содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

Машины непрерывного действия для размола волокон в производстве бумаги

 В 30-х годах текущего столетия на предприятиях отечественной бумажной промышленности в результате предварительно проведенной инженером Н. О. Зейлигером исследовательской работы началась постепенная замена роллов коническими мельницами — оборудованием непрерывного действия. Это способствовало упорядочению и стабилизации процесса размола бумажной массы при выработке самых разнообразных видов бумаги (вплоть до конденсаторной); сокращению расхода энергии на размол ввиду того, что конические мельницы имеют более высокий коэффициент полезного действия (60—65%), чем роллы даже наиболее совершенной конструкции; повышению производительности труда обслуживающего персонала и сокращению площади, занимаемой размалывающим оборудованием.

Хотя коническая мельница была изобретена Иосифом Жорданом еще в 1858 тем не менее длительное время она применялась не в качестве основного размалывающего оборудования, а как оборудование дополнительное к роллам для осуществления рафинирования бумажной массы, т. е. для непрерывного выравнивания после размола в роллах качества массы с разбивкой комочков волокон без существенного укорочения волокон при небольшом повышении степени помола массы.

В настоящее время конические мельницы выпускают трех видов: с наборной ножевой гарнитурой (мельницы Жордана) с обозначением в СССР различных марок общим буквенным индексом МКН, с литой ножевой гарнитурой — гидрофайнеры (обозначение марок общим индексом МКЛ), с базальтовой гарнитурой (общее обозначение марок — МКБ).

Мельница Жордана (рис. 11) имеет конической формы корпус (статор) и в виде усеченного конуса на валу ро-тор с укрепленными на нем ножами. Ротор приводится во вращение непосредственно от электродвигателя, через эластичную муфту. На внутренней поверхности статора также имеются ножи. Зазор и удельное давление между ножами ротора и статора регулируются с помощью присадочного механизма, осуществляющего осевое перемещение ротора относительно статора. Ножи на статоре и роторе укрепляются с помощью дере-вянных прокладок таким же образом, как на размалывающем барабане ролла. Толщина ножей от 3 до 10 мм.

Наиболее узкие ножн применяются при получении массы для выработки впитывающих видов бумаги, т. е. в случаях, когда требуется повышенное режущее действие ножевой гарнитуры. Ножи толщиной 5—7 мм применяются у мельниц Жордана для укорачивания волокон в случаях установки мельниц на второй или третьей ступенях размола после гидрофайнеров или дисковых мельниц. Ножи толщиной 8—10 мм применяются для сравнительно небольшого укорачивания волокон при установке мельниц Жордана в одну ступень.

Окружная скорость ротора по его среднему диаметру у мельниц Жордана составляет у разных конструкций от 8 до 22 м/с и более. Из указанного выше следует, что у мельниц, работающих при малой окружной скорости ротора (8—14 м/с), в большей степени происходит укорачивание волокон, чем у мельниц, работающих при более высокой окружной скорости ротора (более 16 м/с).

Угол конусности ротора также оказывает влияние на характер массы, получаемой в результате размола. Чем больше угол конуса ротора, тем меньше мельница укорачивает волокна. В мельницах Жордана различных конструкций величина угла конуса ротора находится в пределах 16—20°.

Масса при концентрации 3—3,5 % поступает в мельницу со стороны малого диаметра ротора и, проходя между ножами

ротора и статора, выходит со стороны большого диаметра ротора. Подача массы в мельницу осуществляется насосом или же, что лучше, напором столба массы из бака постоянного уровня, расположенного над мельницей на высоте около 3 м. Движение массы через мельницу осуществляется за счет этого гидравлического напора и центробежной силы, создаваемой ротором.

Рис. 11. Коническая мельница с наборной ножевой гарнитурой (мельница
Жордана):
1 — патрубок для впуска массы; 2 —ротор; 3 — ножи; 4 — статор; 5 — патрубок для выхода массы; 6 — присадочное устройство

Рис. 12. Схема гидрофайнера:
1 — ротор; 2 — статор; 3 — присадочное устройство; 4— муфта сцепления; 5 — крыльчатка

Гидрофайнер, или коническая мельница с литой гарнитурой (рис. 12), по своей конструкции и принципу работы сходен с мельницей Жордана. Однако если основным назначением мельницы Жордана является большее или меньшее укорачивание волокон, то основное назначение гидрофайнера — гидратация волокон при минимальном их укорачивании. Этим и определяются различия в условиях работы и в конструктивных особенностях указанных конических мельниц.

Очевидно, что для уменьшения режущего действия ножи гидрофайнера должны быть толще, чем у мельницы Жордана. Они и имеют у гидрофайнера толщину 8—16 мм и не являются съемными, а выфрезерованы в литой ножевой рубашке статора и ротора. Применяемое удельное давление размола при работе гидрофайнера ниже, чем при работе мельницы Жордана. Ротор гидрофайнера имеет окружную скорость, достигающую до 24 м/с и более. Концентрация массы, поступающей в гидрофайнер, выше, чем при поступлении в мельницу Жордана, и составляет 4—6 %. Для обеспечения надлежащего прохода массы повышенной концентрации на валу гидрофайнера имеется крыльчатка.

Производительность гидрофайнеров, выпускаемых в СССР (серия МКЛ), составляет от 5 до 150 т/сут воздушно-сухой целлюлозы при мощности двигателя от 55 до 600 кВт.

Коническая мельница с базальтовой гарнитурой применяется для получения массы жирного помола.

Масса размалывается в мельнице при концентрации 4 %. Базальт в виде брусков закрепляется на роторе и статоре мельницы с помощью цементного раствора или, лучше, эпоксидного клея. В некоторых случаях ротор изготовляют из монолитного куска базальта с выфрезерованными ножами на рабочей поверхности.

Так как мельница имеет большую размалывающую поверхность, удельное давление при размоле массы в такой мельнице невелико, и волокна без существенного укорачивания подвергаются в мельнице раздавливанию и расщеплению на фибриллы.

В свое время длительный (порядка 18 и более часов) размол массы в роллах для конденсаторной бумаги был заменен размолом в последовательно установленных мельницах с базальтовой гарнитурой. Это способствовало существенной интенсификации процесса размола и устранению попаданий в массу металлических частиц от ножей размалывающей гарнитуры. В настоящее время оказалось, однако, целесообразным при выработке конденсаторной бумаги использовать мельницы с ножами из нержавеющей стали, что исключило попадание в массу мелких частиц базальта.

Производительность выпускаемых в СССР конических мельниц с базальтовой гарнитурой в зависимости от марки мельниц серии МКБ находится в пределах от 1,5 до 25 т/сут воздушносухой целлюлозы.





Дисковые мельницы приобрели в настоящее время широкое распространение в качестве размалывающего оборудования различного назначения. Они стали универсальным размалывающим оборудованием, которое успешно используется для, размола различных видов целлюлозы и полуцеллюлозы, отходов сортирования целлюлозы и древесной массы, включая и размол сучков, щепы в производстве древесной массы, термомеханической массы и массы для древесноволокнистых плит, для рафинирования бумажной и макулатурной массы. Своему широкому применению дисковые мельницы обязаны особенностям конструкции и преимуществам перед коническими мельницами.

При размоле в дисковых мельницах снижается удельный расход электроэнергии на 15—25 % по сравнению с размолом в конических мельницах, что обусловлено снижением гидродинамических потерь в зоне размола. Дисковые мельницы занимают меньше места, чем конические. Они высокопроизводительны, более удобны для обслуживания, позволяют применять высокую концентрацию размалываемой массы (вплоть до размола воздушно-сухих волокон) и обеспечивают получение бумажной продукции с повышенными показателями механической прочности.

По своей конструкции дисковые мельницы отличаются большим разнообразием: с вращением в противоположные стороны

одного или двух дисков, сдвоенные (с одним вращающимся диском, расположенным между двумя неподвижными дисками), многодисковые. Отечественным бумагоделательным машиностроением предусмотрен выпуск дисковых мельниц с одним вращающимся диском (серия МД) и сдвоенных (серия МДС), Так как в «Справочнике бумажника» отсутствуют достаточно подробные данные о выпускаемых в СССР дисковых мельницах, они приводятся в табл. 4.

4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДИСКОВЫХ МЕЛЬНИЦ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ в СССР

Область применения мельниц и степень помола, °ШР, достигаемая за один проход через мельницу, описаны ниже.

На рис. 13 представлена схема одной из дисковых мельниц серии МД, работающих при концентрации массы до 6 %. Масса поступает в мельницу через центральный патрубок, проходит через регулируемый зазор между дисками и выходит из мельницы через нижний или боковой патрубки. Размалывающие диски облицованы ножевой гарнитурой, выполненной в виде сменных секторов.
 

На рис. 14 изображена схема одной из дисковых мельниц серии МД, работающих при концентрации массы до 25 % и выше, что обеспечивается винтовой подачей массы.

На рис. 15 показана схема одной из высокопроизводительных сдвоенных дисковых мельниц, работающих при концентрации массы до 6 %. Мельница имеет неподвижный средний диск и вращающиеся крайние диски, которые могут с помощью гидравлической системы перемещаться в осевом направлении. Они установлены на сквозном валу, проходящем через средний диск. Подводящие и выходные отверстия для массы выполнены так, что возможно параллельное и последовательное ее движение между поверхностями размола.

Рис. 13. Схема дисковой мельницы:
1 — вход массы; 2 — выход массы; 3 — статор; 4 — вращающийся диск

Рис. 14. Дисковая мельница серии МД с винтовой подачей массы:
1 — винтовой питатель; 2 — размольная камера; 3 — передняя траверса; 4 — ротор; 5 — станина; 6—механизм присадки; 7— система циркуляционной смазки; 8 — задняя траверса; 9 — зубчатая муфта; ПМ — поступление массы; ВМ — выход массы

Рис. 15. Схема одной из конструкций сдвоенных дисковых мельниц

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..