УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2003 года по МПК D21D1/34 B02C19/06 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокнистого материала, и может быть использовано в химической, строительной промышленности и других отраслях.

Известна установка для измельчения волокнистого материала, включающая корпус, с камерой обработки, в котором размещены, имеющие размалывающую гарнитуру, ротор, смонтированный на приводном валу, и статор, подводящий и отводящий патрубки (патент Великобритании, 1337483, М.кл³ В 02 С 19/06, 1973 г.).

Недостатком известного устройства является то, что гидродинамическое воздействие на волокнистый материал недостаточно для того, чтобы получить за счет этого высокое качество его обработки. Причиной этого является малое время воздействия, ограниченное только моментом удара струи о преграду. Дальнейшее взаимодействие их, при обычном истечении, практически не оказывает воздействия на материал, поскольку давление струи на преграду, и энергия единицы ее объема, в этом случае, во много раз меньше, чем при ударе.

Наиболее близким известным устройством является установка для измельчения волокнистого материала, включающая корпус с камерой обработки, в котором размещены, имеющие размалывающую гарнитуру, ротор, смонтированный на приводном валу и статор, подводящий и отводящий патрубки, крыльчатку на приводном валу, лопасти которой обращены в сторону подводящего патрубка, размещенного на уровне их расположения (А.С. СССР 1559026, М.кл³ D 21 D 1/34, В 02 С 19/06, заявлено 28.03.1988 г., бюл. 15, 23.04.1990 г.).

Достоинство данного устройства заключается в обеспечении ударного взаимодействия, с заданной частотой повторения, между струей и, выполняющими функцию преграды, сталкивающимися с ней поочередно, одна за другой, лопастями вращающейся крыльчатки, за счет чего интенсифицируется гидродинамическое воздействие на волокнистый материал.

Недостатком данного устройства является неполное использование энергии струи при гидродинамическом воздействии на материал. Причина этого заключается в том, что, поскольку крыльчатка открыта со стороны, обращенной к центру корпуса, большая часть импульса отраженной струи, не встречая препятствия, рассеивается во внутренней полости камеры обработки, т.е. не передается лопастям. За счет этого давление струи, при взаимодействии ее с лопастью вращающейся крыльчатки, в данном устройстве, хотя и приближается к пороговому, также как и энергия единицы объема ее, однако величины этих силовых характеристик являются недостаточными для того, чтобы получить гарантированное разделение на волокна равномерно распределенного в струе суспензии волокнистого материала.

Изобретение решает задачу интенсификации процесса размола и повышения качества размола волокнистого материала.

Технический эффект заключается в наиболее полном использовании энергии струи при гидродинамическом воздействии на материал.

Для достижения указанного технического эффекта, в установке для измельчения волокнистого материала, включающей корпус с камерой обработки, в котором размещены, имеющие размалывающую гарнитуру, ротор, смонтированный на приводном валу и статор, подводящий, отводящий патрубки и крыльчатку на приводном валу, лопасти которой обращены в сторону подводящего патрубка, размещенного на уровне их расположения, согласно изобретению, крыльчатка снабжена тарелкой, закрывающей ее снизу и с боковой стороны, обращенной к центру корпуса, а со стороны периферийной части, образующей регулируемый зазор с внутренней поверхностью камеры обработки, в пределах 5...8 мм.

При величине зазора менее 5 мм проходимость суспензии через кольцевой зазор между кромкой тарелки и внутренней поверхностью камеры снижается, что приводит к возникновению подпора в полости, образуемой диском крыльчатки, тарелкой и лопастями и, как результат этого, к снижению степени гидродинамического воздействия на материал, производительности и качества обработки.

При величине зазора более 8 мм проходимость суспензии увеличивается до такой степени, что приводит к снижению давления и энергии большей части импульса единицы объема отраженной струи за счет рассеивания ее по всей площади поперечного сечения кольцевого зазора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию (новизна).

Для проверки соответствия заявляемого изобретения словию (изобретательский уровень) заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающими с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства. Результаты показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований для достижения технического результата.

Это позволяет сделать вывод о соответствии условию (изобретательский уровень).

На фиг. 1 схематично изображены фронтальная и горизонтальная проекции установки для измельчения волокнистого материала (стрелкой показано направление ввода струи суспензии, а двойной стрелкой - направление выхода обработанного полуфабриката); на фиг.2 - разрез А-А, фиг.3 - разрез по Б-Б.

Установка для измельчения волокнистого материала включает корпус 1 с камерой обработки 2, в котором размещены имеющие размалывающую гарнитуру, ротор 3 и статор 4, подводящий 5, отводящий 6 патрубки. Крыльчатка 7 смонтирована на приводном валу 8 с ротором 3. Лопасти 9 крыльчатки 7 обращены в сторону подводящего патрубка 5. Крыльчатка 7 снабжена тарелкой 10, закрывающей ее лопасти 9 снизу и с боковой стороны, обращенной к центру корпуса, а со стороны периферийной части, образующей регулируемый зазор, относительно внутренней поверхности камеры обработки 2, в пределах 5...8 мм (см. фиг.2, разрез А - А).

Установка для измельчения волокнистого материала работает следующим образом.

Исходная суспензия волокнистого материала из подводящего патрубка 5 направляется в виде струи на лопасть 9 крыльчатки 7 (показано стрелками на фиг. 1), взаимодействует с ее плоскостью. Отраженный поток струи суспензии встречает препятствие в виде части тарелки 10, закрывающей крыльчатку 7 и передает ей свой импульс. Сила взаимодействия с лопастью крыльчатки 9 и энергия единицы объема струи суспензии при этом превышают пороговые значения, за счет чего происходит разделение на волокна равномерно распределенного в струе суспензии волокнистого материала. Степень гидродинамического воздействия зависит от скорости отраженной струи, ее геометрических характеристик и размеров области ее распространения. С последней характеристикой связано наличие регулируемого зазора, образованного периферийной частью тарелки 10 с внутренней поверхностью камеры обработки 2. Концентрация суспензии, природные свойства волокна и необходимость обеспечения ее свободного прохождения в рабочую полость камеры обработки регламентируют величину данного зазора.

Регулирование зазора осуществляется путем вертикальных перемещений крыльчатки 7 независимо от регулирования межножевого зазора. Конструктивное исполнение механизма регулирования зазора может быть любым. Например, путем вертикального перемещения крыльчатки вдоль оси приводного вала (на который она посажена) с последующей фиксацией.

При выполнении данных требований гидродинамическое воздействие на волокнистый материал значительно интенсифицируется.

Таким образом, наличие в предлагаемом устройстве крыльчатки, снабженной тарелкой, закрывающей ее снизу и с боковой стороны, обращенной к центру, а со стороны периферийной части, образующей регулируемый зазор с внутренней поверхностью камеры обработки, в пределах 5...8 мм, позволяет, в отличие от известных устройств, наиболее полно использовать энергию струи суспензии при гидродинамическом и механическом воздействии на равномерно распределенный в ней волокнистый материал.

По сравнению с известными устройствами, использование заявляемой установки для измельчения волокнистого материала, позволит:
- интенсифицировать процесс размола за счет более полного использования импульса струи;
- повысить качество размола волокнистого материала за счет интенсификации гидродинамического воздействия;
- снизить энергозатраты за счет наиболее полного использования энергии струи при механическом воздействии на нее.

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной, химической, строительной и других отраслях промышленности. Установка для измельчения волокнистого материала содержит корпус с камерой обработки, в котором размещены имеющие размалывающую гарнитуру ротор, смонтированный на приводном валу, и статор, подводящий, отводящий патрубки и крыльчатку на приводном валу, лопасти которой обращены в сторону подводящего патрубка, размещенного на уровне их расположения. Крыльчатка снабжена тарелкой, закрывающей ее лопасти снизу и с боковой стороны, обращенной к центру корпуса, а со стороны периферийной части образующей регулируемый зазор с внутренней поверхностью камеры обработки в пределах 5-8 мм. Обеспечивается интенсификация процесса размола и повышение качества размола волокнистого материала. Технический результат заключается в наиболее полном использовании энергии струи при гидродинамическом воздействии на материал. 3 ил.

Установка для измельчения волокнистого материала, содержащая корпус с камерой обработки, в котором размещены имеющие размалывающую гарнитуру ротор, смонтированный на приводном валу, и статор, подводящий, отводящий патрубки и крыльчатку на приводном валу, лопасти которой обращены в сторону подводящего патрубка, размещенного на уровне их расположения, отличающаяся тем, что крыльчатка снабжена тарелкой, закрывающей ее лопасти снизу и с боковой стороны, обращенной к центру корпуса, а со стороны периферийной части образующей регулируемый зазор с внутренней поверхностью камеры обработки в пределах 5-8 мм.