устройство для механической обработки волокносодержащих материалов

Формула изобретения

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее установленный на амортизаторах корпус, шарнирно соединенный с полым ротором, посаженным на снабженный дисбалансом приводной вал, часть которого размещена в полости ротора, отличающееся тем, что дисбаланс закреплен на верхнем конце приводного вала, проходящем через торец ротора, при этом дисбаланс имеет контактирующий с хвостовиком на валу двигателя подпружиненный шток с регулятором предварительного поджатия пружин, а нижний конец приводного вала расположен в полости ротора, снабженного хвостовиком, соединенным с подвижной частью шарнира.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокносодержащих материалов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной, химической, строительной промышленности и т.д.

Известно устройство для обработки целлюлозосодержащего материала, включающего корпус с загрузочной, разгрузочной воронками и ротор, шарнирно подвешенный к корпусу посредством штанги с дисбалансом (SU 1124064 А, кл. D 21 С 1/00, 15.11.1984).

Недостатком данного устройства является то, что пята, одновременно с отмеченным выше вращением, совершает еще и возвратно-поступательные угловые перемещения относительно центра сферической опоры в вертикальной плоскости, проходящей через этот центр, ось симметрии корпуса, ось штанги и центр тяжести дисбаланса, вращающейся в направлении и с частотой вращения дисбаланса, примерно в 7 раз превышающей отмеченную выше частоту вращения связанной системы пята-ротор. Это происходит за счет плеча, образующегося при отклонении дисбаланса под действием центробежной силы, между центрами нижней и верхней частей компенсационной муфты. Указанная особенность известного устройства ведет к повышению трения и тангенциальной нагрузки в месте сопряжения рабочих поверхностей пяты и сферической опоры, к их преждевременному износу и, как следствие этого, к снижению надежности работы устройства. Кроме того, недостатком данного устройства является также и верхнее расположение шарнира, что приводит к тому, что при качении ротора набегающие на подлежащий обработке материал точки рабочей поверхности поднимаются вверх до линии обкатки на рабочей поверхности корпуса (это видно из чертежа, где нижний торец ротора наклонен ниже линии обкатки на рабочей поверхности корпуса. Поэтому все точки наружной торцевой окружности ротора при совмещении с линией обкатки в процессе качения ротора поднимаются вверх. Данный недостаток ведет к снижению проходимости обрабатываемого материала через рабочую полость устройства и производительности, поскольку движение его сверху вниз в данном устройстве основано прежде всего на гравитационном принципе, а одновременный подъем рабочей поверхности ротора при его обкатке рабочей поверхности корпуса снизу вверх препятствует этому.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является устройство для механической обработки волокносодержащих материалов, включающее установленный на амортизаторах корпус, шарнирно соединенный с ротором в виде барабана с полой штангой, установленным на приводном валу, один конец которого размещен в барабане и несет дисбалансный ролик, а другой конец проходит через полую штангу и соединен с двигателем (SU 1044701 А, кл. D 21 С 1/00, 30.09.1983).

Недостатком данного устройства является то, что подвижная часть шарнира одновременно с отмеченным выше вращением совершает еще и возвратно-поступательные угловые перемещения относительно центра шарнира в вертикальной плоскости, проходящей через этот центр, ось симметрии корпуса, ось ротора с полой штангой и центр тяжести дисбалансного ролика, вращающейся в направлении и с частотой вращения дисбалансного ролика, примерно в 7 раз превышающей отмеченную выше частоту вращения системы подвижная часть шарнира-ротор. Это происходит за счет плеча, образующегося при отклонении дисбалансного ролика под действием центробежной силы, между центром нижнего торца ротора и осью симметрии корпуса в поперечном сечении. Указанная особенность известного устройства ведет к повышению трения и тангенциальной нагрузки в месте сопряжения рабочих поверхностей подвижной и неподвижной частей шарнира, к их преждевременному износу и, как следствие этого, к снижению надежности работы устройства. Кроме того, недостатком данного устройства является также и то, что плечи, равные расстояниям от центра шарнира до точек приложения сил согласно чертежу, отличны друг от друга:

- со стороны электродвигателя до верхнего торца приводного вала плечо мало;

- со стороны дисбалансного ролика до точки сопряжения рабочих поверхностей ротора и корпуса в поперечном сечении ротора, проходящего через центр тяжести дисбалансного ролика, плечо значительно больше.

Из этого следует, что в точке приложения со стороны электродвигателя требуется значительно большее усилие, чем реакция сопротивления качению ротора со стороны набегающего фронта подлежащего смятию материала. Это ведет к дополнительному расходу энергии.

Кроме того, недостатком данного устройства является также и верхнее расположение шарнира, что приводит к тому, что при качении ротора набегающие на подлежащий обработке материал точки его рабочей поверхности поднимаются вверх до линии обкатки на рабочей поверхности корпуса (это видно из чертежа, где нижний торец ротора наклонен ниже линии обкатки на рабочей поверхности корпуса. Поэтому все точки наружной торцевой окружности ротора, при совмещении с линией обкатки в процессе качения ротора поднимаются вверх). Данный недостаток ведет к снижению проходимости обрабатываемого материала через рабочую полость устройства и производительности, поскольку движение его сверху вниз в данном устройстве основано прежде всего на гравитационном принципе, а одновременный подъем рабочей поверхности ротора при его обкатке рабочей поверхности корпуса снизу вверх препятствует этому.

Технический результат заключается в снижении тангенциальной нагрузки в месте сопряжения подвижной и неподвижной частей шарнира за счет снижения частоты вращения подвижной части и устранения ее связи с дисбалансом.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве для механической обработки волокносодержащих материалов, включающем установленный на амортизаторах корпус, шарнирно соединенный с полым ротором, посаженным на снабженный дисбалансом приводной вал, часть которого размещена в полости ротора, согласно изобретению дисбаланс закреплен на верхнем конце приводного вала, проходящем через торец ротора, при этом дисбаланс имеет контактирующий с хвостовиком на валу двигателя подпружиненный шток с регулятором предварительного поджатия пружин, а нижний конец приводного вала расположен в полости ротора, снабженного хвостовиком, соединенным с подвижной частью шарнира.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявляемого устройства.

Результаты показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Это позволяет сделать вывод о соответствии условию "изобретательский уровень".

На чертеже схематично изображена фронтальная проекция устройства для механической обработки волокносодержащих материалов.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов включает установленный на упругих амортизаторах 1 корпус 2, соединенный с помощью шарнира 3 с полым ротором 4, посаженным на приводном валу 6, часть которого размещена в полости ротора 4, а на верхнем конце 9 со сквозным прямоугольным пазом, проходящим через торец ротора 4, закреплен дисбаланс 5, контактирующий с имеющим параллельно выполненные симметричные лыски хвостовиком 8 на валу двигателя 7 через подпружиненный шток 11 с регулятором 12 предварительного поджатия пружин 10. В отличие от известного устройства нижний конец приводного вала 6 расположен в полости ротора 4, снабженного хвостовиком 13, который соединен с подвижной частью шарнира 3.

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов работает следующим образом. Крутящий момент передается от двигателя 7 через лыски хвостовика 8 боковым плоскостям сквозного прямоугольного паза на верхнем конце 9 приводного вала 6 и, соответственно, дисбалансу 5, вращение которого с частотой 15. . .20 с^-1 создает центробежную силу, заставляющую ротор 4 и приводной вал 6 отклоняться от оси корпуса 2.

При этом боковые плоскости паза, выполненного на конце 9 приводного вала 6, скользят по сопряженным с ними лыскам хвостовика 8 с одновременным радиально-угловым смещением конца 9 приводного вала 6 с дисбалансом 5 относительно центра шарнира 3. Смещение происходит до сопряжения рабочих поверхностей ротора 4 и корпуса 2 по их смежным образующим. В месте сопряжения под действием центробежной силы возникает сила трения, которая заставляет ротор 4 совершать качение по рабочей поверхности корпуса с частотой 2...3 с^-1 и направлением вращения, противоположным вращению приводного вала 6 и дисбаланса 5.

Разность в частотах и противонаправленность вращения ротора 4 и дисбаланса 5 объясняется тем, что ось ротора 4 совершает одновременное вращение в двух противоположных направлениях:

- в направлении вращения дисбаланса 5 за счет плеча, образованного в поперечном сечении конца 9 приводного вала 6 по центру тяжести дисбаланса 5 между осью ротора 4 и осью симметрии корпуса 2;

- в направлении, противоположном вращению дисбаланса 5, за счет собственного качения ротора 4.

За счет того, что в отличие от известного устройства нижний конец приводного вала 6 расположен в полости ротора 4, снабженного хвостовиком 13, который соединен с подвижной частью шарнира 3, последняя вращается в направлении и с частотой вращения ротора 4, равной 2...3 с ^-1, что значительно ниже, чем в известном устройстве.

Кроме того, в отличие от известных устройств подвижная часть шарнира 3 одновременно с отмеченным выше вращением не совершает каких либо-других перемещений относительно его центра с частотой вращения дисбаланса 3.

Таким образом, расположение нижнего конца приводного вала 6 в полости ротора 4, снабженного хвостовиком 13, соединенным с подвижной частью шарнира 3, позволит в отличие от известных устройств повысить надежность работы наиболее чувствительного к динамическим нагрузкам шарнира 3 и, соответственно, всего устройства, что объясняется снижением тангенциальной нагрузки в месте сопряжения подвижной и неподвижной частей шарнира 3 за счет снижения частоты вращения подвижной части и устранения ее связи с дисбалансом.

По сравнению с известными устройствами использование заявляемого устройства для механической обработки волокносодержащих материалов, позволит:

- повысить надежность работы устройства за счет устранения связи подвижной части шарнира с дисбалансом;

- снизить величину тангенциальных нагрузок в месте сопряжения подвижной и неподвижной частей шарнира за счет снижения частоты вращения подвижной части шарнира.