Аппарат для обработки целлюлозосодержащих материалов Советский патент 1988 года по МПК D21B1/34 D21D1/34 

4

oS сд

4

/J

114

Изобретение относится к аппаратам для механической обработки дисперсных систем и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности, преимущественно для механохимической обработки целлюлозной суспензии высокой концентрации.

Целью изобретения является повышение производительности аппарата и по- вышение качества обрабатываемого материала.

На фиг. 1 изображен предлагаемый аппарат для обработки целлюпозосодер- жащих материалов, вид сверху, продоль НЬ1Й разрез; на фиг. 2 - сечение А-А На фиг. 1; на фиг. 3-5 - варианты исполнения вырезов на витках шнеков.

Аппарат состоит из корпуса с загрузочным 2 и разгрузочными 3 и 4 отверстиями, размещеннь1х в корпусе 1 вух параллельных шнеков 5 и 6, имею- фж участки 7 и 8 для приема, уплотнения и транспортирования обрабатываемого материала с переменным шагом винтовой нарезки и рабочие участки 9 и 10. Шнеки 5 и 6 размещены в корпусе 1 с образованием зоны 11 перекрытия витков 12 и 13 их винтовых нарезок и соединены между собой с isos- можностью вращения с различными по величине частотами и/или выполнены с различным шагом винтовой нарезки, при зтом витки по крайней мере одного шнека имеют вырезы 14, расположенные

Иа винтовой нарезке, с угловым шагом, равным наименьшему из значений угла, вьгаисленного по

oi,(-J-L.); .62 Г,

де oL - угол, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси вращения шнека, с вершиной на 45 оси вращения шнека, отсчитываемый от произвольной точки выреза, для которого принимают zL 0 до соответственной точки данного выреза, рад,; ел передаточное число, причем

гя;

отношение шага винтовой нарезки шнека, вращающегося с большей частотой, к шагу на-,- резки шнека, вращающегося с меньшей частотой, когда f 1,- и отношение большего шага к меньшему, когда lj

30 .

А, и А 2 - целые числа, выбираемые из

натурального ряда чисел. При этом многозаходным может быть выполнен только один шнек, а вырезы на витках шнека могут иметь форму зо- ны перекрытия витков шнека Vши половины зоны перекрытия витков шнеков у отсекаемую от полной, зоны линией, соединяющей центры шнеков, или вьфезы могут быть образованы скосами витков шнеков, причем сумма расстояний кромок скосов до центров вращения соответствующих шнеков не превьшгает межцентрового расстояния шнеков. Между разгрузочными отверстиями 4 и рабочими участками 9 и 10 шнеков 5 и 6 на валах шнеков размещены втулки 15 и 16 с винтовыми лопастями 17 и 18.

I

Аппарат для обработки целлюлозосодержащих материалов работает следующим образом.

Исходный целлюлозосодержащий материал в чистом виде или в смеси с

соответствуюш ши реагентами подают через загрузочное отверстие 2 на участки 7 и 8 шнеков 5 и 6, где благодаря уменьшающейся в направлении движения материала глубине винтовой нарезки материал уплотняется. Далее уплотненный материал поступает на рабочие участки 9 и 10 шнеков 5 и 6 с постоянной глубиной винтовой карез- ки. Благодаря различию частот вращения шнеков (или различию шагов винтовой нарезки при синхронном вращении) зазор между витками шнеков циклически изменяется от некоторого.максимального значения до минимального. При этом максимальное значение зазор имеет в тот момент, когда витки 13 шнека 6 располагаются в центре вырезов 14 на витках 12 шнека 5, а минимальное значение - в момент, когда витки 13 шнека 6 входят в вырезы 14 щнека 5 или выходят из них. Благодаря наличию вырезов 14 на шнеке 5, шнеки продолжают свое вращение и цикл изменения зазоров повторяется. На участках 9 и 10 материал транспортируется витками шнеков 5 и 6, попадая в зону перекрытия витков шнеков в момент, когда зазор между ниьш максимальный, по мере уменьшения зазора подвергается деформациям смятия и сдвига, что обеспечивает повьшение интенсивности обработки материала и качества обработки.

3i4

Напряжение сдвига, величина и кратность которого играют больш тороль в процессе механохимической обработки целлкшозосодержащих материалов, возникает как за счет сжимающих усилий между противолежапщми поверхностями витков взаимодействующих шнеков, так и за счет разности линейных скоростей указанных поверхностей витков шнеков в зоне их перекрытия. Различие угловых скоростей шнеков увеличивает значение сдвиговых напряжений в обрабатываемом .материале, т.е. дает дополни- тельньй эффект интенсификации процесса.

Описанный характер воздействия на обрабатываемый материал на участках 7, 8 и 9, 10 не изменяется и в случае выполнения вырезов 14 на обоих шнеках. .

Выполнение вырезов 14 на витках

12шнека 5 по форме зоны 11 перекрытия витков шнеков (фиг. 3) или выполнение вырезов 14 на витках 12 и

13шнеков 5 и 6 по форме половины зоны И перекрытия витков шнеков, отсекаемую от всей зоны II перекрытия линией, соединяющей центры шнеков

5 и 6 (фиг. 4), или выполнение вырезов 14 на шнеках 5 и 6, образованных скосами витков 12 и 13 шнеков при расстоянии кромок скосов от центров вращения соответствующих шнеков, не превышающем межцентрового расстояния щцеков (фиг. 5), позволяет помимо повышения транспортирующей способности шнеков 5 и 7, увеличить продолжительность обработки материала в минимальном зазоре, когда сдвиговые напряжения имеют максимальное значение.

После прохождения рабочих участков 9 и 10 щнеков 5 и 6 обработанньш .материал при помощи лопастей 17 и 18 втулок 15 и 16 выгружается из аппарата через кольцевые разгрузочные отвер стия 3 и 4. Площадь кольцевых отверстий подбирается таким образом, чтобы возникающее при выгрузке материала сопротивление создавало подпор, обеспечивающий достаточное заполнение обрабатываемым материалом внутренней полости аппарата.

Формула изобрете ния

1. Аппарат для обработки целлюлозосодержащих материалов, включающий

4

корпус с загрузочным и разгрузочным отверстиями, размещеннь е в корпусе два параллапьных шнека, витки кото- рых образуют зону перекрытия, о т- личающий ся тем, что, с целью noBbiPjeHHH производительности аппарата и повышения качества обрабатываемого материала, шнеки соединены

между собой с возможностью вращения с различными по величине частотами и/или выполнены с различным шагом винтовой нарезки, при этом витки крайней мере одного шнека имеют вырезы с угловым шагом, равным наименьшему из значений угла, вычисленного по формуле

20

oi 2Т(); 2Т,. 1 -1

где oL - угол, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси вращения шнека, с вершиной . на оси вращения шнека, отсчитываемый от произвольной точки выреза, для которого при нимают oi 0 до соответственной точки данного выреза рад.;

, передаточное число, причем

лд - отношение шага винтовой нарезки шнека, вращающегося с большей частотой, к шагу на-.резки шнека, вращающегося с меньшей частотой, когда 1, и отношение большего шага к меньшему,когда, J 1 ; А, иА - целые числа, выбираемые из

натурального ряда чисел.

2.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере один шнек выполнен многозаходным.

3.Аппарат по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что вырезы на витках шнека :-1мегот форму зоны перекрытия витков шнека,

4.Аппарат поп, 1, отличающийся тем, что вьфезы на щнеках имеют форму половины зоны-перекрытия витков шнеков, отсекаемую линией, соединяющей центры шнеков.

5.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что вырезы образованы скосами витков шнеков, причем сумма расстояний кромок скосов до центров вращения соответств-ующих щнеков не превышает межцентрового расстояния шнеков.

jbl

nj

Изобретение относится к аппаратам для механической обработки цел- лншозосодержащих материалов и позволя- ,ет повысить качество обработки материала и производительность процесса. Аппарат состоит из корпуса 1 с,загрузочным 2 и разгрузочными 3 и 4 от- верстиями, размещенных в корпусе 1 двух параллельных шнеков 5 и 6, имеющих участки 7 и 8 приема, уплотнения и транспортирования обрабатываемого материала с переменным шагом винтовой нарезки и рабочие участки 9 и 10. Шнеки 5 и 6 размещены в корпусе 1 с образованием зоны перекрытия 11 витков 12 и 13 и соединены с возможностью вращения с различными по BejrH4HHe частотами и/или выполнены с различным шагом винтовой нарезки, при этом витки по крайней мере одного шнека имеют вырезы, расположенные на винтовой нарезке с угловым maroMJ равным наименьшему из значений угла, вычисленного по формуле oi 2 п ( А, -Aj/W -l); , где ot - угол, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси вращения шнека; - передаточное число, /U - отношение шагов винтовых нарезок шнеков; А и А - целые числа. Между разгрузочными отверстиями 3 и 4 и рабочими участками 9 и 10 шнеков на валах последних размещены втулки 15 и 16 с винтовыми лопастями 17 и 18. 4 3.п. ф-лы, 5 ил.

/7-/

cffup.2

12

К-А

-А

/

П

/3

Фи&.$