиц в ковре (угол ориентации) будет минимальным.
к
При увеличении толщины стружечного ковра Н, например, из-за перехода на изготовление плит большей толщины, угол разворота древесных частиц за время их падения в ковер уменьшается, частицы укладываются в ковер «недоразвернутыми». При этом сигнал на выходе датчика 7 толщины стружечного ковра возрастает, а на выходах блока 11 вычитания и блока 12 извлечения корня - снижается, поэтому сигналы на выходе блока 13 деления, блока 16 умножения и усилителя 18 возрастают, скорость гибкого органа увеличивается, и угол разворота частиц также увеличится. При этом угол ориентации частиц будет также минимальным.
Таким образом, предложенное устройство реализует способ ориентации древесных частиц [Патент 2315689 Российская Федерация, МПК B27N 3/14. Способ ориентации древесных частиц / Плотников С.М.; заявитель и патентообладатель Сибир. технолог, ин-т. - Заявка №2006122908/12; заявл. 27.06.2006; опубл. 27.01.2008. Бюл.№3]. При данной скорости перемещения гибкого (направляющего) органа угол ориентации уложенных в стружечный ковер древесных частиц минимален, а прочность изготовляемых древесно-стружечных плит максимальна.