用于木材的剥皮的剥皮滚筒、方法和系统与流程

本发明涉及一种用于木材的剥皮的剥皮滚筒(debarking drum)，包括基本水平的圆柱形滚筒，该滚筒被支撑以绕其纵向轴线旋转，该滚筒包括：-第一端，用于将木材送入滚筒，-第二端，用于从滚筒移出木材，-多个剥皮铁器区段(debarking iron section，剥皮铁区段)，适配在属于滚筒的内表面上，沿滚筒的纵向延伸，在滚筒的圆周上彼此具有间隙，以在滚筒旋转时在滚筒的圆周上向上提升木材并剥离(release)木材的树皮，以及-树皮开口，适配在滚筒的内表面上从滚筒中移出从木材上脱落的树皮。本发明还涉及一种用于木材的剥皮的方法和系统。

背景技术：

1、图1示出了木材处理的现有技术工艺，其目的是为后续加工去除木材树皮。根据图1，使用进料传送带50将木材送入剥皮滚筒1，在此移出木材的树皮。剥皮滚筒1包括基本水平地被支撑在支撑和旋转装置34上的圆柱形中空滚筒10，该滚筒10包括用于送入木材的第一端12和用于移出木材的第二端14，以及用于将从木材上脱落的树皮从滚筒10移出的树皮开口20。剥皮后的木材从剥皮滚筒10移出到转运传送带，并被带到除石机56上，并经由清洗器54进行后续加工，例如根据加工工艺被送到削片机58或精炼机械纸浆厂。通过滚筒10的树皮开口20落下的树皮被利用(例如通过燃烧用于能源生产)。

2、剥皮滚筒1的工作方式是，当木材2按照图2送入滚筒时，滚筒10在支撑和旋转装置的支撑下绕其纵向轴线旋转，滚筒10相对于水平面以一定角度安置，比率为1/50-1/150。滚筒10中装满约50％的木材2，当滚筒10旋转时，木材2在滚筒10的内表面18上通过固定在滚筒10的内表面18上彼此之间具有间隙19的剥皮铁器区段16被向上提升。当木材2已经在滚筒10的圆周上升到足够高时，木材2主要彼此碰撞地再次下落到滚筒10的底部，由此木材2的树皮3被破坏并最终从木材2上脱落，并经由形成在滚筒10的内表面18上的间隙19中的树皮开口20被带出滚筒。由于滚筒10的倾斜，木材2沿滚筒10的纵向缓慢前进，最终从剥皮滚筒1的另一端14离开，如图1所示。这种剥皮滚筒例如从专利申请fi 20040360a中已知。

3、从各种木材中剥离树皮需要不同的剥皮控制参数，以达到所需的清洁度(cleanliness，清除度)。本文的清洁度是指树皮从木材上脱落的程度。例如，桉树树皮从木材表面脱落的程度比桦树树皮从木材表面脱落的程度差得多。所用的控制参数包括例如木材在剥皮滚筒中的停留时间和滚筒的转速。更难剥皮的木材需要在滚筒中停留更长的时间和更高的转速。这导致更高的电力消耗和更大的木材损耗，以达到与更容易去树皮的木材相同的清洁度。另一方面，提高清洁度也会增加剥皮工艺中的木材损耗。这在现有技术的用于木材的剥皮的剥皮滚筒和方法中尤其成问题，在现有技术的剥皮滚筒和方法中，剥皮主要基于木材的木材块(pieces，碎片)彼此的接触，不管木材种类如何，这种接触相对相似。

技术实现思路

1、本发明的目的是实现一种剥皮滚筒，其比现有技术的剥皮滚筒更高效，可用于提高剥皮效率。从权利要求1中可以更全面地理解本发明的特征。本发明的另一个目的是实现一种用于木材的剥皮的系统和方法，该系统和方法比现有技术的解决方案更有效，并且可以用于提高剥皮效率。本发明在系统方面的特征将从权利要求12中得到更充分的理解，在方法方面的特征将从权利要求13中得到更充分的理解。

2、该目的可通过用于木材的剥皮的剥皮滚筒实现，该滚筒包括基本水平的圆柱形滚筒，该滚筒被支撑为可绕其纵向轴线旋转。滚筒包括用于将木材送入滚筒的第一端、用于将木材从滚筒中移出的第二端，以及适配在滚筒的内表面上沿滚筒的纵向延伸、在滚筒的圆周上彼此具有间隙的剥皮铁器区段，以在滚筒旋转时在滚筒的圆周上向上提升木材并剥离木材的树皮。此外，滚筒包括适配滚筒的内表面上的树皮开口，用于将从木材上脱落的树皮移出滚筒，以及适配滚筒的内表面上在剥皮铁器区段之间的柱钉(stud，柱、钉)，以便为了木材的剥皮而使木材的树皮破坏，该柱钉适于在第一端和第二端之间的滚筒长度的部分长度上与滚筒的第一端相关联(connection，连接)。

3、通过使用与剥皮滚筒的第一端相关联的柱钉来破坏木材的树皮，当木材的木材块相互碰撞时，有可能促进树皮的剥离。柱钉在若干处破坏了树皮的均匀结构，在这种情况下，从剥皮工艺一开始，木材的木材块之间的冲击力就有效地从木材中剥离出树皮。在这种情况下，为了达到相同的清洁度，剥皮所需的木材的木材块之间的累计冲击力的次数减少了，在该情况下，木材在剥皮滚筒中的停留时间可以比在现有技术的剥皮滚筒中短。另一方面，根据本发明的剥皮滚筒可以用于尽可能降低木材损耗，因为柱钉只与滚筒的第一端相关联，在这种情况下，它们便于剥离树皮而不会造成木材损耗。此外，根据本发明的剥皮滚筒特别适于难以剥皮的木材，而在现有技术的剥皮滚筒中，树皮的剥离需要高能耗，并且会造成较大的木材损耗。另一方面，不充分的剥皮可能会导致例如后续加工中的提取问题。在这方面，剥皮铁器区段在滚筒的周向上彼此隔开一个间隙。

4、两个相邻剥皮铁器区段之间的柱钉有利地成行放置，连续的行在滚筒的纵向上以相互交错(overlapping，交叠)的方式放置。成行放置的柱钉相互保护免受木材对它们的直接冲击力，从而没有单个柱钉受到直接来自侧面的冲击力，而是，冲击力同时指向若干柱钉，主要指向滚筒的径向。

5、有利的是，该部分长度为第一端和第二端之间滚筒长度的10％-40％。在这种情况下，柱钉仅在滚筒的第一端处破坏树皮，但是柱钉不会对已经部分剥皮或大部分剥皮并且与滚筒的第二端相关联而移动的木材造成冲击力。

6、有利的是，在至少每隔一个由滚筒圆周上的两个剥皮铁器区段形成的连续间隙上在滚筒的内表面上具有柱钉。即使在剥皮铁器区段之间的每隔一个的间隙上使用柱钉，也能产生足够的效果来使木材的树皮破坏，从而显著地促进剥皮。另一方面，较少地使用柱钉会降低剥皮滚筒的投资成本。在本文中，术语“连续(consecutive)”是指滚筒的旋转方向，而不是剥皮滚筒的纵向。

7、根据一个有利的实施方式，柱钉直接形成在滚筒上。在这种情况下，制造滚筒的材料成本很低。对于新的剥皮滚筒，这是推荐的实施模式，但是也可以直接在滚筒上改装。在本文中，“直接在滚筒上”的定义是指柱钉直接紧固到形成滚筒的内表面的材料上，而不是紧固到例如要紧固到滚筒上的单独的盒体(cassette)上。

8、或者，柱钉可形成在保护板上，保护板形成滚筒的内表面，并以可拆卸的方式固定。通过保护板，柱钉可以很容易地集成在现有的剥皮滚筒上。

9、每个间隙中的柱钉彼此之间的距离可为10mm-60mm，有利地为25mm-40mm。在这种情况下，柱钉彼此足够靠近，以在横向上保护彼此免受木材的木材块造成的冲击力。

10、每个剥皮铁器区段到最近的柱钉的距离可为10mm-60mm，有利地为25mm-40mm。这样，当第一行和最后一行的柱钉靠近剥皮铁器区段时，也可防止其受到横向冲击力，从而防止冲击力从侧面直接作用于柱钉。

11、在滚筒的部分长度上的整个间隙区域内，柱钉有利地以上述选定的间距均匀分布。在这种情况下，有足够的柱钉来使木材的树皮破坏。

12、根据一个实施方式，连续行中的柱钉适于以交错的方式在滚筒的纵向上形成螺旋状，以根据螺旋的选定方向加快或减慢木材在滚筒中的前进速度。当螺旋的方向与滚筒的旋转方向相反时，木材在滚筒中的前进速度减慢，当螺旋的方向与滚筒的旋转方向相同时，木材在滚筒中的前进速度加快。这样，如果需要的话，可以确保木材在滚筒中向前行进，即使木材和滚筒之间在滚筒纵向上的摩擦由于使用柱钉而比现有技术中的剥皮滚筒更大。

13、每个柱钉有利地包括相对于柱钉的纵向沿径向的两种材料，即表面材料和芯材料，其中芯材料比表面材料更硬，使得柱钉随着柱钉磨损而变得更锋利。这样，柱钉在其整个使用寿命中保持锋利，而不需要将柱钉磨得锋利。锋利的柱钉更有效地使木材的树皮破坏，从而实现加强树皮从木材中的剥离。

14、柱钉的横截面有利地为圆形，但也可以是其他形状。具有圆形横截面的柱钉易于制造并且具有对称的结构。

15、柱钉的表面材料可为钢，硬度大于800hv的芯材可有利地为碳化钨。使用钢作为表面材料保证了柱钉可以很好地固定在滚筒上，或者固定在保护板上。另一方面，作为芯材料的足够坚固的材料保证柱钉保持锋利并且不会磨损得太快。

16、或者，超过一半的柱钉可以是配备有较硬芯材的柱钉，而其他柱钉完全由单一材料制成。通过这种方式，可以节省柱钉的材料成本。

17、柱钉的高度可为10mm-25mm，有利地为13mm-19mm。在这种情况下，柱钉足够低，这样当木材在横向上对柱钉产生拉力时，它的紧固不会受到过大的扭力。

18、柱钉在靠近柱钉的根部(换句话说，靠近滚筒或保护板的紧固点)的直径可为10mm-20mm。柱钉的直径在靠近柱钉的顶端时会变窄，特别是磨损的柱钉，柱钉的顶端已经变锋利。

19、柱钉有利地相对于柱钉的纵向垂直地固定在滚筒的内表面或保护板上。

20、根据本发明的系统的目的可通过一种木材的剥皮系统实现，该系统包括剥皮滚筒和用于木材的剥皮的破坏木材树皮的装置。该剥皮滚筒包括基本水平的圆柱形滚筒，该滚筒被支撑以绕其纵向轴线旋转，该滚筒包括用于将木材送入滚筒的第一端和用于从滚筒中移出木材的第二端，剥皮铁器区段适配在属于滚筒的内表面上，在滚筒的圆周上沿滚筒的纵向彼此有间隙，以在滚筒旋转时在滚筒的圆周上向上提升木材，并剥离木材的树皮；以及树皮开口，适配在滚筒的内表面上，以将从木材上脱落的树皮从滚筒移出。用于破坏木材树皮破碎的装置包括用于破坏木材的树皮破碎以对木材进行剥皮的柱钉，该柱钉可选地适于：a)在剥皮铁器区段之间的滚筒的内表面上，并且该柱钉适于在第一端和第二端之间的滚筒长度的部分长度上与滚筒的第一端相关联，或者b)在剥皮滚筒之前的旋转元件上。当加强木材的剥皮时，这种类型的系统也可用于实现上述根据本发明的剥皮滚筒的优点。

21、根据本发明的方法的目的可通过一种使用剥皮滚筒对木材进行剥皮的方法来实现，该滚筒包括基本水平的圆柱形滚筒，该滚筒被支撑为绕其纵向轴线旋转，在该方法中，木材从滚筒的第一端送入旋转滚筒，木材在滚筒中借助于剥皮铁器区段向上提升，以便在木材相互下落时对木材进行剥皮，并且通过使用柱钉来使木材的树皮破坏以便于剥皮。此外，在该方法中，从木材剥离的树皮通过滚筒的树皮开口被移出，并且剥皮后的木材从滚筒的另一端从旋转滚筒被移出。

22、通过根据本发明的方法，可以在使用柱钉进行剥皮的开始阶段破坏树皮的均匀结构，从而加强木材的剥皮。在这种情况下，树皮从木材上脱落，木材的木材块之间的冲击力更小，加速了剥皮并减少了木材损耗。这使得能够以比现有技术方法更小的能耗和更快的速度实现所需的剥皮清洁度。或者，也可以使用较短的剥皮滚筒，这样可以降低投资成本。

23、还可以认为，根据本发明的方法的一个显著优点是，其有助于难以剥皮的木材的剥皮，特别是，由于树皮不易剥离，从剥皮的角度来看，这种木材通常具有挑战性。此外，对于难以剥皮的木材种类，在现有技术的方法中，木材的树皮经常以长条状脱落，这些树皮不会穿过滚筒的树皮开口，而是在剥皮滚筒的另一端和跟随剥皮滚筒的传送带之间形成树皮堆积，影响了工艺的运行。此外，树皮堆积可能会携带杂质(例如石头)在加工工艺中向前推进，一直到达削片机。在根据本发明的方法中，已经通过柱钉在若干处被破坏的树皮以更小的部分而不是长条状脱落，由此已经脱落的树皮的木材块更容易通过树皮开口被运送到滚筒的外部，并且在该工艺中不会引起问题。

24、有利的是，通过与滚筒的第一端相关联的滚筒上的柱钉来使树皮破坏。这是实现树皮破坏的最有利的方式，因为在这种情况下，可以利用木材的重量，因为木材将滚筒中最下面的木材的木材块压向柱钉。

25、或者，通过机械剥皮元件和柱钉而不是剥皮滚筒来使树皮破坏。在这种情况下，可以使用完全现有技术的剥皮滚筒，例如，当树皮在剥皮滚筒之前已经使用柱钉式进料辊(studded feed roller)被破坏了。

26、将根据本发明的剥皮滚筒和方法获得的剥皮效率与具有相同参数的现有技术剥皮滚筒和方法的相应数据进行比较时，即使只增加若干柱钉，剥皮效率也会提高5％-10％。同时能耗会降低20％，甚至更多。木材损耗可减少1％-2％。考虑到目前木材加工厂的规模，可实现的经济效益可达数百万欧元。

27、根据本发明的剥皮滚筒和方法适于木材的剥皮，与木材的后续加工无关。特别有利的应用包括例如纸浆和造纸工业以及锯木工业中的剥皮工艺。根据本发明的剥皮滚筒自然可以被实现为全新的产品，或者通过增加柱钉将现有的剥皮滚筒改装成根据本发明的剥皮滚筒。