Лінія для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев

Реферат: Лінія для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев містить технологічне місце з електропилкою для поперечного розкроювання колод на кряжі, однопільний стрічково-пилковий верстат для обрізання опуклих крайніх шарів кряжів для перетворення їх у прямокутні у перерізі бруси-заготовки, автоклав для теплової обробки брусів-заготовок, агрегат для стругання ламелю, на якому стругають бруси-заготовки на ламелі у поздовжньому напряму, агрегат для сушіння ламелю, а також сортувальний стіл. Агрегат для стругання ламелю оснащений замкненим контуром для автоматичного повернення решти бруса-заготовки на вихідну позицію після зрізання чергового шару деревини, а також біля агрегату для сушіння ламелю розташована ємність з щавлевою кислотою, у яку занурюють частково підсушений ламель та витримують його в ній декілька секунд, за які щавлева кислота всмоктується у деревину ламелю та знебарвлює плями, а потім оброблений таким чином ламель повертають на остаточне сушіння у агрегат для сушіння. UA 116331 U (12) UA 116331 U UA 116331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до деревообробної промисловості, зокрема до обладнання для виготовлення струганого ламелю, який може бути використаний для облицювання дерев'яних та інших виробів, виготовлення меблів, підлог тощо, а також як самостійний виріб. Відоме обладнання для виробництва струганого шпону, яке включає електропилку для поперечного розкрою колод на кряжі, які піддаються тепловій обробці у автоклаві, після чого потрапляють на окоркування на радіально-стругальному верстаті. Далі відбувається радіальне стругання шпону на шпоно-стругальному верстаті. Отриманий шпон збирають у штабелі і сушать у агрегаті для сушіння, а готовий шпон сортирують на звичайному столі [див. книгу: "Производство строганного шпона", М.: Лесная промышленность, 1975. - С. 11]. Основним недоліком цього обладнання є низький вихід радіального шпону, який за своїми технологічними показниками (шорсткість, схильність до розтріскування, відшаровування пізньої деревини річних шарів тощо) перевершує тангенціальний шпон. Крім цього, виготовлення струганого шпону з використанням даного обладнання супроводжується переустановленням заготовок, що збільшує трудовитрати. Відоме також обладнання для виробництво шпону, що включає електропилку для поперечного розкрою колод на кряжі, верстат для калібрування кряжів на круглі заготовки, багатопільний пилковий верстат для поздовжнього розкрою заготовки на шпон шляхом розпилювання її декількома пилками, що дозволяє за один прохід повністю розпустити заготовку на шпон, шліфований верстат для поверхневого обробітку шпону, а також сортувальний стіл для збирання готового шпону у штабелі [див. статтю: Алексеев А.Е. "Базирование лесоматериалов в лесопилении", Обзорная информация. Μ.: ВНИПИЭИлеспром, 1990 - С. 4-5 - (Деревообработка; Вып. 3)]. Незважаючи на те, що заготовка повністю розпускається на шпон з однієї технологічної позиції, основним суттєвим недоліком відомого технічного рішення є низький вихід готової продукції. Оскільки пилки мають певну товщину, частина, майже половина, заготовки перетворюється ними у тирсу. При виготовленні шпону з твердолистяних або цінних порід деревини, таке ставлення до неї є марнотратством. Крім того, отримані таким способом смуги деревини потребують подальшої обробки поверхонь для перетворення їх у якісний шпон, оскільки різ від пилок має нерівності. Це призводить також до додаткової втрати деревини, енергетичних та трудових ресурсів. Найбільш близькою за своєю суттю та ефекту, що досягається, і яка приймається за прототип, є лінія для виробництва струганого шпону, яка включає технологічне місце з електропилкою для поперечного розкроювання колод на кряжі, однопільний стрічково-пилковий верстат для обрізання опуклих крайніх шарів кряжів під кутом у поздовжньому напрямі для перетворення кряжів у прямокутні у перерізі бруси (заготовки), автоклав для тепловій обробці брусів, стругальний верстат, де відбувається стругання заготовок на шпон у поперечному поздовжній осі заготовки напряму, агрегат для сушіння шпону, а також сортувальний стіл [див. пат. Російської Федерації № 2414348 з класу B27L 5/00 опублікований 23.03.2011 року]. Основним суттєвим недоліком відомої лінії для виробництва шпону є невиправдане застосування обладнання для попередньої підготовки кряжів до стругання (операція зрізання зовнішніх шарів під кутом), зокрема, перетворення кряжів у бруси-заготовки прямокутного перерізу. Для такого пропилювання треба використовувати додаткове обладнання, яке дозволяє змінювати орієнтацію заготовки відносно горизонту. Проте, необхідність виконувати перші пропили під кутом, обумовлена невдосконаленістю технології самого стругання брусазаготовки на шпон, зокрема тим, що лезо ножа при струганні входить перпендикулярно напряму свого руху поздовж бруса-заготовки (або руху бруса-заготовки відносно ножа - значення немає). Завдяки тому, що волокна деревини при косому зрізу крайніх шарів, волокна деревини у брусізаготовці вже не орієнтовані паралельно лінії різу, тобто вони розташовані під кутом до леза ножа, що дозволяє уникнути появи відколів та задирок на вході леза ножа у брус-заготовку та виході леза з неї. Але це актуально при поперечному стругання бруса-заготовки, в той час, як при поздовжньому стругання в цьому необхідності не виникає, оскільки волокна деревини опиняються паралельно лінії різу. Другим суттєвим недоліком цієї лінії для виробництва шпону є те, що для стругання шпону бруси-заготовки треба збирати та скріплювати щільно у штабелі, що потребує певного часу та трудових витрат, або, якщо стругати кожну брус-заготовку окрема, кожного разу її підіймати на товщину шпону (або опускати ніж - значення немає). Третім суттєвим недоліком цієї лінії для виробництва шпону є високий відсоток виходу бракованих виробів через те, що на поверхні шпону виникають хаотично фіолетові плями різних розмірів та форми, що робить такий шпон непридатним для подальшого застосування, наприклад, як облицювальний матеріал чи як самостійний виріб через повну втрату споживчої 1 UA 116331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 привабливості. Ці фіолетові плями виникають внаслідок контакту деревини, з якої стругають шпон, з металевими елементами та вузлами технологічного обладнання. Оскільки брусзаготовку стругають на шпон у зволоженому стані, волога містить сік деревини, який вступає у хімічну реакцію з залізом, переважно "чорних" видів металів (звичайні та вуглецеві сталі), з яких зазвичай виготовлюють вузли та елементи технологічного обладнання, зокрема, ножі для стругання шпону. Під час хімічної реакції деревний сік змінює свій колір з безбарвного на фіолетовий (до речі, саме так за давніх часів робили чорнила). Проте, у відомій лінії відсутнє обладнання, яке б змогло облагородити поверхню шпону, а отже, відома лінія не забезпечує 100-відсоткове уникнення браку з тієї причини. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності лінії для виробництва шпону (ламелю) з твердолистяних порід дерев та зниження браку за рахунок виключення операції збирання брусів-заготовок у штабелі перед струганням, а також знищення небажаних хаотично розташованих фіолетових плям на поверхні виробу, шляхом введення до складу лінії додаткового обладнання з відповідними властивостями, які дозволяють досягти бажаного результату. Рішення поставленої задачі досягається тим, що лінія для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев, яка включає технологічне місце з електропилкою для поперечного розкроювання колод на кряжі, однопільний стрічково-пилковий верстат для обрізання опуклих крайніх шарів кряжів для перетворення їх у прямокутні у перерізі бруси-заготовки, автоклав для тепловій обробці брусів-заготовок, агрегат для стругання ламелю, на якому відбувається стругання брусів-заготовок на ламель у поздовжньому напряму, агрегат для сушіння ламелю, а також сортувальний стіл, згідно з пропозицією, агрегат для стругання ламелю оснащений замкненим контуром для автоматичного повернення решти бруса-заготовки на вихідну позицію після зрізання чергового шару деревини, а також біля агрегату для сушіння ламелю розташована ємність з щавлевою кислотою, у яку занурюють частково підсушений ламель та витримують його в ній декілька секунд, за які щавлева кислота всмоктується у деревину ламелю та знебарвлює плями, а потім оброблений таким чином ламель повертають на остаточне сушіння у агрегат для сушіння. Зрозуміло, вказана ємність може бути встановлена у будь-якому зручному місці, а також у лінії може бути встановлений додатковий агрегат для часткового підсушування ламелю. Зрозуміло, у разі використання обладнання, технологічні вузли якого виготовлені з матеріалу, який не запобігає утворенню небажаних плям на ламелю (наприклад, з нержавіючої сталі, кераміки, пластику, композитних матеріалів тощо), ємність для щавлевої кислоти у складі лінії відсутня, оскільки в ній просто немає потреби. Завдяки оснащенню лінії замкненим контуром з стрічкових конвеєрів, робітнику достатньо початковий брус-заготовку покласти на будь-який стрічковий конвеєр з контуру і він автоматично буде пересуватися і до агрегату для стругання ламелю і, огинаючи цей агрегат по контуру, повертатися після кожного циклу різання на вихідну позицію без участі людини. Це максимально збільшує продуктивність агрегату та безпечність праці. Завдяки зануренню ламелю у ємність з щавлевою кислотою, остання знебарвлює фіолетові (майже чорні) плями на неї. Інша кислота до цього не підходить, що доведено дослідним шляхом. А завдяки тому, що ламель заздалегідь частково підсушений, щавлева кислота всмоктується у деревину, тобто виникає ефект швидкого просочення кислотою поверхневого шару ламелю на певну глибину, а отже, остаточний поверхневий обробіток ламелю (шліфування) не впливає на появу таких плям на поверхні, що дозволяє дійсно облагородити цей виріб. Отже, сукупність внесених нових суттєвих ознак, які дозволили надбати запропонованій лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев нових якостей, отриманих завдяки внесенню до неї принципових змін у конструктивну схему обладнання для виробництва ламелю, зокрема оснащенню агрегату для стругання ламелю замкненим контуром з набору стрічкових конвеєрів, що спростило перестановку брусів-заготовок, та ємністю з рідиною для облагородження ламелю шляхом позбавлення небажаних кольорових плям на його поверхні та саме так відновити природну деревинну фактуру виробу, а отже, запобігти появі браку з цієї причини, тобто досягти певного технічного результату. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображена схема запропонованої лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев, вигляд зверху. Склад запропонованої лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев пояснюється разом з принципом її роботи. Лінія починається з ділянки, де відбувається сортування колод 1 за діаметром будь-яким відомим способом, наприклад, візуально за допомогою шаблонів діаметрів. Далі розташоване 2 UA 116331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 технологічне місце для поперечного розкроювання колод 1 на кряжі 2 потрібної довжини за допомогою з електропилки 3 будь-якої відомої конструкції. За ним розташований однопільний стрічково-пилковий верстат 4 будь-якої відомої конструкції, наприклад моделі Wood-Mizer, для обрізання опуклих крайніх шарів кряжів 2 для перетворення їх у прямокутні у перерізі брусизаготовки 5. Потім бруси-заготовки 5 потрапляють у автоклав 6 будь-якої відомої конструкції, де вони піддаються тепловій обробці. Під час теплової обробки, волога на поверхні бруса-заготовки 5 закипає та утворена пара дифундує всередину бруса-заготовки 5, що призводить до швидкого прогрівання та зволоження бруса-заготовки 5 за всією товщиною. Крім того, з підвищенням температури деревини зменшується її опір деформуванню, а також з підвищенням температури значно збільшується вологопровідність деревини. Волога, що знаходиться в деревині, під час нагрівання стає менше в'язкою, тому полегшується просочення нею бруса-заготовки 5. Таким чином брус-заготовку 5 підготовлюють до стругання її ножем на ламель. Операцію стругання бруса-заготовки 5 на ламель здійснюють, коли останній знаходиться у гарячому та вологому стані (розпарений). Отже, розпарені бруси-заготовки 5 передаються до агрегату для стругання 7 ламелю, на якому відбувається стругання брусів-заготовок 5 у поздовжньому напряму на ламель нерухомим косим ножем 8. Стругання відбувається ножем 8, лезо якого розташоване під гострим кутом до напряму стругання. Тобто лезо ножа 8 входить у кут бруса-заготовки 5 з мінімальним опором останнього, що дозволяє уникнути утворення задирок на передньому торці бруса-заготовки 5, а при виході леза ножа 8 при кінці бруса-заготовки 5 - утворення відколів на задньому його торці. Агрегат для стругання 7 ламелю оснащений замкненим контуром для автоматичного повернення решти бруса-заготовки 5 на вихідну позицію після зрізання чергового шару. Цей замкнений контур починається з стрічкового конвеєру 9, розташованим перед агрегатом для стругання 7, який забезпечує пересування бруса-заготовки 5 до ножа 8 агрегату для стругання 7. Після агрегату для стругання 7 розташований ще один стрічковий конвеєр 10, який приймає на себе залишок бруса-заготовки 5, який сходить з агрегату для стругання 7. Стрічкові конвеєри 9 і 10 прямоточні і забезпечують разом подання бруса-заготовки 5 до агрегату для стругання 7 і відведення його від нього. До зовнішнього торця стрічкового конвеєра 10 примикає перпендикулярно стрічковий конвеєр 11, на якому брус-заготовка 5 розгортається і пересувається зо зворотного стрічкового конвеєра 12, який пересуває брус-заготовку 5 уздовж агрегату для стругання 7 до перпендикулярного стрічкового конвеєра 13, по якому брусзаготовка 5 пересувається до стрічкового конвеєра 9, тобто на вхідну позицію агрегату для стругання 7. Отриману таким чином ламель відправляють до агрегату для сушіння 14, де він частково підсушується. Потім ламель занурюють на декілька секунд у ємність 15 з розчином щавлевої кислоти, яка за рахунок процесу адгезії (цьому сприяє попереднє підсушення ламелю) проникає всередину деревини, вступає у хімічну реакцію з фіолетовими плямами на поверхні ламелю та знебарвлює їх. Далі ламель знов повертають до агрегату для сушіння 14, де він остаточно висушується. Потім готовий ламель потрапляє на сортувальний стіл 16, де відбувається його штабелювання та упакування. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Заявлена лінія для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев не містить у своєму складі вузлів та деталей, які б неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у галузі конструювання обладнання для деревообробної промисловості, а отже є придатною для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено подібних ліній для виробництва ламелю із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення відповідає критерію "новизна" та вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованої лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев полягає у наділенні його закуреним контуром зі стрічкових конвеєрів, а також ємністю з розчином для облагороджування поверхні ламелю. Вказані відмінності, у сукупності, дозволяє автоматизувати процес повернення бруса-заготовки на вихідну позицію агрегату для стругання без участі людини, а також отримувати ламель тільки з кольором природної деревини за всією поверхнею за рахунок її обробітку щавлевою кислотою. Жодна з відомих ліній у даній галузі знань не може водночас володіти всіма перерахованими властивостями, оскільки не містять у своєму складі всієї сукупності заявлених ознак. 3 UA 116331 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 До технічних переваг запропонованої лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - автоматичне пересування бруса-заготовки навколо агрегату для стругання за рахунок наявності у складі лінії замкненого контуру, утвореного набором розташованих певним чином стрічкових конвеєрів; - підвищення продуктивності за рахунок роботи лінії безперервно у автоматичному режимі; - підвищення продуктивності лінії за рахунок можливості розташування на замкненому контуру конвеєрів декілька заготовок; - спрощення обслуговування лінії за рахунок автоматизації процесу пересування по неї брусів-заготовок. - облагородження деревини ламелю за рахунок хімічного впливу кислоти на кольорові плями, що виникають під час контакту напівфабрикатів з металевими вузлами та деталями технологічного обладнання лінії; - забезпечення гарантованого всмоктування кислоти у поверхню ламелю за рахунок попереднього його підсушування; - максимальне спрощення технології облагородження деревини ламелю за рахунок звичайного занурення ламелю у кислоту; - максимальне скорочення часу облагородження деревини ламелю за рахунок витримування у кислоті лиш декілька секунд. Соціальний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок відсутності бракованих виробів з причин неналежного їх вигляду, а також за рахунок підвищення безпеки виробництва внаслідок автоматизації процесу пересування брусів-заготовок на вихідну позицію агрегату для стругання ламелю. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зниження вартості готового виробу внаслідок відсутності браку через непривабливість через наявність фіолетових плям, а також за рахунок підвищення продуктивності виробництва ламелю. Після опису запропонованої лінії для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі модифікації елементів та вузлів лінії та технологічних операцій, зокрема, режими теплової обробки, використовуване обладнання, розчин кислоти тощо, можуть змінюватися залежно від порід дерев та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що брус-заготовка пересувається автоматично по замкненому контуру навколо агрегату для стругання ламелю, а також те, що частково підсушений ламель занурюють у щавлеву кислоту на декілька секунд для знебарвлення фіолетових плям з неї, і саме ці обставини, у сукупності, дозволяють надбати запропонованій лінії для виробництва ламелю вищеперераховані й інші переваги. Використання або вилучення окремих вузлів з лінії, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші лінії, подібні описаним, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 4 UA 116331 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Лінія для виробництва ламелю з твердолистяних порід дерев, що містить технологічне місце з електропилкою для поперечного розкроювання колод на кряжі, однопільний стрічково-пилковий верстат для обрізання опуклих крайніх шарів кряжів для перетворення їх у прямокутні у перерізі бруси-заготовки, автоклав для теплової обробки брусів-заготовок, агрегат для стругання ламелю, на якому стругають бруси-заготовки на ламелю у поздовжньому напряму, агрегат для сушіння ламелю, а також сортувальний стіл, яка відрізняється тим, що агрегат для стругання ламелю оснащений замкненим контуром для автоматичного повернення решти бруса-заготовки на вихідну позицію після зрізання чергового шару деревини, а також біля агрегату для сушіння ламелю розташована ємність з щавлевою кислотою, у яку занурюють частково підсушений ламель та витримують його в ній декілька секунд, за які щавлева кислота всмоктується у деревину ламелю та знебарвлює плями, а потім оброблений таким чином ламель повертають на остаточне сушіння у агрегат для сушіння. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5