Hakkeen taskuruuvi osaksi älykästä hakkeenkäsittelyä

Abstract

Tämän työn tavoitteena on tutkia, miten kuorinta- ja haketuslinjan hakun jälkeinen haketaskuruuvi kytketään osaksi teollisen internetin älykkäitä ratkaisuja. Käytännön mittauksia ja testejä tehtiin eräällä kuorimolla Ruotsissa.

Linjan ajotapa ja lastaus vaikuttavat merkittävästi kapasiteetin tasaisuuteen. Epätasaisella ja vähäisellä kapasiteetilla haketaskuruuvia saatetaan ajaa tyhjänä, jolloin hakun käydessä ja korostetusti haketushetkellä hakulta muodostuva ilmavirtaus kulkeutuu suppiloissa hakehihnakuljettimelle. Jopa hyvin tiivistetyt hihnan lastauskohdat vuotavat hakkeen hienojaetta ilmavirtauksen vaikutuksesta kuorimon työympäristöön, aiheuttaen oireilua pölyherkille ihmisille sekä ylimääräistä puhtaanapitotyötä.

Tavoitteena on luoda järjestelmä, jolla ylläpidetään tasaustaskun purkauskohdalla hakepatjaa estäen ilmavirtaus haketaskuruuvin läpi, jolloin ylipaine rajoittuu tasaustaskun sisälle. Eri täytöksen valvontamenetelmien soveltuvuutta tutkitaan kirjallisuuden avulla ja käytännön mittauksia tehdään voima-antureihin perustuvaan täytöksen valvontaan. Paine-erojen todentamista varten kehitetään liikuteltava paine-eron mittausjärjestelmä.

Haketuskapasiteetin arvioimista varten tehtiin matemaattinen mallinnus hakkumoottorien virran kulutukseen perustuen, jota voidaan käyttää haketaskuruuvin nopeuden ennakoivaan säätämiseen. Haketaskun täytöksen arviointia varten kehitettiin matemaattinen mallinnus haketaskuruuvin moottorin vaatimaan tehoon perustuen, jota voidaan hyödyntää ylitäytöksen todentamiseen poistaen pintaraja-anturin tarve haketaskussa. Työn tuloksena syntyi älykkäitä laiteominaisuuksia, joita voidaan soveltaa yleisperiaatteena haketaskuruuville. Työssä tehtiin myös haketus- ja kuorintalinjan automaattinen vakiokapasiteettisäätö, jolla pystyttiin tasaamaan linjan kapasiteettivaihteluita.

The aim of this work is to study how the chip equalizing bin screw after the chipper in debarking and chipping line integrates into the intelligent solutions of the industrial internet. Practical measurements and tests were performed at a wood room in Sweden.

The way of operation and loading of the line have a significant effect on the steadiness of capacity. With unsteady and low capacity, the bin screw might be operated empty, thus the airflow generated by the chipper and specially at the time of chipping is transferred to the chip conveyor via material chutes. Even well-sealed belt loading points leaks under the influence of airflow into the working environment of the wood room, causing symptoms for dust-sensitive people and additional cleaning for the environment.

The aim is to create a system that maintains a chip pile at the discharge point of the equalizing bin, preventing airflow through it, whereby the overpressure is limited inside the equalizing bin. The suitability of different methods for filling monitoring are studied with the help of literature and practical measurements are made for filling monitoring based on force sensors. Developed mobile differential pressure measurement system is used to verify the pressure differences.

To evaluate the chipping capacity, mathematical modeling was performed based on the current consumption of the chipper motors, which can be used to predictively adjust the speed of the bin screw. To evaluate the filling of the chip bin, mathematical modeling was developed based on the power demand from motor, which can be utilized to verify the overfill eliminating the need for a high-level switch in the bin. The work resulted intelligent device features applicable as a general principle to equalizing bin screw. The work also included an automatic constant capacity adjustment of the debarking and chipping line, which equalized the capacity variations of the line.