Молотковая мельница для волокнистого целлюлозосодержащего материала Советский патент 1984 года по МПК D21D1/32 

о эо

ел

с, со Изобретение относится к устройствам для измельчения различных волокнйстых целлюлозосодержащих материалов, предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности для измельчения целлюлозного и макул турного листового материала и может быть использовано таклсе в других отраслях промьшленности, например в химической промышленности, сельском хозяйстве. Известны измельчители, принцип де ствия которых заключается § раскалывании, истирании, расплгоидавании, резании или«разламывании материала. |1спользование таких аппаратов для измельчения волокнистых материалов приводит к уменьшению размеров отдельных волокон, а также нарушению целостности их структуры. Ухудшение качества волокон является причиной . снижения сортности полуфабриката. Измельчаемая таким образом макулатура может быть использована только для получения самых низких сортов бумаги. Указанных недостатков лишену молотковые мельницы, в которых измел чение происходит в условиях свобод- иого удара. В этом случае разрушение происходит только по наиболее слабым местам. Материалы с волокнистой структурой разрушаются в местах связи между волокнами, а также между агрегатами отдельных волокон. Поэтом целостность самих волокон не нарушается . Наиболее близкой к изобретению явлдется молотковая мельница для волокнистого целлюлозосодержащего материала, включающая корпус с прием ной горловиной, установленный в корпусе молотковьш ротор, ситоэ разде ляющее объем корпуса на рабочую и приемную камеры, и средство для деформирования воздушно-материального потока в зоне измельчения. Средством для деформирования в известной мельнице служит дополнительная вихревая камера, способствующая смещению цент ра воздушного вихря и организ тощая работу мельницы по схеме диаметрального вентилятора И. В процессе работы вращающийся молотковый ротор создает в рабочей зоне воздушный вихрь, который подхватывает материал и придает ему круговое движение. В результате при : определенной степени измельчения материала образуется достаточно устойчивый воздушно-материальный взвешенный слой, имеющий направление движения и частоту вращения близкую к направлению и частоте вращения молоткового ротора. При этом за счет равенства скоростей движения материала и молотков происходит снижение эффективности измельчающего воздействия молотков на материал и соответственно падает производительность процесса измельчения. Волокнистый листовой материал (целлюлоза, бумага, тряпье) относится к материалам с малой плотностью, легко взвешивае} ым воздушным потоком, что дополнительно способствует образованию вращающегося воздушно-материального слоя и снижению измельчающего эффекта молотков. Однако смещение центра воздушного вихря с помощью устройства вихревой камеры не нарушает целостность вихря, стабильности воздушноматериального слоя, а позволяет в отдельных случаях только упорядочить воздушный режим мельницы. Кроме того, наличие вихревой камеры усложняет конструкцию корпуса мельницы. Цель изобретения - повьш1ение эффективности процесса измельчения за счет изменения скорости воздушноматериального потока относительно скорости молотков. Поставленная.цель достигается тем, что в молотковой мельнице для волокнистого целлюлозосодержащег-о материала, включающей корпус с приемной горловиной, установленный в корпусе молотковьй ротор, сито, разделяющее объем корпуса на рабочую и приемнуШ камеры, и средство для деформирования воздушно-материального потока в зоне измельчения, средство для деформирования выполнено в виде по крайней мере одного аэродинамического элемента, установленHo.ro в приемной камере у наружной поверхности сита и снабженного регулятором его положения относительно сита, При этом средство для деформирования воздушно-материального потока выполнено в виде лопасти. н Установка аэродинамического элемента у наружной поверхности сита позволяет изменить величину и направление скорости воздушного потока в рабочем зоне молотковой мeJIЬH цы за счет возникновения области из быточного давления при набегании воздуха на лобовую часть лопасти и области разрежения при стекании воздуха с хвостовой части лопасти. Под действием избыточного давления происходит изменение направления ве тора скорости воздушно-материальног потока относительно вектора скорости концов молотков ротора и воздушно-материальный поток деформируется в сторону зоны действия молотков. При этом суммарная скорость его ста новится меньше скорости концов молотков ротора, что приводит к интенсификации процесса измельчения. Разрежение на хвостовой части лопасти способствует эвакуация частиц сквозь сито. Возможность регулирования радиального зазора между лопастью и решетом, а также угла поворота лопас ти, позволяет выбрать оптимальное ее положение относительно сита в зависимости от вида измельчаемого материала и режима измельчения. На фиг. 1 приведен вид молотковой мельницы, разрезJ на фиг. 2 - узел I на фиг. 1. Мельница имеет корпус 1 с приемной 2 и разгрузочной 3 горловинами. Внутри корпуса на приводном валу 4 укреплен молотковый ротВр, выполненньм в виде барабана 5 с шарнирно под вешенными молотками 6. Молотковый ротор установлен в рабочей камере, образованной деками 7 и полуцилиндрическим ситом 8 для сепарации измельчаемого материала. Для удаления измельчаемого материала из приемной камеры 9 служит центробежный вентилятор, всасывающий патрубок которого переходным трубопроводом (не показаны) соединен с разгрузочной горловиной 3 мельницы. В приемной камере 9 у наружной поверхности сита 8 укг реплен аэродинамический элемент 10, например профилированная лопасть. Аэродинамический элемент может быть выполнен также, например, в виде плоской пластины, установленной под углом к плоскости, касательной образующей цилиндрического сита в виде цилиндрического сегмента различной кривизны. Аэродинамический элемент 10 снаб жен регулятором его положения относительно сита, для чего торцы аэродинамического элемента 10 могут быть снабжены шпильками 11, которые вставляются в сквозные пазы 12, прорезанные в обоих стенках корпуса. Фиксацию элемента можно осуществлять с помощью барашковых гаек 13, навинчиваемых на концы выступающих из корпуса шпилек. До начала работы аэродинамический элемент 10 устанавливают в требуемое положение (с определенным зазором и под определенным углом) и фиксируют барашковыми гайками 13 с обеих сторон корпуса 1 молотковой мельницы. Затем включают привад мельницы и центробежный вентилятор для отбора измельченного материала. После того через загрузочную горшовину 2 в мельницу подают измельчаемый материал. По мере продвижения материал попадает в зону действия вращающихся молотков 6 и разрушается. Так как материал подвергается ударам молотков б, находясь во взвешенном состоянии, то разрушение его происходит по местам слабых спаев. Для волокнистых материалов типа целлюлозы, бумаги, т ряпья такими местами являются контакты между отдельными волокнами и агрегатами ВОЛОКОН1 Под действием ударов молотков 6 измельчаемый материал отбрасывается к декам 7.и ситу 8, ограничивающим рабочую камеру. Натыкаясь на деки 7. материал отскакивает обратно в зону действия молотков 6 и измельчение продолжается. При встрече с ситом материал испытывается на проход. Если размер частицы меньше размера ячейки решета, то она проходит сквозь решето и воздушным потоком, создаваемым вентилятором, удаляется из мельницы. Если размер ячейки меньше, чем размер частицы, то последняя отскакивает от сита и снова подвергается измельчению. На определенном этапе измельчения наступает режим измельчения, когда основная масса материала взвешивается вихрем и образует воздушно-материальный слой. Часть воздушного слоя, проникающая в приемную камеру 9, набегает на лобовую часть аэродинамического элемента tO. При этом создается фронт повышенного давления и воздушный поток отклоняется к центру молоткового ротора. Вместе с воздушным потоком отклоняется и взвешенный

в нем материал. Отклонение воздушно-матерИального слои от равномерной круговой траектории вызывает изменение его скорости, которая при этом уже значительно отличается от окружной скорости концов молотков 6 и по величине и по направлению. В результате этого материал, попадая в зону действия молотков 6, дополнительно измельчается. При сбегании воздушного потока с хвостовой части аэродинамического элемента 10 создается давление воздуха, направленное от центра мельницы к периферии. Давление усиливает всасывающий эффект вентилятора и способствует улучшению эвакуации измельченных частиц из рабочей камеры.

Предлагаемая мельница прошла лабораторные испытания.

Аэродинамическая лопасть в испытываемой мельнице установлена у наружной поверхности сита на расстояНИИ 5 мм под углом 10 к набегающему воздушному потоку. Измельчению подвергали газетную макулатуру и сульфатную целлюлозу. Диаметр перфорации сита в обоих случаях составлял 6 мм. Количество измельчаемого одновременно материала 0,5 кг. Частота оборотов молоткового ротора 2500 об/мин.

Результаты испытаний предлагаемой и известной мельниц приведены в таблице.

Из таблицы видно, что использование предлагаемой мельницы позволяет увеличить производительность ее по сравнению с известной. Так при измельчении газетной макулатуры за счет уменьшения времени измельчения производительность аппарата увеличилась на 70-50%, а при измельчении сульфатной целлюлозы - на 60-40%. Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет повысить однородность измел чения материала.

1. МОЛОТКОВАЯ МЕЛЬНИЦА ДЛЯ ВОЛОКНИСТОГО ЦЕЛЛКШОЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА, включающая корпус с приемной горловиной, установленный в корпусе молотковый ротор, сито, разделяющее объем корпуса на рабочую и приемную камеры, и средство для деформирования воздушно-материального потока в зоне измельчения, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности процесса измельчения за счет изменения скорости воздушно-материального потока относительно окружной скорости молотков, средство для деформирования выполнено в виде по крайней мере од ного аэродинамического элемента, установленного в приемной камере у наружной, поверхности сита и снабженного регулятором его положения относительно сита. 2. Мельница по п. 1, отличающаяся тем, что средство сл для деформирования воздушно-материс ального потока выполнено в виде лопасти.

Газетнаямакулатура. Время полного измельчения, С

Расчетная производительность, кг/ч

Сульфатная целлюлоза. Время полного роспуска, С

Расчетная производительность, кг/ч

6-8

10-12

300-225

180-150

7,5-11

12-15

240-170

150-120