Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 2
Основные типы окорочных барабанов
Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 1
Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 3. Конструктивные элементы окорочных барабанов
Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 4. Технологические характеристики процесса сухой окорки в барабанах
Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 5. Размеры окариваемых лесоматериалов
Повышение эффективности групповой механической окорки лесоматериалов. Часть 6
Рисунки и таблицы смотрите в PDF-версии журнала
В гамме окорочного оборудования известны корообдирочные барабаны для окорки хлыстов и деревьев с кроной, но они не применяются в России из-за огромных размеров и трудностей с подготовкой сырья к окорке, особенно в зимний период. Бункерные корообдирки в ЦБП России в настоящее время уже не эксплуатируются.
Есть окорочные барабаны периодического и непрерывного действия. Барабаны периодического действия используют для окорки сплавной, свежесрубленной и низкокачественной древесины. Цикличность работы резко снижает производительность, поэтому такие барабаны пригодны для эксплуатации на небольших производствах.
Барабаны непрерывного действия предназначены для окорки короткомерных (1,2-2,2 м) лесоматериалов и бревен средней длины (4-6 м). В последнее время созданы барабаны для окорки лесоматериалов как средней длины, так и короткомерных.
Для окорки лесоматериалов длиной 4,5-6 м в Швеции фирмой КМW созданы барабаны конической формы длиной 45-60 м, которые служат для окорки свежесрубленной и сплавной древесины в теплое время года. Лесоматериалы должны быть правильной формы, с небольшой кривизной, отсортированы по диаметру. Предъявляются и другие требования, ограничивающие применение таких барабанов.
Широкое распространение в России получили барабаны для окорки короткомерных лесоматериалов. Это оборудование предназначено для окорки мокрым, полусухим и сухим способом. Окорка бревен длиной 1,2-2,2 м позволяет использовать долготье с первоначальной длиной до 6,5 м после раскряжевки на слешере.
Барабаны мокрой окорки представляют собой конструкцию, помещенную в ванну, обеспечивающую заполнение барабана водой на треть диаметра. Окорка происходит за счет трения бревен друг о друга при обильном смачивании коры водой. Длина такого барабана - до 15 м, диаметр - до 6 м, частота вращения - до 4 мин-1. В барабанах хорошо окоряется свежесрубленная и сплавная древесина при небольшом объеме отходов (до 1,5%). Производительность - до 40-50 м3/ч. Однако большой расход воды (до 10 м3 на 1 м3 древесины) и довольно низкая производительность обусловили их замену барабанами полусухой и сухой окорки.
Барабаны полусухой окорки состоят из двух-трех секций (зон). В первую (глухую) секцию подается горячая вода (40-80 °С), что создает условия для размораживания и увлажнения коры, обеспечивая хорошую окорку почти любых лесоматериалов. Расход воды в таком оборудовании сокращен до 2-3 м3 на 1 м3 древесины, а с учетом организации оборота воды - до 1,0-1,5 м3 на 1 м3 древесины. Можно окорять бревна длиной 1-3 и даже 6 м (в зависимости от диаметра барабана). Производительность достигает 300-400 пл. м3/ч (табл. 1).
Конструкции барабанов сухой окорки (рис. 1) и барабанов полусухой окорки почти идентичны, разница лишь в том, что в первых глухая зона используется для подачи и удержания внутри барабана пара. Пар 130-140 °С подается в барабан в количестве 25-55 кг/пл. м3, что обеспечивает размораживание коры. При таком способе окорки нет стоков, а влажность коры увеличивается только на 1-1,5%.
длиной 0,75–1,2 м
Для окорки низкокачественной древесины (с большим содержанием гнили, с большой кривизной и т. д.) используются барабаны типа КБ-3, КБ-6 и КБ-12 (табл. 2), которые устанавливают на нижних складах лесозаготовительных предприятий, лесоперевалочных базах, складах предприятий лесопромышленного комплекса.
В АО «Петрозаводскмаш» разработаны двухсекционные - КБ-420А (КБП-420А), КБ-425А (КБП-425А) и односекционные - КБ-420Б (КБП-420Б), КБ-425Б (КБП-425Б) и ЛТ-3.02 окорочные барабаны.
окорочных барабанов АО «Петрозаводскмаш»
Двухсекционные барабаны КБ-420А (КБП-420А), КБ-425А (КБП-425А) предназначены для окорки лесоматериалов хвойных и лиственных пород с использованием подогретой воды или пара (табл. 3, рис. 2) для интенсификации окорки. Продольное перемещение древесины осуществляется за счет разности уровней древесного сырья в барабане на загрузке и выгрузке. Бревна поступают в первую (со стороны загрузки) секцию барабана. Для интенсификации процесса окорки через коллектор, оснащенный задвижкой, в барабан подается вода или пар. Во второй секции барабана происходит окончательная окорка древесины.
Древесина из барабана выгружается через проем в торцовой стенке под действием силы тяжести.
Для достижения заданной производительности барабана сечение проема регулируется затвором. Возможно полное прекращение выгрузки древесины. Кроме того, от положения затвора зависит качество окорки.
В комплект поставки двухсекционных барабанов входят: секции барабана, опорные станции, приводные станции, стенка барабана со стороны загрузки, стенка барабана со стороны выгрузки, разделительная стенка с колпаком, комплект защитных кожухов, щиты и пульты управления, комплект запасных и монтажных частей.
Таблица 5. Технические характеристики односекционных
окорочных барабанов АО «Петрозаводскмаш»
Таблица 6. Конструктивные размеры барабанов для балансов
длиной, не превышающей 0,6 диаметра барабана,
по ОСТ 26-08-2002-77
Односекционные корообдирочные барабаны КБ-420Б (КБП-420Б), КБ-425Б (КБП-425Б) и ЛТ-3.02 предназначены для групповой окорки лесоматериалов хвойных и лиственных пород с использованием подогретых воды или пара (табл. 4 и 5, рис. 3). Управление барабаном дистанционное, с центрального пульта. В наладочном режиме управлять работой отдельных механизмов барабана можно с местных пультов. Барабаны могут поставляться как с постоянной, так и с регулируемой частотой вращения.
В комплект поставки односекционных барабанов входят: секция барабана, опорно-упорные и опорно-приводные станции, выпускное устройство, загрузочный лоток, установка короотводящих лотков, гидравлическая станция, комплект запасных и монтажных частей.
В СССР основные конструктивные размеры барабанов для балансов длиной, не превышающих 0,6 диаметра барабана, регламентировались ОСТ 26-08-2002-77, предусматривающим типоразмеры окорочных барабанов, которые приведены в табл. 6.
Отраслевой стандарт устанавливал два типа корообдирочных барабанов. Барабаны типа КБС предназначены для сухой окорки низкокачественной древесины и отходов лесозаготовок на предприятиях лесной промышленности. В этих барабанах боковые стенки перфорированы по всей длине, а на их внутренней поверхности есть механические интенсификаторы для снятия коры - ножи. Барабаны оборудуются приспособлениями для подачи пара или иного теплоносителя в зимних условиях. Барабаны типа КБ предназначены для полусухой окорки балансов и технологических дров в целлюлозно-бумажном производстве. В их конструкцию входят перфорированные (открытые) и глухие секции, в которые подается вода для замачивания древесины. Диаметр и длина барабана - основные параметры конструкции, от которых зависят производительность, технология изготовления и монтажа установки.
Для существующих конструкций справедлива эмпирическая зависимость: D = L(1,5÷2,2), где D - диаметр барабана, L - длина обрабатываемых балансов.
В барабанах большого диаметра (5,5-6,0 м) можно окаривать бревна длиной до 6 м, благодаря чему отпадает необходимость в установке слешера для разделки долготья и упрощается процесс подготовки сырья.
В то же время окорка в таких барабанах связана с значительным расходом теплоносителя, так как велики расходы тепла на нагрев самого барабана и той его части, которая не заполнена древесиной. Устранить этот недостаток позволяет применение транспортера с камерой для размораживания и промывки древесины, разработанного фирмой «Андритц Коне-Вуд» (Финляндия).
для порубочных остатков и низкокачественной древесины
Для окорки порубочных остатков и низкокачественной древесины в условиях верхних и нижних складов лесозаготовительных предприятий в советский период Пермским конструкторско-технологическим бюро и Пермским экспериментальным механическим заводом объединения «Пермлеспром» были разработаны несколько окорочных барабанов: БК 1,8×1,8 (экспериментальный); БК 1,8×2,4; БМП 1,9×2,8. Для этих же целей Московскими экспериментальными механическими мастерскими и Ижевским экспериментальным ремонтно-механическим заводом был создан окорочный барабан ЛО-20 (БОМП-3), а объединением «Красноярсклеспром» в 1969 году выпущен двухсекционный барабан КТБ. Технические характеристики этих барабанов приведены в табл. 7.
Некоторые окорочные барабаны периодического действия могут устанавливаться стационарно или использоваться как передвижные с установкой на транспортные средства - трейлер или платформу узкоколейной железной дороги.
В последние годы зарубежные фирмы разрабатывают технические решения, позволяющие совмещать операции очистки вершин деревьев и стволов тонкомерных деревьев от сучьев с окоркой.
Перспективность такого направления объясняется тем, что операции групповой очистки деревьев от сучьев и окорки основаны на одинаковом ударно-фрикционном принципе работы.
В работах некоторых иностранных авторов1 справедливо указывается на целесообразность выполнения групповой очистки тонкомерных деревьев от сучьев, ветвей и коры в барабанах. Необходимость использования сучкорезно-окорочных барабанов для повышения выхода щепы и получения дополнительного топлива обосновывается тем, что она компенсирует рост затрат на лесозаготовительные и транспортные операции при проведении рубок ухода.
В последние годы шведскими фирмами разработаны и запатентованы в Швеции, США, Франции, России конструкции секционных барабанов для групповой обработки деревьев и частей этих конструкций, хорошо вписывающиеся в технологический процесс производства древесной щепы. В первой секции таких барабанов деревья или их части очищают от сучьев, а обломанные сучья и древесную зелень удаляют через прорези в корпусе барабанов, во второй секции выполняется окорка древесины.
Технологию групповой обработки деревьев в сучкорезно-окорочных барабанах впервые применила в Швеции фирма «Билеруд», создавшая установку для переработки в год 500 тыс. м3 древесины, из которой вырабатывается 300 тыс. м3
древесной массы и 200 тыс. м3 твердого топлива. Секционный барабан фирмы «Билеруд» диаметром 5 м обрабатывает пачки деревьев с поперечным сечением 3-4 м.
В зимнее время для улучшения процесса обработки к механизму загрузки барабана подводят пар для растапливания льда, снега и оттаивания коры. Реверсивный привод позволяет вращать барабан в обе стороны, благодаря чему он успешно очищает от сучьев и окоряет стволы деревьев разных пород.
При этом обеспечивается равномерный износ корпуса барабана, ведущих шестерен и привода, что дает возможность снизить затраты на обслуживание оборудования и увеличить срок службы установки.
Игорь ГРИГОРЬЕВ, д-р техн. наук,
Борис ЛОКШТАНОВ, канд. техн. наук,
Ольга КУНИЦКАЯ, канд. техн. наук,
Антон ГУЛЬКО, аспирант,
кафедра технологии лесозаготовительных производств СПбГЛТУ
