УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК D21B1/02 B02C2/04 

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.д.

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, D 21 C 1/00, заявлено 11.11.1979 г., бюл. N 36, 1983 г.). Недостатком известного устройства является то, что обкатка рабочей поверхности корпуса ротором производится с контактом по образующей и механическим воздействием на материал в виде обжатия, что возможно при конической форме рабочих поверхностей ротора и корпуса, оси и образующие которых пересекаются в центре шарнира. На материал оказывает ограниченное воздействие, так как отсутствует касательное усилие.

Известно устройство для обработки целлюлозосодержащего материала, включающее корпус с загрузочной, разгрузочной воронками и ротор, шарнирно подвешенный к корпусу посредством штанги с дебалансом (А.с. СССР, N 1124064, D 21 C 1/00, заявлено 11.11.1982 г., бюл. N 42, 1984 г.).

В известном устройстве осуществляется гирационное движение ротора относительно сферической опоры с обкаткой рабочей поверхности корпуса и механическим воздействием на материал в виде обжатия, что возможно при конической форме поверхностей корпуса и ротора, оси и образующие которых пересекаются в центре шарнира. Однако в этом случае на материал оказывается ограниченное воздействие, так как отсутствует касательное усилие.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство для механической обработки волокносодержащего материала, включающее корпус и ротор, соединенный с ним посредством закрепленного на штанге с дебалансом шарнира, центр которого расположен внутри корпуса в точке пересечения его оси с осью ротора, а образующие рабочих поверхностей корпуса и ротора не пересекаются в этой точке (А.с. СССР, N 1451194, D 21 C 1/00, заявлено 16.04.1986 г., бюл. N 2, 1989 г.).

В известном устройстве осуществляется гирационное движение ротора относительно сферической опоры с обкаткой рабочей поверхности корпуса и механическим воздействием на материал как в виде сжатия, так и в виде тангенциального сдвига, что по сравнению с другими известными устройствами значительно интенсифицирует процесс обработки материала.

Изобретение решает задачу повышения эффективности работы устройства и интенсификации обработки материала.

Технический эффект заключается в увеличении тангенциальной составляющей силы воздействия на материал, а также скорости его прохождения через рабочую полость устройства.

Указанный технический эффект при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для механической обработки волокносодержащих материалов, включающем корпус и ротор, соединенный с ним посредством закрепленного на штанге с дебалансом шарнира, центр которого расположен внутри конуса, образованного рабочей поверхностью корпуса, в точке пересечения его оси с осью ротора, а образующие рабочих поверхностей корпуса и ротора не пересекаются в этой точке, согласно изобретению корпус снабжен рабочей футеровкой с зубчатым венцом, сочлененным с шестерней, установленной с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения штанги ротора.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом показывает, что заявляемое устройство для механической обработки волокносодержащих "материалов отличается тем, что корпус снабжен рабочей футеровкой с зубчатым венцом, сочлененным с шестерней, помещенной в корпус на валу, ведущий конец которого вращается в сторону, противоположную направлению вращения штанги ротора.

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выделить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже схематически изображено устройство для механической обработки волокносодержащих материалов.

Устройство состоит из установленного на упругих амортизаторах 1 корпуса 2 с ротором 3, соединенным с корпусом 2 посредством закрепленного на штанге 4 с дебалансом 5 шарнира 6, центр которого расположен внутри конуса, образованного рабочей поверхностью корпуса 2, в точке пересечения его оси с осью ротора 3. Образующие рабочих поверхностей корпуса 2 и ротора 3 не пересекаются в этой точке.

Корпус 2 снабжен рабочей футеровкой 7 с зубчатым венцом 8, сочлененным с шестерней 9, помещенной в корпусе 2 на валу 10.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов работает следующим образом. Крутящий момент передается от двигателя штанге 4 и дебалансу 5, вращение которого создает центробежную силу и принуждает "ротор 3 совершать обкатку рабочей поверхности футеровки 7 и корпуса 2 за счет силы трения, возникающей в месте сопряжения их образующих. Как и в известном устройстве, разность углов обкатки основаниями ротора 3 компенсируется проскальзыванием рабочей поверхности его относительно рабочей поверхности футеровки 7 корпуса 2. При этом величина проскальзывания возрастает по длине образующей ротора 3 от нуля (в зоне обкатки верхним его основанием) до предельного значения, (в зоне контакта с противоположным основанием) и совпадает по направлению с вращением ротора 3, поскольку сопротивление касательных усилий, возникающих от сил трения сдвига (проскальзывания) и энергозатраты на их преодоление в этом случае минимальны.

После подачи волокносодержащего материала в рабочую полость устройства он попадает в кольцевой зазор, образованный рабочими поверхностями ротора 3 и футеровки 7 корпуса 2, где подвергается многократному воздействию этих поверхностей при передвижении вниз к выходу, под воздействием сил тяжести, вибрации и вертикальной составляющей вектора сдвига, совпадающей с направлением его перемещения.

При включении двигателя вала 10, шестерне 9 передается вращение и крутящий момент, противоположные направлению вращения и крутящему моменту штанги 4 ротора 3. От шестерни 9 вращение и крутящий момент передается зубчатому венцу 8 футеровки 7. При этом вращение футеровки 7 однонаправленно качению ротора 3 и направлению его проскальзывания, придавая ему дополнительное ускорение и увеличение скорости качения. Наличие двух, вращающихся однонаправленно, рабочих поверхностей ротора 3 и футеровки 7 корпуса 2, способствует увеличению вектора проскальзывания их относительно друг друга, росту тангенциальной составляющей силы воздействия материала, а также скорости его прохождения через рабочую полость устройства.

По сравнению с известными устройствами использование заявляемого устройства для механической обработки волокносодержащих материалов позволит:
- повысить эффективность устройства в работе за счет интенсификации процесса обработки материала;
- повысить производительность устройства за счет увеличения скорости прохождения материала через рабочую полость устройства.

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 условию "промышленная применимость".

Устройство предназначено для механической обработки волокносодержащего материала и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, химической и строительной промышленности. Корпус устройства снабжен рабочей футеровкой с зубчатым венцом, сочлененным с шестерней. Шестерня установлена с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения штанги ротора. Данная конструкция устройства позволяет увеличить тангенциальную составляющую силы воздействия на материал и увеличить скорость прохождения материала через рабочую полость. 1 ил.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее корпус и ротор, соединенный с ним посредством закрепленного на штанге с дебалансом шарнира, центр которого расположен внутри конуса, образованного рабочей поверхностью корпуса, в точке пересечения его оси с осью ротора, а образующие рабочих поверхностей корпуса и ротора не пересекаются в этой точке, отличающееся тем, что корпус снабжен рабочей футеровкой с зубчатым венцом, сочлененным с шестерней, установленной с возможностью вращения в сторону, противоположную направлению вращения штанги ротора.