Размалывающая гарнитура

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии вторичного размола волокна, полученного из макулатуры или тряпья при изготовлении бумаги и картона. Размалывающая гарнитура содержит соосные роторный и статорный диски. Рабочие поверхности дисков обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами 4. Режущие кромки 3 ножевых выступов 4 выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска и наклонены в одном направлении таким образом, что на входной окружной кромке дисков угол наклона режущих кромок 3 ножей статора больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7°…10°. При этом угол наклона режущей кромки 3 в любой ее точке постоянен и находится в оптимальном диапазоне 68°…88°. Изобретение обеспечивает повышенное качество размола и снижение удельных энергозатрат. 2 ил.

 

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии вторичного размола волокна, полученного из макулатуры или тряпья, при изготовлении бумаги и картона.

Известна размалывающая гарнитура, включающая роторный и статорный диски, рабочие поверхности которых, обращенные одна к другой, снабжены криволинейными ножевыми выступами, направленными, соответственно, в противоположные стороны, при этом режущие кромки ножевых выступов роторного и статорного дисков выполнены с эксцентриситетом относительно их центров и круговыми (RU, №2307883, МПК D21D 1/30, В02С 7/12, заявлено 03.04.2006 г., бюллетень №28, опубликовано 10.10. 2007 г.).

Наиболее близким по технической сущности известным решением является размалывающая гарнитура, включающая соосные роторный и статорные диски, рабочие поверхности которых обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами, режущие кромки которых выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска и наклонены в одном направлении таким образом, что на входной окружной кромке дисков угол наклона режущих кромок ножей статора больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7°…10° (RU, №2523990, МПК D21D 1/30, В02С 7/12, заявлено 05.07.2013 г., бюллетень №21, опубликовано 27.07.2014 г.).

Недостатками данных решений являются два обстоятельства, заключающиеся в том, что угол наклона режущих кромок:

- увеличивается от центра диска к периферии;

- не ограничен оптимальным диапазоном значений.

Первое обстоятельство приводит к тому, что втягивание волокнистой суспензии в кольцевую размалывающую полость происходит медленнее, так как здесь режущие кромки имеют наименьший угол наклона к радиусу. При приближении же к периферийной окружности диска волокнистая суспензия под действием увеличивающейся центробежной силы существенно ускоряется за счет увеличивающегося угла наклона к радиусу. Сила же, разрушающая волокна при движении их от центра к периферии диска, уменьшается. Поэтому самое интенсивное измельчение частиц режущими кромками происходит около центра.

Второе обстоятельство заключается в том, что при значениях угла наклона, находящихся вне оптимального диапазона, имеет место превалирование доли нормальной составляющей окружного усилия над тангенциальной. За счет этого увеличивается резка, рубка, укорачивание волокон. В итоге готовый продукт имеет низкие прочностные характеристики и низкое качество, хотя изначально задача заключалась в сохранении длины волокна.

Присутствие этих двух обстоятельств не только противоречит условиям соблюдения требований технологического регламента проведения вторичного размола волокна (полученного из макулатуры или тряпья, при изготовлении бумаги и картона с высоким качеством готового продукта), но и является прямо противоположным им.

Факты укорочения исходной длины волокна (за счет резки, рубки) и низкие прочностные и качественные характеристики готового продукта были установлены экспериментально.

Изобретение решает задачи сохранения природной длины волокна за счет интенсификации фибриллирующего и расчесывающего силового воздействия, повышения прочностных характеристик, качества готового продукта, производительности и снижения удельных энергозатрат.

Технический результат заключается в увеличении времени и длины пути прохождения суспензией волокнистого материала кольцевой размалывающей зоны за счет обеспечения постоянства угла наклона режущих кромок к радиусу и за счет использования оптимального диапазона значений угла наклона.

Для достижения технического результата в размалывающей гарнитуре, включающей соосные роторный и статорные диски, рабочие поверхности которых обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами, режущие кромки которых выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска и наклонены в одном направлении таким образом, что на входной окружной кромке дисков угол наклона режущих кромок ножей статора больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7°…10°, согласно изобретению, угол наклона режущей кромки в любой ее точке постоянен и находится в оптимальном диапазоне 68°…88°.

Диапазон был определен экспериментальным путем. Выбор угла наклона зависит от рода сырья, из которого было получено волокно, подлежащее вторичному размолу, и от средней длины этого волокна.

При угле наклона α<68° первичному (грубому) размолу подлежит только необработанная длинноволокнистая масса (например, из лиственных пород), на которую оказывается механическое воздействие с преобладанием резки, рубки и укорочения исходной длины волокон.

При угле:

- α=68° размолу подлежит предварительно обработанная средневолокнистая (3,5…2,5 мм) масса (например, из лиственных пород), на которую оказывается механическое воздействие с преобладанием фибрилляции волокон и сохранения их исходной длины;

- 68°<α<88° размолу подлежит предварительно обработанная коротковолокнистая (2,5…1,5 мм) масса (например, из хвойных пород), на которую оказывается механическое воздействие с преобладанием фибрилляции и расчесывания волокон, с сохранением их исходной длины;

- α=88° размолу подлежит предварительно обработанная коротковолокнистая (1,5…1,0 мм) масса (например, из хвойных пород), на которую оказывается механическое воздействие с преобладанием расчесывания волокон с сохранением их исходной длины.

На фигуре 1 в осях координат Х-Y:

- изображена фронтальная проекция рабочей кольцевой поверхности 1 диска ротора и ограниченной тонкой линией разрыва части, сопряженной с ней рабочей кольцевой поверхности 2 диска статора;

- на поверхности 1 диска ротора выделен выносной элемент I.

На фигуре 2 в осях координат X-Y изображен выносной элемент I с раскладкой окружных усилий и на тангенциальные , и нормальные , , составляющие в точках А и В пересечения режущей кромки 3 ножевого выступа 4 с входной 5 и выходной 6 окружными кромками рабочей кольцевой поверхности 1 диска ротора (на рабочей поверхности 2 диска статора раскладка окружных усилий условно не показана).

На фигурах 1 и 2 нанесены общие обозначения:

r - радиус входной окружной кромки 5 дисков;

R - радиус выходной окружной кромки 6 дисков;

окружной стрелкой показано направление вращения диска ротора;

затенена единичная межножевая канавка 7.

На фигуре 2 нанесены обозначения конструктивных элементов:

α - угол наклонения радиуса r (проведенного из центра О диска 1 ротора в точку А пересечения режущей кромки 3 единичного ножевого выступа 4 с входной окружной кромкой 5 диска) к касательной режущей кромки 3 в точке А (угол наклона радиуса на диске статора условно не показан);

β - угол наклона радиуса R (проведенного из центра О диска ротора в точку В пересечения режущей кромки 3 единичного ножевого выступа 4 с выходной окружной кромкой 6 диска ротора) к касательной режущей кромки 3 в точке В;

t - шаг между режущими кромками 3 ножевых выступов 4;

S - толщина ножевых выступов 4;

р - ширина межножевых канавок 7.

Размалывающая гарнитура включает роторный и статорный диски, на рабочих поверхностях 1 и 2 которых равномерно распределены криволинейные ножевые выступы 4 и межножевые канавки 7.

В отличие от известных решений в предлагаемом решении угол наклона αX (радиуса rX к касательной ) режущей кромки 3 в любой ее точке АX, от входной окружной кромки 5, до выходной 6, постоянен и находится в диапазоне 68°…88°, т.е. αX=68°…88° (обозначения αX, rX, и АX на фигурах 1 и 2 условно не показаны).

За счет этого с учетом раскладки окружных усилий и на входной 5 и выходной 6 окружных кромках (см. фиг. 2, выносной элемент I) для точек А и В можно считать справедливыми следующие равенства:

После подстановки равенства 2 в равенство 1 получим

Разделив левые и правые части равенства 3 на левые и правые части равенства 2, получим

Из равенства 4 следует, что, в отличие от известных решений, в предлагаемом решении касательные составляющие значительно превышают нормальные составляющие окружных усилий , развивающихся в точках А (В), расположенных на входной 5 и выходной 6 окружных кромках.

С учетом постоянства величины угла наклона αX (касательных режущих кромок 3 ножевых выступов 4 к радиусу rX), это значит, что на полуфабрикат (находящийся в области скрещивания режущих кромок 3 ножевых выступов 4, сопряженных рабочих ножевых поверхностей 7 и 2 дисков ротора и статора) оказывается преимущественно сдвиговое воздействие, создающее весомые предпосылки для фибриллирующего и расчесывающего эффектов.

Размалывающая гарнитура работает следующим образом. В рабочем положении крутящий момент передается от ведомого вала привода посаженной на него ступице диска ротора. Вторичный волокнистый материал, в виде суспензии, под давлением, поступает через входную окружную кромку 5 диска статора в размалывающую полость (на фиг. 1 и 2 условно не показана), где распределяется по межножевым канавкам 7 и (под действием перепада давления на входе и выходе центробежной силы) устремляется от входной окружной кромки 5, через кольцевую размалывающую полость в сторону выходной окружной кромки 6.

При этом, в отличие от известных решений, в предлагаемом решении волокнистый материал в течение одного прохода:

- не ускоряется, т.е. втягивается в кольцевую размалывающую полость с той же скоростью, что и на периферии за счет постоянства угла наклона касательной к радиусу;

- проходит через кольцевую размалывающую полость более длинный путь за увеличенное время (см. на фиг. 1, 2 затененную межножевую канавку 7);

- неоднократно попадает в межножевой зазор, где подвергается более мягкому воздействию (с превышением значения доли касательной составляющей окружного усилия над значением доли нормальной составляющей ) за счет того, что угол наклона режущей кромки в любой ее точке постоянен и находится в оптимальном диапазоне 68°…88°;

- в процессе прохождения кольцевой размалывающей полости неоднократно подвергается удельному давлению в зоне скрещивания ножевых выступов ротора и статора.

Прошедший обработку волокнистый полуфабрикат направляется на следующую стадию технологического процесса.

Использование предлагаемой размалывающей гарнитуры позволит повысить качество размола за счет сохранения природной длины волокна.

Сохранение природной длины волокна обеспечивается путем:

- увеличения абсолютной протяженности режущих кромок криволинейных ножевых выступов, что повышает время прохождения волокнистым полуфабрикатом кольцевой размалывающей зоны и, как следствие этого, интенсифицирует силовое воздействие на волокнистый полуфабрикат за один проход зоны сопряжения режущих кромок и увеличивает производительность;

- обеспечения превышения доли касательной составляющей окружного усилия над долей нормальной составляющей, что создает предпосылки для снижения удельного давления в зоне скрещивания режущих кромок ножевых выступов ротора и статора с одновременным снижением удельных энергозатрат;

- создания условий для преобладания доли фибриллирующего и расчесывающего эффектов над режущим и рубящим.

Размалывающая гарнитура, включающая соосные роторный и статорный диски, рабочие поверхности которых обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами, режущие кромки которых выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска и наклонены в одном направлении таким образом, что на входной окружной кромке дисков угол наклона режущих кромок ножей статора больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7°…10°, отличающаяся тем, что угол наклона режущей кромки в любой ее точке постоянен и находится в оптимальном диапазоне 68°…88°.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура содержит роторный и статорный диски, рабочая поверхность которых разделена промежуточными канавками на секторы.

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может быть использовано при размоле различных волокнистых материалов в виде волокнистых суспензий с концентрацией 1-2%.

Изобретение относится к рисунку для сегмента или сектора пластины рафинера, устанавливаемой диск рафинера, и сегментам с таким рисунком, которые могут быть использованы, например, в дисковых мельницах.

Группа изобретений относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к размалыванию лигноцеллюлозного материала. Каждый сегмент плит для размалывания содержит размалывающую сторону.

Изобретение относится к пластинам и сегментам пластины для рафинеров и диспергаторов, используемых для производства волокнистой массы из вторсырья. Сегмент пластины, выполненный с возможностью установки на диск диспергатора или рафинера для измельченного целлюлозного материала, содержит лицевую сторону, имеющую диспергирующие зубья или размалывающие ножи, заднюю сторону, имеющую выступающую стойку, окружающую структуру установки крепежного элемента, и выступающий участок позиционирования пластины, а также боковые края сегмента пластины, радиально внешний край и радиально внутренний край, продолжающиеся между боковыми краями, при этом задняя сторона не имеет выступающих структур вдоль боковых краев.

Раскрыт новый способ получения в промышленном масштабе целлюлозных нанофиламентов (ЦНФ, CNF) с высоким коэффициентом вытяжки из натуральных лигноцеллюлозных волокон.

Группа изобретений относится к коническим рафинерам или дисковым коническим рафинерам для лигноцеллюлозных материалов, которые могут быть использованы для получения механической древесной массы.

Рафинёр // 2574126
Изобретение относится к рафинеру, предназначенному для механического размола материала, в частности древесного, с получением волоконной массы. Рафинер выполнен с по меньшей мере одним размалывающим диском (9) и корпусом (2).

Изобретение относится к способу обработки суспензии целлюлозной массы, включающему (i) стадию воздействия на волокна целлюлозы водного раствора марганцевого катализатора переходного металла и пероксида водорода при рН 6-13 и (ii) размол целлюлозы до достижения значения Шоппер-Риглер (SR) 10-90° и переработку полученной массы в бумагу, ткань или картон, причем марганцевый катализатор переходного металла присутствует в концентрации 0,0001-1 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы и пероксид водорода присутствует в концентрации 0,1-100 кг/тонну абсолютно сухой целлюлозы, предварительно готовят марганцевый катализатор переходного металла из моноядерного Mn(II), Mn(III), Mn(IV) или двухъядерного Mn(II)Mn(II), Mn(II)Mn(III), Mn(III)Mn(III), Mn(III)Mn(IV) или Mn(IV)Mn(IV) и лиганда переходного металла формулы (I): где: ; p=3; R независимо выбран из водорода, С1-С6-алкила, СН2СН2ОН, СН2СООН, и пиридин-2-илметила; R1, R2, R3 и R4 независимо выбраны из Н, С1-С4-алкила, С1-С4-алкилгидрокси.

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может применяться при размоле различных волокнистых материалов. Сущность изобретения: в размалывающей гарнитуре режущие кромки ножевых выступов ротора и статора скрещиваются одновременно в двух точках, из которых вторая точка расположена на периферийной окружной кромке диска.

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура содержит роторный и статорный диски, рабочая поверхность которых разделена промежуточными канавками на секторы.

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может быть использовано при размоле различных волокнистых материалов в виде волокнистых суспензий с концентрацией 1-2%.

Изобретение относится к рисунку для сегмента или сектора пластины рафинера, устанавливаемой диск рафинера, и сегментам с таким рисунком, которые могут быть использованы, например, в дисковых мельницах.

Группа изобретений относится к средствам дробления и измельчения и может быть использована в системах размалывания лигноцеллюлозного материала. Система размалывания лигноцеллюлозного материала содержит двунаправленный сегмент роторной пластины с размалывающей областью первой роторной пластины по меньшей мере с одной размалывающей зоной в первом радиальном диапазоне расстояний между внутренним и наружным краями сегмента роторной пластины, и двунаправленный сегмент статорной пластины с размалывающей областью сегмента первой статорной пластины по меньшей мере с одной размалывающей зоной во втором радиальном диапазоне расстояний между внутренним и наружным краями сегмента статорной пластины.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Измельчитель содержит корпус и размещенный в нем диск с активной истирающей поверхностью в виде перфорированной тарелки и установленный с возможностью вертикального перемещения воронкообразный патрубок.

Изобретение относится к средствам самоизмельчения и сепарации различных твердых материалов. Устройство сепарации сыпучих материалов содержит два помольных вогнутых аэродинамических колеса (1).

Изобретение предназначено для использования в строительной, целлюлозно-бумажной, химической, горно-обогатительной и других отраслях промышленности, в частности для использования в дисковых, центробежно-струйных и других мельницах такого типа.

Изобретение относится к пластинам и сегментам пластины для рафинеров и диспергаторов, используемых для производства волокнистой массы из вторсырья. Сегмент пластины, выполненный с возможностью установки на диск диспергатора или рафинера для измельченного целлюлозного материала, содержит лицевую сторону, имеющую диспергирующие зубья или размалывающие ножи, заднюю сторону, имеющую выступающую стойку, окружающую структуру установки крепежного элемента, и выступающий участок позиционирования пластины, а также боковые края сегмента пластины, радиально внешний край и радиально внутренний край, продолжающиеся между боковыми краями, при этом задняя сторона не имеет выступающих структур вдоль боковых краев.

Устройство относится к средствам самоизмельчения и сепарации различных твердых материалов. Дезинтегратор-классификатор сыпучих материалов содержит два аэродинамических рабочих колеса (1) с зазором.

Группа изобретений относится к коническим рафинерам или дисковым коническим рафинерам для лигноцеллюлозных материалов, которые могут быть использованы для получения механической древесной массы.

Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности на стадии вторичного размола волокна, полученного из макулатуры или тряпья при изготовлении бумаги и картона. Размалывающая гарнитура содержит соосные роторный и статорный диски. Рабочие поверхности дисков обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми выступами 4. Режущие кромки 3 ножевых выступов 4 выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска и наклонены в одном направлении таким образом, что на входной окружной кромке дисков угол наклона режущих кромок 3 ножей статора больше угла наклона режущих кромок ножей ротора на 7°…10°. При этом угол наклона режущей кромки 3 в любой ее точке постоянен и находится в оптимальном диапазоне 68°…88°. Изобретение обеспечивает повышенное качество размола и снижение удельных энергозатрат. 2 ил.

Наверх