Только в начале 30-х годов настоящего столетия были сделаны первые попытки осуществить непрерывный размол массы в одних конических мельницах. У нас такие опыты были проведены в 1934 г. Н. О. Зейлигером [51] на Вишерском комбинате при выработке писчей и бумаги для печати из 100% сульфитной беленой целлюлозы. Несмотря на то, что эти и другие опыты, проведенные за рубежом, показали значительные преимущества непрерывного размола бумажной массы перед периодическим размолом в роллах, особенно при выработке массовых видов бумаги в условиях специализации бумагоделательных машин, значительное распространение непрерывный размол в конических и дисковых мельницах получил значительно позже.
В настоящее время из конических мельниц наибольшее применение находят мельницы Жордана (с наборной гарнитурой) и гидрофайнеры (с литой гарнитурой). Первые отличаются более тонкими ножами, работают с меньшей окружной скоростью конуса, при более низкой концентрации массы и производят размол волокон при значительном их укорочении. Вторые отличаются более толстыми литыми ножами, работают при более высокой окружной скорости конуса, с более высокой концентрацией массы и производят рафинирующий, расчесывающий размол, при котором волокна не претерпевают значительного укорочения, однако они хорошо фибриллируются, гидратируются и дают достаточно прочный лист бумаги, в особенности по показателям сопротивления раздиранию и излому при относительно низкой степени помола по Шоппер-Риглеру.
К коническим мельницам можно отнести также мельницы Мордена, получившие теперь большое распространение за рубежом, и полуконические мельницы.
Чаще всего непрерывный размол бумажной массы ведут в две ступени, в гидрофайнерах и в мельницах Жордана. Иногда его осуществляют в три ступени, используя эти и другие аппараты, например мельницы Мордена и дисковые рафинеры, и применяя различную размалывающую гарнитуру. При выработке массовых видов бумаги из массы сравнительно садкого помола ее размол может быть осуществлен в одну ступень в мельницах Жордана или в гидрофайнерах.
Коническая мельница Жордана (рис. 1). Она состоит из конического ротора с отдельными, закрепленными на нем, ножами и статора (кожуха) с такими же ножами. Конический ротор (рис.2)
Приводится в движение от электродвигателя через эластичную муфту сцепления, допускающую осевое перемещение конуса относительно неподвижного кожуха, чем достигаются сближение ножей ротора и статора и необходимая присадка размалывающего органа. Перемещать конус в осевом направлении можно с помощью ручного маховичка через червячную или зубчатую передачу, а также с помощью электрического, пневматического или гидравлического серводвигателя. В последнем случае возможна присадка конуса с пульта управления и автоматизация процесса размола.
Рис 1. Общий вид конической мельницы Жордана: 1— кожух (статор); 2 — присадочное устройство; 3 — вход массы; 4 — выход массы
Рис. 2. Ротор мельницы Жордана:
1- конус (ротор); 2 — подшипники
Масса внутри мельницы перемещается не только за счет гидравлического напора при ее входе в узкий конец мельницы, но и за счет центробежной силы, увеличивающейся при движении массы от малого диаметра конуса к большому. Наблюдения, проведенные в последнее время рядом исследователей как у нас, так и за рубежом (Пашинский, Шильников, Хальме и Сирьянен), показали, что масса внутри мельницы совершает сложное движение и в зависимости от величины напора внутри мельницы всегда имеется больший или меньший обратный поток массы, движущейся в пазах между ножами от широкого конца мельницы к узкому. Это говорит о том, что волокнистая масса не может беспрепятственно пройти между ножами без размола.
Конический ротор может быть изготовлен вместе с валом из одного куска металла, но может быть и полым чугунным, закрепленным на стальном валу. В продольные пазы на поверхности конуса вставляют ножи, которые крепятся к ротору стальными кольцами, и между ними закладываются деревянные прокладки. Применяют и другие методы крепления ножей на конусе и кожухе конических мельниц Жордана.
Ножи на конусе располагают по образующей с промежутками 15—30 мм, которые суживаются к узкому концу конуса. Обычно на конусе устанавливают ножи двух размеров: длинные, по всей длине конуса, и короткие, между длинными в широком конце мельницы.
Кожух мельницы изготовляют обычно из чугуна разъемным из двух половин и часто с ребрами жесткости, чтобы ножи не вибрировали при работе мельницы. Ножи на кожухе изогнуты под углом 170—174° и установлены так, что ножи конуса набегают на вершину угла этих ножей, что предотвращает западание ножей при работе мельницы и улучшает размалывающее действие аппарата. У других конструкций мельниц Жордана кожух выполнен неразъемным, из одной чугунной отливки. Расстояние между ножами кожуха обычно бывает несколько меньше, чем на конусе, и составляет 10—20 мм. Высота выступа ножей на роторе и статоре обычно равна 10—20 мм. Толщина ножей у мельниц Жордана изменяется от 5 до 10 мм. Более тонкие ножи, толщиной 5—7 мм, применяют у конических мельниц Жордана, устанавливаемых во второй или третьей ступени размола после гидрофаинеров или дисковых рафинеров для укорочения волокон, более же толстые ножи, 8—10 мм, применяют при размоле массы в одну ступень с меньшим укорочением волокон.
У конических мельниц Жордана срок службы ножей зависит от их толщины и материала, из которого они изготовлены, и степени присадки, а также от кислотности среды и может колебаться в пределах от 1 до 3 и более лет. Мельницы Жордана могут быть снабжены базальтовой и полубазальтовой гарнитурой.
Конические мельницы создаются разных типоразмеров с конусностью ротора 11—24°. Мощность двигателя колеблется от 60 до 600 кет, окружная скорость по диаметру от 8 до 22 м/сек. Некоторые конструкции мельниц позволяют работать при разных окружных скоростях. Мельницы Жордана, предназначенные для укорочения волокон, работают при скорости 8—12 м/сек. Если при размоле необходимо подвергнуть волокно большему гидратирующему действию при меньшем укорочении, применяют конические мельницы с более толстыми ножами, работающие со скоростью 14—22 м/сек.
Угол конуса мельницы также влияет на характер размола, а именно: уменьшение угла конуса приводит к усилению режущего действия ножей мельницы, а увеличение угла — к уменьшению этого действия.
На характер размола массы влияет также расположение ножей на конусе мельницы. При групповом расположении ножей мельница работает с меньшим режущим действием, чем при их одиночном расположении через равные промежутки.
Конические мельницы Жордана в СССР выпускаются таких же типоразмеров с углом конуса 22°, а также с базальтовой гарнитурой (марки МКБ).
Как видно из таблицы, мельницы марки МКН в зависимости от их назначения и требований производства могут выпускаться в двух вариантах по мощности электродвигателя, а следовательно, и скорости вращения ротора.
Конические мельницы Шартля — Миами фирмы Блек-Клоусон (США) выпускаются 11 типоразмеров с различными углами конусов и мощностью двигателя от 25 до 588 кет.
Широкое применение находят также конические мельницы Жордана Мессон-Миджет (Англия) и скоростные мельницы Джонса (США).
Скоростная мельница Джонса отличается малым габаритом, малым весом и компактностью. Она имеет конус длиной 500 мм и диаметром 350/200 мм, снабжена роликовыми подшипниками и двигателем мощностью 55 или ПО кет (число оборотов 900 или 1200 в минуту). Она очень экономична по расходу энергии и позволяет точно контролировать качество массы (имеется указатель зазора между ножами ротора и конуса). Подбирая соответствующую гарнитуру и электродвигатель, можно подвергать массу в этой мельнице как режущему, так и гидратирующему действию. Применяется скоростная мельница Джонса для размола тряпичной полумассы и целлюлозы при производстве высокосортных, конденсаторных и других видов бумаги .
Гидрофайнер. Гидрофайнеры представляют собой скоростные конические мельницы с цельнометаллической литой гарнитурой, предназначенные для расчеса, рафинирования и гидратации массы без существенного укорочения волокна. Они отличаются малым габаритом, очень компактны и обладают вместе с тем сравнительно высокой производительностью.
Рис. 3. Скоростная мельница Джонса
Наиболее распространен у нас гидрофайнер первой величины типа «Дилтс» завода Тампелла (рис. 4). Ротор диаметром 235/387 мм и длиной 673 мм насажен на стальной вал, снаружи имеет ножевую рубашку из хромистой стали, на которой выфрезерованы ножи трех размеров по длине толщиной от 10 до 14 мм в количестве 48 шт. (24+12+12).
Чугунный корпус статора, как и ротор, снабжен съемной ножевой рубашкой из хромистой стали с выфрезерованными зигзагообразными ножами двух размеров (58 шт.) и толщиной 10—12 мм.
Подшипники ротора сферические, перемещающиеся вместе с валом при его передвижении вдоль оси. На валу ротора со стороны
входа массы установлена крыльчатка для гона массы. Присадка ротора производится перемещением его в осевом направлении, как и у мельниц Жордана, при помощи ручного маховичка. Некоторые современные конструкции гидрофайнеров снабжены электрическим, пневматическим или гидравлическим присадочным устройством, управляемым со щита.
Рис. 4. Гидрофайнер:
а — общий вид; б —разрез; / — ротор; 2— статор; 3 — присадочное устройство; 4 — муфта 5 — крыльчатка
Ротор гидрофайнера приводится во вращение от электродвигателя мощностью 150 кет (число оборотов 1450 в минуту) без промежуточного редуктора. При этом окружная скорость по среднему диаметру ротора составляет около 24 м/сек.
Благодаря установке на валу крыльчатки гидрофайнер может работать при концентрации массы до 6%. Такая концентрация массы, как известно, лучше способствует гидратирующему действию размола, чем более низкая, при которой обычно работают конические мельницы. Поэтому при двухступенчатой схеме размола на гйдрофайнерах и мельницах Жордана целесообразно иметь соответствующие концентрации массы на каждой ступени размола.
Гидрофайнеры завода Тампелла выпускаются трех величин с мощностью двигателя 65, 150 и 260 кет. Гидрофайнеры Блек-Клоусон (США) выпускаются разных типоразмеров с мощностью двигателя от 37 до 300 кет и снабжаются автоматическим присадочным устройством «Дюотролл» (электродвигатель), управляющим присадкой ротора по заданной программе и поддерживающим нагрузку аппарата постоянной.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
