CC BY
7<Тешетневс^ие чтения. 2016
УДК 676.2.024.6.002.5
ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГАРНИТУРЫ НА ПРОЦЕСС РАЗМОЛА ВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ
В. А. Кожухов, Н. Ю. Кожухова, В. И. Ковалев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: vkozhukhov@mail.ru
Рассматривается анализ теоретических и экспериментальных исследований в области процесса размола волокнистых материалов ножевым способом.
Ключевые слова: размол, волокнистый полуфабрикат, ударное воздействие, дисковая мельница.
INFLUENCE OF FONT DESIGN FEATURES ON GRIND PROCESS OF FIBROUS SEMI-FINISHED PRODUCTS
V. A. Kozhukhov, N. Y. Kozhukhova, V. I. Kovalev
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: vkozhukhov@mail.ru
The analysis of theoretical and experimental research is examined in area of grinding process offibrous materials by a blade method.
Keywords: the grinding offibrous, semi-finished product, the impact of the shock, disk mill.
В условиях современного производства способы приготовления бумажной массы существенно изменились. Изменились также требования, предъявляемые к готовой продукции и к исходным материалам, используемым в бумажной промышленности. Однако основой качества бумаги остается правильный выбор способа обработки волокнистых материалов [4].
В ножевых размалывающих машинах доля рубленого волокна и волокна, подверженного ударным нагрузкам, может регулироваться рядом технологических факторов процесса размола, в числе которых общепризнанные факторы: время обработки, вид обрабатываемого материала, концентрация суспензии, удельное давление в зазоре между ножами или величина зазора и др. Но основным фактором, влияющим на качество помола в ножевых размалывающих машинах, кроме перечисленных выше является характер распределения усилия как на кромках ножевой гарнитуры, так и на поверхностях сопряжения при скрещивании ножей ротора с ножами статора. Характер распределения этих усилий зависит, в первую очередь, от расположения ножей ротора и статора относительно друг друга. Для обеспечения основных ударных воздействий при контакте ножей необходимо создать условия, при которых угол скрещивания пересекающимися ножами при набегании рабочих поверхностей ротора на рабочие поверхности ножей статора приближался бы к нулю [5].
Для подтверждения теоретических выводов были проведены экспериментальные исследования по изучению процесса размола волокнистых полуфабрикатов на полупромышленной дисковой мельнице (рис. 1).
В размольной установке подвергалась размолу небеленая бисульфитная целлюлоза, с начальной степенью помола 18 °ШР (Шоппер-Риглер). Эксперимент проводился при концентрации от 1 до 3 %, при частоте вращения ротора от 1000 до 2000 об/мин.
Для исследования радиальной гарнитуры и углов скоса фасок ножей при размоле волокнистой массы были спроектированы и изготовлены размольные гарнитуры дисковой мельницы (рис. 2, 3) [1].
Из рис. 3 видно, что наблюдается тенденция прироста степени помола с увеличением частоты вращения ротора, одновременно с этим нужно отметить, что прирост степени помола на гарнитуре с ударным эффектом несколько выше, чем для традиционной ножевой гарнитуры [2].
Тот факт, что для размола до определенной степени помола на гарнитуре с ударным эффектом требуется затратить меньшее время, положительно сказывается на удельном расходе электроэнергии. Вместе с тем, в исследуемой гарнитуре наблюдается повышение большинства физико-механических характеристик.
При использовании радиальной гарнитуры с ударным эффектом, в сравнении с классической гарнитурой, имеющей угол скрещивания ножей ротора с ножами статора, при размоле волокнистых полуфабрикатов наблюдается большая фибрилляция волокон и меньшее их укорочение. Это положительно сказывается как на бумагообразующих свойствах волокнистой массы, так и на физико-механических характеристиках готовых отливок [3].
комплексная переработка возобновляемого сырья
Рис. 1. Общий вид экспериментальной установки: 1 - гидроразбиватель; 2 - дисковая мельница; 3 - ременная передача; 4 - труба нагнетательная; 5 - труба циркуляционная; 6 - рама; 7 - крепление; 8, 9, 10 - электродвигатель
Рис. 2. Ножевая гарнитура для размола волокнистых полуфабрикатов с радиальным расположением ножей
□ 5 10 15 20 25 30 35 40
Время размола, мин
Рис. 3. Зависимость степени помола от времени размола: 1 - традиционная гарнитура; 2 - ударная гарнитура без скоса фаски; 3 - ударная гарнитура с фаской 5°; 4 - ударная гарнитура с фаской 15°; 5 - ударная гарнитура с фаской 30°
Библиографические ссылки
1. Пат. 2314379 Российская Федерация, МПК 51 D 21 D1/30, В 02 С 7/12. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы / Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И., Кожухов В. А. заявитель и патентообладатель Сиб. гос. технол. ун-т. № 2006121632/12 ; заявл. 19.06.2006 ; опубл. 10.01.2008, Бюл. № 1. 5 с.
2. Кожухов В. А., Алашкевич Ю. Д., Ковалев В. И. Построение рисунка гарнитуры с ударным эффектом в ножевых размалывающих машинах // Химия растительного сырья. 2013. № 3. С. 239-242.
3. Кожухов В. А. Размол волокнистых полуфабрикатов в размольных ножевых машинах при ударном воздействии на волокно : дис. ... канд. техн. наук : 05.21.03. Красноярск, 2015. 162 с.
4. Гончаров, B. H. Исследование силового воздействия ножевой гарнитуры дисковой и конической мельниц на волокна в процессе размола : дис. ... канд. техн. наук. Я.,1972. 172 с.
5. Алашкевич Ю. Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах : дис. ... д-ра техн. наук : 05.21.03. Красноярск, 1986. 70 с.
References
1. Patent № 2314379. Rossiyskaya Federatsiya, MPK 51 D 21 D1/30, B 02 C 7/12. Razmalyvayushchaya garnitura dlya diskovoy mel'nitsy [The grinding font for a disk mill] / Alashkevich Yu. D., Kovalev V. I., Kozhuk-hov V. A.; zayavitel' i patentoobladatel': Sibir. gosud.
Решетневс^ие чтения. 2016
tekhnolog. un-t № 2006121632/12. ; zayavl. 19.06.2006; opubl. 10.01.2008, Byul. № 1. 5 p.
2. Kozhukhov V. A. Postroenie risunka garnitury s udarnym effektom v nozhevykh razmalyvayushchikh mashinakh [Creation of the drawing of a font with shock effect in the knife grinding cars] / V. A. Kozhukhov, Yu. D. Alashkevich, V. I. Kovalev // Khimiya rastitel'nogo syr'ya. 2013. № 3, pp. 239-242.
3. Kozhukhov V. A. Razmol voloknistykh polufabri-katov v razmol'nykh nozhevykh mashinakh pri udarnom vozdeystvii na volokno [Grind of fibrous semi-finished products in the razmolnykh knife cars at shock impact on fiber]: dis. kand. tekhn. Nauk : 05.21.03. Krasnoyarsk, 2015. 162 p.
4. Goncharov B. H. Issledovanie silovogo vozdey-stviya nozhevoy garnitury diskovoy i konicheskoy mel'nits na volokna v protsesse razmola [Research of power impact of a knife font of disk and conic mills on fibers in the course of grind] : Dis. ... kand. tekhn. nauk. Ya., 1972. 172 p.
5. Alashkevich Yu. D. Osnovy teorii gidrodinami-cheskoy obrabotki voloknistykh materialov v razmol'nykh mashinakh [Bases of the theory of hydrodynamic processing of fibrous materials in the grinding machines] : dis. ... dokt. tekhn. Nauk : 05.21.03. Krasnoyarsk, 1986. 170 p.
© Кожухов В. А., Кожухова Н. Ю., Ковалев В. И., 2016
УДК 676.024.6
ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССА РАЗМОЛА ВТОРИЧНОГО ВОЛОКНИСТОГО СЫРЬЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БЕЗНОЖЕВОЙ УСТАНОВКИ
Р. А. Марченко, В. И. Шуркина, Т. А. Лошкарева, Н. С. Решетова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: r.a.marchenko@mail.ru
Рассматривается интенсификация процесса обработки вторичного волокнистого сырья при использовании установки безножевого размола.
Ключевые слова: безножевой размол, волокнистые материалы, вторичное сырье, макулатура, установка типа «струя-преграда».
INTENSITY OF GRIND PROCESS OF SECONDARY FIBROUS RAW MATERIALS WHEN USING BLADES-FREE EQUIPMENT
R. A. Marchenko, V. I. Shurkina, T. A. Loshkareva, N. S. Reshetova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: r.a.marchenko@mail.ru
Processing of secondary fibrous raw materials is intensified when using blade-free grinding. This method needs to
Keywords: blade-free grinding, fibrous materials, secondary raw materials, waste paper, installation of the "jet-barrier".
Использование безножевой обработки вторичного сырья (макулатуры и оборотного брака) значительно улучшает бумагообразующие свойства волокнистой массы по сравнению с ножевым размолом [1; 2]. Это позволяет увеличить процентное соотношение использования вторичного сырья в общей композиции готовой продукции без значительного снижения ее прочностных показателей, что приведет к сокращению расходов первичных сырьевых ресурсов, улучшит экологическую обстановку и снизит энергозатраты на процесс размола.
Исходя из теоретических исследований и анализа силовых воздействий на волокно, выяснилось, что при наличии преграды на безножевой установке
(рис. 1) основными силовыми факторами процесса размола являются: удар струи волокнистой суспензии о неподвижную преграду и механизм разрушения волокна, связанный с кавитационным эффектом при контакте струи суспензии с преградой [3].
С использованием подвижной преграды (рис. 2) появляется ряд факторов, влияющих на интенсивность размола, в частности, геометрические параметры подвижной преграды, определяющие частоту контакта струи суспензии с ее элементами, скорость истечения струи, окружная скорость вращения подвижной преграды.
Понимая, что на процесс размола оказывает влияние скорость истечения струи, геометрические параметры турбины, количество лопастей турбины и ско-
