УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА
DEVICE FOR PROCESSING OF CELLULOSE-CONTAINING MATERIAL

Изобретение относится к оборудованию для переработки целлюлозосодержащего материала, в частности древесной щепы в волокнистую массу, и наиболее широко может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности или для производства биоэтанола.
В настоящее время для производства бумаги повсеместно используются дисковые мельницы с режущими ребрами на обращенных друг к другу поверхностях. Беспорядочная ломка и сокращение длины волокон в этих мельницах приводит к ухудшению качества бумаги при больших затратах энергии на этот процесс.
Известно устройство для измельчения щепы (а. с. СССР №1406270, D21C 1/00, от 01.03.1988 г.), содержащее наружное мелющее тело с шарнирно подвешенным к нему внутренним мелющим телом, снабженным приводным неуравновешенным ротором. Рабочая поверхность внутреннего тела имеет винтовую и гладкую зоны. Устройство резко снижает энергозатраты на обработку щепы, однако наличие винтовой поверхности приводит к повреждению волокон, что отрицательно отражается на качестве бумаги.
Известно также устройство для измельчения щепы (а. с. СССР №104470, D21C 1/00, от 01.06.1983 г.), содержащее наружное мелющее тело и размещенное в нем на сферической опоре внутреннее мелющее тело, внутри которого размещен в подшипниках вал с закрепленным к нему неуравновешенным грузом. Недостатком устройства является конструктивное ограничение массы груза, что снижает мелющую силу и требует большего числа стадий измельчения.
Известно также принимаемое за прототип устройство для измельчения щепы (а.с. СССР №1334788, D21C 1/00, от 01.05.1987 г.), содержащее установленное на опору через амортизаторы наружное мелющее тело с подвешенным к нему через сферическую опору внутренним мелющим телом с валом, на котором с помощью подшипников смонтирован приводной неуравновешенный ротор, сопряженный трансмиссией с приводным электродвигателем. Недостатком устройства является повышенный расход электроэнергии из-за потерь на колебания наружного тела на амортизаторах с большой амплитудой. Кроме того, «прилипание» внутреннего мелющего тела к наружному как к податливой наковальне не позволяет в полной мере использовать сдвиг слоя щепы во время сжатия, что снижает селективность раскрытия волокон, то есть разрушение растительного материала по межволоконным (межклеточным) лигниновым связям.
Задачей настоящего изобретения является повышение выхода волокон естественной длины для получения прочной бумаги.
Другой задачей является снижение удельных затрат электроэнергии на производство бумажной пульпы.
Обе задачи решаются в устройстве, содержащем установленное на опору через амортизаторы наружное мелющее тело с подвешенным к нему через сферическую опору внутренним мелющим телом с валом, на котором с помощью подшипников смонтирован приводной неуравновешенный ротор, сопряженный трансмиссией с приводным электродвигателем, в котором в соответствии с настоящим изобретением в наружном мелющем теле смонтирован с помощью подшипников неуравновешенный ротор, установленный в противофазе ротору внутреннего мелющего тела и выполненный в виде элемента его трансмиссии.
Конструктивная схема предлагаемого устройства в продольном разрезе показана на рис.1, а поперечное сечение А-А по неуравновешенным роторам - на рис.2.
Устройство (рис.1) содержит установленное на опору 1 через амортизаторы 2 наружное мелющее тело 3 с подвешенным к нему через сферическую опору 4 внутренним мелющим телом 5 с валом 6, на котором с помощью подшипников 7 смонтирован приводной неуравновешенный ротор 8, сопряженный трансмиссией 9 с приводным электродвигателем 10. В наружном мелющем теле 3 с помощью подшипников 11 смонтирован неуравновешенный ротор 12, установленный в противофазе ротору 8 и выполненный в виде элемента его трансмиссии 9.
Ротор 12 (рис.2) выполнен в виде приводного толкателя ротора 8 и снабжен на своих торцах резиновыми толкающими демпферами 13.
Устройство работает следующим образом. Крутящий момент от электродвигателя 10 через трансмиссию 9 передается ротору 12, который через толкающие демпферы 13 передает этот момент ротору 8. Оба ротора 8 и 12 создают противоположно направленные центробежные силы, первая из которых сообщает круговую обкатку внутреннему мелющему телу 5 по наружному 3 через слой щепы, загружаемой в приемную воронку последнего. Сила от ротора 12 заставляет наружное мелющее тело 3 двигаться встречно внутреннему, что приближает к нулю колебания системы на амортизаторах 2. Кроме того, малая подвижность наружного тела способствует повышенной величине сдвига в момент сжатия щепы. Кроме того, наружное тело 3 благодаря приданной ему встречной силе ведет себя как наковальня с большой массой, что повышает КПД процесса и, следовательно, снижает затраты электроэнергии на селективную дезинтеграцию щепы.
Таким образом, повышенная величина сдвига в сочетании с низкой подвижностью наружного мелющего тела обеспечивает решение обеих поставленных задач.