содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

§ 35.

НАПУСКНЫЕ УСТРОЙСТВА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНЫХ МАШИН И ИХ РАБОТА



Напускные устройства бумагоделательных машин по своей конструкции существенно различаются между собой в зависимости от скорости машины. Дело в том, что качество изготовляемой бумаги в значительной степени зависит от относительной скорости поступления массы на сетку бумагоделательной машины по сравнению со скоростью движения сетки. Если скорость массы значительно меньше скорости сетки, волокна нижней части массного потока, касаясь каким-либо своим концом сетки, увлекаются последней и вытягиваются в машинном направлении, т. е. в направлении хода сетки. Вследствие этого изготовляемая бумага имеет ярко выраженную ориентацию волокон в машинном направлении преимущественно на своей нижней (сеточной) стороне. Последующие слои волокон касаются уже не сетки, а волокон нижнего слоя, не успевших еще полностью приобрести скорость сетки. Поэтому ориентация волокон в машинном направлении в этих слоях хотя и имеет место, но менее выражена. Еще менее выражена она на верхней поверхности бумажного полотна. Чем толще изготовляемая бумага, тем большее различие в ориентации волокон на ее верхней и сеточной сторонах.

Повышенная ориентация волокон в машинном направлении приводит к анизотропии в прочностных свойствах бумаги: существенно более высокой прочности бумаги в ее машинном направлении по сравнению с прочностью в поперечном направлении. Для большинства видов бумаги желательно небольшое различие в ориентации волокон и соответственно в прочности по машинному и поперечному направлениям. Поэтому в большинстве случаев необходимо, чтобы скорость поступления массы на сетку была бы примерно равна скорости сетки при допустимом отставании скорости массы от скорости сетки на 5—10%. Только в сравнительно редких случаях (при выработке шпагатной бумаги, бумаги для телеграфной ленты и пр.), когда нужна повышенная прочность бумаги именно в машинном направлении, скорость поступления массы на сетку существенно меньше скорости сетки. Превышение скорости массы над скоростью сетки ведет к наплывам массы на сетку с образованием на ней поперечных волн и к ухудшению равномерности просвета бумаги. При выработке отдельных видов бумаги, например тонкой конденсаторной, изготовляемой при низкой скорости бумагоделательной машины с длинным сеточным столом, практически невозможно создать столь малый напор массы перед выходом ее на сетку, который соответствовал бы скорости выхода массы примерно равной скорости сетки. В этом случае скорость массы несколько превышает скорость сетки. Скорость потока на самой сетке уменьшают подъемом сеточного стола в направлении от грудного вала к гауч-валу. ,

Скорость поступления на сетку бумагоделательной машины
 

Вязкость массы в свою очередь зависит от ее температуры, степени помола, концентрации, композиции и т. д. Поэтому величину коэффициента истечения нельзя считать строго постоянной. Однако в расчетах при истечении потока на сетку из-под вертикальной линейки принимают м=0,6—0,7, из-под наклонной линейки в зависимости от угла наклона от 0,75 до 0,8 и из выпускной насадки — 0,94—0,98.

При установлении необходимого напора массы следует иметь в виду, что скорость сетки отличается от скорости машины, определяемой по скорости намотки бумаги на накате, и составляет в зависимости от вида изготовляемой бумаги от 85 до 95 % от скорости машины.

На рис. 36 представлено напускное устройство с вертикальными подпорными линейками, ранее устанавливаемое на тихоходных бумагоделательных машинах. Напор массы в данном случае не превышает 0,1—0,12 м. Устройство состоит из грудной доски 7, резинового фартука 6 и трех укрепленных на форматной каретке вертикальных подпорных линеек 3 с маховичками 4 для регулирования высоты щели по всей ширине машины. Линейки служат для создания необходимого напора

массы, устранения струй и задержания пены. Для разбивки пены над линейками устанавливают водяные спрыски. Два шкива 1, смонтированные один над грудным валом 8 и второй в районе первого отсасывающего ящика, поддерживают бесконечный резиновый декельный ремень 2, свободно лежащий на сетке и приводимый ее в движение. Декельные ремни ограничивают растекание массы по краям сетки.

Рис. 36. Напускные устройства:
а — с вертикальными линейками; б —с наклонной линейкой; 1 — декельный шкив; 2 — декельный ремень; 3 — вертикальные) подпорные линейки; 4 — маховички для регулирования открытия щели по всей ширине машины; 5 — регистровые валики; 6 — фартук; 7 — подсеточная доска; 8 — грудной вал; 9 — наклонная линейка; 10 — маховички для регулирования открытия щели на отдельных участках

Рис. 37. Напускные устройства и открытые напорные ящики для скорости: а —до 150 м/мин; б — до 200 м/мин; в— до 370 м/мин

Установка наклонной линейки (рис. 36,б) вместо третьей вертикальной линейки дает возможность при одной и той же величине напора массы повысить скорость ее выхода за счет более высокого значения коэффициента м, что позволяет повысить скорость сетки и соответственно скорость машины. Кроме того, наклонная линейка дает возможность с помощью маховичков 10 регулировать массу 1 м2 бумаги по ширине бумажного полотна.

При повышении скорости бумагоделательной машины более 120 м/мин от напускных устройств с вертикальными или наклонной линейками пришлось отказаться из-за невозможности при этом получить требуемый напор массы. Задача создания нужного напора и, следовательно, необходимой скорости

выхода массы на сетку была решена благодаря созданию различных конструкций напускных устройств у открытых напорных ящиков, применение которых позволило осуществить работу бумагоделательной машины при скорости до 450 м/мин. Некоторые конструкции напускных устройств и открытых напорных ящиков приведены на рис. 37.

На. рис. 37, а показано напускное устройство открытого напорного ящика с вращающимся от самостоятельного привода распределительным перфорированным валиком у выпускной щели. Валик «утоплен» с тем, чтобы даже при низком напоре массы перед выпускной щелью он неизменно находился под уровнем массы и при своем вращении не нагнетал в массу захватываемый воздух.

На рис. 37, б показан открытый напорный ящик, в котором поток массы для успокоения проходит через несколько отделений и затем через перфорированный валик и выпускную насадку поступает на сетку.

На рис. 37, в поток массы поступает в напорный ящик через потокораспределитель, затем, пройдя через вращающиеся в двух отделениях ящика перфорированные валики и обтекаемой формы выпускную насадку, выходит на сетку.

При проектировании бумагоделательных машин, работающих при скорости 300 м/мин,: предпочтительнее выбирать напорный ящик закрытого типа, а при скорости 450 м/мин и выше такой ящик совершенно необходим, так как для обеспечения необходимой скорости бумажной массы при ее поступлении на сетку потребовался бы чрезмерно большой гидростатический напор массы в напорном ящике, что в значительной степени усложнило бы конструкцию напорного ящика. Так, при скорости работы машины 600 м/мин напор массы в ящике превысил бы 5 м. Поэтому у быстроходных бумагоделательных машин устанавливают напорные ящики закрытого типа.

На рис. 38 показаны конструкции напорных ящиков закрытого типа с воздушной подушкой. Одна из разновидностей подобных ящиков представлена на рис. 38, а. Масса из коллектора 1 через перфорированную потокораспределительную плиту 2 поступает в напорный ящик, где, пройдя через два вращающихся перфорированных валика 3, вытекает на сетку через выпускную щель 5. Напор массы складывается из гидростатического столба массы и давления воздуха в воздушном пространстве над массой.

Другая разновидность напорного ящика с воздушной подушкой представлена на рис. 38, б. В этой конструкции ящика равномерное распределение массы по ширине ящика достигается последовательным пропуском массы через несколько вращающихся перфорированных распределительных валиков. Для поддержания на постоянном уровне высоты столба массы избыток ее поступает в переливную трубу 9, куда одновременно отводится пена, находящаяся на поверхности массы. Таким

образом, при постоянном уровне массы в ящике необходимый напор поддерживается регулированием давления воздуха, подаваемого компрессором в верхнюю часть напорного ящика. Управление работой современных напорных ящиков в настоящее время осуществляется различными системами автоматического управления.


 

Рис. 38. Напорные ящики закрытого типа с воздушной подушкой:
а — с потокораспределительной плитой; б— с несколькими потокораспределительнымн перфорированными валиками; 1 — коллектор; 2— перфорированная плита; 3 — перфорированные валики; 4 — механизм регулирования высоты выпускной щели; 5 — выпускная щель; 5 —грудной вал; 7 —смотровые окна; 8 — спрысковые трубы; 9 — труба для перелива массы

Хорошо себя зарекомендовали и получили распространение при выработке широкого ассортимента бумаги на современных быстроходных бумагоделательных машинах закрытые напорные ящики гидродинамического типа. В них отсутствует воздушная подушка, отсутствуют и вращающиеся перфорированные валики. Ящики подобного типа примерно в 2 раза легче ящиков с воздушной подушкой. Они обеспечивают в поступающем на сетку потоке интенсивную микротурбулентность и высокую степень диспергирования.

Одним из известных ящиков гидродинамического типа является ящик Конверфло (рис. 39).

Рис. 39. Напорный ящик гидродинамического типа (Конверфло):
1 — коллектор; 2— потокораспределитель в виде пучка труб; 3— перфорированная пере-юродка; 4 — пневматическое устройство для грубого регулирования положения верхней губы; 5—механизм тонкого регулирования положения верхней губы; 6 — верхняя губа;
7 — нижняя губа; 8— металлические пластины; 9 — опоры

Масса из коллектора 1 проходит через потокораспределитель в виде пучка конических труб 2, встроенных в трубную решетку, и затем дополнительно диспергируется, проходя через перфорированную перегородку 3 и между закрепленными в ней шестью тонкими эластичными пластинами 8 из нержавеющей стали.

Разновидностью ящика Конверфло является ящик Страта-фло, представляющий собой конструкцию как бы из нескольких независимых ящиков Конверфло. Назначение ящика Страта-фло — осуществить возможность одновременного подвода

различных видов массы для изготовления многослойных видов бумаги и картона. Благодаря установленным в ящике перегородкам различные виды используемой массы между собой не соприкасаются вплоть до выхода из напускного устройства.

Поступающий на сетку бумагоделательной машины поток бумажной массы не должен образовывать брызг при встрече с сеткой. Поэтому идеальной является траектория потока по возможности параллельная направлению сетки с тем, чтобы угол встречи потока с сеткой приближался к нулю. Желательно, чтобы встреча потока с сеткой была за вертикальной линией, проходящей через центр грудного вала (первого вала сеточного стола бумагоделательной машины).

Регулированием величины открытия щели на отдельных ее участках достигается равномерность распределения волокнистой массы по ширине машины. Общая высота открытия

выпускной щели напорного ящика зависит от концентрации

массы, поступающей на сетку бумагоделательной машины. С уменьшением концентрации массы при постоянстве скорости машины и величины напора массы величину открытия выпускной щели следует увеличить. Это видно из следующих выражений:

При выработке определенного вида бумаги количество абс. сухих веществ, поступающих на сетку, должно быть постоянным (а = const). Следовательно, из выражения (17) видно, что с уменьшением концентрации с величина 0 должна увеличиваться. Из выражения (16) видно, что с увеличением 0 и при постоянной величине знаменателя дроби высота открытия щели также должна увеличиваться. Ошибочно считать, что с увеличением открытия выпускной щели в процессе установившегося режима отлива бумаги увеличивается ее масса 1 м2. Изменение массы 1 м2 изготовляемой бумаги может быть достигнуто большим или меньшим открытием вентиля подачи массы на машину или изменением скорости самой машины. Очевидно, что увеличение скорости машины приведет при этом к уменьшению массы 1 м2 изготовляемой бумаги, так как в единицу времени на одно и то же место сетки будет поступать меньшее количество массы.

Дополнительные сведения по материалу главы 7 приведены в книгах [5, с. 310—322; 15, с. 503—519; 23, с. 9—16, 64—80].

содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..