УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1995 года по МПК D21D1/34 B02C19/06 

Описание патента на изобретение RU2026912C1

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для размола волокнистых материалов растительного происхождения, например древесная целлюлоза, материалов минерального происхождения, например асбест, а также для диспергирования в жидкости других материалов при приготовлении устойчивых эмульсий и суспензий и может использоваться в целлюлозно-бумажной промышленности, промышленности строительных материалов и химической промышленности.

Известно устройство для размола целлюлозы, включающее расположенный в баке для целлюлозы гидродинамический генератор, центробежный насос и глушитель колебаний, соединенные трубопроводами, при этом гидродинамический генератор снабжен щелевидными соплами и вибрирующими прямоугольными плоскими пластинами, ширина щели каждого сопла 1-2 мм, а длина равна ширине пластины, закрепленной в двух осях, что увеличивает частоту колебаний.

Известно устройство для размола целлюлозы, включающее гидродинамический генератор, снабженный прямоугольными пластинами-резонаторами, набранными в последовательно установленные пакеты, и щелевидными соплами, образованными пластинами-резонаторами.

Известен гидродинамический генератор для диспергирования волокнистых материалов, содержащий корпус формующими элементами и пакетами пластин-резонаторов, образующих щелевидные сопла.

В этих устройствах периодические колебания пластины-резонатора происходят под действием струи жидкости, вытекающей под давлением из сопла на клинообразный конец пластины. Струя жидкости, ударяясь о заостренную кромку пластины, срывается и образует вихри, следующие один за другим по обеим сторонам пластины. Периодически изменяющееся давление в зоне вихрей вызывает периодические незатухающие колебания, которые осуществляются за счет сил упругости, возникающих при изгибе пластины. При этом геометрические размеры и форма пластины определяют частоту и амплитуду колебаний.

Скорость и глубина диспергирования материала зависят от амплитуды и частоты колебаний, поскольку эти величины определяют среднюю плотность энергии вибрационного поля, создаваемого пластиной-резонатором:
= ρf2A2 где - средняя плотность энергии;
ρ - плотность жидкости;
f - частота;
А - амплитуда колебаний.

Из уравнения следует, что для повышения эффективности работы гидродинамического генератора требуется увеличивать частоту и амплитуду колебаний.

В известных устройствах предусматривается использование плоских (прямоугольных в плане) пластин-резонаторов. Прямоугольную пластину крепят в двух осях, одна из которых должна быть подвижной. Такое крепление из-за сложной конструкции, малой надежности и недолговечности не нашло практического применения, хотя теоретически позволяет получать более высокие частоты колебаний, чем при консольном креплении пластин-резонаторов. Консольное крепление, когда пластина защемлена между двумя опорными поверхностями, имеет простое и надежное устройство, но при использовании плоских пластин в месте защемления наблюдается высокая концентрация напряжений, что приводит к появлению трещин и преждевременной поломке пластин. Для снижения величины динамических напряжений используют плоские пластины переменного сечения с максимумом величины сечения в узле крепления.

Недостатки этих устройств следующие: низкая амплитуда колебаний, а следовательно, и низкая мощность вибратора, что является следствием неполного использования упругих свойств материала пластины-резонатора.

Вторая причина, вынуждающая снижать амплитуду колебаний устройства состоит в том, что напряжения, возникающие от действия момента M = Pl, деформируют не только пластину, но и опору, где возникают напряжения смятия. Эти напряжения концентрируются вблизи кромки опоры и способны сминать металл как опоры, так и пластины, что полностью выводит вибратор из строя.

Целью изобретения является повышение производительности и степени диспергирования материала путем увеличения амплитуды колебаний пластины-резонатора, имеющей форму балки равного сопротивления, за счет повышения прочности пластины и ее опоры путем утолщения пластины-резонатора в месте защемления и на расстоянии 10-15 мм от него при плавном переходе от утолщенного основания к рабочей части пластины.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, включающем корпус с помещенными в нем соплами и резонаторами, выполненными в виде пластины равного сопротивления, примыкающая часть в зоне защемления выполнена утолщенной с плавным переходом к деформируемой части пластины.

На чертеже представлено устройство для размола волокнистых материалов.

Устройство содержит корпус 1, в котором размещены сопла 2 для подачи жидкости. Примыкающая часть 4 пластины 3 имеет толщину не менее чем в 2 раза большую, чем деформируемая часть пластины 3. Примыкающая часть выступает на 10-15 мм за кромки бобышек 5, стянутых шпильками 6, которые крепят пакет пластин к корпусу 1.

Устройство работает следующим образом.

Струя жидкости, выходя из сопел 2, под давлением 0,2-0,8 МПа, попадает на заостренную кромку пластины 3. Струя, удаpяясь в кромку, срывается на ее уступах, образуя вихри, следующие друг за другом по обеим сторонам пластины-резонатора. Чередование вихрей приводит к периодическому изменению давления по сторонам пластины, что вызывает генерацию устойчивых незатухающих колебаний, которые диспергируют взвешенные в жидкости частицы обрабатываемого материала.

Преимуществом решения является наиболее полное использование деформационных возможностей резонатора, выполненного в виде пластины равного сопротивления при не менее чем двукратном утолщении примыкающей части пластин в зоне защемления и удлинении этой части от места защемления на 10-15 мм. В этом случае действительная (безопасная для прочности пластины) амплитуда будет в 1,7-1,8 раза больше, чем для плоской пластины и, соответственно в 2,9-3,2 раза больше мощность вибратора. Размеры по толщине примыкающей части и размеры элементов крепления определяются из соотношения
h = l где h - размер примыкающей части резонатора;
Р - усилие, деформирующее на изгиб относительно положения равновесия;
[ σ-1и ] - допускаемое напряжение изгиба для знакопеременных нагрузок;
b - ширина опоры;
y1 - толщина опоры;
l1 - длина опоры;
l - длина пластины.

Похожие патенты RU2026912C1

название год авторы номер документа
Устройство для размола волокнистых материалов 1989
  • Веретнов Анатолий Константинович
  • Бывшев Анатолий Викторович
SU1772274A1
Устройство для размола волокнистых материалов 1991
  • Бывшев Анатолий Викторович
  • Веретнов Анатолий Константинович
  • Ковалев Валерий Иванович
SU1837976A3
Устройство для измельчения волокнистых материалов 1989
  • Бывшев Анатолий Викторович
  • Ковалев Валерий Иванович
SU1715416A1
Устройство для размола волокнистых материалов 1989
  • Веретнов Анатолий Константинович
  • Бывшев Анатолий Викторович
SU1698328A1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕОДНОРОДНОЙ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Наборщиков И.П.
RU2177824C1
Устройство для аэрации жидкости 1987
  • Шаповал Иван Федорович
  • Мутовкин Валерий Викторович
  • Якубовский Евгений Петрович
  • Чижов Владимир Ильич
SU1527188A1
УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА 2001
  • Алашкевич Ю.Д.
  • Ковалев В.И.
  • Ширенин В.М.
RU2209264C1
УСТРОЙСТВО для РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, 1965
SU169431A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ 2006
  • Неволин Валерий Григорьевич
  • Котляров Денис Юрьевич
RU2309006C1
Гидродинамический способ размола волокнистых материалов 1989
  • Войнов Николай Александрович
  • Алашкевич Юрий Давыдович
  • Лахно Александр Григорьевич
  • Тихонович Елена Кузьминична
SU1694748A1

Реферат патента 1995 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к механической обработке волокнистых материалов из растительного и минерального сырья при производстве листовых изделий. Устройство включает корпус 1 с помещенными в нем соплами 2 и консольно закрепленными резонаторами, выполненными в виде пластин 3 равного сопротивления, и элементы крепления. Примыкающая к зоне защемления часть пластины-резонатора с добавлением к ней по длине 10 - 15 мм выполнена утолщенной не менее чем в 2 раза с плавным переходом к деформируемой части пластины. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 026 912 C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус с размещенными в нем щелевидными соплами для подачи материала и пластинами-резонаторами, выполненными в виде балки равного сопротивления, с утолщенным основанием, которое закреплено в опорах посредством элементов крепления, отличающееся тем, что утолщение защемляемого основания пластины-резонатора выполнено с плавным переходом к деформируемой части, а длина основания на 10-15 мм больше места защемления, при этом толщина основания и размеры элементов крепления выполнены согласно соотношению

где h - толщина основания пластины-резонатора;
P - усилие, отклоняющее пластину от положения равновесия;
и-

1] - допускаемое напряжение изгиба для знакопеременных нагрузок;
b - ширина опоры;
y1 - толщина опоры;
l1 - длина опоры;
l - длина пластины-резонатора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2026912C1

УСТРОЙСТВО для РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, 0
SU169431A1
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 026 912 C1

Авторы

Веретнов А.К.

Бывшев А.В.

Даты

1995-01-20Публикация

1992-02-11Подача