PL205833B1 - Skrzynia wlewowa - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest skrzynia wlewowa, stosowana zwłaszcza w przemyśle papierniczym do zasilania maszyny papierniczej równomiernie rozłożoną strugą surowca.

Surowiec do produkcji papieru, będący wodnym roztworem zawiesiny włóknistej, jest doprowadzany do skrzyni wlewowej za pośrednictwem kolektora, przeważnie od strony bocznej. Zawiesina podawana jest następnie poprzez elementy wyrównujące przepływ surowca i szczelinę wypływową skrzyni do części formującej sita maszyny papierniczej. Istotnym jest, aby surowiec włóknisty był podawany na sito maszyny papierniczej możliwie równomiernie na całej szerokości wypływu z jednakową prędkością, zbliżoną do prędkości maszyny papierniczej. Dokładność zasilania maszyny papierniczej ze skrzyni wlewowej ma decydujące znaczenie w odniesieniu do zakresu tolerancji gramatury produkowanego papieru w kierunku wzdłużnym i poprzecznym produkowanej wstęgi.

Celem uzyskania produktu o możliwie niewielkim rozrzucie gramatury kolektor doprowadzający ma kształt zbieżny. Doprowadzony surowiec zmienia kierunek przepływu przemieszczając się poprzez układ stabilizacji zwany wyrównywaczem strumienia do komory wypływowej, z której, poprzez szczelinę wypływową, jest dostarczany na sito maszyny papierniczej.

W praktyce regulacja wypływu surowca nastręcza wiele trudnoś ci. Jednym ze sposobów regulacji wypływu z wlewu jest zmiana tak zwanej wysokości wypływowej. Inną metodą jest strefowe rozcieńczanie surowca włóknistego przez doprowadzenie czynnika rozcieńczającego do strefy o podwyższonej gramaturze wypływu.

Niezależnie od możliwie jednorodnej gramatury innym podstawowym wskaźnikiem, jakości jest wytrzymałość wstęgi na rozciąganie w kierunkach poprzecznym i wzdłużnym maszyny papierniczej. Stwierdzono, że przy laminarnym przepływie zawiesiny włóknistej włókna długie maja tendencję do układania się w kierunku wzdłużnym wstęgi papieru (MD). Powoduje to, że wytrzymałość wstęgi na rozciąganie w kierunku biegu maszyny może być ponad dwukrotnie większa niż w kierunku poprzecznym. Stwierdzono również, że nawet niewielkie odchylenie włókien długich od kierunku biegu maszyny papierniczej powoduje istotny wzrost wytrzymałości wstęgi na rozciąganie w kierunku poprzecznym.

Jedną z metod zmiany orientacji włókien jest utrzymanie odpowiedniej zależności pomiędzy prędkością wypływu (J) oraz prędkością sita (W).

Stwierdzono, że zarówno przy stosunku J/W < 1 jak również przy J/W > 1 włókna długie odchylają się od kierunku biegu maszyny.

Odchylenie włókien od kierunku biegu maszyny występuje również w przypadkach różnic prędkości wypływu pomiędzy sąsiednimi strugami jednostkowymi.

Z opisu patentowego US5196091 znane jest rozwią zanie, w którym czynnik rozcień czający dostarczany jest do poszczególnych stref kolektora zasilającego w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu surowca przez zespół wyrównywacza strumienia. Taki układ może powodować niekorzystne turbulencje w kolektorze zasilającym i zaburzenia przepływu surowca z kolektora do zespołu rurowego wlewu.

W przedstawionym wynalazku rury wyrównywacza strumienia wykonane są z połączenia dwóch rurek o różnych średnicach. W miejscu, gdzie średnica rury skokowo wzrasta następuje gwałtowne zmniejszenie prędkości przepływu i powstają turbulencje powodujące ujednorodnienie zawiesiny włóknistej. Niemniej zastosowanie rurek z gwałtownie zmieniającą się średnicą powoduje powstawanie stref martwych, w których następuje flokulacja włókien, co wpływa na obniżenie, jakości produkowanej wstęgi. Z patentu US5814191 znane jest rozwiązanie i sposób połączenia przepływów masy papierniczej oraz cieczy rozcieńczającej w części centralnej skrzyni wlewowej maszyny do produkcji papieru lub kartonu. Skrzynia wlewowa jest wyposażona w rurowy kolektor oraz generator turbulencji. Obie te części wykonane są w szeregu połączonych ze sobą płyt, w których wykonane są poziome rzędy i pionowe kolumny przewodów przepływowych masy papierniczej. Ciecz rozcieńczająca jest dostarczana do poszczególnych przewodów masowych od strony bocznej kanałkami wykonanymi w jednej z płyt. Każdy zespół kanałków ma zwężającą się część końcową podobnie, jak wykonany jest główny kolektor zasilający wlewu. Zadaniem takiego ukształtowania kanałków jest wyrównanie strumieni i ciśnienia cieczy rozcieńczającej dostarczanej do poszczególnych dopływów masy. Tym sposobem jednakowa ilość cieczy rozcieńczającej z taką samą prędkością przepływu doprowadzana jest do wszystkich kanałów każdej pionowej kolumny przewodów masowych.

W przedstawionym wyż ej wynalazku zastosowano układ, w którym każdy kanał przepływu masy jest połączony z kanałkiem doprowadzającym ciecz rozcieńczającą. Rozwiązanie takie umożliwia

PL 205 833 B1 niewątpliwie dokładny pomiar ilości cieczy rozcieńczającej doprowadzanej do poszczególnych kanałów masowych pojedynczej kolumny. Niemniej taka dokładność pomiaru nie jest niezbędna w praktyce a zarazem, gdy jednakowa szybkość przepływu w każdej pionowej kolumnie przewodów masowych jest utrzymana wówczas nie jest możliwe uzyskanie korzystnego efektu odchylenia długich włókien poprzez zróżnicowanie prędkości przepływu w poszczególnych kanałach danej kolumny.

Celem przezwyciężenia przedstawionych niedogodności opracowano rozwiązanie skrzyni wlewowej zasilanej przez przynajmniej jeden kolektor zasilający. W skrzyni wlewowej zastosowano wyrównywacz strumienia wykonany, z co najmniej dwóch modułów; modułu prostownika przepływu oraz modułu dyszy dyfuzora. Moduł prostownika przepływu w układzie podstawowym stanowi zwartą konstrukcję o kształcie belki ustawionej w kierunku poprzecznym do osi głównej maszyny papierniczej, która to oś oznacza jednocześnie kierunek przemieszczania się produkowanej wstęgi papieru. Wewnątrz modułu umieszczone są rurki prostownika przepływu skierowane zgodnie z osią maszyny papierniczej. Rurki prostownika mogą mieć, korzystnie, kształt okrągły na całej ich długości.

Moduł prostownika przepływu przylega do modułu dyszy dyfuzora, wykonanego również w kształcie poprzecznej belki zawierającej wewnątrz rurki dyfuzora. Rurki te mają, korzystnie, kształt okrągły od strony wlotu surowca i przechodzą, płynnie w kierunku wylotu, w kształt spłaszczony, zbliżony do owalu. Średnice rur dyfuzora są większe od średnic rur prostownika przepływu.

Opisany powyżej modułowy system wyrównywacza strumienia umożliwia doprowadzenie czynnika rozcieńczającego, korzystnie wody pod sitowej lub sklarowanej do strefy wypływu W masy papierniczej z modułu prostownika przepływu do modułu dyszy dyfuzora. Może to być realizowane bądź przez indywidualne przewody cieczy rozcieńczającej połączone z otworami wykonanymi w płycie zamykającej, bądź przez otwory nieprzelotowe wykonane poprzecznie w płycie zamykającej, usytuowane w osiach poziomych rzędów lub pionowych kolumn rur wyrównywacza strumienia, przy czym płyta nośna prostownika przepływu ma strefowe pogłębienia i powiększenia otworów o kształcie zbliżonym do owalu lub wykonane współosiowo, wspólnie dla wylotów rurek prostownika i rurek czynnika rozcieńczającego.

W obu przypadkach czynnik rozcieńczający jest doprowadzony do skrzyni wlewowej w miejscach, gdzie następuje znaczny wzrost średnicy przepływu, dzięki czemu następuje spowolnienie przepływu masy a tym samym osłabienie efektu wzrostu ciśnienia spowodowanego doprowadzeniem czynnika rozcieńczającego i wyrównanie przepływu masy przez wlew. Przedmiot wynalazku pozwala na uproszczoną modyfikacje skrzyń wlewowych poprzez łatwą wymianę prostownika przepływu na inny. Pozwala to również na zastosowanie prostowników zasilanych z dwóch lub więcej kolektorów KZ a także na zmianę rozmieszczenia otworów do rozcieńczania. Natomiast zastosowanie układu rozcieńczania masy papierniczej w strefie, W, kiedy czynnik rozcieńczający jest doprowadzony przy ściankach otworu, w istotny sposób ogranicza szkodliwe zjawisko osadzania się włókien w rurkach modułu dyszy dyfuzora.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ skrzyni wlewowej w widoku bocznym, fig. 2 przedstawia moduł prostownika przepływu z układem otworów w płycie do doprowadzenia czynnika rozcieńczającego w przekroju wzdłużnym oraz w widoku bocznym, fig. 3 przedstawia przekrój wzdłużny połączonych modułów wyrównywacza strumienia, fig. 4 przedstawia szczegół X z fig. 3, fig. 5 przedstawia przekrój wzdłużny połączonych modułów w wersji zastosowania dodatkowych rurek doprowadzających czynnik rozcieńczający zaś fig. 6 przedstawia szczegół Y z fig. 5 przedstawiający połączenia wylotów masy papierniczej oraz czynnika rozcieńczającego a fig. 7 przedstawia rurkę dyszy dyfuzora w widoku oraz w rzutach bocznych.

Skrzynia wlewowa według wynalazku ma wyrównywacz strumienia zestawiony z prostownika przepływu 1 oraz modułu dyszy dyfuzora 2. Wyrównywacz jest zasilany przynajmniej jednym kolektorem zasilającym KZ, ma również komorę wypływową KW. Na rysunku przedstawione są dwa przykłady wykonania zespołu rozcieńczania strefowego masy papierniczej. W pierwszym przykładzie wykonania skrzynia wlewowa jest zaopatrzona w zespół otworów 4 dla doprowadzenia czynnika rozcieńczającego do płyty 3, w strefie W.

W drugim przykładzie wykonania skrzynia jest zaopatrzona w dodatkowy zespół rurek 6 a płyta 3 ma pogłębienia 7 łączące wyloty rurek prostownika przepływu oraz rurek 6 układu rozcieńczania.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Skrzynia wlewowa wyposażona w zespół regulacji gramatury metodą strefowego rozcieńczania oraz w przynajmniej jeden kolektor zasilający, wyrównywacz strumienia i dyszę wypływową, przy czym zespół zasilania cieczą rozcieńczającą jest zrealizowany w strefie wypływu (W) masy papierniczej z modułu prostownika przepływu do modułu dyszy dyfuzora bądź przez zastosowanie indywidualnych przewodów cieczy rozcieńczającej połączonych z otworami wykonanymi w płycie zamykającej bądź przez otwory nieprzelotowe wykonane poprzecznie w płycie zamykającej usytuowane w osiach poziomych rzędów lub pionowych kolumn rur wyrównywacza strumienia, znamienny tym, że płyta nośna (3) prostownika przepływu (1) ma strefowe pogłębienia i powiększenia otworów o kształcie zbliżonym do owalu (7) lub wykonane współosiowo, wspólnie dla wylotu rurek prostownika i rurek czynnika rozcieńczającego.
2. 2. Skrzynia według zastrz. 1, znamienna tym, że pojedyncza rurka dyfuzora (8) ma kształt okrągły od strony wlotowej natomiast od strony wylotowej jest spłaszczona, o kształcie zbliżonym do owalu, przy czym przejście od przekroju okrągłego jest wykonane w sposób płynny, bez uskoków i załamań.