Сушильный цилиндр бумагоделательной машины Советский патент 1988 года по МПК D21F5/02 

; Изобретение относится к сушильной части бу1магоделательной машины и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаги и картона.

Целью изобретения является повышение 5 качества сушимого полотна за счет улучшения процессов тепломассообмена.

На фиг. 1 представлен сушильный цилиндр с насадком в виде двух отрезков труб,

I соединенных конической вставкой; на Q

; фиг. 2 - сушильный цилиндр с насад; ком в виде полого усеченного конуса.

Сушильный цилиндр (фиг. 1 и 2) содерi жит корпус 1 с торцовыми крышками 2 и 3.

L На торцовой крышке 2 установлена паро вая головка 4 с помоцлью цапфы 5 и уплот- 15 конденсатоотводящую (сифонную) трубку 8 нителя 6. К паровой головке 4 присоеди-удаляется наружу.

; нена труба 7 для подвода пара. ВнутриПринудительное перемещение теплоносиПоскольку ось насадка наклонена под углом л вниз к оси цилиндра, струя пара достигает стенки корпуса 1 цилиндра и продолжает движение вдоль нее. При этом осуществляется турбулизация слоя воздуха, скапливающегося в нижней части ци линдра. Далее струя пара двигается, огибая стенки цилиндра, вдоль торцовой крышки 3, верхней части корпуса 1 и торцовой крышки 2. Таким образом, создается замкнутый контур циркуляции пара в полости цилиндра, исключающий образование застойных зон. Собственное движение цилиндра (вращательное) практически не влияет на направление циркуляции пара, который, охлаждаясь на стенках, конденсируется и через

конденсатоотводящую (сифонную) трубку 8 удаляется наружу.

Поскольку ось насадка наклонена под углом л вниз к оси цилиндра, струя пара достигает стенки корпуса 1 цилиндра и продолжает движение вдоль нее. При этом осуществляется турбулизация слоя воздуха, скапливающегося в нижней части цилиндра. Далее струя пара двигается, огибая стенки цилиндра, вдоль торцовой крышки 3, верхней части корпуса 1 и торцовой крышки 2. Таким образом, создается замкнутый контур циркуляции пара в полости цилиндра, исключающий образование застойных зон. Собственное движение цилиндра (вращательное) практически не влияет на направление циркуляции пара, который, охлаждаясь на стенках, конденсируется и через

Изобретение относится к сушильной части бумагоделательной машины и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве бумаг-и и картона. Целью изобретения является повышение качества сушильного полотна за счет улучшения процессов тепломассообмена. Сушильный цилиндр содержит корпус 1 с торцовыми крышками 2, 3. На торцовой крышке 2 установлена паровая головка 4 с помощью цапфы 5 и уплотнителя 6. К паровой головке 4 присоединена труба 7 для подвода пара. Внутри корпуса 1 цилиндра помешена конденсатоотводяшая сифонная трубка 8, которая выведена наружу через отверстие паровой головки 4. К фланцу 9 паровой головки 4 консольно прикреплен насадок 10, выполненный в виде конфу- зора. Насадок установлен в сушильном цилиндре наклонно. Он крепится на неподвижной паровой головке 4 таким образом, что продолжение оси насадка пересекается с поверхностью корпуса 1 в его нижней части. Ось насадка составляет с осью цилиндра угол а, находящийся в пределах от ar(jtg R/L до arijtg 2R/L, диаметр выходного отверстия конфузора d , а длина конфузора U составляет от 0,07 до 0,IOL, где R - радиус цилиндра; L - длина цилиндра и dr - внутренний диаметр паровой головки. Насадок в форме конфузора выполнен в виде двух отрезков труб 11 и 12 разного диаметра, соединенных между собой конической вставкой 13. Он может быть выполнен в виде полого усеченного конуса. За счет этих признаков обеспечивается принудительное движение пара вдоль стенок цилиндра по замкнутому контуру. В результате происходит активная вентиляция полости цилиндра, разрушение застойных зон и улучшение процессов тепломассообмена. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л о со ND

I корпуса 1 цилиндра помешена конденсато- 1 отводящая сифонная трубка 8, которая выве- дена наружу через отверстие паровой го; ЛОВКИ 4.

К фланцу 9 паровой головки 4 кон- сольно прикреплен насадок 10, выполненный в виде конфузора.

Конфузор установлен в сушильном цилиндре наклонно. Он крепится на неподвижной паровой головке 4 таким образом, что I продолжение оси насадка пересекается с I поверхностью корпуса 1 в его нижней части. I Ось насадка составляет с осью цилиндра угол (X, находящийся в пределах от ar9tg Д

I

до arctg 2, диаметр выходного отверстия конфузора ёк , а длина конфузора

СП L

I I составляет 0,07-0,10L, где R - радиус I цилиндра; L - длина цилиндра и d - внут35

Указанные пределы угла наклона от насадка к оси цилиндра определены таким образом, что при крайних значениях коэффициента при отношении , изменяющегося от 1 до 2, точки пересечения продолжения оси насадка с корпусом 1 находятся

реннии диаметр паровой головки.

Насадок в форме конфузора выполнен (фиг. 1) в виде двух отрезков труб 11 и 12

I разного диаметра, соединенных между собой

I конической вставкой 13. Длина отрезка тру бы 12 равна 0,8-1,0 длины трубы 11 боль- середины до противополож- щего диаметра. Диаметр трубы 11 равен 40 цилиндра. Это необходимо для

внутреннему диаметру паровой головки 4. Один торец этой трубы отфрезерован под углом а и к нему приваривается фланец, соответствующий по размеру фланцу 9 паровой головки 4. Конусность конической вставки 13 составляет около 15°.

Насадок (фиг. 2) может быть выполнен в

создания замкнутого контура циркуляции пара в полости цилиндра.

45

Учитывая, что угол раскрытия струи пара на выходе из насадка составляет не .менее 20°, действие прямого потока пара, выходящего из насадка, осуществляется на большую часть нижней поверхности цилиндра. При этом улучшаются условия тепломассообмена и увеличивается температура

виде полого усеченного конуса.

Форма насадка выбирается исходя из воз- -можности его изготовления. При этом угол а

Учитывая, что угол раскрытия струи пара на выходе из насадка составляет не .менее 20°, действие прямого потока пара, выходящего из насадка, осуществляется на большую часть нижней поверхности цилиндра. При этом улучшаются условия тепломассообмена и увеличивается температура

его наклона, длина 1 и диаметр d выходно- 50 греющей поверхности. Передача тепла паром

го отверстия насадка находятся в указанных пределах.

Сушильный цилиндр работает следующим образом.

Пар подается через паровую головку 4 и поступает в корпус 1 цилиндра через насадок 10.

55

на участке поверхности корпуса, примыкающем к торцовой крышке 2, находится в менее благоприятных условиях, но застойные зоны, где резко ухудшается теплообмен, не образуются из-за организации движения пара по замкнутому контуру. Кроме того, здесь осуществляется забор конденсата, что уменьшает его количество и приводит к улучшению условий теплопередачи.

0

5

теля относительно внутренней поверхности цилиндра одновременно препятствует образованию застойных зон с высоким содержанием воздуха и улучшает условия теплообмена. Коэффициент теплоотдачи пара увеличивается с ростом скорости его струи. Поэтому часть энергии подаваемого в полость цилиндра пара расходуется на создание дополнительного скоростного напора. Увеличение скорости движения пара по замкнутой траектории достигается путем уменьшения площади выходного отверстия насадка конфузора. При этом температура цилиндра практически не изменяется, а рав- номерность его нагрева улучшается. Экономия пара на цилиндрах длиной 4-5 м достигает примерно 4%, увеличиваясь до 8% с повышением их длины до 8-9 м.

35

Указанные пределы угла наклона от насадка к оси цилиндра определены таким образом, что при крайних значениях коэффициента при отношении , изменяющегося от 1 до 2, точки пересечения продолжения оси насадка с корпусом 1 находятся

середины до противополож- 40 цилиндра. Это необходимо для

создания замкнутого контура циркуляции пара в полости цилиндра.

Учитывая, что угол раскрытия струи пара на выходе из насадка составляет не .менее 20°, действие прямого потока пара, выходящего из насадка, осуществляется на большую часть нижней поверхности цилиндра. При этом улучшаются условия тепломассообмена и увеличивается температура

греющей поверхности. Передача тепла паром

5

на участке поверхности корпуса, примыкающем к торцовой крышке 2, находится в менее благоприятных условиях, но застойные зоны, где резко ухудшается теплообмен, не образуются из-за организации движения пара по замкнутому контуру. Кроме того, здесь осуществляется забор конденсата, что уменьшает его количество и приводит к улучшению условий теплопередачи.

В результате не происходит перегрева поверхности корпуса со стороны подачи пара и температура нагрева цилиндра выравнивается.

Увеличение угла наклона больше указанного предела, когда ось насадка пересекает поверхность корпуса на участке торцовой крышки 2 до его середины приводит к тому, что образуется узкая полоса прямого действия пара на поверхность, которая нагревается в этом месте. Одновременно с увеличением угла встречи струи с корпусом ухудшаются условия движения пара по замкнутому контуру.

Уменьшение угла а сопровождается паЗа счет этих признаков обеспечивается принудительное движение пара вдоль стенок цилиндра по замкнутому контуру. В резульдением мощности циркулирующего по замкну- 5 тате происходит активная вентиляция полос- тому контуру потока пара и образованием цилиндра, разрушение застойных зон и невентилируемых застойных зон. При этом ухудшается передача тепла нижней поверхулучшение процессов тепло-массообмена. Это приводит к экономии тепловой энергии за счет улучшения условий отдачи тепла паром и повышение равномерности корпуса цилиндра.

Длина насадка определена такой, что

улучшение процессов тепло-массообмена. Это приводит к экономии тепловой энергии за счет улучшения условий отдачи тепла паром и повышение равномерначальный участок струи пара, не дости- 20 „дети темпера туры по длине цилиндра. Сни- гает поверхности корпуса, в противном слу-жение перепада содержания влаги по профичае образуется локальная зона с повышен- полотна способствует увеличению качестной температурой греющей поверхности ци- выхода выпускаемой бумаги или карлиндра. С другой стороны, необходимо, чтобы расстояние от оси насадка у его выходного отверстия до оси цилиндра составило не менее d для уменьшения действия первичной расширяющейся струи на

тона.

25

Формула изобретения I. Сушильный цилиндр бумагоделательной машины; содержащий корпус, торцовые крышки, паровую головку, конденса- тоотводящую трубку и консольно установленный на фланце паровой головки насаотраженную, движущуюся вдоль верхней поверхности корпуса в противоположном наФормула изобретения I. Сушильный цилиндр бумагоделательной машины; содержащий корпус, торцовые крышки, паровую головку, конденса- тоотводящую трубку и консольно установленный на фланце паровой головки насаправлении. Поэтому длина насадка U (как и зо док, отличающийся тем, что, с целью повыугол его наклона а) не может быть меньше указанного значения.

При использовании насадка, выполненного в виде двух отрезков труб разного диаметра, соединенных конической вставкой (фиг. 1), общие конструктивные размеры 35 а, Ik, dk сохраняют свое значение. Длина отрезка трубы 12, имеющей диаметр d, должна быть равной не менее 2 d, что является необходимым для обеспечения устойчивой формы выходящего из насадка потока пара. На этом расстоянии затухают 40 вихри, образующиеся при сжатии струи.

Угол конусности вставки 13 должен быть не более 15°. При этом происходит уско-, рение потока пара, переходящего в трубу 12 меньшего диаметра d, сохраняя достаточ- 45 ную равномерность распределения скоростей в поперечном сечении струи. Коэффициент местного сопротивления сжатию струи в этом случае имеет наименьшее значение.

шения качества сушимого полотна за счет улучшения процессов тепломассообмена, насадок выполнен в виде конфузора, установленного под углом к оси цилиндра, находящимся

, R ar9tg -,

о

в пределах от до

диаметр выходного отверстия

конфузора , а длина конфузора 1

составляет 0,07-0,10L, где R - радиус цилиндра, L - длина цилиндра, dr - внутренний диаметр паровой головки.

0

Длина отрезка трубы 11, диаметр которой равен диаметру трубы для подачи пара через паровую головку 4, определяется исходя из обшего раз.мера насадка Ек- По диаметру трубы паровой головки 4 d, диаметру выходной трубы dx и углу конусности вставки 13 определяется длина конической вставки 1к.в

tg LK.B. (Ь.в. 15°). Далее рассчитывают длину отрезка трубы большего диаметра путем вычитания полученных значений IK-B и U.p., 2d из U.

За счет этих признаков обеспечивается принудительное движение пара вдоль стенок цилиндра по замкнутому контуру. В резуль5 тате происходит активная вентиляция полос- цилиндра, разрушение застойных зон и

тате происходит активная вентиляция полос- цилиндра, разрушение застойных зон и

улучшение процессов тепло-массообмена. Это приводит к экономии тепловой энергии за счет улучшения условий отдачи тепла паром и повышение равномер„дети темпера туры по длине цилиндра. Сни- жение перепада содержания влаги по профитона.

25

Формула изобретения I. Сушильный цилиндр бумагоделательной машины; содержащий корпус, торцовые крышки, паровую головку, конденса- тоотводящую трубку и консольно установленный на фланце паровой головки наса зо док, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сушимого полотна за счет улучшения процессов тепломассообмена, насадок выполнен в виде конфузора, установленного под углом к оси цилиндра, на

о

в пределах от до

диаметр выходного отверстия

конфузора , а длина конфузора 1

составляет 0,07-0,10L, где R - радиус цилиндра, L - длина цилиндра, dr - внутренний диаметр паровой головки.

J

CP(J.