RU203082U1

RU203082U1 - DEVICE FOR CONVERSION OF AERIAL FIBER SUSPENSION FLOW IN PAPER AND CARDBOARD PRODUCTION

Info

Publication number: RU203082U1
Application number: RU2020137513U
Authority: RU
Inventors: Валерий Валерьевич Коршунов; Николай Петрович Мидуков; Евгений Михайлович Марченко; Александр Семёнович Смолин; Виктор Сергеевич Куров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДробТехМаш" (ООО "ДТМ")
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2021-03-22

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для преобразования потока аэровзвеси волокон и может быть использована в целлюлозно-бумажной промышленности при подготовке целлюлозосодержащего сырья сухим способом с целью производства различных видов бумаги и картона, например многослойного картона теста-лайнера, покровный слой которого частично производится сухим способом подготовки макулатуры.Целью заявляемого изобретения является преобразование потока аэровзвеси волокон в волокнистую суспензию для совмещения технологии подготовки волокон сухим способом и традиционным мокрым, что позволяет повысить производительность подачи волокон при одновременном снижении потерь волокна в процессе подготовки аэровзвеси для получения различных видов бумаг и картона на примере производства многослойного картона теста-лайнера, покровный слой которого частично производится сухим способом подготовки макулатуры.Согласно заявленной полезной модели сопло 1, присоединенное к криволинейной камере 2, служит для ускорения потока аэровзвеси волокон. В криволинейной камере 2 две стенки 3 и 4 имеют разные радиусы кривизны, установлена внутренняя подвижная перегородка 5, вдоль стенок разделяющая камеру 2 на две части. В камеру 2 происходит одновременная подача воды через форсунки 8, расположенные в 1-5 рядов, минимум по 2 единицы в поперечном сечении криволинейной камеры, для увлажнения волокон, форсунки установлены в криволинейной камере в несколько рядов тангенциально и под наклоном в 15-90 градусов в сторону движения потока аэровзвеси волокон, регулятором подачи 9, который обеспечивает необходимый расход воды в зависимости от требуемой концентрации волокнистой суспензии, увлажненные волокна подаются в бассейн (на фигуре не показан). Подвижность перегородки 5 необходима для лучшего отделения потока волокнистой суспензии от потока воздуха. Форсунки 8 служат для подачи воды и выполняют две функции: преобразование аэровзвеси в волокнистую суспензию, которая затем удаляется из коллектора для отвода волокнистой суспензии 6, а затем подается в бассейн для волокнистой суспензии. Подача воды форсункам 8 позволяет организовать мокрую очистку газов, что повышает степень очистки воздуха отводимого через патрубок 7.The utility model relates to devices for converting the flow of air suspension of fibers and can be used in the pulp and paper industry for the preparation of cellulose-containing raw materials by a dry method for the production of various types of paper and cardboard, for example, multilayer cardboard of a dough-liner, the cover layer of which is partially produced by a dry method of preparing waste paper The aim of the claimed invention is to convert the flow of air suspension of fibers into a fibrous suspension for combining the technology of preparation of fibers by the dry method and the traditional wet method, which makes it possible to increase the productivity of fiber supply while reducing fiber losses in the process of preparing the air suspension to obtain various types of paper and cardboard by the example of the production of multilayer cardboard dough-liner, the cover layer of which is partially produced by the dry method of preparing waste paper. According to the declared useful model, the nozzle 1, connected to the curved chamber 2, serves to accelerate flux of fiber aerosuspension. In the curved chamber 2, two walls 3 and 4 have different radii of curvature, an internal movable partition 5 is installed, along the walls dividing the chamber 2 into two parts. In chamber 2, water is simultaneously supplied through nozzles 8, located in 1-5 rows, at least 2 units in the cross-section of the curved chamber, to moisten the fibers, the nozzles are installed in the curved chamber in several rows tangentially and at an inclination of 15-90 degrees in the direction of the flow of the fiber air suspension, the feed regulator 9, which provides the required water flow depending on the required concentration of the fiber suspension, the moistened fibers are fed into the pool (not shown in the figure). The mobility of the baffle 5 is necessary for better separation of the fiber suspension flow from the air flow. The nozzles 8 serve to supply water and perform two functions: converting the air suspension into a fiber suspension, which is then removed from the collector to remove the fiber suspension 6, and then fed into the fiber suspension pool. The water supply to the nozzles 8 allows to organize wet cleaning of gases, which increases the degree of purification of the air discharged through the branch pipe 7.

Description

Полезная модель относится к устройствам для преобразования потока аэровзвеси волокон и может быть использована в целлюлозно-бумажной промышленности при подготовке целлюлозосодержащего сырья сухим способом с возможностью производства бумаги или картона комбинированным способом за счет сочетания технологических потоков подготовки сырь я сухим и мокрым способами.The utility model relates to devices for converting the flow of air suspension of fibers and can be used in the pulp and paper industry for the preparation of cellulose-containing raw materials by a dry method with the possibility of producing paper or cardboard by a combined method due to a combination of technological streams of preparing raw materials by dry and wet methods.

Известно устройство (см. А.С. СССР №996601, МПК D21H 5/26, 1983 г., 1980 г.) позволяет преобразовать поток аэровзвеси в волокнистый материал, который затем формируется сухим способом, содержит элементы конструкции, которые позволяют отделить волокна от воздуха. Конструкция улавливает волокна больших размеров (длина 2 мм и более), что предполагает использование циклонов и воздушных фильтров. Несмотря на низкую эффективность очистки воздуха, устройство обладает сложной конструкцией.The known device (see AS USSR No. 996601, IPC D21H 5/26, 1983, 1980) allows you to convert the flow of air suspension into a fibrous material, which is then formed by a dry method, contains structural elements that allow you to separate the fibers from air. The design catches large fibers (length 2 mm or more), which requires the use of cyclones and air filters. Despite the low efficiency of air purification, the device has a complex design.

Известно устройство для преобразования потока аэровзвеси волокон (см. А.С. SU №737539 МПК D21H 5/26 1980 г.). Установка содержит корпус на станине, плоское сопло, расположенное в корпусе для подачи потока аэровзвеси волокон, параллельные боковые и сходящиеся фронтальные стенки, плоскости которых взаимно перпендикулярны, два ряда лопаток, расположенных вдоль фронтальных стенок сопла, при этом плоскости лопаток каждого ряда параллельны между собой, наклонные перегородки, установленные с зазором между собой и примыкающих к боковым стенкам корпуса, патрубков для отвода воздуха, присоединенных к верхней части корпуса. Недостатком известного устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон является то, что с увеличением концентрации волокна в потоке возможно забивание зазоров между лопатками. Другим недостатком известного устройства является периодическое забивание выходного отверстия волокном в случае удаления воздуха из потока аэровзвеси в количестве 80-90%, когда концентрация волокон в потоке аэровзвеси становится высокой и текучесть потока резко уменьшается. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон и сохранение однородности структуры формуемого материала. Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет генератор высокочастотных колебаний и систему планок и тяг. Несмотря на это преимущество, часть волокна мелкой фракции будет удалена вместе с воздухом, поэтому эта конструкция может быть использована вместе с циклоном или воздушным фильтром. Кроме того, полученные волокна могут быть использованы только для сухого формования бумаги и картона, подать их в массподготовительный отдел производства бумаги и картона, в бассейн перед размолом волокнистой суспензии, невозможно с помощью данного устройства.Known device for converting the flow of air suspension of fibers (see AS SU No. 737539 IPC D21H 5/26 1980). The installation contains a body on a frame, a flat nozzle located in the body for supplying a flow of air suspension of fibers, parallel side and converging front walls, the planes of which are mutually perpendicular, two rows of blades located along the front walls of the nozzle, while the planes of the blades of each row are parallel to each other, inclined partitions installed with a gap between themselves and adjacent to the side walls of the body, air exhaust pipes attached to the upper part of the body. The disadvantage of the known device for converting the flow of air suspension of fibers is that with an increase in the concentration of fibers in the flow, clogging of the gaps between the blades is possible. Another disadvantage of the known device is the periodic clogging of the outlet with fiber in the case of removing air from the air suspension flow in an amount of 80-90%, when the concentration of fibers in the air suspension flow becomes high and the fluidity of the flow decreases sharply. The aim of the invention is to improve the reliability of the device for converting the flow of air suspension of fibers and to maintain the uniformity of the structure of the formed material. This goal is achieved by the fact that the device has a high-frequency oscillator and a system of bars and rods. Despite this advantage, some of the fines will be removed along with the air, so this design can be used in conjunction with a cyclone or an air filter. In addition, the resulting fibers can only be used for dry forming of paper and cardboard; it is impossible to supply them to the mass preparation department of paper and cardboard production, to the pool before grinding the fibrous suspension using this device.

Применительно к преобразованию потока аэровзвеси волокон известны способ и установка для преобразования потока аэровзвеси волокон (см.А.С. SU №996601 МПК D21H 5/26, 1983 г.), состоящая из корпуса с расположенными в нем плоским соплом со сходящимися фронтальными стенками и параллельными между собой боковыми стенками. К верхней части корпуса присоединены патрубки для отвода воздуха, снабженные фланцами для присоединения к отсасывающему вентилятор. Под соплом установлены два ряда лопаток. К нижней части корпуса присоединена камера, одна из стенок которой выполнена криволинейной. Криволинейная стенка камеры направлена вогнутой поверхностью в сторону движения потока волокон. В верхней части камеры установлен дополнительный патрубок для отвода воздуха. Недостатками данного изобретения является то, что при работе на высоких скоростях при формовании слоя вместе с отделяемым воздухом начинается вынос волокна, который особенно ощутим для волокон длиной менее 4 мм. Цель изобретения - повышение скорости формования и сокращение потерь волокна. Поставленная цель достигается тем, что устройство для преобразования потока азровэвеси имеет улавливатель волокна, установленный в камере вдоль ее криволинейной стенки и прикрепленный к боковым стенкам камеры. Улавливатель волокна может быть выполнен в виде лопаток, расположенных соосно одна другой, или в виде перфорированной перегородки. При производстве бумаги и картона средняя длина волокна, согласно показаниям «FibreTester», составляет 0,7-1,8 мм в зависимости от использованного сырья. Поэтому предлагаемая конструкция неэффективно удерживает волокно и требует дополнительно использования циклона или воздушного фильтра. Устройство не может преобразовать поток аэровзвеси с возможностью подачи в волокнистую суспензию.With regard to the conversion of the flow of air suspension of fibers, a method and installation are known for converting the flow of air suspension of fibers (see AS SU No. 996601 IPC D21H 5/26, 1983), consisting of a body with a flat nozzle located in it with converging front walls and side walls parallel to each other. The upper part of the casing is connected to the air exhaust branch pipes equipped with flanges for connection to the suction fan. Two rows of blades are installed under the nozzle. A chamber is attached to the lower part of the body, one of the walls of which is curved. The curved wall of the chamber is directed by the concave surface towards the direction of the fiber flow. An additional air outlet is installed in the upper part of the chamber. The disadvantages of this invention are that when operating at high speeds during the formation of the layer, together with the separated air, the removal of fiber begins, which is especially noticeable for fibers with a length of less than 4 mm. The purpose of the invention is to increase the spinning speed and reduce fiber loss. This goal is achieved by the fact that the device for converting the flow of airborne particles has a fiber catcher installed in the chamber along its curved wall and attached to the side walls of the chamber. The fiber catcher can be made in the form of blades located coaxially to one another, or in the form of a perforated partition. In the production of paper and cardboard, the average fiber length, according to the FibreTester readings, is 0.7-1.8 mm, depending on the raw material used. Therefore, the proposed design ineffectively retains the fiber and additionally requires the use of a cyclone or air filter. The device cannot convert the flow of air suspension with the possibility of feeding it into a fibrous suspension.

Наиболее близким аналогом заявленного устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги сухим способом является устройство (см. А.С. SU №1020475 МПК D21H 5/26, опубл. 1980), содержащее формующую криволинейную камеру с разделительной перегородкой, патрубками для подачи аэровзвеси волокон и отвода волокна и воздуха, отличающееся тем, что, с целью увеличения производительности устройства и сокращения потерь волокна, оно имеет сопло, установленное на входном конце формующей камеры, а разделительная перегородка закреплена в ней шарнирно. Несмотря на это, часть волокна мелкой фракции будут удалятся вместе с воздухом. Полученные волокна применяются только в технологии сухого формования бумаги и картона, подача их в массоподготовительный отдел производства бумаги и картона традиционным способом невозможна с помощью данного устройства. Таким образом, основными недостатками устройства является отсутствие возможности подачи сухого волокна в бассейн для волокнистой суспензии, и низкая степень очистки воздуха от аэровзвеси и потери волокон при подготовке.The closest analogue of the claimed device for converting the flow of air suspension of fibers in the production of paper by the dry method is a device (see AS SU No. 1020475 IPC D21H 5/26, publ. 1980), containing a forming curved chamber with a dividing wall, branch pipes for supplying air suspension fibers and removal of fiber and air, characterized in that, in order to increase the productivity of the device and reduce fiber losses, it has a nozzle installed at the inlet end of the forming chamber, and the dividing wall is hinged therein. Despite this, some of the fine fiber will be removed along with the air. The obtained fibers are used only in the technology of dry forming of paper and cardboard, their supply to the stock preparation department of paper and cardboard production in the traditional way is impossible with the help of this device. Thus, the main disadvantages of the device are the lack of the possibility of supplying dry fiber to the pool for the fiber suspension, and the low degree of air purification from air suspension and loss of fibers during preparation.

Техническим результатом является устранение указанных недостатков, а именно повышение степени очистки воздуха, уменьшение потерь волокна, при одновременном комбинировании сухого и мокрого способов подготовки сырья для производства бумаги или картона, путем преобразования аэровзвеси волокон в волокнистую суспензию, за счет направленной подачи воды в аэровзвесь на входе в криволинейную камеру.The technical result is the elimination of these disadvantages, namely, an increase in the degree of air purification, a decrease in fiber loss, while combining dry and wet methods of preparing raw materials for the production of paper or cardboard, by converting the air suspension of fibers into a fibrous suspension, due to the directional supply of water to the air suspension at the inlet into a curved chamber.

Указанный результат достигаются тем, что существующее устройство для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги и картона, содержащее сопло, криволинейную камеру, две стенки с большим и м алым радиусом кривизны, подвижную разделительную перегородку, причем на входе в криволинейную камеру установлены форсунки в два ряда напротив друг к другу по три форсунки в каждом, а форсунки установлены тангенциально и с возможностью наклона в 15-90 градусов к оси криволинейной камеры, а также регулятором подачи воды в форсунки, причем к выходу криволинейной камеры примыкает коллектор для отвода волокнистой суспензии в бассейн.This result is achieved by the fact that the existing device for converting the flow of air suspension of fibers in the production of paper and cardboard, containing a nozzle, a curved chamber, two walls with a large and small radius of curvature, a movable partition wall, and nozzles are installed in two rows at the entrance to the curved chamber opposite each other, three nozzles in each, and the nozzles are installed tangentially and with the possibility of an inclination of 15-90 degrees to the axis of the curved chamber, as well as a regulator of water supply to the nozzles, and a collector is adjacent to the outlet of the curved chamber for withdrawing the fibrous suspension into the pool.

Полезная модель поясняется чертежом, в котором на фиг.1 показан общий вид устройства для преобразования потока аэровзвеси волокон при производстве бумаги и картона.The utility model is illustrated by a drawing, in which figure 1 shows a general view of a device for converting the flow of air suspension of fibers in the production of paper and cardboard.

Согласно заявленной полезной модели волокнистое сырье с заданной влажностью и расходом, а именно макулатура или целлюлоза, подают в сопло 1, присоединенное к криволинейной камере 2, служащее для ускорения потока аэровзвеси волокон. В криволинейной камере 2, две стенки 3 и 4 имеют разный радиус кривизны, здесь же установлена внутренняя подвижная перегородка 5, вдоль стенок разделяющих камеру 2 на две части. В криволинейной камере 2 происходит одновременная подача воды через форсунки 8 в два ряда напротив друг к другу по три форсунки в каждом, причем форсунки установлены тангенциально и с возможностью наклона в 15-90 градусов к оси криволинейной камеры, а расход воды осуществляется регулятором подачи 9, который определяет концентрацию волокнистой суспензии. Затем образованная волокнистая суспензия подается в бассейн (на фигуре не показан). Подвижность перегородки 5 необходима для лучшего отделения потока волокнистой суспензии от потока воздуха для повышения степени очистки воздуха и сокращения потерь волокна. Форсунки 8 служат для подачи воды, и выполняют две функции: преобразование аэровзвеси в волокнистую суспензию, которая затем удаляется из коллектора для отвода волокнистой суспензии 6, а затем подается в бассейн для волокнистой суспензии. Подача воды форсункам 8 позволяет организовать мокрую очистку газов, что повышает степень очистки воздуха отводимого через патрубок 7. За счет разности углов форсунок и тангенциального расположения поток аэровзвеси, преобразуемый в поток волокнистой суспензи, вместе с подвижной перегородкой внутри криволинейной камеры, обеспечивают необходимое направление потока и равномерность распределения волокон в суспензии для дальнейшего производства бумаги и картона комбинированным способом подготовки сырья.According to the claimed utility model, the fibrous raw material with a given moisture content and flow rate, namely waste paper or cellulose, is fed into a nozzle 1 connected to a curved chamber 2, which serves to accelerate the flow of air suspension of the fibers. In the curved chamber 2, two walls 3 and 4 have different radius of curvature, and an internal movable partition 5 is also installed here, along the walls dividing the chamber 2 into two parts. In the curved chamber 2, water is simultaneously supplied through the nozzles 8 in two rows opposite to each other, three nozzles in each, and the nozzles are installed tangentially and with the possibility of an inclination of 15-90 degrees to the axis of the curved chamber, and the water flow is carried out by the supply regulator 9, which determines the concentration of the fiber suspension. Then the formed fiber suspension is fed into a pool (not shown in the figure). The mobility of the baffle 5 is necessary for better separation of the fiber suspension flow from the air flow in order to increase the degree of air purification and reduce fiber losses. The nozzles 8 serve to supply water and perform two functions: converting the air suspension into a fiber suspension, which is then removed from the collector to remove the fiber suspension 6, and then fed into the fiber suspension pool. The water supply to the nozzles 8 makes it possible to organize wet cleaning of gases, which increases the degree of purification of the air discharged through the nozzle 7. Due to the difference in the angles of the nozzles and the tangential arrangement, the air suspension flow, converted into a flow of fibrous suspension, together with a movable partition inside the curved chamber, provide the necessary flow direction uniform distribution of fibers in suspension for further production of paper and cardboard by a combined method of preparing raw materials.

Как известно, сухой способ подготовки волокон связан со снижением механических показателей картона или бумаги. Картон, полученный сухим способом, аэродинамическим формованием, по механическим показателям не соответствует существующему ГОСТу, так как его прочность снижается в 30 раз (табл.1). Сопротивление картона разрыву и продавливанию в десятки раз меньше требуемого значения. Кроме того, толщина картона при этом в 2-3 раза выше, чем толщина картона, полученного мокрым способом при равной массе квадратного метра.As you know, the dry method of preparing fibers is associated with a decrease in the mechanical properties of cardboard or paper. The cardboard obtained by the dry method, by aerodynamic molding, in terms of mechanical parameters, does not correspond to the existing GOST, since its strength decreases 30 times (Table 1). The resistance of the cardboard to tearing and punching is ten times less than the required value. In addition, the thickness of the cardboard is 2-3 times higher than the thickness of the cardboard obtained by the wet method with the same weight per square meter.

Основной причиной снижения механических показателей картона является ослабление межволоконных сил связей при получении картона сухим способом.The main reason for the decrease in the mechanical properties of the cardboard is the weakening of the interfiber bond forces when receiving the cardboard by the dry method.

Однако сухой способ по-прежнему вызывает интерес, так как позволяет снизить энергетические и водные ресурсы при производстве бумаги и картона.However, the dry method is still of interest, as it allows you to reduce energy and water resources in the production of paper and cardboard.

Комбинация сухого и мокрого способа производства бумаги, и картона позволяет с одной стороны, сэкомить энергозатраты, а с другой стороны, сохранить механические показатели бумаги. В таблице 2 представлены данные по затратам электроэнергии на те аппараты, которые меняют свой режим работы в сторону снижения энергии при добавлении 50% сухих волокон в массу при комбинации сухого и мокрого способов.The combination of dry and wet production of paper and cardboard allows, on the one hand, to save energy costs, and on the other hand, to preserve the mechanical properties of the paper. Table 2 presents data on the consumption of electricity for those devices that change their mode of operation towards a decrease in energy when adding 50% of dry fibers to the mass with a combination of dry and wet methods.

Опытно - промышленная выработка по комбинированной технологии подтвердила необходимость в устройстве преобразователя потока аэровзвеси в волокнистую суспензию.Experimental - industrial production using the combined technology has confirmed the need for a transducer for the flow of air suspension into a fibrous suspension.

Claims

A device for converting the flow of air suspension of fibers in the production of paper and cardboard, containing a nozzle, a curved chamber, two walls with large and small radii of curvature, a movable dividing wall, characterized in that at the entrance to the curved chamber, nozzles are installed in two rows opposite to each other along three nozzles in each, and the nozzles are installed tangentially and with the possibility of an inclination of 15-90 degrees to the axis of the curved chamber, as well as a regulator of water supply to the nozzles, and a collector is adjacent to the outlet of the curved chamber for withdrawing the fibrous suspension into the pool.