ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА СОРТИРОВКИ СТРУЖКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ
TRANSPORT SYSTEM FOR CHIP SORTING IN MAKING CHIPBOARDS

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и, в частности, к производству древесностружечных плит (ДСтП).
В производстве древесностружечных плит используется стружка древесины разных пород, которая в соответствии с требованиями технологического процесса высушивается до влажности от 2 до 4%. Высушенная стружка разделяется по размерам на фракции: для внутреннего слоя (Б) и обкладочных слоев (А). Кроме того, необходимо из состава сухой стружки удалить древесную пыль, которая образуется в процессе транспортировки по системам пневмотранспорта. Излишнее содержание пыли в составе стружки (более 5%) ведет к резкому увеличению расхода связующего, снижению сортности из-за наличия пылевых пятен на поверхности плит, увеличению объема выпускаемых плит, не соответствующих классу эмиссии Е-1. Для получения заданных свойств древесностружечных плит производят сортировку или выделение излишней пыли и грубых частиц из высушенной стружечной массы.
Известно применение пневматических сепараторов для разделения стружки по толщине, выделения грубых частиц и ситовых сепараторов для выделения пыли (Молдин Б.Д., Отлев И.А. Производство древесностружечных плит: Учеб. для средн. проф.-техн. училищ. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1983. - 216 с., ил. - (Профтехобразование). Известное оборудование разных производителей имеет один принцип работы: вращательно-колебательное движение. Высушенная стружка поступает в подобранные сита с разными сечениями проходных отверстий, которые позволяет разделить стружку на фракции:
- пыль;
- стружка для обкладочного слоя;
- стружка для внутреннего слоя;
- крупные сколы, которые направляются на измельчение в мельницы и возвращаются на сортировку.
Недостатком известного оборудования для сортировки сухой стружки является то, что известные устройства не позволяют качественно выполнить требования технологического процесса по распределению фракций, т.к. в процессе работы колебания сортировки распределяют стружку на 80% площади сит, в течение 8 часов стружкой забивается дополнительно около 20% площади сит. Это влечет за собой снижение качества сортировки стружки и производительности сортировки, что приводит к вынужденным остановкам оборудования для чистки сит и уборке оборудования.
Известен воздушный сепаратор «Шильде», который сортирует стружку в воздушном потоке, содержащий вибросита, кардиовалик, выгрузочный транспортер, прорезиненную транспортную ленту. Стружки с помощью вибросита освобождаются от пыли, через кардиовалик сбрасываются в воздушный поток на выгрузной ленточный транспортер, а инородные тела и крупные стружки падают на резиновую ленту транспортера и выносятся отдельно (Шайберт Вернер. Древесно-стружечные плиты. пер. с нем. Под ред. инж. И.З. Алендера. - М. Гослесбумиздат, Ленинград, 1961.
Недостатком известного устройства также является низкое качество сортировки стружки.
При получении стружки для производства ДСтП используется низкосортная древесина разных пород и отходы от деревообрабатывающих производств, в связи с этим фракционный состав стружки постоянно меняется, а существующие принципы работы сортировки не позволяет оперативно регулировать соотношение фракционного состава. Нарушение соотношения фракционного состава, как во внутреннем, так и в обкладочных слоях, приводит к снижению физико-механических показателей, перерасходу связующего. Снижается сортность плит по поверхности обкладочных слоев, также снижается объем плит, соответствующих классу эмиссии Е-1, перечисленные причины влекут за собой увеличение затрат в производстве древесностружечных плит и повышают их себестоимость.
Опыт эксплуатации оборудования, участка сортировки сухой стружки с различными принципами работы (вращательно-колебательный, воздушные сепараторы) и проводимые анализы причин, отрицательно влияющих на качество плит при подготовке сухой стружки в процессе разделения ее на фракции, позволил разработать и внедрить более простую и надежную систему сортировки сухой стружки.
Изобретение решает задачу сортировки сухой стружки, удаления избыточного количества пыли из общего объема стружки, разделения стружки на фракции, обеспечения процентного соотношения количества стружки между внутренним и обкладочными слоями древесностружечных плит.
Технический результат заключается в повышении качества сортировки стружки, путем удаления избыточного количества пыли из общего объема стружки, разделения стружки на фракции, обеспечения требуемого процентного соотношения количества стружки между внутренним и обкладочными слоями древесностружечных плит.
Повышается производительность участка сортировки стружки за счет исключения остановок оборудования для чистки сит, появилась возможность автоматизировать процесс сортировки стружки и в автоматическом режиме регулировать процентное соотношение фракционного состава стружки между внутренним и внешним слоем.
Исключается необходимость в помещении для участка сортировки стружки и, как следствие, практически предотвращается взрывоопасность и опасность возникновения пожаров на участке сортировки стружки.
Указанный технический результат достигается тем, что в транспортной системе сортировки стружки в производстве древесностружечных плит, включающей вибросито и ленточные транспортеры, новым является то, что транспортная система включает вентилятор с циклоном и пневматическую камеру с виброситом для удаления пыли.
Пневматическая камера с виброситом конструктивно расположены перед скребковым транспортером, на днище которого установлены рамки с ситами, которые имеют возможность совершать возвратно-поступательные движения.
Размеры ячеек сит подбираются в соответствии с требованиями технологического процесса для стружки внутреннего и обкладочного слоев.
Процесс сортировки стружки происходит в коробе скребкового транспортера. Рамки с ситами совершают колебательные движения при помощи кривошипно-шатунного механизма с амплитудой от 30 до 50 мм. Привод кривошипно-шатунного механизма оборудован электродвигателем с частотным преобразователем с возможностью изменения частоты колебаний рамок с ситами для регулировки производительности и повышения качества в процессе сортировки. Привод скребкового транспортера также оборудован электродвигателем с частотным преобразователем для регулировки производительности участка сортировки сухой стружки.
Предложенная система имеет принципиальное отличие от существующих способов и систем следующим:
- система оборудована пневматической камерой, в которой происходит удаление пыли из потока стружки, путем ее продувания при помощи вентилятора через вибросито и далее транспортировка стружки на сжигание в топках сушильных барабанов;
- система оборудована скребковым транспортером, днище которого выполнено из рамок с ситами, ячейки которых имеют размеры для стружки внутреннего слоя (Б) и обкладочных слоев (А), в процессе транспортировки стружки в производство, одновременно происходит сортировка и разделение стружки на фракции;
- возможность изменения амплитуды и частоты колебаний сит, а также изменение скорости скребкового транспортера, позволяет оперативно в автоматическом режиме управлять производительностью и качеством процесса сортировки стружки;
- исключается необходимость в строительстве зданий и помещений для технологического участка сортировки сухой стружки;
- исключается необходимость в системах пневмотранспорта для транспортировки стружки в бункера хранения.
Конструктивно эта система не требует строительства отдельного помещения для участка сортировки сухой стружки, что позволяет практически исключить капитальные затраты и ликвидировать пожароопасный участок в производстве древесностружечных плит.
Известно, что определенная концентрация древесной пыли в помещении, при возникновении искр, способствует возникновению взрывов и пожаров.
В качестве сортировки стружки используется транспортная схема с применением скребкового транспортера. Разделение стружки на фракции осуществляют с помощью возвратно-поступательного движения рамок с ситами, которые смонтированы на днище скребкового транспортера.
Рамки с ситами совершают колебательные и возвратно-поступательные движения, скребки транспортера, перемещая сухую стружку по поверхности сит, распределяют ее по всей поверхности сит, чем способствуют качественному просеиванию с одновременной очисткой сит. Изменение частоты колебания сит и скорости скребкового транспортера на участках разделения стружки па фракции позволяет регулировать производительность и оперативно управлять соотношением между слоями, не нарушая требования по составу каждой фракции. Удаление пыли производят предварительно перед сортировкой методом продувания стружки и просеивания через сита. Некондиционная стружка, сколы, которые остаются после сортировки стружки поступают на сжигание в котельной ВОТ.
Транспортная система сортировки стружки в производстве древесностружечных плит включает в себя циклон сухой стружки 1, который соединен шлюзовым питателем 2 с пневматической камерой удаления пыли с виброситом 3, соединенной с вентилятором 4. Камера удаления пыли 3 установлена перед скребковым транспортером 5, привод которого оборудован электродвигателем с частотным преобразователем. На днище скребкового транспортера 5 установлены рамки с ситами 6 и 7. Рамка 6 установлена для мелкой фракции стружки, идущей для наружного слоя, и рамка 7 - для крупной фракции стружки, идущей для внутреннего слоя.
Рамки с ситами 6 и 7 установлены с возможностью совершать возвратно-поступательные движения при помощи кривошипно-шатунного механизма 11, привод которого оборудован электродвигателем с частотным преобразователем.
Ленточный транспортер 8 установлен под рамкой с ситом 6, ленточный транспортер 9 установлен под рамкой с ситом 7 соответственно. Транспортер 10 служит для удаления некондиционной стружки и сколов. Под транспортерами 8 и 9 установлены бункера 12 и 13 для сбора и хранения сухой стружки для обкладочных слоев и внутреннего слоя соответственно.
Электродвигатели с частотными преобразователями, которые установлены на приводе скребкового транспортера 5 и на приводах кривошипно-шатунных механизмов 11, используются для возможности регулирования в автоматическом режиме производительности участка сортировки сухой стружки и качества разделения на фракции.
Транспортная система сортировки стружки работает следующим образом: из циклона 1 стружка через шлюзовой питатель 2 поступает в пневматическую камеру удаления пыли 3 и очищается от пыли путем продувания потоком воздуха от вентилятора 4. Пыль проходит через вибросито камеры 3, удаляется системой пневмотранспорта в бункер хранения пыли (на чертеже не показано) для дальнейшего сжигания в топках сушильного отделения.
Далее стружка поступает в скребковый транспортер 5, скребки которого направляют и распределяют ее на рамки с ситами 6 и 7, установленные на днище скребкового транспортера 5.
Рамки с ситами 6 и 7 совершают возвратно-поступательные движения с помощью кривошипно-шатунных механизмов 11. Стружка равномерно распределяется по всей поверхности рамок с ситами, просеивается по размерам ячеек установленных сит для обкладочных слоев А и для внутреннего слоя Б. Стружка для обкладочных слоев А поступает на ленточный транспортер 8 и далее в бункер сухой стружки. Стружка для внутреннего слоя Б поступает на ленточный транспортер 9 и далее в бункер сухой стружки.
Некондиционная стружка, сколы и прочие включения транспортируются скребковым транспортером 5 в приемный транспортер 10 и далее на сжигание в котельных ВОТ.
Регулировка фракционного состава и автоматизация процесса сортировки сухой стружки осуществляется следующим образом:
1) в лаборатории проводится при помощи ситового анализатора анализ сырой стружки, полученной на стружечных станках после переработки технологической щепы и древесных отходов;
2) определяется количество фракций, которое остается на ситах анализатора - пыли, мелкой стружки для обкладочных (наружних слоев) А, крупной стружки для внутреннего слоя Б, и сколов;
3) определяется условное количество увеличения % пыли и мелкой фракции в процессе сушки стружки, прохождения ее через сушильные барабаны и пневмотранспорт;
4) на основании требований технологического процесса, процентное соотношение между внутренним (Б) и обкладочными слоями (А) составляет: 60% Б, 40% А, определяют необходимую площадь и размер ячеек сит для каждого слоя;
5) на основании этого определяется необходимое время прохождения всего объема стружки через сита, при этом необходимо учитывать породный состав древесины;
6) выбирается условная частота колебаний сит и скорость скребкового транспортера, которые обеспечивают производительность линии по производству ДСП;
7) производится отбор проб сухой стружки за определенное время после сит для обкладочных слоев А и после сит для внутреннего слоя Б, а также крупной фракции и сколов;
8) путем взвешивания определяется процентное соотношение между слоями, затем увеличением или уменьшением частоты колебаний рамок с ситами и изменением скорости скребкового транспортера добивается требуемый результат;
9) при помощи датчиков уровня в бункерах хранения сухой стружки и наличия обратной связи в системе управления посредством контроллера выполняется автоматическое управление процессом сортировки стружки.
Кривошипно-шатунный механизм 11 от редуктора с электродвигателем с частотным преобразователем может обеспечивать амплитуду колебаний от 30 до 50 мм и переменную частоту колебаний посредством частотного преобразователя от 80 до 150 колебаний в минуту.
Отсортированная стружка подается ленточным транспортером 8 в бункер хранения сухой стружки для обкладочных слоев, отсортированная стружка для внутреннего слоя подается ленточным транспортером 9 в бункер хранения сухой стружки для внутреннего слоя. Некондиционная стружка и крупные сколы поступают в транспортер 10 и далее на сжигание в котельной.
Изменение частоты колебания рамок с ситами и скорости скребкового транспортера на участках разделения стружки на фракции позволяет регулировать производительность и оперативно управлять соотношением между слоями, не нарушая требования по составу каждой фракции.
Предлагаемая транспортная система сортировки стружки в производстве древесно-стружечных плит позволяет выполнить процесс сортировки в соответствии с требованиями технологического регламента и обеспечить необходимое соотношение фракционного состава стружки для внутреннего слоя, и обкладочных слоев.
Это требование является очень важным в технологическом процессе производства древесностружечных плит по следующим показателям:
- сокращается % выпуска брака;
- снижается расход клея;
- повышаются физико-механические показатели при снижении средней плотности плит;
- увеличивается объем выпуска плит соответствующих классу эмиссии Е-1;
- повышается сортность выпускаемых плит;
- снижаются затраты на производство плит.
Убирается наиболее отрицательный фактор - запыленность оборудования и помещения участка сортировки стружки, что является основной причиной пожаров и взрывов, которые происходят практически постоянно на всех производствах ДСтП с разной степенью последствий.
Данная система сортировки сухой стружки в производстве древесностружечных плит позволяет решить следующее:
- качественное разделение сухой стружки на фракции;
- исключает пожарную и взрывную опасность участка сортировки стружки;
- исключаются внутрисменные простои на чистку сит и оборудования;
- исключается необходимость в строительстве здания для участка сортировки сухой стружки;
- исключаются затраты на приобретение оборудования сортировки стружки типа PALL;
- исключается необходимость в энергоемком пневмотранспорте;
- резко снижается расход электроэнергии;
- оперативно регулируется соотношение стружки между внутренним и обкладочным слоями;
- предоставляется возможность управлять процессом сортировки сухой стружки с помощью контроллера и исключить человеческий фактор.