Отделитель древесной зелени

Полезная модель относится к высокотехнологическому устройству для получения кондиционной древесной зелени (хвои, листвы) от срубленных ветвей и может быть использована на лесозаготовительных предприятиях и в лесных хозяйствах.
В настоящее время в технологическом процессе лесозаготовительных производств образуются порубочные остатки в виде срубленных ветвей. Дальнейшее использование порубочных остатков подразумевает отделение древесной зелени от ветвей. Оголенные ветви могут быть использованы для производства технологической щепы, и в данном производстве зелень является ухудшающим фактором качества щепы. В свою очередь, сама древесная зелень является ценным продуктом, используемым как в экстракционном производстве, так и в производстве витаминных кормов в животноводстве. На сегодняшний день для отделения хвои от веток используют ручной труд, стационарные или мобильные отделители древесной зелени [А.с. 956274 A2, А.с. 1047689 A1, № RU 2569032 C1, 2015 г.].
Известно устройство [А.с. 2304036] для отделения древесной зелени от срубленных деревьев. Устройство содержит раму, на которой параллельно друг над другом установлены помещенные на защитные кожухи, очесывающие срубленные ветви, приводные барабаны. На барабанах шарнирно подвешены отделители, выполненные в виде Y-образно изогнутых пластин со скругленной лобовой поверхностью. Боковые поверхности отделителей образованы плавно сходящимися кривыми, причем передние наружные кромки пластин отделителей также закруглены. Крайние отделители обоих барабанов выполнены удлиненными. На входе и на выходе из рабочей зоны установлены формирующие кожухи, прикрепленные к защитным кожухам. Между барабанами расположена рабочая ветвь цепного транспортера с захватами. Обрабатываемое дерево вводят комлем в захват транспортера во время его открытия. При движении транспортера захват закрывается, и дерево подается в приемный формирующий кожух, где ветки сжимаются и ориентируются вдоль ствола, заполняя при этом все пространство перед рабочей зоной. При движении дерева в рабочей зоне отделители охватывают своей Y-образной частью ветки с трех сторон и отделяют древесную зелень, сохраняя при этом сучья ветки. Такая обработка веток позволяет избежать обламывания их в местах, не имеющих зелени.
Недостатками данного устройства являются, низкая эффективность работы при отделении зелени деревьев разных пород, отсутствие мобильности.
Известен способ обработки древесной зелени и устройство для его осуществления [патент RU 2308827 С1, 2007 г.], включающий обработку древесной зелени в СВЧ-поле и отделение ее от ветвей. Устройство содержит камеру СВЧ-нагрева, последовательно расположенные загрузочный бункер, приемную камеру с уплотняющим механизмом, рабочую камеру из диэлектрика, сепаратор.
Недостатком прототипа является сложность конструкции устройства, повышенные требования безопасности, потери с удаляемой из высушенной в СВЧ-поле хвои влагой ценных веществ.
Известен способ [A.c. 2120853 C1] отделения древесной зелени путем измельчения ветвей в щепу и пневматической сепарации с использованием кинетической энергии броска щепы, полученной при измельчении.
Недостатком данной технологии отделения наличие большого количества одревесневших частиц в древесной зелени, исключающих использование древесной зелени в качестве кормов.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заготовки хвойной лапки [патент № RU 2569032 C1, 2015г.], содержащее транспортер, очесывающий барабан с предохранительным кожухом и выходной люк. Тяговый орган транспортера выполнен в виде набора параллельно установленных пильных цепей. У очесывающего барабана на держателях последовательно друг за другом смонтированы ножи в виде отрезков пильных цепей. Ножи смонтированы параллельно друг другу по всей ширине держателей.
Основным недостатком данного устройства что «гибкие» ножи-цепи вместе с зеленью выдирали и куски древесины, соответственно большое содержание одревесневших частиц в конечном продукте. А также применение только к хвойным породам деревьев.
Целью полезной модели является исключение недостатков известных устройств в данной области техники и расширение арсенала технических средств.
Полезная модель основана на том, что плотность древесной зелени (листья, хвоя) намного меньше одревесневших частей веток, и щетки из материала по плотности, сопоставимые с древесиной. Щетки (полиамид ПА-66 или полимерный материал, аналогичный модулю упругости), «очесывая» ветви, снимают только древесную зелень, исключая наличие кусочков древесины в получаемом продукте.
Техническим результатом полезной модели является реализация высокотехнологичного устройства, повышающего качество древесной зелени без потери эффективности отделения с учетом снижение трудоемкости работ.
Технический результат достигается за счёт отделителя древесной зелени, состоящего из сварной рамы, в которой установлены блоки подачи и вывода веток, узел отделения и камера отвода зелени. Узел отделения древесной зелени состоит из корпуса, в котором закреплен вращающийся каркасный барабан с закрепленными на планках его каркаса щетками, при этом вращение каркасного барабана и вращение вальцов независимы друг от друга и приводятся электродвигателями, сила воздействия щеток регулируется скоростью ребристых подпружиненных вальцов блока подачи веток в рабочую зону отделителя и скоростью вращения каркасного барабана в зависимости от породы дерева и плотности древесной зелени на ветке.
Щетки выполнены из нейлонового ворса 1,5-2,4 мм.
На фигуре 1 показана конструкция устройства, с позициями, которая подробно иллюстрирует сборку отвердителя древесной зелени.
На фигуре 2 изображено единое устройство в полностью собранном состоянии - отделитель древесной зелени.
На фигуре 3 изображен отделитель древесной зелени с надетым кожухом.
Перечень позиций:
1- щит;
2- выводной блок;
3- подающий блок;
4- опорная рама;
5- шкив барабана;
6 каркасный барабан;
7- приводной ремень;
8- двигатель барабана;
9- защитная панель;
10- щётки, щёточные кассеты;
11- защитная панель;
12- защитный кожух;
13- панель ввода индикации.
Устройство состоит из опорной рамы (4) сварной конструкции, на которой установлены все узлы отделителя. Рама (4) также служит опорным столом для подачи и вывода веток. Подающий блок (3) (на металлическом каркасе закреплены двигатель, редуктор, ребристый валец) шарнирно через подшипники закреплен на раму (4) и со стороны вальца пружинами прижимается к опорному столу, обеспечивая ребристым вальцом захват ветки и ее равномерное перемещение в зону воздействия щеток (10). Выводной блок (2) шарнирно через подшипники (зеркально подающему блоку) закреплен на раму (4) со стороны вальца, пружинами прижимая к опорному столу, обеспечивая ребристым вальцом захват ветки и вывод ветки из устройства. Каркас барабана (6) через вал на подшипниках закреплен в середине опорной рамы, так чтобы плотные щеточные кассеты (10) своей гибкой частью выступали над опорным столом 120 мм. Двигатель барабана (8) закреплен на раме и через приводной ремень (7) вращает шкив барабана (5), закрепленный на одной оси с каркасом барабана (6). Слева со стороны подающего блока закреплен коммутационный щит (1) с панелью ввода и индикации (13) на дверце. Коммутационный щит (1) защищает содержащие в себе электронные блоки от внешних факторов (пыль, вода и т.д.). Электронные блоки коммутационного щита отвечают за синхронизацию скоростей двигателей подающего(3) и выводного (2) блоков, за скорость и равномерность вращения двигателя барабана(8) согласно данным введенным на панели ввода и индикации (13). Защитный кожух (12) закрывает сверху подающий и выводной блоки, защищая оператора от движущихся частей устройства, также в защитном кожухе (12) выполнены окна подачи и вывода ветки в форме диффузора для формирования необходимого положения ветки при прохождении сквозь устройство. Защитные панели (9) и (11) закрывают подвижные части устройства и защищают оператора от случайного задевания и несанкционированного доступа.
Способ работы отделителя древесной зелени следующий.
Прижимной подпружиненный валец подающего блока (3) с упором на опорный стол рамы (4) проталкивает ветку в зону воздействия (рабочую зону) щеток (10), закрепленных на планках каркаса барабана (6), которые, «очесывая», отделяют зелень с ветки и направляют в камеру отвода зелени. По мере прохождения через рабочую зону оголенная ветка захватывается прижимным подпружиненным вальцом выводного блока (2) и выталкивает ее из устройства. Все подвижные части механизма закрыты защитным кожухом(12) и защитными панелями (9) (11).
Коммутационный щит (1) включает в себя микроконтроллер и электронные блоки, отвечающие за скорость и направления вращения двигателя барабана и скорость двигателей подающего (3) и выводного (2) блоков, согласно данным заданным оператором на панели ввода и индикации (13) ,установленной на дверце коммутационного щита (1).
Сила воздействия щеток регулируется скоростью подачи веток в рабочую зону отделителя и скоростью вращения барабана в зависимости от породы дерева и плотности древесной зелени на ветке.
Конструкция отделителя позволяет получать кондиционную древесную зелень как хвойных (пихта, сосна, ель), так и мягколиственных (береза, осина) пород деревьев.
Отделитель древесной зелени может использоваться как самостоятельное устройство (с установкой под камерой отвода зелени приемного бункера), так и как основной модуль в комплексе с сенным прессом, устанавливаемым под камерой отвода зелени, для формирования компактных тюков древесной зелени, и рубительной машиной, установленной после блока выводного вальца для измельчения оголенных веток в технологическую щепу.
Таким образом, мобильное устройство позволило получать кондиционную древесную зелень качества, превышающего ГОСТ21769-84 в условиях лесосеки за счет конструктивных особенностей рабочих органов и их расположения внутри рамы, что одновременно позволило ещё и уменьшить вес и габариты единого устройства.
После всех испытаний был сделан вывод, что отделитель древесной зелени зарекомендовал себя как удобное, надежное устройство, которое неприхотливое и долговечное при использовании в различных погодных условиях и температурных режимах. При этом данная конструкция его позволяет при необходимости легко и быстро обслужить его механизмы.