PL230312B1 - Młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej o wysokiej efektywności technologicznej i energetycznej oraz dużej elastyczności w doborze parametrów pracy umożliwiających wypełnianie różnych funkcji technologicznych, takich jak mielenie łagodne i rozwłóknianie pęczków, mielenie fibrylujące czy dyspergowanie niskostężeniowe.

Znane są młyny nożowe do mielenia papierniczej masy włóknistej, które zawierają usytuowany poziomo wał napędowy, na którym jest osadzony wirnik w kształcie stożka ściętego, do którego stożkowej pobocznicy są przymocowane segmenty z nożami. Wirnik jest otoczony współosiową z nim osłoną stanowiącą stator, także w kształcie stożka ściętego, do której od wewnątrz są przymocowane segmenty z nożami, usytuowanymi w regulowanej niewielkiej odległości od noży wirnika. Koniec osłony o mniejszej średnicy jest wyposażony w komorę wlotową złączoną z króćcem wlotowym, zaś drugi koniec w komorę wylotową z króćcem wylotowym. Osłona stanowiąca stator jest wsparta na złączonych z jej kołnierzami płytach bocznych, przymocowanych do podłoża. Wirnik wraz z wałem napędowym jest złączony z mechanizmem przesuwu osiowego, co umożliwia regulację szczeliny międzynożowej.

Młyny te charakteryzują się dużą zmiennością parametrów mielenia wzdłuż całej strefy mielenia, co uniemożliwia nie tylko dokładne dostosowanie intensywności mielenia do morfologii włókien mielonej masy papierniczej ale przede wszystkim powoduje, że mała część włókien jest zmielona nadmiernie, a pozostałe włókna tylko w znikomym stopniu, ponieważ przepływają one głównie wzdłuż kanałów międzynożowych i nie trafiają w kierunku poprzecznym na powierzchnię mielenia w szczelinie międzynożowej. Jest to szczególnie ważne w obróbce osłabionych przez recyrkulację włókien wtórnych czyli włókien makulaturowych. Przepływ masy włóknistej wzdłuż strefy mielenia powoduje też znaczny spadek ciśnienia statycznego w wyniku strat tarcia masy o dużej lepkości, co ujawnia się dużym spadkiem tego ciśnienia na młynie i zwiększonym zużyciem energii na pompowanie. Wpływa to również wydatnie na zmniejszenie wydajności młyna. Poza tym młyny te cechuje duża wartość mocy biegu jałowego w stosunku do mocy efektywnej, obniżająca ich sprawność energetyczną.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji młyna wielofunkcyjnego do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej o wysokiej efektywności technologicznej i energetycznej oraz dużej elastyczności w doborze parametrów pracy umożliwiających wypełnianie różnych funkcji technologicznych, takich jak mielenie łagodne i rozwłóknianie pęczków, mielenie fibrylujące czy dyspergowanie niskostężeniowe.

Młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, wyposażony w usytuowany poziomo wał napędowy, na którym jest osadzony wirnik w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego stożkowej pobocznicy są przymocowane segmenty z nożami, otoczony współosiowym z nim płaszczem statora w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego od wewnątrz są przymocowane segmenty z nożami usytuowane w regulowanej odległości od noży wirnika, który jest wsparty na złączonych z nim kołnierzach płyt bocznych przymocowanych do podłoża, wyposażony nadto od strony o mniejszej średnicy w komorę wlotową z króćcem wlotowym, a od drugiej strony zamknięty przez pokrywę zawierającą uszczelnienie wału i pierścieniowe gniazdo centrująco-mocujące stożkowego płaszcza statora, a także wyposażony w mechanizm przesuwu osiowego wału wraz ze złączonym z nim wirnikiem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wewnątrz wirnika w kształcie otwartego stożka ściętego są rozmieszczone związane z nim konstrukcyjnie promieniowe łopatki, które pompują napływającą z króćca wlotowego masę włóknistą z wnętrza wirnika w kierunku promieniowym do otworów w stożkowej pobocznicy wirnika rozmieszczonych tak, aby ich powierzchnia pokrywała się z powierzchnią otworów wykonanych w każdym z korzystnie szesnastu nożowych segmentów wirnika, co zapewnia, że masa wpływa jednocześnie na całą powierzchnię mielenia pomiędzy segmentami nożowymi wirnika i statora, gdzie podlega obróbce i następnie przepływa do podobnych otworów przelotowych najpierw w segmentach nożowych statora po czym w litym stożkowym płaszczu statora, z których wprowadzana jest do komory zbiorczej otaczającej płaszcz statora i odpływa z młyna przez króciec wylotowy. Inna ilość segmentów nożowych na statorze równa jest korzystnie piętnaście oraz przesunięcie otworów przelotowych wirnika względem otworów przelotowych statora na kierunku osiowym sprawia, że otwory wirnika nie pokrywają się z otworami statora i masa może dobrze rozścielać się w strefie mielenia zanim odpłynie przez otwory statora do komory zbiorczej z króćcem wylotowym, ponadto sumaryczna powierzchnia otworów przelotowych na statorze jest odpowiednio mniejsza

PL 230 312 Β1 od sumarycznej powierzchni otworów przelotowych na wirniku w celu wywołania efektu dławienia przepływu przez młyn i zwiększenia czasu retencji czyli obróbki masy w młynie. Otwory wlotowe do strefy obróbki w segmentach nożowych wirnika i wylotowe ze strefy obróbki w segmentach nożowych statora znajdują się w każdym z segmentów w beznożowym kolektorze rozprowadzającym na zewnątrz powierzchni, na której rozmieszczone są w każdym segmencie noże i wprowadzenie masy włóknistej na powierzchnię obróbki pomiędzy nożami wirnika i statora jest zapewnione w rezultacie zastosowania dużej ilości smukłych segmentów nożowych o małej szerokości i zachodzi z wykorzystaniem efektów hydrodynamicznych zarazem w przepływie wleczonym (skrętnym) oraz w przepływie ciśnieniowym wywołanym przez różnicę ciśnień. Siła odśrodkowa i naprężenia ścinające działające na masę wprowadzaną w każdym segmencie wirnika do kolektora rozprowadzającego u wylotu otworów doprowadzających masę, gdzie nie ma noży, są wykorzystywane do efektywnej deflokulacji i wprowadzania masy na powierzchnię mielenia pomiędzy nożami wirnika i statora wzdłuż całej długości segmentów.

W młynie według wynalazku duża ilość włókien w krótkim czasie podlega jednocześnie podobnej obróbce w strefie mielenia co zapewnia wysoką homogeniczność mielenia uzyskiwaną przy wymaganej intensywności mielenia dostosowanej do morfologii włókien dzięki regulacji wielkości szczeliny międzynożowej i skróconemu wydatnie czasowi przebywania włókien w strefie mielenia.

Młyn według wynalazku znajduje zastosowanie do obróbki papierniczych mas włóknistych, w szczególności mas makulaturowych. Dzięki specjalnej konstrukcji oraz dużej elastyczności w doborze parametrów pracy młyn ten może wypełniać energooszczędnie różne funkcje technologiczne, takie jak mielenie łagodne i rozwłóknianie pęczków, mielenie fibrylujące czy dyspergowanie niskostężeniowe. Z tego względu może być on szczególnie przydatny w małych papierniach.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 pokazano młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej w przekroju wzdłuż osi obrotu wału napędowego, fig. 2 pokazano młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej w przekroju łamanym A-A, fig. 3 pokazano nożowy segment wirnika w widoku z góry, fig. 4 pokazano nożowy segment wirnika w przekroju skośnym wzdłuż linii B-B, fig. 5 pokazano nożowy segment wirnika w przekroju poprzecznym wzdłuż linii C-C, fig. 6 pokazano nożowy segment statora w widoku z góry, fig. 7 pokazano nożowy segment statora w przekroju skośnym wzdłuż linii D-D, a na fig. 8 pokazano nożowy segment statora w przekroju poprzecznym wzdłuż linii E-E.

Usytuowanie segmentowych noży, otworów przelotowych i kolektora rozprowadzającego masę w segmentach wirnika młyna wielofunkcyjnego do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej, a fig. 4 pokazano usytuowanie noży, otworów przelotowych i kolektora w segmentach statora młyna wielofunkcyjnego do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej.

Jak przedstawiono na rysunku młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, zwłaszcza masy makulaturowej wyposażony jest w usytuowany poziomo wał napędowy 1, na którym jest osadzony wirnik 2 w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego stożkowej pobocznicy są przymocowane nożowe segmenty 3 otoczone współosiowym z nim płaszczem statora 4, także w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego od wewnątrz są przymocowane nożowe segmenty 5. Wewnątrz wirnika 2 są rozmieszczone związane z nim konstrukcyjnie promieniowe łopatki 6, które pompują napływającą z wlotowego króćca 7 masę do przelotowych otworów 8 w stożkowej litej pobocznicy wirnika 2 i do pokrywających się z nimi przelotowych otworów 9 w każdym nożowym segmencie 3 wirnika 2. Po obróbce masa przepływa do otworów 10 w nożowych segmentach 5 statora 4 i następnie do pokrywających się z nimi otworów 11 w litym stożkowym płaszczu statora 4, z których wypływa do zbiorczej komory 12 otaczającej płaszcz statora 4, po czym odpływa z młyna przez króciec wylotowy 13. (Fig. 1-2). Rozmieszczenie przelotowych otworów 9, noży 14 i rozprowadzających kolektorów 15 w nożowych segmentach 3 wirnika 2, przedstawiono na Fig. 3-5, a rozmieszczenie otworów 10, noży 16 i rozprowadzających kolektorów 17 w nożowych segmentach 5 statora 4 przedstawiono na Fig. 6-8.

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Młyn wielofunkcyjny do obróbki papierniczej masy włóknistej, wyposażony w usytuowany poziomo wał napędowy, na którym jest osadzony wirnik w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego stożkowej pobocznicy są przymocowane segmenty z nożami, otoczony współosiowym z nim płaszczem statora w kształcie otwartego stożka ściętego, do którego od wewnątrz są przymocowane segmenty z nożami usytuowane w regulowanej odległości od noży wirnika, który jest wsparty na złączonych z nim kołnierzach płyt bocznych przymocowanych do podłoża, wyposażony nadto od strony o mniejszej średnicy w komorę wlotową z króćcem wlotowym, a od drugiej strony zamknięty przez pokrywę zawierającą uszczelnienie wału i pierścieniowe gniazdo centrująco-mocujące stożkowego płaszcza statora, a także wyposażony w mechanizm przesuwu osiowego wału wraz ze złączonym z nim wirnikiem, znamienny tym, że wewnątrz wirnika (2) są rozmieszczone związane z nim konstrukcyjnie promieniowe łopatki (6), które pompują napływającą z króćca wlotowego (7) masę włóknistą do otworów (8) w stożkowej litej pobocznicy wirnika (2) i do pokrywających się z nimi otworów (9) w każdym nożowym segmencie (3) wirnika (2), przy czym wlotowe otwory (9) do strefy obróbki w nożowych segmentach (3) wirnika (2) i wylotowe otwory (10) ze strefy obróbki w nożowych segmentach (5) statora (4) znajdują się w każdym z segmentów w beznożowych rozprowadzających kolektorach (15), (17) na zewnątrz powierzchni, na której rozmieszczone jest w każdym segmencie unożowienie i dla zapewnienia dopływu masy na powierzchnię obróbki włókien pomiędzy nożowymi segmentami (3) wirnika (2) i statora (4) znajduje się duża ilość smukłych nożowych segmentów (3) i smukłych nożowych segmentów (5) statora (4).

2. Młyn wielofunkcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że ilość nożowych segmentów (3) wirnika (2), korzystnie szesnastu jest różna od ilości nożowych segmentów (5) statora (4), korzystnie piętnastu a przesunięcie otworów przelotowych (9) w nożowych segmentach (3) wirnika (2) względem przelotowych otworów (10) w nożowych segmentach (5) statora (4) na kierunku osiowym, przy czym otwory (9) wirnika (2) nie pokrywają się z otworami (10) statora (4), a sumaryczna powierzchnia przelotowych otworów (10) w nożowych segmentach (5) statora (4) jest mniejsza od sumarycznej powierzchni przelotowych otworów (9) w nożowych segmentach (3) wirnika (2).

3. Młyn wielofunkcyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy z kolektorów rozprowadzających (15) nożowych segmentów (3) wirnika (2) i kolektorów rozprowadzających (17) nożowych segmentów (5) statora (4) od strony komory wlotowej (18) z króćcem wlotowym (7) posiada przegrodę zamykającą, która korzystnie ogranicza odpływ recyrkulacyjny masy z kolektorów (15), (17) i akceleruje rozprowadzanie masy w tej strefie na powierzchnię obróbki pomiędzy nożami wirnika (2) i statora (4).