Файл: Демидов Ю.М. Измельчение древесины для производства древесностружечных плит.pdf

В отличие от ситовых сортировок инерционные сепараторы в значительной степени обеспечивают разделение стружек также и по толщине, что создает больший эффект применения этого спо­ соба сортировки стружек.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СЕПАРАТОРЫ

В производстве древесностружечных плит находят применение пневматические сепараторы, принцип работы которых основан на фракционировании стружек под действием вертикального, горизон­ тального или спирального потока воздуха (под действием центро­ бежной силы). Поскольку подлежащие сепарации стружки состо­ ят из смеси частиц, отличающихся по размерам, весу, форме, со­ стоянию поверхности и т. д., то они имеют различные аэродина­ мические свойства и на этой основе они могут разделяться воздуш­

стружек является скорость их витания. Чем больше разнятся по своим аэродинамическим свойствам частицы, подлежащие сепара­ ции стружек, тем более просто и четко можно разделить их на отдельные фракции. Известные конструкции ппевмосепараторов по принципу работы следует разделить на сепараторы с вертикальным и горизонтальным воздушным потоком.

Сепараторы с вертикальным воздушным пото- к о м представляют сепарирующее пространство с восходящим воз­ душным потоком в виде камеры круглого, квадратного или прямо­ угольного сечения, неизменного на определенном участке длины и обеспечивающего постоянство скорости воздушного потока во всем сепарационном пространстве. Процесс сепарации в такой ка­ мере осуществляется так: на частицы стружек, находящихся в вертикальном воздушном потоке, действуют две силы: одна, на­ правленная вверх и обусловленная вязкостным сопротивлением,— аэродинамическая подъемная сила, пропорциональная площади поперечного (миделевого) сечения, вторая, направленная вниз,— сила тяжести, численно равная весу частицы. При скорости воз­ душного потока, превышающей скорости витания частицы, подъ­ емная сила больше силы тяжести и частица уносится воздушным потоком. При равенстве скоростей воздуха и витания частица сво­ бодно «парит» в потоке, а при скорости воздуха, меньшей скоро­ сти витания, частица падает вниз.

Основным параметром, определяющим скорости витания, явля­ ется толщина частиц. Это объясняется тем, что с увеличением тол­ щины частицы увеличивается собственный вес, приходящийся на единицу площади ее сечения, перпендикулярного направлению воз­ душного потока.

Скорость витания древесных частиц определяется .аналитиче­ ским путем с учетом плотности формы и размера частиц.

105

Для древесных частиц толщиной от 0,1 до 0,35 мм с достаточ­ ной для практических целей точностью скорость витания стружки может быть определена формулой

і

где йі и Іі2 — толщины частиц, лиг; щ и ѵ2 — соответствующие скорости витания, м/сек;

воздушным потоком необходимо обеспечить постоянство нагрузки и режима работы пневмоустановки в целом при условии предвари­ тельного регулирования скорости воздуха в рабочем канале в со­ ответствии с заданной технологией сепарирования. Соблюдение от­ меченных требований является основным условием обеспечения качественной сепарации стружек.

Схемы различных конструкций пневмосепараторов с вертикаль­ ным воздушным потоком показаны на рис. 26.

Сепарирующая колонка КС-1 конструкции Г и п- р о д р е в а (рис. 26, а) состоит из вертикальной цилиндрической трубы конусного переходного патрубка, загрузочного патрубка и рассевателя стружек. Она устанавливается над бункером сѵхих стружек.

Стружки в сепарирующую колонку поступают через шлюзовой затвор ДЗШ из течки циклона системы пневмотранспорта, подаю­

106

щей сухие стружки. Поток стружек из загрузочного патрубка по­ падает на рассеватель и отбрасывается к периферии колонки.

Воздух поступает в колонку через ее нижнее отверстие и про­ ходит вверх мимо падающих частиц со скоростью, меньшей ско­ рости витания стружек. Пыль и мелкие частицы, имеющие малую скорость витания, подхватываются воздухом и направляются в пе-

Рис. 26. Схема пневмосепараторов стружек с вертикальным воздушным потоком:

а — сепарирующая колонка КС-1 конструкции Гипродрева; б —сепаратор фирмы «Келлер»; в — сепаратор фирмы «Шредер»; г — сепаратор фирмы «Шильде»; с) —се­

паратор «Зигзаг» фирмы «Альпине»

реходной патрубок. Отделенные от пыли стружки выпадают в бун­ кер. Запыленный воздух удаляется при помощи вентилятора, воз­ духовод которого подсоединяется к переходному патрубку колонки.

Для возможности регулирования размеров отделяемых от стружек мелочи и пыли за счет изменения скорости воздуха в ко­ лонке на воздуховоде перед вентилятором устанавливается клапан с поворотной заслонкой.

107

Применение сепарирующей колонки, наряду с сепарацией стру­ жек, устраняет запыленность и загазованность помещения, что зна­

лер» (рис. 26, б) применяется в основном для отделения от стру­ жек крупных кусков (отщепов и сколов) и может быть использо­ ван для сепарации сырых и сухих стружек. В первом случае он работает как сушилка, под названием «аэрофонтанная сушилка», и одновременно сепарацией обеспечивает предварительную подсуш­ ку сырых стружек. При этом в камеру вместо холодного воздуха подается нагретый в калориферах воздух или смесь топочных га­ зов с воздухом, имеющая температуру 160—170°С. Стружки в се­ параторную камеру поступают через затвор-питатель и падают на сетчатое дно, через которое снизу подсасывается воздух (или смесь топочного газа с воздухом).

В зависимости от влажности, формы и размеров, приобретая необходимую скорость витания, стружки отделяются от крупных частиц и выносятся из камеры. Крупные и тяжелые частицы пада­ ют вниз и остаются на дне камеры, откуда при помощи вращаю­ щихся лопаток, установленных над сеткой, продвигаются по кон­ центрическим окружностям и удаляются через выходной патрубок к шлюзовым затворам.

Пневмосепаратор конструкции фирмы «Шре- д е р» (рис. 26, в) предусматривает двухступенчатое сепарирова­ ние стружек при помощи двух последовательно установленных са­ мостоятельных камер. Применение указанного сепаратора позво­ ляет получить три фракции стружек: крупную, нормальную и пыль. На первой ступени сепарирования из камеры отсасывается мелкая фракция (пыль), во второй ступени отделяется нормальная фрак­ ция, которая удаляется через верхний патрубок второй ступени, а крупные частицы удаляются через нижнюю часть камеры.

Пневмосепаратор конструкции фирмы «Ши льде» (рис. 26, г) обеспечивает также разделение стружек на три фракции (крупную, нормальную и пыль). Однако в отличие от сепаратора конструкции «Шредер» разделение стружек на 3 фрак­ ции происходит в одной камере. Поступающие в сепарирующую камеру стружки рассеиваются в ней вращающимся игольчатым вальцом и получают предварительное разделение на фракции. При этом мелочь и пыль, имеющие меньшую траекторию полета и боль­ шую скорость витания, отсасываются из камеры через верхний патрубок, а более крупные частицы, получая большую траекторию полета, отбрасываются на противоположную решетчатую стенку камеры и поступают в нижнюю часть камеры. Частицы, приобре­ тающие необходимую скорость витания, воздушным потоком, под­ сасываемым через решетчатую стенку камеры, удаляются из ка­ меры через второй (нижний) патрубок. Крупные частицы при этом оседают внизу -камеры и удаляются из нее через патрубок с шлю­ зовым затвором.

108

П н е в м ос е п а р а т о р «Зигзаг» конструкции фир­

гократное пересыпание стружек в вертикальной камере со ступен­ чатой стенкой обеспечивает наиболее качественное разделение их на заданные фракции.

В сепараторах с горизонтальным воздушным потоком движущиеся в горизонтальном потоке частицы находят­ ся под действием двух сил: силы тяжести, которая вынуждает ча­ стицы двигаться вертикально вниз со скоростью, равной скорости витания, и силы ускорения, которая двигает частицы в горизон­ тальном направлении со скоростью, приданной ей движением воз­ душного потока. Сложение этих двух сил движения дает траекто­ рию полета частицы в горизонтальной плоскости. При сепарации стружек в горизонтальном воздушном потоке частицы получают ускорение в горизонтальном направлении от воздушного потока. При этом мелкие частицы, имеющие малую скорость парения (витания), находятся в потоке воздуха более длительное время и падают дальше, чем крупные частицы, которые, получая боль­ шую скорость падения, описывают меньшую траекторию полета и падают ближе. Таким способом можно разделить массу стружек на горизонтальной или наклонной плоскости на любое количество необходимых фракций.

По данным исследований ЦНИИФ, для получения необходимо­ го качества разделения стружек по крупности при их фракциони­ ровании скорость воздушного потока должна быть в пределах 1,5—2,5 місек, а высота падения в пределах 1—1,5 м. Требуемое по условиям технологии расстояние вылета стружек по горизонта­ ли обеспечивается путем соответствующего изменения скорости воздушного потока. Длина камеры может быть определена прибли­ женно по формуле

J _ Нѵт

~~ ѵ„ ’

где Н — высота камеры, м\ иг — скорость воздушного потока, м/сек;

о в —скорость витания частицы, місек.

Скорость движения частиц, названная скоростью витания в го­ ризонтальном воздушном потоке, отличается от скорости витания в вертикальном воздушном потоке, так как при этом положение частиц относительно направления воздушного потока, которое определяет миделево сечение частиц иначе, чем при вертикальном движении.

Для обеспечения нормальной работы камеры при расчете раз­ мера камеры рекомендуются скорости воздушного потока стружек внутреннего слоя 2,5 місек, наружного слоя 2 місек при мини­ мальном значении скоростей витания.

Для обеспечения качественного разделения стружек на фрак­ ции необходимо, чтобы подача воздуха и стружек осуществлялась

109