RU2180376C2

RU2180376C2 - Apparatus for mechanical working of fibrous materials

Info

Publication number: RU2180376C2
Application number: RU2000100651A
Authority: RU
Inventors: А.В. Бывшев; В.И. Ковалев
Original assignee: Сибирский государственный технологический университет
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: pulp-and-paper, chemical, construction industry. SUBSTANCE: apparatus has housing mounted on shock absorbers and pivotally connected to hollow rotor put onto drive shaft equipped with unbalancing device. Mid portion of drive shaft is positioned in rotor cavity and one end of drive shaft extends through rotor and connected through slot-and-shank joint to engine. Unbalancing device is fixed on free end of drive shaft and equipped with spring-biased rod, which is in contact with shank on engine shaft. Spring-biased rod has regulator for preliminary biasing of springs. Such construction provides for restricting and adjusting of the value of reverse radial shifting of rotor by layer of worked material. EFFECT: enhanced reliability in operation, improved quality of working materials and reduced power consumption. 2 dwg

Description

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

Известно устройство для обработки целлюлозосодержащего материала, включающего корпус с загрузочной, разгрузочной воронками и ротор, шарнирно подвешенный к корпусу посредством штанги с дебалансом (А.с. СССР, 1124064, М.Кл. ³ D 21 С 1/00, заявлено 11.11.1982, бюл. 42, 1984).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 a rod with an unbalance (A.S. USSR, 1124064, M. C. ³ D 21 C 1/00, announced 11.11.1982 Bull. 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 running-in of the working surface of the housing and mechanical impact on the material in the form of compression.

Однако такое воздействие является ограниченным и не может обеспечить гарантированное деформирование слоя щепы, за счет чего толщина слоя и сопротивление его возрастают и оказывают обратное воздействие в виде отклонения ротора в обратную сторону до совмещения его с осью корпуса, т.е. до положения, в котором ротор остается неподвижным даже при вращающемся дебалансе, что ведет к снижению производительности, эксплуатационных характеристик устройства, не позволяет интенсифицировать процесс обработки. However, this effect is limited and cannot provide guaranteed deformation of the chip layer, due to which the layer thickness and its resistance increase and have the opposite effect of deflecting the rotor in the opposite direction before aligning it with the axis of the housing, i.e. to a position in which the rotor remains stationary even with a rotating unbalance, which leads to a decrease in productivity, operational characteristics of the device, does not allow to intensify the processing process.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для механической обработки волокносодержащего материала, включающее установленный на упругих амортизаторах корпус, шарнирно связанный с ротором в виде барабана с полой штангой, установленным на приводном валу, один конец которого размещен в барабане и несет дисбалансный ролик, а другой конец проходит через полую штангу и соединен с двигателем ( А. с. СССР, 1044701, М.Кл.³ D 21 С 1/00, заявлено 11.11.1979, бюл. 36, 1983).The closest in technical essence to the claimed invention is a device for machining fiber-containing material, including a housing mounted on elastic shock absorbers, pivotally connected to the rotor in the form of a hollow rod drum mounted on a drive shaft, one end of which is placed in the drum and carries an unbalanced roller, and the other end passes through the hollow rod and is connected to the engine (A. s. USSR, 1044701, M. Cl. ³ D 21 C 1/00, declared 11.11.1979, bull. 36, 1983).

В известном устройстве, как и в описанном выше, осуществляется гирационное движение ротора относительно шарнира с обкаткой по верхнему основанию ротора и превалирующим воздействием на материал в виде нормального давления. In the known device, as in the one described above, the gyratory movement of the rotor relative to the hinge is carried out with a run-in along the upper base of the rotor and the prevailing effect on the material in the form of normal pressure.

Однако такое воздействие, как и в описанном выше устройстве, является ограниченным и не может обеспечить гарантированное деформирование слоя щепы, что усугубляется ее способностью к налипанию на рабочей поверхности корпуса за счет наличия в ней пропиточного раствора и, как результат этого, плохой проходимостью, за счет чего толщина слоя, по мере поступления следующих порций щепы, возрастает, сопротивление его нарастает, становится равным, а далее превышает величину воздействия барабана и оказывает обратное воздействие в виде отклонения барабана в обратную сторону до совмещения его оси с осью корпуса, т.е. до положения, в котором барабан остается неподвижным даже при вращающемся дисбалансе, что ведет к снижению производительности, эксплуатационных характеристик устройства, не позволяет интенсифицировать процесс обработки. However, such an effect, as in the device described above, is limited and cannot provide guaranteed deformation of the chip layer, which is aggravated by its ability to stick to the working surface of the casing due to the presence of an impregnating solution in it and, as a result, poor passability, due to whereby the layer thickness increases as the next portions of wood chips arrive, its resistance grows, becomes equal, and then exceeds the value of the impact of the drum and has the opposite effect as a deviation drum in the opposite direction to align its axis with the axis of the housing, i.e. to a position in which the drum remains stationary even with a rotating imbalance, which leads to a decrease in productivity, operational characteristics of the device, does not allow to intensify the processing process.

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

Технический эффект заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства и качества обработки за счет ограничения возможности отклонения оси ротора в сторону оси корпуса. The technical effect is to increase the operational characteristics of the device and the quality of processing by limiting the possibility of deviation of the axis of the rotor towards the axis of the housing.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для механической обработки волокносодержащих материалов, включающем установленный на амортизаторах корпус, шарнирно соединенный с полым ротором, посаженным на снабженном дисбалансом приводном валу, средняя часть которого размещена в полости ротора, а один конец проходит через его торец и соединен посредством пазово-хвостового соединения с двигателем, согласно изобретению дисбаланс закреплен на свободном конце приводного вала и снабжен контактирующим с хвостовиком на валу двигателя, подпружиненным штоком с регулятором предварительного поджатия пружин. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the device for machining fiber-containing materials, including a housing mounted on shock absorbers, pivotally connected to a hollow rotor mounted on an unbalanced drive shaft, the middle part of which is located in the rotor cavity, and one end passes through its end face is connected by means of a groove-tail connection to the engine, according to the invention, an imbalance is fixed on the free end of the drive shaft and is equipped with contacting with a shank on the motor shaft, a spring-loaded rod with a spring preload regulator.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил 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 заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных по формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed device set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order 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 the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень". This allows us to conclude that the condition "inventive step".

На фиг. 1 схематично изображено устройство для механической обработки волокносодержащих материалов. На фиг. 2 изображена внутренняя полость дисбаланса. In FIG. 1 schematically shows a device for machining fiber-containing materials. In FIG. 2 shows the internal cavity of the imbalance.

Устройство состоит из установленного на упругих амортизаторах 1 корпуса 2, соединенного с помощью шарнира 3 с полым ротором 4, посаженным на снабженном дисбалансом 5 приводном валу 6. Средняя часть приводного вала 6 размещена в полости ротора 4, а один конец проходит через его торец. The device consists of a housing 2 mounted on elastic shock absorbers 1, connected by a hinge 3 with a hollow rotor 4, mounted on an unbalanced 5 drive shaft 6. The middle part of the drive shaft 6 is placed in the cavity of the rotor 4, and one end passes through its end.

На корпусе 2 установлен двигатель 7 с соосно присоединенным хвостовиком 8, свободный конец 9 которого посредством пазово-хвостового подвижного соединения сопряжен с концом приводного вала 6. An engine 7 is mounted on the housing 2 with a shaft 8 coaxially attached, the free end 9 of which is connected with the end of the drive shaft 6 via a groove-tail movable joint.

Дисбаланс 5 закреплен на конце приводного вала 6 и снабжен контактирующим со свободным концом 9 хвостовика 8 с помощью магазина пружин 10 штоком 11 и регулятором 12 предварительного поджатия пружин 10, выполненным в виде винта. The imbalance 5 is fixed at the end of the drive shaft 6 and is equipped with a rod 11 in contact with the free end 9 of the shank 8 by means of a spring magazine 10 and a spring pre-tensioner 12 made in the form of a screw.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов работает следующим образом. Крутящий момент передается от двигателя 7, через хвостовик 8 и пазово-хвостовое соединение приводному валу 6 и соответственно дисбалансному ролику 5, вращение которого создает центробежную силу, заставляющую ротор 4 и приводной вал 6 отклоняться от оси корпуса 2. A device for machining fiber-containing materials works as follows. The torque is transmitted from the engine 7, through the shank 8 and the groove-tail connection to the drive shaft 6 and, accordingly, the unbalanced roller 5, the rotation of which creates a centrifugal force, causing the rotor 4 and the drive shaft 6 to deviate from the axis of the housing 2.

При этом боковые плоскости паза, выполненного на конце приводного вала 6, скользят по сопряженным с ними лыскам свободного конца 9 хвостовика 8, и отмечается наличие радиального смещения конца приводного вала 6 с дисбалансом 5. Смещение происходит до сопряжения рабочих поверхностей ротора 4 и корпуса 2 по их смежным образующим. В месте сопряжения возникает сила трения, которая заставляет ротор 4 совершать качение по рабочей поверхности корпуса 3 по закону планетарной обкатки в сторону, противоположную направлению вращения приводного вала 6. In this case, the lateral planes of the groove made at the end of the drive shaft 6 slide along the mating flats of the free end 9 of the shank 8, and there is a radial displacement of the end of the drive shaft 6 with an imbalance 5. The displacement occurs until the working surfaces of the rotor 4 and the housing 2 are mated their adjacent generatrix. In the place of coupling, a friction force arises, which causes the rotor 4 to roll along the working surface of the housing 3 according to the law of planetary running in the direction opposite to the direction of rotation of the drive shaft 6.

Корпус 2 также воспринимает центробежную силу и вместе с ротором 4 и двигателем 7 совершает круговое колебательное движение, отклоняясь от нейтральной оси, но, поскольку частота этих колебаний значительно ниже частоты вращения двигателя 7, возникновение резонанса исключено и двигатель 7 работает в среднем режиме. The housing 2 also receives centrifugal force and, together with the rotor 4 and the motor 7, makes a circular oscillatory movement, deviating from the neutral axis, but since the frequency of these oscillations is much lower than the speed of the engine 7, the occurrence of resonance is excluded and the engine 7 is operating in the average mode.

По мере поступления материала в рабочую полость устройства он распределяется слоем по внутренней рабочей поверхности корпуса 2 и подвергается механическому воздействию со стороны ротора 4. Одновременно слой обрабатываемого материала, перемещаясь к выходному отверстию и уплотняясь, развивает силу реакции отжатия, противоположно направленную центробежной силе и оттесняет ротор 4 в сторону оси корпуса 2. При этом отмечается наличие обратного радиального смещения с уменьшением эксцентриситета. Однако, поскольку конец штока 11 находится в контакте со свободным концом 9 хвостовика 8, это смещение передается пружинам 10, за счет чего они подвергаются сжатию, пока их реакция не станет равной по величине силе реакции отжатия. As the material enters the working cavity of the device, it is distributed by a layer on the inner working surface of the housing 2 and is subjected to mechanical action from the side of the rotor 4. At the same time, the layer of the processed material, moving to the outlet and compacting, develops a squeezing reaction force opposite to the centrifugal force and displaces the rotor 4 towards the axis of the housing 2. In this case, the presence of reverse radial displacement with a decrease in eccentricity is noted. However, since the end of the rod 11 is in contact with the free end 9 of the shank 8, this displacement is transmitted to the springs 10, whereby they are compressed until their reaction becomes equal in magnitude to the force of the squeeze reaction.

По этой причине обратное радиальное смещение приостанавливается. При дальнейшей работе устройства следует повторение описанного выше цикла. For this reason, reverse radial displacement is suspended. With further operation of the device, a repetition of the above cycle follows.

Таким образом, наличие в дисбалансе 5 подпружиненного штока 11, контактирующего со свободным концом 9 хвостовика 8, и регулятора 12 предварительного поджатая пружин 10 позволяет в отличие от известных устройств ограничивать величину обратного радиального смещения ротора 4 с дисбалансом 5, регулировать ее, а следовательно, исключить возможность совмещения их общей оси с осью корпуса 2, что позволит обеспечить заданные параметры обработанного материала, характеризующие качество обработки. Thus, the presence in the imbalance 5 of the spring-loaded rod 11 in contact with the free end 9 of the shank 8 and the regulator 12, the pre-loaded springs 10 allows, in contrast to known devices, to limit the magnitude of the inverse radial displacement of the rotor 4 with the imbalance 5, to regulate it, and therefore, eliminate the possibility of combining their common axis with the axis of the housing 2, which will provide the specified parameters of the processed material, characterizing the quality of processing.

По сравнению с известными устройствами использование заявляемого устройства для механической обработки волокносодержащих материалов позволит:
- интенсифицировать процесс обработки за счет ограничения величины обратного радиального смещения ротора;
- повысить надежность работы за счет обеспечения возможности поддержания равенства реакции отжатия материалом ротора с дисбалансом и противодействующей ей реакции пружин;
- обеспечить качество обработки материала за счет упорядоченного, не хаотичного воздействия на материал;
- снизить удельный расход электроэнергии за счет обеспечения возможности регулирования величины обратного радиального смещения ротора в заданных пределах.Compared with known devices, the use of the inventive device for machining fiber-containing materials will allow:
- to intensify the processing process by limiting the magnitude of the inverse radial displacement of the rotor;
- to increase the reliability of the work by ensuring the possibility of maintaining the equality of the reaction of squeezing the rotor material with the imbalance and the reaction of the springs counteracting it;
- ensure the quality of processing of the material due to the ordered, not chaotic effects on the material;
- reduce the specific energy consumption by providing the ability to control the magnitude of the inverse radial displacement of the rotor within the specified limits.

Для заявленного устройства в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств. For the claimed device in the form as described in the independent paragraph of the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

A device for machining fiber-containing materials, including a housing mounted on shock absorbers, pivotally connected to a hollow rotor mounted on an unbalanced drive shaft, the middle part of which is located in the rotor cavity, and one end passes through its end and is connected via a groove-tail connection to the engine characterized in that the imbalance is fixed on the free end of the drive shaft and is equipped with a spring-loaded rod with a regulator p in contact with the shank on the motor shaft edvaritelnogo preload springs.