Способ измельчения щепы и рубительная машина для его осуществления

 

Использование: в целлюлозно-бумажной промышленности, в древесно-подготовительных цехах. Сущность изобретения: крупная технологическая щепа поступает по загрузочному патрону 4 в полость вращающегося конусообразного ротора (КР) 9, расположенного за ножевым диском (НД) 5. Под действием центробежных сил и конусной поверхности КП 9 частицы щепы попадают в плоскость встречи ножей НД 5 и контрножей, измельчаются вдоль волокон и выдуваются за НД 5 в дополнительную полость корпуса (ДПК) 10, откуда удаляются при помощи лопаток 19 через отводящий патрон. 2 с и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в древесно-подготовительных цехах для измельчения крупной фракции щепы, поступающей от сортировки.

Известен способ измельчения щепы, включающий транспортировку потока крупной щепы через загрузочный патрон в зону резания, измельчение щепы, подачу потока в полость корпуса рубительной машины с сообщением ему вращательного движения и удаление измельченной щепы из зоны обработки (а.с. СССР N 529079, кл. B 27 L 11/02, оп. 25.09.76). Щепа по известному способу измельчения подается прямотоком из загрузочного патрона в зону резания ножевого диска, уходит через подножевые щели в полость корпуса рубительной машины, ограниченную перфорированным цилиндром, внутри которого при помощи лопаток получает вращательное движение. До удаления из зоны обработки щепа подвергается доизмельчению, попадая при вращении на перфорацию цилиндра и контрножи; через перфорацию щепа выводится в корпус и далее удаляется из машины. Известный способ не позволяет получить удовлетворительную степень измельчения щепы на ножевом диске, т.к. крупная щепа из загрузочного патрона подается в зону резания свободным образом, технологической ориентации частиц щепы не осуществляется, поэтому процесс резания происходит "как выйдет" в основном щепа измельчается поперек волокон, т.е. по длине. Такой технологический процесс не позволяет направленно регулировать геометрические параметры продукции, что обусловливает высокий выход "толстой" щепы и опилок, в последующем дающий высокий процент непровара в целлюлозе, неудовлетворительное, неравномерное ее качество. Кроме того, наличие операции доизмельчения и пропускания щепы через перфорацию снижают производительность известного способа.

Для устранения указанных недостатков в заявленном техническом предложении решена задача принудительной ориентированной подачи частиц щепы в плоскость встречи ножей диска с контрножами.

Решается указанная задача за счет того, что в способе измельчения щепы, включающем транспортировку потока щепы через загрузочный патрон в зону резания, измельчение частиц щепы, подачу потока в полость корпуса с сообщением ему вращательного движения, удаление измельченной щепы из зоны обработки - дополнительно перед измельчением частиц щепы им сообщают вращательное движение с ориентировкой относительно плоскости резания. Новый существенный отличительный признак позволяет оптимизировать процесс за счет измельчения частиц щепы по толщине, т.е. вдоль волокон, используя эффект "возврата" частиц на ножевой диск и энергию центробежных сил.

Известна рубительная машина для измельчения щепы, включающая станину, корпус, загрузочный патрон, ножевой диск, установленный в корпусе, контрножи и лопатки, смонтированные с возможностью вращения (а.с. СССР N 529079). В этой машине измельчение щепы до кондиционного состояния производится в два этапа: щепа из загрузочного патрона свободным потоком попадает в плоскость резания ножами вращающегося ножевого диска, далее, проходя через подножевые щели диска, достаточно измельченная фракция уходит через перфорацию цилиндра, а крупные частицы доизмельчаются вращающимися ножами внутри перфорированного цилиндра и также уходят в зону выгрузки из машины. Щепа при такой обработке измельчается хаотически: по длине, толщине, следствием чего является появление в выходном продукте значительного количества "толстых" частиц, с большим числом неразделенных коротких волокон, а также опилок. Дальнейшая переработка такой щепы не позволяет получить качественную целлюлозу вследствие высокой насыщенности ее непроваром. Кроме того, свободная подача щепы на лезвия ножей, поэтапное двухзонное измельчение, обусловливают неудовлетворительную пропускную способность машины.

Устройство известной рубительной машины ненадежно в эксплуатации: при попадании на ножи со щепой недробильных предметов металла, камней и др. происходит не только выкрашивание ножей, но и серьезные разрушения опорных и ограждающих элементов конструкций, подшипниковых узлов и ножевого ротора в целом.

Предлагаемая рубительная машина позволяет устранить указанные недостатки путем создания ориентирующего относительно плоскости резания воздействия на частички щепы, направленной принудительной подачи их на режущие органы, а также обеспечения самоустранения аварийных моментов в работе машины.

Поставленные технические задачи решаются за счет того, что рубительная машина для измельчения щепы, включающая станину, корпус, загрузочный патрон, ножевой диск, контрножи и лопатки, выполнена с неподвижной установкой ножевого диска в корпусе и снабжена конусообразным ротором с внутренними лопатками, контрножи установлены на лопатках, а корпус выполнен с дополнительной полостью перед ножевым диском. При этом конусообразный ротор может быть установлен на валу с демпфированием.

Предложенное устройство рубительной машины для измельчения щепы позволяет осуществить подачу крупной щепы из загрузочного патрона через окна в неподвижном ножевом диске во вращающуюся приемную камеру конусообразный ротор с внутренними лопатками, где за счет центробежных сил и конической поверхности ротора частицы щепы ориентируются относительно плоскости взаимодействия лезвий ножевого диска и контрножей, установленных на лопатках ротора. Рез частиц щепы при этом происходит вдоль волокон, т.е. по "толщине". Измельченные частицы выбрасываются через подножевые щели диска в полость перед ножевым диском, дополнительно выполненную в корпусе машины. При обработке больших объемов сильно загрязненной щепы демпфер, которым снабжен конусообразный ротор, выполняет роль предохранительного от заклинивания устройства, отклоняющего ротор от ножевого диска при попадании в рабочий зазор посторонних предметов.

Таким образом, заявленные способ измельчения щепы и рубительная машина для его осуществления позволяют не только устранить вредное явление хаотичного измельчения крупной щепы (в ЦБП важным фактором является сохранение определенной длины волокна), но способствуют повышению производительности процесса и надежности оборудования.

На фиг. 1 изображена схема рубительной машины; на фиг. 2 поперечный разрез ножевого рабочего органа рубительной машины; на фиг. 3 рубительная машина, вид со стороны подачи сырья; на фиг. 4 показана конструкция узла демпфирования конусообразного ротора; на фиг. 5 узел В на фиг. 1 ограничитель хода пиноли.

Предложенный способ измельчения щепы осуществляется с помощью рубительной машины 1, включающий станину 2, корпус 3, загрузочный патрон 4, ножевой диск 5, контрножи 6 и лопатки 7, смонтированные с возможностью вращения в корпусе 3. Ножевой диск 5 в корпусе 3 установлен неподвижно. На валу 8 в корпусе 3 установлен конусообразный ротор 9, внутри которого расположены лопатки 7, которые снабжены контрножами 6. Корпус 3 рубительной машины 1 выполнен с дополнительной полостью 10 перед ножевым диском 5. Конусообразный ротор 9 может быть установлен на валу 8 при помощи демпфирующего устройства 11.

Вал с конусообразным ротором 9 установлен в корпусе 3 рубительной машины 1 на станине 2 в подшипниковых опорах 12 перемещающейся пиноли 13. Демпфирующее устройство 11 может быть выполнено из фланца 14, закрепленного с помощью болтов к пиноли 13, шпилек 15, пружин 16 и упорного кольца 17. В ножевом диске 5 установлены ножи 18. Конусообразный ротор 9 снабжен лопатками 19 для выброса щепы из корпуса 3 в отводящий патрон 20.

Для ограничения перемещения пиноли 13 в станине 3 имеется ограничитель 21.

Рубительная машина для измельчения щепы работает следующим образом.

Крупная щепа поступает по загрузочному патрону 4 в полость вращающегося конусообразного ротора 9. Вращающиеся лопатки 7 ротора 9 сообщают частицам щепы вращательное движение, в процессе которого под действием центробежных сил и конусной поверхности ротора 9 щепа ориентируется большим размером, т. е. длиной, к поверхности ножевого диска 5 или образующей конуса ротора 9. Попадая при этом между лезвиями ножей 18 и контрножей 6, частицы щепы измельчаются вдоль волокон, т.е. по толщине. Измельченная щепа через подножевые щели диска 5 выдувается в полость 10 перед ножевым диском 5, где ей вновь сообщается вращательное движение лопатками 19. Под воздействием воздушного потока и центробежных сил измельченная щепа через отводящий патрон 20 выводится из корпуса рубительной машины.

При попадании в потоке щепы недробимого предмета, последний под действием центробежной силы перемещается в клиновое пространство образованное рабочей поверхностью ножевого диска 5 и конической поверхностью ротора 9. За счет сил трения недробимый предмет выталкивается на периферию ножевого диска 5. Если центробежных сил окажется недостаточно, то недробимый предмет переместится под нож 18 и остановится. Дальнейшее вращение ротора 9 вводит в контакт с посторонним предметом наклонную лопатку 7, что приводит в действие механизм демпфирования с образованием между диском 5 и ротором 9 зазора, через который посторонний предмет выбрасывается из рабочей ножевой зоны.

Формула изобретения

1. Способ измельчения щепы, включающий транспортировку потока щепы через загрузочный патрон в зону резания, измельчение частиц щепы, подачу потока в полость конуса рубительной машины с сообщением ему вращательного движения и удаление измельченной щепы из зоны обработки, отличающийся тем, что перед измельчением частиц щепы им дополнительно сообщают вращательное движение с ориентировкой относительно плоскости резания.

2. Рубительная машина для измельчения щепы, включающая станину, загрузочный патрон, корпус с ножевым диском, контрножи и лопатки, смонтированные с возможностью вращения, отличающаяся тем, что ножевой диск смонтирован в корпусе неподвижно и снабжен конусообразным ротором с внутренними лопатками, на которых размещены контрножи, а корпус перед ножевым диском выполнен с дополнительной полостью.

3. Машина по п. 2, отличающаяся тем, что конусообразный ротор смонтирован с возможностью демпфирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5