СМЕСИТЕЛЬ ВЛАЖНОЙ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ Российский патент 1997 года по МПК B01F7/08 

Изобретение относится к устройству для смешивания влажной волокнистой массы с жидким или газообразным реагентом, а также для ее подогрева и транспортирования и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен целый ряд устройств для смешивания волокнистой массы с химическим реагентом, включающие вертикальный или горизонтальный корпус с установленным в нем валом, на котором расположены транспортирующие и перемешивающие элементы. Корпус также снабжен средствами для ввода волокнистого материала, химического реагента и отвода полученной смеси.

Недостатки известных устройств заключаются в неравномерном перемешивании, низкой степени диспергирования, что сказывается на качестве технологических процессов обработки целлюлозной массы. Перечисленные устройства имеют низкую производительность за счет длительного перемешивания и ограниченные возможности в регулировании температуры материала.

Известные смесители для смешивания суспензий целлюлозы с химическими реагентами, содержащие горизонтальный цилиндрический корпус и расположенный в нем вал, на котором установлены чередующиеся била правого и левого наклона, определенной геометрической формы.

Недостатками известных устройств являются сложность изготовления и невысокая эффективность перемешивания.

Наиболее близким к предложенному является известное устройство для транспортирования и смешивания волокнистой массы с жидким или газообразным реагентом, содержащее корпус с патрубками для подачи массы и отвода ее после обработки, наружным и внутренним шнековыми транспортерами и закрепленной соосно на внутреннем транспортере крыльчаткой. Внутренний транспортер снабжен средством для отвода воздуха из массы, выполненным в виде канала внутри вала, имеющего со стороны крыльчатки перфорацию.

Основным недостатком известного устройства является ограниченная область его применения, т. к. смеситель предназначен для обработки и транспортирования волокнистой массы только средней концентрации (8-15 мас.). Кроме того устройство имеет ограниченные возможности в регулировании температуры перемешиваемого материала.

Однако в последнее время в сфере производства целлюлозного волокна наблюдается явная тенденция к использованию волокнистых масс повышенной концентрации 16-90 мас. т.к. это позволяет проектировать более компактное и более производительное оборудование. Вследствие этого требуется либо дополнительная установка специальных устройств для концентрирования волокнистой массы, либо разработка новых аппаратов, позволяющих обрабатывать волокнистую массу высокой концентрации.

Настоящее изобретение направлено на создание специального устройства, позволяющего транспортировать, подогревать и смешивать с газообразными и жидкими химическими реагентами влажную волокнистую массу высокой концентрации 16-90 мас. на различных участках технологических линий целлюлозно-бумажного производства.

Поставленная задача решается за счет того, что предложенный смеситель имеет корпус, снабженный приемным бункером, шнеком, на валу которого имеется соосно закрепленный диспергатор, средством для отвода воздуха из волокнистой массы, которое выполнено в виде продольных сквозных шлиц на поверхности корпуса, расположенных на уровне последнего витка шнека и имеющих ширину, не превышающую среднюю длину волокна, камерой смешения, расположенной соосно валу шнека на некотором расстоянии от его последнего витка таким образом, что диспергатор находится внутри камеры смешения у ее входа, и снабженной патрубком для отвода волокнистой массы после ее обработки, и средствами для подвода химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара, которые выполнены в виде полых кольцевых камер, снабженных входным и выходными отверстиями и расположенными вокруг диспергатора концентрично валу шнека.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что средство для отвода воздуха выполнено в виде продольных сквозных шлиц, расположенных на поверхности корпуса на уровне последнего витка шнека, шириной не более средней длины волокна, и корпус дополнительно снабжен камерой смешения, расположенной соосно валу шнека на некотором расстоянии от его последнего витка таким образом, что диспергатор находится внутри камеры смешения у ее входа, и камера смешения снабжена патрубком для отвода волокнистой массы после обработки и средствами для подвода химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара, которые выполнены в виде полых кольцевых камер, снабженных входным и выходными отверстиями и расположенными вокруг диспергатора концентрично валу шнека.

Используемый в конструкции предложенного смесителя диспергатор может иметь любую традиционную форму, но предпочтительно может быть выполнен в виде крыльчатки.

Благодаря тому, что камера смешения расположена на некотором расстоянии от последнего витка шнека, вокруг вала шнека между его последним витком и входом в камеру смешения имеется свободное пространство, где происходит уплотнение продвигающейся волокнистой массы в "массную пробку" за счет избыточного противодавления в камере смешения, создаваемого при подаче в нее химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара. В свою очередь формирование "массной пробки" с последующим ее диспергированием в камере смешения позволяет обеспечить образование однородной по составу смеси волокнистой массы и химического реагента. Величина расстояния между последним витком шнека и входом в камеру смешения, определяющего толщину "массной пробки", зависит от качества волокнистой массы и технологических особенностей процесса и может составлять 50 100 мм.

Выполненные на поверхности корпуса сквозные шлицы предназначены для удаления воздуха из волокнистой массы в процессе ее уплотнения между последним витком шнека и входом в камеру смешения. При этом размеры шлиц выбираются таким образом, что с одной стороны исключается возможность выдавливания волокнистой массы через шлицы, а с другой стороны обеспечивается максимально эффективное удаление воздуха из сжатой массы.

Камера смешения снабжена средствами для подвода химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара. Выполнение указанных средств в виде полой кольцевой камеры, расположенной вокруг диспергатора в плоскости, перпендикулярной валу, обеспечивает равномерную подачу вещества в камеру смешения из отверстий для распыления, распределенных по поверхности кольцевой камеры, что в свою очередь способствует получению однородной по составу смеси волокнистой массы и реагента и равномерный ее нагрев. При этом перегретый пар может одновременно выполнять функции транспортного агента, и наоборот использование в качестве транспортного агента подогретого воздуха может заменить подачу перегретого пара. В качестве химического реагента могут быть использованы как газообразные (кислород, хлор, озон), так и жидкие среды (водные растворы перекиси водорода, гипохлорита натрия, двуокиси хлора).

На фиг. 1 изображен смеситель влажной волокнистой массы, разрез; на фиг. 2 то же сечение А-А на фиг. 1.

Смеситель имеет корпус 1, который включает бункер 2 для приема волокнистой массы, шнек 3, соосно закрепленный на валу 4 шнека 3 диспергатор 5, сквозные шлицы 6, выполненные на поверхности корпуса 1 на уровне его последнего витка 7, камеру смешения 8, свободное пространство 9 вокруг вала 4 между последним витком 7 шнека 3 и входом в камеру смешения 8. Камера смешения 8 снабжена средствами для подвода химического реагента 10, транспортного агента 11 и/или перегретого пара 12, которые выполнены в виде кольцевых камер 13, расположенных вокруг диспергатора 5 концентрично валу 4 и снабженных входным отверстием 14 и выходными отверстиями 15. Камера смешения 8 снабжена также патрубком 16 для отвода волокнистой массы после обработки. Вал 4 соединен с электродвигателем 17. Корпус смесителя располагается на специальных опорах 18.

Конкретные размеры и материалы отдельных элементов смесителя определяются видом волокнистой массы и технологическими условиями производства.

Смеситель работает следующим образом. Влажная волокнистая масса высокой концентрации 16-90 мас. из приемного бункера 2 с помощью шнека 3, который приводится во вращение электродвигателем 17, подается по направлению к камере смешения 8 и попадает в свободно пространство 9 между последним витком 7 шнека 3 и входом в камеру смешения 8. Здесь с помощью последнего витка 7 шнека 3 и за счет избыточного противодавления, создаваемого в камере смешения при подаче в нее химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара, масса уплотняется и формируется в "массную пробку". В процессе образования "массной пробки" из нее вытесняется воздух, который удаляется наружу через сквозные шлицы 6, расположенные на поверхности корпуса 1. Как только давление со стороны "массной пробки" становится выше, чем внешнее давление в камере смешения 8, порция волокнистого материала в виде "массной пробки" поступает в камеру смешения 8. Вращающийся диспергатор 5, предпочтительно выполненный в виде крыльчатки, разрушает "массную пробку", причем разрушение происходит от центра пробки к периферии. Сюда же в камеру смешения 8 с помощью средств для подвода поступают химический реагент 10, транспортный агент 11 и/или перегретый пар 12. Средства для подвода, выполненные в виде полых кольцевых камер 13 с входным 14 и выходными 15 отверстиями, распределенными по поверхности камер, обеспечивают равномерную подачу реагента, транспортного агента и/или перегретого пара в камеру смешения 8. В свою очередь диспергатор не только разрушает "массную пробку" на отдельные волокна, но и интенсивно перемешивает волокнистую массу с поступающими в камеру смешения 8 компонентами. При этом происходит образование однородной по составу и равномерно нагретой смеси, которая через выходной патрубок 16 подается с помощью транспортного агента на любой требуемый участок технологической линии.

Использование предложенного смесителя позволяет одновременно производить эффективное перемешивание с химическим реагентом, равномерный подогрев и транспортирование влажной волокнистой массы высокой концентрации 16-90 мас. В результате сокращаются производственные площади и обеспечивается пониженный расход энергии. Благодаря эффективному удалению из волокнистой массы воздуха, мешающего технологическому процессу, можно более качественно проводить химическую обработку волокнистого материала.

Предложенный смеситель может быть использован для смешивания всех видов волокнистых масс концентрации 16-90 мас. с плотными и газообразными средами. Смеситель можно устанавливать на различных участках технологических линий целлюлозно-бумажного производства. Смеситель можно также использовать для перемешивания древесной стружки с жидкими клеями, красками и другими средами.

Использование изобретения: смешивание влажной волокнистой массы с жидким или газообразным реагентом, а также для ее подогрева и транспортирования и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Сущность изобретения: смеситель имеет корпус, снабженный приемным бункером, шнеком, на валу которого имеется соосно закрепленный диспергатор, средство для отвода воздуха из волокнистой массы, выполнено в виде продольных сквозных шлиц на поверхности корпуса, расположенных на уровне последнего витка шнека и имеющих ширину, не превышающую среднюю длину волокна. Камера смешения расположена соосно валу шнека на некотором расстоянии от его последнего витка таким образом, что диспергатор находится внутри камеры смешения у ее входа. Она снабжена патрубком для отвода волокнистой массы после ее обработки и средствами для подвода химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара, которые выполнены в виде полых кольцевых камер, снабженных входным и выходными отверстиями и расположенными вокруг диспергатора концентрично валу шнека. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Смеситель влажной волокнистой массы, включающий корпус, снабженный приемным бункером, шнеком, диспергатором, соосно закрепленным на валу шнека, средством для отвода воздуха из волокнистой массы, средством для подвода химического реагента и патрубком для отвода волокнистой массы после обработки, отличающийся тем, что средство для отвода воздуха из волокнистой массы выполнено в виде продольных сквозных шлиц, расположенных на поверхности корпуса на уровне последнего витка шнека, шириной, не превышающей средней длины волокна, и корпус дополнительно снабжен камерой смешения, расположенной соосно с валом шнека на некотором расстоянии от его последнего витка так, что диспергатор находится внутри камеры смешения у ее входа, и камера смешения снабжена патрубком для отвода волокнистой массы после обработки и средствами для подвода химического реагента, транспортного агента и/или перегретого пара, которые выполнены в виде полых кольцевых камер, снабженных входным и выходными отверстиями и расположенных вокруг диспергатора концентрично валу шнека. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диспергатор выполнен в виде крыльчатки.