РАЗМАЛЫВАЮЩАЯ ГАРНИТУРА ДЛЯ ДИСКОВОЙ МЕЛЬНИЦЫ
GRINDING FITTING FOR DISK MILL

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при переработке вторичного сырья, т.е. оборотного брака и макулатуры в производстве газетной бумаги, картона, древесно-волокнистых плит и т.д.
Известна размалывающая гарнитура для дисковой мельницы, включающая закрепленные на несущем основании и вращающемся валу ножевые размалывающие диски с равномерно распределенными ножами, выполненными в форме усеченных секторов, прямолинейные кромки которых сходятся в центре дисков, причем ширина межножевых каналов равномерно увеличивается, а глубина - уменьшается от входа в размалывающую полость к периферии [1].
Существенным недостатком данной гарнитуры является линейное сопряжение режущих кромок ножей вращающегося ротора и неподвижного статора, за счет чего на линии сопряжения удельное давление на волокнистый материал чрезмерно сконцентрировано и велико. Это обусловливает превалирование рубящего воздействия на волокнистый материал, оказавшийся зажатым между режущими кромками ножей ротора и статора, в момент их сопряжения и укорочение его природной длины. Кроме того, малая величина междискового зазора не обеспечивает в момент сопряжения линейных режущих кромок ножей ротора и статора захват достаточного количества волокнистого материала и дальнейшее принудительное воздействие на него в виде механического сжатия и сдвига, возникающих при последующем повороте подвижных ножей ротора относительно неподвижных ножей статора.
Наиболее близким по технической сущности известным решением является размалывающая гарнитура для дисковой мельницы, включающая закрепленные на несущем основании и вращающемся валу ножевые размалывающие диски с равномерно распределенными ножами, выполненными в форме усеченных секторов, прямолинейные кромки которых сходятся в центре дисков, а режущие кромки снабжены скосами в виде фасок [2].
Недостатком данной гарнитуры является линейное сопряжение (через заполненный волокнистой массой межножевой зазор) режущих кромок ножей ротора и статора, образованных при пересечении плоскостей их фасок с рабочими поверхностями. Это создает предпосылки для концентрации на линии сопряжения достаточно больших значений удельных давлений, мгновенно воздействующих на волокнистый материал, зажатый между сопряженными режущими кромками ножей ротора и статора, что обусловливает в момент сопряжения превалирование грубого силового воздействия, ведущего к:
- укорочению природной длины волокон;
- отсутствию достаточных величин окружной касательной составляющей скорости транспортирования материала вдоль межножевых канавок;
- невозможности захвата максимального количества волокнистого материала с последующим принудительным протягиванием его в этот зазор.
Изобретение решает задачи интенсификации, повышения производительности, качества и снижения удельных энергозатрат процесса размола.
Технический результат заключается в обеспечении оптимального режима механического воздействия на волокнистый материал с превалированием касательных напряжений.
Для обеспечения указанного технического результата в размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы, включающей закрепленные на несущем основании и вращающемся валу ножевые размалывающие диски с равномерно распределенными ножами, выполненными в форме усеченных секторов со сходящимися в центре дисков боковыми прямолинейными кромками, из которых - режущие снабжены скосами, согласно изобретению скосы ножей выполнены в форме закруглений с радиусом
r=(0,6…1,9)·l, м
где: (0,6…1,9) - постоянный коэффициент;
- средняя длина волокон обрабатываемого материала, м.
Данное соотношение получено на основании экспериментальных исследований. Смысл его заключается в следующем:
- при одинаковой длине множества единичных волокон различных древесных пород, выбор постоянного коэффициента из приведенного диапазона, для каждого из единичных волокон, связан с их прочностью при продольном растяжении;
- с увеличением прочности, сохранение природной длины волокон обеспечивается путем уменьшения постоянного коэффициента (установлено экспериментально).
При значении коэффициента меньше 0,64 радиус закругления существенно уменьшится, что приведет к рубке волокон. При значении коэффициента более 1,92 радиус закругления существенно увеличится, что может привести к снижению силового воздействия на волокна, оказавшиеся в месте контакта закруглений.
На фиг.1 изображена фронтальная проекция ножевой размалывающей поверхности гарнитуры для дисковой мельницы. Рабочие плоскости ножей гарнитуры затенены, закругления режущих кромок зачернены.
На фиг.2 изображен поперечный разрез А-А единичного ножа с закругленной режущей кромкой.
Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает закрепленные на несущем основании и вращающемся валу ножевые размалывающие диски с равномерно распределенными прямыми ножами 1, выполненными в форме усеченных секторов, боковые стороны которых сходятся в центре дисков. Ножи 1 чередуются с межножевыми канавками 2 (см. фиг.1). Режущие кромки ножей 1 снабжены скосами. В отличие от известных решений скосы выполнены в форме закруглений 3 с радиусом
r=(0,6…1,9)·l, м,
где: (0,6…1,9) - постоянный коэффициент; - средняя длина волокон обрабатываемого материала, м (см. фиг.1 и 2, разрез А-А). Ножевая кольцевая зона гарнитуры ограничена входной 4 и выходной 5 окружными кромками.
Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы работает следующим образом. Волокнистая суспензия непрерывно поступает под давлением через входную окружную кромку 4 в межножевую полость и под действием центробежных сил движется вдоль канавок 2 к периферийной окружной кромке 5.
В процессе движения по межножевым канавкам 2 потоки суспензии под действием развиваемого диском ротора окружного усилия прижимаются к набегающим боковым стенкам канавок 2 и перемещаются поперек них до закруглений 3 ножей 1.
В отличие от известных решений плавность перехода набегающей поверхности боковой стенки канавки 2 в поверхность закруглений 3 инициирует:
- плавное преодоление их материалом;
- попадание пучков волокон между сопряженными закруглениями 3;
- необходимую окружную циркуляцию пучков волокон;
- режим перемещения волокнистой массы.
За счет этого, за один проход через размалывающую полость, материал большее время и большее количество раз подвергается силовому воздействию.
Кроме того, в отличие от известных решений, наличие многократных сопряжений закруглений 3 ножей 1 ротора и статора обусловливает:
- захват ими максимального количества волокнистого материала;
- принудительное протягивание его в межножевой зазор;
- щадящий режим (не рубящий), даже при наличии достаточно больших значений удельных давлений и малых величинах зазора;
- меньшую концентрацию удельных давлений на волокнистый материал на линиях сопряжении закруглений 3 ножей 1 ротора и статора;
- превалирование мягкого силового воздействия на волокнистый материал и создает предпосылки для сохранения его природной длины.
Прошедший обработку волокнистый материал направляется на следующую стадию технологического процесса.
По сравнению с известными решениями использование заявляемой размалывающей гарнитуры для дисковой мельницы позволит:
- интенсифицировать процесс разделения волокон за счет большего времени нахождения и большего количества воздействий на сгустки обезвоженной массы за один проход ее через размалывающую полость;
- повысить производительность за счет обеспечения захвата максимального количества волокнистого материала, при сопряжении закруглений 3 ножей 1 и последующего принудительное протягивания его в межножевой зазор;
- повысить эффективность и качество процесса размола за счет превалирования мягкого силового воздействия на волокнистый материал, при наличия фибриллирующего эффекта, позволяющего сохранить природную длину волокна;
- снизить удельные энергозатраты за счет наиболее полного использования механического воздействия на волокнистый материал за один проход через рабочую межножевую полость.
Источники информации
1. SU №2227826, МПК D21d 1/30, В02с 7/13, заявлено 16.07.2003 г, бюллетень №12, опубл. 27.04.2004 г.
2. RU №2314379, МПК D21d 1/30, В02с 7/13, заявлено 19.06.2006 г, бюллетень №1, опубл. 10.01.2008 г