НАПОРНЫЙ ЯЩИК БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК D21F1/02 

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, содержащий корпус с коллектором для подвода массы к разгонным патрубкам, соединенным с первой диспергирующей секцией, которая соединена посредством одного или нескольких промежуточных каналов со второй диспергирующей секцией, соединенной с напускным каналом и компенсирующей камерой. Механизм регулировки профиля напускного канала (SU, а.с. N 1721156, кл. D 21 F 1/02, 1992).

При работе напорного ящика масса поступает из коллектора через разгонные патрубки в первую по ходу движения диспергирующую секцию, где, соударяясь с поверхностью секции, расположенной напротив разгонных патрубков, разворачивается навстречу поступающему из разгонных патрубков потоку массы, в результате чего происходит интенсивная турбулизация потока, вследствие чего поток диспергируется на волокна и мелкие флокулы. Затем масса вновь ускоряется в промежуточных каналах, диспергируется вторично аналогичным образом во второй диспергирующей камере и разделяется на два потока, один из которых поступает в компенсирующую камеру, а другой на сетку бумагоделательной машины.

Недостаток данного устройства заключается в невысоком качестве формуемого полотна вследствие неудовлетворительной степени диспергации потока массы в диспергирующих секциях.

Это объясняется следующим. При набегании потока массы, выходящего из разгонных патрубков на поверхность диспергирующей секции, расположенной на против разгонных патрубков, объемы массы разворачиваются не навстречу друг другу, а под некоторым углом (фиг. 1), который имеет достаточно большую величину. Например, в диспергирующей секции напорного ящика Formflow (SU патент N 856393, кл. D 21 F 1/02, 1973) угол α 90^o. В резуъьтате этого объемы массы скользят относительно друг друга, недостаточно интенсивно соударяясь между собой, что определяет невысокую интенсивность турбулентности и в результате невысокую степень диспергации потока массы. В результате этого во вторую секцию поступает масса с достаточно крупными флокулами, вследствие чего они не успевают диспергироваться на волокна, и на сетку машины поступает масса с невысокой степенью диспергации.

Известен напорный ящик бумагоделательной машины (GB, заявка N 1228385, кл. D 21 F 1/02, 1971), принятый в качестве ближайшего аналога, содержащий коллектор с разгонными патрубками подвода массы с диспергирующей секции корпуса, в которой смонтирована перегородка для соударения струй массы, выходящих из разгонных патрубков, и, по меньшей мере, один промежуточный канал, соединенный с каналом напуска диспергированной массы на сетку, имеющим механизм регулирования его высоты. Известное решение принято в качестве ближайшего аналога. В известном напорном ящике струи из разгонных патрубков ударяются о перегородку, генерируя турбулентность, но затем рассеиваются по объему взрывной камеры, фактически не сталкиваясь между собой. При этом потоки на выходе из взрывной камеры сдвигаются, а при слиянии потоков турбулентность не генерируется. Во взрывной камере образуются застойные зоны, ухудшающие диспергацию массы.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Достигается это тем, что перегородка диспергирующей секции состоит из отдельных планок, каждая из которых расположена у выхода соответствующего разгонного патрубка и имеет профиль поперечного сечения, сужающийся в направлении движения массы. Промежуточный канал выполнен в форме конфузора.

На фиг. 1 изображен общий вид напорного ящика; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 фрагмент напорного ящика с выполнением промежуточного канала в форме конфузора и перегородок с уменьшение площади поперечного сечения; на фиг. 5 -разрез А-А на фиг. 4.

Напорный ящик содержит корпус 1 с коллектором 2 для подвода массы к разгонным патрубкам 3, соединенным с первой диспергирующей секцией 4, которая соединена посредством одного или нескольких промежуточных каналов 5 или со второй диспергирующей секцией 6 (при необходимости вторичной диспергации), соединенный с напускным каналом 7, и компенсирующей камерой 8, или непосредственно с каналом 7, а так же содержит механизма регулировки профиля напускного канала 9. Первая диспергирующая секция 4 снабжена перегородкой, выполненной из отдельных планок 10, установленных напротив разгонных патрубков 3 так, что разгонные патрубки 3 и промежуточные каналы 5 расположены по разным сторонам планок 10. При этом промежуточный канал 5 может быть выполнен в форме конфузора, а планки 10 с уменьшением площади поперечного сечения по ходу движения массы.

Напорный ящик работает следующим образом. Масса из коллектора 2 распределяется по разгонным патрубкам 3, где приобретает высокую скорость и поступает в первую диспергирующую секцию 4. Высокоскоростные струи массы ударяются о планки 10, разворачиваются в боковых направлениях навстречу одна другой и соударяются между собой с высокой скоростью по всему объему потока, ограниченного планками 10 и патрубками 3 (фиг. 4). В результате двух соударений, следующих непосредственно одно за другим, в этом малом объеме генерируются интенсивные турбулентные вихри малого масштаба, энергия которых устанавливается вследствие того, что объемы массы сталкиваются во встречных потоках, векторы которых направлены на встречу один другому. Турбулентные вихри диспергируют на мелкие флокулы и волокна поток массы, который поступает в промежуточные каналы 5, где ускоряется и поступает во вторую диспергирующую секцию 6, где масса дополнительно турбулизируется, в результате чего мелкие флокулы диспергируются, или непосредственно в напускной канал 7.

Процесс диспергации в секции 6 интенсифицируется в результате того, что турбулентные вихри, образованные в секции 4, сохраняют часть своей энергии при прохождении через промежуточные каналы 5 и вносят эту энергию в процесс турбулизации массы в секции 6. При течении массы в едином промежуточном канале 5, который выполнен в форме конфузора, степень сохранения энергии высока, поскольку, во-первых, энергосодержащие вихри не дробятся на более мелкие в промежуточных каналах, а, во-вторых, он не успевают распадаться вследствие того, что поток в конфузоре ускоряется и время прохождения промежуточного канала 5 сокращается. Сохранению энергии турбулентных вихрей после турбулизации потока на планках 10 способствует также исполнение их с уменьшением площади сечения по ходу движения массы (фиг. 5). При этом предотвращается образование отрывных застойных зон на тыльной стороне планок, где поток массы имеет малую скорость течения и происходит распад энергосодержащих вихрей.

Образованная таким образом турбулентная зона в секции 6 диспергирует поток массы на волокна, основная часть которого поступает на формующую сетку через напускной канал 7, а другая часть в компенсирующую камеру 8, где сглаживаются пульсации давления, образованные в диспергирующих секциях.

Пример
Формуют картон из волокнистой массы с концентрацией 3,3% состоящей из древесной массы в количестве 23% и сульфатной беленой целлюлозы в количестве 77% на лабораторной установке. В таблице приведены физико-механические характеристики технического фильтровального картона массой 270 г/м², полученного с помощью устройства прототипа и предлагаемого устройства.

Использование: 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. Сущность изобретения: напорный ящик бумагоделательной машины содержит коллектор с разгнонными патрубками подвода массы к диспергирующей секции корпуса. В секции смонтирована перегородка для соударения струй массы, выходящих из разгонных патрубков, и, по меньшей мере, один промежуточный канал, соединенный с каналом напуска диспергированной массы на сетку. Перегородка состоит из отдельных планок, каждая из которых расположена у выхода соответствующего разгонного патрубка и имеет профиль поперечного сечения, сужающийся в направлении движения массы. Промежуточный канал выполнен в форме конфузора. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.

1. Напорный ящик бумагоделательной машины, содержащий коллектор с разгонными патрубками подвода массы к диспергирующей секции корпуса, в которой смонтирована перегородка для соударения струй массы, выходящих из разгонных патрубков, и по меньшей мере один промежуточный канал, соединенный с каналом напуска диспергированной массы на сетку, имеющим механизм регулирования его высоты, отличающийся тем, что перегородка диспергирующей секции состоит из отдельных планок, каждая из которых расположена у выхода соответствующего разгонного патрубка и имеет профиль поперечного сечения, сужающийся в направлении движения массы. 2. Ящик по п. 1, отличающийся тем, что промежуточный канал выполнен в форме конфузора.