Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 2. Бумагоделатель

толще вырабатываемая бумага, тем больше должно быть это отношение.

Для обеспечения заданной скорости поступления массы на сетку высота столба массы (Я мм) должна быть равна

ной подушкой, следует для определения давления воздуха из найденного значения Я вычесть высоту столба массы в ящике. Если эта высота больше, чем Я, давление воздушной подушки будет отрицательным, т. е. ящик должен работать под ваку­ умом.

5.7.КОНСТРУКЦИЯ УЗЛОВ МАССОНАПУСКНЫХ УСТРОЙСТВ

5.7.1.Потокораспределитель

Для равномерного распределения по всей ширине потока суспензии, поступающей в массонапускное устройство, в со­ временных конструкциях напорных ящиков применяются кол­ лектор прямоугольного переменного сечения и перфорирован­ ная двухступенчатая плита.

Коллектор лучше всего работает в диапазоне низких и средних скоростей движения волокнистой суспензии (1— 2,5 м/с), однако во избежание слишком больших сечений на широких скоростных машинах скорость потока массы применя­ ется до 3—4 м/с.

Подводящий массу трубопровод располагают по оси кол­ лектора. Высоту коллектора принимают одинаковой по всей длине. Ширина коллектора — переменная величина.

Масса равномерно распределяется по ширине ящика при условии постоянного статического давления в коллекторе по всей его длине. Постоянное давление (с учетом изменения рас­ хода и наличия сопротивления движению потока) в коллек­ торе обеспечивается определенным уклоном задней стенки. Расчет показывает, что уклон по длине коллектора — перемен­ ная величина [79].

Наиболее резко изменяется сечение в конце коллектора. Для снижения погрешностей расчета и уменьшения влияния неточностей изготовления на давление в коллекторе использу­ ется рециркуляция части массы из узкого конца коллектора. Начало и конец коллектора соединяют трубкой с прозрачным участком. Масса движется по трубке в сторону меньшего дав­

Нх не менее чем в 1,5 раза.

С достаточной для практики точностью можно определить сечение коллектора на расстоянии 0,8 его длины и в конце. Методика расчета сечений коллектора разработана в ЛТИ ЦБП [62].

В расчете принято, что объем рециркулирующей массы со­ ставляет 10 % от объема поступающей в коллектор суспензии,

Для расчета сечений следует определить площадь началь­ ного сечения F0 и начальную ширину В0. Длина коллектора L0 равна ширине напорного ящика. Определяют значение ве­

личины LOV^FQ и затем ширину коллектора в двух сечениях. Таким образом, задняя стенка коллектора будет образована двумя плоскостями с переломом в точке соответствующей 0,8 L0.

Из коллектора суспензия поступает в полость ящика через отверстия перфорированной плиты, которые равномерно

Диаметр коллектора необходимо определить еще в трех сечениях: на расстоянии 0,6 и 0,9 его длины и в конце. Ниже приведены значения этих диаметров:

Для расчета сечений коллектора определяют площадь на­ чального сечения F0 и соответствующий диаметр Do. Опреде­

ляют значения величины L^lVF0 и затем находят диаметр коллектора в трех указанных сечениях.

Коллектор будет образован из трех усеченных конусов, имеющих общую образующую в месте ответвления труб. Се­ чение подводных трубок выбирается таким, чтобы скорость массы в них превышала скорость в начальном сечении коллек­ тора в 2—3 раза.

Удовлетворительный результат достигается, если на каж­ дый метр длины коллектора имеются пять — восемь трубок. Длина трубок должна быть равна не менее 10—12 диаметрам. Трубки следует изготовлять из бесшовных труб из нержавею­ щей стали.

Большое значение имеет качество приварки трубок к кол­ лекторной трубе, так как мелкие неровности в шве могут вы­ звать большие разности сопротивлений разветвлений для от­ дельных трубок. Поэтому места швов следует тщательно зачи­ щать. Лучше всего приваривать трубки к отбортовкам стенок коллектора.

5.7.2. Перфорированные валы

Перфорированные валы оказывают на волокнистую суспен­ зию двоякое действие [91]: изменяют гидродинамические свой­

пья).

В новых конструкциях напорных ящиков, имеющих совер­ шенную систему потокораспределения, число валиков сокра­ щено до двух [98].

Важнейшие характеристики перфорированного вала — диа­ метр отверстии и отношение площади отверстий к общей пло­ щади боковой поверхности вала (живое сечение).

Рассмотрим некоторые геометрические зависимости, свя­ занные с расположением отверстий на поверхности вала (рис. 5.4). Выделим прямоугольник со сторонами а и ft. На площади рассматриваемого прямоугольника располагаются два отвер­

Усилие (Р Н), действующее на вал в направлении потока, рассчитывают по формуле

D L 2

В основу расчета кладется полученное расчетное усилие равное геометрической сумме силы Р и веса вала. Прогиб вала (/ м) определяется по формуле

f = — RL3

384 * E l

Момент инерции (/ м4) перфорированной рубашки определя­ ется по формуле

При необходимости, зная нагрузку и геометрические размеры вала, можно найти напряжения в рубашке вала. Однако эти напряжения настолько малы, что практически можно их не оп­ ределять.

5.7.3. Выпускная щель

Выпускная щель образована дном напорного ящика, пере­ ходящим в нижнюю губу, и передней стенкой, имеющей в ниж­ ней части верхнюю губу. Для обеспечения работы ящика при разной концентрации суспензии и выработки продукции с раз­ ной массой 1 м2 передняя стенка механизмом регулирования передвигается в двух направлениях (чаще всего вверх — вниз и против движения потока). Кроме того, механизмы местного регулирования позволяют изменять в небольших пределах вы­ соту открытия щели в разных местах по ширине машины.

Высота открытия (h м) щели может быть определена по формуле

5.2).

Принято: скорость сетки равна 0,93 скорости машины, ско­ рость струи массы 0,95 скорости сетки, ширина щели напорного ящика равна 1,15 ширины бумаги на накате.

Как видно из вышеприведенной формулы, высота открытия щели не зависит ни от производительности, ни от скорости ма­ шины.

При производстве бумаги и картона используются три типа выпускной щели (рис. 5.5): со сходящимися губами; с верти­ кальной губой; комбинированная.

Важной характеристикой выпускной щели является отно­

сетку машины. Угол р уменьшается при увеличении отношения

L/h.

На рис. 5.6 показана зависимость угла р от отношения L/h. Как видно, кривые можно разделить на три участка: / уча­ сток— незначительному изменению отношения L/h соответст­ вует большее изменение угла р (участок высокой чувствитель­

В этом случае может быть получена пологая струя массы, по­ падающая на сетку достаточно далеко от грудного вала, под этим местом сетки может быть установлен формующий ящик.

5.8. САУ НАПУСКОМ МАССЫ

Напорные ящики открытого типа, как правило, не оснаща­ ются САУ напуском массы.

Основная задача САУ напуском массы напорных ящиков закрытого типа — стабилизация заданного суммарного давле­ ния (общего напора). Решение этой задачи обеспечивает ста­ билизацию скорости вытекания массы из выпускной щели при условии поддержания постоянства концентрации, степени по­ мола и температуры массы. САУ напуском массы отличаются большим разнообразием схемных и конструктивных особенно­ стей их построения, что объясняется, с одной стороны, конст­ руктивным многообразием самих напорных ящиков закрытого типа и, с другой, различными требованиями к режиму напуска в зависимости от вида выпускаемой продукции и производи­ тельности бумагоделательной машины.

Управление процессом напуска массы на сетку машины осуществляется со щита управления, на котором расположены

показывающие и самопишущие приборы для контроля и ре­ гулирования основных параметров, характеризующих работу напорного ящика: уровня массы и суммарного давления в на­

и суммарного давления в напорном ящике. Существуют раз­ личные варианты построения этих систем в зависимости от выбранных схем подачи массы в напорный ящик и распреде­

уровня

напуска массы на сетку, систем подачи и очистки массы, рас­ пределения воздуха.

Внапорных ящиках закрытого типа также применяется пассивный способ управления напуском массы на сетку. Этот способ реализуется с помощью так называемых устройств самовыравнивания по уровню.

Впростейшем случае такое устройство представляет собой трубопровод, присоединенный к отверстию в боковой стенке напорного ящика, причем центр отверстия находится на гра­ нице раздела сред (массы и воздуха). Выходящие из этого отверстия масса и воздух удаляются через гидрозатвор.

Принцип действия устройства самовыравнивания по уровню заключается в следующем. С увеличением, например, поступ­ ления массы уровень в напорном ящике начинает расти, умень­

шая площадь живого сечения верхней половины отверстия в боковой стенке и, соответственно, расход выходящего через него воздуха. Давление воздуха в напорном ящике при этом возрастает, заставляя понижаться уровень. Площадь живого сечения верхней половины отверстия увеличивается. Скорость изменения давления воздуха снижается до нуля, и давление принимает новое установившееся значение, высота уровня при этом стремится к своему первоначальному значению.

Принцип действия устройств самовыравнивания по уровню емкостного типа аналогичен рассмотренному. Эти устройства от устройства с отверстием в боковой стенке напорного ящика отличаются тем, что отверстие располагается в трубе, установ­ ленной либо в вынесенном за пределы напорного ящика резер­ вуаре, либо на верхней крышке напорного ящика. В послед­ нем варианте конструкции роль отверстия играет подвижный конец трубы со срезанным под углом концом, через который удаляется только воздух. Отверстие можно перемещать по вер­ тикали, что позволяет устанавливать перелив на границе двух сред с необходимой точностью при различных расходах массы из напускного устройства.

С точки зрения автоматического управления рассмотренные устройства самовыравнивания представляют собой САУ пря­ мого действия пропорционального типа, обладающие статизмом по регулируемому параметру. Практика показала, что их использование возможно лишь при скоростях бумаго- и картоноделательных машин до 500 м/мин. Выше этого предела скоро­ сти статизм отрицательно сказывается на параметрах напу­ ска массы. Как показали исследования, установка устройств самовыравнивания на напорные ящики, оснащенные САУ на­

из выпускной щели. Эта задача решается, управляющим воз­ действием на систему подачи массы по сигналу от датчика давления, установленного в районе выпускной щели.

6.СЕТОЧНАЯ ЧАСТЬ

6.1.НАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ

-=» На сеточной части машины происходит формование бумажного полотна из жидкой волокнистой суспензии, подаваемой из напускного устройства. В зависимости от вида вырабатываемой продукции концентрация суспензии составляет 0,1—1,3 %. Процесс фильтрации волокна из суспензии и формо­ вания полотна на сеточной части происходит на сравнительно коротком уча­ стке стола и является определяющим в получении качественных показателей ^бумаги [76].

В сеточной части машины происходит формование полотна с получением требуемых для данного вида бумаги свойств и его обезвоживание для пере­ дачи в прессовую часть.

Основным элементом любой сеточной части (круглосеточные машины для производства многослойных картонов в работе не рассматриваются) является одна или две бесконечные сетки, натянутые между валами.