Способ сортирования волокнистого материала Российский патент 2020 года по МПК D21D5/06 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано для сортирования волокнистых материалов.

Уровень техники

В бумажной промышленности широко применяются напорные сортировки для очистки бумажной суспензии, которые используются при грубом и тонком сортировании. Сущность процесса сортирования заключается в пропускании маккулатурной массы через отверстия, размер и форма которых обеспечивают разделение содержащих в массе частиц, при этом

сортирование бумажной суспензии должно выполняться с соблюдением ряда предосторожностей таких как содержание загрязнения в маккулатуре, ее концентрация и т.д. [3]. В противном случае происходит засорение напорной сортировки и эффективность ее работы падает, вплоть до ее остановки, повышается степень износа узлов сортировки. Одновременно с удалением посторонних включений в процессе сортирования происходят потери волокна, которых избежать практически невозможно.

Известен способ сортирования волокнистых материалов [7], в котором преобразователи давления непрерывно изменяют давление входной текучей среды от максимума до минимума, а также непрерывно изменяют давление выходной текучей среды от максимума до минимума при этом волоконное засорение разрушается. Недостатком известного способа является низкая производительность сортировки за счет переменного, входного давления, причем максимальное входное давление должно быть меньше оптимального, чем если бы сортировка работала без изменения входного давления [5].

Известен способ сортирования волокнистых материалов [8], в котором суспензию целлюлозы подают от входа к выпускному отверстию насоса и обеспечивают снижения давления, которому бумажная суспензия подвергается и входной поток регулируется путем контролируемого снижения давления. Недостатком известного способа является низкая производительность сортировки за счет снижения входного давления при засорении сортировки и отсутствии при этом ее промывки.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению и достигаемому результату является способ сортирования волокнистых материалов [6], включающий загрузку волокнистого материала во внутреннюю полость сортирующего элемента, сортирование волокна через зазоры между витками сортирующего элемента, отвод отходов сортирования через выходное центральное отверстие цапфы. В процессе сортирования осуществляют контроль величины напора подаваемого волокнистого материала с помощью манометра и с увеличением напора до предельного значения осуществляют прекращение загрузки волокнистых материалов, уменьшение зазоров между витками сортирующего элемента и последующей подачей воды через центральное входное отверстие с отводом отходов сортирования с водой через центральное выходное отверстие с последующим возобновлением процесса сортирования. Недостатком способа является грубый контроль входного давления при определении начала засорения сортировки, остановку процесса сортирования и как результат снижение ее производительности.

Сущность изобретения

Цель настоящего изобретения является повышение производительности и качества сортирования волокнистого материала. Указанная цель достигается тем, что при увеличении разницы давлений входного волокнистого материала и выходного очищенной массы, и при превышении заданного значения разницы давлений производят промывку сортировки, путем увеличения подачи на дискрет промывочной воды для промывки сортировки, увеличения выхода отходов и уменьшения выхода очищенной массы. При уменьшении разницы давлений входного волокнистого материала и выходного очищенной массы (сортировка очистилась), путем уменьшения на дискрет возвращают к исходному, оптимальному режиму работы напорной сортировки, т.е. увеличивают выход очищенной массы, уменьшают выход отходов, закрывают подачу воды для промывки сортировки.

Поставленная цель достигается тем, что способ волокнистых материалов содержащий загрузку волокнистого материала во внутреннюю полость сортирующего элемента, сортирование волокна через зазоры между витками сортирующего элемента, отвод отходов сортирования через выходное центральное отверстие цапфы. В процессе сортирования осуществляют контроль величины напора подаваемого волокнистого материала с помощью манометра и с увеличением напора до предельного значения осуществляют прекращение загрузки волокнистых материалов, уменьшение зазоров между витками сортирующего элемента с последующей подачей воды через центральное входное отверстие с отводом отходов сортирования с водой через центральное выходное отверстие с последующим возобновлением процесса сортирования.

В предпочтительном варианте датчиками давления ведется контроль разницы давлений входной сортируемой и выходной очищенной массы для определения начала засорения напорной сортировки, регулируемой задвижкой регулируют подачу воды для промывки напорной сортировки, регулируемой задвижкой сброса отходов регулируют выход отходов сортирования, регулируемой задвижки очищенной массы регулируют выход очищенной массы сортирования.

Согласно изобретению при увеличении разницы давлений входной и выходной массы начинают процесс промывки сортировки при этом не останавливая процесс сортирования, что выгодно отличает его от прототипа.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На Фиг. 1 представлена технологическая схема в соответствии с настоящим изобретением.

Способ реализуется с помощью представленной на Фиг. 1 технологической схемы устройства для сортирования волокнистых материалов содержащая, напорную сортировку НС, вход и датчик давления PI1 входного волокнистого материала, вход промывочная вода и регулируемая задвижка HV1 подачи воды для промывки сортировки, выход, датчик давления PI2 и регулируемую задвижку LV1 для вывода и контроля давления очищенной массы, выход отходы и регулируемую задвижку FV1 для сброса отходов сортирования.

В качестве напорной сортировки может выступать практически любая напорная сортировка имеющая входной патрубок для подачи бумажной суспензии, вход для подачи промывочной воды, выходной патрубок для выхода очищенной массы, выходной патрубок для сброса отходов.

Исходное положение элементов схемы следующее:

HV1 - закрыта

FV1 - открыта 5-10%, [1]

LV1 - открыта 100%

Волокнистый материал поступает в напорную сортировку, где производится ее очистка. С помощью входного датчика PI1 и выходного датчика PI2 давлений волокнистого материала осуществляется контроль работы напорной сортировки. Установившаяся разница входного и выходного давлений является оптимальной и служит критерием нормальной, оптимальной работы напорной сортировки Р=|PI1|-|PI2|±δР, где δР заданное смещение давления для исключения генерации включения/выключения режима промывки.

При засорении напорной сортировки как правило, повышается входное давление и при превышении значения давления Pi>Р начинается процесс промывки. Открывается на определенный процент регулируемая задвижка (подбирается опытным путем) подачи воды для промывки HV1, пропорционально на этот процент открывается регулируемая задвижка сброса отходов FV1 и пропорционально на этот процент закрывается регулируемая задвижка очищенной массы LV1. Если новое значение давления Pi будет больше или равно заданному давлению Р, то процесс промывки продолжиться, увеличится количество подаваемой воды для промывки сортировки, увеличится количество отходов промывки, т.е. задвижки HV1 и FV1 откроются на определенный процент, а регулируемая задвижка LV1 закроется пропорционально на этот процент. Это будет происходить до тех пор, пока давление Pi не станет меньше заданного давления Р. Это означает, что сито в напорной сортировке промылось и необходимо вернуть с выхода отходов волокнистый материал на выход очищенной массы. Регулируемая задвижка подачи воды для промывки HV1, закроется на определенный процент (подбирается опытным путем), пропорционально на этот процент закроется регулируемая задвижка FV1 сброса отходов и пропорционально на этот процент откроется задвижка очищенной массы LV1. Это будет происходить до тех пор пока регулируемые задвижки не выйдут в исходное положение, при этом достигается плавная регулировка перехода из режима сортировки в режим промывки и наоборот, что не влечет за собой дополнительного засорения сортировки в результате этих переходов [1…4]. Производственники перед началом запуска подают в НС промывочную воду, а затем подают волокнистый материал с последующим отключением промывочной воды, таким образом используя надежный и бесперебойный режим запуска НС, что говорит о дополнительных затратах на запуск в работу напорной сортировки после ее остановки.

Таким образом, в отличие от аналогов предлагаемый способ предотвращает вероятность засорения напорной сортировки в самой начальной ее стадии, которая затрудняет прохождение волокнистого материала через зазоры сита, не останавливая при этом процесс сортирования волокнистого материала, что повышает качество и производительность работы НС. Этот способ особенно хорошо подходит при каскадной очистке бумажной суспензии, где отходы с одной сортировки поступают на вход другой и т.д. [1…5].

Список литературы:

1. С.Н. Иванов «Технология бумаги» Москва 2006 г.

2. (Б.З. Смоляницкий. Переработка макулатуры. М. - Лесная промышленность, 1980 г.).

3. М.В. Ванчаков, А.В. Кулешов, Г.Н. Коновалова Технология и оборудование для переработки маккулатуры Санкт-Петербург 2011 г.

4. Технология целюлозно-бумажного производства в 3т. СПб Политехника 2004 г.

5. ЛесПромИнформ №1(41) 2007 г. Ресурсосберегающая технология переработки маккулатуры

http://www.lesprominfoim.ru/jarchive/articles/itemshow/974

5. http://v-

sevastvanova.narod.ru/olderfiles/1/SORTIROVANIE I OCHISTKA CELLJULOZY.pdf

6. Патент RU №2635792 D21D 5/06 01.07.2017r.

7. Патент US №6348130 B1.B21C9/00, 19.02.2002 r.

8. Патент US №8177937 B2, D21C 7/12, 15.05.2012 r.

Технический результат: повышение производительности и качества сортирования волокнистой суспензии. Сущность изобретения: способ очистки волокнистых материалов, включающий вход и датчик давления входного волокнистого материала, загрузку волокнистого материала во внутреннюю полость сортирующего элемента, входа и регулируемой задвижки подачи воды для промывки напорной сортировки, выхода и регулируемой задвижки для сброса отходов, выхода, датчика давления и регулируемой задвижки очищенной массы. Положительный эффект достигается за счет более раннего определения начала засорения напорной сортировки и начала ее плавной промывки, с последующим плавным возвратом к исходному, оптимальному режиму работы напорной сортировки, что незначительно снижает эффективность процесса сортирования волокнистого материала. 1 ил.

Способ очистки волокнистых материалов, включающий загрузку волокнистого материала во внутреннюю полость сортирующего элемента, сортирование волокна через зазоры между витками сортирующего элемента, отвод отходов сортирования через выходное центральное отверстие цапфы с одновременным контролем величины напора подаваемого волокнистого материала с помощью контактного манометра, зависящий от толщины слоя отходов сортирования на внутренней поверхности сортирующего элемента и с увеличением напора до предельного значения осуществляют прекращение загрузки волокнистых материалов, одновременно с отводом зубчатых реек, уменьшения зазоров между витками сортирующего элемента и последующей подачей воды через центральное входное отверстие с отводом отходов сортирования с водой через центральное выходное отверстие и с последующим возобновлением процесса сортирования, отличающийся тем, что в процессе сортирования осуществляют контроль разницы входного и выходного давлений волокнистого материала и при увеличении/уменьшении этой разницы выше заданного значения давления производится процесс перераспределения выхода очищенной массы и отходов в сторону увеличения выхода отходов путем закрытия на дискрет выходной регулируемой задвижки очищенной массы и открытия на этот дискрет регулируемой задвижки сброса отходов, и регулируемой задвижки подачи воды для промывки сортировки и при восстановлении исходной разницы входного и выходного давлений до заданного значения процесс перераспределения выхода очищенной массы и отходов прекратится и будет идти в обратном направлении, на дискрет регулируемая задвижка очищенной массы будет открываться, а регулируемые задвижки сброса отходов и подачи воды для промывки сортировки на этот дискрет будут пропорционально закрываться, который прекратится при выходе всех регулируемых задвижек в исходное состояние, обеспечивая при этом оптимальный режим работы напорной сортировки.