close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент РФ 2336382

код для вставки
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
RU
(19)
(11)
2 336 382
(13)
C2
(51) МПК
D21B 1/12
(2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
(21), (22) За вка: 2005116986/12, 18.11.2003
(72) Автор(ы):
ВИКМАН Кай (FI)
(24) Дата начала отсчета срока действи патента:
18.11.2003
(73) Патентообладатель(и):
М-РИАЛ ОИЙ (FI)
R U
(30) Конвенционный приоритет:
18.11.2002 FI 20022050
(43) Дата публикации за вки: 27.12.2006
(45) Опубликовано: 20.10.2008 Бюл. № 29
2 3 3 6 3 8 2
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2128258 C1, 27.03.1999. US 6364998
В1, 02.04.2002. RU 2166126 C2, 27.04.2001. SE
7810876 A, 19.04.1980. CA 1125077 A,
08.06.1982. WO 96/18769 A1, 20.06.1996.
(85) Дата перевода за вки PCT на национальную фазу:
20.06.2005
2 3 3 6 3 8 2
R U
(87) Публикаци PCT:
WO 2004/046455 (03.06.2004)
C 2
C 2
(86) За вка PCT:
FI 03/000880 (18.11.2003)
Адрес дл переписки:
190068, Санкт-Петербург, ул. Садова , 51,
офис 303, "Патентика", пат.пов. М.А.Можайскому
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Предназначено дл использовани в
целлюлозно-бумажной промышленности.
Изобретение основано по меньшей мере на двух
рафинерах, расположенных таким образом, что
смесь щепы, воды и пара сначала подаетс в
первый рафинер, где щепу размалывают, а поток
массы из первого рафинера затем поступает во
второй рафинер дл размола волокон до
окончательной степени помола. Поток массы из
пара и волокон подаетс по меньшей мере в
первый рафинер благодар энергии вращени ротора рафинера, так что обратного потока пара,
по существу, не возникает. Поток массы,
обеспечивающий
работу
первого
рафинера,
полностью подаетс во второй рафинер, при этом
пар не отдел етс от массы перед вторым
рафинером.
Обеспечиваетс пониженное
энергопотребление на одну тонну продукции. 2 н. и
11 з.п. ф-лы, 1 ил.
Страница: 1
RU
C 2
C 2
2 3 3 6 3 8 2
2 3 3 6 3 8 2
R U
R U
Страница: 2
RUSSIAN FEDERATION
RU
(19)
(11)
2 336 382
(13)
C2
(51) Int. Cl.
D21B 1/12
(2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY,
PATENTS AND TRADEMARKS
(12)
ABSTRACT OF INVENTION
(21), (22) Application: 2005116986/12, 18.11.2003
(72) Inventor(s):
VIKMAN Kaj (FI)
(24) Effective date for property rights: 18.11.2003
(73) Proprietor(s):
M-RIAL OIJ (FI)
(30) Priority:
18.11.2002 FI 20022050
R U
(43) Application published: 27.12.2006
(45) Date of publication: 20.10.2008 Bull. 29
2 3 3 6 3 8 2
(85) Commencement of national phase: 20.06.2005
(86) PCT application:
FI 03/000880 (18.11.2003)
(87) PCT publication:
WO 2004/046455 (03.06.2004)
(57) Abstract:
FIELD: textile, paper.
SUBSTANCE: device is intended for use in paperand-pulp industry. Invention is based on at least
two refiners arranged so that mixture of chipped
wood, water and steam is initially supplied to
refiner 1, where chipped wood is milled and the
whole mass flow is supplied to refiner 2 for
fibre refining to the final degree of particle
fineness. Mass flow consisting of steam and fibre
is supplied to at least refiner 1 due to the
energy
from
refiner
rotor
rotation,
so
no
essential reverse flow of steam is occurred. Mass
flow
ensuring
operation
refiner
1
is
fully
supplied to refiner 2. Besides steam is not
separated from mass before refiner 2.
EFFECT: low energy consumption per one ton of
products.
13 cl, 1 dwg
R U
2 3 3 6 3 8 2
(54) METHOD OF MECHANICAL FIBRE MASS PRODUCTION AND ASSOCIATED DEVICE
Страница: 3
EN
C 2
C 2
Mail address:
190068, Sankt-Peterburg, ul. Sadovaja, 51,
ofis 303, "Patentika", pat.pov. M.A.Mozhajskomu
RU 2 336 382 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Изобретение относитс к получению термомеханической волокнистой массы путем
размола с использованием по меньшей мере одного рафинера.
Изобретение также относитс к устройству дл осуществлени этого способа.
В процессе размола древесина в форме щепы вместе с водой подаетс в узкий зазор
между статором и ротором рафинера. Зазор сужаетс в поперечном сечении от центра
рафинера к внешнему периметру. Поверхности ротора и статора имеют стержни с
лезви ми дл размола древесины с образованием волокнистой массы. Щепа раздел етс на волокна и фибриллируетс , проход через рафинер. Размол может осуществл тьс в
одном рафинере или может быть продолжен в последующих рафинерах.
Щепа подаетс в центр рафинера, в первую очередь удар етс о лезви размольных
стержней и при этом дробитс на куски. Размол этих кусков начинаетс при их
соударении между собой и с лезви ми ротора и статора. Центробежна сила выталкивает
эту смесь древесины и волокнистой массы, состо щую из крупных частиц, наружу в
радиальном направлении в уменьшающемс дисковидном зазоре между пластинами
ротора и статора. При взаимодействии ротора, статора и волокон волокнистый материал
раздел етс на волокна и фибриллируетс до окончательной степени помола. При
соударении волокнистой массы и лезвий стержней ротора, а также соударении волокон
между собой на трение между волокнистой массой и поверхност ми сегментов и
внутреннее трение в фазе волокнистой массы расходуетс значительное количество
энергии. Эта энерги преобразуетс в тепло, что увеличивает температуру воды и
волокнистой массы и приводит к испарению воды. Образующийс при этом пар интенсивно
воздействует на поток волокнистой массы в дисковидном зазоре. В зависимости от
давлени перед рафинером и за ним часть пара перемещаетс обратным током в
направлении подачи щепы, а часть движетс вперед вместе с потоком волокнистой массы.
Поток пара ограничен узким дисковидным зазором, поэтому давление и температура в этом
зазоре могут быть значительно выше, чем в корпусе рафинера или в месте подачи. Тепло
в процессе размола мен ет реологические свойства древесины и волокнистой массы и
оказывает значительное воздействие на окончательное качество волокнистой массы.
Очень часто в процессе размола используют два последовательных рафинера. В ходе
такого процесса один раз размолотые необработанные волокна выход т из первого
рафинера вместе с паром, причем скорость выпуска пара и щепы используют дл транспортировки волокон ко второму рафинеру. Так как в первом рафинере
образовываетс большое количество пара, излишек пара должен быть удален из потока
перед подачей щепы во второй рафинер. Таким образом, поток, выход щий из первого
рафинера, поступает в циклон, где излишек пара отдел етс . Отделенный пар может быть
подан в первую ступень размола. Из циклона дефиброванное волокно подаетс во второй
рафинер, где происходит его размол до окончательной степени помола. После второго
рафинера смесь волокна и пара подаетс во второй циклон дл отделени пара от
волокна.
Такой процесс требует расхода большого количества энергии на каждую тонну
произведенной волокнистой массы. Один из факторов, увеличивающих количество
требуемой энергии, - образование пара в рафинерах. Пар необходим дл транспортировки
размолотой волокнистой массы в рафинере между статором и ротором или от ротора к
ротору, главным образом, от первого рафинера ко второму. В данных процессах дл транспортировки волокнистой массы требуетс большое количество пара. Этот излишек
пара должен быть удален из потока волокна перед его подачей во второй рафинер. Пар
или вода также требуютс дл охлаждени волокон, нагретых благодар трению,
возникающему между дисками рафинера. При неправильной консистенции волокнистой
массы врем нахождени массы в рафинере может увеличитьс , при этом масса может
быть перегрета и может потемнеть.
Увеличенное врем нахождени в рафинере также измен ет результат размола и
качество волокнистой массы.
При стандартном процессе пар отдел ют от волокна в интервале между разными
Страница: 4
DE
RU 2 336 382 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
ступен ми размола. Этот пар обычно используют в бумагоделательной машине, так что в
корпусе рафинеров первой ступени и на подаче рафинеров второй ступени требуетс создать очень высокое давление.
Целью насто щего изобретени вл етс создание способа получени термомеханической волокнистой массы и устройства дл его осуществлени ,
обеспечивающих пониженное энергопотребление на одну тонну продукции.
Согласно изобретению, по меньшей мере два рафинера скомбинированы таким
образом, что смесь щепы, воды и пара сначала подаетс в первый рафинер, где щепу
размалывают, а поток массы из первого рафинера затем поступает во второй рафинер дл размола волокон до окончательной степени помола. Поток массы из пара и волокон
подаетс по меньшей мере в первый рафинер благодар энергии вращени ротора
рафинера, так что обратного потока пара, по существу, не возникает. Поток массы,
обеспечивающий работу первого рафинера, полностью подаетс во второй рафинер, при
этом пар не отдел етс от массы перед вторым рафинером.
Более подробно отличи предлагаемого способа размола охарактеризованы в
отличительной части п.1 формулы изобретени .
Отличи устройства дл реализации описанного способа охарактеризованы в
отличительной части п.9 формулы изобретени .
Изобретение имеет существенные преимущества.
Самое важное преимущество изобретени - это уменьшение количества энергии,
затрачиваемой на производстве волокнистой массы. Кроме того, свойства производимой
волокнистой массы, такие как цвет и длина волокна, можно измен ть, вли на услови процесса в соответствии с изобретением. Приведут ли эти изменени к улучшению свойств
волокна зависит от того, какие свойства требуютс дл производства конечного
продукта. Так как дл производства разных типов продукции требуютс различные
качества волокна, волокниста масса в соответствии с изобретением лучше подходит дл некоторых видов продукции, следовательно, улучшение качества волокна зависит от сорта
бумаги. Однако изобретение предоставл ет расширенные возможности дл управлени продолжительностью обработки волокнистой массы и другими параметрами процесса, что
позвол ет при производстве волокнистой массы точнее следовать конкретным
требовани м к свойствам массы и таким образом повысить ее качество.
Средн продолжительность обработки волокнистой массы в рафинерах меньше, чем в
известных системах, а максимальные температуры также понижены. Колебани температуры также меньше. Поэтому риск потемнени волокнистой массы меньше, и
обеспечена возможность производства более светлой волокнистой массы. Дл улучшени свойств волокна можно свободно выбирать давление на участке от корпуса предыдущей
ступени до следующей ступени. Благодар пониженному рабочему давлению нагрузки на
детали устройства уменьшаютс , вследствие чего подшипники, рама и другие части
устройства могут быть выполнены с расчетом на более низкие нагрузки. Дл регулировани температуры в рафинере не требуетс механизм подачи воды или пара, при
этом пар не образуетс в рафинере.
Цели и признаки изобретени раскрываетс в нижеследующем подробном описании со
ссылками на прилагаемый чертеж. Следует однако отметить, что чертеж предназначен
только дл по снени , а не дл ограничени объема изобретени , который задан
прилагаемой формулой изобретени .
На чертеже изображены основные части линии по производству волокнистой массы.
Первое устройство в конвейере - бункер 1, в который подают заранее полученную
древесную щепу. В днище бункера 1 расположен подающий шнек 2 дл удалени щепы из
бункера 1 и подачи ее дальше по конвейеру. Далее по конвейеру расположен первый
рафинер 3, в который щепа поступает посредством подающего шнека 4. Рафинер 3
приводитс в движение электродвигателем 5, вращающим ротор рафинера. Ротор
взаимодействует с неподвижным статором и размалываема щепа перемещаетс в зазоре
между статором и ротором. Благодар силе вращени ротора смесь щепы и пара
Страница: 5
RU 2 336 382 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
проталкиваетс в зазоре, а подаче щепы способствует отсутствие избыточного давлени в
зазоре. По этой причине не требуетс дополнительной подачи пара и может
поддерживатьс оптимальна консистенци смеси.
Из первого рафинера 3 смесь пара и один раз размолотое волокно подаетс на
подающую трубу 6 второго рафинера 7 под действием силы ротора. Второй рафинер
приводитс в движение электродвигателем 8. Общий объем массы, обеспечивающий
работу первого рафинера 3, поступает во второй рафинер 7, где осуществл етс размол
волокна до окончательной, требуемой степени помола. Как и в первом рафинере, под
действием силы вращени ротора смесь волокнистой массы/пара направл етс к
периметру рафинера, где смесь выходит в выпускной трубопровод 9. Вс масса,
обеспечивающа работу первого рафинера 3, поступает во второй рафинер. Така возможность обусловлена тем, что волокниста масса перемещаетс только под
действием силы вращени рафинера, так что не требуетс подавать в рафинер
дополнительного пара дл создани разности давлений в рафинере и перемещени волокнистой массы. Таким образом, не требуетс и отделени пара между рафинерами, и
консистенци смеси волокнистой массы/пара, обеспечивающей работу первого рафинера,
подходит дл подачи во второй рафинер. Наконец, поток массы, обеспечивающий работу
второго рафинера, подаетс в циклон 10, где пар отдел етс от волокон, а волокна
передаютс дальше подающим шнеком 11. Пар, отделенный от волокон, может быть
возвращен в первый рафинер 3 по возвратному трубопроводу 12 или может быть выведен
по трубопроводу 13 дл применени в других цел х.
Одним из существенных признаков изобретени вл етс то, что поперечное сечение
канала перемещени смеси волокнистой массы/пара, который начинаетс у выхода из
первого рафинера, проходит до подачи второго рафинера и оканчиваетс у зазора между
статором и ротором второго рафинера, не увеличиваетс по длине этого канала. Если
требуетс увеличить скорость смеси, этот канал может быть выполнен уменьшающимс в
поперечном сечении. Давление по длине подающей трубы 6 второго рафинера 7 посто нно
и любое необходимое ускорение может быть обеспечено уменьшением поперечного
сечени подающего канала. Скорость потока массы не должна уменьшатьс в подающем
трубопроводе рафинеров. Это вли ет на среднюю продолжительность обработки волокна
или среднюю скорость потока массы, так дл небольших частей потока скорость или врем обработки могут сильно отличатьс на различных этапах процесса. Применени подающих
механизмов между рафинерами не требуетс .
Еще одной особенностью изобретени вл етс , по существу, отсутствие образовани пара в рафинерах. Весь пар, необходимый дл образовани несущей среды дл волокна,
подаетс в первый рафинер, при этом в рафинеры может быть добавлено очень малое
количество воды, так что основна часть пара образуетс при испарении влаги из щепы.
Поэтому на нагрев дл образовани пара передаетс всего лишь небольшое количество
энергии рафинеров. Так как в первом рафинере дополнительного пара по сути не
образуетс , нет необходимости в применении циклона дл отделени пара, установленного
между рафинерами. А так как между разными ступен ми размола нет циклона, врем обработки волокна составл ет 50% от продолжительности процессов с использованием
циклона. Очевидно, что если в ходе процесса дл управлени энергетическим балансом
рафинеров, например дл понижени температуры процесса, воду не добавл ют,
энергетическим балансом процесса необходимо управл ть каким-то другим способом. В
соответствии с изобретением этого достигают, использу насосное действие роторов
рафинеров дл транспортировки потока массы в ходе процесса. Так как энерги вращени рафинеров направл етс дл воздействи на волокно и транспортировки смеси
пара/волокнистой массы, не требуетс охлаждени рафинеров посредством подачи
большого количества воды в ходе процесса. Так как дл подачи волокнистой массы
требуетс лишь небольшой перепад давлени в рафинерах, нет необходимости в
образовании пара и дл других целей. Дл улучшени качества волокна давление от
корпуса предыдущей ступени до следующей ступени можно свободно измен ть. На то, что
Страница: 6
RU 2 336 382 C2
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
процесс протекает должным образом, указывает то, что пар не поступает обратно в
рафинеры или поступает, но в ничтожных количествах.
В вышеуказанном примере описан способ, в котором примен ютс две ступени размола.
Очевидно, что количество ступеней размола при необходимости может быть больше. В
соответствии с изобретением две последовательные ступени размола могут быть
расположены в любом месте процесса. Изобретение также может быть выполнено с одним
двухступенчатым рафинером, в котором ступени размола организованы таким образом, что
работают согласно изобретению. Известно три варианта выполнени рафинеров дл массы высокой консистенции: однодисковый, двухдисковый и с коническим диском. В
типичном рафинере Метсо Пейпер за плоской зоной размола следует зона размола
конической формы.
Таким образом, нар ду с тем, что в данном изобретении показаны, описаны и указаны
основные новые признаки изобретени применительно к предпочтительному варианту
выполнени изобретени , очевидно, что какие-то его части специалистами могут быть
исключены или заменены без отклонени от сущности изобретени . Например,
предполагаетс , что все комбинации элементов и/или ступеней способа, обеспечивающие
получение, по существу, одного результата, вход т в объем изобретени . Следует также
указать, что иллюстрации не об зательно выполнены в масштабе, а вл ютс по сути
схематическими. Таким образом, изобретение ограничено в соответствии с тем, что
указано в объеме прит заний прилагаемой формулы изобретени .
Формула изобретени 1. Способ получени волокнистой массы из древесной щепы с использованием по
меньшей мере двух ступеней размола, образованных двум независимыми рафинерами
или скомбинированными зонами размола, расположенными в одном рафинере,
включающий по меньшей мере следующие этапы:
подачу по меньшей мере древесной щепы и воды на первую ступень размола (3),
использование первой ступени размола (3) дл разделени щепы на волокна,
удаление потока пара и волокнистой массы из первой ступени размола (3),
подачу потока массы из размолотого волокна и пара на вторую ступень размола (7), а
также
удаление потока пара и волокнистой массы из следующего рафинера (7), отличающийс тем, что
подачу потока смеси массы из размолотого волокна и пара по меньшей мере на первую
ступень размола производ т благодар энергии вращени ротора рафинера, так что
обратного потока пара, по существу, не возникает,
смесь волокнистой массы и пара, обеспечивающую работу первого рафинера,
полностью передают во второй рафинер без отделени пара от потока, при этом
указанную смесь подают по каналу, поперечное сечение которого неизменно или по
меньшей мере уменьшаетс между выходом из первой ступени размола (3) и подачей во
вторую ступень размола.
2. Способ по п.1, отличающийс тем, что пар, подаваемый в первый рафинер и
образующийс в нем, формирует несущую среду дл размалываемой массы.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийс тем, что врем обработки волокнистой массы
составл ет менее 50% продолжительности сопоставимых процессов с использованием
циклона между ступен ми рафинера.
4. Способ по п.3, отличающийс тем, что пар отдел ют от волокнистой массы после
второго рафинера (7) и по меньшей мере часть пара подаетс назад в первый рафинер (3).
5. Способ по п.3, отличающийс тем, что дл улучшени свойств волокна можно
свободно выбирать давление на участке от корпуса предыдущей ступени до следующей
ступени.
6. Способ по п.3, отличающийс тем, что пар отдел ют от волокна после второго
рафинера (7) и подают обратно в первый рафинер (3).
Страница: 7
CL
RU 2 336 382 C2
5
10
15
20
25
7. Способ по любому из пп.1, 2 или 4-6, отличающийс тем, что средн скорость
потока массы поддерживаетс посто нной или предпочтительно увеличиваетс , по
меньшей мере, между выходом из первого рафинера (3) и подачей во второй рафинер.
8. Способ по п.7, отличающийс тем, что в ходе процесса пар отдел етс только
однажды.
9. Устройство дл получени волокнистой массы из древесной щепы, включающее:
по меньшей мере две ступени размола, образованные двум отдельными рафинерами
или зонами размола, расположенными в одном рафинере,
средства подачи (4) древесной щепы в первую ступень размола, а также
транспортные средства дл передачи массы, обеспечивающей работу первой ступени
размола (3), во вторую ступень размола (7), отличающеес тем, что поперечное сечение
канала перемещени потока по меньшей мере между выходом из первой ступени размола
(3) и подачей второй ступени размола вл етс посто нным или предпочтительно
уменьшаетс , а также тем, что подачу потока смеси массы из размолотого волокна и пара
по меньшей мере на первую ступень размола производ т благодар энергии вращени ротора рафинера, так что обратного потока пара, по существу, не возникает.
10. Устройство по п.9, отличающеес тем, что оно выполнено с циклоном (10) дл отделени пара от потока массы, обеспечивающего работу второго рафинера.
11. Устройство по п.9, отличающеес тем, что оно выполнено с возвратным
трубопроводом (12) дл подачи по меньшей мере части пара, отделенного от потока
массы, в первый рафинер.
12. Устройство по п.9, отличающеес тем, что ступени размола образованы двум отдельными рафинерами.
13. Устройство по п.9, отличающеес тем, что ступени размола образованы одним
двухступенчатым рафинером.
30
35
40
45
50
Страница: 8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
118 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа