УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОТОКА АЭРОВЗВЕСИ ВОЛОКОН ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ И КАРТОНА

Полезная модель относится к устройствам для преобразования потока аэровзвеси волокон и может быть использована в целлюлозно-бумажной промышленности при подготовке целлюлозосодержащего сырья сухим способом с возможностью производства бумаги или картона комбинированным способом за счет сочетания технологических потоков подготовки сырь я сухим и мокрым способами.
Известно устройство (см. А.С. СССР №996601, МПК D21H 5/26, 1983 г., 1980 г.) позволяет преобразовать поток аэровзвеси в волокнистый материал, который затем формируется сухим способом, содержит элементы конструкции, которые позволяют отделить волокна от воздуха. Конструкция улавливает волокна больших размеров (длина 2 мм и более), что предполагает использование циклонов и воздушных фильтров. Несмотря на низкую эффективность очистки воздуха, устройство обладает сложной конструкцией.
Известно устройство для преобразования потока аэровзвеси волокон (см. А.С. SU №737539 МПК D21H 5/26 1980 г.). Установка содержит корпус на станине, плоское сопло, расположенное в корпусе для подачи потока аэровзвеси волокон, параллельные боковые и сходящиеся фронтальные стенки, плоскости которых взаимно перпендикулярны, два ряда лопаток, расположенных вдоль фронтальных стенок сопла, при этом плоскости лопаток каждого ряда параллельны между собой, наклонные перегородки, установленные с зазором между собой и примыкающих к боковым стенкам корпуса, патрубков для отвода воздуха, присоединенных к верхней части корпуса. Недостатком известного устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон является то, что с увеличением концентрации волокна в потоке возможно забивание зазоров между лопатками. Другим недостатком известного устройства является периодическое забивание выходного отверстия волокном в случае удаления воздуха из потока аэровзвеси в количестве 80-90%, когда концентрация волокон в потоке аэровзвеси становится высокой и текучесть потока резко уменьшается. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон и сохранение однородности структуры формуемого материала. Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет генератор высокочастотных колебаний и систему планок и тяг. Несмотря на это преимущество, часть волокна мелкой фракции будет удалена вместе с воздухом, поэтому эта конструкция может быть использована вместе с циклоном или воздушным фильтром. Кроме того, полученные волокна могут быть использованы только для сухого формования бумаги и картона, подать их в массподготовительный отдел производства бумаги и картона, в бассейн перед размолом волокнистой суспензии, невозможно с помощью данного устройства.
Применительно к преобразованию потока аэровзвеси волокон известны способ и установка для преобразования потока аэровзвеси волокон (см.А.С. SU №996601 МПК D21H 5/26, 1983 г.), состоящая из корпуса с расположенными в нем плоским соплом со сходящимися фронтальными стенками и параллельными между собой боковыми стенками. К верхней части корпуса присоединены патрубки для отвода воздуха, снабженные фланцами для присоединения к отсасывающему вентилятор. Под соплом установлены два ряда лопаток. К нижней части корпуса присоединена камера, одна из стенок которой выполнена криволинейной. Криволинейная стенка камеры направлена вогнутой поверхностью в сторону движения потока волокон. В верхней части камеры установлен дополнительный патрубок для отвода воздуха. Недостатками данного изобретения является то, что при работе на высоких скоростях при формовании слоя вместе с отделяемым воздухом начинается вынос волокна, который особенно ощутим для волокон длиной менее 4 мм. Цель изобретения - повышение скорости формования и сокращение потерь волокна. Поставленная цель достигается тем, что устройство для преобразования потока азровэвеси имеет улавливатель волокна, установленный в камере вдоль ее криволинейной стенки и прикрепленный к боковым стенкам камеры. Улавливатель волокна может быть выполнен в виде лопаток, расположенных соосно одна другой, или в виде перфорированной перегородки. При производстве бумаги и картона средняя длина волокна, согласно показаниям «FibreTester», составляет 0,7-1,8 мм в зависимости от использованного сырья. Поэтому предлагаемая конструкция неэффективно удерживает волокно и требует дополнительно использования циклона или воздушного фильтра. Устройство не может преобразовать поток аэровзвеси с возможностью подачи в волокнистую суспензию.
Наиболее близким аналогом заявленного устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги сухим способом является устройство (см. А.С. SU №1020475 МПК D21H 5/26, опубл. 1980), содержащее формующую криволинейную камеру с разделительной перегородкой, патрубками для подачи аэровзвеси волокон и отвода волокна и воздуха, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности устройства и сокращения потерь волокна, оно имеет сопло, установленное на входном конце формующей камеры, а разделительная перегородка закреплена в ней шарнирно. Несмотря на это, часть волокна мелкой фракции будут удалятся вместе с воздухом. Полученные волокна применяются только в технологии сухого формования бумаги и картона, подача их в массоподготовительный отдел производства бумаги и картона традиционным способом невозможна с помощью данного устройства. Таким образом, основными недостатками устройства является отсутствие возможности подачи сухого волокна в бассейн для волокнистой суспензии, и низкая степень очистки воздуха от аэровзвеси и потери волокон при подготовке.
Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно повышение степени очистки воздуха, уменьшение потерь волокна, при одновременном комбинировании сухого и мокрого способов подготовки сырья для производства бумаги или картона, путем преобразования аэровзвеси волокон в волокнистую суспензию, за счет направленной подачи воды в аэровзвесь на входе в криволинейную камеру.
Указанный результат достигаются тем, что существующее устройство для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги и картона, содержащее сопло, криволинейную камеру, две стенки с большим и м алым радиусом кривизны, подвижную разделительную перегородку, причем на входе в криволинейную камеру установлены форсунки в два ряда напротив друг к другу по три форсунки в каждом, а форсунки установлены тангенциально и с возможностью наклона в 15-90 градусов к оси криволинейной камеры, а также регулятором подачи воды в форсунки, причем к выходу криволинейной камеры примыкает коллектор для отвода волокнистой суспензии в бассейн.
Полезная модель поясняется чертежом, в котором на фиг.1 показан общий вид устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги и картона.
Согласно заявленной полезной модели волокнистое сырье с заданной влажностью и расходом, а именно макулатура или целлюлоза, подают в сопло 1, присоединенное к криволинейной камере 2, служащее для ускорения потока аэровзвеси волокон. В криволинейной камере 2, две стенки 3 и 4 имеют разный радиус кривизны, здесь же установлена внутренняя подвижная перегородка 5, вдоль стенок разделяющих камеру 2 на две части. В криволинейной камере 2 происходит одновременная подача воды через форсунки 8 в два ряда напротив друг к другу по три форсунки в каждом, причем форсунки установлены тангенциально и с возможностью наклона в 15-90 градусов к оси криволинейной камеры, а расход воды осуществляется регулятором подачи 9, который определяет концентрацию волокнистой суспензии. Затем образованная волокнистая суспензия подается в бассейн (на фигуре не показан). Подвижность перегородки 5 необходима для лучшего отделения потока волокнистой суспензии от потока воздуха для повышения степени очистки воздуха и сокращения потерь волокна. Форсунки 8 служат для подачи воды, и выполняют две функции: преобразование аэровзвеси в волокнистую суспензию, которая затем удаляется из коллектора для отвода волокнистой суспензии 6, а затем подается в бассейн для волокнистой суспензии. Подача воды форсункам 8 позволяет организовать мокрую очистку газов, что повышает степень очистки воздуха отводимого через патрубок 7. За счет разности углов форсунок и тангенциального расположения поток аэровзвеси, преобразуемый в поток волокнистой суспензи, вместе с подвижной перегородкой внутри криволинейной камеры, обеспечивают необходимое направление потока и равномерность распределения волокон в суспензии для дальнейшего производства бумаги и картона комбинированным способом подготовки сырья.
Как известно, сухой способ подготовки волокон связан со снижением механических показателей картона или бумаги. Картон, полученный сухим способом, аэродинамическим формованием, по механическим показателям не соответствует существующему ГОСТу, так как его прочность снижается в 30 раз (табл.1). Сопротивление картона разрыву и продавливанию в десятки раз меньше требуемого значения. Кроме того, толщина картона при этом в 2-3 раза выше, чем толщина картона, полученного мокрым способом при равной массе квадратного метра.
Основной причиной снижения механических показателей картона является ослабление межволоконных сил связей при получении картона сухим способом.
Однако сухой способ по-прежнему вызывает интерес, так как позволяет снизить энергетические и водные ресурсы при производстве бумаги и картона.
Комбинация сухого и мокрого способа производства бумаги, и картона позволяет с одной стороны, сэкомить энергозатраты, а с другой стороны, сохранить механические показатели бумаги. В таблице 2 представлены данные по затратам электроэнергии на те аппараты, которые меняют свой режим работы в сторону снижения энергии при добавлении 50% сухих волокон в массу при комбинации сухого и мокрого способов.
Опытно - промышленная выработка по комбинированной технологии подтвердила необходимость в устройстве преобразователя потока аэровзвеси в волокнистую суспензию.