УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2002 года по МПК D21B1/00 D21C1/00 

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.

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).

В известном устройстве осуществляется гирационное движение ротора относительно сферической опоры, с обкаткой рабочей поверхности корпуса и механическим воздействием на материал в виде обжатия.

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.

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).

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.

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.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса обработки.

Технический эффект заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства и качества обработки за счет ограничения возможности отклонения оси ротора в сторону оси корпуса.

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.

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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

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.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематично изображено устройство для механической обработки волокносодержащих материалов. На фиг. 2 изображена внутренняя полость дисбаланса.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

По этой причине обратное радиальное смещение приостанавливается. При дальнейшей работе устройства следует повторение описанного выше цикла.

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.

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.

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.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для использования в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и т.д. при механической обработке волокносодержащих материалов. Содержит установленный на амортизаторах корпус, шарнирно соединенный с полым ротором, который посажен на снабженном дисбалансом приводном валу. Средняя часть приводного вала размещена в полости ротора, а один конец проходит через его торец и соединен посредством пазово-хвостового соединения с двигателем. Дисбаланс закреплен на свободном конце приводного вала и снабжен контактирующим с хвостовиком на валу двигателя подпружиненным штоком с регулятором предварительного поджатия пружин. Обеспечивается ограничение величины обратного радиального смещения ротора слоем обрабатываемого материала и возможность ее регулирования, что повышает надежность работы, качество обработки материала, а также снижает удельный расход электроэнергии. 2 ил.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее 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, отличающееся тем, что дисбаланс закреплен на свободном конце приводного вала и снабжен, контактирующим с хвостовиком на валу двигателя, подпружиненным штоком с регулятором предварительного поджатия пружин.