СОПЛОВОЙ КОРОБ УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ ПОЛОТНА ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2000 года по МПК D21F5/18 F26B13/20 B65H23/24 

Настоящее изобретение относится к сопловому коробу, предназначенному для использования в установке для сушки материала в виде волокнистого слоя или полотна, такого как волокнистый слой бумажной пульпы, пропускаемого через упомянутую установку, причем упомянутый сопловой короб имеет продолговатую форму, по существу, прямоугольного параллелепипеда, включающего по существу горизонтальную верхнюю стенку короба, и предназначен для размещения, совместно со множеством идентичных сопловых коробов, под полотном волокнистого материала для поддерживания волокнистого материала во взвешенном в воздухе состоянии в определенном стабильном положении над верхней стенкой соплового короба с помощью воздушных потоков, которые выходят из короба, одновременно высушивая волокнистый материал, причем сопловой короб выполнен так, что его располагают под волокнистым материалом таким образом, чтобы обеспечить возможность размещения центральной продольной осевой линии верхней стенки соплового короба в поперечном направлении к направлению перемещения полотна волокнистого материала, и верхняя стенка упомянутого соплового короба снабжена множеством по существу круглых сопловых отверстий и множеством так называемых "векообразных" перфораций, причем каждое из этих векообразных перфораций содержит прорезь, расположенную параллельно упомянутой центральной осевой линии, и углубление, образованное в верхней стенке соплового короба рядом с прорезью по одну сторону от последней, причем упомянутые векообразные перфорации расположены в два ряда параллельно и с каждой стороны от упомянутой центральной осевой линии, а упомянутые сопловые отверстия расположены рядами также параллельными и с каждой стороны от упомянутой центральной оси, и векообразные перфорации в одном ряду так расположены в продольном направлении соплового короба относительно векообразных перфораций другого ряда, что векообразные перфорации обоих рядов вместе образуют зигзагообразный рисунок, при этом векообразные перфорации в обоих рядах направлены таким образом, чтобы понуждать струи воздуха выходить по существу параллельно верхней стенке соплового короба по направлению к упомянутой центральной осевой линии и, по существу, перпендикулярно к ней, причем сопловые отверстия направлены таким образом, чтобы понуждать воздушные струи выходить, по существу, перпендикулярно к верхней стенке короба.

Задачей настоящего изобретения является создание соплового короба описанного выше типа, обеспечивающего улучшенную теплопередачу и, следовательно, более эффективную сушку по сравнению с ранее известными сопловыми коробами. Предлагаемый короб также должен позволить увеличить высоту расположения полотна материала во взвешенном в воздухе состоянии, что достигается при условии создания равномерного поступления воздуха и одинаковых условий фиксации волокнистого материала.

Эта задача в соответствии с настоящим изобретением решена с помощью соплового короба такого типа, который определен во вступительной части настоящего описания и который отличаетcя тем, что прорези векообразных перфораций в обоих рядах одинаково отстоят от центральной осевой линии, что центральная осевая линия пересекает углубления векообразных перфораций в обоих рядах, что сопловые отверстия расположены соответственно в первой и во второй паре рядов, что два ряда каждой пары расположены с каждой стороны и на одинаковом расстоянии от центральной осевой линии, что расстояние рядов первой пары от центральной осевой линии меньше, чем расстояние рядов второй пары от упомянутой линии, что для каждой векообразной перфорации имеется соответствующее сопловое отверстие в ряду первой пары сопловых отверстий, которое расположено на той же стороне от центральной осевой линии, что и прорезь сопряженной векообразной перфорации, и также соответствующее сопловое отверстие в ряду второй пары, которое расположено на противоположной стороне от центральной осевой линии, причем каждая векообразная перфорация и ее два соответствующих сопловых отверстия находятся в существенной степени на одной линии в поперечном направлении соплового короба, и тем, что верхняя стенка соплового короба имеет изогнутую прочную форму по всей длине в поперечном направлении.

В соответствии с предпочтительным вариантом исполнения высота дуги H, представляющей арочную форму верхней стенки соплового короба, связана со степенью перфорации P следующим уравнением
H = k • p - 5,88,
где k - константа, величина которой находится в пределах 6,2-6,9, если H выражено в мм, а P - в %.

Произведение расстояния l₂ (в мм) между центральной осевой линией и краем прорези, ближайшей к упомянутой линии, на ширину L соплового короба является благоприятным в пределах 2800 - 4100 мм, а предпочтительно составляет приблизительно 3440 мм.

Отношение длины l₁ углубления к расстоянию l₂ между центральной осевой линией и краем прорези, ближайшей к упомянутой линии, является благоприятным в пределах 1,2-1,6, а предпочтительно составляет 1,4.

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, где показано:
на фиг.1 - вид в перспективе, схематически иллюстрирующий установку для сушки волокнистого материала с помощью сопловых коробов, выполненных в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 2 - вид, на котором показана часть соплового короба, выполненного в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 3 - сечение соплового короба по III-III на фиг. 2;
на фиг. 4 - сечение соплового короба по IV-IV на фиг. 2;
на фиг. 5 - сечение части соплового короба по V-V на фиг. 2;
на фиг. 6 - векообразная перфорация в сечении по VI-VI на фиг. 2.

На фиг. 1 показано полотно 1 волокнистого материала, например волокнистый слой бумажной пульпы, которое пропускают через установку для сушки этого волокнистого материала. Полотно 1 волокнистого материала 4 перемещают через установку в горизонтальном направлении в направлении, показанном стрелками P1 на фиг. 1.

Множество одинаковых сопловых коробов 2, каждый из которых имеет продолговатую форму прямоугольного параллелепипеда, включающего, по существу, горизонтальную верхнюю стенку 3, размещено под полотном 1 волокнистого материала, причем верхние поверхности стенок 3 сопловых коробов расположены в одной и той же горизонтальной плоскости. Сопловые короба 2 размещены длинной стороной под прямым углом к направлению перемещения P₁ полотна 1 волокнистого материала и расположены один рядом с другим и отделены между собой предварительно выбранным зазором 4.

Верхняя стенка 3 каждого соплового короба 2 снабжена множеством отверстий 5 и 6 для выхода воздуха, которые будут более подробно описаны ниже. Вентиляторными устройствами (не показаны) нагнетают воздух в сопловые короба. Воздух выходит из сопловых коробов 2 через отверстия 5 и 6. Выходящий воздух несет полотно 1 волокнистого материала, поддерживая его во взвешенном состоянии в воздухе на предварительно определенной высоте, или уровне, над сопловыми коробами 2. Выходящий воздух передает тепло полотну 1 волокнистого материала для сушки последнего. Воздух, поступающий из сопловых коробов 2, удаляется через зазоры 4 между сопловыми коробами 2.

Отверстия 5 и 6 для подачи воздуха представляют собой множество круглых сопловых отверстий 5 и множество так называемых "векообразных" перфораций 6. Каждая векообразная перфорация состоит из прорези 7, расположенной параллельно продольной центральной осевой линии C верхней стенки 3 короба, и из углубления 8, сформированного рядом с прорезью 7 по одну сторону от последней. Углубление 8 выполнено из верхней поверхности верхней стенки 3 короба. Углубление 8 имеет приблизительно параболическую форму наружного контура и углублено в направлении вниз перпендикулярно к линии прорези 7 (см. фиг. 6). Конфигурация углубления 8 в поперечном сечении в направлении, параллельном прорези 7, имеет арочную форму (см. фиг.5). Таким образом, отверстие 6 для выхода воздуха должно включать одну открытую в верхнем направлении часть 6а, отделенную прорезью 7 и заставляющую выходящий воздух вытекать преимущественно перпендикулярно к верхней стенке 3 короба, и одну часть 6b (см. фиг. 6), которая открыта в поперечном направлении соплового короба 2 и которая расположена между верхней стенкой 3 короба и краем углубления 8, ближайшим к прорези 7, причем упомянутая часть 6b заставляет вытекающий воздух выходить в направлении, преимущественно параллельном верхней стенке 3 соплового короба.

Векообразные перфорации 6 сгруппированы в два ряда, расположенные параллельно и распределенные с каждой стороны осевой линии C. Прорези 7 векообразных перфораций 6 в двух рядах одинаково отстоят от осевой линии C. Векообразные перфорации 6 в одном ряду смещены в продольном направлении соплового короба 2 относительно векообразных перфораций 6 другого ряда таким образом, что вместе векообразные перфорации 6 двух рядов образуют зигзагообразный рисунок.

Ориентация векообразных перфораций 6 в обоих рядах такова, что выходящий воздух побуждают выходить преимущественно параллельно верхней стенке 3 короба в направлении к осевой линии C, по существу, под прямыми углами к ней. Расстояние между прорезями 7 и осевой линией C таково, что осевая линия C пересекает углубления 8 (см. фиг.2).

Круглые сопловые отверстия 5, побуждающие воздух выходить преимущественно под прямыми углами к верхней стенке 3 короба, расположены в первой и второй паре рядов 9а, 9b и 10а, 10b, соответственно размещенных параллельно осевой линии C. Два ряда 9а, 9b и 10а, 10b соответственно каждой пары расположены с каждой стороны и на равном расстоянии от осевой линии С. Расстояние рядов 9а, 9b первой пары от осевой линии С короче, чем расстояние рядов 10а, 10b второй пары от этой линии.

Для каждой векообразной перфорации 6 предусмотрено два соответствующих сопловых отверстия 5, т.е. одно сопловое отверстие 5 в рядах 9а или 9b первой пары, которые расположены на той же стороне от осевой линии С, что и прорезь 7 сопряженной векообразной перфорации 6, и одно сопловое отверстие 5 в рядах 10а или 10b другой пары, которая расположена на противоположной стороне от осевой линии С. Каждая векообразная перфорация 6 и ее два соответствующих сопловых отверстия 5 расположены во взаимно согласованном порядке вдоль одной линии или по крайней мере в преимущественно согласованном порядке вдоль одной линии в поперечном направлении соплового короба 2.

Верхняя стенка 3 короба имеет слегка изогнутую арочную форму (см. фиг. 3 и 4) по всей длине по всему поперечному сечению, т.е. также и в зоне, занятой векообразной перфорацией 6. Арочная форма в этой зоне достигается тем, что при прорубании или штамповании используют инструмент для формирования векообразной перфорации 6, имеющий форму, соответствующую дуге изгиба.

Короб 2, выполненный в соответствии с изображенным на прилагаемых иллюстрациях предпочтительным вариантом исполнения, который был испытан и было установлено, что он функционирует вполне удовлетворительно, имеет ширину L, равную 215 мм, и длину и ширину прорезей 7, равные 15 мм и 1,5 мм соответственно, длину l₁ углублений 8 в направлении, перпендикулярном осевой линии С, равную 22,5 мм, угол α наклона стенки углубления 8 (см. фиг.6), составляющий приблизительно 10^o, расстояние l₂ от осевой линии C до ближайшего к этой осевой линии края прорези, составляющее 16 мм, расстояние d между векообразными перфорациями в обоих рядах, составляющее 20 мм, диаметр сопловых отверстий 5, составляющий 3,7 мм, расстояния l₃ и l₄ между осевой линией и рядами 9а, 9b и 10а, 10b соответственно в первой и второй парах рядов отверстий, равные 70 мм и 95 мм соответственно, и радиус изгиба арочной формы верхней стенки 3 соплового короба, составляющий 1927 мм с соответствующей высотой дуги H, равной 3 мм.

Как показано, произведение l₂ • L = 16 • 215 = 3440, если величины выражены в мм. Это произведение существенно важно для фиксирования волокнистого полотна и предпочтительно находится в интервале 2800-4100. Как доказано ниже, отношение
l₁/l₂ = 22,5/16 = 1,4.

Это отношение существенно важно для обеспечения высоты взвешенности полотна в воздухе, предпочтительно оно находится в интервале 1,2-1,6.

Кроме того, в соответствии с вариантом исполнения, изображенном на прилагаемых иллюстрациях, каждое сопловое отверстие имеет площадь A₁, равную 10 мм², и открытая вверх часть 6а (прорезь 7) и часть 6b, открытая в направлении поперечного сечения короба 2 каждой векообразной перфорации 6, имеют площади A₂ и A₃, равные 22,5мм² и 23,6 мм² соответственно.

Как показано, 2A₁ ≈A₂ ≈ A₃, что обеспечивает удовлетворительную теплопередачу и удовлетворительную высоту поддержания полотна в воздухе.

Под термином "степень перфорации" P в данном случае следует понимать отношение площадей 2A₁ + A₂ + A₃ и (L + G) • d, где G - ширина зазора 4, который в проиллюстрированном варианте исполнения предпочтительно равен 35 мм. Таким образом, в соответствии с проиллюстрированным вариантом исполнения, степень перфорации составляет
P = (2• 10,8 + 22,5 + 23,6)/(215 +35) • 20 ≈ 0,0135, т.е. 1,35%.

Были проведены эксперименты с использованием различных сопловых коробов, в которых расстояние d варьировали между 20 мм и 28 мм. Было установлено, что очень хорошие рабочие условия достигаются в случае соблюдения соотношения между высотой дуги H и степенью перфорации P. Соотношение может быть выражено следующим уравнением: H = k • H - 5,88, где k - константа, находящаяся в диапазоне 6,2-6,9, если H выражено в мм, а P - в %.

Короб предназначен для использования в установке для сушки полотна волокнистого материала. Содержит преимущественно горизонтальную верхнюю стенку, в которой имеются круглые отверстия и так называемые векообразные перфорации, каждое из которых содержит прорезь, которая направлена параллельно центральной осевой линии верхней стенки короба, и углубление, выполненное в верхней стенке короба рядом с одной стороной упомянутой прорези. Векообразные перфорации расположены в два ряда параллельно центральной осевой линии, и вместе они образуют зигзагообразный рисунок относительно центральной осевой линии, которая пересекает углубления векообразных перфораций в обоих рядах. Отверстия расположены в первой и второй паре рядов, причем оба ряда в каждой паре расположены с каждой стороны и на одинаковом расстоянии от центральной осевой линии. Верхняя стенка соплового короба имеет слегка изогнутую арочную форму по всей длине в поперечном направлении. Обеспечивается улучшение теплопередачи, эффективность сушки. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Сопловой короб, предназначенный для использования в установке для сушки полотна (1) волокнистого материала, например волокнистого слоя бумажной пульпы, пропускаемого через упомянутую установку, причем упомянутый сопловой короб имеет продолговатую форму, по существу, прямоугольного параллелепипеда, включающего, по существу, горизонтальную верхнюю стенку (3), и предназначен для размещения совместно со множеством идентичных сопловых коробов под полотном (1) волокнистого материала для поддержания волокнистого материала во взвешенном в воздухе состоянии в определенном стабильном положении над верхней стенкой (3) с помощью воздушных потоков, которые выходят из короба, одновременно высушивая волокнистый материал, причем сопловой короб выполнен так, что его располагают под полотном (1) волокнистого материала таким образом, чтобы обеспечить возможность расположения центральной продольной осевой линии (С) верхней стенки (3) соплового короба поперек направлению перемещения (P1) полотна (1) волокнистого материала, и верхняя стенка (3) упомянутого соплового короба снабжена множеством в существенной степени круглых сопловых отверстий (5) и множеством так называемых векообразных перфораций (6), причем каждая из этих векообразных перфораций содержит прорезь (7), расположенную параллельно упомянутой осевой линии (С), и углубление (8), образованное в верхней стенке (3) соплового короба рядом с прорезью по одну сторону от последней, причем упомянутые векообразные перфорации (6) расположены в два ряда параллельно и с каждой стороны от упомянутой центральной осевой линии (С), причем упомянутые сопловые отверстия расположены рядами (9a, 9b, 10a, 10b), также параллельными и с каждой стороны от упомянутой осевой линии (С), и векообразные перфорации в одном ряду так смещены в продольном направлении соплового короба относительно векообразных перфораций другого ряда, что эти векообразные перфорации обоих рядов вместе образуют зигзагообразный рисунок, причем векообразные перфорации (6) в обоих рядах направлены таким образом, чтобы понуждать струи воздуха выходить, по существу, параллельно верхней стенке (3) соплового короба по направлению к упомянутой центральной осевой линии (С) и, по существу, перпендикулярно к ней, причем сопловые отверстия (5) направлены таким образом, чтобы понуждать воздушные струи выходить, по существу, перпендикулярно к верхней стенке короба (3), отличающийся тем, что прорези (7) векообразных перфораций (6) в обоих рядах одинаково отстоят от упомянутой центральной осевой линии (С), что упомянутая центральная осевая линия (С) пересекает углубления (8) векообразных перфораций (6) обоих рядов, что сопловые отверстия (5) расположены соответственно в первой и во второй паре рядов (9a, 9b и 10a, 10b соответственно), что два ряда каждой пары расположены с каждой стороны и на одинаковом расстоянии от упомянутой центральной осевой линии (С), что расстояние рядов (9a, 9b) первой пары от упомянутой центральной осевой линии (С) меньше, чем расстояние рядов (10a, 10b) второй пары от упомянутой линии, что для каждой векообразной перфорации (6) имеется соответствующее сопловое отверстие (5) в ряду (9a или 9b) первой пары сопловых отверстий, которое расположено на той же стороне от упомянутой центральной осевой линии (С), что и прорезь (7) сопряженной векообразной перфорации (6), и также соответствующее сопловое отверстие (5) в ряду (10a или 10b) второй пары, которое расположено на противоположной стороне от упомянутой центральной осевой линии (С), причем каждая векообразная перфорация (6) и ее два соответствующих сопловых отверстия (5) находятся в существенной степени на одной линии в поперечном направлении соплового короба, и тем, что верхняя стенка (3) соплового короба имеет слегка изогнутую арочную форму по всей длине в поперечном направлении. 2. Сопловой короб по п.1, отличающийся тем, что высота дуги H арочной формы верхней стенки (3) соплового короба относится к степени перфорации P следующим образом
H = k • P - 5,88,
где k - константа, величина которой находится в пределах 6,2 - 6,9, если H выражено в мм, а P - в %. 3. Сопловой короб по п.1 или 2, отличающийся тем, что произведение расстояния l₂ (в мм) между центральной осевой линией (С) и краем прорези (7), ближайшей к упомянутой линии, на ширину L соплового короба (2) находится в пределах 2800 - 4100 мм, а предпочтительно составляет приблизительно 3440 мм. 4. Сопловой короб по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что отношение длины l₁ углубления (8) к расстоянию l₂ между упомянутой центральной осевой линией (С) и краем прорези, ближайшим к упомянутой линии, составляет 1,2 - 1,6, а предпочтительно составляет 1,4.