устройство для ориентации древесных частиц

Формула изобретения

Устройство для ориентации древесных частиц, включающее размещенный над формирующим транспортером в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий орган, соседние ветви которого расположены на расстоянии h друг от друга и выполнены с возможностью перемещения в противоположных направлениях при помощи привода, отличающееся тем, что устройство снабжено блоком задания, генератором ультразвуковых колебаний, двумя детекторами, двумя дифференцирующими усилителями, регулятором и двумя парами ультразвуковых излучателей-приемников, размещенными под углом ±(30-60°) относительно продольной оси стружечного ковра, расположенной на расстоянии h/2 от его кромки, причем выход генератора соединен с излучателями, выходы приемников через детекторы соединены со входами первого дифференцирующего усилителя, выход которого подключен ко второму входу второго дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с блоком задания, а выход через регулятор подключен к приводу гибкого органа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве древесных плит из ориентированной стружки (плит OSB).

Известно устройство для ориентации лигноцеллюлозных частиц, включающее направляющий орган, выполненный в виде бесконечной гибкой ленты, и привод для перемещения соседних ветвей направляющего органа в противоположных направлениях с постоянной скоростью [патент ФРГ № 2730403, М. кл ⁵ В29J 5/04. Vorrichtung zum Ausrichten von mit einem Bindemittel versehenen lignozellulosehaltigen Teilchen. 1980].

Известно устройство для ориентации древесных частиц, включающее бесконечный гибкий орган, выполненный с возможностью перемещения его соседних ветвей в противоположных направлениях с постоянной скоростью при помощи привода [SU № 1449344, М. кл.⁶ В27N 3/14. Устройство для ориентации древесных частиц, 1989, БИ № 1].

Недостаток известных устройств заключается в том, что с изменением длины ориентируемых древесных частиц при неизменной скорости перемещения гибкого органа угол ориентации частиц возрастает, и прочность изготовляемых древесных плит снижается.

Известно устройство для ориентации древесных частиц, включающее размещенный в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий орган, соседние ветви которого смонтированы с возможностью перемещения в противоположных направлениях с постоянной скоростью при помощи привода [SU № 1544568, М. кл.⁶ В27N 3/14. Устройство для ориентации древесных частиц, 1990, БИ № 7].

Недостаток известного устройства заключается в том, что постоянная скорость перемещения его гибкого органа оптимальна только для одной определенной длины ориентируемых частиц, при которой прочность изготовляемой плиты максимальна. При изготовлении плит из стружки другой длины угол ориентации стружки возрастает, что ведет к потере прочности изготовляемой плиты.

Изобретение решает задачу повышения качества ориентации древесных частиц.

Техническим результатом от использования изобретения является повышение качества ориентации за счет уменьшения угла ориентации древесных частиц, что позволяет увеличить прочность изготовляемых древесностружечных плит.

Технический результат достигается тем, что устройство для ориентации древесных частиц, включающее размещенный над формирующим транспортером в горизонтальной плоскости бесконечный гибкий орган, соседние ветви которого расположены на расстоянии h друг от друга и выполнены с возможностью перемещения в противоположных направлениях при помощи привода, согласно изобретению, снабжено блоком задания, генератором ультразвуковых колебаний, двумя детекторами, двумя дифференцирующими усилителями, регулятором и двумя парами ультразвуковой излучатель-приемник, размещенными под углом ±(30...60°) относительно продольной оси стружечного ковра, расположенной на расстоянии h/2 от его кромки, причем выход генератора соединен с излучателями, выходы приемников через детекторы соединены со входами первого дифференцирующего усилителя, выход которого подключен ко второму входу второго дифференцирующего усилителя, первый вход которого соединен с блоком задания, а выход через регулятор подключен к приводу гибкого органа.

Заявляемое устройство для ориентации древесных частиц отличается введением блока задания, генератора ультразвуковых колебаний, двух пар ультразвуковой излучатель-приемник, двух детекторов, двух дифференцирующих усилителей и регулятора.

Повышение качества ориентации достигается за счет автоматического поддержания такой скорости перемещения гибкого органа, при которой угол ориентации (укладки) древесных частиц относительно направления движения стружечного ковра минимален.

На фиг.1 представлена схема расположения элементов устройства, на фиг.2 - структурная схема устройства.

Устройство для ориентации древесных частиц содержит размещенный в горизонтальной плоскости гибкий орган 1, выполненный в виде бесконечной нити или ленты, огибающей ролики 2. Соседние ветви гибкого органа расположены на расстоянии h друг от друга и выполнены с возможностью перемещения в противоположных направлениях. Приводной ролик 3 приводится во вращение приводом 4, выполненным, например, в виде электродвигателя с редуктором (на фиг.1 не показаны). Устройство снабжено блоком задания 5, генератором 6 ультразвуковых колебаний частотой 40...60 кГц, двумя парами ультразвуковой излучатель-приемник 7-9 и 8-10, установленными симметрично под углом =±(30...60°) относительно продольной оси стружечного ковра, пролегающей на расстоянии h/2 от кромки ковра. Устройство содержит также два детектора 11 и 12, два дифференцирующих усилителя 13, 14 и регулятор 15, выполненный, например, в виде ПИД-регулятора, причем выход генератора 6 соединен с излучателями 7 и 8, выходы приемников 9 и 10 через детекторы соответственно 11 и 12 соединены со входами первого дифференцирующего усилителя 13, выход которого подключен ко второму входу второго дифференцирующего усилителя 14, первый вход которого соединен с блоком задания 5, а выход через регулятор 15 подключен к приводу 4 гибкого органа.

Устройство работает следующим образом.

Выходным напряжением блока задания 5 задают скорость V перемещения гибкого органа 1. При помощи привода 4 перемещают гибкий орган 1, соседние ветви которого движутся в противоположных направлениях. Стружку подают на гибкий орган 1. Граничный угол, при котором происходит сход частиц с ветвей гибкого органа, является начальным углом разворота частиц в падении

где: h - расстояние между соседними ветвями гибкого органа 1 (шаг ориентации), м;

l - длина ориентируемых частиц, м.

Частицы, падающие под углом меньшим _нач, проходят гибкий орган 1 без разворота, а частицы, падающие под углом большим _нач, разворачиваются ветвями гибкого органа 1 и укладываются на формирующем транспортере (на фиг. не обозначен) в стружечный ковер, причем конечный угол укладки (угол ориентации) зависит от начального угла _нач, т.е. от длины частицы, и от скорости ее разворота, т.е. от скорости перемещения гибкого органа 1 V.

Излучатель 7, направление излучения которого составляет угол =+(30...60)° относительно продольной оси стружечного ковра, испускает ультразвуковые колебания частотой 40...60 кГц, которые, отражаясь от поверхности стружечного ковра, улавливаются приемником 9, причем чем ближе угол | ₁| (между осью стружки и направлением излучения излучателя 7) к 90°, тем сильнее рассеиваются ультразвуковые колебания, и тем меньший сигнал улавливает приемник 9, а чем меньше угол | ₁|, тем больше величина сигнала, улавливаемого приемником 9. Аналогично работает пара излучатель 8-приемник 10, направление излучения которой составляет угол =-(30...60)° относительно продольной оси стружечного ковра.

Выходной сигнал приемника 9 детектируется детектором 11 и поступает на второй (отрицательный) вход усилителя 13, а выходной сигнал приемника 10 детектируется детектором 12 и поступает на первый (положительный) вход усилителя 13. Выходной сигнал дифференцирующего усилителя 13 пропорционален разности сигналов на его первом и втором входах, т.е. пропорционален углу ориентации стружки (относительно направления движения ковра) на боковой части поверхности стружечного ковра. Т.к. шаг ориентации h всех ветвей гибкого органа 1 одинаков, угол ориентации стружки по абсолютной величине будет одинаковым по всей поверхности ковра. Выходной сигнал усилителя 13 подается на второй (отрицательный) вход дифференцирующего усилителя 14, на первый (положительный) вход которого поступает задающий сигнал с блока задания 5. Выходной сигнал усилителя 14, пропорциональный разности сигналов на его первом и втором входах, через регулятор 15 подается на привод 4 и задает скорость перемещения гибкого органа 1.

С увеличением длины подаваемой на формирование стружки угол ее схода с ветвей гибкого органа _нач уменьшается, стружка в ковре оказывается «переразвернутой», при этом угол между осью стружки и направлением излучения излучателя 7 | ₁| становится больше угла между осью стружки и направлением излучения излучателя 8 | ₂| (фиг.2), сигнал на первом входе усилителя 13 будет больше сигнала на его втором входе, выходное напряжение усилителя 13 будет положительным, это напряжение вычитается из напряжения задания в дифференцирующем усилителе 14, выходное напряжение усилителя 14 снижается, это снижение через регулятор 15 передается на привод 4, скорость перемещения гибкого органа 1 уменьшится, и угол разворота стружки также уменьшится, стремясь к нулевому углу.

Если длина подаваемой стружки уменьшится, угол _нач увеличится, стружка в ковре будет «недоразвернутой», при этом угол | ₁| будет меньше угла | ₂|, сигнал на первом входе усилителя 13 будет меньше сигнала на его втором входе, выходное напряжение усилителя 13 станет отрицательным, выходное напряжение усилителя 14 возрастает, скорость перемещения гибкого органа 1 увеличится, и угол разворота стружки также увеличится, стремясь к нулевому углу.

Сигналы на первом и втором входах усилителя 13 будут одинаковы по величине, выходной сигнал этого усилителя будет равен нулю, и скорость перемещения гибкого органа 1 не меняется при минимальном угле ориентации стружки, т.е. =min при | ₁|=| ₂|. Таким образом, сигналы с детекторов 12 и 13 автоматически устанавливают такую скорость перемещения гибкого органа 1, при которой угол ориентации общего количества стружки на поверхности ковра минимален.

Оптимальную скорость перемещения гибкого органа предлагаемое устройство автоматически устанавливает также при изменении толщины подаваемой стружки. Например, при увеличении толщины стружки скорость ее падения возрастает, время полета до укладки в ковер уменьшается, стружка оказывается «недоразвернутой», и процесс регулирования скорости перемещения гибкого органа повторяется.

Изобретение позволит повысить качество древесных плит из ориентированной стружки (плит OSB).