УСТАНОВКА ДЛЯ СОРТИРОВКИ ДРЕВЕСНОЙ ЩЕПЫ

Установка для сортировки древесной щепы может использоваться в целлюлозно-бумажной промышленности, предназначена для сортировки частиц древесной щепы по критерию крупности на стадии древесно-подготовительного цикла целлюлозно-бумажных комбинатов. Установка может использоваться также для фракционирования щебня, песка и других сыпучих и гранулированных материалов в целях разделения их на отдельные фракции по критерию крупности частиц.
Известна установка для сортирования древесной щепы, содержащая плоские сита с поэтажной их компоновкой, причем все сита установки имеют одинаковую длину сортирующей (перфорированной) поверхности [1], [2].
Однако в этой установке не обеспечивается в достаточной степени качество фракционированной щепы. В продукте сортирования имеются значительные примеси некондиционных по крупности (а именно, мелких) частиц.
Известна также установка, которая содержит плоские сита с поэтажной их компоновкой, причем расчетная длина сортирующей поверхности всех сит этой установки одинакова. См. патент РФ №2047399, В07В 1/40, опубликовано 10.11.1995 г. [3].
В данной установке не обеспечивается требуемое качество сортирования щепы по критерию крупности частиц, что приводит к появлению примесей некондиционных мелких частиц на выходе из установки.
В предлагаемой установке технический результат заключается в повышения эффективности фракционирования и улучшения качества щепы, фракционный состав которой после сортировки по критерию крупности частиц отвечает требованиям соответствующего технологического процесса. Этот же технический результат достигается и для других указанных выше сыпучих материалов по критерию крупности частиц на оборудовании с поэтажной компоновкой сит,
Указанный технический результат обеспечивается тем, что длина сортирующей поверхности сита верхнего уровня находится в пределах от 70% до 90% от длины сортирующей поверхности нижеследующего сита, а длина сортирующей поверхности каждого сита второго и последующих уровней находится в пределах от 70% до 100% от длины сортирующей поверхности нижеследующего сита.
Предлагаемая установка (фиг.1) включает в себя сита 1 и 2 с поэтажной их компоновкой. Сита размещены в ситовом коробе (на фиг.1 не показан). На верхнее сито 1 для фракционирования (для рассева) подается древесная щепа 3. Сито 1 имеет финишный участок 4 без отверстий. Под указанным участком 4 расположен финишный участок 5 сита 2. Ситам 1 и 2 для осуществления рассева сообщаются с помощью привода (на фиг.1 не показан) придают перемещения, периодически изменяющиеся во времени по определенному закону (колебания).
Под расчетной длиной сортирующей поверхности сита понимается длина перфорированной части сита, то есть, длина той части сита, в которой имеются отверстия для прохода сыпучего материала в процессе рассева.
Расчетная длина сортирующей поверхности сита 1 верхнего уровня меньше расчетной длины сортирующей поверхности сита 2 нижеследующего уровня на величину, равную длине финишного участка 4 сита 1. Финишный участок 5 сита 2 функционирует без поступления щепы с финишного участка 4 сита 1.
В предлагаемой установке для сортировки древесной щепы расчетная длина сортирующей поверхности сита 1 верхнего уровня меньше расчетной длины сортирующей поверхности сита 2 нижеследующего уровня и находится в пределах от 70% до 90%.
Техническая реализация этого конструктивного решения отличается простотой. Финишный участок 4 может быть выполнен в виде металлического листа без отверстий. Например, в установке для сортирования древесной щепы длина участка 4 может составлять 0,5 м.
При использовании в установки для сортировки древесной щепы более 2 сит выбирают длину сортирующей поверхности каждого сита второго и последующих уровней в пределах от 70% до 100% от длины сортирующей поверхности нижеследующего сита.
С технологической точки зрения в предлагаемой установке для сортировки древесной щепы финишный участок 5 сита 2 нижеследующего уровня функционирует как последовательно присоединенное сито, на которое не поступает смесь частиц с сита 1 верхнего уровня.
Как известно, качество фракционирования сыпучих материалов по критерию крупности частиц методом рассева повышается с увеличением длины сита. Учет данной закономерности в предлагаемом техническом решении позволил создать условия, при которых на выходе 6 из предлагаемой установки уменьшается доля частиц некондиционных мелких фракций и увеличивается доля частиц кондиционной крупности.
Поступающий на сортировку сыпучий материал 3 представляет собой механическую смесь частиц древесной щепы. Частицы различаются крупностью и формой.
Соотношение размеров отверстий в сите и размеров частиц таково, что только часть материала остается на сите, а другая его часть проходит через отверстия. Соответственно, различают надрешетный продукт и подрешетный продукт, а каждая частица в зависимости от крупности может быть названа проходной или непроходной частицей.
Количество частиц каждого вида и общее их количество может быть выражено их массой.
Количество проходных частиц в надрешетном продукте с течением времени уменьшается в процессе рассева.
Концентрация непроходных частиц в надрешетном продукте увеличивается в процессе рассева.
Для обоснования параметров предлагаемой установки использованы расчетные и экспериментальные данные. Расчет выполняется с использованием формулы
где:
а
С - концентрация непроходных частиц в надрешетном продукте;
а0
С - начальная концентрация непроходных частиц в надрешетном продукте;
θ=t/τ - безразмерный параметр времени t;
τ - технологический параметр, имеет размерность времени и определяется по результатам пробного эксперимента;
е - число Эйлера (е≈2,718).
Методика и примеры расчета изложены в [4].
а
b
Расчеты и эксперименты, проведенные в Петрозаводском государственном университете, показали, что в предлагаемой установке для сортировки древесной щепы обеспечивается увеличение массовой доли крупной (кондиционной) технологической щепы (С) и уменьшение массовой доли некондиционной мелкой щепы (C). Конкретное соотношение расчетных длин сортирующих поверхностей сит определяется расчетами и пробными экспериментами в зависимости от особенностей сыпучего материала и технологических условий. В одной из стандартных технологических ситуаций исследования показали, что применение предлагаемой установки обеспечивает уменьшение массовой доли некондиционной мелкой щепы с 1,5% до 0,7%. При этом массовая доля кондиционной крупной щепы возросла с 98,5% до 99,3%.
Таким образом, применение предлагаемой установки обеспечивает повышение эффективности фракционирования и качества древесной щепы.
Библиография
1. Непенин Н.Н. Технология целлюлозы. Том 1. М., «Лесная промышленность», 1976. Стр.115-116.
2. Чичаев В.А., Васильев А.А., Васильев И.А. и др. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Том 1. М., «Лесная промышленность», 1981. Стр.49-54.
3. Установка для получения кондиционного древесного сырья. Патент Российской Федерации на изобретение.
Номер патента: 2047399
Класс патента: В07В 1/40
Номер заявки: 4951625/03
Дата подачи заявки: 28.06.1991
Дата публикации: 10.11.1995
Заявитель: Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительного сырья.
Авторы: Лещук А.Е.; Ревякина Т.И.; Дябин Н.В.
Патентообладатель: Всесоюзный научно-исследовательский институт гидролиза растительного сырья.
4. Васильев С.Б., Колесников Г.Н. Модель фракционирования сыпучего материала по крупности частиц на системе сит // Материалы четвертой международной научно-практической Интернет-конференции «Леса России в XXI веке». СПб.: СПбГЛТА, 2010. С.99-104.