RU2144591C1

RU2144591C1 - Apparatus for mechanical treatment of filament-containing materials

Info

Publication number: RU2144591C1
Application number: RU98122752A
Authority: RU
Inventors: А.В. Бывшев; В.И. Ковалев
Original assignee: Сибирский государственный технологический университет
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-01-20

Abstract

FIELD: pulp-and-paper industry, chemical and construction industry. SUBSTANCE: apparatus has casing and rotor which are provided with liners spring-loaded in parallel with their axes of symmetry by means of flexible members oriented in opposite directions. EFFECT: increased vertical shear composite and improved quality of machined material. 1 dwg

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокносодержащих материалов. Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и т.д. The invention relates to the pulp and paper industry, in particular to devices for machining fiber-containing materials. The invention can be used in the pulp and paper, chemical, construction industries, etc.

Известно устройство, включающее корпус с загрузочной воронкой и установленный в корпусе на приводном валу ротор, выполненный в виде барабана с полой штангой, шарнирно связанной с корпусом, при этом приводной вал ротора одним концом расположен в полой штанге, а другой конец его установлен в барабане и несет дисбалансный ролик (а.с. СССР N 1044701, кл. D 21 С 1/00, заявлено 11.11.1979 г. бюл. N 36, 1983.). A device is known that includes a housing with a loading funnel and a rotor mounted in the housing on the drive shaft, made in the form of a drum with a hollow rod pivotally connected to the housing, while the rotor drive shaft is located at one end in the hollow rod, and the other end is mounted in the drum and carries an imbalanced roller (AS USSR N 1044701, class D 21 C 1/00, declared 11.11.1979, bull. N 36, 1983.).

В известном устройстве осуществляется планетарная обкатка рабочей поверхности корпуса ротором с контактом по смежной образующей и механическим обжатием материала. Это возможно только при конической форме рабочих поверхностей ротора и корпуса, оси и образующие которых пересекаются в центре шарнира. In the known device, a planetary run-in of the working surface of the housing is carried out by a rotor with contact along an adjacent generatrix and mechanical compression of the material. This is possible only with a conical shape of the working surfaces of the rotor and the housing, the axes and generators of which intersect in the center of the hinge.

Однако такое расположение не позволяет интенсифицировать процесс обработки, поскольку на материал оказывается ограниченное воздействие в виде сжатия и отсутствует касательное усилие. However, this arrangement does not allow to intensify the processing process, since the material has a limited effect in the form of compression and there is no tangential force.

Известно устройство для обработки целлюлозосодержащего материала, включающее корпус с загрузочной, разгрузочной воронками и ротор, шарнирно подвешенный к корпусу посредством штанги с дисбалансом (а.с. СССР, N 1124064, кл. D 21 С 1/00, заявлено 11.11.1982 г., бюл. N 42, 1984 г.). A device for processing cellulose-containing material is known, including a housing with loading, unloading funnels and a rotor hinged to the housing by means of an unbalanced rod (AS USSR, N 1124064, class D 21 C 1/00, announced 11.11.1982, , bull. N 42, 1984).

В известном устройстве осуществляется гирационное движение ротора относительно сферической опоры с обкаткой рабочей поверхности корпуса и механическим воздействием на материал в виде обжатия. In the known device, the gyration movement of the rotor relative to a spherical support is carried out with a run-in of the working surface of the housing and mechanical impact on the material in the form of compression.

Это возможно при конической форме ротора и корпуса, оси и образующие которых пересекаются в центре шарнира. Однако такое расположение не позволяет интенсифицировать процесс обработки, поскольку на материал оказывается ограниченное воздействие в виде сжатия и отсутствует касательное усилие. This is possible with the conical shape of the rotor and housing, the axes and generators of which intersect in the center of the hinge. However, this arrangement does not allow to intensify the processing process, since the material has a limited effect in the form of compression and there is no tangential force.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для механической обработки волокносодержащего материала, включающее вертикально расположенные корпус и размещенный в нем с зазором ротор, соединенный с корпусом посредством закрепленного на штанге с дебалансом шарнира, центр которого расположен внутри конуса, образованного рабочей поверхностью корпуса, в точке пересечения осей корпуса и ротора, рабочие поверхности которых имеют коническую форму, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для отвода обработанного материала, расположенный в нижней части корпуса, причем ротор расположен в корпусе так, что одна из его образующих совпадает с образующей корпуса, а зазор между корпусом и ротором выполнен сужающимся в направлении патрубка для отвода обработанного материала, при этом оси и образующие рабочих поверхностей ротора и корпуса не пересекаются в общей точке, а шарнир размещен в нижней части корпуса (а.с. СССР, N 1451194, кл. D 21 C 1/00, заявлено 16.04.1986 г., бюл. N 2, 15.01.1989 г.). The closest in technical essence to the claimed invention is a device for machining fiber-containing material, including a vertically arranged housing and a rotor placed in it with a gap, connected to the housing by means of a hinge fixed to the rod with unbalance, the center of which is located inside the cone formed by the working surface of the housing, at the intersection of the axes of the housing and the rotor, the working surfaces of which are conical in shape, a pipe for supplying the source material is located the nozzle for removal of the processed material located in the upper part of the housing located in the lower part of the housing, the rotor being located in the housing so that one of its generators coincides with the generatrix of the housing, and the gap between the housing and the rotor is made tapering in the direction of the nozzle for removal of the processed material while the axes and the generators of the working surfaces of the rotor and the housing do not intersect at a common point, and the hinge is located in the lower part of the housing (a.s. USSR, N 1451194, class. D 21 C 1/00, claimed 04.16.1986, bull. N 2, 01/15/1989).

В известном устройстве обкатывание поверхности корпуса ротором происходит только по верхнему основанию ротора, а разность углов обкатки основаниями ротора компенсируется проскальзыванием рабочей поверхности ротора относительно рабочей поверхности корпуса, складывающегося из двух составляющих - горизонтальной и вертикальной. In the known device, the rolling of the surface of the housing by the rotor occurs only along the upper base of the rotor, and the difference in the angles of running by the bases of the rotor is compensated by the slipping of the working surface of the rotor relative to the working surface of the housing, consisting of two components - horizontal and vertical.

Горизонтальная составляющая сдвига совпадает по направлению с вращением ротора, поскольку сопротивление касательных усилий, возникающих от сил трения сдвига (проскальзывания), и энергозатраты на их преодоление в этом случае минимальны. Вертикальная составляющая вектора проскальзывания совпадает с направлением перемещения обрабатываемого материала (сверху вниз). Это способствует перемещению материала по рабочему зазору, препятствует налипанию его на рабочие поверхности ротора и корпуса, противодействует образованию зон зависания, повышает интенсивность обработки. The horizontal component of the shear coincides in direction with the rotation of the rotor, since the resistance of the shear forces arising from the shear friction forces (slippage) and the energy consumption for overcoming them are minimal in this case. The vertical component of the slip vector coincides with the direction of movement of the processed material (top to bottom). This helps to move the material along the working gap, prevents it from sticking to the working surfaces of the rotor and the casing, counteracts the formation of freezing zones, and increases the processing intensity.

Однако в данном устройстве направление вектора сдвига является единственной степенью свободы проскальзывания точек рабочей поверхности ротора относительно сопряженных с ними точек рабочей поверхности корпуса по смежным образующим. Этот недостаток известного устройства не позволяет еще более интенсифицировать процесс обработки и повысить ее качество. However, in this device, the direction of the shear vector is the only degree of freedom of slipping of the points of the working surface of the rotor relative to the mating points of the working surface of the housing along adjacent generators. This disadvantage of the known device does not allow to further intensify the processing process and improve its quality.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса обработки. The invention solves the problem of intensification of the processing process.

Технический эффект заключается в повышении качества обработки за счет увеличения вертикальной составляющей сдвига. The technical effect is to improve the quality of processing by increasing the vertical component of the shift.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для механической обработки волокносодержащих материалов, включающем корпус и ротор, шарнирно закрепленный в нижней части корпуса на штанге с дебалансом, особенность заключается в том, что ротор и корпус снабжены рабочими фугеровками, подпружиненными параллельно осям их симметрии противоположно направленными упругими элементами. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the device for machining fiber-containing materials, comprising a housing and a rotor pivotally mounted in the lower part of the housing on a rod with an unbalance, the feature is that the rotor and the housing are equipped with working lining, spring-loaded parallel to the axes their symmetries are oppositely directed elastic elements.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило установить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому техническому результату, отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to find that a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention was not found. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, allowed us to establish a set of significant, in relation to the perceived technical result, distinctive features in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительным от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the criterion of "inventive step", an additional search for known solutions was carried out to identify signs that match the distinctive features of the claimed device from the prototype. The results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention to achieve a technical result is not revealed from the prior art.

Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень". This allows us to conclude that the criterion of "inventive step".

На чертеже схематически изображено устройство для механической обработки волокносодержащих материалов. The drawing schematically shows a device for machining fiber-containing materials.

Устройство состоит из вертикально расположенных корпуса 1 и ротора 2, соединенного с корпусом 1 посредством закрепленного на штанге 3 с дебалансом 4 шарнира 5. Корпус 1 снабжен рабочей футеровкой 6, а ротор 2 - футеровкой 7. Рабочие футеровки 6 и 7 посажены соответственно в корпус 1 и на ротор 2 на шпонках и подпружинены упругими элементами 8, например, посредством магазинов тарельчатых пружин, размещенных в рабочих футеровках 6 и 7, противоположно направленных и равномерно распределенных по окружности среднего диаметра их торцов. Расположение корпуса 1 и ротора 2 выполнено таким образом, что смежные образующие рабочих футеровок 6 и 7 плотно прилегают друг к другу. Усилие предварительного поджатая пружин 8 регулируется до оптимальной величины с помощью регулировочных винтов 9. The device consists of a vertically arranged housing 1 and a rotor 2 connected to the housing 1 by means of a hinge 5 fixed to the rod 3 with an unbalance 4. The housing 1 is provided with a working lining 6, and the rotor 2 is provided with a lining 7. The working linings 6 and 7 are respectively placed in the housing 1 and on the rotor 2 at the dowels and spring-loaded with elastic elements 8, for example, by means of belleville springs magazines placed in the working linings 6 and 7, oppositely directed and evenly distributed around the circumference of the average diameter of their ends. The location of the housing 1 and the rotor 2 is made in such a way that the adjacent generatrix of the working linings 6 and 7 fit snugly against each other. The force of the pre-preloaded springs 8 is adjusted to the optimum value using the adjusting screws 9.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов работает следующим образом. A device for machining fiber-containing materials works as follows.

Волокносодержащий материал подают в рабочую полость устройства, где он попадает в кольцевой зазор, образованный рабочими поверхностями футеровок 6 и 7, подвергаясь многократному воздействию этих поверхностей при передвижении вниз к выходному отверстию под действием сил гравитации и вибрации. Воздействие на материал складывается из нормальных усилий, тангенциальных усилий за счет разности углов обкатки основаниями футеровки 7 ротора 2 и в отличие от существующих, близких по технической сущности к предлагаемому решению устройств из вертикальных противоположно направленных перемещений рабочих футеровок 6 и 7, совершаемых за счет отдавливания их в месте контакта набегающим фронтом материала. Возможность данных перемещений обеспечивается сжатием пружин 8 в заданном направлении. Характер перемещений колебательный, так как за счет неоднородности массы материала, вибрации во время работы и нарастания усилия возврата пружин 8 футеровки 6 и 7 после перемещений за счет отжатия периодически возвращаются, а затем вновь отжимаются. При этом материал, находящийся между смежными образующими футеровок 6 и 7, подвергается воздействию динамического вертикального тангенциального сдвига с двух сторон, периодически меняющего направление по причине колебательного характера вертикальных перемещений футеровок 6 и 7. Fiber-containing material is fed into the working cavity of the device, where it enters the annular gap formed by the working surfaces of the linings 6 and 7, subjected to repeated exposure to these surfaces when moving down to the outlet under the action of gravity and vibration. The impact on the material consists of normal forces, tangential forces due to the difference in the running angles between the bases of the lining 7 of the rotor 2 and, unlike the existing, close in technical essence to the proposed solution devices from vertical oppositely directed movements of the working lining 6 and 7, made by squeezing them at the point of contact by the incident front of the material. The possibility of these movements is provided by compression of the springs 8 in a given direction. The nature of the movements is oscillatory, since due to the inhomogeneity of the mass of material, vibration during operation and the increase in the force of return of the springs 8, the linings 6 and 7 after the movements due to squeezing are periodically returned, and then are wrung out again. In this case, the material located between adjacent generatrices of the linings 6 and 7 is subjected to a dynamic vertical tangential shift from two sides, periodically changing direction due to the oscillatory nature of the vertical movements of the linings 6 and 7.

По сравнению с известными устройствами использование предлагаемого устройства для механической обработки волокносодержащих материалов позволит:
- интенсифицировать процесс обработки и повысить ее качество за счет увеличения вертикальной составляющей сдвига в рабочей зоне;
- повысить производительность устройства за счет интенсификации процесса обработки;
- повысить проходимость материала через рабочую полость устройства за счет динамического вертикального тангенциального сдвига, способствующего передвижению материала к выходному отверстию;
- осуществить оптимальные режимы обработки за счет обеспечения возможности регулирования величины усилия тангенциальной составляющей в вертикальном направлении с помощью изменения величины предварительного поджатия упругих элементов;
- снизить энергозатраты на единицу обработки материала за счет обеспечения повышенной проходимости материала через рабочую полость устройства при оптимальных режимах.Compared with known devices, the use of the proposed device for the mechanical processing of fiber-containing materials will allow:
- to intensify the processing process and improve its quality by increasing the vertical component of the shift in the working area;
- increase the productivity of the device due to the intensification of the processing process;
- increase the permeability of the material through the working cavity of the device due to the dynamic vertical tangential shift, contributing to the movement of the material to the outlet;
- to implement optimal processing conditions by providing the ability to control the magnitude of the efforts of the tangential component in the vertical direction by changing the magnitude of the preliminary preload of the elastic elements;
- reduce energy consumption per unit of material processing by providing increased throughput of the material through the working cavity of the device under optimal conditions.

Для заявленного устройства, в том виде как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "промышленная применимость". For the claimed device, in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed. Therefore, the claimed invention meets the criterion of "industrial applicability".

Claims

A device for machining fiber-containing materials, including a housing and a rotor pivotally mounted in its lower part on a rod with unbalance, characterized in that the rotor and the housing are equipped with working linings, spring-loaded in parallel with their symmetry axes with oppositely directed elastic elements.