Размалывающая гарнитура дисковой мельницы
Владельцы патента RU 2288038:
Открытое акционерное общество "Канский машиностроительный завод "Сегмент" (RU)
Изобретение предназначено для размола материала. Размалывающая гарнитура дисковой мельницы включает собранные из секторов статорный и роторный диски, рабочая поверхность которых имеет периферийную кольцевую зону с равномерно расположенными от входной до выходной кромок секторов рабочими ножами на ее кольцевых участках, между которыми выполнены кольцевые разделительные канавки, и центральную кольцевую зону с цельными и малыми ножами, при этом центральная кольцевая зона выполнена конусной с наклоном образующей в средней части конусности под углом 6-11° и в заходной части конусности, сопряженной с входной окружной кромкой периферийной кольцевой зоны под углом 12-17° относительно опорной поверхности секторов, цельные ножи центральной кольцевой зоны чередуются с двумя малыми ножами, между которыми смонтирован один укороченный нож, при этом в направлении от входной окружной кромки межножевые канавки открыты, а ножи последующего кольцевого участка периферийной кольцевой зоны относительно предыдущего расположены в шахматном порядке. Технический результат - интенсификация процесса размола, повышение его качества, производительности и снижение энергозатрат. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к размалывающим гарнитурам дисковых мельниц и предназначено для использования в целлюлознобумажной промышленности, строительной, химической и других отраслях промышленности.
Известна размалывающая гарнитура дисковой мельницы, включающая роторный и статорный диски, рабочая поверхность которых разделена на секторы с ножами и сквозными межножевыми канавками, нанесенными параллельно одной из радиальных кромок сектора /SU 878847, 07.11.1981/.
Недостатком известной гарнитуры является то, что часть суспензии остается необработанной, так как за счет турбуленции и перепадов давления часть суспензии проходит по канавкам, не попадая в зону размола.
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является размалывающая гарнитура дисковой мельницы, включающая собранные из секторов статорный с входным отверстием и роторный диски, рабочая поверхность которых имеет периферийную кольцевую зону с равномерно расположенными от входной до выходной кромок секторов рабочими ножами на ее кольцевых участках, между которыми выполнены кольцевые разделительные канавки, и центральную кольцевую зону с цельными и малыми ножами /Оборудование целлюлозно-бумажного производства, т.1, Москва, Издательство Лесная промышленность, 1981, с.177-179, рис.4.11 (З).
Недостатком известной гарнитуры является то, что межножевые канавки сквозные, за счет чего часть суспензии, особенно протекающая вблизи межножевого зазора, проходит через него за счет турбулизации и перепадов давления, часть суспензии, удаленная от межножевого зазора по высоте канавки, проходит, по ней не подвергаясь механическому и гидродинамическому воздействию, т.е. остается необработанной, что препятствует получению качественного продукта измельчения, повышению производительности, интенсификации процесса и снижению энергозатрат.
Изобретение решает задачу интенсификации процесса размола, повышения его качества, производительности и снижения энергозатрат.
Для решения указанной задачи в размалывающей гарнитуре дисковой мельницы, включающей собранные из секторов статорный с входным отверстием и роторный диски, рабочая поверхность которых имеет периферийную кольцевую зону с равномерно расположенными от входной до выходной кромок секторов рабочими ножами на ее кольцевых участках, между которыми выполнены кольцевые разделительные канавки, и центральную кольцевую зону с цельными и малыми ножами, согласно изобретению, центральная кольцевая зона выполнена конусной с наклоном образующей в средней части конусности под углом 6-11° и в заходной части конусности, сопряженной с входной окружной кромкой периферийной кольцевой зоны, под углом 12-17° относительно опорной поверхности секторов, цельные ножи центральной кольцевой зоны чередуются с двумя малыми ножами, между которыми смонтирован один укороченный нож, при этом в направлении от входной окружной кромки межножевые канавки открыты, а ножи последующего кольцевого участка периферийной кольцевой зоны относительно предыдущего расположены в шахматном порядке.
Для равномерного распределения материала (полуфабриката) по секторам дисков все ножи размалывающей гарнитуры дисковой мельницы могут быть размещены по касательным к окружности входного отверстия статорного диска.
На фиг.1 изображена фронтальная проекция размалывающей гарнитуры дисковой мельницы в сборе.
(Ближайшая к центру дисков окружность, изображенная тонкой линией, является кромкой входного отверстия статорного диска. Кольцевая полость, расположенная между входными окружными кромками отверстия статорного диска и закрепленных на нем и роторном диске секторов, является разгонной зоной. Тонкими линиями нанесены касательные к окружности входного отверстия статорного диска, по которым размещены все ножи).
На фиг.2 изображен один из секторов размалывающей гарнитуры дисковой мельницы.
(Стрелками показано направление движения волокнистого полуфабриката. Рабочие поверхности ножей конической кольцевой зоны затенены. Рабочие поверхности ножей кольцевой зоны зачернены).
На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2;
На фиг.4 - сечение по Б-Б на фиг.2;
На фиг.5 - сечение по В-В на фиг.2;
На фиг.6 изображено поперечное сечение статорного и роторного дисков в рабочем сопряженном положении.
Размалывающая гарнитура дисковой мельницы включает собранные из секторов статорный с входным отверстием и роторный диски, рабочая поверхность которых имеет периферийную кольцевую зону Г с равномерно расположенными от входной 1 до выходной 2 кромок секторов рабочими ножами 3 и 4 на ее кольцевых участках. Межножевые канавки 5 кольцевых участков периферийной зоны открыты со стороны окружной кромки 6, а ножи предыдущего кольцевого участка периферийной кольцевой зоны относительно последующего расположены в шахматном порядке. Между кольцевыми участками выполнены кольцевые разделительные канавки 7 и 8, расположенные на вписывающихся в кольцевую площадь зоны Г радиусах R4, R5, R6, R7, R8, R9.
Центральная кольцевая зона Д выполнена конусной с наклоном образующей в средней части конусности под углом β=6-11° и в заходной части конусности, сопряженной с входной окружной кромкой периферийной кольцевой зоны, под углом относительно опорной поверхности секторов и имеет цельные 9, укороченные 10 и малые 11 ножи. Цельные ножи 9 центральной кольцевой зоны чередуются с двумя малыми 11 ножами, между которыми смонтирован один укороченный 10 нож.
Приведенные интервалы углов являются оптимальными, так как при увеличении углов происходит забивание межножевого пространства, что ухудшает качество и повышает энергозатраты, а уменьшение углов отрицательно влияет на интенсификацию процесса помола.
Все ножи (3, 4, 9, 10 и 11) размещены по касательным к окружности входного отверстия диска (фиг.1 и 2), проведенным из центра О' с эксцентриситетом "е" относительно центра О роторного и статорного дисков. Все секторы размалывающей гарнитуры дисковой мельницы крепятся на несущих дисках (условно не показаны).
В рабочем положении сопряженные ножи 3, 4, 9, 10, и 11 роторного и статорного дисков также, как и межножевые канавки 5, перекрещиваются под произвольным углом, поэтому открытые со стороны межножевого зазора межножевые канавки роторного и статорного дисков сообщены между собой.
Сопряжение центральной конической кольцевой зоны Д с входной окружной кромкой 6 периферийной кольцевой зоны Г выполнено с перепадом по высоте в месте их сопряжения (фиг.3, 4, 5 и 6).
Рабочая поверхность гарнитуры, охватывающая центральную коническую кольцевую зону Д, состоит из трех кольцевых участков, имеющих следующие характерные особенности (фиг.2):
- участок I представляет собой нерабочую донную поверхность канавок 5, начинающуюся от входной окружной кромки 1 секторов с выступающими краями цельных ножей 9 до окружной линии кромок (R2), не доходящей укороченных ножей 10;
- участок II - нерабочая донная поверхность канавок 5 с выступающими частями ножей 9 и 10, ограниченных краевыми окружными линиями этого участка (R3);
- участок III - нерабочая донная поверхность межножевых канавок 5 с выступающими частями ножей 9, 10 и 11, ограниченных краевыми окружными линиями участка (R4).
Рабочая поверхность гарнитуры, охватывающая периферийную кольцевую рабочую зону Г, состоит из трех кольцевых участков, имеющих следующие характерные особенности:
- участок V с протяженность от радиуса R5 до радиуса R6 с нерабочей донной поверхностью межножевых канавок 5 и ножами 3 и 4;
- участок VII с протяженностью от радиуса R7 до радиуса R8 с нерабочей донной поверхностью межножевых канавок 5 и ножами 3 и 4;
- участок IX с протяженностью от радиуса R9 до выходной окружной кромки 2 сектора с нерабочей донной поверхностью межножевых канавок 5 и ножами 3 и 4;
- участки IV, VI, VIII с протяженностью от радиуса R4 до радиуса R5, от радиуса R6 до радиуса R7 и от радиуса R8 до радиуса R9, соответственно, с нерабочими донными поверхностями канавок 5.
Размалывающая гарнитура дисковой мельницы работает следующим образом. Крутящий момент от привода передается валу, насаженному на его ведущем конце, подвижному несущему диску (на фигурах условно не изображены) и закрепленному на нем роторному диску.
Предварительная обработка полуфабриката производится в зоне Д (фиг.1, 2 и 6) в следующем порядке.
Волокнистая крупнодисперсная суспензия под давлением поступает в разгонную зону через входное отверстие статорного несущего диска, где за счет сил трения с неподвижной стенкой статорного и подвижной стенкой вращающегося роторного дисков, образующих разгонную полость, закручивается, устремляясь под действием центробежной и тангенциальной сил в сторону окружной кромки 1 секторов (на фиг.1 и 2 показано стрелками) по касательным к окружности входного отверстия несущего диска.
После пересечения входной кромки 1 секторов суспензия переходит в максимально раскрытый участок 1 центральной кольцевой зоны Д предварительной обработки, где подвергается ударному воздействию со стороны выступающих концов цельных ножей 9 в виде первичной обработки (фиг.1, 2 и 6), обеспечивающих разрушение наиболее крупной фракции суспензии.
Полуфабрикат, прошедший первичную стадию обработки, под воздействием растущей центробежной силы входит в сужающийся участок II зоны предварительной обработки зоны Д, где подвергается второй стадии обработки, заключающейся в более интенсивном ударном воздействии со стороны ножей 9 и 10, пересекающих этот участок, с одновременным чередованием за счет этого перепадов давления, сопровождающимся гидродинамическим воздействием, а также в воздействии сдвиговых усилий, возникающих при переходе обрабатываемого полуфабриката в соседние межножевые канавки через рабочие поверхности ножей 9 и 10 (фиг.1, 2 и 6), что обеспечивает дальнейшее разрушение наиболее крупной фракции, образовавшейся после прохождения полуфабрикатом участка 1.
Полуфабрикат, прошедший вторую стадию обработки, под воздействием продолжающей расти центробежной силы входит в кольцевую полость сужающегося по высоте до минимума участка III зоны Д, где подвергается третьей стадии обработки, заключающейся в более интенсивном воздействии в виде высокочастотных перепадов давления со стороны частей ножей 11, начинающихся на этом участке (фиг.1, 2 и 6), что обеспечивает более глубокую разработку полуфабриката, прошедшего участок II.
Полуфабрикат, прошедший третью стадию предварительной обработки, под действием растущей по величине центробежной силы перемещается в кольцевой разделительные канавки (участок IV) и далее в участок V зоны Г окончательной обработки, где распределяется по межножевым канавкам 5 роторного и статорного дисков за счет их перекрещивания, открытости со стороны межножевого зазора и, как следствие этого, сообщенности между ними, причем по межножевым канавкам 5 волокнистый полуфабрикат распределяется до начала следующего участка, где подпирается ножом 3 или 4 (ножи расположены в шахматном порядке), проходя через рабочие кромки ножей, претерпевая при этом возросшие по величине механическое и гидродинамическое воздействия, обеспечивающие разделение волокон на более тонком уровне (фиг.1, 2 и 6).
Полуфабрикат, прошедший первую стадию окончательной обработки, перемещается в кольцевую разделительную канавку участка VI и далее в участок VII зоны окончательной обработки, где повторно распределяется по межножевым канавкам роторного и статорного дисков до подпора ножами 3 или 4 и затем переходит в открытые со стороны межножевого зазора канавки 5 сопряженной с ними гарнитуры, повторно претерпевая механическое и гидродинамическое воздействия, обеспечивающие еще более тонкое разделение волокон на молекулярном уровне (фиг.1, 2 и 6).
Полуфабрикат, прошедший вторую стадию окончательной обработки, перемещается в кольцевую разделительную канавку участка VIII и далее в участок IX зоны окончательной обработки Г, где, попадая в открытые со стороны выхода межножевые канавки 5 роторного и статорного дисков, выбрасывается в приемную полость выходного коллектора, а по нему подается в сборник прошедшего обработку полуфабриката.
По сравнению с известными гарнитурами использование предлагаемой размалывающей гарнитуры дисковой мельницы позволит:
- обеспечить принудительную транспортировку обрабатываемого полуфабриката в приемную полость выходного коллектора;
- интенсифицировать процесс обработки полуфабриката за счет частоты и величины перепадов давления, что приводит к возникновению кавитационного эффекта;
- улучшит качество обработки волокнистого полуфабриката за счет возникновения сил кавитации, чему способствует, помимо указанных выше причин, наклон образующей центральной кольцевой зоны относительно опорной поверхности;
- повысить производительность за счет сокращения времени обработки полуфабриката с обеспечением требуемого качества;
- снизить энергозатраты за счет увеличения времени одного прохода обрабатываемого полуфабриката и через кольцевые разделительные канавки рабочих зон при одновременной интенсификации механического и гидродинамического воздействия.
Технический результат заключается в повышении интенсификации процесса размола за счет увеличения количества механических и гидродинамических воздействий на волокнистый полуфабрикат за один проход через межножевой зазор гарнитуры и в улучшении его качества за счет обеспечения предварительной обработки до попадания в периферийную кольцевую зону окончательной обработки.
1. Размалывающая гарнитура дисковой мельницы, включающая собранные из секторов статорный с входным отверстием и роторный диски, рабочая поверхность которых имеет периферийную кольцевую зону с равномерно расположенными от входной до выходной кромок секторов рабочими ножами на ее кольцевых участках, между которыми выполнены кольцевые разделительные канавки, и центральную кольцевую зону с цельными и малыми ножами, отличающаяся тем, что центральная кольцевая зона выполнена конусной с наклоном образующей в средней части конусности под углом 6-11° и в заходной части конусности, сопряженной с входной окружной кромкой периферийной кольцевой зоны под углом 12-17° относительно опорной поверхности секторов, цельные ножи центральной кольцевой зоны чередуются с двумя малыми ножами, между которыми смонтирован один укороченный нож, при этом в направлении от входной окружной кромки межножевые канавки открыты, а ножи последующего кольцевого участка периферийной кольцевой зоны относительно предыдущего расположены в шахматном порядке.
2. Размалывающая гарнитура по п.1, отличающаяся тем, что все ножи размещены по касательным к окружности входного отверстия статорного диска.
