Устройство конических мельниц
Как уже отмечалось, конические мельницы обычной конструкции предназначены главным образом для укорочения волокон и получения садких помолов целлюлозы, обладающей повышенной сопротивляемостью размолу. Для выполнения этой задачи необходимо, чтобы на такой мельнице пучки волокон и отдельные волокна прежде всего разрезались в поперечном направлении, а фибриллирование и продольное расщепление волокон наблюдались лишь как побочное явление. Для получения садкого помола желательно, чтобы как можно больше волокон вступало в непосредственный контакт с размалывающими гранями ножей. Конические мельницы поэтому обладают наибольшим числом скрещиваний граней ножей, т. е. наибольшей режущей длиной. Они работают при сравнительно низкой концентрации массы, вследствие чего на гранях ножей зависает минимальное количество пучков волокон. Коэффициент размола у конических мельниц с преобладающим укорачивающим воздействием составляет jR;^:0,078. Эти мельницы отличаются наиболее высоким удельным давлением размола, что объясняется более сильной присадкой ножей и малой величиной размалывающей поверхности. На конических мельницах устанавливаются тонкие ножи, что позволяет увеличить их количество и тем самым повысить секундную режущую длину. С другой стороны, при заданной величине секундной режущей длины можно создавать мельницы с меньшей скоростью вращения ротора, что будет способствовать снижению непроизводительных затрат энергии и более экономичной работе аппарата.
В группе конических мельниц одной из наиболее типичных является скоростная коническая мельница «Г1апцел-01». Она имеет чугунный корпус статора с установленными на нем зигзагообразными ножами из хромистой стали, расклиненными дубовыми прокладками. Прямые ножи ротора закреплены на конусном роторе из литой стали, имеющем на боковой поверхности пазы для установки ножей. Ножи крепятся на широком конце ротора и посередине его— стяжными кольцами. На узком конце ротора крепление ножей осуществляется при помощи бандажа, притянутого к торцу ротора болтами. В корпусе ротора закреплено 60 ножей толщиной 6 мм и длиной 490 мм, выступающих над деревянными прокладками на 15 мм. В корпусе статора закреплено 70 зигзагообразных ножей, причем прямые участки ножей расположены друг к другу под углом 6°. Диаметр ротора равен 246/358 мм, вес его составляет 180 кг. Ротор подвергается динамической балансировке. Уплотнение в местах выхода вала из статора осуществляется при помощи двухслойной резиновой сальниковой набивки, внутрь которой под давлением подается жировая смазка. Вал в местах его сопряжения с сальниками имеет рубашку из твердой хромированной стали. Подшипники применяются роликовые с закрепительными втулками. Их наружные обоймы опираются на стальные гильзы, имеющие возможность осевого перемещения в латунных вкладышах корпусов подшипников. Осевое передвижение ротора осуществляется при помощи винтового устройства. Предельная величина передвижения ротора равна 150 мм. Особая шкала с указателем позволяет контролировать положение ротора при его присадке. Согласно расчетам мельница при 980 об/мин имеет секундную режущую длину 33 614 м/сек, пропускную способность 730 л/мин и при концентрации массы 3% обладает максимальной производительностью 30 т в сутки. Потребляемая мельницей мощность составляет 55 кет.
Несколько различных по величине конических мельниц изготовляет фирма Джонс. Мельницы имеют целиком заменяемые как на роторе, так и на статоре, ножи с деревянными прокладками. Роторы динамически отбалансированы и поддерживаются
роликовыми подшипниками. Ножи изготовляются в зависимости от требований либо из нержавеющей стали, либо из фосфористой бронзы или монельметалла. Червячный присадочный механизм снабжен регулирующим приспособлением типа Aecru — set. Размеры различных конических мельниц Джонса приведены в табл. 65.
Таблица 65
Конические мельницы Джонса
Тип мельниц
Наименование показателей
Стандарт |
Мажестик |
Империал |
Ройал |
Левиафан
Меньший диаметр ротора, мм
Больший диаметр ротора, мм
Длина ротора, мм.. . Число оборотов ротора
В минуту..........................
^Потребляемая мощность, квт
Средняя окружная скорость, м/сек. . . .
356
736 1300
450—600
110—160
13—17 446
783 1296
360—514
150—300
12—16 507
882 1300
300—450
150—300
11—16
422
865 1552
300—400
185—370
10—13
650
1132 1676
257—360
370—590
12—17
Высоким качеством выполнения отличаются конические мельницы фирмы Фойт. В этих мельницах устанавливаются ножи толщиной 6—10 мм. Мельницы, в зависимости от типа и величины, работают со скоростью 250—960 об/мин, потребляют мощность от 3 до 220 квт и имеют производительность от 1,5 до 160 т в сутки.
Преимущественно в Америке и западноевропейских странах широко распространены мельницы Шартль—Дилтса. Это мощные агрегаты, комплектующие главным образом высокопроизводительные бумагоделательные машины с узким ассортиментом вырабатываемых бумаг. Мельницы Шартль—Дилтса изготовляются восьми типоразмеров (00; 2; 2А; 3; 4; 5; 6 и особо мощной величины — 8). Техническая характеристика трех типоразмеров мельниц Шартль-Дилтса приведена в табл. 66.
По образцу конической мельницы Шартль-Дилтс-6 выпускается коническая мельница Тампелла-6, работающая при 490 об/мин. Равновесный диаметр ротора равен 671 мм, равновесная окружная скорость составляет 17,2 м/сек, секундная режущая длина около 70 000 м/сек. По расчетным данным пропускная способность мельницы равна 2400 л/мин, что при концентрации массы 3% соответствует максимальной производительности 100 т в сутки. Давление поступающей массы 8 м вод. ст., потреб-
Техническая характеристика трех наиболее распространенных типоразмеров
Конических мельниц Шартль-Дилтса
Наименование показателей |
Типоразмеры |
||
00 |
2А |
6 |
|
Диаметр ротора, мм.................................. |
__ |
450/760 |
505/900 |
Длина ротора, мм........................................ |
— |
1300 |
1000 |
Угол конусности, град.............................. |
— |
15,5 |
22,55 |
Число оборотов ротора в минуту. . |
750—850 |
490 |
350—600 |
Потребляемая мощность, кет. . . |
40—110 |
150 |
185—330 |
Толщина ножей, мм.................................... |
3—5 |
— |
4—8 |
Производительность, т в сутки. . . |
--- |
--- . |
До 80 |
Ляемая мощность 330 кет. Новейшие типы мельниц Тампелла снабжены устройствами для пневматической присадки ротора и регуляторами «Пневматрол».
К новому современному оборудованию относятся также финские конические мельницы типа Юльхя [163]. Корпус мельницы чугунный, вал из углеродистой стали со сменной бронзовой рубашкой. На чугунном корпусе ротора при помощи колец и клиновидных прокладок крепятся ножи из закаленной хромистой стали. Торцы ротора снабжены дисковыми крышками для защиты от попадания воды внутрь ротора. Для удобства смены ножей статора их предварительно набирают в особые вкладыши, после чего пакет ножей вместе с вкладышем вставляют в статор. В зависимости от предъявляемых требований ножи статора могут быть выполнены из любого материала. Роликовые подшипники вала допускают осевое перемещение ротора и снабжены принудительной смазкой. Кроме пяти колец специальной набивки, сальник вала имеет водяное уплотнение, причем давление воды на 0,5—1 атм должно быть выше давления массы внутри мельницы.
Конические мельницы Юльхя выпускаются в двух вариантах. Мельница типа А имеет встроенную коробку передач. Вал редуктора непосредственно соединен с валом ротора. Наличие скользящих вкладышей позволяет осуществлять осевое перемещение ротора. Редуктор имеет принудительную циркуляцию масла и состоит из набора шестерен с шевронными зубьями. Объем масла равен 38 л. Масло подлежит замене после 4500 ч работы. У мельницы типа 2В передача осуществляется посредством телескопической муфты, насаженной непосредственно на вал двигателя и допускающей осевое пермещение ротора на расстояние до 250 мм. Диаметр ротора конических мельниц типа 2А и 2В равен 400/700 мм, его длина— 1250 мм, толщина ножей — 8 мм. Эти мельницы могут работать при концентрации массы 3—6%. Ротор мельницы 2А совершает 250—330 об/мин, а мельница типа 2В — 330 об /мин; мощность электродвигателя 180 квт и производительность 18—70 т в сутки, в зависимости от вида волокнистой массы и степени помола. Коническая мельница Юльхя типа 2А с встроенной коробкой передач изображена на рис. 96.
В Швеции изготовляются конические мельницы Веверк [164]. Ножи этих мельниц установлены с деревянными прокладками,
Рис. 96. Коническая мельница Юльхя 2А с встроенным редуктором |
А
А число ножей зависит от их толщины. Вся ножевая поверхность статора разделена на две секции: нижняя и верхняя секции крепятся отдельно. Ножи изготовляются из марганцовистой или нержавеющей стали, а также из фосфористой бронзы. Вал ротора покоится на роликовых подшипниках и соединен с валом электродвигателя упругой телескопической муфтой. В тех случаях, когда мельница приводится через ременную передачу, ставится дополнительный подшипник на особой стойке. Характеристика конических мельниц Веверк приведена в табл. 67.
Кроме образцов промышленного назначения, изготовляются лабораторные мельницы такого же типа с ротором диаметром 105/153 мм и длиной 230 мм. У лабораторных мельниц присадка ножей осуществляется при помощи системы*рычагов, а давление размола регулируется грузами. Такие мельницы совершают приблизительно 1000 об/мин и потребляют около 5 кет электроэнергии.
Конические мельницы Нейрет-Бельйе (Neyret—Beylier) [165] имеют составной корпус статора, а вал ротора опирается на три
Характеристика конических мельниц Веверк
Наименование |
Тип мельниц |
|||||
Показателей |
||||||
К-75 |
К-175 |
К-300 |
||||
Мощность элек. |
% |
|||||
Тродвигателя, |
55 |
|||||
Кет.................................. |
125 |
220 |
||||
Число оборотов |
||||||
Ротора в мину |
300 |
|||||
Ту.......................... |
400 |
350 |
||||
Длина образую |
||||||
Щей конуса ро |
1445 |
|||||
Тора, мм. . . |
855 |
1115 |
||||
Диаметр ротора, |
||||||
Мм: |
||||||
Меньший. . |
234 |
313 |
542 |
|||
Больший. . |
460 |
612 |
920 |
|||
Толщин^ ножей, |
||||||
Мм..................................... |
6 |
8 10 |
12 |
8 |
10 |
12 |
Число ножей ро |
||||||
Тора...................... |
30/60 |
40/80 38/76 |
32/74 |
60/120 |
54/108 |
48/96 |
Число ножей ста |
||||||
Тора.... |
26/38 |
38/54 34/50 |
30/44 |
50/68 |
46/64 |
42/60 |
Подшипника. Устройство для осевого перемещения ротора укреплено на стойке подшипника с широкого конца мельницы. Посредством вращения маховичка можно перемещать в прямом или обратном направлении упорный подшипник ротора. Величину осевого перемещения ротора показывает стрелка на шкале с делениями. Между ножами расклиниваются деревянные прокладки, а сами ножи выполняются из твердой углеродистой стали, либо из нержавеющей стали или фосфористой бронзы. " Эти мельницы изготовляются четырех величин и работают со сравнительно небольшими окружными скоростями. Техническая характеристика мельниц приведена в табл. 68.
В Советском Союзе в последнее время создано несколько типоразмеров мельниц, входящих в состав будущей серии. Коническими мельницами обычной конструкции являются мельницы типа РК-01 с ножами толщиной 3—5 мм. Эти мельницы совершают 375 оборотов в минуту, расходуют 180 кет электроэнергии при производительности 25—30 т в сутки. Мельницы РК-03 потребляют 130 кет при производительности 15—16 т в сутки.
Обычные конические мельницы по типу мельниц Фюльнера изготовляются в Польше. Эти мельницы работают с металлическими ножами. Некоторые из них могут иметь базальтовые ножи
Таблица 68
|
Техническая характеристика конических мельниц Нейрет-Бельйе |
Характеристика конических мельниц, изготовляемых в Польше |
(в табл. 69 они обозначены с индексом W). Данные о конических мельницах изготовляемых в Польше, приведены в табл. 69.
Таблица 69
|
В настоящей главе рассматривались наиболее распространенные типы конических мельниц. Они отличаются производительностью, которая соответствует требованиям, предъявляемым современным высокопроизводительным бумагоделательным машинам, изготовляющим массовые виды бумаг. Вместе с тем на рынке имеется очень мало конических мельниц, которые по своей производительности соответствовали бы объему производства, использующего бумагоделательные машины^с рабочей шириной около 1500 мм, изгототовляющие в небольших разовых количествах специальные и высококачественные бумаги. Для этих целей хорошо подходят мельницы производительностью от 12 до 24 т в сутки. Основные параметры таких мельниц приведены в табл. 70 [166].
Основные параметры конических мельниц производительностью 0,5—1 т/ч
Наименование показателей |
Величина мельниц |
|
К-10 |
К-5 |
|
Диаметр ротора, мм................................................. |
200/320 |
150/220 |
Равновесная окружная скорость, |
13,54 |
10,0 |
М/сек................................................................................. |
||
Режущая длина ножей, м/об. . . |
784 |
392 |
Секундная режущая длина, м/сек. |
12 000 |
6400 |
Коэффициент размола R............................. |
0,078 |
0,078 |
Толщина ножей, мм................................................... |
7 |
6 |
Удельное давление размола (макси |
||
Мальное) , кг/см2...................................................... |
4 |
4 |
Число оборотов ротора в минуту. . |
985 |
985 |
Потребляемая мощность, кет. . . |
25 |
8 |
Мощность электродвигателя, кет. . |
30 |
10 |
Производительность мельницы, т в |
24 |
12 |
Сутки........................................................ |