УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВОЛОКНОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК D21B1/02 B02C2/04 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокносодержащих материалов.

Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и т.д.

Известно устройство для механической обработки волокносодержащего материала, включающее вертикально расположенный корпус и размещенный в нем с зазором ротор, соединенный с корпусом посредством закрепленного на штанге с дебалансом шарнира, центр которого расположен внутри конуса, образованного рабочей поверхностью корпуса, в точке пересечения осей корпуса и ротора, рабочие поверхности которых имеют коническую форму, патрубок для подачи исходного материала, расположенный в верхней части корпуса, патрубок для отвода обработанного материала, расположенный в нижней части корпуса, причем ротор расположен в корпусе так, что одна из его образующих совпадает с образующей корпуса, а зазор между корпусом и ротором выполнен сужающимся в направлении патрубка для отвода обработанного материала, при этом оси и образующие рабочих поверхностей ротора и корпуса не пересекаются в общей точке, а шарнир размещен в нижней части корпуса (А.с., СССР, 1451194, М кл.³ D 21 С 1/00, заявлено 16.04.1986 г., бюл. 2, 15.01.1989 г.).

В известном устройстве обкатывание поверхности корпуса ротором происходит только по верхнему основанию ротора, а разность углов обкатки основаниями ротора компенсируется проскальзыванием рабочей поверхности ротора относительно рабочей поверхности корпуса, складывающегося из двух составляющих - горизонтальной и вертикальной.

Горизонтальная составляющая сдвига совпадает по направлению с вращением ротора, поскольку сопротивление касательных усилий, возникающих от сил трения сдвига (проскальзывания), и энергозатраты на их преодоление в этом случае минимальны.

Вертикальная составляющая вектора проскальзывания совпадает с направлением перемещения обрабатываемого материала (сверху вниз). Это способствует неналипанию его на рабочие поверхности ротора и корпуса, противодействует образованию зон зависания, повышает интенсивность обработки.

Однако в данном устройстве направление вектора сдвига является единственной степенью свободы проскальзывания точек рабочей поверхности ротора относительно сопряженных с ними точек рабочей поверхности корпуса по смежным образующим. Этот недостаток известного устройства не позволяет еще более интенсифицировать процесс обработки и повысить ее качество.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее корпус и шарнирно закрепленный в нижней его части на штанге с дебалансом ротор, снабженный рабочими футеровками, подпружиненными параллельно осям их симметрии и противоположно направленными упругими элементами (Патент, RU, 2144591, М кл.³ D 21 В1/2, В 02 С 2/04, заявлено 15.12. 1998 г. , бюл. 2, 20.01.2000 г.)
В известном устройстве воздействие на материал складывается из:
- нормальных усилий;
- тангенциальных усилий за счет разности углов обкатки основаниями футеровки ротора, а так же из вертикальных противоположно направленных перемещений футеровок ротора и корпуса, совершаемых за счет отдавливания в месте контакта набегающим фронтом материала (возможность перемещения обеспечивается сжатием пружин).

Характер перемещения колебательный. За счет факторов неоднородности массы материала, вибрации во время работы и нарастания усилий возврата пружин, футеровки ротора и корпуса, после перемещения за счет отжатия, периодически возвращаются, а затем вновь отжимаются. При этом материал, находящийся между смежными образующими футеровок, подвергается воздействию динамического вертикального тангенциального сдвига с двух сторон, периодически меняющего направление по причине колебательного характера вертикальных перемещений футеровок. Это позволяет интенсифицировать процесс обработки.

Недостатком данного устройства является то, что тангенциальное воздействие на материал незначительно по величине и осуществляется практически в пассивной форме, так как в большой степени зависит от истинности положения, основанного на том, что обкатывание поверхности корпуса возможно только верхним основанием ротора.

Это не позволяет гарантировать интенсификацию процесса обработки и повышение ее качества.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса обработки.

Технический эффект заключается в повышении качества обработки за счет гарантированного увеличения тангенциального воздействия на материал.

Указанный технический эффект при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для механической обработки волокносодержащих материалов, включающем корпус и шарнирно закрепленный в нижней его части на штанге с дебалансом, ротор, снабженный рабочими футеровками, подпружиненными параллельно осям их симметрии, и противоположно направленными, упругими элементами, особенность заключается в том, что часть штанги, расположенной в полости ротора, снабжена шестерней, а ротор снабжен закрепленным в его полости зубчатым венцом и посаженным на подшипниковых опорах промежуточным колесом, входящим в зацепление с шестерней и венцом.

На чертеже схематически изображено устройство для механической обработки волокносодержащих материалов.

Устройство состоит из вертикально расположенных корпуса 1 и ротора 2, соединенного с корпусом 1 посредством закрепленного на штанге 3 с дебалансом 4 шарнира 5. Корпус 1 снабжен рабочей футеровкой 6, а ротор 2 - футеровкой 7. Рабочие футеровки 6 и 7 посажены соответственно в корпус 1 и на ротор 2 на шпонках и подпружинены упругими элементами 8, например посредством магазинов тарельчатых пружин, размещенных в рабочих футеровках 6 и 7, противоположно направленных и равномерно распределенных по окружности среднего диаметра их торцов. Расположение корпуса 1 и ротора 2 выполнено таким образом, что смежные образующие рабочих футеровок 6 и 7 плотно прилегают друг к другу. Усилие предварительного поджатия пружин 8 регулируется до оптимальной величины с помощью регулировочных винтов 9.

Часть штанги 3, расположенной в полости ротора 2, снабжена шестерней 10, а ротор 2 снабжен закрепленным в его полости зубчатым венцом 11 и посаженным на подшипниковых опорах промежуточным колесом 12, входящим в зацепление с шестерней 10 и венцом 11 (см. чертеж).

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов работает следующим образом.

Волокносодержащий материал подают в рабочую полость устройства, где он попадает в кольцевой зазор, образованный рабочими поверхностями футеровок 6 и 7, подвергаясь многократному воздействию этих поверхностей при передвижении вниз, к выходному отверстию, под действием сил гравитации и вибрации. Воздействие на материал складывается из вертикальных противоположно направленных перемещений футеровок 6 и 7, нормальных усилий, тангенциальных смещений за счет разности углов обкатки основаниями футеровки 7 ротора 2, а так же в отличие от известных устройств из тангенциальных смещений, вызванных принудительно посредством кинематически жестко связанной передачи шестерня 10 штанга 3 - колесо 12 - зубчатый венец 11. За счет этого частота вращения ротора 2 становится выше частоты его качения и ротор 2, прижатый по образующей к футеровке корпуса 1 центробежной силой дебаланса 4, вынужден проскальзывать относительно последней.

Этому способствует также то, что направление принудительного вращения ротора 2 совпадает с направлением проскальзывания за счет разности углов обкатки основаниями футеровки 7 ротора 2 и с направлением движения набегающего фронта, подлежащего обработке материала.

При этом материал, находящийся между смежными образующими футеровок 6 и 7 в отличие от известных устройств, подвергается воздействию более мощного тангенциального сдвига, вызванного принудительно, то есть не зависимо от факторов, вызывающих сдвиг в пассивной форме.

По сравнению с известными устройствами использование предлагаемого устройства для механической обработки волокносодержащих материалов позволит:
- интенсифицировать процесс обработки и повысить ее качество за счет принудительного характера и большей величины сдвига;
- повысить производительность устройства за счет интенсификации процесса обработки;
- осуществить оптимальные режимы обработки за счет обеспечения возможности регулирования величины усилия тангенциального сдвига с помощью регулирования частоты вращения штанги 4.

Изобретение предназначено для использования в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и в других отраслях. Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов включает корпус и шарнирно закрепленный в нижней его части на штанге с дебалансом ротор, снабженный рабочими футеровками, подпружиненными параллельно осям их симметрии и противоположно направленными упругими элементами. Часть штанги, расположенной в полости ротора, снабжена шестерней, а ротор снабжен закрепленным в его полости зубчатым венцом и посаженным на подшипниковых опорах промежуточным колесом, входящим в зацепление с шестерней и венцом. Обеспечивается интенсификация процесса обработки, повышается качество обработки за счет гарантированного увеличения тангенциального воздействия на материал. 1 ил.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее корпус и шарнирно закрепленный в нижней его части на штанге с дебалансом ротор, снабженный рабочими футеровками, подпружиненными параллельно осям их симметрии и противоположно направленными упругими элементами, отличающееся тем, что часть штанги, расположенной в полости ротора, снабжена шестерней, а ротор снабжен закрепленным в его полости зубчатым венцом и посаженным на подшипниковых опорах промежуточным колесом, входящим в зацепление с шестерней и венцом.