РАЗМОЛ БУМАЖНОЙ МАССЫ

Конические рафинеры

Конические рафинеры представляют собой как бы переход­ную ступень между коническими мельницами и гидрофайнерами. В силу особенностей своей конструкции — это универсальные аппараты, пригодные для самого широкого применения. Разма­лывающие органы конических рафинеров либо набирают из отдельных ножей с деревянными прокладками между ними, либо изготовляют цельносменные в виде ножевых рубашек ротора и статора. Ножи у этих рафинеров обычно толще, чем у мельниц, но тоньше, чем у гидрофайнеров. Конические рафинеры рабо­тают на повышенных окружных скоростях при концентрациях массы 2—5%. Давление размола может изменяться в соответ­ствии с предъявляемыми требованиями. Коэффициент размола R, в зависимости от того или иного типа рафинера, колеблется от 0,8 до 0,10.

Чаще всего конические рафинеры применяются в начальной стадии процесса размола для целей рафинирования волокнистой суспензии, уменьшения размеров волокон и их частичного фи - бриллирования. Возможность регулирования давления размола в широких пределах позволяет включать конические рафинеры в поточные линии для размола самых различных бумаг. Эти ра­финеры пригодны также для усреднения и выравнивания массы перед ее поступлением на бумагоделательную машину. Кониче­ские рафинеры являются размалывающими универсального дей­ствия аппаратами и при наличии достаточно мощных приводных электродвигателей могут быть использованы для работы в усло­виях продолжительной предельной нагрузки. Однако коэффи­циент полезного действия этих рафинеров так же, как и эконо­мичность их работы в целом, ниже, чем у размалывающих аппа­ратов с резко направленным характером воздействий на во­локна.

Фирма Фойт выпускает широко распространенные типы кони­ческих рафинеров, к числу которых относится рафинер Фойта 1R. Толщина ножей этого рафинера 6 мм, в отдельных случаях — 4 мм. Ножи закреплены при помощи деревянных прокладок. В другом исполнении статоры и роторы рафинеров снабжены ножевыми рубашками из хромоникелевой стали с выфрезеро - ванными канавками, толщина ножей равна 6 мм. Корпус ротора выковывается заодно с валом и после обработки подвергается динамической балансировке. Вал ротора покоится в подшипни­ках, способных передвигаться в осевом направлении. Корпус статора также монолитный. Рафинер снабжен зубчатой соеди­нительной муфтой с осевым перемещением одной из полумуфт и имеет либо ручное, либо дистанционное управление при помощи сервомотора. Мощность потребляемая рафинером Фойта 1R, равна 35—50 кет, ротор вращается со скоростью 500—

1200 об/мин, производительность рафинера составляет от 6 до 25 г в сутки. Концентрация массы зависит от целей размола. Конструкция рафинера позволяет в условиях производства осу­ществлять быструю замену ножевого аппарата.

Рафинеры со специальными ножевыми рубашками из хромо - никелевой износостойкой стали можно применять и для грубого расщепления на волокна. При концентрации 6% и 1200 об/мин можно довести производительность до 35 г в сутки. Мощность, потребляемая рафинером, составит при этом 35—50 кет При 1450 об/мин производительность рафинера повышается до 45 г в сутки, а потребляемая мощность до 65—80 кет, при мощ­ности электродвигателя 70—90 кет. Согласно производственным данным срок службы ножевых рубашек при роспуске несортиро­ванной макулатуры равен 1 году

Кроме рафинера 1R, фирма Фойт выпускает ряд других кони­ческих мельниц с размалывающими устройствами по типу кони­ческих рафинеров. В зависимости от типа таких мельниц и их величины они делают от 250 до 960 об/мин и потребляют мощ­ность от 3,5 до 220 кет при производительности 1,5—165 т в сутки. Толщина ножей составляет 6—10 мм [169].

Вскоре после окончания второй мировой войны широкое рас­пространение получил быстроходный конический рафинер Джонса. Диаметр ротора этого рафинера равен 208/366 мм, угол в вершине конуса равен 16° 35', скорость вращения 900— 1200 об/мин и потребляемая мощность 22—75 кет. Ножи статора и ротора закрепляются при помощи деревянных прокладок и изготовляются из нержавеющей стали. Толщина ножей различна. Плоскость разъема корпуса статора находится на уровне оси ротора. Вал ротора прочно установлен в двух массивных под­шипниках и соединен с валом электродвигателя эластичной муф­той (без возможности осевого передвижения). Присадка ножей осуществляется осевым передвижением статора. С трубопрово­дами статор соединен эластичными гофрированными рукавами. Производительность рафинера приблизительно равна 25 т в сут­ки. Рафинер может быть использован в различных целях для получения как садких, таки жирных помолов, а также для рафи­нирования древесной массы и т. п Лицензии на изготовление этого рафинера были приобретены рядом фирм в том числе фир­мой Эшер-Висс. В исполнении этой фирмы рафинер выпускается с ножами толщиной 6 и 9,5 мм и снабжается электродвигателем мощностью 58 кет при 960 об/мин. Равновесная окружная ско­рость ротора достигает 15,85 м/сек, секундная режущая длина при ножах толщиной 9,5 мм составляет 22 280 м/сек, пропускная способность 650 л/мин, максимальное удельное давление размола 4 кг/см2 и максимальная производительность 30 т в сутки.

Способ присадки ножей при помощи осевого передвижения статора использует также английская фирма Мессон-Скотт (Mas - son Skott), которая впервые применила этот способ еще в 1925 г. Статоры и подшипники всех конических размалывающих аппа­ратов этой фирмы делаются разъемными в горизонтальной плос­кости, что облегчает условия их ревизии и ремонта. Механизм передвижения статора размещен їв одной из подшипниковых опор и защищен от попадания воды и пыли. Из пяти величин таких рафинеров тип II рекомендуется для размола прочных целлю­лоз. Этот рафинер работает при 600 об/мин и потребляет пре­дельную мощность в 225 квт. Рафинеры III, IV и V величин ис­пользуются в производстве газетной и сигаретной бумаги, а также бумаг, содержащих тряпье Рафинер III величины работает при

360 об! мин и потребляет 130 квт, рафинер IV величины расхо­дует 185 квт при 360 об! мин, а рафинер V величины работает при 240 об/мин и расходует 225 квт Размалывающая установка, состоящая из рафинеров IV величины показана на рис. 98.

Помимо рассмотренных изготовляются также рафинеры мень­шего размера — типа Мессон-Скотт-мидгет. В отличие от рафи­неров крупногабаритных типов у этого рафинера вал представ­ляет собой одно целое с ротором. Шейки вала опираются на двухрядные роликовые подшипники. Толщина ножей из нержа­веющей стали составляет 4,75 и 9,5 мм. Скорость вращения ро­тора в нормальных условиях составляет 960 об/мин, но может быть и меньшей, например, 480—580 об! мин, для чего электро­двигатель оснащается переключателем со звезды на треуголь­ник При снижении окружной скорости ротора возрастает
укорочение волокон. Потребляемая рафинером «мидгет» мощ­ность составляет 35—75 кет. При работе рафинера в щелочной или кислой среде внутренние его поверхности облицовываются резиной, бронзой или кислотоупорной сталью, а ножи изготовля­ются из подходящих материалов [170].

Другие типы рафинеров с передвигающимся ротором изго­товляет упомянутая выше фирма Джонс. Это прежде всего ра­финеры «Фибромастер» и «Стокмастер» (Fibrernaster a Stock - master) и однотипная, но меньшая модель — рафинер Джонс — мидгет 171А. Статически и динамически отбалансированные ро­торы этих рафинеров поддерживаются роликовыми подшипни­ками. 'Путем установки подходящих ножей эти мельницы можно использовать как для рафинирования массы всех видов, так и для укорочения волокон. Комплекты ножей статора набираются с деревянными прокладками в особых вкладышах, целиком вставляемых в статор при сборке (Fulbar Shell Filling). Ножи могут быть изготовлены из различных материалов: стали, бронзы, хромоникелевой стали или из монел^-металла. Рафинер «мид­гет» может быть изготовлен и с базальтовыми ножами. Регули­ровка осуществляется вручную непосредственно либо при по­мощи червячной передачи. Иногда для этой цели используется вторичное регулирующее и управляющее устройство «Ассги set». Размеры рафинеров «мидгет» и «Фибромастер» приведены в табл. 72.

Фирма Эшер-Висс изготовляет [171] рафиверы В со сменными ножевыми гарнитурами (пакетными ножевыми вкладышами статора и ножевыми рубашками ротора), позволяя тем самым приспосабливать эти рафинеры к любым требованиям, предъ­являемым при размоле. Сменные размалывающие устройства подвергаются весьма точной обработке, что облегчает их замену
в случае необходимости изменения толщины ножей, либо уста­новки базальтовых ножей вместо ножей из нержавеющей стали. Базальтовые блоки уложены в стальные вкладыши, размещен­ные в статоре и рубашке ротора, вследствие чего их можно легко заменить обычными ножами.

Рафинер Эшер-Висс R-1 является наименьшей моделью ра­финеров, выпускаемых этой фирмой. При 1450 об/мин этот рафи­нер приводится от электродвигателя мощностью 11—14 квт. Диа­метр ротора рафинера R-1 составляет 93/171 мм. При ножах толщиной 6 мм ротор имеет равновесную окружную скорость

Рис 99 Конический рафинер с разъемным статором Neyret

Beyher

10,46 м/сек, секундную режущую длину 2260 м/сек и режущую длину ножей 93,6 м/об. Пропускная способность рафинера равна 200 л/мин. Рафинер имеет точную регулировку присадки ножей. Применение этого рафинера ввиду его ограниченной мощности целесообразно на небольших бумагоделательных машинах, для размола отходов древесной массы при дефибрировании, а также для научно-исследовательских целей.

Та же фирма выпускает рафинеры стандартного типа R-2. Статор рафинера снабжен карманом для удержания тяжелых загрязнений. Устройство для присадки либо управляется вруч­ную, либо имеет электрический привод—автономный или свя­занный с приводом самого рафинера. Более высокую производи­тельность имеет рафинер R-3, потребляющий при 750 об/мин мощность в 150 квт.

Французская фирма Нейрет-Бельйе (Neyret-Beylier) [172] изготовляет конические рафинеры величины 00 с разъемным кор­пусом и ротором, опирающимся на три подшипника. Рафинер предназначен для рафинирования, выравнивания помола и ужирнения массы. В зависимости от назначения рафинера вы­бирается толщина ножей. В стандартном исполнении рафинер имеет ножи толщиной 3,5 мм из специальной нержавеющей стали. Ножи укреплены деревянными прокладками. Таким же образом закрепляются и ножи толщиной 7 мм. В случае же при­менения ножей толщиной 10 мм рафинер оснащается цельноли­той ножевой рубашкой ротора и пакетными ножевыми вклады­шами статора. Такой рафинер, изображенный на рис. 99, потреб­ляет от 50 до 58 кет при 960 об/мин.

В СССР изготовляются рафинеры МКМ и МКЛ-3 [173]. Ножи у этих рафинеров закрепляются деревянными прокладками, а присадка ножей осуществляется путем передвижения ротора. Характеристика рафинеров приведена в табл. 73.

Конические рафинеры Пама (ГДР) изготовляются [174] трех величин: НМ-1, ЦМ-2, НМ-3. По своей конструкции рафинеры Пама отличаются от обычных конических мельниц тем, что снабжены особым устройством, позволяющим разъединить ру­башку ротора в продольной плоскости разъема на две части, что значительно облегчает смену ножевой рубашки ротора, осуще­ствляемую в очень короткий срок, без разборки подшипников. Другой особенностью конических рафинеров Пама является за­крепление ножей путем их приварки. Вкладыши статора и ру­башка ротора имеют гладкие и сравнительно тонкие стенки, к ко­торым и привариваются ножи из стали V4A, с твердостью по Бринеллю #в = 220, или из стали Poldi AKV-экстра. Путем при­
варки ножей достигается значительная экономия металла. Од­нако изготовление таких мельниц является весьма кропотливым и трудоемким делом.

Роторы конических рафинеров Пама опираются на роликовые подшипники, способные перемещаться в осевом направлении. Присадка ножей осуществляется при помощи маховичка и конт­ролируется по шкале, указатель которой позволяет определить не только расстояние, на которое передвинут ротор, но и вели­чину зазора между ножами. Особая приставная головка дает возможность управлять работой рафинера на расстоянии. Можно - также осуществить автоматическое регулирование присадки но­жей в зависимости от нагрузки электродвигателя.

В стандартном исполнении у рафинеров Пама ножи ротора и статора имеют одинаковую толщину—б, 8, 10 и 12 мм. Для получения жирных помолов эти рафинеры оснащаются базаль­товой гарнитурой. В последнем случае рубашка ротора также делается разъемной. Динамическая балансировка ротора осу­ществляется на рабочем числе оборотов. Для предотвращения опасности повреждения ротора при внезапном прекращении по­ступления массы со стороны ее входа иногда устанавливают осо­бый клапан, блокирующий возможность запуска незаполненного массой рафинера Техническая характеристика рафинеров Пама приведена в табл. 74.

Для снижения шума и ограничения вибрации большинство типов мельниц устанавливают на эластичных резиновых проклад­ках.

В трех типоразмерах поставляется новый конический рафинер Дорриес (Dorries) мощностью от 35 до 175 кет [175]. Ротор и статор рафинера Дорриес снабжены стальными вкладышами,
в которых закреплены либо металлические, либо базальтовые ножи. Межножевые ячейки и сами ножи ротора в каждой секции (вкладыше) параллельны друг другу, но расположены под раз­ными углами но отношению к ножам одной из секций, направле­ние которых параллельно образующей (рис. v100). Присадка но­жей осуществляется при помощи червячной передачи.

Конические рафинеры изготовляет также итальянская фирма Веррина [176]. Ножи этих рафинеров выполняются из износостой­кой или нержавеющей стали, подшипники снабжены бронзовыми вкладышами, а сальники — графитовыми самосмазывающимися кольцами и водяным уплотнением. В корпусе статора имеется постоянный магнит, очищающий массу от железных включений.

Рис 100 Расположение ножей у конических рафинеров Дор­риес

Рис 101 Пружинящая соединительная муфта.

1 — вал двигателя, 2 — вал рафинера, 3 — резиновое кольцо

Для удобства чистки корпус статора имеет люк, снабженный быстродействующим затвором Присадка ножей^ производится при помощи маховичка с микрометрической подачей. Цена де­ления шкалы, указывающей перемещение статора, равна 0,1 мм. Непосредственная передача от электродвигателя осуществлена через муфту, выполненную в виде пустотелой эластичной линзы, как показано на рис. 101. Со стороны входа и выхода массы ус­тановлены шиберные задвижки с рычажным управлением При­водной двигатель рафинера R-50 расположен со стороны узкого конца ротора, вал ротора опирается на подшипники, корпуса которых встроены в торцевые крышки статора. От других рафи­неров Веррина существенно отличается модель R-25. Привод здесь располагается со стороны широкого кс^ща ротора. На этой же стороне расположен механизм присадки. Ротор, способный перемещаться в осевом направлении, консольно закреплен на валу (рис 102). Массопровод подсоединен к свободному торцу статора. Таким образом, масса подается прямо к центру ротора и проходит между ножами статора и ротора, большая часть ко­
торого окружена конической ножевой рубашкой, скрепленной с корпусом рафинера флянцевым соединением.

Конические рафинеры Веррина могут быть использованы как для рафинирования, так и для усреднения и выравнивания по­мола перед бумагоделательной машиной. Характеристика рафи­неров приведена в табл. 75.

У конических рафинеров системы Винтгена [177] консольные роторы не могут 'передвигаться в осевом направлении. Присадка

Рис 102 Схематический разрез консольного ротора конического гидроразбивателя Веррина

Ножей у этих рафинеров осуществляется передвижением ножевой рубашки статора.- Передвижная часть статора соединена с не­подвижным трубопроводом посредством эластичной манжеты. Масса поступает в осевом направлении к центру ротора.

Конический рафинер Веверк имеет особо прочную конструк­цию. Ротор рафинера опирается на роликовые подшипники [178]. Ножевая рубашка ротора и вкладыши статора выполнены из специальной или нержавеющей стали. Кожух рафинера и кор­пуса его подшипников являются разъемными, что облегчает смену размалывающей гарнитуры. Присадка ножей осуществля­ется при помощи штурвала, может применяться и дистанционное управление. Сальники охлаждаются водой. Техническая харак­теристика конических рафинеров Веверк приведена в табл. 76.

В целях снижения потерь на трение и упрощения регулировки

Присадки были созданы конические рафинеры с вертикально рас­положенным ротором [179].

Вертикальный конический рафинер Эврика (Eureka) имеет привод от фланцевого электродвигателя, легко сменяемую но­жевую рубашку, сальники с водяным уплотнением и подшипники скольжения. Рафинер величины «бэби» делает 1400 об/мин и по­требляет 30 кет, рафинер величины II работает при 960 об/мин

И потребляет 65 квт, рафинер величины III работает при 740 об)мин и расходует 150 квт.

Характерными особенностями обладают конические рафи­неры стафф-мекер (staff-Maker), изготовляемые фирмой Морден. Являясь модификацией рафинера типа сток-мекер, рафинер стафф-мекер имеет приблизительно одинаковую с ним. произво­дительность и ротор консольного типа с массивным валом, опи­рающимся на роликовые подшипники. Присадка ножей осуще­ствляется передвижением статора при помощи присадочного устройства с прижимными винтами. У рафинера стафф-мекер масса поступает с узкого конца ротора и отводится с широкого его конца (рис. 103).