RU2761545C1 - Размалывающая гарнитура - Google Patents
Размалывающая гарнитура Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761545C1 RU2761545C1 RU2021112036A RU2021112036A RU2761545C1 RU 2761545 C1 RU2761545 C1 RU 2761545C1 RU 2021112036 A RU2021112036 A RU 2021112036A RU 2021112036 A RU2021112036 A RU 2021112036A RU 2761545 C1 RU2761545 C1 RU 2761545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grinding
- radius
- disk
- circumference
- annular
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C7/00—Crushing or disintegrating by disc mills
- B02C7/11—Details
- B02C7/12—Shape or construction of discs
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
- D21D1/30—Disc mills
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
Abstract
Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и используется в размольно-подготовительных цехах, предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, на стадии массного размола водных суспензий древесноволокнистой массы высокой концентрации. Технический результат заключается в придании наибольших оптимальных значений величинам скоростных, силовых и гидродинамических воздействий в кольцевой размалывающей полости, за один проход через нее. Для этого отношение радиуса окружности входа в кольцевую размалывающую зону к радиусу окружности выхода из нее rвх/Rвыx=0,5-0,6, а угол наклона касательной окружной режущей кромки единичного ножевого выступа к радиусу rвх, проведенному из центра диска в точку касания, лежащую на окружности входа в кольцевую размалывающую зону диска, αвх=29°-30°. 1 ил.
Description
Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и используется в размалывающих подготовительных цехах, предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, на стадии массного размола водных суспензий древесноволокнистой массы высокой концентрации.
Известен аналог предлагаемого решения, представляющий собой размалывающую гарнитуру дисковой мельницы, включающую вращающийся роторный и неподвижный статорный диски, снабженные чередующимися со сквозными межножевыми канавками прямолинейными ножами, режущие кромки которых наклонены к радиусу диска [В.Ф. Пашинский, "Машины для размола волокнистой массы", «Лесная промышленность», М., 1972 г., стр. 81, рис. 32].
Недостатком гарнитуры является малая длина режущих кромок прямолинейных ножей, что связано не с невозможностью осуществления интенсификации процесса размола и со снижением его производительности.
Наиболее близким к предлагаемой гарнитуре по технической сущности известным решением, является размалывающая гарнитура, включающая, вращающийся - роторный и неподвижный - статорный, диски, рабочие поверхности которых, обращенные одна к другой, снабжены чередующимися со сквозными межножевыми канавками круговыми ножевыми выступами, направленными в противоположные стороны, круговые режущие кромки которых выполнены с эксцентриситетом относительно центра диска [RU №2307883С1, МПК D21D 1/30, В02С 7/12, заявлен 3.4.2006 г., опубликован 10.10.2007 г., бюллетень №28].
Достоинством гарнитуры является эффект возрастания угла, между касательной к режущей кромке ножевого выступа и радиусом, проведенным из центра диска в точку касания от входной круговой кромки диска к выходной.
Существенным недостатком гарнитуры является невозможность достижения данного эффекта при любых значениях:
- концентрации массы;
- отношения значения диаметра окружности входа, в кольцевую рабочую;
- зону диска, к значению диаметра окружности выхода из нее;
- угла наклона касательной режущей кромки единичного ножевого выступа к радиусу входной окружной кромки диска, проведенному в точку касания на ней.
Например, при концентрации водной взвеси древесноволокнистой массы (6-15%), на большей части диапазона значений отношения диаметра окружности входа в кольцевую размалывающую зону диска к диаметру окружности выхода из нее и угла наклона касательной режущей кромки единичного ножевого выступа к радиусу rвх, проведенному из центра диска в точку касания, лежащую на окружности входа в кольцевую размалывающую зону, αвх=29-30°, данный недостаток препятствует:
- прохождению массы через кольцевую размалывающую полость гарнитуры;
- интенсификации процесса размола;
- повышению производительности и качества процесса размола;
- снижению удельных энергозатрат процесса размола.
Изобретение решает задачу:
- прохождения водной взвеси массы высокой концентрации через кольцевую размалывающую полость;
- повышения интенсификации, качества размола и производительности;
- снижения удельных энергозатрат.
Технический результат заключается в придании наибольших оптимальных значений величинам скоростных, силовых и гидродинамических воздействий в кольцевой размалывающей полости, за один проход через нее.
Для обеспечения указанного технического результата, в размалывающей гарнитуре, включающей вращающийся роторный и неподвижный статорный диски с, обращенными одна к другой, рабочими поверхностями, снабженными, чередующимися со сквозными межножевыми канавками, противоположно направленными круговыми ножевыми выступами, режущие кромки которых эксцентричны относительно центра диска, согласно изобретению, отношение радиуса окружности входа в кольцевую размалывающую зону к радиусу окружности выхода из нее rвх/Rвых=0,5-0,6, а угол наклона касательной окружной режущей кромки единичного ножевого выступа к радиусу rвх, проведенному из центра диска в точку касания, лежащую на окружности входа в кольцевую размалывающую зону диска, αвх=29-30°.
Результаты экспериментальных исследований, проведенных в лаборатории кафедры МАПТ СибГУ им. М.Ф. Решетнева, показали, что, по сравнению с известными решениями, при размоле массы высокой концентрации (6-15%), данные отличительные признаки обеспечивают:
- наиболее возможное значение скорости проникновения исходной массы через входную кромку в кольцевую размалывающую полость, за счет чего втягивание массы идет более интенсивно;
- наибольшие значения скорости выхода массы из рабочей кольцевой полости;
- превышение значения тангенциальной составляющей общего силового воздействия на массу над значением его нормальной составляющей во всех точках круговой режущей кромки ножевых выступов за счет наиболее возможного и наиболее оптимального выявленного в ходе эксперимента значения входного угла;
- достижение ожидаемого технического результата.
В статическом положении размалывающая гарнитура включает вращающийся роторный, и неподвижный, с отверстием для подачи массы, статорный диски, размалывающие кольцевые поверхности которых сопряжены через междисковый зазор, образуя кольцевую размалывающую полость. На фигуре 1 изображена в осях координат X-Y фронтальная проекция рабочей поверхности диска ротора, на которой видны затененные размалывающие поверхности равномерно распределенных круговых ножевых выступов 1, чередующихся с межножевыми канавками 2. Круговой стрелкой показано направление вращения диска ротора. Кольцевая размалывающая поверхность диска ограничена круговыми кромками 5 и 6. Круговая кромка 7 является началом круговой фаски 8, шириной f, заканчивающейся круговой кромкой 5, являющейся началом входа в размалывающую кольцевую полость.
Площади размалывающих поверхностей единичных ножевых выступов 1 затенены и ограничены круговой кромкой:
- режущей 3, с радиусом r1;
- нережущей 4, с радиусом r3=r1+е, где е - ширина канавки 2;
- входной 5 с радиусом г rвх=r+f=(0,5-0,6)Rвых;
- выходной 6 с радиусом Rвых.
Центры кривизны О1 всех режущих кромок 3, с радиусом кривизны r1 и, концентричных им (см. фигуру 1), не режущих 4, с радиусом r3=r1+е, расположены на окружности 9 с радиусом r2=ОО1. С целью упрощения ось координат X проходит через центр О диска и центр кривизны О1 единичной круговой режущей кромки 3. При этом в предлагаемом решении имеет место ряд особенностей, существенно влияющих на работу предлагаемой размалывающей гарнитуры. От входа в кольцевую размалывающую зону дисков, до выхода из нее, в точках приложения общего силового воздействия, значение:
- крутящего момента постоянно по величине;
- радиуса, проведенного из центра О диска в эти точки, равномерно увеличивается от минимального входной окружной кромки 5, до максимального - выходной 6;
- общей окружной линейной скорости и ее составляющих в этих точках равномерно увеличивается, от минимального, до максимального;
- общего окружного силового воздействия и его составляющих, приложенных в этих точках, равномерно уменьшается, от максимального, до минимального.
В отличие от известных решений, в конструкции предлагаемой гарнитуры выполняется требование, заключающееся в том, что угол α, образованный касательными круговых режущих кромок 3 ножевых выступов 1 и радиусами, проведенными из центра О диска в точки касания а или b, равномерно возрастает, от наиболее возможного значения αвх на входной круговой кромке 5 дисков, в точке а, до наиболее возможного значения αвых на выходной - 6 дисков, в точке b.
Это обусловливает достоинства предлагаемой гарнитуры, заключающиеся в том, что значение:
- нормальной составляющей общего силового воздействия на входе имеет максимальное значение, а на выходе, соответственно - минимальное;
- нормальной составляющей общего силового воздействия на входе имеет максимальное значение, а на выходе, соответственно - минимальное;
- скорости проникновения массы, являющейся горизонтальной составляющей общей окружной скорости, на входе в размалывающую кольцевую полость имеет меньшее, чем на выходе, но наиболее возможное оптимальное значение, а затягивающая составляющая общего силового воздействия имеет, соответственно, большее и наиболее возможное оптимальное значение;
- скорость выброса обработанной массы на выходе из размалывающей кольцевой полости имеет наиболее оптимальное значение, а выбрасывающая составляющая общего силового воздействия имеет, соответственно, хотя и меньшее, но тоже наиболее, оптимальное значение.
При заданных значениях rвх/Rвых, r, rвх, Rвых, αвх, r, выполнение данного требования связано с решением задачи нахождения для круговых режущих кромок 3 значений:
- координат их центра кривизны О1,
- r1 (радиусом кривизны режущей кромки 3 ножевого выступа 1);
- не режущей 4, с радиусом кривизны r3=r1+е в;
- r2 (радиусом, проведенным из центра О диска в точку О1, являющуюся центром кривизны режущей кромки 3).
В динамическом положении предлагаемая размалывающая гарнитура работает следующим образом. Крутящий момент от привода передается ведомому концу приводного вала и, посаженному на его противоположном ведущем конце, роторному диску. Древесноволокнистая водная взвесь, с концентрацией (6-15)%, подается через круговую кромку 7 (входного отверстия подачи) в диске статора, фаску 8, окружную кромку 5 входа в размалывающую полость, образованную, сопряженными через регулируемый междисковый зазор, рабочими поверхностями дисков ротора и статора, где распределяется по межножевым канавкам 2.
Значения скорости проникновения массы через входную круговую кромку 5, и затягивающей составляющей общего силового воздействия в размалывающую полость, меньше, чем на выходе, но наибольшие из возможных.
Как видно из фигуры 1, активной частью ножевых выступов 1, непосредственно воздействующей на массу в кольцевой размалывающей полости, являются набегающие на нее их выпуклые боковые поверхности, за счет чего масса:
- сначала прижимается к ножевым выступам 1 с режущей кромкой 3 и, под воздействием сил трения, закручивается вместе с ними;
- затем, под действием развивающихся центробежной и тангенциальной сил, при превышении их значений значения силы трения, масса устремляется в сторону выходной окружной кромки 6.
За один проход через кольцевую размалывающую полость и по межножевым канавкам 2, основная часть массы несколько раз попадает в междисковый зазор, в зону скрещивания режущих кромок 3 и рабочих поверхностей круговых выступов 1, где, под их силовым воздействием, подвергается более интенсивному, по сравнению с известными устройствами, размолу в виде:
- разрезания пучков волокон режущими кромками 3 ножевых выступов 1, что приводит к укорачиванию и расщеплению единичных волокон;
- раздавливания пучков волокон размалывающими плоскостями ножевых выступов 1, в результате чего происходит расчес волокон и фибриллирование их поверхности.
Характер размола зависит также от величины:
- межножевого зазора;
- удельного давления между размалывающими плоскостями ножевых выступов 1;
- кривизны режущих кромок 3;
- окружной скорости диска ротора;
- температуры массы.
При этом, величина:
- скорости выброса обработанной массы, на выходе из размалывающей кольцевой полости через выходную окружную кромку 6, имеет максимальное и наиболее оптимальное значение;
- выбрасывающей составляющей общего силового воздействия имеет минимальное и наиболее оптимальное значение.
Прошедший стадию массного размола древесноволокнистый полуфабрикат направляется на следующую стадию технологического процесса.
По сравнению с известными решениями, использование предлагаемой размалывающей гарнитуры, за счет увеличения количества и оптимального соотношения силовых и гидродинамических воздействий на волокнистый полуфабрикат за время одного прохода через межножевую размалывающую кольцевую полость, позволит обеспечить следующие технико-экономические преимущества:
- интенсифицировать процесс принудительного транспортирования и одновременного размола массы высокой концентрации (6-15%);
- повысить производительность;
- повысить качество обработки волокнистого полуфабриката;
- снизить удельные энергозатраты.
Claims (1)
- Размалывающая гарнитура, включающая вращающийся роторный и неподвижный статорный диски с обращенными одна к другой рабочими поверхностями, снабженными чередующимися со сквозными межножевыми канавками, противоположно направленными круговыми ножевыми выступами, режущие кромки которых эксцентричны относительно центра диска, отличающаяся тем, что отношение радиуса окружности входа в кольцевую размалывающую зону к радиусу окружности выхода из нее rвх/Rвых=0,5-0,6, а угол наклона касательной окружной режущей кромки единичного ножевого выступа к радиусу rвх, проведенному из центра диска в точку касания, лежащую на окружности входа в кольцевую размалывающую зону диска, αвх=29-30°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112036A RU2761545C1 (ru) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Размалывающая гарнитура |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112036A RU2761545C1 (ru) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Размалывающая гарнитура |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2761545C1 true RU2761545C1 (ru) | 2021-12-09 |
Family
ID=79174378
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021112036A RU2761545C1 (ru) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Размалывающая гарнитура |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2761545C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4023737A (en) * | 1976-03-23 | 1977-05-17 | Westvaco Corporation | Spiral groove pattern refiner plates |
RU2365694C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Размалывающая гарнитура дисковой мельницы |
US20120024999A1 (en) * | 2010-01-14 | 2012-02-02 | Erema Engineering Recycling Maschinen Und Anlagen | Rotor Disk |
RU2534974C1 (ru) * | 2013-07-05 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы |
RU2649595C1 (ru) * | 2017-06-13 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Размалывающая гарнитура |
US20200129985A1 (en) * | 2018-10-30 | 2020-04-30 | Shaanxi University Of Science & Technology | Method for designing refiner plates with three-stage radial curved bars |
-
2021
- 2021-04-26 RU RU2021112036A patent/RU2761545C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4023737A (en) * | 1976-03-23 | 1977-05-17 | Westvaco Corporation | Spiral groove pattern refiner plates |
RU2365694C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Размалывающая гарнитура дисковой мельницы |
US20120024999A1 (en) * | 2010-01-14 | 2012-02-02 | Erema Engineering Recycling Maschinen Und Anlagen | Rotor Disk |
RU2534974C1 (ru) * | 2013-07-05 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы |
RU2649595C1 (ru) * | 2017-06-13 | 2018-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГУ им. М.Ф. Решетнева) | Размалывающая гарнитура |
US20200129985A1 (en) * | 2018-10-30 | 2020-04-30 | Shaanxi University Of Science & Technology | Method for designing refiner plates with three-stage radial curved bars |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4253613A (en) | Method and apparatus for controlling the effect of the centrifugal force on the stock in pulp defibrating apparatus | |
US8945346B2 (en) | Method and an apparatus for producing nanocellulose | |
US6024308A (en) | Conically tapered disc-shaped comminution element for a disc refiner | |
RU2761545C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
US4366690A (en) | Centrifugal shotting turbine | |
WO2020169884A1 (en) | Device for mechanically processing lignocellulose-containing fibrous material | |
RU2761544C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
US3902673A (en) | Refining machine | |
RU2798559C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
US4061283A (en) | Refiner for grinding of fibrous material | |
JPH0320486B2 (ru) | ||
RU2670523C1 (ru) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы | |
RU2649595C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
RU2365694C1 (ru) | Размалывающая гарнитура дисковой мельницы | |
RU2365695C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
US3957214A (en) | Refining machine | |
RU2314379C1 (ru) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы | |
RU2805266C1 (ru) | Размалывающая гарнитура | |
FI121629B (fi) | Menetelmä mekaanisen massan valmistamiseksi | |
RU2556534C1 (ru) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы | |
US3554453A (en) | Method of shredding fibrous pulp | |
RU2380468C1 (ru) | Размалывающая гарнитура дисковой мельницы | |
RU2534974C1 (ru) | Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы | |
RU2270723C1 (ru) | Размалывающая гарнитура дисковой мельницы | |
RU2689609C1 (ru) | Размалывающая гарнитура |