Многооперационный комплекс для утилизации лесосечных отходов и модуль многооперационного комплекса

Авторы патента:

Полезная модель относится к области лесной промышленности, и в частности к лесозаготовительному производству, и может быть использована для утилизации лесосечных отходов непосредственно на лесосеках путем их брикетирования без химических добавок и (или) сухой перегонки (пиролиза) для получения древесного спирта, уксуса, канифоли, дубящих и других химических веществ и последующего их компактного вывоза с лесосек.

Многооперационный комплекс для утилизации лесосечных отходов состоит из функционально связанных между собой в соответствии с технологическим циклом утилизации модулей, позволяющих полностью освободить лесосеку от древесных отходов, произвести раскряжевку пней и корней, измельчить пни, корни, ветви и вершины срубленных деревьев и непосредственно на лесосеке получить топливные брикеты с плотностью 1,0-1,2 т/м³ без каких-либо химических добавок, а путем сухой перегонки (пиролиза) получить древесный спирт, уксус, канифоль и другие вещества и осуществить их компактный вывоз с лесосек.

Для осуществления технологических процессов (операций) по утилизации лесосечных отходов многооперационный комплекс снабжен мобильными модулями, содержащими технологические модули, установленные на подвижной платформе на гусеничном или колесном ходу с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), при этом

технологические модули и ДВС работают на продуктах, полученных из лесосечных отходов.

Технологические модули для выполнения непосредственно на лесосеке операций по изготовлению древесных брикетов, сухой перегонки, компактной упаковки и вывоза изготовленной продукции выполнены в виде технологических агрегатов сортировки и сушки измельченной массы, брикетирования, сухой перегонки измельченной массы, упаковки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки, транспортировки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки и модуля аккумуляции рабочего тела (например, газа - побочного продукта утилизации).

Полезная модель позволяет непосредственно на лесосеке осуществить цикл работ по полной очистке участка заготовки деловой древесины от лесосечных отходов и произвести их переработку с получением широкого спектра полезной продукции, используемой в различных отраслях хозяйства, и осуществить компактный и рентабельный вывоз с лесосеки произведенной продукции. Мобильные модули комплекса позволяют оперативно перебрасывыть комплекс с одной лесосеки на другую. Кроме того, весь цикл утилизации можно выполнить за счет использования энергии, полученной путем переработки тех же лесных отходов 2 н.з. и 9 з.п. ф-лы, 2 илл.

Известно устройство для прессования тонкомерных лесосечных отходов (А.С. №127164 с приоритетом от 5.01.1959 г.), например, сучьев и хвороста, состоящее из бункера, горизонтального поршневого пресса и механизма подачи отходов в пресс, выполненного в виде шарнирно укрепленных под бункером наклонных зубчатых направляющих, совершающих возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, причем эти движения синхронизированы с работой пресса. Несмотря на простоту конструкции и очевидные достоинства, устройству присущи следующие недостатки: плотность изготавливаемых на лесосеке топливных брикетов составляет 0,4-0,6 т/м³, а это требует для их вывоза с лесосеки большое количество транспорта, что нерентабельно. Другим существенным указанного устройства является то, что им решается узкая задача: брикетирование только сучьев и хвороста, не решается задача утилизации пней и производства на лесосеке других химических веществ, используемых в промышленности.

Известен также многооперационный комплекс для лесозаготовительного производства (Патент России №21005 с приоритетом от 11.04.2001 г.), состоящий из энергетической системы, включающей энергетическую установку, ходовую часть с технологическим оборудованием и лесотранспортную установку, при этом энергетическая установка, технологическое оборудование и лесотранспортное устройство выполнены в виде модулей: энергетического, технологического, лесотранспортного. Энергетический модуль выполнен в виде модулей большой, средней и малой мощности. Технологический модуль выполнен в виде модулей валочно-пакетирующего, раскряжевочного, раскряжевочно-сортиментального, измельчения древесины, валочного и любых их сочетаний. Лесотранспортный модуль выполнен в виде модулей: трелевочного, щеповозного, сортиментовозного, подвозки порубленных остатков. Несмотря на очевидные достоинства указанного комплекса, он обладает рядом существенных недостатков, а именно: технологический цикл на лесосеке заканчивается вывозом щепы и порубочных остатков, что очень дорого и нерентабельно. Второе: в комплексе нет устройств, позволяющих непосредственно на лесосеке изготавливать из древесных отходов топливные брикеты повышенной плотности и производить такие химические вещества как древесный спирт, уксус, канифоль и др, вывоз которых рентабелен и экономически целесообразен.

Несмотря на приведенные недостатки, указанное техническое решение, как наиболее близкий аналог, может быть принято в качестве прототипа.

Задачей настоящего технического решения является создание устройства, обеспечивающего получение технического результата,

состоящего в:

- полной очистке лесосеки от лесосечных отходов: корней, пней, вершин и ветвей вырубленных деревьев;

- организации полного цикла переработки лесосечных отходов с получением широкого спектра полезной продукции для различных отраслей хозяйства, а также тепловой и электрической энергии,

- получении непосредственно на лесосеке продуктов (топливных брикетов, древесного спирта, уксуса, канифоли и др.), экономически выгодных для их вывоза из лесных массивов, значительно удаленных от промышленных центров;

- обеспечении окупаемости первоначальных затрат на создание и эксплуатацию оборудования для утилизации лесосечных отходов.

Этот технический результат достигается тем, что предлагаемый многооперационный комплекс для утилизации лесосечных отходов снабжен функционально связанными между собой в соответствии с технологическим циклом утилизации модулями, позволяющими полностью освободить лесосеку от древесных отходов, произвести раскряжевку пней корней, измельчить пни, корни, ветви и вершины срубленных деревьев и непосредственно на лесосеке получить топливные брикеты с плотностью 1,0-1,2 т/м³ без каких - либо химических добавок, а путем сухой перегонки (пиролиза) получить древесный спирт, уксус, канифоль и другие вещества и осуществить их компактный вывоз с лесосек.

Для осуществления технологических процессов (операций) по утилизации лесосечных отходов модули многооперационного комплекса выполнены в виде мобильных модулей, содержащих технологические модули, установленные на подвижной платформе на гусеничном или колесном ходу с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), при этом технологические модули и ДВС работают на продуктах, полученных из лесосечных отходов.

Технологические модули (наряду с уже известными в технике технологическими модулями удаления пней и корней, их раскряжевки, подбора ветвей и вершин срубленных деревьев, измельчения раскряжеванных пней и корней, ветвей и вершин срубленных деревьев) для выполнения операций изготовления древесных брикетов, сухой перегонки, упаковки и вывоза изготовленной продукции выполнены в виде технологических модулей сортировки и сушки измельченной массы, брикетирования, сухой перегонки измельченной массы, упаковки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки, транспортировки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки и модуля аккумуляции рабочего тела (например, газа - побочного продукта утилизации). Это основное принципиальное отличие патентуемого многооперационного комплекса от известных устройств, применяемых в настоящее время в лесном хозяйстве. Технологические модули в свою очередь выполнены в виде технологических агрегатов, выполняющих одну из технологических операций по утилизации.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет непосредственно на лесосеке осуществить цикл работ по полной очистке участка заготовки деловой древесины от лесосечных отходов и произвести их переработку с получением широкого спектра полезной продукции, используемой в различных отраслях хозяйства, и осуществить компактный и рентабельный вывоз с лесосеки произведенной продукции. Кроме того, весь цикл утилизации можно выполнить за счет использования энергии, полученной путем переработки тех же лесных отходов.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на Фиг.1 представлена блок-схема многооперационного комплекса утилизации лесосечных отходов, а

на Фиг.2 - блок-схема модулей, входящих в состав многооперационного комплекса.

Многооперационный комплекс для утилизации лесосечных отходов (Фиг.1) включает в себя следующие модули:

- модуль 1 для удаления из земли пней и корней (модуль удаления пней и корней из земли);

- модуль 2 для раскряжевки пней и корней (модуль раскряжевки пней и корней);

- модуль 3 для подбора ветвей и вершин срубленных деревьев (модуль подбора ветвей и вершин);

- модуль 4 для измельчения пней, корней, ветвей и вершин (модуль измельчения раскряжеванных пней, корней, ветвей и вершин);

- модуль 5 для сортировки измельченной массы (модуль сортировки измельченной массы);

- модуль 6 для сушки основной измельченной массы с величиной частиц не более 10 мм (модуль сушки основной измельченной массы);

- модуль 7 для получения брикетов (модуль брикетирования);

- модуль 8 для сухой перегонки массы, отделенной от основной, с величиной частиц, равной или более 10 мм (модуль сухой перегонки массы, отделенной от основной);

- модуль 9 для упаковки древесных брикетов (модуль упаковки древесных брикетов);

- модуль 10 для упаковки продуктов сухой перегонки (модуль упаковки продуктов сухой перегонки);

- модуль 11 для аккумуляции (накопления) рабочего тела (модуль аккумуляции рабочего тела);

- модуль 12 для перевозки древесных брикетов (модуль транспортировки древесных брикетов);

- модуль 13 для перевозки продуктов сухой перегонки (модуль транспортировки продуктов сухой перегонки);

Каждый из указанных выше модулей 1...13 выполнен в виде мобильного модуля 14 (Фиг.1) многооперационного комплекса (Фиг.2), в состав которого входит технологический модуль 15, подвижная платформа 16 на гусеничном или колесном ходу с ДВС 17, при этом технологический модуль 15 и ДВС 17 работают на продуктах, полученных из лесосечных отходов (топливных брикетах, древесном спирте и др.). Технологический модуль 15 выполнен в виде технологического агрегата, выполняющего ту или иную операцию в длинной технологической цепочке по утилизации лесосечных отходов, выполняющих модулями 1...13 (Фиг.1).

Комплекс работает следующим образом. После вывоза деловой древесины на лесосеку выводят многооперационный комплекс по утилизации лесосечных отходов в комплектации, представленной на Фиг.1, модули 1...13 которого выстраивают в соответствии с технологическим процессом утилизации. С помощью модуля 1 из земли удаляют пеньки и корни срубленных деревьев. Модулем 2 производят раскряжевку пней и корней. Раскряжеванные пни и корни и подобранные с помощью модуля 3 ветви и вершины срубленных деревьев подают в модуль 4, который производит их измельчение до величины частиц размером не более 10 мм. Поскольку по разным технологическим причинам при измельчении получаются древесные частицы с размерами, равными или более 10 мм, при помощи модуля 5 осуществляют их сортировку на основную массу (с размерами частиц, менее 10 мм) и отделенную массу (с размерами частиц, равными или более 10 мм). Основную измельченную массу высушивают в модуле 6 до влажности 8-10%, например аэрофонтанным способом. Высушенную в модуле 6

древесную массу подают в модуль брикетирования 7. В модуле 7 производится прессование основной измельченной массы. В процессе прессования древесная масса нагревается за счет сил трения частиц между собой до температуры плавления древесной смолы, которая под действием давления прессования выжимается из клеток древесных частиц и связывает их между собой. Перемешанная со смолой древесная масса формируется в брикеты. Остывшие брикеты приобретают необходимые для транспортировки размеры и прочность. Модуль 9 производит компактную упаковку изготовленных брикетов, после чего модулем 12 производится их вывоз с лесосеки в места потребления. Часть древесных брикетов можно использовать для получения рабочего тела (газа), применяемого в операционных модулях для осуществления всех циклов утилизации отходов. Газ производится в газогенераторах (на чертеже не показаны), накапливается в модуле 11 и используется по мере необходимости. Древесину с размерами частиц 10 мм и более, отделенную от основной массы, направляют в модуль 8, где в процессе сухой перегонки получают ряд полезных продуктов, таких как древесный спирт, уксус, канифоль и др. Затем модулем 10 производится их компактная упаковка и вывоз модулем 13 с лесосеки в места потребления. Полученный в результате сухой перегонки в модуле 8 газ также накапливается в модуле 11 и используется в технологических модулях 15 и ДВС 17, входящих в состав модулей 1...13, участвующих в технологическом процессе по полной очистке лесосек от древесных отходов и их последующей утилизации непосредственно на лесосеке с последующим компактным (и, следовательно, рентабельным) вывозом произведенных продуктов. Кроме того, при переработке древесных отходов на лесосеке можно получать электрическую

энергию, обеспечивающую комфортные условия работы и быта обслуживающего персонала. Источники информации:

1. Патент России №1833975, кл. A01G 23/083. Лесозаготовительная машина. Опубл. 1996 г.

2. Патент России №2013939, кл. A01G 23/081. Лесозаготовительный агрегат. Опубл. 1994 г.

3. Патент России №2053647, кл. A01G 23/081. Лесозаготовительная машина. Опубл. 1996 г.

4. Патент России №2120736, кл. A01G 23/00. Способ разработки лесосеки. Опубл. 1998 г.

5. Патент России №2127038, кл. A01G 23/08. Лесозаготовительная машина. Опубл. 1999 г.

6. Патент России №2149536, кл. A01G 23/02. Способ лесозаготовок. Опубл. 2000 г.

7. Патент России №2180774, кл. A01G 23/083. Лесной комбайн. Опубл. 2002 г.

8. Патент России №2202877, кл. A01G 23/08. Лесозаготовительная машина. Опубл. 2003 г.

9. Патент России №2208308, кл. A01G 23/02. Способ машинной заготовки древесины на лесосеке. Опубл. 2003 г.

10. Патент России №2247019, кл. B25J 5/00, A01G 23/08. Лесопромышленный робот. Опубл. 2005 г.

11. Свидетельство на полезную модель №21005, кл. A01G 23/00. Многооперационный комплекс для лесозаготовительного производства. Опубл. 2001 г.

12. А.С. 127164, кл. В27М 1/02. Устройство для прессования лесосечных отходов. Опубл. 1960 г.

13. А.С. 1429988, кл. A01G 23//08. Лесозаготовительная машина. Опубл. 1988 г.

1. Многооперационный комплекс для утилизации лесосечных отходов, характеризующийся тем, что он содержит модуль удаления пней и корней из земли, модуль раскряжевки пней и корней, модуль подбора ветвей и вершин, модуль измельчения раскряжеванных пней и корней, ветвей и вершин, модуль сортировки измельченной массы с отделением от основной массы частиц величиной, равной или более 10 мм, модуль сушки основной измельченной массы, модуль брикетирования, модуль сухой перегонки массы, отделенной от основной, модули упаковки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки, модуль аккумуляции рабочего тела, например газа, и модули транспортировки древесных брикетов и продуктов сухой перегонки, при этом все модули функционально связаны между собой в соответствии с технологическим циклом утилизации лесосечных отходов.

2. Модуль многооперационного комплекса для утилизации лесосечных отходов, характеризующийся тем, что он выполнен в виде мобильного модуля, содержащего технологический модуль, установленный на подвижной платформе преимущественно на гусеничном ходу с двигателем внутреннего сгорания, при этом технологический модуль и двигатель внутреннего сгорания работают на продуктах, полученных из лесосечных отходов.

3. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата сортировки измельченной массы.

4. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата сушки основной измельченной массы с величиной частиц не более 10 мм.

5. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата брикетирования.

6. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата сухой перегонки измельченной массы с величиной частиц, равной или более 10 мм.

7. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата упаковки древесных брикетов.

8. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата упаковки продуктов сухой перегонки.

9. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата транспортировки древесных брикетов.

10. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата транспортировки продуктов сухой перегонки.

11. Модуль по п.2, отличающийся тем, что он выполнен в виде технологического агрегата аккумуляции рабочего тела, преимущественно газа.

Реторта для непрерывной термопереработки измельченного древесного сырья // 75657

Система питания водородным топливом двигателя внутреннего сгорания комбинированной энергоустановки // 92913

Машина для 3d контурной обрезки деревьев // 104013