RU2046868C1

RU2046868C1 - Pulping roll

Info

Publication number: RU2046868C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Зуйков; Д.П. Ермилова; В.А. Федермессер; И.С. Кривилевич; А.А. Колпаков; А.С. Антропова
Original assignee: Свердловский экспериментальный завод технологических изделий
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1995-10-27

Abstract

FIELD: wood-pulp and paper industry. SUBSTANCE: least granular segments of each row have blind holes on their operating surface. The depth of the holes is equal to the thickness of the operating layer of the segments of the pulping roll. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к производству дефибрерных камней и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности в качестве рабочих органов устройств для производства древесной массы. The invention relates to the production of defibre stones and can be used in the pulp and paper industry as the working bodies of devices for the production of wood pulp.

Известен дефибрерный камень, включающий сердечник с рабочим слоем из набора керамических многогранных сегментов, которые имеют на боковых гранях уступы глубиной, равной толщине рабочего слоя, образующие со смежными сегментами канавки, расстояние между которыми не превышает длину дуги дефибрирования. Known defibre stone, comprising a core with a working layer of a set of ceramic polyhedral segments, which have ledges on the side faces with a depth equal to the thickness of the working layer, forming grooves with adjacent segments, the distance between which does not exceed the length of the defibration arc.

Известен также дефибрерный камень, имеющий цилиндрическое тело с рабочим слоем из набора керамических многогранных сегментов, образующих цилиндрические кольца. Смежные пары сегментов в каждом кольце имеют по канавке, расположенной соответственно под положительным и отрицательным углом к образующей камня, и глубина канавок равна толщине рабочего слоя, а расстояние между двумя парами сегментом в каждом кольце не превышает длину дуги дефибрирования. Defibre stone is also known having a cylindrical body with a working layer of a set of ceramic polyhedral segments forming cylindrical rings. Adjacent pairs of segments in each ring have a groove located respectively at a positive and negative angle to the stone generatrix, and the depth of the grooves is equal to the thickness of the working layer, and the distance between two pairs of segments in each ring does not exceed the length of the defibration arc.

Процесс дефибрирования древесины, протекающий на поверхности указанных дефибрерных камней, заключается в том, что под действием абразивных зерен, выступающих над поверхностью камня, происходит отделение от древесины отдельных волокон, которые частично выносятся из зоны дефибрирования на поверхность камня. Другая часть волокон входит внутрь канавок, а затем также выносится из зоны дефибрирования. Затем волокна смываются с поверхности камня, вымываются из канавок спрысковой водой и поступают в виде волокнистой суспензии в ванну дефибрера. Волокна, вошедшие внутрь канавок, не подвергаются дальнейшему перетиранию и измельчению. Это уменьшает количество "мелочи" в композиции древесной массы и улучшает ее характеристики. The process of defibration of wood, proceeding on the surface of these defibre stones, is that under the influence of abrasive grains protruding above the surface of the stone, individual fibers are separated from the wood, which are partially carried out from the defibration zone to the surface of the stone. Another part of the fibers enters the grooves, and then also removed from the defibration zone. Then, the fibers are washed off the surface of the stone, washed out of the grooves with spray water, and supplied as a fibrous suspension into the defibrer bath. Fibers that enter the grooves are not subjected to further grinding and grinding. This reduces the amount of “fines” in the pulp composition and improves its performance.

Недостатками указанных дефибрерных камней является то, что на них не может быть реализован процесс вычесывания волокон от касания абразивных зерен древесины до отделения готовых волокон из-за однородной зернистости и не устраняется замазывание поверхности, так как расположение канавок не связано с фактической длиной дуги отделения волокон. The disadvantages of these defibre stones are that the process of combing the fibers from touching the abrasive grains of the wood to the separation of the finished fibers due to uniform graininess cannot be realized on them, and the surface coating is not eliminated, since the location of the grooves is not related to the actual length of the fiber separation arc.

Кроме того, наличие прямоугольных канавок, расположенных под углом к оси камня, уменьшает механическую прочность рабочего слоя, его сегментов при обработке камня спиральными шарошками, имеющими угол насекающей спирали, близкой к углу расположения канавок на камне, что обусловливает сокращение срока службы камня. In addition, the presence of rectangular grooves located at an angle to the axis of the stone reduces the mechanical strength of the working layer, its segments when processing stone with spiral cones having an angle of notch spiral close to the angle of the grooves on the stone, which leads to a reduction in the life of the stone.

Ближайшим аналогом изобретения является дефибрерный камень, включающий цилиндрическое тело с рабочей рубашкой, выполненной из набора керамических многогранных сегментов абразива, образующих ряды, расположенные в порядке уменьшения показателя зернистости их сегментов в направлении вращения камня в пределах дуги зоны дефибрирования с последующим аналогичным повторением чередования рядов сегментов. The closest analogue of the invention is a defibre stone, comprising a cylindrical body with a work jacket made of a set of ceramic polyhedral abrasive segments, forming rows arranged in decreasing order of graininess of their segments in the direction of stone rotation within the arc of the defibration zone, followed by a similar repetition of alternating rows of segments.

Наличие рядов сегментов с различной зернистостью обеспечивает осуществление процесса постепенного вычесывания волокон в зоне дефибрирования. Все волокна древесины подвергаются перетиранию и измельчению на всем протяжении дуги зоны дефибрирования. Поэтому в производимой древесной массе сравнительно велик процент "мелочи", что снижает качество древесной массы. Замазыванию смолой и волокном подвергаются рабочие поверхности камня, в особенности рабочие поверхности тех сегментов, которые имеют наименьший показатель зернистости. The presence of rows of segments with different grain sizes provides for the process of gradual combing of fibers in the defibration zone. All wood fibers are subjected to grinding and grinding throughout the arc of the defibration zone. Therefore, in the wood pulp produced, the percentage of "little things" is relatively large, which reduces the quality of the wood pulp. The surfaces of the stone are coated with resin and fiber, in particular the working surfaces of those segments that have the lowest grit.

Целью изобретения является повышение качества древесной массы, снижение энергозатрат, повышение производительности дефибрерного камня. The aim of the invention is to improve the quality of wood pulp, reduce energy consumption, increase the productivity of defibre stone.

Указанная цель достигается тем, что в дефибрерном камне, включающем цилиндрическое тело с рабочей рубашкой, выполненной из набора керамических многогранных сегментов абразива, образующих ряды, расположенные в порядке уменьшения показателя зернистости их сегментов в направлении вращения камня в пределах дуги зоны дефибрирования с последующим аналогичным повторением чередования рядов сегментов, сегменты каждого ряда с наименьшим показателем зернистости имеют со стороны рабочей поверхности глухие отверстия, глубина которых равна толщине рабочего слоя сегментов. This goal is achieved by the fact that in a defibre stone, including a cylindrical body with a work shirt made of a set of ceramic polyhedral abrasive segments, forming rows arranged in decreasing order of the graininess of their segments in the direction of stone rotation within the arc of the defibration zone, followed by a similar repetition of alternation rows of segments, segments of each row with the smallest grain size have blind holes on the side of the working surface, the depth of which is equal to ine working layer segments.

Расположение глухих отверстий только на сегментах с наименьшим показателем зернистости позволяет повысить эффект "расчесывания" волокон, так как опытным путем установлено, что более подвержены замазыванию смолой и волокном сегменты с наименьшей зернистостью, а расположение на них глухих отверстий повышает эффективность самоочистки их рабочей поверхности. The arrangement of blind holes only on segments with the lowest graininess index allows to increase the effect of “combing” of fibers, since it has been experimentally established that the segments with the smallest grain size are more susceptible to coating with resin and fiber, and the location of blind holes on them increases the efficiency of self-cleaning of their working surface.

Так как длина дуги зоны дефибрирования на промышленных дефибрерах превышает длину дуги отделения слоя древесины толщиной в одно волокно примерно в 1,5-2 раза, то собранные (попавшие) в отверстия волокна, отделенные за первую половину прохода зоны дефибрирования, в дальнейшем не попадают для вторичного истирания и измельчения, что повышает выход длинноволокнистой фракции массы и снижает содержание короткой. Этим обеспечивается повышение таких физико-механических свойств массы как сопротивление раздиранию и прочность поверхности к выщипыванию, а также снижение расхода энергии на дефибрирование в целом. Since the arc length of the defibration zone on industrial defibrers exceeds the length of the arc of separation of the wood layer with a thickness of one fiber by about 1.5-2 times, the fibers collected (falling) into the holes, separated during the first half of the passage of the defibration zone, do not subsequently fall for secondary abrasion and grinding, which increases the yield of long-fiber fraction of the mass and reduces the content of short. This ensures an increase in such physical and mechanical properties of the mass as tear resistance and surface strength to pluck out, as well as a decrease in energy consumption for defibration in general.

Наличие глухих отверстий на поверхности сегментов позволяет увеличить захват дополнительного объема воды в зону дефибрирования, глухие отверстия служат сборником волокон. По расчетам объем отверстий превышает объем волокон отделяемого элементарного слоя волокон за один проход зоны дефибрирования в 8-10 раз. The presence of blind holes on the surface of the segments allows you to increase the capture of an additional volume of water in the defibration zone, blind holes serve as a fiber collection. According to the calculations, the volume of the holes exceeds the volume of the fibers of the separated elementary layer of fibers in one pass of the defibration zone by 8-10 times.

Кроме того, в объемах глухих отверстий сегментов создается избыточное давление, при сбросе которого во время выхода сегментов камня из зоны дефибрирования происходит самоочищение отверстий и поверхности дефибрерного камня. Этим увеличивается производительность камня, так как позволяет увеличить по времени интервал обработки поверхности сегментов камня шарошками для восстановления их работоспособности. In addition, overpressure is created in the volumes of the blind openings of the segments, which, when released, during the exit of the stone segments from the defibration zone, self-cleaning the holes and the surface of the defibre stone occurs. This increases the productivity of the stone, as it allows you to increase the time interval for processing the surface of the stone segments with cones to restore their performance.

Глубина глухих отверстий выбрана равной толщине рабочего слоя сегментов для того, чтобы обеспечить действие этих конструктивных элементов до замены сегментов после истирания их рабочего слоя. The depth of the blind holes is chosen equal to the thickness of the working layer of the segments in order to ensure the action of these structural elements before replacing the segments after abrasion of their working layer.

Площадь, занимаемая глухими отверстиями на одном сегменте, составляет 6-8% его общей площади. The area occupied by blind holes in one segment is 6-8% of its total area.

Сегменты абразива при чередовании рядов имеют показатели зернистости в интервале от 80 до 16, которые производятся для изготовления дефибрерных камней отечественной промышленностью. When alternating rows, abrasive segments have grain sizes ranging from 80 to 16, which are made for the manufacture of defibre stones by domestic industry.

Выполнение глухих отверстий в рабочем слое сегментов имеет следующие преимущества перед сегментами с канавками, глухие отверстия выполняются круглыми, что является наиболее рациональным по занимаемой углублениями площади, форма их способствует удалению из них воды и волокна, не приводит к снижению механической прочности сегментов. Изолированность каждого глухого отверстия от соседних отверстий обеспечивает достижение высокого давления в их объемах при нахождении сегментов в зоне дефибрирования. Последнее имеет положительное значение, так как повышается эффект самоочищения сегментов по выходе их из зоны дефибрирования. The implementation of blind holes in the working layer of the segments has the following advantages over segments with grooves, blind holes are made round, which is the most rational in the area occupied by the recesses, their shape helps to remove water and fiber from them, and does not reduce the mechanical strength of the segments. The isolation of each blind hole from neighboring holes ensures high pressure in their volumes when the segments are in the defibration zone. The latter is of positive importance, since the effect of self-cleaning of the segments upon their exit from the defibration zone increases.

На фиг. 1 изображен дефибрер с дефибрерным камнем, общий вид; на фиг.2 дефибрерный камень с рядами сегментов и глухими отверстиями на них (в качестве варианта представлены сегменты с показателями зернистости 40, 32 и 25). In FIG. 1 shows a defibrer with a defibre stone, general view; figure 2 defibre stone with rows of segments and blind holes on them (as an option presents segments with grit 40, 32 and 25).

Дефибрер (см. фиг.1) имеет дефибрерный камень 1, шахту 2 для загрузки в нее древесины в виде баланса. Зона контактирования камня с древесиной, которая зависит от размеров шахты 2, называется зоной дефибрирования и обозначена буквой "Л". Дефибрерный камень 1 имеет цилиндрическое тело с рабочей рубашкой, выполненной из набора керамических многогранных сегментов 3 абразива (фиг. 2), образующих ряды 4, которые расположены в порядке уменьшения показателя зеpнистости их сегментов в направлении вращения камня в пределах дуги зоны дефибрирования. The defibrer (see Fig. 1) has a defibre stone 1, a shaft 2 for loading wood into it in the form of a balance. The zone of contact between the stone and the wood, which depends on the size of the shaft 2, is called the defibration zone and is indicated by the letter "L". Defibre stone 1 has a cylindrical body with a work jacket made of a set of ceramic polyhedral abrasive segments 3 (Fig. 2), forming rows 4, which are arranged in decreasing order of the grain size of their segments in the direction of stone rotation within the arc of the defibration zone.

В последующем ряды расположены с повторением указанного чередования по зернистости сегментов 3. Сегменты каждого ряда 4 с наименьшим показателем зернистости (на фиг.2 эти ряды с зернистостью 25) имеют со стороны рабочей поверхности глухие отверстия 5, глубина которых равна толщине рабочего слоя сегментов 3. Расстояние по дуге между ближайшими друг к другу рядами 4 с одинаковым показателем зернистости обозначено буквой "М" (см.фиг.1), а на фиг. 2 показано расстояние "М" между рядами 4 с показателем зернистости 25. Subsequently, the rows are arranged with the repetition of the indicated alternation according to the grain size of segments 3. The segments of each row 4 with the lowest grain index (in Fig. 2 these rows with grain size 25) have blind holes 5 on the side of the working surface, the depth of which is equal to the thickness of the working layer of the segments 3. The arc distance between the rows 4 closest to each other with the same grit is indicated by the letter “M” (see FIG. 1), and in FIG. 2 shows the distance "M" between rows 4 with a grain index of 25.

Дуга "М" меньше дуги "Л", обозначающей зону дефибрирования. Дуга "М" соответствует длине зоны отделения слоя древесины толщиной в одно волокно и включает ряды со всеми показателями зернистости (в приведенном на фиг.2 примере 40, 32 и 25). Таким образом и расстояние между глухими отверстиями 5 тоже равно "М", которое находится в пределах 500-700 мм. Это расстояние определено опытным путем в процессе дефибрирования древесины. Чтобы воздействие этих отверстий на процесс дефибрирования было на протяжении всей работы дефибрерного камня до замены сегментов абразива 3, глухие отверстия 5 выполнены на глубину всего рабочего слоя сегментов. Arc "M" is less than arc "L", which indicates the defibration zone. Arc "M" corresponds to the length of the zone of separation of the layer of wood with a thickness of one fiber and includes rows with all grit indicators (in the example shown in figure 2, examples 40, 32 and 25). Thus, the distance between the blind holes 5 is also equal to "M", which is in the range of 500-700 mm. This distance is determined empirically in the process of wood defibration. In order for the impact of these holes on the defibration process to be throughout the work of the defiber stone before replacing the segments of the abrasive 3, blind holes 5 are made to the depth of the entire working layer of the segments.

Сегменты 3 выполнены из электрокорунда или карбида кремния. На поверхности сегментов 3 камня специальным инструментом (шарошкой) выполнены канавки для вывода волокна из зоны дефибрирования, при этом канавки расположены под углом к оси камня, и они способствуют перемещению отделяющихся волокон вдоль канавок и переходу волокна на соседние сегменты и попаданию волокон в глухие отверстия 5. Эти канавки предусмотрены технологическим процессом изготовления дефибрерных камней, они выполняются на всех камнях (на фиг.1 и 2 не показаны). Segments 3 are made of electrocorundum or silicon carbide. On the surface of the stone segments 3 with a special tool (roller cutter), grooves are made for withdrawing the fiber from the defibration zone, while the grooves are located at an angle to the axis of the stone, and they facilitate the movement of the separated fibers along the grooves and the fiber transitions to adjacent segments and the fibers get into blind holes 5 These grooves are provided by the technological process for manufacturing defibre stones, they are performed on all stones (not shown in FIGS. 1 and 2).

На фиг.1 позициями 6 и 7 обозначены ванна и спрыски соответственно. In figure 1, the positions 6 and 7 indicate the bath and the spray, respectively.

Древесина в виде баланса подается к дефибрерному камню 1 через шахту 2. При вращении камня 1 древесина прижимается к его поверхности. Абразивные зерна сегментов 3 камня отделяют от древесины волокна, которые с помощью спрысков 7 вымываются и поступают в виде волокнистой суспензии в ванну 6 дефибрера. Истираемая поверхность древесины испытывает под действием абразивных зерен сегментов 3 переменные по частоте импульсы сжатия-разряжения, ступенчато изменяющиеся от сегмента к сегменту. Чередующиеся по частоте и амплитуде импульсы сжатия-разряжения, возникающие под действием абразивных зерен разной зернистости, ускоряют ослабление межволоконных связей и отделение волокон от древесины. The wood in the form of balance is supplied to the defibre stone 1 through the shaft 2. When the stone 1 rotates, the wood is pressed to its surface. The abrasive grains of the stone segments 3 are separated from the wood by fibers, which are washed with the help of sprays 7 and enter as a fibrous suspension into the bath 6 of the defibrer. The abrasive wood surface experiences under the action of abrasive grains of segments 3 frequency-varying impulses of compression-discharging, stepwise changing from segment to segment. Alternating in frequency and amplitude, compression-rarefaction pulses arising under the influence of abrasive grains of different grain sizes accelerate the weakening of interfiber bonds and the separation of fibers from wood.

В объеме глухих отверстий 5 находится вода, волокна под избыточным давлением. In the volume of the blind holes 5 is water, the fibers are under excess pressure.

При выходе рядов сегментов 3 с глухими отверстиями 5 из зоны дефибрирования за счет резкого сброса давления происходит выбрасывание из отверстий 5 воды и волокна, способствующее самоочищению рабочего слоя сегментов 3. When the rows of segments 3 with blind holes 5 exit the defibration zone due to a sharp pressure relief, water and fiber are ejected from the holes 5, which facilitates self-cleaning of the working layer of the segments 3.

Сравнительные характеристики массы, полученной на камне по изобретению и обычном камне, а также энергоемкость процесса дефибрирования приведены в таблице. Comparative characteristics of the mass obtained on the stone according to the invention and ordinary stone, as well as the energy intensity of the defibration process are shown in the table.

Из таблицы видно, что полученная с помощью предлагаемого камня дефибрерная масса обладает более высокими физико-механическими свойствами. The table shows that the defibre mass obtained using the proposed stone has higher physical and mechanical properties.

Использование предлагаемого камня позволяет повысить качество древесной массы за счет интенсификации процесса дефибрирования. За счет уменьшения забивания поверхности камня волокном и смолой снижается число обработок камня шарошкой при его эксплуатации, что увеличивает его долговечность. Using the proposed stone can improve the quality of wood pulp due to the intensification of the defibration process. By reducing clogging of the surface of the stone with fiber and resin, the number of stone treatments with a cone during its operation is reduced, which increases its durability.

Claims

DEFIBERAL STONE, including a cylindrical body with a work jacket made of a set of ceramic polyhedral abrasive segments, forming rows arranged in decreasing order of graininess of their segments in the direction of stone rotation within the arc of the defibration zone, followed by a similar repetition of alternating rows of segments, characterized in that the segments of each row with the smallest grain size have blind holes on the side of the working surface, the depth of which is equal to the thickness of the working loy segments.