Способ и установка для роспуска материала на основе бумаги и/или картона - RU2349385C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу роспуска материала, в основном, на основе бумаги и/или картона для последующей подачи обработанного материала, такого как волокнистая бумажная масса, древесная шерсть или аналогичное вещество, с целью осуществления дальнейших операций, например, в зоне его применения по назначению, на промежуточное хранение, транспортировку и/или иные процедуры. Роспуск проводят посредством так называемого разбивателя целлюлозы, оборудованного первой камерой для обработки подлежащего роспуску материала с помощью ножевого узла, находящегося в камере и вращающегося на приводном валу. Непосредственно для роспуска обрабатываемый материал за счет своего вращательного движения продавливается через узел сетчатого фильтра, окружающего ножевой узел. При этом материал проходит во вторую камеру разбивателя, а полученную в результате роспуска массу выводят затем для дальнейшей обработки через выпускной люк разбивателя.

Уровень техники

В настоящее время для многих задач, в особенности имеющих отношение к строительству, обычные стеклянные или минеральные волокна можно заменить более пригодной с экологической точки зрения волокнистой бумажной массой, часто именуемой также древесной шерстью. Этот тип волокнистой массы обычно наносят посредством нагнетания и изготавливают, в частности, производя роспуск измельченных бумажных или картонных отходов (макулатуры). Указанный роспуск традиционно проводят, например, с помощью так называемой молотковой мельницы. Требуемое для такой обработки оборудование весьма массивно, что приводит к очень большим инвестиционным затратам на обычно применяемые процессы. Кроме того, для обеспечения достаточной рентабельности эти технические процессы требуют больших производственных мощностей. С другой стороны, недостатком применения молотковой мельницы является необходимость в комплекте с ней использовать отдельную воздуходувку или эксгаустер (вентилятор, работающий на всасывание), обеспечивающие подачу материала после роспуска для дальнейшей обработки. Другая проблема указанных технических решений заключается в необходимости эффективно удалять пыль, скапливающуюся в главных производственных модулях вследствие необходимости промежуточного хранения, например, для эффективного управления всем процессом и приведения его в соответствие с производительностью разбивателя.

В патентных публикациях US 1934180, US 4919340 и US 5188298 описывается разбиватель, который используется с описанной выше целью и оборудован первой камерой для первичной обработки подлежащего роспуску материала с помощью ножевого узла, находящегося в камере и вращающегося на приводном валу. Непосредственно для роспуска обработанный таким образом материал за счет своего вращательного движения продавливается через узел сетчатого фильтра, окружающего ножевой узел. При этом материал проходит во вторую камеру разбивателя, после чего обработанную массу выводят для дальнейшей обработки через выпускной люк. На практике для конструкций, описанных в указанных публикациях, необходимо до роспуска провести какую-то предварительную обработку исходного материала, например его дробление посредством отдельного измельчителя или аналогичного устройства, чтобы материал в ходе реальной обработки, проводимой с помощью ножевого узла, подавался в разбиватель в виде достаточно рыхлой массы. В противном случае приходится применять разбиватель, обладающий высокими эксплуатационными характеристиками, причем даже в таком варианте из-за неоднородности исходной бумажной массы невозможно обеспечить оптимальные рабочие условия и достаточно высокое качество роспуска. С другой стороны, подача необработанного, т.е. плохо разрыхленного, материала в разбиватель указанного типа приводит к быстрому износу ножей, находящихся в ножевом узле, а это, в свою очередь, заставляет проводить техническое обслуживание через очень короткие интервалы времени.

Таким образом, важной проблемой существующего в настоящее время технологического подхода к роспуску является тот факт, что обычное оборудование невозможно использовать, во-первых, в достаточно простом, технологичном варианте, а во-вторых, экономически эффективным образом. В особенности это относится к небольшим производствам.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в радикальном решении перечисленных выше проблем и, тем самым, в значительном повышении существующего уровня техники. С этой целью способ по изобретению характеризуется прежде всего тем, что ножевой узел содержит первый ножевой блок, посредством которого подаваемый в разбиватель материал окончательно подготавливается к роспуску так называемым интегрированным образом, т.е. в одном процессе с роспуском. Кроме того, в указанном узле имеется второй ножевой блок, которым осуществляют роспуск обрабатываемого материала, продавливая его сначала через указанный блок, а именно между лопастями, составляющими данный блок и расположенными с взаимным смещением и перекрытием, а затем через отделенный от ножевого узла зазором узел сетчатого фильтра, такого как сетка, решетка, перфорированная пластина и/или аналогичная конструкция.

К наиболее важным преимуществам, обеспечиваемым способом по изобретению, относятся простота и эксплуатационная надежность как способа, так и оборудования для его осуществления. Кроме того, указанный способ может функционировать экономически эффективным образом даже в случае относительно небольших объемов производства, т.к. предварительную обработку материала, подлежащего роспуску, проводят интегрированным образом, т.е. в одном процессе с роспуском, с помощью первого ножевого блока, включенного в ножевой узел разбивателя. Посредством разбивателя, сконструированного согласно изобретению, можно дополнительно и существенно упростить традиционное оборудование, поскольку в результате вращательного движения ножевого узла обработанный материал можно будет также подавать и на дальнейшую обработку. Таким образом, указанная операция полностью проводится без традиционных отсасывающих или вытяжных вентиляторов. Поскольку способ по изобретению позволяет провести роспуск исключительно с помощью разбивателя по изобретению, т.е. не применяя, например, измельчитель для тонкого раздробления недомолотой массы до ее роспуска, как этого требуют традиционная технология, капиталовложения и энергопотребление, необходимые для осуществления процесса, остаются минимальными.

Предпочтительные варианты способа по изобретению сформулированы в соответствующих зависимых пунктах формулы.

Изобретение относится также к установке, работающей в соответствии с описанным способом. Она более подробно описана в ограничительной части соответствующего независимого пункта формулы. Основные особенности установки по изобретению перечислены в отличительной части соответствующего пункта формулы.

К наиболее важным преимуществам, обеспечиваемым установкой по изобретению, относятся ее простота и надежность в эксплуатации. Указанные преимущества определяются тем, что предварительную обработку материала, подлежащего роспуску, проводят интегрированным образом, т.е. в одном процессе с роспуском, с помощью первого ножевого блока, включенного в ножевой узел разбивателя. В результате, по сравнению с существующими техническими решениями аналогичного назначения, установка реализуется в виде чрезвычайно малогабаритного, компактного модуля или даже в передвижном варианте, устанавливаемом, например, на платформе или в кузове грузовика.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет, в частности, производить волокнистую бумажную массу непосредственно на том месте, где было складировано недомолотое сырье, например бумажные или картонные отходы. Кроме того, простота установки дополнительно обеспечивается принципом действия предлагаемого разбивателя, в предпочтительном варианте которого предусматривается, что как роспуск, так и удаление обработанного материала для дальнейшей обработки осуществляют за счет вращательного движения ножевого узла. С другой стороны, введение в разбиватель материала, подлежащего роспуску, и необходимых добавок, таких, например, как борная кислота или бура, осуществляют одинаковым образом, т.е. посредством пониженного давления, созданного ножевым узлом. Таким образом, для перемещения материала, подлежащего роспуску или уже обработанного, предлагаемая установка не нуждается в наличии воздуходувок или эксгаустеров, использующихся в традиционных технических решениях. Для исходного материала не нужны также и отдельные устройства предварительной обработки, такие как измельчители или аналогичные конструкции.

Предпочтительные варианты осуществления установки по изобретению сформулированы в соответствующих зависимых пунктах формулы.

Краткое описание чертежей

В следующем далее описании изобретение будет подробно изложено со ссылками на прилагаемые чертежи, где

фиг.1 иллюстрирует один из предпочтительных вариантов роспуска, осуществляемый в соответствии со способом по изобретению;

фиг.2 в частичном разрезе иллюстрирует разбиватель, показанный на фиг.1;

фиг.3 иллюстрирует показанный на фиг.1 разбиватель на виде со стороны его загрузочного конца;

фиг.4 иллюстрирует частично разобранный разбиватель в той же проекции, что и на фиг.3.

Осуществление изобретения

Изобретение относится к способу роспуска, касающемуся главным образом материала на основе бумаги и/или картона и имеющему своей целью последующую подачу обработанного материала, такого как волокнистая бумажная масса, древесная шерсть или аналогичное вещество, для дальнейших операций, например, для применения по назначению, промежуточного хранения, транспортировки и/или подобных процедур. Роспуск проводят посредством разбивателя 1, который оборудован первой камерой А, предназначенной для обработки подлежащего роспуску материала с помощью ножевого узла 1а, находящегося в камере и вращающегося на приводном валу s. Непосредственно для роспуска обработанный таким образом материал за счет указанного вращательного движения w продавливается через узел 1b сетчатого фильтра, окружающего ножевой узел 1а. При этом материал проходит во вторую камеру В разбивателя 1, и обработанную массу выводят затем для дальнейшей обработки через выпускной люк UA разбивателя. Как показано, например, на фиг.2 и 4, ножевой узел 1а содержит первый ножевой блок 1а', посредством которого подаваемый в разбиватель материал окончательно подготавливается к роспуску интегрированным образом, т.е. в одном процессе с роспуском. Кроме того, в указанном узле имеется второй ножевой блок 1а", которым осуществляют роспуск материала, продавливая его сначала через блок 1а", а именно между лопастями 1а"1, составляющими этот блок и установленными с взаимным перекрытием и с взаимным смещением по оси, а затем через отделенный от второго ножевого блока 1а" зазором v узел 1b сетчатого фильтра, такого как сетка, решетка, перфорированная пластина и/или аналогичная конструкция.

В одном из предпочтительных вариантов способа подлежащий роспуску материал проходит предварительную обработку, например перемешивание и измельчение, посредством первых ножевых компонентов 1а'1, содержащихся в первом ножевом блоке 1а'. Они расположены в плоскости, по существу, параллельной лопастям 1а"1 второго ножевого блока 1а", и вращаются вместе с ними. Кроме того, указанная предварительная обработка осуществляется также вторыми ножевыми компонентами 1а'2, составляющими одно целое с первыми ножевыми компонентами 1а'1 и выступающими от них в направлении, по существу, перпендикулярном компонентам 1а'1 ножевого узла 1а.

В другом предпочтительном варианте способе прохождение обработанного материала через узел 1b сетчатого фильтра во вторую камеру В и далее через выпускной люк UA разбивателя для дальнейшей обработки происходит за счет вращательного движения w ножевого узла 1а, т.е. посредством центробежной силы и/или повышенного давления.

В следующем предпочтительном варианте способа роспуск проводят, по существу, в виде сухого процесса. При этом для улучшения характеристик конечного продукта, в частности его термических/огнестойких свойств, сопротивления гниению и/или других параметров, в материал, подаваемый в разбиватель 1 и/или обработанный в нем, вводят одну или несколько добавок (XY), например, борную кислоту, буру и/или аналогичное вещество. В данном случае под обработанным продуктом подразумеваются волокнистая бумажная масса, древесная шерсть и аналогичные материалы, применяемые для теплоизоляции. В другом предпочтительном варианте способа подлежащий роспуску материал и/или добавку (XY) подают в процесс роспуска согласно принципу, показанному, в частности, на фиг.1, 2, т.е. из подающего устройства ×1, присоединенного к разбивателю 1, например, из одного или нескольких подающих бункеров ×11, подающих люков ×12 и/или подобных устройств, с помощью пониженного давления, обеспечиваемого главным образом вращательным движением w ножевого узла 1а.

Изобретение относится также к установке, пригодной для осуществления описанного выше способа. Как показано, в частности на фиг.2-4, установка снабжена собственным ножевым узлом 1а, который содержит первый ножевой блок 1а', предназначенный для предварительной обработки материала, подаваемого для роспуска в разбиватель 1 интегрированным образом, т.е. в одном процессе с роспуском. Кроме того, в указанном узле 1а имеется второй ножевой блок 1а", которым осуществляют роспуск подлежащего обработке материала. Роспуск в разбивателе 1 происходит посредством продавливания материала сначала через второй ножевой блок 1а", который, как показано, например, на фиг.2 и 4, состоит из лопастей 1а"1, расположенных с взаимным перекрытием и смещением (на фиг.4 на угол 90°), а затем через отделенный от ножевого узла 1а зазором v узел 1b сетчатого фильтра, такого как сетка, решетка, перфорированная пластина и/или аналогичная конструкция.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления установки ее первый ножевой блок 1а' содержит первый ножевой компонент 1а'1, предназначенный главным образом для проведения предварительной обработки, такой как перемешивание и измельчение исходного материала. Указанный компонент расположен в плоскости, по существу, параллельной лопастям 1а"1 второго ножевого блока 1а", и вращается вместе с ними. Кроме того, в ножевом блоке 1а' имеется второй ножевой компонент 1а'2, составляющий одно целое с первым ножевым компонентом 1а'1 и выступающий от него в направлении, по существу, противоположном направлению к другим частям ножевого узла 1а, т.е. перпендикулярно компоненту 1а'1.

В другом предпочтительном варианте установки обработанный материал, проходящий через узел 1b сетчатого фильтра во вторую камеру В, выводится для дальнейшей обработки через выпускной люк UA разбивателя, причем указанное выведение осуществляется главным образом за счет вращательного движения w ножевого узла 1а, т.е. посредством центробежной силы и/или повышенного давления. Таким образом, нет необходимости использовать для этой цели отдельные воздуходувки или эксгаустер.

В следующем варианте осуществления установки разбиватель 1 соединен с подающим устройством ×1, предназначенным для снабжения разбивателя материалом, подлежащим обработке, и/или одной или несколькими добавками XY, такими как борная кислота, бура и/или аналогичное вещество. Предпочтительно подавать указанный материал и добавки в виде сухой массы согласно принципу, показанному, например, на фиг.1 и 2, т.е. через подающий бункер ×11, расположенный перед установкой, и подающий люк ×12, выполненный в кожухе разбивателя. Эта процедура производится за счет пониженного давления, предпочтительно обеспечиваемого ножевым узлом 1а и вращательным движением w. Она имеет своей целью главным образом улучшение характеристик конечного продукта, в частности, термических/огнестойких свойств, сопротивления гниению и/или других параметров (под конечным продуктом в данном случае подразумеваются волокнистая бумажная масса, древесная шерсть или аналогичные материалы, применяемые для теплоизоляции). Поэтому дно РР подающего бункера ×11 сделано проницаемым для воздуха и имеет вид перфорированной, решетчатой или подобной структуры, позволяющей воздушному потоку V за счет засасывающего эффекта, созданного ножевым узлом 1а, смешиваться с материалом, подаваемым в разбиватель 1.

В последнем из рассмотренных предпочтительных вариантов осуществления, по меньшей мере, первые ножевые компоненты первого ножевого блока 1а' и/или ножи второго ножевого блока 1а" сконструированы, как показано, например, на фиг.4, в виде удлиненных лопастей 1а'1 и 1а"1, расположенных радиально и имеющих толщину 5-20 мм, например 10 мм. Скорость вращения w ножевого узла 1а лежит в интервале 1500-5000 оборотов в минуту, а в наиболее предпочтительном варианте составляет 3000 оборотов в минуту. Далее величина зазора v между вторым ножевым блоком 1а" и узлом 1b сетчатого фильтра лежит в интервале 10-50 мм, предпочтительно составляя около 20 мм, а пропускная способность указанного узла равна 30-50%, предпочтительно около 40%.

На представленном на фиг.1 общем виде показано, что в установку входит, в частности, конвейер К, применяемый для снабжения разбивателя 1 материалом, подлежащим роспуску. Он может использовать, например, открытую ленту или представлять собой скребковый конвейер. Возможны также конструкции с закрытыми шнеками и другие технические решения подобного типа. Используемая в случае необходимости добавка, например бура, может подаваться в виде отдельного потока твердого материала посредством собственной встроенной подающей системы. Указанная система снабжена мешалкой ×2, приводимой в действие, например, небольшим электрическим двигателем. Мешалка разрушает возможные в данном случае комки и в то же время подает требуемое количество материала. В этом контексте можно применять также и другие общепринятые подающие системы в виде отдельного блока.

Первый и второй ножевые компоненты (соответственно, 1а'1 и 1а'2) первого ножевого блока, помещенные перед вторыми ножами 1а", также находящимися в ножевом узле 1а, предназначены главным образом для измельчения и перемешивания материала на его пути к разбивателю 1 до вступления в фактический процесс роспуска. С другой стороны, материал, подлежащий обработке в ходе указанного процесса, сначала распускается до определенного уровня за счет принудительного прохождения через просветы, предусмотренные между лопастями 1а"1 второго ножевого блока 1а". Однако главный этап роспуска происходит у наружного периметра, когда вращающиеся лопасти 1а"1 продавливают материал через узел 1b сетчатого фильтра. После прохождения через указанный узел материал, превращенный в волокнистую бумажную массу, посредством центробежной силы переносится, например, в транспортный контейнер по трубе Р, присоединенной к выпускному люку UA разбивателя 1. В варианте осуществления установки, показанном на фиг.4, лопасти 1а'1 первого ножевого компонента предпочтительно расположены под углом 45° относительно лопастей 1а"1 второго ножевого блока.

Очевидно, что изобретение не ограничено вариантами, проиллюстрированными или описанными выше. В рамках своей основной концепции оно может подвергаться весьма существенным изменениям. Прежде всего материал, изготовленный согласно способу по изобретению, можно использовать не только непосредственно для целей изоляции, но также, например, в качестве наполнителя в других, в частности, строительных приложениях, в том числе в операциях по укладке асфальта. В таком случае возможно полное исключение добавок или их существенное отличие от описанных выше веществ. Отсюда с очевидностью следует, что конструкция разбивателя по изобретению может быть более сложной по сравнению с описанными выше вариантами, причем как с точки зрения многообразия вводимых в него материалов, так и в плане безопасности работы. В этом контексте в зависимости от условий эксплуатации может оказаться необходимым оборудовать открытые люки разбивателя надлежащими устройствами или системами безопасности. Поскольку роспуск, проведенный согласно изобретению, осуществляется главным образом за счет механического силового воздействия ножевого узла, возможен весьма сильный нагрев каких-то зон. Поэтому очевидно, что в конструкции разбивателя по изобретению внутри его кожуха или ножевого узла, вмонтированного в кожух, следует предусмотреть, например, систему циркуляции холодной воды или холодного воздуха, причем возможны и другие аналогичные решения. Кроме того, весьма желательна регулировка положений первого и/или второго ножевых компонентов первого ножевого блока относительно друг друга и/или по отношению к лопастям второго ножевого блока. При этом можно использовать, например, принцип быстроразъемного соединения. С другой стороны, целесообразно также оборудовать как первый, так и второй ножевые блоки несколькими лопастями/ножами, перекрывающими пространство в большей степени, чем это показано на прилагаемых чертежах.

Реферат

Изобретение относится к способу роспуска материала, преимущественно на основе бумаги и/или картона, для последующей подачи обработанного материала, такого как волокнистая бумажная масса, древесная шерсть или аналогичные вещества, для осуществления дальнейших операций, например, в зоне его применения по назначению, на промежуточное хранение, транспортировку и/или иные процедуры. Способ роспуска преимущественно материала на основе бумаги и/или картона включает разбиватель, который оборудован первой камерой для обработки материала, подлежащего роспуску, ножевой узел, находящийся в камере и вращающийся вокруг оси вращения. Причем за счет вращения ножевого узла подлежащий обработке материал проходит предварительную по отношению к роспуску обработку посредством первого ножевого блока, принадлежащего ножевому узлу, после чего осуществляют его роспуск посредством второго ножевого блока, принадлежащего ножевому узлу, а затем материал пропускают через узел сетчатого фильтра, взаимодействующего с ножевым узлом, во вторую камеру разбивателя для вывода обработанного материала далее через выпускной люк разбивателя с целью дальнейшей обработки. Материал, подлежащий роспуску, предварительно обрабатывают посредством первого ножевого блока, который состоит из, по меньшей мере, двух компонентов и/или размещен в подающем люке таким образом, что обеспечивает возможность предварительно обработать, по существу, весь материал, поданный в разбиватель, после чего производят роспуск материала, вынуждая его пройти между лопастями, входящими во второй ножевой блок и расположенными с взаимным смещением и перекрытием, причем толщина лопастей составляет 5-20 мм. Изобретение позволяет снизить капиталовложения и энергопотребление, повысить эксплуатационную надежность и упростить традиционное оборудование. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула