Способ определения средней длины волокна бумажной массы Советский патент 1983 года по МПК G01N15/00 

Изобретение относится к контрольн измерительной технике и предназначен для контроля технологических парамет ров волокнистых полуфабрикатов в цел люлозно-бумажной промышленности. Средняя длина волокна является важной качественной характеристикой бумажной массы и оказывает значител ное влияние на свойства бумаги и кар тона. Определение средней длины волокна необходимо для управления технологическим процессом подготовки массы. Известен способ визуальной микроскопии или микропроекции, который по зволяет достаточно точно оценить волокна по длине С 13Однако определение средней длины волокна этим способом трудоемко и длительно. Известен кондуктометрический метод, сущность которого заключается .в том, что при протекании волокнисто суспензии низкой концентрации(О,0002 через калиброванный капилляр ее сопротивление изменяется пропорциональ но длине проходящего волокна. При прохождении волокна через калиброванное отверстие изменяется сопротивление току между двумя электродами, расположенными по обеим сторонам отверстия, что приводит к образованию импульса, длительность которого характеризует длину волокна. Этот сп соб точен и менее длителен по еравнению с предыдущим 23Существенным недостатком такого способа является невозможность применения для волокнистых суспензий, в которых находятся неразработанные пучки волокон, костра и другие виды соринок из-за частого забивания калиброванного отверстия. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения средней длины волокна бумажной массы, заключающийся в осаждении волокнистой суспензии на механическое препятствие и определении размеров осевших на препятствии волокон. Волокнистую суспензию заливают в сосуд с закрытым клапаном и после установки рамки открывают кла.пан. Затем рамку с осевши ми на ней волокнами переносят на рычажные весы и взвешивают. Вес волокон, выраженный в дециграммах, дает так называемый весовой показатель, который характеризует длину волокна. По таблице зависимости длины волокна от весового показателя весовой показатель (дг) переводят в длину волокна (мм). Прибор Иванова, реализующий этот способ, состоит из сосуда с коническим днищем, в нижней части которого расположен клапан. Внутри сосуда устанавливают специальную рамку с лезвиями, расстояние между которыми 10 и 5 мм t 3-1. Указанный метод является неточным, так как в зависимости от степени разработки волокна при одной и той же степени помола поглощается различное количество воды волокнами (степень набухания волокна различна). Поэтому при взвешивании измеряется не только вес волокна, но и вес поглощенной воды, что вносит значительную погрешность в измерение. При этом способ непригоден для определения средней длины волокна в непрерывном технологическом потоке. Цель изобретения - повышение точности определения средней длины волокна. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения средней длины волокна бумажной массы, заключающемуся в осаждении волокнистой суспензии на механическое препятствие и определении размеров осевших на препятствии волокон, осевшую на препятствие массу волокнистой суспензии, промывают гидродинамическим потоком, давление которого равно 1, кПа, среднюю длину осевших волокон определяют по поглощению ими светового потока, а в качестве механического препятствия используют струну. Под действием гидродинамического отока воды крупные включения (пучки волокон и лепестки), не характерные ля данной волокнистой суспензии, мываются со отруны, а осевшие на ей волокна выравниваются потоком и птическим прибором измеряется высоа волокнистого слоя. Ввиду наличия в волокнистой сусензии волокон различной длины, воокнистый слой, образованный на струе, имеет переменную высоту по длине труны. Измеренный оптическим прибором нтегральный сигнал соответствует веичине средней высоты волокнистого слоя, который пропорционален средней длине волокна./ Как установлено при многократных исследованиях, при давлении гидродинамического потока менее 1,0 кПа сте пень выравнивания волокон недостаточна, что вносит погрешность в результат измерения. Повышение давлени свыше 5 кПа приводитк частичному ра рушеник) волокнистого слоя. На чертеже представлено устройств реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит источник света 1, диафрагмы 2 и 3 матричный детектор k, масштабный усилитель 5 ре гистратор 6, программное устройство 7, бак постоянного уровня 8, клапаны 9 и lOj проточную кювету.11 и тонкое механическое препятствие - струну 12 Устройство работает следующим образом. Масса из трубопровода поступает в разбавительный бачок (не показано), где разбавляется до концентрации 0,01-0,05, а затем поступает в бак постоянного уровня 8. Далее через клапан 9 волокнистая суспензия попадает в проточную кювету 11 с тонким механическим препятствием - струной, на которой оседают волокна. i Программное устройство 7 подает сигнал на клапан 9 который переключает подачу волокнистой суспензии на подачу гидродинамического потока воды. В ре1зультате его воздействия волокна, которые закрепились на струне по середине своей длины, выравниваются в общую линию вдоль гидродинамического потока воды и оказываются расположенными перпендикулярно световому потоку,-направленномуHCto4ником света 1. Матричный детектор освещается соответственно степени перекрытия светового потока осевшими на струне волокнами. Электрический сигнал с детектора k поступает на масштабный усилитель 5 где усиливается в два раза и регистрируется регистратором 6. После этого программное устройство 7 подает сигнал на клапан 10, который открывает подачу гидродинамического потока воды в кювету 11. Таким образом, происходит смыв, осевших на струне волокон. Даль1; ейший цикл измерений повторяется периодически. Сравнительные данные средней длины волокна, полученные по известному и предлагаемому способу, иллюстрирующие сходимости результатов, приведены в таблице. В таблице представлены результаты измерений средней длины волокна, выполненные различными способами на одних и тех же образцах волокнистой суспензии сульфатной целлюлозы НС-2, размолотых на лабораторной дисковой мельнице. В качестве .способа, обеспечивающего наиболее точное измерение средней длины волокна, выбран способ визуальной микропроекции.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ВОЛОКНА БУМАЖНОЙ МАССЫ, заключающийся в осаждении волокнистой суспензии на механическое -препятствие и определении размеров осевших на препятствии волокон, отличающийся тем, что,С целью повыше ния точности определения, осевшую на препятствие массу волокнистой суспензии промывают гидродинамическим . потоком, давление которого равно 1,05,0 кПа, среднюю длину осевших волокон определяют По поглощению ими светового потока, a в качестве j exaHHческого препятствие используют струну.

2,93

2,5 2,4 2,71 2,43

9

3,0 0,4

2,4 1.2

2,2 0,9 2,4

.2,1

0,9 7,2 8,6

0,3

510121

Из представленных результатов следует, что в области низких и средних степеней ,пЬмЬла (Il-etfulP) прибор Иванова обеспечивает измерение средней длины волокна с погрешностью 15%, s а предлагаемый способ - с погрешностью 2,5. В области высокий степеней помола волокнистой суспензии () прибор Иванова малопригоден для измерения ввиду нерушения корре- о

Qk4

ляционной связи между этим показателем и весовым показателем средней длины волокна, а предлагаемый способ обеспечивает измерение средней длины волокна с погрешностью до 10% по сравнению с методом определения по способу визуальнбй микропроекции.

Предлагаемый способ дает повышение точности определения средней длины волокна по сравнению с известным.