Устройство для изучения радиальной фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс Советский патент 1987 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, а более конкретно к устройствам для изучения фильтрационных характеристик волокнистых масс, например скорости или сопротивления фильтрации жидкости через кольцевой образец целлюлозы или древесной массы.

Цель изобретения - повьшение точности измерений..

На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид, разрез.

10

1. Под действием веса держателя образца, а в случае необходимости и дополнительного груза, держатель образца перемещается в корпусе вниз. При этом вода через перфорацию центрального цилиндра 3 профильтровывается сквозь кольцевой образец волокнистой массы в направлении от центра и выходит через перфорацию внешнего цилиндра 4 в верхнюю часть корпуса 1, Скорость перемещения и количество фильтруемой .воды определяют по величине перемещения образца.

Устройство для изучения радиальной if регистрируемой по шкале 8. Движущую фильтрации кольцевых образцов волок- силу процесса фильтрации замеряют

по перепаду уровней в градуированной трубке 8 и в корпусе 1.

пистых масс содержит цилиндрический

корпус 1, выполненный из прозрачного

материала, внутри которого установлен

с возможностью перемещения нижний пор-20 кольцевой образец волокнистой массы

Скорость фильтрования со через

шень 2, выполненньй в виде кольца. В отверстии кольца нижнего поршня 2 жестко закреплен центральный перфорированный цилиндр 3, а на поверхности нижнего поршня 2 коаксиально установлен внешний перфорированный цилиндр 4. В кольцевом зазоре между перфорированными цилиндрами 3 и 4 установлен верхний поршень 5, выполненный со средством фиксации положения на центральном перфорированном цилиндре 4. НИЖН1-Ш поршень снабжен уплотняющими прокладками 6, выполнен- ньми из полимерного материала с низким коэффициентом трения, например из фторопласта. На поверхности корпуса нанесена шкала 7, для контроля перемещения нилшего поршня 2 в корпусе 1, а внизу корпуса присоединена градуировочная трубка 8 для контроля перепада давления.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом опыта корпус 1 заполняют водой. В держатель образца, образованный внешним 4 и центральным 3 перфорированными цилиндрами и нижним 2 и верхним 5 поршнями, помещают образец древесно-волокнис- той массы 9. При помощи средства фиксации (резьбы) устанавливают положение верхнего поршня 5 на определенной высоте центрального перфорированного цилиндра 5. При этом объем держателя образца устанавливают в зависимости от веса образца и заданной концентрации. Излишки воды при этом вытесняются через перфорацию цилиндров 3 и 4 в объем корпуса

1. Под действием веса держателя образца, а в случае необходимости и дополнительного груза, держатель образца перемещается в корпусе вниз. При этом вода через перфорацию центрального цилиндра 3 профильтровывается сквозь кольцевой образец волокнистой массы в направлении от центра и выходит через перфорацию внешнего цилиндра 4 в верхнюю часть корпуса 1, Скорость перемещения и количество фильтруемой .воды определяют по величине перемещения образца.

Скорость фильтрования со через

определяют по формуле UP

ВН Ц

6Э

(Ra.RJ

5

где ЛР - перепад давления. Па- г - удельное сопротивление фильтрации массы. Па с.

м30 8h

К„, R,,

радиусы внешнего и центрального перфорированных цилиндров, м.

Удельное сопротивление фильтрации г волокнистой массы определяют по 3g формуле

(----) - м

5

J- 0 где V - 3,14i

Н - высота кольцевого слоя волокнистой массы, м (l - вязкость жидкости. Па-С; In - натуральный логарифм; V - объем фильтруемой через образец воды, м 5

R , Кц - радиусы внешнего и центрального перфорированных цилиндров, м.

На предлагаемом устройстве с размерами корпуса R 60 мм; Кцц 50мм; Ry 30 мм были проведены опыты по определению времени полного вытеснения межволоконной (поровой) жидкости. В качестве образца волокнистой массы брали сульфатную хвойную небеленую целлюлозу. При высоте кольцевого образца Н 25 мм было установлено, что полное вытеснение межволоконной

0

5

жидкости в предлагаемом устройстве происходит за 234 с, тогда как в аналогичных условиях на устройстве по прототипу оно происходит за 267 с, т.е. точность измерений повьшается за счет снижения сопротивления. Опыт эксплуатации предлагаемого устройства показал, что определение параметров фильтрации кольцевых образцов дает достаточную точность для проектирования конкретного технологического оборудования,

П1 именение предлагаемого устройства позволяет повысить точность резуль татов исследований и получить надежные данные для расчета и проектирования транспортных трубопроводов и устройств для обработки волокнистых масс жидкими реагентами, например для рас- чета статических смесителей, выполненных в виде коаксиальных цилиндров в которых масса обрабатывается в виде кольцевого слоя, а фильтрация реагента осуществляется в радиальном направлении.

Экономический эффект от использования изобретения может быть получен за счет интенсификации процессов транспортировки и обработки волокнистых материалов, а также за счет разработки и внедрения в производство новых более эффективных устройств для промьшки и отбелки волокнистых матеРедактор Т.Парфенова

Заказ 6150/47Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 0 5

0

5

риалов в целлюлозно-бумажной промышленности.

Формула изобретения

Устройство для изучения радиальной фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс, содержащее цилиндрический корпус, расположенные в нем верхний и нижний кольцевые подвижные -поршни, внешний и центральный перфорированные цилиндры, коаксиально раз- меш;енные в корпусе, индикатор перемещения поршней в корпусе и индикатор перепада давления на образце, о т- личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном упрощении устройства, нижний поршень снабжен кольцевыми прокладками, выполненными из материала с низким коэффициентом трения и контактирующими с внутренними стенками корпуса, центральный перфорированный цилиндр жестко закреплен в отверстии нижнего поршня, а внешний перфорированный цилиндр свободно установлен на нижнем поршне, причем верхний поршень размещен в кольцевом зазоре между внешним и центральньм перфорированными цилиндрами, при этом верхняя часть центрального цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и снабжена средством фиксации положения верхнего поршня на центральном цилиндре.

Составитель Г.Новикова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, используемой в целлюлозно-бумажной промышленности для изучения фильтрационных характеристик волокнистых масс. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, внутри которого расположен нижний поршень 2 в виде кольца. В отверстии нижнего поршня жестко закреплен центральньш перфо- рированньй цилиндр 4, а на поверхностях нижнего поршня установлен внешний перфорированный цилиндр 5. Между центральным и внешним цилиндрами расположен верхний поршень 3. Волокнистую массу помещают между верхним и нижним поршнями. Верхняя часть центрального перфорированного цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и имеет средство фиксации положения верхнего поршня 3 на центральном цилиндре. 1 ил. (Л со ел со э э