CS257000B1 - Tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacím účinkem - Google Patents

Abstract

Stacionární element k použití ve tvářecí a odvodňovací části papírenského stroje. Speciálně provedená náběžná část tvářecí lišty vytváří současně diskrétní pozitivní tlakové rázy působící na suspenzi vláken na sítu, čímž v suspenzi vznikají podélné vlny, jejichž střídavý vznik a zánik je podstatou mechanismu střihových sil rozrušujících existující nebo nově se tvořící vločky a shluky vláken. Diskrétní pozitivní tlakové rázy vznikají náporovým vtlačováním zachycené kapaliny na náběžné části s dvojím zkosením přes síto do vláknité suspenze na sítu.

Description

Vynález se týká stacionárního podsítového elementu - tvářecí lišty s deflokulačním a odvodňovacim účinkem - který zlepšuje tváření vláknitého materiálu na sítu a zároveň usnadňuje odstraňování kapaliny z vlhkého pásu vláknitého materiálu na sítu.

Při procesech odvodňování, příkladně v papírenském průmyslu, kde procesy odvodňování jsou základem výroby papíru na sítu papírenského stroje, se usilovně pracuje na vývoji takových zařízeni, která by zajištovala účinnější a efektivnější odvodňování vláknitých materiálů Typickým příkladem aplikace odvodňovacího zařízení je např. papírenský stroj s podélným sítem, využívající k odstraňování vody z mokré vláknité vrstvy na sítu podtlak, vytvářený rotačními nebo stacionárními odvodňovacími elementy, případně ve spojení s externím zdrojem podtlaku. Snahy po zvýšení intenzity a účinnosti odvodňování vedly ke konstrukci celé řady nejrůznějších odvodňovacích elementů popisovaných v literatuře a firemních materiálech a lišících se tvarem a uspořádáním odvodňovacích profilů, úhlů a celých lišt, které zvyšují odvodňovací-účinek vlivem větší sací síly, buá absolutně větší, nebo prograsivně se zvětšující, nebo načechráváním zahuštěné vrstvy na sítu pozitivním tlakovým rázem, po němž následuje negativní podtlakový ráz. Tyto způsoby jsou popsány např. v US patentu č. 4 443 298 a v britských patentech č. 2 124 669 a 2 082 644. Problémem při odvodňování je však skutečnost, že vrstva vláken usazujících se na sítu se postupně zahuštuje a snižuje se její permeabilita. To má za následek nejen zpomalení procesu odvodňování, ale i možnost reflokulace vláken.

Je přitom významné, že jev reflokulace narůstá exponenciálně s rostoucí konsistencí. Snižování permeability a odvodňování zahuštěné vláknité vrstvy zdůrazňuje dále působení existujících odvodňovacích elementů, které vytvářením podtlakových pulsů nebo rázů, způsobuji další zhutňování struktury vláknité vrstvy na sítu.

Nevýhody známých řešení odstraňuje zařízení podle vynálezu. Podstatou zařízení je tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacim účinkem sestávající z náběžné části, styčné části, odtokové části a zámku pro vyměnitelné upevnění.

Náběžná část je tvořena dvěma zkosenými plochami uspořádanými tak, že alespoň jedno zkoseni se zvedá směrem vzhůru ve směru pohybu vláknité suspenze na sítu. Náběžné části obou zkosení mohou být přitom různé velikosti. Jedno ze zkosení může být provedeno v úhlu 0°-155° vzhledem k horizontální styčné části lišty se sítem. Rozdíl v úhlech obou zkosení by měl činit minimálně 2° až 5°. V případě nulového rozdílu obou zkosení, se pro současné vytvoření diskrétních pozitivních tlakových rázů zkracuje délka náběžné části jednoho zkoseni tak, že množství vody zachycené na jednom zkosení a směrované vzhůru do síta, je ku množství vody zachycené na druhém zkosení a směrované vzhůru do síta v minimálním poměru 1:1,5.

Zkosení např. 5° je v rozsahu vynálezu. Tak bylo zjištěno, úhly 3° až 5° vytvářejí požadované rázy a rozdíly 5° až 15° mezi zkoseními vytvářejí požadovaný vznik paralelních podélných vln, resp. podélných hřebenů a brázd v suspenzi. Cím větší je úhel, tím větší bude pozitivní ráz a čím větší je rozdíl úhlů mezi zkoseními, tím větší výškový rozdíl je mezi hřebeny a brázdami podélných vln v suspenzi na sítu a tím je intenzivnější deflokulace vláknité suspenze. Rovněž styčné oblasti se sítem mohou dosahovat různých velikostí.

Lišta je konstruována tak, že vytváří současně diskrétní pozitivní tlakové rázy působící na suspenzi vláken na sítu, čímž v suspenzi vznikají podélné vlny, jejichž střídavý vznik a zánik je podstatou mechanismu působení střihových sil v příčném směru ve smyslu deflokulace vláknitých shluků.

Diskrétní pozitivní tlakové rázy jsou přitom tlakové rázy vznikající na náběžné části lišty podle vynálezu současně po délce lišty v celé šíři stroje, přičemž vznikající rázová vlna nemá v celé délce lišty stejnou intenzitu anebo sestává z oblastí stejné intenzity tlakového rázu, prostřídaných pravidelně oblastmi nulového rázu.

V prvním případě se jedná o diskrétní pozitivní tlakové rázy různé velikosti, resp. intenzity, ve druhém případě o diskrétní pozitivní tlakové rázy stejné velikosti, resp. intenzity.

Umístění tvářecí lišty podle vynálezu ve vztahu ke konvenčním lištám je věcí volby a závisí na řadě faktorů jako je rychlost stroje, plošná hmotnost vyráběného papíru, stupeň mletí látky a konzistence v nátokové skříni. Rovněž počet tvářecích lišt podle vynálezu vzhledem k počtu konvenčních lišt je věcí volby a závisí na požadovaném účinku pozitivních diskrétních rázů v daném systému vzhledem k výše uvedeným faktorům.

Základním požadavkem je vyvolat v prvé řadě vznik podélných vln ve vláknité suspenzi na sítu a udržet mechanismus střídání hřebenů a brázd podélných vln v celé oblasti formace a odvodňování listu na sítu. Podélné vlny vzniklé na tvářecí liště podle vynálezu postupně mizí, mechansimus střídavého vznikání a zanikání hřebenů a brázd podélných vln se zeslabuje a tím mizl, resp. se zeslabuje i deflokulační účinek střihových sil.

Kinetická energie vnesená do suspenze v náběžné části tvářecí lišty podle vynálezu se v důsledku tření kapaliny postupně spotřebovává. Po určité době na určité dráze určované řadou faktorů, podélné vlny úplně zmizí, přičemž na všech předchozích konvenčních!odvodňovacích lištách se odehrává popsaný mechanismus střídání hřebenů a brázd podélných vln. Znamená to zařadit včas další tvářecí lištu podle vynálezu, a to dříve, než podélné vlny zmizí, aby se podle stejného principu v suspenzi opět vytvořily, a aby mohly opět působit střihové účinky, vyplývající ze střídavého vzniku a zániku podélných vln.

Očelem je tedy využít vzniku podélných vln k vytvoření, resp. vyvolání střihového namáhání v příčném směru a zajistit existenci podélných vln přes celou sítovou část až ke konci tváření listu.

Jak již bylo uvedeno, vznikají střihové síly mechanismem střídavé přeměny hřebenů podélných vln v brázdy a brázd podélných vln v hřebeny, a sice vlivem negativního podtlakového rázu na každé jedné konvenční liště nebo na odtokové části tvářecí lišty podle vynálezu. Odvodňovací úhly konvenčních lišt nebo odtokové části tvářecích lišt podle vynálezu by měly být především na počátku tvářecí části papírenského stroje mimořádně malé (0° až 1°), aby odvodňování probíhalo pomalu. Nejde totiž hlavně o odvodnění, ale o vyvolání výrazného střídavého mechanismu vzniku a zániku hřebenů a brázd podélných vln, tedy o deflokulaci.

Z tohoto důvodu je také účelné řídit velikost podtlaku v případě připojení na externí zdroj vakua, případně individuálně řídit podtlak aplikovaný na mezery mezi lištami tak, aby podtlak v nich aplikovaný měl různou hodnotu. Síla způsobená gravitací nebo vlivem vakua, působící v mezeře u tvářecí lišty dle vynálezu, nemá totiž za účel odvodňováni vláknité vrstvy nesené na sítu, ale pouze stažení vody z vláknité vrstvy na spodní stranu síta a udržování kontaktu síta s horním třecím povrchem stykové části tvářecí lišty. Na druhé straně podtlak aplikovaný v mezeře před konvenční odvodňovací lištou má za účel odvodňování vláknité vrstvy na sítu tím, že voda z mokrého pásu se odvádí náběžnou částí konvenční lišty. Délka zóny diskrétních pozitivních tlakových rázů po šíři síta se pohybuje v rozsahu od 1 cm do 15 cm v závislostí na druhu a opracování vlákniny, plošné hmotnosti vyráběného papíru a hustotě síta. Značný vliv má též teplota látky, rychlost stroje, umístění v délce tvářecí a odvodňovací části papírenského stroje a řada dalších faktorů.

Nový účinek vyplývající z uvedeného řešení spočívá v tom, že diskrétní pozitivní tlakové rázy vedou k vytváření paralelních podélných vln ve vláknité suspenzi na sítu a dále k uvolněni a načechrání zahuštěné vláknité vrstvy na sítu. Když se vláknitá suspenze s vytvořenými podélnými vlnami, vzniklými na náběžné části tvářecí lišty podle vynálezu, vystaví účinku negativního podtlakového rázu, dojde k intenzivnímu prostřídání hřebenů a brázd podélných vln; hřebeny se vytvoří tam, kde původně byly brázdy a obráceně. Tento střídavý vznik a zánik hřebenů a brázd podélných vln vede k proudění látky, resp. suspenze v příčném směru, což vyvolává střihové namáhání v příčném směru se silným deflokulačním účinkem.

Obecně diskrétní pozitivní tlakové rázy, působící na vláknitou suspenzi na sítu a vyvolané náběžnou částí tvářecí lišty s deflokulačním a odvodňovacím účinkem podle vynálezu, vedou k vytvoření podélných vln ve vláknité suspenzi na sítu, jejichž vznik je předpokladem pro uplatnění se mechanismu působení střihových sil v příčném směru na deflukalci vláknitých vloček a shluků vláken. Současně to též umožňuje účinnější odvodňování následujícími odvodňovacími elementy.

Tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacim účinkem podle vynálezu je uzpůsobena tak, že může být zabudována do sítové části papírenského stroje s podélným sítem buá jako samostatná jednotka, nebo ji lze montovat do odvodňovacích skříní sloužících na stroji s podélným sítem k odstraňování vody z papírového pásu a pracujících bud bez nebo i za připojení na externí zdroj podtlaku (foils skříně, vacufoils skříně, sací skříně).

Tvářecí lišty s deflokulačním a odvodňovacim účinkem podle vynálezu lze řadit v Sítové části za sebou, nebo kombinovat s běžnými odvodňovacimi lištami.

Přehled vyobrazení:

Obr. č. 1 představuje příčný řez tvářecí lištou podle vynálezu.

Obr. č. 2 představuje áxonometrický pohled na provedení tvářecí lišty podle vynálezu.

Obr. č. 3 představuje schematicky jednotlivé typy provedeni náběžné části tvářecí lišty podle vynálezu.

Obr. č. 4 představuje příčný průřez části foils skříně s tvářecí lištou podle vynálezu mezi dvěma konvenčními lištami.

Obr. č. 5 představuje vznik diskrétních pozitivních tlakových rázů v detailu.

Jak je uvedeno v přehledu obrazové části, na obrázcích jsou znázorněny příklady provedeni konstrukce tvářecí lišty s deflokulačním a odvodňovacim účinkem podle vynálezu a jejího umístěni v sítové části.

Dlě obr. č. 1 sestává tvářecí lišta 21 ze tří části - náběžné části A, stykové třecí části B a odtokové části C. Spodní strana 25 náběžné části A je zkosena dolů a případně ve směru běhu síta. Horní strany 28 a 29 náběžné části A s dvojím zkosením jsou orientovány tak, že alespoň jedno zkoseni jde směrem vzhůru ve směru pohybu pásu papíru. Tyto zkosené šikmé strany jsou zakončeny horní horizontální třecí dotykovou plochou 22, která přichází do styku se spodním povrchem mokrého pásu papíru, resp. síta 1_. Kombinace spodního povrchu papírového pásu, resp. síta, šikmých zkosených stran 28 a 29 náběžné části A a třecí plochy 22 stykové části B, vytváří stykovou klínovou zónu, která zachytává vodu nesenou pod sítem a náporovým způsobem ji vtlačuje vzhůru skrze síto do vláknité vrstvy na sítu, čímž dochází k vytváření podélných vln v suspenzi a zároveň k načechrávání zahuštěné vrstvy na sítu, takže se vytváří podmínky pro vznik stranového střihového mechanismu deflokulace a snadnějšího a účinnějšího odvodňování vláknité vrstvy na sítu. V mezním případě může jedna horní strana náběžné částí, tj. strana s menším zkosením, splynout s horizontální třecí plochou 22 stykové části B. Obě zkosení nemusí nezbytně vycházet z jednoho místa a zkosené plochy mohou být zakřivené, případně mít jiný, např. lomený tvar.

Tvářecí lišty 21 podle vynálezu pak mohou nabývat různých tvarů, z nichž některé jsou znázorněny na obr. č. 3.

Na obr. č. 4 je tvářecí lišta 21 umístěna mezi dvěma konvenčními lištami 31 tak, že mezi lištami existují mezery 26 a 36 pro aplikaci vakua z externího zdroje. Po obou stranách jsou mezery mezi lištami utěsněny vhodnými těsnicími bloky. Vláknitá suspenze přecházející z nátokové skříně na síto 1_ papírenského stroje se vlivem gravitační síly a vlivem dodatečných sil podtlaku aplikovaných během procesu postupně odvodňuje a na sítu vzniká zahuštěná vláknitá vrstva. Síly podtlaku se vytvářejí bud přímo v klínu vody mezi sítem a odtokovou částí lišty, nebo jsou vyvozovány externím zdrojem vakua, jako je tomu v případě sacích skříni nebo mokrých sacích skříní (vacufoils). Přechází-li mokrý pás vlákniny na sítu přes horní povrch tvářecí lišty 21 podle vynálezu ve směru šipky, přichází do styku s částí horního Stykového povrchu 22 tvářecí lišty a je vystaven jednak působení diskrétních pozitiv5 nich tlakových rázů vyvolaných náběžnou částí tvářecí lišty a jednak působení negativního rázu vyvolaného odtokovou částí tvářecí lišty, případně konvenčními lištami 31 umístěnými za tvářecí lištou 21. Lišty 31 jsou v uvedeném případě konvenční odvodňovací lišty stupňovitého typu s náběžnou horizontální povrchovou částí 32., která je ukončena stupněm 33, spoje ným s propadlým zapuštěným povrchem 21» který představuje oblast pro působení podtlaku na mokrou vláknitou vrstvu na sítu spojením s externím zdrojem vakua přes mezery 26 a 36.

V jiném provedeni může být odtoková část lišty 31 v konvenčním provedení s odtokovým úhlem 1° až 5°. Lišty 31 v tomto konvenčním provedení je účelné řadit za tvářecí lištu 21 podle vynálezu v případě samostatně uspořádaných lišt, tj. v případech, kdy lišty nejsou sdruženy do skupin v jednotlivých skříních.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacím účinkem, sestávající z náběžné, styčné, odtokové části a opatřená zámkem pro vyměnitelné upevnění na odvodňovacím stroji, vyznačující se tím, že náběžná část (A) je provedena s dvojím zkosením (28) a (29) uspořádaným tak, že alespoň jedno zkosení se zvedá směrem vzhůru ve směru pohybu vláknité vrstvy materiá lu nesené na sítu (1).
2. 2. Tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacím účinkem podle bodu 1, vyznačující se tím, že jedno ze zkosení na náběžné části (A) může být provedeno v úhlu od 0° do 155° vzhledem k horizontálnímu povrchu stykové části (B) tvářecí lišty se sítem (1).
3. 3. Tvářecí lišta s deflokulačním a odvodňovacím účinkem podle bodu 1, vyznačující se tím, že v případě stejného úhlu obou zkosení se zkracuje délka náběžné části jednoho zkosení tak, že množství vody zachycené na jednom zkosení a směrované vzhůru do síta, je ku množství vody zachycené na druhém zkosení a směrované vzhůru do síta v minimálním poměru 1:1,5.