RU2657685C2 - Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов - Google Patents

Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2657685C2
RU2657685C2 RU2016119217A RU2016119217A RU2657685C2 RU 2657685 C2 RU2657685 C2 RU 2657685C2 RU 2016119217 A RU2016119217 A RU 2016119217A RU 2016119217 A RU2016119217 A RU 2016119217A RU 2657685 C2 RU2657685 C2 RU 2657685C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fibrillation
height
angle
wood
tooth
Prior art date
Application number
RU2016119217A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016119217A3 (ru
RU2016119217A (ru
Inventor
Михаил Алексеевич Зырянов
Наталья Геральдовна Чистова
Никита Вячеславович Аксенов
Иван Васильевич Шинкевич
Венера Нуриловна Матыгулина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева)
Priority to RU2016119217A priority Critical patent/RU2657685C2/ru
Publication of RU2016119217A publication Critical patent/RU2016119217A/ru
Publication of RU2016119217A3 publication Critical patent/RU2016119217A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2657685C2 publication Critical patent/RU2657685C2/ru

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21DTREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D1/00Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Debarking, Splitting, And Disintegration Of Timber (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области подготовки растительного сырья, в частности к устройствам для фибриллирования и сепарирования древесно-волокнистого полуфабриката, прошедшего стадию размола в ножевых размалывающих машинах, может быть использовано для подготовки различных волокнистых растительных полуфабрикатов, например в плитной промышленности. Устройство включает основание с отверстиями, выполненными в шахматном порядке, в которые вставлены стаканы со стопорными кольцами в нижней части, а верхняя часть стакана выполнена в виде последовательно чередующихся зубьев с высотой 2,1-2,5 мм и углом при вершине зуба 23-25°, высотой 1,6-2,0 мм и углом при вершине зуба 31-32°, высотой 1,1-1,5 мм и углом при вершине зуба 42-43°. Разработанная конструкция сепаратора позволяет получать древесно-волокнистый полуфабрикат не только однородного гранулометрического состава, но и с увеличенной за счет дополнительного фибриллирования удельной поверхностью волокна. 4 ил., 1 табл., 2 пр.

Description

Изобретение относится к области подготовки растительного сырья, в частности к устройствам для фибриллирования и сепарирования древесно-волокнистого полуфабриката, прошедшего стадию размола в ножевых размалывающих машинах, работающих по сухому способу размола, и может быть использовано для подготовки различных волокнистых растительных полуфабрикатов, например в плитной промышленности.
На современном этапе развития технологии получения древесно-волокнистого полуфабриката растительное сырье проходит стадию размола, которая представляет собой главным образом физико-механический процесс, при котором происходят изменения структуры и коллоидных свойств волокон: разрыв и частичное отделение первичной стенки, уменьшение длины, увеличение внешней удельной поверхности, повышение пластичности, частичное фибриллирование, после чего происходит усредненная оценка показателя качества древесной массы. В связи с этим, древесно-волокнистый полуфабрикат включает в себя неразработанные и слабо фибриллированные волокна. Готовая товарная продукция, изготовленная из такого древесно-волокнистого полуфабриката, имеет неудовлетворительное строение, внешний вид и низкие физико-механические свойства.
Устройств, в которых одновременно имеют место сепарирование и фибриллирование волокнистых материалов, на сегодняшний момент времени не существует. Известны устройства, в которых осуществляют только фибриллирование или только сепарирование волокнистых материалов.
Известно устройство для фибриллирования древесно-волокнистого полуфабриката. Устройство включает установленный в корпусе размольной камеры ротор, имеющий в своем составе вал с насаженной на него крестовиной, закрепленный одним концом в корпусе подшипника, расположенном в крышке, а вторым концом соединенный через втулочно-пальчиковую муфту с электродвигателем. Статор выполнен в виде полого цилиндра с установленными в нем взаимозаменяемыми гребенчатыми планками. Между лопастями крестовины и стенками статора с установленными гребенчатыми планками образуются карманы для загрузки и пропарки растительного сырья [1].
Недостатком данного устройства является невозможность сепарирования древесно-волокнистого полуфабриката в процессе размола и фибриллирования.
Известно устройство для сепарирования волокнистой суспензии. Устройство включает корпус с патрубками для подвода исходной суспензии и отвода отсортированной фракции и отходов. В корпусе на приводном валу установлен цилиндрический ротор, образующий с кольцевыми пластинами, закрепленными на внутренней поверхности корпуса, по крайней мере две кольцевые сортирующие щели. На торцах ротора закреплены лопатки. Лопатки закреплены таким образом, что их концы выступают над его цилиндрической поверхностью с перекрытием сортирующих щелей. Лопатки могут быть выполнены в виде лопастей центробежного насоса [2].
Недостатком данного устройства является невозможность сепарирования в воздушной среде и отсутствие эффекта фибриллирования волокна.
Таким образом, существующие устройства не позволяют сепарировать волокно с требуемыми геометрическими параметрами в процессе размола в воздушной среде и дополнительно фибриллировать его.
Изобретение решает задачу одновременного сепарирования и фибриллирования древесно-волокнистого полуфабриката, получаемого из растительного сырья непосредственно в процессе размола для улучшения качества получаемого продукта.
Техническим результатом изобретения является разработка конструкции сепаратора, позволяющего получать древесно-волокнистый полуфабрикат не только однородного гранулометрического состава, но и за счет дополнительного фибриллирования древесного волокна, увеличения его удельной поверхности, что обеспечивает связеобразование в готовом изделии.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов включает основание с отверстиями, выполненными в шахматном порядке, при этом в отверстия вставлены стаканы со стопорными кольцами в нижней части, а верхняя часть стакана выполнена в виде последовательно чередующихся зубьев с высотой 2,1-2,5 мм и углом при вершине зуба 23-25°, высотой 1,6-2,0 мм и углом при вершине зуба 31-32°, высотой 1,1-1,5 мм и углом при вершине зуба 42-43°.
Проходное сечение вставок не позволяет проходить неразмолотым пучкам волокна из-за их большого размера поперечного сечения. Волокна, имеющие требуемые геометрические размеры, проходят через вставки и одновременно подвергаются дополнительному фибриллированию благодаря острым краям вставок.
Высоты, углы при вершинах зубьев и чередование определялись экспериментальным путем. Зубья высотой 7,6-8,0 мм и углом при вершине 23-25° оказывают надрезающее и рвущее действие на волокна, способствуя образованию магистральной трещины и внутреннего фибриллирования, но при этом уменьшают площадь проходного сечения стакана. Зубья высотой 7,1-7,5 мм и углом при вершине 31-32° способствуют в меньшей степени образованию магистральной трещины и внутреннему фибриллированию, но при этом практически не уменьшают площадь проходного сечения стакана. Зубья высотой 6,6-7,0 мм и углом при вершине 42-43° способствуют как внутреннему, так и внешнему фибриллированию, а также разделению волокна по фракциям.
На фиг. 1 изображено основание устройства для фибриллирования и сепарирования с установленными стаканами (вид спереди); фиг. 2 - основание устройства для фибриллирования и сепарирования с установленными стаканами (вид сзади); фиг. 3 - стакан с зубьями; фиг. 4 - развертка стакана с зубьями.
Устройство состоит из установленных в основании 1 (фиг. 1) устройства для фибриллирования и сепарирования стаканов 2 (фиг. 1), с последовательно чередующимися разновысокими зубьями, выполненными в форме цилиндра с длиной образующей, равной h4=5,3-5,7 мм, закрепленных при помощи стопорного кольца 3 (фиг. 3), установленного в паз 4 (фиг. 3). Как показано на фиг. 2, стаканы с зубьями 2 установлены так, что расстояние между их осями составляет: а=12-15 мм, а между осями и краем основания b=15-17 мм.
Каждый стакан имеет на выходе в верхней части острые зубья трех видов (фиг. 4): 4 зуба высотой h1=7,6-8,0 мм и углом при вершине α=23-25°; 4 зуба высотой h2=7,1-7,5 мм и углом при вершине β=31-32°; 8 зубьев 3 высотой h3=6,6-7,0 мм и углом при вершине γ=42-43°.
Устройство работает следующим образом.
В процессе подготовки сухим способом размола растительного сырья в ножевой размалывающей машине пучки слабо размолотых волокон, скользя вдоль внутренней стенки сепаратора - выступающие острые края зубьев, проходя через цилиндрические стаканы 2 (фиг. 1) с острыми зубьями (фиг. 4), разделяются вдоль на отдельные волокна и фибриллы (имеет место начес пучков волокон и отдельных волокон). Разделенные волокна, имеющие требуемые геометрические размеры, проходят через стаканы и одновременно подвергаются дополнительному фибриллированию благодаря острым зубьям. Зубья высотой 7,6-8,0 мм и углом при вершине 23-25° оказывают надрезающее и рвущее действие на волокна, способствуя образованию магистральной трещины и внутреннему фибриллированию. Зубья высотой 7,1-7,5 мм и углом при вершине 31-32° способствуют образованию внешнего фибриллирования. Зубья высотой 6,6-7,0 мм и углом при вершине 42-43° способствуют как внутреннему, так и внешнему фибриллированию, а также разделению волокна по фракциям.
Пример 1. При получении древесно-волокнистых полуфабрикатов в воздушной среде с использованием устройства для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов использовалась щепа влажностью 45%, имеющая следующий породный состав: сосна - 94%, лиственница - 4%, береза и осина - 2%. Размол осуществлялся при величине рабочего зазора 2 мм. Зубья стакана имели следующие геометрические характеристики высоты: 2,1 мм, 1,6 мм, 1,1, и углы при вершине соответственно 23, 31, 42.
В результате получаем волокнистый полуфабрикат, имеющий высокие значения фракционного показателя качества, достигающие 40 г степени помола массы 22,2 ДС. Полученный волокнистый полуфабрикат имеет высокие значения показателей отношения длины волокна к его диаметру и удельной поверхности достигающие 19,2 и 21100 мм2 соответственно.
Пример 2. По устройству прототипа. При получении древесно-волокнистых полуфабрикатов в одну ступень размола использовалось технологическая щепа влажностью 45%, имеющая следующий породный состав: сосна - 94%, лиственница - 4%, береза и осина - 2%. Термическая обработка щепы осуществлялась при температуре 180°С и давлении 1,0 МПа в течение 4 минут. Продолжительность размола составляет 80 секунд при давлении пара в размольной камере 1,0 МПа и зазоре между гранями лопастей ротора и ножами гребенчатых планок статора, равном 0,2 мм. В результате получаем волокнистый полуфабрикат, имеющий значения фракционного показателя качества, не превышающие 30,1 г степени помола массы 18,3 ДС. Вследствие полученный волокнистый полуфабрикат имеет не высокие значения показателей отношения длины волокна к его диаметру и удельной поверхности, достигающие 13,8 и 18206 мм2 соответственно.
В таблице 1 представлены показатели измельчаемого волокнистого полуфабриката по заявленному устройству в сравнении с прототипом.
Figure 00000001
Как видно из таблицы 1, волокнистый материал имеет более высокие значения всех качественных показателей, что обеспечивается конструктивными особенностями устройства для сепарирования и фибриллирования. В результате полученный древесно-волокнистый полуфабрикат не только однороден по своему гранулометрическому составу, но и с увеличенной за счет дополнительного фибриллирования удельной поверхностью волокна, что несомненно будет способствовать лучшему связеобразованию, а следовательно, и более высоким значениям физико-механических показателей готовой продукции.
Источники информации
1. Авторское свидетельство 2483150, 27.05.2013, МПК D21D 1/02, D21D 1/32.
2. Авторское свидетельство 2052006, 10.01.1996, МПК D21D 5/18.

Claims (1)

  1. Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов, включающее основание с отверстиями, выполненными в шахматном порядке, при этом в отверстия вставлены стаканы со стопорными кольцами в нижней части, а верхняя часть стакана выполнена в виде последовательно чередующихся зубьев с высотой 2,1-2,5 мм и углом при вершине зуба 23-25°, высотой 1,6-2,0 мм и углом при вершине зуба 31-32°, высотой 1,1-1,5 мм и углом при вершине зуба 42-43°.
RU2016119217A 2016-05-17 2016-05-17 Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов RU2657685C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119217A RU2657685C2 (ru) 2016-05-17 2016-05-17 Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119217A RU2657685C2 (ru) 2016-05-17 2016-05-17 Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016119217A RU2016119217A (ru) 2017-11-22
RU2016119217A3 RU2016119217A3 (ru) 2018-02-28
RU2657685C2 true RU2657685C2 (ru) 2018-06-14

Family

ID=61965535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119217A RU2657685C2 (ru) 2016-05-17 2016-05-17 Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2657685C2 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU193440A1 (ru) *
RU2052006C1 (ru) * 1989-12-05 1996-01-10 Акционерное общество закрытого типа "Петрозаводский завод бумагоделательного машиностроения" Сортировка для волокнистой суспензии
RU2483150C2 (ru) * 2011-06-01 2013-05-27 Наталья Геральдовна Чистова Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов и устройство для его осуществления
RU161155U1 (ru) * 2015-12-26 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВИБРОТЕХНИК" Мельница ножевая роторная

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU193440A1 (ru) *
RU2052006C1 (ru) * 1989-12-05 1996-01-10 Акционерное общество закрытого типа "Петрозаводский завод бумагоделательного машиностроения" Сортировка для волокнистой суспензии
RU2483150C2 (ru) * 2011-06-01 2013-05-27 Наталья Геральдовна Чистова Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов и устройство для его осуществления
RU161155U1 (ru) * 2015-12-26 2016-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВИБРОТЕХНИК" Мельница ножевая роторная

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016119217A3 (ru) 2018-02-28
RU2016119217A (ru) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106659231B (zh) 再生烟草片材及相关方法
RU2485223C2 (ru) Способ декортикации
IT9021486A1 (it) Perfezionamenti relativi al trattamento di foglie di tabacco.
CN106455674A (zh) 再生烟草薄片及相关方法
RU2647382C2 (ru) Устройство для фибриллирования и сепарирования древесноволокнистых материалов
GB1129695A (en) Improvements in the disintegration of cellulose pulp
RU2657685C2 (ru) Устройство для фибриллирования и сепарирования волокнистых материалов
US2374046A (en) Method of disintegrating cellulosecontaining structures
FI62150B (fi) Anordning vid en malapparat foer fibroest lignocellulosahaltigt material
RU2483150C2 (ru) Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов и устройство для его осуществления
CN107313243B (zh) 一种芳纶浆粕的制备方法及其制备的芳纶浆粕
US1656859A (en) Method of producing hard, homogeneous fuel or similar objects from peat, peat moss, lignite, and the like
EP3658704A1 (en) Bast crops processing line
US1883876A (en) Preparation of fiber and fiber pulp
US2919863A (en) Machine for producing paper-pulp and like substances
FI121629B (fi) Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi
WO2012115526A1 (en) Improved method of producing pulp from pinus radiata
US1875045A (en) Prepared stock reclaimed from waste materials and method of and apparatus for reclaiming same
US2341623A (en) Apparatus for the loosening of matted fibrous materials
RU2652177C2 (ru) Размольная гарнитура дисковой мельницы
RU156722U1 (ru) Размольная гарнитура
US1865768A (en) Method of treating mechanical wood pulp
RU143379U1 (ru) Размалывающая гарнитура статора
Nelsson et al. Pressurised compressive chip pre-treatment of Norway spruce with a mill scale Impressafiner
CN101664226B (zh) 辊压法再造烟叶烟梗解纤加纤工艺及设备

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190518