Размалывающая гарнитура дисковой мельницы Российский патент 2024 года по МПК D21D1/30 B02C7/12 

Изобретение относится к гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для размола волокнистых материалов.

Известна гарнитура для размалывающего оборудования, включающая диск, выполненный составным из нескольких концентрических колец, с укрепленными на них ножами, соединенных между собой при помощи крепления, образующего между ножами перегородки (SU № 477208, МПК D21D 1/30, заявлен 21.08.1973 г., БИ №26, опубликован 15.07.1975 г.).

Недостатки гарнитуры заключаются в:

− сложности многовариантного исполнения рисунка её ножевой поверхности размола;

− не разборности, что не позволяет решать новые задачи без значительных трудозатрат.

Известна гарнитура размалывающей машины, включающая, закрепленные на дисках ротора и статора ряды концентрических колец с ножевыми выступами, выполненными в виде призм (SU № 632787, МПК D21D 1/30, заявлен 26.01.1977г., бюллетень №42, опубликован 15.11.1978 г.).

Недостатками гарнитуры являются:

− необходимость изменения геометрии рисунка ее рабочей поверхности;

− значительные трудозатраты на демонтаж устаревших концентрических колец;

− изготовление колец с новым конструктивным исполнением выступов;

− установка новых колец на диске.

Наиболее близким по технической сущности известным устройством является размалывающая гарнитура дисковой мельницы, включающая, закрепленные на поверхностях размола дисков ротора и статора, концентрические кольца с, равномерно распределёнными на них по секторам, параллельными ножевыми выступами, из которых у выступов входного, выходного и среднего колец − горизонтальная поверхность размола, а у промежуточных выступов, между входным и средним, средним и выходным, поверхности размола разновысокие из за наклона первой ‒ к центру, а второй ‒ к периферии дисков, при этом, наклонные и горизонтальная поверхности размола среднего ножевого выступа, образуют впадину у ротора и симметричную выпуклость у статора, выполненные в виде трапеций (RU № 2314380 С1, МПК D21D 1/30, В02С 7/12 заявлен 19.06.2006 г., бюллетень №1, опубликован 10.01.2008 г.).

Недостатком гарнитуры является то, что:

‒ поверхности размола и транспортирования промежуточных и среднего ножевых выступов пересекаются по прямым линиям;

− существует опасность резкого скачка сил трения и сопротивления движению размалываемого волокнистого материла, скопившегося на этих прямых линиях;

− возможно скопление и забивание обезвоженным волокнистым материалом межножевой полости;

− снижается проходимость густого волокнистого материала через межножевую полость, производительность и качество размола.

Изобретение решает задачу обеспечения возможности свободной проходимости обезвоженного волокнистого материала через межножевую полость.

Технический результат заключается в обеспечении эффективности высокого качества размола, широкого диапазона и разнообразия характера траектории движения волокнистого материала через рабочую ножевую полость при различных концентрациях волокнистой суспензии и природных свойствах волокна; отсутствия скоплений обезвоженной массы в межножевой размалывающей полости, свободной проходимости массы через межножевую размалывающую полость.

Указанный технический результат достигается тем, что в размалывающей гарнитуре дисковой мельницы, включающей, закрепленные на поверхностях размола дисков ротора и статора, концентрические кольца с, равномерно распределёнными на них по секторам, параллельными ножевыми выступами, из которых у выступов входного, выходного и среднего колец − горизонтальная поверхность размола, а у промежуточных выступов, между входным и средним, средним и выходным, поверхности размола разновысокие из за наклона первой ‒ к центру, а второй ‒ к периферии дисков, при этом, наклонные и горизонтальная поверхности размола среднего ножевого выступа, образуют впадину у ротора и симметричную выпуклость у статора, согласно изобретению, впадина у ротора и выпуклость у статора выполнены в виде круговых сегментов, с высотой h = 0,1 ∙ r_вх, длиной хорды c = 0,85 ∙ r_вх, длиной дуги l = 0,881 ∙ r_вх, радиусом кривизны r = 0,953 ∙ r_вх, центральным углом , радиусом окружности входа диска статора в кольцевую размалывающую зону гарнитуры − r_вх = 0,414 ∙ R, где R − радиус окружности выходной кромки диска.

В отличие от известных решений, достоинствами предлагаемого решения является то, что общая поверхность размола и транспортирования круговых сегментов промежуточных и среднего ножевых выступов ротора и статора, является сплошной, за счёт чего в полости размола нет:

− резкого повышения сил трения и сопротивления движению размалываемого обезвоженного волокнистого материла;

− скоплений и забивания обезвоженным волокнистым материалом.

На фиг. 1 изображена фронтальная проекция ножевой поверхности размола диска гарнитуры включающего, закрепленные на нём концентрические кольца 1, 2, 3, 4, 5 с, равномерно распределёнными на них по секторам параллельными, ножевыми выступами.

У ножевых выступов входного − 1, выходного − 2 и среднего − 3 колец поверхности размола горизонтальные, а у ножевых выступов 4 и 5 колец, расположенных между входным 1 и средним – 3, средним − 3 и выходным − 2 кольцами, поверхности размола (затенены на рисунке 1) наклонены, соответственно, к периферии дисков и к центру О.

На фиг. 2 изображён поперечный осевой разрез А-А, на котором верхний диск ротора сопряжён через межножевой зазор с нижним диском статора.

На фиг. 3 изображён выносной элемент I ротора.

На фиг. 4 изображён выносной элемент II статора.

Наклонённые поверхности размола 4 и 5 и горизонтальная поверхность размола среднего 3 ножевого выступа, образуют:

− круговую впадину I, у ротора (фиг. 2 и 3);

− круговую выпуклость II, у, симметрично сопряжённого с ней, статора (фиг. 2 и 4).

Таким образом (см. А-А, фиг. 2) круговым впадине ротора и выпуклости статора придана форма сегмента, с высотой h = 0,1 ∙ r_вх, длиной хорды c = 0,85 ∙ r_вх, длиной дуги l = 0,881 ∙ r_вх, радиусом кривизны r = 0,953 ∙ r_вх, центральным углом , радиусом окружности входа диска статора в кольцевую размалывающую зону гарнитуры − r_вх = 0,414 ∙ R, где R − радиус окружности выходной кромки диска.

На радиальных канавках сопряжения секторов показаны потайные головки винтов, крепящих кольца к диску (фиг. 1).

На фиг. 2 изображено поперечное сечение А-А по оси радиальной канавки, на котором виден продольный профиль, сопряжённых через межножевой зазор, ножевых выступов дисков ротора и статора, которым в поперечном сечении придана разновысокая прямоугольная форма.

Суммарная рабочая площадь колец 1, 2, 3, 4, 5 разделена на секторы, на которых равномерно распределены ножевые выступы, образующие прямолинейные параллельные ножи с постоянной шириной и с одинаковым углом наклона к одной из боковых сторон сектора.

Образующиеся в поперечном сечении, вдоль ножей, сопряжённые через межножевой зазор, линии рабочих поверхностей впадины ротора и выпуклости статора, являются круговыми, последовательно и плавно проходящими через точки сопряжения колец 1, 2, 3, 4, 5 от входной окружной кромки, до выходной (фиг. 2, 3 и 4).

Сумма высот каждой пары сопряженных колец 1, 2, 3, 4, 5 ротора и статора постоянна.

Размалывающая гарнитура дисковой мельницы работает следующим образом.

Волокнистая суспензия поступает под давлением в межножевую рабочую полость через входную окружную кромку диска статора.

Под действием центробежной силы ножевые выступы колец ротора 1, 2, 3, 4, 5 захватывают и отбрасывают массу в межножевые канавки статорных колец 1, 2, 3, 4, 5.

При этом, на волокна оказывается ударное воздействие о боковые активные поверхности статорных ножевых выступов.

Одновременно, скоростной напор преобразовывается в статическое давление, которое способствует перемещению волокнистой суспензии через межножевую рабочую полость.

В отличие от известных решений, в предлагаемой размалывающей гарнитуре общие поверхности размола и транспортирования круговых сегментов промежуточных и среднего ножевых выступов колец 3, 4, 5, ротора и статора, являются сплошными, за счёт чего в полости размола нет:

− резкого повышения сил трения и сопротивления движению размалываемого обезвоженного волокнистого материла;

− скоплений и забивания обезвоженным волокнистым материалом.

В зависимости от концентрации суспензии и природных свойств волокна, в предлагаемой размалывающей гарнитуре, в отличие от известных решений, режим движения массы в рабочей межножевой полости, раскладка нормальных и касательных составляющих окружных скоростей и усилий в точках пересечения режущих кромок ножевых выступов 1, 2, 3, 4, 5 ротора и статора, углы их пересечения, наклона к радиусу и т.д. задаются на стадии настройки рисунка рабочих поверхностей на требуемое исполнение.

Это позволяет повысить размалывающую способность данной гарнитуры для различных видов волокнистых полуфабрикатов.

Прошедший обработку волокнистый полуфабрикат направляется на дальнейшую стадию технологического процесса.

По сравнению с решениями, использование предлагаемой размалывающей гарнитуры дисковой мельницы позволит:

− интенсифицировать процесс размола за счет обеспечения возможности настройки рисунка рабочей поверхности на требуемое исполнение, в зависимости от концентрации суспензии и вида материала;

- повысить эффективность и высокое качество размола за счет осуществления возможности выбора требуемого режима из широкого диапазона режимов траекторий движения волокнистого материала через рабочую ножевую полость;

− снизить энергозатраты за счет наиболее полного использования механической и гидродинамической энергии воздействия на волокнистый полуфабрикат;

− повысить производительность за счет сокращения количества циклов прохождения волокнистого полуфабриката через межножевую полость в единицу времени при сохранении качества размола.

Изобретение относится к гарнитурам дисковых мельниц и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности для размола волокнистых материалов. Гарнитура включает закрепленные на поверхностях размола дисков ротора и статора концентрические кольца с равномерно распределёнными на них по секторам параллельными ножевыми выступами, из которых у выступов входного, выходного и среднего колец - горизонтальная поверхность размола, а у промежуточных выступов между входным и средним, средним и выходным поверхности размола разновысокие из за наклона первой к центру, а второй к периферии дисков, при этом наклонные и горизонтальная поверхности размола среднего ножевого выступа образуют впадину у ротора и симметричную выпуклость у статора, при этом впадина у ротора и выпуклость у статора выполнены в виде круговых сегментов с высотой h = 0,1 ⋅ r_вх, длиной хорды c = 0,85 ⋅ r_вх, длиной дуги l = 0,881 ⋅ r_вх, радиусом её кривизны r = 0,953 ⋅ r_вх, центральным углом ; радиусом окружности входа дисков в кольцевую размалывающую зону гарнитуры - r_вх = 0,414 ⋅ R, где R - радиус окружности выходной кромки дисков. Технический результат заключается в обеспечении эффективности высокого качества размола, широкого диапазона и разнообразия характера траектории движения волокнистого материала через рабочую ножевую полость при различных концентрациях волокнистой суспензии и природных свойствах волокна; отсутствия скоплений обезвоженной массы в межножевой размалывающей полости, свободной проходимости массы через межножевую размалывающую полость. 4 ил.

Размалывающая гарнитура дисковой мельницы, включающая закрепленные на поверхностях размола дисков ротора и статора концентрические кольца с равномерно распределёнными на них по секторам параллельными ножевыми выступами, из которых у выступов входного, выходного и среднего колец - горизонтальная поверхность размола, а у промежуточных выступов, между входным и средним, средним и выходным, поверхности размола разновысокие из-за наклона первой к центру, а второй к периферии дисков, при этом наклонные и горизонтальная поверхности размола среднего ножевого выступа образуют впадину у ротора и симметричную выпуклость у статора, отличающаяся тем, что впадина у ротора и выпуклость у статора выполнены в виде круговых сегментов с высотой h = 0,1 ⋅ r_вх, длиной хорды c = 0,85 ⋅ r_вх, длиной дуги l = 0,881 ⋅ r_вх, радиусом её кривизны r = 0,953 ⋅ r_вх, центральным углом , радиусом окружности входа дисков в кольцевую размалывающую зону гарнитуры - r_вх = 0,414 ⋅ R, где R - радиус окружности выходной кромки дисков.