УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области сушки лесоматериалов и может быть использована в устройствах для ротационной сушки древесных материалов.
Известен способ и устройство для ротационной сушки лесоматериалов в устройстве центробежного типа. (П.С. Серговский. Гидротермическая обработка и консервирование древесины, М.: Лесная промышленность, 1987, стр.239-240). Устройство включает платформу для размещения на ней лесоматериалов и механизм вращения с приводом. Лесоматериалы располагают радиально относительно оси вращения.
Известен также способ и устройство для ротационной сушки лесоматериалов в устройстве центробежного типа. (А.С. СССР №450064, В26F 5/08, опуб.15.11.74). Устройство включает платформу для размещения на ней лесоматериалов и механизм вращения с приводом, причем механизм вращения выполнен в виде карданного вала. Лесоматериалы располагают радиально относительно оси вращения.
Недостатками известных способов являются вибрации из-за неравномерного распределения массы лесоматериалов относительно оси вращения ротора и динамические нагрузки, разрушающие опоры вала центрифуги.
Известно устройство для сушки лесоматериалов, компенсирующее неравномерность распределения массы лесоматериалов за счет крепления платформы центрифуги посредством карданного подвеса.(Пат. на полезную модель №76108, F26В 11/08, опуб. 10.09.2008 г.)
Недостатком известного технического решения является ограниченная грузоподъемность платформы и сложность конструкции карданного подвеса.
Известно газодинамическая центрифуга (С.М.Аринкин и др. Самоустанавливающиеся опоры. Инженерно-физический журнал, том 82, №1, HAH Беларуси, институт тепло и массообмена им. А.В.Лыкова, 2009, стр.60, прототип).
В прототипе применен ротор в виде сферического сегмента, вращающейся внутри сферической чашки равного радиуса кривизны. Между ними под давлением подается воздух. Вращение обеспечивается за счет аэродинамических профилей, выполненных на боковой поверхности ротора.
Отсутствие жестких связей позволяет ротору после всплытия под действием потока сжатого воздуха, создаваемого центробежными вентиляторами, вращаться относительно его главной центральной оси инерции, которая из-за конструктивных и технологических отклонений, а также от дисбаланса нагрузки не совпадает с вертикальной геометрической осью опоры. Это обеспечивает самобалансировку ротора.
Недостатками прототипа является то, что возможность самобалансировки ограничена величиной радиального зазора в торцевой плоскости статора. Если статический дисбаланс превысит допустимый, произойдет жесткий контакт ротора со статором, нарушение устойчивости работы центрифуги. Без дополнительных страхующих устройств и механизмов к аварии может привести внезапный отказ в работе вентиляторов, создающих подъемную силу ротора, внезапное за критическое перераспределение массы объекта переработки.
Техническая задача полезной модели состоит в повышении эффективности устройства за счет упрощения механизма вращения ротора и узла его самобалансировки, повышения надежности узла самобалансировки, обеспечения безопасности работы центрифуги при превышении допустимых величин статического дисбаланса или при перераспределении центров масс объектов обработки, что всегда имеет место при сушке лесоматериалов, а также обеспечения возможности повышения грузоподъемности ротора и повышения производительности устройства.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для сушки лесоматериалов, включающем станину, центрифугу, вращающийся ротор, имеющий платформу с приспособлением для размещения лесоматериалов, механизм вращения ротора, а также - узел самобалансировки ротора, - механизм вращения ротора снабжен размещенным в опорах с жесткими связями соосно ротору вертикальным приводным валом, на котором жестко смонтирован ротор, платформа ротора размещена на жестко связанной со станиной шаровой опоре, а узел самобалансировки ротора выполнен в виде смонтированного по его периметру и соосно ему полого тора, содержащего жидкость, причем узел самобалансировки ротора выполнен в виде смонтированного по его периметру и соосно ему полого тора, полость которого может быть, например, до половины его объема заполнена водой.
Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:
- механизм вращения ротора снабжен размещенным в опорах с жесткими связями соосно ротору вертикальным приводным валом, на котором жестко смонтирован ротор;
- платформа ротора размещена на жестко связанной со станиной шаровой опоре;
- узел самобалансировки ротора выполнен в виде смонтированного по его периметру и соосно ему полого тора, содержащего жидкость;
- узел самобалансировки ротора выполнен в виде смонтированного по его периметру и соосно ему полого тора, полость которого может быть, например, до половины его объема заполнена водой.
Это позволит повысить эффективность устройства за счет упрощения механизма вращения ротора и узла его самобалансировки, повышения надежности узла самобалансировки, обеспечения безопасности работы центрифуги при превышении допустимых величин статического дисбаланса или при перераспределении центров масс объектов обработки, что всегда имеет место при сушке лесоматериалов, а также обеспечения возможности повышения грузоподъемности ротора и повышения производительности устройства.
В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений.
Полезная модель применима и будет использоваться в отрасли в 2010 г.
На фиг.1 - изображена схема устройства для сушки лесоматериалов, вид спереди;
На фиг.2 - то же, вид сверху;
На фиг.3 - тоже, разрез по А-А на фиг.1, иллюстрирующий характер распределения в полости тора жидкости с центром массы m и его радиальной координатой е, а так же смещение центра суммарной массы М ротора с грузом с его радиальной координатой Е при дисбалансе ротора.
Устройство для сушки лесоматериалов включает центрифугу 1, вращающийся ротор 2, имеющий платформу 3 с приспособлением 4 в виде креплений 5 для радиального размещения лесоматериалов 6, механизм 7 вращения ротора 2, а также - узел 8 самобалансировки ротора 2. Платформа 3 ротора 2 размещена (контактирует с шарами опоры 9) на шаровой опоре 9, жестко связанной со станиной 10. Механизм 7 вращения ротора 2 снабжен размещенным в опорах с жесткими связями соосно ротору 2 вертикальным приводным валом 11, на котором жестко смонтирован ротор 2, что исключает возможность колебания вращающегося ротора 2 при статическом дисбалансе и изменении положения центров масс обрабатываемых лесоматериалов 6, а узел 8 самобалансировки ротора 2 выполнен в виде смонтированного по его периметру и соосно ему полого тора 12, содержащего жидкость 13.
Полость тора 12, например, до половины его объема заполнена, например, водой. Количество жидкости 13, размещаемой в полости тора 12 рассчитывается аналитически или подбирается экспериментально, исходя из величины дисбалансирующего момента ME.
Устройство работает следующим образом.
Лесоматериалы 6 креплениями 5 (например, хомутами) закрепляют радиально на платформе 3 ротора 2. Включают привод устройства (на фиг.1 условно не показан). За счет центробежных сил древесный сок выделяется из древесины в радиальном направлении. Таким образом, теряя влагу, лесоматериалы сохнут.
Компенсация дисбаланса ротора 2, возникающего за счет смещения центра суммарной массы М ротора и лесоматериалов от оси вращения приводного вала 11 на величину Е (см. фиг.3) и имеющего место всегда из-за конструктивных (в пределах нормируемых величин) неточностей, а также разности масс отдельных единиц лесоматериалов в процессе потери ими древесного сока - осуществляется за счет адекватного смещения центра масс m жидкости 13 на координату е (см. фиг.3). Тогда главная ось инерции ротора 2 сохраняет соосное положение с осью вращения приводного вала 11, что обеспечивает компенсацию дисбаланса, выполненные условия ME=me, a значит и снятие динамических нагрузок с опор приводного вала 11.
Количество жидкости 13, размещаемой в торе 12 рассчитывается аналитически или подбирается экспериментально, исходя из величины дисбалансирующего момента ME.
Геометрическими параметрами тора 12, являются его внутренний диаметр, определяемый диаметром ротора 2 и поперечное сечение, которое может быть круглым, квадратным, прямоугольным и т.д. Параметры сечения подбираются из условия размещения в полости тора 12 жидкости 13, объем которой равен половине объема полости тора 12.
Величина осевой нагрузки от веса ротора 2 с грузом, то есть грузоподъемность центрифуги, может быть как угодно велика и определяется несущей способностью шаровой опоры 9, которая является стандартным изделием.
Таким образом, полезная модель позволит повысить эффективность устройства за счет упрощения механизма вращения ротора и узла его самобалансировки, повышения надежности узла самобалансировки, обеспечения безопасности работы центрифуги при превышении допустимых величин статического дисбаланса или при перераспределении центров масс объектов обработки, что всегда имеет место при сушке лесоматериалов, а также обеспечения возможности повышения грузоподъемности ротора и повышения производительности.