Напорный ящик бумагоделательной машины устройство

напорный ящик бумагоделательной машины

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности при получении бумаги и картона. Напорный ящик содержит корпус с коллектором для подвода массы к разгонным патрубкам, сообщенным с поворотной камерой. Камера соединена посредством промежуточных каналов с диспергирующей секцией, имеющей выемку со стороны, противоположной промежуточным каналам. Напускной канал соединен с диспергирующей секцией посредством выполненной с расширением в направлении напускного канала тормозной секции и выполнен сообщенным посредством переливного канала с компенсирующей камерой. Кроме того, напорный ящик содержит механизмы регулировки профиля напускного канала. Обеспечивается повышение качества формуемого полотна за счет повышения равномерности распределения массы в поперечном направлении. 1 табл., 3 ил.

Формула изобретения

Напорный ящик бумагоделательной машины, содержащий корпус с коллектором для подвода массы к разгонным патрубкам, сообщенным с поворотной камерой, соединенной посредством промежуточных каналов с диспергирующей секцией, имеющей выемку со стороны, противоположной промежуточным каналам, напускной канал, соединенный с диспергирующей секцией и сообщенный посредством переливного канала с компенсирующей камерой, механизмы регулировки профиля напускного канала, отличающийся тем, что напускной канал соединен с диспергирующей секцией посредством выполненной с расширением в направлении напускного канала тормозной секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для напуска волокнистой массы на сетку бумагоделательной машины и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при получении бумаги и картона.

Известен напорный ящик бумагоделательной машины, содержащий корпус с коллектором для подвода массы к разгонным патрубкам, сообщенным с поворотной камерой, соединенной посредством промежуточных каналов с диспергирующей секцией, имеющей выемку со стороны, противоположной промежуточным каналам, напускной канал, соединенный с диспергирующей секцией и сообщенный посредством переливного канала с компенсирующей камерой, механизмы регулировки профиля напускного канала [A.C.1721156, D 21 F 1/02, опубл.23.03.92 г., Бюл.11]. B известном устройстве масса, двигаясь в коллекторе в боковом направлении по ширине напорного ящика, распределяется по разгонным патрубкам, в которых приобретает высокую скорость и поступает в виде струй в поворотную камеру, где струи, разворачиваясь, сталкиваются, образуя турбулентный поток, в котором разрушаются крупные сгустки волокон (флоккулы). Поток, содержащий мелкие флоккулы, в промежуточных каналах вновь разделяется на ряд струй, которые, вытекая в диспоргирующую секцию, наталкиваются на дно выемки, разворачиваются в боковом направлении навстречу друг другу и соударяются, образуя отраженные струи, которые движутся между струями, вытекающими из промежуточных каналов навстречу им. В результате соударения и встречного движения струй происходит диспергация мелких флоккул на волокна, а также частичный распад отраженных струй. Из диспергирующей секции масса поступает в напускной канал, где при развороте потока происходит дальнейший распад отраженных струй и, соответственно, выравнивание потока по ширине напорного ящика. Часть массы из напускного канала через переливной канал поступает в компенсирующую камеру, сглаживающую пульсации давления в напорном ящике. Основной лоток выпускается на сетку машины.

Недостаток известного напорного ящика заключается в невысоком качестве формуемого полотна вследствие сильной неравномерности распределения вдоль ширины напорного ящика скорости потока массы, выпускаемой на сетку бумагоделательной машины.

Недостаток обуславливается тем, что отраженные струи, образованные в диспергирующей секции, не распадаются и напускном канале, создавая в выходящем на сетку машины потоке высокую неравномерность распределения скорости вдоль ширины напорного ящика, которая обуславливает в свою очередь высокую неравномерность распределения массы м 2 бумажного полотна в поперечном направлении и, соответственно, низкое его качество. Установка перфорированной пластины между диспергирующей секцией и напускным каналом обуславливает еще более высокую неравномерность профиля скорости потока, выходящего из напорного ящика, поскольку отверстия в пластине образуют выходящие в напускной канал струи с более высоким импульсом, чем отраженные струи, образованные в диспергирующей секции.

Изобретение направлено на создание напорного ящика, обеспечивающего повышение качества формуемого полотна за счет уменьшения неравномерности распределения скорости вдоль ширины напорного ящика потока массы, выпускаемого на сетку машины.

Цель достигается тем, что напускной канал соединен с диспергирующей секцией посредством выполненной с расширением в направлении напускного канала тормозной секции.

На фиг.1 изображен предлагаемый напорный ящик; на фиг.2 — разрез на фиг. 1 и схема образования отраженных струй в диспергирующей секции; на фиг.3 — разрез на фиг.1 и схема распада отраженных струй в тормозной камере.

Напорный ящик содержит корпус 1 с коллектором 2 для подвода массы к разгонным патрубкам 3, сообщенным с поворотной камерой 4, соединенной посредством промежуточных каналов 5 с диспергирующей секцией 6, имеющей выемку со стороны, противоположной промежуточным каналам, напускной канал 7, соединенный с диспергирующей секцией посредством выполненной с расширением в направлении напускного канала тормозной секции 8 и сообщенный посредством переливного канала 10 с компенсирующей камерой 9, механизмы регулировки профиля напускного канала 11.

Напорный ящик работает следующим образом. Масса, двигаясь в коллекторе 2, распределяется по разгонным патрубкам 3, в которых приобретает высокую скорость и поступает в виде струй в поворотную камеру 4, где струи, разворачиваясь, сталкиваются, образуя турбулентный поток, в котором разрушаются крупные флоккулы. Поток, содержащий мелкие флоккулы, в промежуточных каналах 5 вновь разделяется на ряд струй, которые, вытекая в диспергирующую камеру 6, наталкиваются на дно выемки, разворачиваются в боковом направлении навстречу друг другу и соударяются, образуя отраженные струи (фиг.2), которые движутся между струями, вытекающими из промежуточных каналов навстречу им. В результате соударения и встречного движения струй происходит диспергация мелких флоккул на волокна, а также начальный распад отраженных струй, поступающих в тормозную секцию 8. В тормозной секции, вследствие ее расширения в направлении напускного канала 7, течение замедляется. Заторможенный поток массы при выходе из тормозной секции, разворачиваясь, разделяется на переливной поток, поступающий в переливной канал 10, и основной поток, поступающий в напускной канал 7. Вследствие торможения потока в тормозной секции возникают отрывные течения, которые усиливаются вследствие разворота с разделением потока в противоположные стороны, что в конечном итоге приводит к образованию возвратных течений, направленных против хода потока в тормозной камере (фиг.1). Чем выше локальная скорость потока на входе в тормозную камеру, тем выше скорость возвратного течения и, естественно, выше интенсивность торможения потока в тормозной камере. Соответственно этому отраженные струи, имеющие наибольшую локальную скорость U 1 на входе в тормозную секцию, тормозятся значительно интенсивнее, чем объемы потока, находящиеся между ними и имеющие малую входную локальную скорость. В результате локальные скорости потока на выходе из тормозной камеры U 2 становятся близкими друг к другу (фиг. 3), вследствие чего на входе в напускной канал неравномерность распределения скорости потока по ширине напорного ящика имеет малую величину. Благодаря этому поток массы, выходящий из напускного канала, профиль которого регулируется о помощью механизмов 11, поступает на сетку бумагоделательной машины с более высокой степенью равномерности распределения скорости вдоль ширины напорного ящика, чем в устройстве прототипа, что обеспечивает малое отклонение массы м 2 формуемого полотна в поперечном направлении от заданного значения и, соответственно, обеспечивает его высокое качество. Переливной поток из переливного канала 10 поступает в компенсирующую камеру 9, воздушная подушка которой гасит пульсации давления в напускном канале и обеспечивает стабилизацию массы м 2 формуемого полотна в продольном направлении.

Пример. Формуют картон для плоских слоев гофрированного картона марки К-2 ГОСТ 7420-89 на опытной машине с помощью напорного ящика-прототипа и предлагаемого ящика. В обоих случаях измеряют массу м 2 сформованного полотна согласно ГОСТ 13199 и определяют ее отклонение от заданного значения. В таблице представлены данные отклонений массы м 2 от заданного значения картона, полученного с помощью напорного ящика-прототипа и предлагаемого напорного ящика.

Из таблицы следует, что предлагаемый напорный ящик обеспечивает по сравнению с известным меньшее отклонение массы м 2 формуемого полотна от заданного, а следовательно, более высокое его качество.

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Напорные ящики

Напорный ящик гидродинамического типа, состоящий из потокораспределителя, трехступенчатого турбулизатора и системы регулирования выпускной щели, обеспечивает равномерную подачу массы и соответственно точное поддержание массы 1 м2 бумажного полотна в поперечном и продольном направлении.[ . ]

Напорный ящик турбулентного типа. Равномерность распределения волокна обеспечивается пучком турбулизирующих элементов. Конструкция напорного ящика обеспечивает регулирование выпускной щели по высоте. Соприкасающиеся с массой детали напорного ящика выполнены из коррозионно-стойкой стали.[ . ]

Напорный ящик. По согласованию с Заказчиком возможна поставка системы управления.[ . ]

Напорный ящик снабжен отдельным гасителем пульсаций. Для обслуживания напорного ящика предусмотрено откидывание коллектора специальным механизмом и приспособление для прочистки турбулизатора, а также предусмотрены люки, площадки и лестницы.[ . ]

Напорные ящики поставляют в виде отдельных монтажных блоков, при предварительной сборке необходимо предохранять их внутреннюю поверхность от повреждений.[ . ]

Напорные ящики нижнего и верхнего слоев гидродинамические, закрытого типа с регулируемым давлением воздушной подушки, с гасителем пульсаций. Конструктивно состоят из корпуса с нижней губой, коллектора с механизмом откидывания, турбулизатора, верхней губы с механизмом вертикального и горизонтального перемещения, механизмами точной регулировки профиля выпускной щели с возможностью автоматического управления поперечным профилем бумажного полотна. Поверхности деталей ящиков, соприкасающиеся с массой, подвергаются тщательной полировке и электрополировке.[ . ]

Напорные ящики унифицированного ряда универсальны по конструкции и могут быть использованы для широкого ассортимента продукции. Выбор того или иного типоразмера определяет лишь удельный расход суспензии.[ . ]

Напорные ящики снабжены пеногасителями, положение которых можно регулировать.[ . ]

Напорные ящики открытого типа, как правило, не оснащаются САУ напуском массы.[ . ]

В напорных ящиках закрытого типа также применяется пассивный способ управления напуском массы на сетку. Этот способ реализуется с помощью так называемых устройств са-мовыравнивания по уровню.[ . ]

У напорных ящиков закрытого типа вследствие более высокой скорости потока вертикальные перегородки отсутствуют. Эти ящики имеют контрольно-регулирующую аппаратуру для поддержания заданного уровня массы в ящике и давления воздуха. Предусмотрен перелив массы, содержащей пену и насыщенной воздухом. Для удобства обслуживания ящика в нем имеются люки, смотровые стекла, осветители и площадки. Внутренние поверхности ящика облицованы листами полированной-нержавеющей стали.[ . ]

Тип напорного ящика выбирают по Справочнику бумажника [33].[ . ]

Классы МПК:	D21F1/02 напорные ящики длинносеточных машин
Автор(ы):	Тихонов Ю.А.
Патентообладатель(и):	Тихонов Юрий Александрович
Приоритеты:

Напорный ящик гидродинамического типа (Конверфло)

Напорный ящик открытого типа

Монтаж напорного ящика обычно начинают после установки сеточной части, так как исходной базой для его монтажа является ось грудного вала. Общая масса ящика колеблется от 1,1 т при ширине машины 2520 мм до 91,0 т при ширине 6720 мм.[ . ]

Напорные ящики турбулентного типа

Напорный ящик закрытого типа

В закрытых напорных ящиках, где напор создается воздушной подушкой, следует для определения давления воздуха из найденного значения Я вычесть высоту столба массы в ящике. Если эта высота больше, чем Я, давление воздушной подушки будет отрицательным, т. е. ящик должен работать под вакуумом.[ . ]

На рис. 37, в поток массы поступает в напорный ящик через потокораспределитель, затем, пройдя через вращающиеся в двух отделениях ящика перфорированные валики и обтекаемой формы выпускную насадку, выходит на сетку.[ . ]

По удельному расходу массы подбирают типоразмер напорного ящика (см. табл. 5.1).[ . ]

На. рис. 37,а показано напускное устройство открытого напорного ящика с вращающимся от самостоятельного привода распределительным перфорированным валиком у выпускной щели. Валик «утоплен» с тем, чтобы даже при низком напоре массы перед выпускной щелью он неизменно находился под уровнем массы и при своем вращении не нагнетал в массу захватываемый воздух.[ . ]

Для тихоходных машин (скорость до 200 м/мин) применяются напорные ящики открытого типа, работающие при атмосферном давлении. Скорость вытекания волокнистой суспензии зависит от высоты уровня массы в ящике.[ . ]

На машинах, работающих при скорости более 200— 250 м/мин, применяют напорные ящики закрытого типа, в которых давление свободного столба жидкости заменено принудительным давлением, создаваемым в воздушной подушке над слоем суспензии.[ . ]

Таким образом, все конструкции массонапускных устройств могут быть разделены на три типа: напорные ящики открытого типа; напорные ящики закрытого типа; напорные ящики турбулентного типа.[ . ]

При проектировании бумагоделательных машин, работающих при скорости 300 м/мин,; предпочтительнее выбирать напорный ящик закрытого типа, а при скорости 450 м/мин и выше такой ящик совершенно необходим, так как для обеспечения необходимой скорости бумажной массы при ее поступлении на сетку потребовался бы чрезмерно большой гидростатический напор массы в напорном ящике, что в значительной степени усложнило бы конструкцию напорного ящика. Так, при скорости работы машины 600 м/мин напор массы в ящике превысил бы 5 м. Поэтому у быстроходных бумагоделательных машин устанавливают напорные ящики закрытого типа.[ . ]

Согласно классификации массонапускных устройств, проведенной в ЦНИИбуммаше, принято восемь типоразмеров напорных ящиков закрытого типа и два типоразмера напорных ящиков открытого типа (табл. 5.1). Схемы этих ящиков показаны на рис. 5.1 и 5.2.[ . ]

Осветленная вода после локальной очистки должна быть максимально использована в цикле производства, например на спрыски внутри напорного ящика перед сеткой, на отсечки полотна, промывку сукон, смыв полов, в древесномассном заводе, в отбельном или очистном цехах.[ . ]

Сеточная часть газетных машин за последние годы претерпела существенные изменения. Регистровые валики уступили место гидропланкам и мокрым отсасывающим ящикам. Металлическая сетка заменяется синтетической. Получает распространение принципиально новый метод формования и обезвоживания полотна между двумя сетками. Применяются при этом напорные ящики гидродинамического типа, подающие стабильную струю массы с высокой микротурбулентностью. Благодаря двустороннему обезвоживанию и формованию оказывается возможным существенно сократить длину сеточной части и получить полотно с одинаковыми свойствами обеих сторон.[ . ]

На рис. 61, д изображена схема формования бумаги на установке симформер. Формование на этой установке является сочетанием плоскосеточного и двухсеточного формования бумаги. Бумажная масса из напорного ящика 1 поступает на нижнюю сетку 9 установки и вплоть до формующего башмака 6 процесс формования происходит аналогично таковому на плоскосеточной машине. Далее обезвоживание и формование бумажного полотна осуществляются между двумя сетками: верхней 4 и нижней 9. Формующее устройство симформер предназначено для изготовления тонких видов бумаги для печати и различных высококачественных видов бумаги.[ . ]

В настоящее время все большее применение получают еще более простые потокораспределители, являющиеся в сущности модификацией потокораспределителей с односторонней подачей массы. Они непосредственно примыкают к стенке напорного ящика и состоят из коллектора прямоугольного переменного сечения с длиной, равной ширине напорного ящика, и перфорированной двухступенчатой плиты, через отверстия которой проходит масса из коллектора в напорный ящик по всей его ширине. При проходе через плиту на участке из узких отверстий первой ступени в более широкие отверстия второй ступени масса испытывает резкое расширение, способствующее разбивке комочков и равномерности распределения массы по всей ширине ящика. В коллекторе также предусмотрен отвод из его узкого конца примерно 10 % массы на рециркуляцию.[ . ]

Наиболее богатая волокном и наполнителем регистровая вода используется для разбавления бумажной массы церед машиной. В случае недостатка регистровой воды для разбавления массы используется частично вода от отсасывающих ящиков. Избыточная оборотная вода (неиспользованная вода 1-го и 2-го потоков, вода от гауч-вала и спрысковая вода) применяется для разбавления массы в системе переработки брака, остаток воды отводится в размольно-подготовительный отдел (на технологические нужды и на осветление). Часть осветленной воды используется в основном на спрыски сетки, пенога-шение в напорном ящике и другие цели. Повторно используется на машине до 70 % оборотной воды.[ . ]

На рис. 61, в представлена схема двухсеточного формования на установке паприформер. Установка состоит из трех валов: грудного 1, формующего 3 и гауч-вала 6, расположенных один над другим, на которые надеты две сетки. Бумажная масса поступает в зазор между сетками из напорного ящика 2 и проходит некоторый участок, называемый свободной зоной, не соприкасаясь с формующими сетками. Начиная с момента контакта с сетками, масса интенсивно обезвоживается под давлением, возникающим вследствие сближения сеток. При этом часть воды удаляется через верхнюю сетку • сквозь рубашку формующего вала благодаря разрежению и часть воды отжимается через нижнюю сетку под действием центробежной силы. Сухость бумажного полотна после формующего вала достигает 7—9%. В этой зоне начинается формование двух слоев бумажного полотна: по одному на каждой сетке. Далее эти слои соединяются между собой, наиболее интенсивное обезвоживание заканчивается, и между сетками образуется однородное полотно бумаги. На свободном участке между формующим валом и гауч-валом обезвоживания практически не происходит. Дальнейшее обезвоживание бумажного полотна происходит на гауч-вале, который имеет четыре камеры. В первой камере создается избыточное давление и обезвоживание происходит только через верхнюю сетку за счет продувки воздуха под давлением 5—39 кПа через бумажное полотно и действия центробежной силы. Во второй камере вала — атмосферное давление, служащее для выравнивания давления в отверстиях рубашки вала. В двух других камерах вала создается вакуум, обеспечивающий обезвоживание бумажного полотна до сухости 20 % и присос полотна к нижней сетке, с которой уже пересасывающий вал 8 передает родотно в прессовую часть бумагоделательной машины.[ . ]

ПАА выпускается в виде 8 %-ного водного раствора в гелеобразном состоянии. Рабочие растворы ПАА готовятся растворением его сначала в горячей воде, а затем в холодной до 2—2,5 г/л. Наилучшие результаты удержания-наполнителей наблюдаются при введении ПАА в поток бумажной массы перед напорным ящиком бумагоделательной машины. При добавлении его в бумажную массу происходит мгновенная флокуляция взвеси благодаря тому, что длинные молекулы ПАА связывают между собой мелкие частицы в сложные агрегаты — флокулы, которые хорошо задерживаются слоем волокна на сетке бумагоделательной машины, что способствует не только лучшему удержанию наполнителей и мелких волокон, но и улучшению структуры листа и повышению его прочности.[ . ]

Диспергированная масса из машинного бассейна 20 через бак постоянного напора 25 подается на установку вихревых очистителей 10 для очистки от мелких тяжелых включений. Отходы от последней ступени установки выводятся из потока. Очищенная масса после установки 10 направляется на тонкое сортирование на сортировку бумажной массы 11 со щелевым ситом, а из нее в напорный ящик верхнего слоя КДМ. Отходы сортирования и легкие посторонние включения из сортировки 11 подаются на вибрационную сортировку 12, отмытое волокно из которой направляется в сборник регистровой воды, а посторонние включения выводятся из потока.[ . ]

Постоянство превышения по высоте нижней губы над гребнем грудного вала обеспечивает постоянное по ширине машины место касания струи массы с сеткой (например, перед передней кромкой грудной доски). В противном случае может иметь место значительная разница в условиях обезвоживания и потере мелочи и наполнителя под сетку по ширине, например, если часть струи касается сетки в районе грудного вала, а другая часть — в районе грудной доски. Вызванная этим неравномерность влажности и структуры бумажного полотна по ширине машины может значительно осложнить работу последующих частей вплоть до появления брака на накате. Для установки сравнительно металлоемкого напорного ящика с высокой степенью точности относительно грудного вала его снабжают специальными компенсационными прокладками и домкратами.[ . ]

При работе современных бумагоделательных машин с формованием полотна между двумя сетками жидкая суспензия подается в клинообразный зазор между ними. Если на обычной плоскосеточной машине суспензия некоторое время имеет одну поверхность свободной, и волокна, если они неравномерно распределены, могут перераспределяться, то при формовании между двумя сетками такая возможность весьма ограниченна. Следовательно, волокна должны быть равномерно распределены по объему потока еще до выпуска на сетку. Струя волокнистой суспензии должна вытекать из выпускной щели при высокоинтенсивной турбулентности и малом ее масштабе. Массонапускные устройства такого типа получили название напорных ящиков турбулентного типа.[ . ]

Так, при производстве сульфитной небеленной целлюлозы в очистном цехе на стенках бассейна, в который поступает из сцеж масса, недостаточно тщательно отмытая от сульфитного щелока, преобладающей формой является нитчатая бактерия Sphaerotilus natans. На остальном оборудовании этого цеха в связи с уменьшением в потоках растворенных органических веществ преобладает в обрастаниях слизеобразующая бактерия Streptococcus mesenterioides. В отбельном цехе обрастания развиваются только в последней стадии производства (внутри барабанов сгустителей, в канале оборотной воды). Здесь обрастания образуются комплексом микроорганизмов — бактерий Streptococcus mesenterioides, Вас. mesentericus, Вас. subtilis, плесневые грибы. Наблюдалось появление бурых пятен на целлюлозе, связанных с образованием в напорных ящиках сортировок слизи дрожжевым грибом Rhodotorula glutinis.[ . ]

Большое распространение приобрела деаэрация бумажной массы в установке, получившей название декулатор. Эта установка (рис. 32) состоит из собственно декулатора-емкости цилиндрической формы 2 и системы создания в этой емкости вакуума, включающей паровой эжектор 3, вакуум-насос 4 и конденсатор 8. Масса после очистной аппаратуры 5 насосом 7. из сборника 6 подается в декулатор, куда она поступает через специальные незабивающиеся насадки, придающие массе вращательное движение и высокую скорость выброса. Масса ударяется о стенки декулатора и о продольно установленную в нем преграду, и пузырьки воздуха отделяются от воды и волокон. Постоянный уровень массы в декулаторе поддерживается автоматически, с пульта управления регулируют также температуру и степень вакуума в декулаторе. Освобожденную от воздуха бумажную массу насосом перекачивают в напорный ящик 1 бумагоделательной машины.[ . ]