Тіпальний вузол для обробки луб’яної сировини

Реферат: Винахід належить до галузі первинної переробки луб'яних культур, зокрема куделеприготувального агрегату для обробки луб'яної сировини, а саме технології механічної обробки луб'яної сировини, може бути використана для тіпання луб'яної пром'ятої сировини з метою очищення волокна від деревини та інших неволокнистих домішок. Поставлена задача удосконалення конструкції тіпального вузла для обробки луб'яної сировини, в якому за рахунок конструктивних особливостей можливо було б забезпечити ефективні умови порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, очищення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок, розширення можливостей переробки інших видів сировини, тобто підвищуючи його універсальність та ефективність, так і роботи куделеприготувального агрегату в цілому. В тіпальному вузлі для обробки луб'яної сировини, що складається з тіпального барабана, на якому розміщені бильні планки, над якими знаходяться тіпальні ножі, та решітка, що розміщена під тіпальним барабаном, бильні планки мають хвилястий профіль у поперечному перерізі, а їх робоча кромка виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, при цьому профіль кожної бильної планки зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок на півперіоду хвилі, а зверху на поверхні тіпальних ножів виконано виступ у вигляді гребеня, при цьому всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном змонтовані з можливістю обертання на осях планкові валки, а решітка UA 111013 C2 (12) UA 111013 C2 виконана з можливістю переміщення відносно тіпального барабана для регулювання зазору між решіткою і тіпальним барабаном. Таким чином, застосування запропонованої конструкції тіпального вузла для обробки луб'яної сировини дозволяє забезпечити підвищення ефективності порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, відділення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок, що в цілому підвищує ефективність роботи всього куделеприготувального агрегату та обумовлює можливість його широкого промислового використання. UA 111013 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до галузі первинної переробки луб'яних культур, зокрема куделеприготувального агрегату для обробки луб'яної сировини, а саме технології механічної обробки луб'яної сировини, може бути використана для тіпання луб'яної пром'ятої сировини з метою очищення волокна від деревини та інших неволокнистих домішок. В Україні основна маса короткого льоноволокна виробляється на куделеприготувальних лініях підприємств з первинної переробки льону. Відомий куделеприготувальний агрегат КПМЛ2М, який складається з шароформуючого механізму, м'яльної машини, тіпальних секцій, трясильної машини, системи пневмотранспорту, має складну тривузлову тіпальну частину. Основними робочими органами кожного тіпального вузла є дві пари рифлених живильних вальців, одна пара тіпальних барабанів та одна пара відбійних барабанів. Тіпальні барабани в першому і другому вузлах мають радіально розміщені бильні планки, що мають відкоси під кутом 30° відносно напрямку руху, а третій вузол тіпання має тіпальні барабани збільшеного діаметра з бильними планками під кутом 30° до радіуса. [Марков В.В. Первичная обработка льна и других лубяных культур/ Марков В.В. -М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - С. 308-313. - аналог]. Недоліком такої конструкції тіпальної частини куделеприготувального агрегату КПМЛ-2М є велика кількість вузлових-складових агрегату, що обумовлює високу метало- та енергоємність тіпальної частини і лінії в цілому, не сприяє однаково високоефективному переробленню сировини, що значно впливає на економічну ефективність процесу переробки. Для виробництва однотипного волокна відома безліч різних способів і пристроїв. Характерною рисою їх є те, що ці агрегати призначені для переробки відходів тіпання і не пристосовані для безпосередньої переробки стебел трести. У процесі м'яття здійснюється злам і руйнування деревини, порушення зв'язку між волокном і деревиною і часткове виділення костриці. Ця операція є підготовчою для подальшого очищення волокна від костриці в тіпальній частині. Відома також тіпально-чесальна частина агрегату для виділення однотипного волокна льону, що здійснює очищення волокна від костриці та інших неволокнистих тканин. У цій частині агрегату виділяється найбільша кількість костриці за рахунок інтенсивних дій тіпального барабана. Робочими органами тіпального барабана є радіально розташовані бильні планки і гребені, що по черзі впливають на шар оброблюваного матеріалу. Тіпально-чесальна частина агрегату призначена для переробки лляної трести з хаотичним розташуванням стебел у масі, складається з гладких вальців, живильного вальця, живильного лотка, тіпально-чесального барабана, колосникової решітки. [Гілязетдінов Р.Н. Розвиток наукових основ створення інноваційних технологій первинної переробки луб'яних культур: дис. … доктора техн. наук: 05.18.01/ Гілязетдінов Рубіль Нуртдинович. - Херсон, 2009. - С. 162-165. - аналог]. Однак, недоліками такої тіпально-чесальної частини агрегату є його конструктивне виконання, яке за рахунок радіального почергового розташування бильних планок і гребенів не дає достатнього ефекту очищення волокна від деревини та інших неволокнистих домішок, що в цілому негативно впливає на ефективність роботи всього куделеприготувального агрегату. Тіпальний вузол призначений для обробки лляної сировини з метою порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном після процесу м'яття лляної сировини, відділення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок. Тіпальний вузол для обробки лляної сировини є складовою частиною куделеприготувального агрегату, що містить рулонорозмотувач, сушильну машину, кілковий живильник, м'яльну машину, тіпальний вузол, трясильну машину з верхнім гребінним полем або з нижнім гребінним полем. Відомий тіпальний вузол для обробки лляної сировини, встановлений в куделеприготувальний агрегат, для тіпання трести льону олійного, що складається з тіпального барабана, на якому розміщені бильні планки, робоча кромка яких має хвилясту конфігурацію, над якими знаходяться тіпальні ножі, та решітки, що розміщена під тіпальним барабаном. Залежно від якості лляної пром'ятої сировини встановлюються різні зазори, які рівні між собою, між тіпальними ножами і бильними планками тіпального барабана та мають декілька позицій регулювання. [Інноваційні технології одержання нетканих та целюлозовмісних матеріалів з льону олійного: Монографія/ Л.А. Чурсіна, Г.А. Тіхосова, Т, М. Головенко, Т.О. МєняйлоБасиста; під ред. Л.А. Чурсіної. - Херсон: Олді-плюс, 2014. - С. 55-56, 71-75. - прототип]. Відомий тіпальний вузол є найбільш близьким до винаходу за технічною суттю і результатом, що досягається, і може бути вибраний за прототип. Однак, недоліками такого тіпального вузла є його конструктивне виконання, яке не надає достатнього ефекту порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, очищення волокна від деревини та інших неволокнистих домішок, що в 1 UA 111013 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цілому негативно впливає на ефективність роботи всього куделеприготувального агрегату. Крім того, він призначений для переробки лише одного виду сировини - трести льону олійного. В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції тіпального вузла для обробки луб'яної сировини, в якому за рахунок конструктивних особливостей можливо було б забезпечити ефективні умови порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, очищення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок, розширення можливостей переробки інших видів сировини, тобто підвищуючи його універсальність та ефективність, так і роботи куделеприготувального агрегату в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що в тіпальному вузлі для обробки луб'яної сировини, що складається з тіпального барабана, на якому розміщені бильні планки, над якими знаходяться тіпальні ножі, та решітки, що розміщена під тіпальним барабаном, бильні планки мають хвилястий профіль у поперечному перерізі, а їх робоча кромка виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, при цьому профіль кожної бильної планки зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок на півперіоду хвилі, а зверху на поверхні тіпальних ножів виконано виступ у вигляді гребеня, при цьому всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном змонтовані з можливістю обертання на осях планкові валки, а решітка виконана з можливістю переміщення відносно тіпального барабана для регулювання зазору між решіткою і тіпальним барабаном. Суттєвою відмінністю від прототипу є те, що конструктивне виконання тіпального вузла для обробки луб'яної сировини здійснено так, що технічне виконання бильних планок у поперечному перерізі виконано у вигляді хвилястого профілю, а їх робоча кромка виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, при цьому профіль кожної бильної планки зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок на півперіоду хвилі, а зверху на поверхні тіпальних ножів виконано виступ у вигляді гребеня, при цьому всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном змонтовані з можливістю обертання на осях планкові валки, а решітка виконана з можливістю переміщення відносно тіпального барабана для регулювання зазору між решіткою і тіпальним барабаном. Використання бильних планок, що мають хвилястий профіль у поперечному перерізі, робоча кромка яких виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, і, профіль кожної з яких зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок на півперіоду хвилі, виступу у вигляді гребеня зверху на поверхні тіпальних ножів, всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном змонтованих з можливістю обертання на осях планкових валків, та решітки, що виконана з можливістю переміщення відносно тіпального барабана для регулювання зазору між решіткою і тіпальним барабаном, дозволяє забезпечити підвищення ефективності умов порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, відділення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок, підвищуючи його універсальність та ефективність, так і роботи куделеприготувального агрегату в цілому. На Фіг. 1 схематично представлена конструкція тіпального вузла для обробки луб'яної сировини. На Фіг. 2 схематично представлено в збільшеній проекції конструктивне виконання бильної планки і тіпального ножа. На Фіг. 3 показано переріз бильної планки і тіпального ножа В-В. На Фіг. 4 представлено вигляд бильної планки зверху С-С. На Фіг. 5 показано переріз бильної планки D-D. Тіпальний вузол для обробки луб'яної сировини складається з тіпального барабана 1, решітки 2, що розміщена під тіпальним барабаном 1, планкових валків 3, які змонтовані з можливістю обертання на осях та розміщені всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном 1. На тіпальному барабані 1 закріплені бильні планки 4, що мають хвилястий профіль у поперечному перерізі, робоча кромка яких виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, над якими розміщені тіпальні ножі 5, що мають зверху виступ у вигляді гребеня. Тіпальний вузол для обробки луб'яної сировини працює наступним чином. Попередньо пром'ятий в м'яльній частині куделеприготувального агрегату шар луб'яної сировини за допомогою пари живильних вальців рівномірно подається в зону обробки тіпального вузла. Робочими органами тіпального барабана 1 тіпального вузла для обробки луб'яної сировини є бильні планки 4 та тіпальні ножі 5. Бильні планки 4 та тіпальні ножі 5, що закріплені на тіпальному барабані 1, що здійснює обертання від привода, почергово діють на матеріал пром'ятої луб'яної сировини, перехоплюють його, згинають та переміщують уздовж шару луб'яного матеріалу. Використання бильних планок 4, що мають хвилястий профіль у поперечному перерізі, робоча кромка яких виконана зрізанням під тупим кутом відносно 2 UA 111013 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 напрямку руху бильних планок, забезпечує достатньо високе відділення костриці та інших неволокнистих домішок від волокна. Завдяки специфічній конфігурації робочої кромки бильних планок 4 луб'яний матеріал, що піддається дії бильних планок 4, сковзає по робочій кромці, що надає ковзного згину та зсуву костри відносно волокна, а волокна завдяки своїй природній гнучкості легко огинають контури бильних планок 4, що підвищує ефективність очищення волокна. Край робочої кромки бильних планок 4 заокруглений по радіусу, що запобігає можливому значному пошкодженню волокна. Бильні планки 4 на тіпальному барабані 1 розміщені так, що профіль кожної бильної планки 4 зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок 4 на півперіоду хвилі. Завдяки такій конфігурації забезпечується більша зона піддавання дії бильних планок 4 матеріалу пром'ятої луб'яної сировини. Тіпальні ножі 5 діють на матеріал пром'ятої луб'яної сировини, зіскоблюючи костру з поверхні волокна. Тіпальні ножі 5 мають на поверхні виступ у вигляді гребеня, що при дії тіпальних ножів 5 на матеріал пром'ятої луб'яної сировини створює додаткові інерційні сили і інші сили: тертя, тиск, натягнення. При взаємодії такого виступу у вигляді гребеня тіпальних ножів 5 з матеріалом пром'ятої луб'яної сировини луб'яний матеріал ковзає по закругленій поверхні вершини гребеня тіпальних ножів 5, при цьому елементи луб'яного матеріалу отримують обертальний рух відносно центра кривизни вершини гребеня тіпальних ножів 5. Волокно завдяки своїй природній гнучкості легко огинає контури вершини гребеня тіпальних ножів 5, але костринки не згинаються разом з волокном, а виходять із шару луб'яного матеріалу, що сприяє виділенню костри та значно полегшує наступне її видалення інерційними силами. За рахунок зміни напряму відносної швидкості відбувається зміна абсолютної швидкості елементів шару при дії бильних планок 4 і тіпальних ножів 5 з виступом у вигляді гребеня. Із зміною абсолютної швидкості елементів пряди у момент взаємодії ними з робочими органами тіпального барабану 1 тіпального вузла для обробки луб'яної сировини виникає велике прискорення елементів шару в ділянці взаємодії. Сили інерції, що викликаються цими прискореннями, досягають значної величини і змінюються пропорційно квадрату швидкості робочих органів тіпального барабана 1. Інерційні сили, а разом з ними і інші сили: тертя, тиск, натягнення, що виникають в шарі при тіпанні, забезпечують видалення з оброблюваного матеріалу кострицю та інші неволокнисті домішки. Завдяки діям бильних планок 4 і тіпальних ножів 5 тіпального барабана 1 та виникаючих відцентрових сил частина луб'яного матеріалу переміщується в сторону планкових валків 3, що розміщені всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном 1. Луб'яний матеріал ударяється об контури планок планкових валків 3, вибиваючи при цьому кострицю із шару луб'яного матеріалу. Планкові валки 3 не зафіксовані та можуть обертатися навколо своєї осі. Відокремлена від волокна костриця та інші неволокнисті домішки просипаються крізь решітку 2, що розміщена під тіпальним барабаном 1. Після тіпання волокно подається до трясильної частини куделеприготувального агрегату. У тіпальному вузлі за рахунок можливості зміни положення решітки 2 відносно тіпального барабана 1 зазор між решіткою 2 і тіпальним барабаном 1 є регульованою величиною. При зменшенні зазору ступінь очищення волокна збільшується за рахунок збільшення кутів вигину шару по планках решітки 2, збільшення сил: тертя, тиску, натягнення, при збільшенні - навпаки. Регульованість зазору між решіткою 2 і тіпальним барабаном 1 надає можливість впливу на інтенсивність обробки луб'яного матеріалу залежно від його початкового стану. При зменшенні відстані від живлячого вузла до зони тіпання в тіпальному вузлі якість очищення волокна підвищується. Шар луб'яного матеріалу отримує дії від бильних планок 4 і тіпальних ножів 5 тіпального барабана 1 в тому випадку, якщо він утримується у живильному вузлі. Залежно від виду луб'яного матеріалу, його стану і якості можна регулювати зазори між бильними планками 4 та тіпальними ножами 5 тіпального барабана 1. За рахунок зміни частоти обертання тіпального вузла можна одержувати волокно з різним ступенем закостриченості. До того ж, конструкційна особливість бильних планок 4 та тіпальних ножів 5 дозволяє здійснювати обробку луб'яного матеріалу з різними технологічними характеристиками. Максимальна частота обертання тіпального барабана 1, що допускається для даної конструкції, практично може бути використана при обробці недолежаної сировини, а також сировини з підвищеною вологістю. Залежно від типу і фізико-механічних показників якості луб'яного матеріалу у складі куделеприготувального агрегату може бути встановлено один або декілька тіпальних вузлів для ефективного очищення луб'яної сировини від костриці та інших неволокнистих домішок. Запропонований винахід дозволить підвищити універсальність тіпального вузла для переробки стебел луб'яних культур через можливість перероблення всіх видів вітчизняної лубоволокнистої сировини. 3 UA 111013 C2 5 Таким чином, застосування запропонованої конструкції тіпального вузла для обробки луб'яної сировини дозволяє забезпечити підвищення ефективності порушення залишкових зв'язків між деревиною і волокном пром'ятої луб'яної сировини, відділення волокна від костриці та інших неволокнистих домішок, що в цілому підвищує ефективність роботи всього куделеприготувального агрегату та обумовлює можливість його широкого промислового використання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 Тіпальний вузол для обробки луб'яної сировини, що складається з тіпального барабана, на якому розміщені бильні планки, над якими знаходяться тіпальні ножі, та решітка, що розміщена під тіпальним барабаном, який відрізняється тим, що бильні планки мають хвилеподібний профіль у поперечному перерізі, а їх робоча кромка виконана зрізанням під тупим кутом відносно напрямку руху бильних планок, при цьому профіль кожної бильної планки зміщений відносно профілю сусідніх бильних планок на півперіод хвилі, а зверху на поверхні тіпальних ножів виконано виступ у вигляді гребеня, при цьому всередині тіпального вузла над тіпальним барабаном змонтовані з можливістю обертання на осях планкові валки, а решітка виконана з можливістю переміщення відносно тіпального барабана для регулювання зазору між решіткою і тіпальним барабаном. 4 UA 111013 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5