КИПОРЫХЛИТЕЛЬ

Предполагаемая полезная модель относится к устройствам для разрыхления кип волокнистого материала и может быть использована в текстильной, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен трехбарабанный пильчатый разрыхлитель В37 фирмы Marzoli, содержащий три последовательно расположенные разрыхляющие барабаны. Причем на первом барабане плотность расположения зубьев меньше, чем на последующих. Для очистки волокна на каждом барабане используются узлы, состоящие из двух сороотбойных ножей, расположенного между ними чешущего сегмента и гладкого дефлектора. Система удаления отходов имеет несколько патрубков, расположенных возле каждого сороотбойного ножа, в которые воздушным потоком, создаваемым вращающимся барабаном и отсекаемым ножом, сбрасываются сорные примеси. Размер щели, через которую выделяются сорные примеси, и направление воздушного потока можно регулировать автоматически, изменяя положение дефлектора, оптимизируя этим процент выделения отходов. (Электронный ресурс http://prom.net.ru/?id=2241 дата обращения 14.10.2015 г.).
Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает равномерного и однородного разрыхления волокна из обрабатываемых кип.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является кипорыхлитель, состоящий из механизма рыхлительных барабанов и транспортера подачи кип целлюлозы к механизму рыхления. Рыхлительный механизм включает корпус, в котором смонтированы три рыхлительных барабана, с закрепленными на поверхности рыхлительными зубьями. Всем трем барабанам передается вращение от электродвигателя через клиноременную передачу. Рыхлительные барабаны закрыты кожухом-ловушкой, в котором имеется на шарнирах наклонная плоскость. Ловушка в нижней части заканчивается патрубком, присоединенным к загрузочному патрубку конфузорно-диффузорной воронки. Транспортер подачи кип к рыхлительному агрегату состоит из рамы, на которой смонтированы приводной и натяжной барабаны транспортерной ленты, и поддерживающие ролики. Для направления движения кипы целлюлозы со стороны рыхлительного механизма имеются боковые щеки, на которых смонтирована защитная заслонка. Вращение от электродвигателя приводному барабану передается через клиноременную передачу на редуктор и клиноременную передачу на приводной вал транспортера. (Введение в технологию энергонасыщенных материалов: учебное пособие / Д.И. Дементьев, И.С. Кононов, Р.Г. Мамашев, В.А. Харитонов; - Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та. 2009, 254 с., С-6.).
Недостатком устройства является то, что при изменении плотности и габаритных размеров кип плотность разрыхленного волокна на выходе и его однородность изменяется в значительных пределах. Кроме этого при рыхлении кип волокнистого материала на этом устройстве, образующаяся пыль не отводится из устройства, скапливается в мертвых зонах, что приводит к необходимости остановки для выполнения трудоемких операций очистки кипорыхлителя от пыли. Изменение плотности и однородности разрыхленного волокнистого материала приводит к нестабильности последующих процессов обработки волокнистого материала.
Технический результат предлагаемой полезной модели выражается в повышении качества, надежности и производительности получения разрыхленного волокнистого материала с обеспечением однородности, не зависящей от плотности и габаритных размеров кип.
Технический результат достигается тем, что в кипорыхлителе, содержащем корпус, в котором смонтированы кинематически связанные между собой верхний рыхлительный барабан, нижний рыхлительный и сбрасывающий барабан с закрепленными на них рыхлительными колками транспортерную ленту для перемещения кипы, выгрузочный патрубок, при этом сбрасывающий рыхлительный барабан кинематически не связан с верхним и нижним рыхлительными барабанами, в корпусе кипорыхлителя выполнены направители эквидистантные верхнему рыхлительному барабану и сбрасывающему рыхлительному барабану; рыхлительные барабаны выполнены наборными из колец; на направителях выполнены счесывающие гребенки; в каждом из колец рыхлительного барабана выполнены отверстия, в которые устанавливаются колки фиксируемые штифтами; кольца в рыхлительном барабане установлены с пошаговым угловым смещением друг относительно друга рыхлительных колок соседних колец; направитель, эквидистантный сбрасывающему барабану соединен с торцем корпуса и имеет отверстия для отвода пыли; счесывающие гребенки, установленные на направителях выполнены с регулируемой величиной зазора над остриями рыхлительных колок барабанов; на колках выполнены кольцевые проточки; отверстия для установок колок в кольцах могут быть выполнены радиально и/или под углом к радиусу в направлении вращения барабана; корпус кипорыхлителя дополнительно снабжен, по крайней мере, одним патрубком для подвода воздуха; один патрубок расположен в верхней части корпуса перед верхним рыхлительным барабаном, а, по крайней мере, один патрубок расположен в нижней части корпуса под нижним рыхлительным барабаном.
Предполагаемая полезная модель поясняется чертежами.
Фиг. 1 - Общий вид кипорыхлителя;
Фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;
Фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1;
Фиг. 4 - Вид В на фиг. 3;
Фиг. 5 - Вид Г на фиг. 3;
Фиг. 6 - Вид Д на фиг. 5;
Фиг. 7 - Вид Ж на фиг. 6.
Устройство содержит корпус 1, в котором смонтированы три барабана: верхний рыхлительный барабан 2, нижний рыхлительный барабан 3 и сбрасывающий барабан 4, выполненные наборными из колец, с закрепленными на них рыхлительными колками 5 (фиг. 1). Верхний рыхлительный барабан 2, нижний рыхлительный барабан 3 и сбрасывающий барабан 4 для отвода расщепленных волокон закрыты направителями 6 и 7 на которых установлены счесывающие гребенки 8 и 9 с возможность регулировки зазора между счесывающими гребенками 8, 9 и остриями рыхлительных колков 5 верхнего рыхлительного барабана 2 и сбрасывающего барабана 4 соответственно. Верхний 2 и нижний 3 рыхлительные барабаны кинематически связаны между собой и кинематически не связаны со сбрасывающим барабаном 4. В нижней части корпуса 1, с одной стороны смонтированы приводной 10 и натяжной 11 барабаны транспортерной ленты 12 с поддерживающими роликами 13 и устройством натяжения 14 транспортерной ленты 12, с другой, противоположной стороны корпуса 1 имеется выгрузочный патрубок 15. Для направления движения кипы 16 по транспортерной ленте на корпусе 1 имеются боковые ограждения 17. Для уменьшения попадания пыли в атмосферу производственного участка на торце кипорыхлителя смонтирована защитная завеса 18, над которой установлен патрубок 19, предназначенный для подачи воздуха в направлении выгрузочного патрубка 15. Под нижним рыхлительным барабаном установлен патрубок 20 для подачи воздуха, позволяющий регулировать скорость потока разрыхленного волокнистого материала в направлении выгрузочного патрубка 15. Верхний рыхлительный барабан 2, нижний рыхлительный барабан 3 приводятся во вращение от привода 21 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) с помощью клиноременной передачи 22 и редуктора 23. Вращение от привода 24 сбрасывающему барабану 4 передается через клиноременную передачу 25. Соотношение частоты и направления вращения рыхлительных барабанов 2 и 3 и сбрасывающего барабана 4 друг относительно друга регулируют в зависимости от необходимой степени разрыхления и однородности волокнистого материала, а также в зависимости от плотности и габаритных размеров подаваемых кип. Вращение приводного барабана 10 осуществляется мотор-редуктором 26. Приводы 21, 24 и мотор-редуктор 26 могут быть установлены на раме 27 корпуса 1 либо непосредственно на самом корпусе 1. Верхний рыхлительный барабан 2, нижний рыхлительный барабан 3, сбрасывающий барабан 4, приводной барабан 10 и натяжной барабан 11, поддерживающие ролики 13 установлены на раме 1 с помощью подшипниковых узлов. 28. Направители 6 и 7, служащие для разделения потока волокнистого материала, выполнены эквидистантными верхнему рыхлительному барабану 2 и сбрасывающему барабану 4. Направитель 7 соединен с торцем кипорыхлителя и на участке за гребенкой 9 снабжен отверстиями 29 для отвода пыли (Фиг. 3). Устройство отвода пыли находится в верхней части кипорыхлителя (не показано). Верхний рыхлительный барабан 2 состоит из колец 30, в каждом из которых, по окружности выполнены отверстия, в которые установлены рыхлительные колки 5 (фиг. 5). Отверстия для установки рыхлительных колок 5 в кольцах могут быть выполнены радиально и/или под заданным углом а к радиусу (Фиг 7). Кольца 30 собраны на трубе 31 и стянуты шпильками 32 и гайками 33 между торцевых крышек 34. Гайки 33 зафиксированы от раскручивания пластинами 35 (фиг. 6). Кольца 30 в верхнем рыхлительном барабане 2 установлены с пошаговым угловым смещением друг относительно друга, так например, рыхлительные колки 5 двух соседних колец 30 могут быть смещены друг относительно друга на угол от 15 до 90 градусов. На рыхлительных колках 5, имеющих цилиндроконическую форму выполнена кольцевая проточка. Рыхлительные колки 5 фиксируют в кольцах 30 штифтами 36, устанавливаемыми в торцевые отверстия колец 30. Наружная поверхность штифтов 36 сопряжена с кольцевой проточкой рыхлительных колок 5 (Фиг. 7). Конструкция нижнего рыхлительного барабана 3 и сбрасывающего барабана 4 аналогична конструкции верхнего рыхлительного барабана 2.
Устройство работает следующим образом.
Подлежащую волокнению кипу 16 укладывают на транспортерную ленту 12. Включают приводы 21, 24 и мотор-редуктор 26 и приводят во вращение верхний рыхлительный барабан 2, нижний рыхлительный барабан 3, сбрасывающий барабан 4 и транспортерную ленту 12, за счет которой кипу 16, направляемую ограждениями 17 через защитную завесу 18 перемещают внутрь корпуса 1. Верхний рыхлительный барабан 2 и нижний рыхлительный барабан 3 имеют одинаковую скорость и направление вращения. Их направление вращения задается так, чтобы вырываемые куски волокнистого материала попадали в верхнюю часть корпуса 1. Рыхлительные колки 5 при их тангенциальном расположении отклоняют от радиальной линии на угол α в направления вращения барабана. Это делается с целью облегчения процесса вырывания кусков волокнистого материала из кипы и их перемещения в верхнюю часть корпуса 1 кипорыхлителя. Сбрасывающий барабан 4 вращается в туже сторону, что и верхний рыхлительный барабан 2 и нижний рыхлительный барабан 3, но имеет другую скорость вращения, что обеспечивает возможность дополнительного рыхления кусков волокнистого материала при взаимодействии с рыхлительными колками 5, верхнего рыхлительного барабана 2 и нижнего рыхлительного барабана 3. В корпусе 1 торец кипы с помощью транспортерной ленты 12 упирается во вращающиеся верхний рыхлительный барабан 2 и нижний рыхлительный барабан 3. С помощью установленных на рыхлительных барабанах 2 и 3 рыхлительных колок 5 из торца кипы 16 вырывают куски волокнистого материала. Отделенные рыхлительными колками 5 куски волокнистого материала с верхнего рыхлительного барабана 2 попадают на направитель 6 и счесывающую гребенку 8, где под действием рыхлительных колок 5, взаимодействующих со счесывающей гребенкой 8 подвергаются дополнительному разволокнению. Кроме центробежных сил, действующих на куски волокнистого, материала, отделенные рыхлительными колками 5 верхнего рыхлительного барабана 2 и прижимающих их к направителю 6, их дополнительно перемещают в верхней части корпуса 1 с помощью воздуха, подаваемого через патрубок 19. Изменяя направление потока воздуха из патрубка 19 можно направлять куски волокнистого материала в нужные зоны корпуса 1 кипорыхлителя и изменять интенсивность и степень его разволокнения. Например, направляя поток воздуха из патрубка 19 на нижний рыхлительный барабан 3 можно исключить попадание кусков волокнистого материала с нижнего рыхлительного барабана 3 в верхнюю часть корпуса 1 кипорыхлителя. В этом случае все куски волокнистого материала будут попадать на сбрасывающий барабан 4, что позволит снизить степень разволокнения кусков. С верхнего рыхлительного барабана 2 часть кусков волокнистого материала попадает на направитель 7 и задерживается счесывающей гребенкой 9, где дополнительно разволкняется рыхлительными колками 5 сбрасывающего барабана 4 и попадает в нижнюю часть корпуса 1 перед выгрузочным патрубком 15. Часть кусков волокнистого материала попадает непосредственно на сбрасывающий барабан 4. Со сбрасывающего барабана 4 этот волокнистый материал попадает на направитель 7, где в зоне взаимодействия рыхлительных колок 5, сбрасывающего барабана 4 и счесывающей гребенки 9 дополнительно разрыхляется и попадает в выгрузочный патрубок 15. Куски волокнистого материала с нижнего рыхлительного барабана 3 попадают на верхний рыхлительный барабан 2 и захватываются его рыхлительными колками 5, и частично попадают на сбрасывающий барабан 4. Таким образом, дополнительное разволокнение кусков волокнистого материала, сформированных нижним рыхлительным барабаном 3, осуществляется аналогично дополнительному разволокнению кусков волокнистого материала, полученных с помощью верхнего рыхлительного барабана 2. Удаление разволокненного материала из нижней части корпуса 1 проводится через выгрузочный патрубок 15, например, с помощью пневмотранспорта. Для исключения застойных зон и скапливания пыли в нижней части корпуса 1 кипорыхлителя, разволокненный материал и пыль удаляются из нижней части корпуса 1 кипорыхлителя потоком воздуха из патрубка 20. Кроме этого, регулируя поток воздуха, подаваемого из патрубка 20 можно регулировать скорость выгрузки разволокненного материала из нижней части кипорыхлителя.
Степень и интенсивность рыхления волокнистого материала зависит от частоты вращения верхнего рыхлительного барабана 2, нижнего рыхлительного барабана 3 и сбрасывающего барабана 4, а также от формы и количества рыхлительных колок 5 на барабанах и направления их вращения. Важным фактором для обеспечения высокой однородности разрыхляемого волокнистого материала и производительности кипорыхлителя является скорость подачи кип 16 транспортерной лентой 12. Поэтому приводы 21, 24 и мотор-редуктор 26 снабжены системой управления (частотными преобразователями), позволяющей регулировать частоту вращения барабанов и скорость движения транспортерной ленты 12. Регулировать однородность разволокненного материала можно также с помощью изменения соотношения скоростей вращения верхнего рыхлительного барабана 2, нижнего рыхлительного барабана 3 и сбрасывающего барабана 4. Поэтому привод 24 сбрасывающего барабана 4 выполнен кинематически независимым от привода 21. Это позволяет подбирать оптимальные режимы рыхления для различных сортов волокнистых материалов, геометрических размеров и плотности кип с целью получения разволокненного материала требуемой плотности и однородности.
Так как в процессе разволокнения образуется достаточно большое количество пыли, высокая концентрация которой в воздухе является взрывоопасной, кипорыхлитель снабжен системой отвода пыли непосредственно из зоны рыхления. Для этого на направителе 7 выполнены отверстия 29, соединенные с верхней частью корпуса 1, которая подключена к вытяжной вентиляции. Применение дополнительной системы вентиляции совместно с пневмотранспортировкой разрыхленного волокнистого материала практически исключает скапливание пыли внутри корпуса 1 кипорыхлителя, попадание пыли в атмосферу производственного помещения, а, следовательно, улучшает противопожарную безопасность и взрывобезопасность технологического процесса рыхления кип. Применение рыхлительных и сбрасывающих барабанов, собранных из набора колец увеличивает их ремонтопригодность, а также позволяет оперативно регулировать относительное взаимное положение рыхлительных колок 5 на соседних кольцах 30, обеспечивая наиболее эффективный процесс рыхления с точки зрения производительности и однородности разволокненного материала.