Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 2. Бумагоделатель

Запас прочности в опасном сечении от предела выносливости п = (o-\)D/en следует принимать не менее 2,5.

Прогиб рубашки отсасывающего прессового вала рассчиты­ вают, используя средний момент инерции, как и при расчете отсасывающего гауч-вала, приведенном в главе 6. Относитель­ ный прогиб не должен превышать 7бооо—7?ооо [93].

7.6.2. Механизм прижима и подъема верхнего вала пресса

На современных бумаго- и картоноделательных машинах ус­ танавливают механизмы прижима и подъема верхнего вала пресса пневматического или гидравлического действия (рис. 7.5).

Рис. 7.5. Механизм подъема и прижима верхнего вала пресса:

а — пневматического действия; б — гидравлического действия; 1 — рычаг; 2 — регули­ рующие гайки; 3 — корпус; 4 — диафрагмы; 5 — тяги

Исполнительный механизм соединен тягами с рычагами, на которых расположен верхний вал. Для возможности установки мембран механизма прижима в среднем положении после перешлифовки валов (изменение диаметров) предусмотрены регу­ лировочные гайки. Расчет механизма прижима и подъема вала

пресса производится в следующей последовательности. Опреде­ ляется усилие дополнительного прижима ( Р Доп) между валами

ляем необходимое усилие на штоке (Ршт Н), которое должно создаваться исполнительным механизмом

Ршт= РД0Пс/(2аг)).

Для механизма пневматического действия мембранного типа средний диаметр мембраны

где р — давление воздуха в системе, Па.

Если дополнительный прижим меньше веса вала G, то рас­ чет механизма надо вести на подъем вала по формуле

Purr = Gcl(2av\).

Для механизма гидравлического действия диаметр пневмо­ цилиндра D1 определяется из уравнений:

jxDjp для прижима Ршт= —-— ;

для подъема РшТ = (D?—d2) р,

где d — диаметр штока, м.

7.6.3. Устройства для кондиционирования прессовых сукон

Удовлетворительная работа современных прессовых частей бумаго- и картоноделательных машин невозможна без правиль­ ного выбора марки сукна, а также его хорошей очистки в про­ цессе работы и достижения оптимальной сухости перед зоной прессования, т. е. его кондиционирования. Роль прессового сукна в процессе обезвоживания бумаги на прессах значительна. Свой­ ства сукон зависят от рода и качества волокон, номера и сте­ пени крутки пряжи, структуры сукна, массы 1 м2, соответствую­ щей обработки сукон (химической, ворсованием и др.).

Прессовые сукна в процессе работы должны быстро восста­ навливать первоначальную толщину после снятия нагрузки, сво­ бодно пропускать через себя отпрессованную из бумаги воду, наполнитель, мелкие волокна и при этом не забиваться; быть стойкими к механическому износу, химическому и бактериологи­ ческому разрушению; сохранять стабильные размеры по ши­ рине и длине,

В последние годы достигнут значительный прогресс в произ­ водстве прессовых сукон. Все большее применение находят тка­ ные сукна с содержанием до 100 % синтетических волокон, сукна иглопробивные и сукносеточная ткань (типа комбитекс).

Рис. 7.6. Насадки спрысков:

а — угловая насадка; б — насадка спрысков высокого давления; / — труба; 2 — шту­ цер; 3 — насадка

Большое разнообразие изготовляемых сукон позволяет осу­ ществлять рациональный выбор марки сукна для каждого пресса машины [47].

Промывка и механическая очистка сукон осуществляются на сукномойках различных конструкций с применением системы спрысков [39, 3]. В современных прессовых частях бумагодела­ тельных машин предусмотрена промывка: непрерывная (в про­ цессе производства бумаги спрысками); периодическая (в про­ цессе производства бумаги спрысками высокого давления); пе­ риодическая (на холостом ходу с помощью химических моющих веществ) [53].

При непрерывной промывке сукно пропитывается водой из спрыска непосредственно перед кондиционирующим устройством. Спрыск работает постоянно при давлении до 0,3 МПа.

Спрыск представляет собой трубу с угловыми насадками (рис. 7.6,а), которые создают веерообразные струи. Шаг между насадками 400 мм.

Периодическая промывка сукна в процессе производства бу­ маги проводится с помощью спрысков высокого давления, кото-

рые работают по 0,5 ч в смену. Исследования показали, что эффективная очистка прессовых сукон при минимальном рас­ ходе воды может быть достигнута при давлении воды в спры­ сках, равном так называемому пробивному давлению, за кото­ рое принимается минимальное давление воды, при котором об­ ратная сторона сукна увлажняется (табл. 7.2) [12].

7.2. Пробивное давление для различных сукон

Промывка спрысками высокого давления дает возможность увеличить срок службы сукна и сократить расход свежей воды. Насадки спрыска высокого давления (рис. 7.6, б) создают иголь­ чатую струю и располагаются на трубе с шагом 150—300 мм [13].

Спрыск рекомендуется устанавливать так, чтобы струя воды подавалась на сторону сукна, не соприкасающуюся с бумагой. Оптимальное расстояние от торца сопла до плоскости сукна 70—150 мм. Спрыск целесообразно устанавливать на небольшом расстоянии от сукноведущего валика, чтобы предотвратить ко­ лебания сукна.

Для того чтобы сукно равномерно промывалось по ширине, спрыск делают перемещающимся, причем скорость перемещения спрыска должна быть согласована со скоростью движения сукна. Скорость спрыска иСпр определяют по формуле

Равномерное перемещение спрыска с заданной скоростью осуществляется с помощью пиевмогидравлического привода (рис. 7.7), состоящего из гидравлического исполнительного ме­ ханизма, двух емкостей-посредников и блока автоматики. Диа­ пазон регулирования скорости перемещения 0,05—10 мм/с.

Периодическая промывка сукна на холостом ходу осуще­

ствляется химическими моющими веществами, которые пода­ ются на сукно под давлением до 0,3 МПа.

Имеются рекомендации по применению периодической или

непрерывной химической промывки сукон без прекращения про­ изводства бумаги.^ В этом случае рекомендуется устанавливать спрыск, подающий моющий раствор внутри сукна как можно ближе к месту выхода его из пресса [53].

Для эффективной работы прессов необходимо, чтобы сукно перед зоной прессования имело оптимальную сухость. Она со­ ставляет для обычного пресса 65—70 %, для прессов с попереч­ ным потоком воды 60—65 % [47]. Для достижения необходимой сухости сукна перед зоной прессования устанавливаются кон­ диционирующие устройства.

В современных прессовых частях бумагоделательных машин используются главным образом вальцовые и щелевые сукно-

Рис. 7.7. Принципиальная схема привода спрысков высокого давления:

/ — исполнительный механизм; 2 — сопло; 3 — вентиль регулировочный; 4 — емкостипосредники; 5 — блок автоматики; 6 — кожух

мойки. Вальцовые сукномойки можно классифицировать по на­ правлению движения воды в зоне контакта валов: с продольной фильтрацией воды (вальцовые сукномойки с гладкими валами); с поперечной фильтрацией воды (отсасывающая вальцовая сук­ номойка и сукномойка с нижним желобчатым валом). Вальцо­ вая отсасывающая сукномойка не только обеспечивает хорошую промывку, но и эффективно обезвоживает сукно в широком диа­ пазоне скоростей. Рекомендуется ширину отсасывающей камеры принимать 50—60 мм при вакууме в камере 40—47 кПа [4].

Сукномойки с отсасывающим валом эффективны на маши­ нах, работающих на скоростях до 700 м/мин. Из-за сложности конструкции и высоких эксплуатационных расходов этот тип сукномоек рекомендуется применять для очистки сукна первого пресса. Желобчатые сукномойки следует применять на совре­ менных быстроходных машинах при скорости более 300 м/мин.

Линейные давления между валами вальцовой сукномойки со­ ставляют 30 кН/м.

12 мм резко повышает износ сукон при незначительном повы­ шении эффективности работы сукномойки.

В условиях интенсивного загрязнения сукон, например при выработке бумаги, содержащей значительное количество напол­

ные под углом 45° к продольной оси сукномойки (рис. 7.8,в). Разрежение на щелевых сукномойках всех типов находится

впределах 40—47 кПа.

8.СУШИЛЬНАЯ ЧАСТЬ

8.1.ПРОЦЕСС СУШКИ БУМАГИ И КАРТОНА

Вцеллюлозно-бумажной промышленности для суШки бумаги, картона и целлюлозы наибольшее распространение получили контактные сушильные ус­ тановки, в которых тепло передается влажному полотну непосредственно от нагретой поверхности цилиндров. Нагревание цилиндров осуществляется во­ дяным паром. Имеются конструкции сушильных цилиндров, нагреваемых ор­ ганическими теплоносителями, газовыми горелками и электронагревателями, однако они пока не нашли широкого применения.

Контактная сушка бумаги по сравнению с другими методами обладает рядом существенных достоинств, к основным из которых следует отнести вы­ сокие экономические показатели и высокое качество сушимого полотна, в ча­ стности высокую двустороннюю гладкость. К недостаткам многоцилиндровой

то, что при конвективной сушке энергетические затраты, как правило, выше, чем при контактной, она находит применение на всех современных бумаго- и картоноделательных машинах. К достоинствам конвективного метода сушки следует отнести простоту конструктивного исполнения, широкие возможности регулирования влажности по ширине бумажного полотна, а также в ряде случаев большую интенсивность процесса по сравнению с контактной сушкой. Наиболее высокая интенсивность сушки достигается при применении колпа­ ков скоростной сушки с сопловым обдувом движущегося полотна.

Наряду с контактной и конвективной сушкой движущихся полотен из­ вестны также комбинации двух первых с сушкой в энергетических полях, вакуумной сушкой и сушкой с тепломеханическим выносом влаги.

В последнее время широкое применение за рубежом для сушки бумаги и картона нашли устройства с тепломеханическим выносом влаги. При этом методе сушки происходит не только испарение влаги за счет подвода тепла, но и механическое вытеснение и замещение ее в порах материала газообраз­ ным агентом. Сушка с прососом воздуха или газа обладает весьма значи­ тельной интенсивностью. Достигнута интенсивность сушки около 140 кг/(м2-ч), что примерно в 10 раз выше средней интенсивности сушки в многоцилиндро­ вой сушильной части.

жидкости, в течение всего первого периода сушки (рис. 8.1). По окончании первого периода, после так называемой первой критической точки, скорость сушки начинает снижаться, а температура материала возрастает. Это связано с тем, что по мере развития процесса сушки уменьшается интенсивность внутреннего переноса влаги и количество влаги, поступающей к поверхности материала. При этом влагосодержание и у поверхности материала снижается и становится равным гигроскопическому. Поверхность испарения начинает углубляться, а температура материала определяет начало второго периода — периода падающей скорости сушки. Скорость сушки снижается на протяже­ нии всего второго периода и становится близкой к нулю по достижении ма­ лых влагосодержаний, близких к равновесным.

Процесс контактной сушки отличается значительной сложностью. Среди факторов контактной сушки на сушильных цилиндрах основными являются: температура сушильного цилиндра, качество обработки греющей поверхности, геометрические параметры сушильной части (диаметр цилиндров и их взаим­ ное расположение), параметры окружающего воздуха, род материала, при­ жимающего бумагу к поверхности сушильного цилиндра, скорость переме­ щения бумаги и др.

Для аналитического определения продолжительности про­ цесса сушки на машине необходимо иметь ряд констант, опре­ деляемых экспериментальным путем. В настоящее время су­ ществует метод теплотехнического расчета сушильной части бу- маго-, картоноделательных и сушильных машин с применением ЭВМ [19, 50].

Выполнение указанного расчета связано с довольно трудо­ емкими вычислениями. В связи с этим можно рекомендовать приближенный метод теплового расчета бумаго- и картонодела­ тельных машин, позволяющий с достаточной точностью рассчи­ тать активную поверхность сушильных цилиндров.

Основная цель конструктивного теплового расчета — опреде­ лить число сушильных цилиндров по заданной производитель­ ности и виду вырабатываемой бумаги или картона и известному распределению давления пара по группам машины [50, 57].

Для упрощения методики расчета сушильные цилиндры раз­ делены на группы, соответствующие различным периодам сушки, т. е. период прогрева протекает на цилиндрах третьей группы, первый период соответствует второй паровой группе, второй пе­ риод— первой паровой группе. Конструктивный расчет сушиль­ ной части представлен в табл. 8.1.

Начальная температура полотна зависит от температуры массы, подаваемой на сетку. Температура влажного полотна в первом периоде сушки близка к температуре кипящей воды при атмосферном давлении. Значения / П1 в зависимости от тол­ щины полотна и температуры стенки цилиндра frp находятся по графику (рис. 8.2).

Критическое влагосодержание wKp, при котором начинает повышаться температура полотна бумаги, зависит от начальной