способ заготовки сортиментов и пакетов сучьев на лесосеке

Описание изобретения к патенту

Область применения заявляемого способа - заготовка сортиментов, а также лесосечных отходов, спрессованных в пакеты. Эти пакеты предназначены для использования в качестве вторичных ресурсов с целью получения энергии. Лесосечные отходы, спрессованные в пакеты, являются полноценным биоэнергетическим сырьем.

Известен способ выполнения лесосечных работ агрегатными машинами, которые оборудованы харвестерной головкой. Технологический цикл машины включает срезание дерева, обрезку сучьев, раскряжевку дерева на сортименты и укладывание сортиментов в пачки. При известном способе на лесосеке образуются сортименты и лесосечные отходы [1].

Основные недостатки этого способа: значительная часть ценной вторичной древесной биомассы в виде сучьев ветвей (лесосечных отходов), которая обладает ценными потребительскими свойствами для биоэнергетических целей не заготавливается, а теряется на лесосеке. При этом лесосечные отходы формируются в разбросанном вокруг мест валки виде и значительная часть отходов попадает на волока, по этим отходам затем осуществляется движение технологических машин. В результате лесосечные отходы вдавливаются в грунт и вместе с грунтом формируют конгломерат отходы-грунт. В этой связи у значительной части лесосечных отходов снижаются потребительские свойства и они становятся мало пригодными для дальнейшего использования для целей биоэнергетики и вместе с низкой плотностью разбросанных отходов снижается эффективность сбора лесосечных отходов.

Наиболее близким к заявляемому способу является технология заготовки сортиментов с использованием валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины (харвестера) и сортиментовоза (форвардера), а также производства пакетов сучьев с использованием машины для механизированного процесса сбора лесосечных отходов и их пакетирования - подборщика-пакетировщика [2]. При этом валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина производит валку деревьев, обрезку сучьев, раскряжевку деревьев, укладку сортиментов в малообъемные пачки. Сортиментовоз производит набор воза, трелевку сортиментов их сортировку и штабелевку на погрузочной площадке. Подборщик-пакетировщик, двигаясь по лесосеке, производит набор лесосечных отходов, формирует пакеты определенного размера и оставляет их на лесосеке, затем снова сортиментовоз трелюет пакеты лесосечных отходов к погрузочной площадке.

Основной недостаток этой технологии заключается в следующем: при его использовании отходы образуются непосредственно на лесосеке в деконцентрированном виде (отходы разбросаны по лесосеке с малой плотностью). В результате для их дальнейшей переработки необходимо, чтобы передвижная машина двигалась, по волоку от стоянки к стоянке и обрабатывала малые скопления лесосечных отходов (сучья, вершинки), образующиеся после операций обрезки сучьев и раскряжевки на местах стоянки харвестера. Кроме этого для сбора и упаковки сучьев необходима дополнительная машина, оборудованная манипулятором и упаковывающим устройством. Эта машина совершает дополнительные операции, связанные с захватом, переносом отходов в приемное устройство упаковщика. Также производительность комплекса машин для сбора лесосечных отходов в этом случае очень мала. Скопления лесосечных отходов на лесосеках крайне незначительны, а переезды от стоянки к стоянке занимают большую часть времени производственного цикла.

Также существует следующая технология производства. Формирование пакетов ранее собранных лесосечных отходов производится специализированной машиной для пакетирования непосредственно на погрузочной площадке, отходы лесозаготовок доставляются к погрузочной площадке специальными трелевочными машинами на базе форвардеров, оснащенных специальными кузовами. После работ валочно-сучкорезно-ряскряжевочной машины (харвестера) и сортиментовоза (форвардера) на волок заезжает машина для сбора лесосечных отходов, двигаясь по волокам, машина с помощью манипулятора собирает отходы в кузов. После заполнения кузова лесосечные отходы транспортируются на погрузочную площадку (верхний склад), где выгружаются и складируются в виде куч. На погрузочной площадке стационарно располагается машина, оборудованная прессовочным агрегатом. Прессовочный агрегат оборудован специальным кузовом с механизмом прессования и обвязки пакетов лесосечных отходов, манипулятором, грейферным захватом большой вместимости с ротатором. Лесосечные отходы подаются в этот агрегат, где происходит их прессование и обвязывание. Получившиеся пакеты выгружаются и складируются [3].

Основной недостаток этой технологии заключается в том, что лесосечные отходы, разбросанные по лесосеке с маленькой плотностью, собираются и транспортируются к погрузочной площадке специализированными трелевочными машинами, где производится массовая обработка всех отходов собранных с лесосеки. В этой технологии требуется дополнительная машина для сбора и транспортировки отходов, оснащенная манипулятором и бункером для перевозки отходов, требуются дополнительные операции (движения манипулятором) на сбор отходов и их разгрузку. Производительность комплекса машин для сбора лесосечных отходов в этом случае очень мала. Лесосечные отходы неоднородные по своему составу и транспортировка их навалом занимает большие объемы, большая часть грузоподъемности трактора не используется. Скопления лесосечных отходов на лесосеках крайне незначительны, а переезды от стоянки к стоянке занимают большую часть времени производственного цикла.

Существенный недостаток, который касается известных технологий, с которыми сравнивается заявляемый способ - это загрязнение лесосечных отходов грунтом. Загрязнение происходит из-за того, что значительная доля лесосечных отходов попадает на транспортные пути (волока). В процессе проезда тракторов происходит перемешивание отходов и грунта. Наличие большой доли минеральных частиц грунта: песка, глины, камней снижает энергетическую стоимость лесосечных отходов. Из-за частиц грунта быстрее выходят из строя ножи рубительных машин при измельчении отходов в топливную щепу, образуются зольные отложения в котлах для сжигания отходов.

Технический результат предлагаемого способа заключается в снижении себестоимости комплексной заготовки одновременно сортиментов и лесосечных отходов на лесосеке путем повышения производительности валочно-сучкорезно-раскряжевочной машины, а также в повышении качества лесосечных отходов как сырья для производства энергии путем уменьшения их загрязнения.

Технический результат достигается тем, что выработку пакетов лесосечных отходов осуществляют валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной, оснащенной устройством для накопления сучьев и устройством для прессования сучьев в пакеты, причем операции накопления и прессования сучьев в пакеты совмещают по времени с операциями обрезки сучьев и раскряжевки деревьев.

Технология работы по предлагаемому способу отражена на фиг.1, где 1 - лесовозный ус, 2 - погрузочная площадка, 3 - волок, 4 - полупасека, 5 - подрост, 6 - пень, 7 - пачка сортиментов, 8 - разработанная пасека, 9 - пакетированные лесосечные отходы, 10 - сортиментовоз, 11 - валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина, 12 - автопоезд сортиментовоз.

При разработке каждой пасеки валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина 11 двигается вглубь лесосеки по волоку 3, по ходу движения, делая стоянки, на которых осуществляется валка деревьев, обрезка сучьев и раскряжевка деревьев, попадающих в зону вылета манипулятора. Валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина и осуществляет производство пакетов лесосечных отходов 9 и частичную сортировку сортиментов с укладкой их в малообъемные пачки 7. В процессе обрезки сучьев с дерева, сучья накапливаются в специальном приемном устройстве на харвестерной головке, а затем переносятся в устройство для пакетирования. После пакетирования пакет выталкивается и оставляется на волоке.

Полученные сортименты деловой древесины и пакеты лесосечных отходов с лесосеки на погрузочную площадку 2 транспортирует сортиментовоз 10, осуществляя набор воза, трелевку, сортировку и уже на погрузочной площадке штабелевку. Таким образом, при производстве пакетов отходов лесозаготовки одновременно с заготовкой сортиментов, производительность комплекса машин увеличивается.

Предлагаемый способ лишен недостатков известных технологий, поскольку валочно-сучкорезно-раскряжевочная машина параллельно основному процессу заготовки будет производить пакеты отходов лесозаготовок, что позволит повысить комплексную производительность процесса заготовки пакетов лесосечных отходов. Количество пакетов производимых в час составит 40-60. При этом процессы прессования и обвязывания происходят одновременно с захватом и валкой следующего дерева без непосредственного участия оператора; Пропадает необходимость повторного сбора отходов, то есть затраты на сбор отходов исчезают (около 27-30 минут за час работы тратится на сбор отходов). Пропадает время на переезды подборщика-пакетировщика (в среднем 5 минут за час работы уходит на движение трактора). Высвобождается около 35 минут за час работы, которые требуются на сбор отходов.

Согласно проведенных в Петрозаводском государственном университете исследований в 2009-2011 годах в предлагаемом способе существенно увеличится производительность заготовки лесосечных отходов, например, для условий Карелии в пределах 40-50%, а также отпадает необходимость в использовании отдельных машин, таких как подборщик-пакетировщик.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Шегельман И.Р. Техническое оснащение современных лесозаготовок. / И.Р. Шегельман, В.И. Скрыпник, О.Н. Галактионов / - Санкт-Петербург, Проф-Инфо, 2005. - 321 с.

2. Карпачев С.П. Биоэнергетика: сбор и пакетирование лесосечных отходов / Журнал «Лесопромышленник», №5, - 2006.

3. Электронный ресурс: Опрессовачный агрегат Rogbico GTK 5100 / http://www.rogbico.se.

Способ заготовки сортиментов и пакетов сучьев на лесосеке, включающий валку деревьев, обрезку сучьев и раскряжевку деревьев на сортименты валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной, производство на лесосеке пакетов лесосечных отходов, вывозку сортиментов и пакетов лесосечных отходов на верхний лесосклад сортиментовозом, отличающийся тем, что выработку пакетов лесосечных отходов осуществляют валочно-сучкорезно-раскряжевочной машиной, оснащенной устройством для накопления сучьев и устройством для прессования сучьев в пакеты, причем операции накопления и прессования сучьев в пакеты совмещают по времени с операциями обрезки сучьев и раскряжевки деревьев.