RU2210653C1

RU2210653C1 - Method of centrifugal-hydrodynamic treatment of fibrous suspension and plant of vortex conical cleaners for method embodiment (versions)

Info

Publication number: RU2210653C1
Application number: RU2002107025/12A
Authority: RU
Inventors: Б.Г. Зайцев; М.Д. Овчинников; И.Н. Ковернинский; Н.И. Яблочкин
Original assignee: Открытое акционерное общество по производству и переработке бумаги "Караваево"
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-08-20

Abstract

FIELD: pulp-and-paper industry. SUBSTANCE: method includes tangential supply of fibrous suspension flow to conical chambers of vortex conical cleaners for producing of layer vortex sheering suspension flows rotating round axes of their chambers; separation of fibrous material under effect of centrifugal and hydrodynamic forces onto short-fibered and long-fibered fraction with simultaneous final fine cleaning of short-fibered fraction from polluting inclusions with specific density of not less than that of fiber. Prior to tangential supply of fibrous suspension to vortex conical cleaners, it is treated at pressure of 280-450 kPa in suspension sheer flow moving in channel of pipeline with velocity of at least 6.0 m/s and velocity gradient of not less than 850 s^-1. Duration of treatment is not less than that calculated by formula

where t_i is duration of fibrous suspension treatment with concrete value i of fiber fraction of total mass in suspension in sheer flow, s; 57 is coefficient; R is radius of pipeline internal channel, mm; /C/ is dimensionless coefficient equaling absolute value of fiber fraction of total mass in suspension; V is velocity of sheer flow in pipeline channel, m/s. The most effective treatment of fibrous suspension in sheer flow is carried out at fraction of total mass of fiber in suspension of 1.0-2.0%. Plant of vortex conical cleaners has two versions of design. EFFECT: higher quality of separation of fibrous material into short- and long-fibered fractions and cleaning efficiency of short-fibered fraction. 7 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в процессе приготовления бумажной массы из макулатуры или древесной массы для производства различных видов бумажной продукции, а именно для разделения волокнистого материала на коротко- и длинноволокнистую фракции с одновременной тонкой очисткой коротковолокнистой фракции от мелких загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна. The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the process of preparing paper pulp from waste paper or wood pulp for the production of various types of paper products, namely for the separation of fibrous material into short and long fiber fractions with simultaneous fine cleaning of the short fiber fraction from small contaminants with a specific gravity of not less than that of the fiber.

Отдельные сорта макулатуры, применяемые для производства бумаги и картона, резко отличаются по своему качеству и содержат волокна различной длины: от самых коротких до самых длинных, достигающих длины 5 мм. Обеспечить равномерное качество макулатуры при ее сборе невозможно. Поэтому регулирование качества (сортирование, усреднение) осуществляют в процессе переработки макулатуры
Древесная масса, как и макулатура, содержит в своем составе волокна различной длины - от самых коротких до достигающих длины 3 мм.Some types of waste paper used for the production of paper and paperboard differ sharply in their quality and contain fibers of various lengths: from the shortest to the longest, reaching a length of 5 mm. It is impossible to ensure uniform quality of waste paper during its collection. Therefore, quality regulation (sorting, averaging) is carried out in the process of recycling waste paper
Wood pulp, like waste paper, contains in its composition fibers of various lengths - from the shortest to reaching a length of 3 mm.

Волокнистый материал из макулатуры характеризуется высокой полидисперсностью и невысокими бумагообразующими свойствами. The fibrous material from waste paper is characterized by high polydispersity and low paper-forming properties.

Для улучшения бумагообразующих свойств вторичный волокнистый материал после тонкого сортирования и предварительного размола или без него подвергают разделению на коротко- и длинноволокнистую фракции с последующим отдельным размолом длинноволокнистой фракции с целью реализации ее потенциально высоких прочностных показателей. Далее коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции отдельно или в смеси после окончательной тонкой очистки в вихревых конических очистителях используют по технологическому назначению. To improve the paper-forming properties, the secondary fibrous material, after fine sorting and preliminary grinding, or without it, is subjected to separation into short and long fiber fractions, followed by separate grinding of the long fiber fraction in order to realize its potentially high strength characteristics. Next, the short-fiber and long-fiber fractions, separately or in a mixture after final fine purification in vortex conical cleaners, are used for technological purposes.

Известен способ разделения волокнистого материала из макулатуры на коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции путем просеивания коротковолокнистой фракции через отверстия ситовых фракционирующих элементов. Реализация этого способа наилучшим образом осуществляется в вертикальных сортирующих аппаратах, работающих под давлением поступающей на фракционирование волокнистой массы. Одним из таких аппаратов является сортировка машиностроительной фирмы "Voith" под названием "Multifraktor" (Musselmann W. , Menges W. "Konzept und Funktion einer Altpapierfaserfraktionirungsanlage und Erfahrungen im praktischem Веtieb", Журнал "Wochenblatt fur Papierfabrikation", 1982, 11/12, с. 368-379). Сортировка представляет собой вертикально расположенный и полый внутри корпус. Внутренняя полость разделена вертикально размещенным цилиндрическим ситом на две камеры. Во внутренней камере внутри сита вращается цилиндрический ротор с размещенными на его поверхности по крутой спирали лопастями. Волокнистая суспензия поступает в пространство между ситом и цилиндрическим ротором и благодаря интенсивному перемешиванию ее лопастями коротковолокнистая фракция просеивается через отверстия сита диаметром 1,0-1,5 мм в пространство между ситом и корпусом. A known method of separating fibrous material from waste paper into short-fiber and long-fiber fractions by sifting the short-fiber fraction through the openings of sieve fractionating elements. The implementation of this method is best carried out in vertical sorting apparatus working under pressure supplied to the fractionation of pulp. One such apparatus is the sorting machine company Voith called Multifraktor (Musselmann W., Menges W. "Konzept und Funktion einer Altpapierfaserfraktionirungsanlage und Erfahrungen im praktischem Betieb", Journal "Wochenblatt fur Papierfabrik, 1982, 11 p. 368-379). Sorting is a vertically located and hollow inside the body. The inner cavity is divided by a vertically placed cylindrical sieve into two chambers. In the inner chamber inside the sieve, a cylindrical rotor rotates with blades placed on its surface in a steep spiral. The fibrous suspension enters the space between the sieve and the cylindrical rotor and, thanks to its intensive mixing with the blades, the short-fiber fraction is sifted through sieve openings with a diameter of 1.0-1.5 mm into the space between the sieve and the casing.

Другим известным аппаратом для реализации упомянутого способа является вертикальная сортировка под названием "Centrisorter ", конструкция которой отличается от конструкции "Multifraktor" только тем, что многочисленные лопасти на цилиндрической поверхности ротора заменены на выступы полусферической формы (Б.З.Смоляницкий. Переработка макулатуры. - М.: Лесная промышленность, 1980, с. 78 и 79). Another well-known apparatus for implementing the above method is a vertical sorting called "Centrisorter", the design of which differs from the "Multifraktor" design only in that the numerous blades on the cylindrical surface of the rotor are replaced with hemispherical protrusions (B.Z. Smolyanitsky. Waste paper recycling. - M .: Forest industry, 1980, p. 78 and 79).

Количественное соотношение коротко- и длинноволокнистой фракций во фракционаторах с ситовыми фракционирующими элементами регулируют путем изменения диаметра отверстий сита или перепада давления по обе стороны сита. The quantitative ratio of short- and long-fiber fractions in fractionators with sieve fractionating elements is controlled by changing the diameter of the sieve holes or the pressure drop on both sides of the sieve.

Данный способ фракционирования и аппараты для его реализации используют в таких технологических схемах приготовления бумажной массы, в которых не ставятся высокие требования по качеству приготовления волокнистого материала, обусловленного качеством разделения на фракции (выраженного как разность между значениями степеней помола коротко- и длинноволокнистой фракций) и сорности коротковолокнистой фракции (определяемой размером диаметра отверстий используемого для фракционирования сита). This fractionation method and apparatus for its implementation are used in such technological schemes for the preparation of paper pulp, in which high demands are made on the quality of preparation of fibrous material, due to the quality of separation into fractions (expressed as the difference between the values of the degree of grinding of short and long fiber fractions) and weeds short-fiber fraction (determined by the size of the diameter of the holes used for sieve fractionation).

Приготовление бумажной массы для производства бумажной продукции с более высокими потребительскими свойствами достигается при использовании способа гидродинамического разделения волокнистого материала на коротко- и длинноволокнистую фракции. Аппарат для реализации этого способа (А.с. СССР 1116771 "Устройство для сортирования твердых частиц суспензии") не содержит в своей конструкции сит, движущихся и вращающихся частей, чем исключаются причины механической турбулизации волокнистой суспензии в процессе фракционирования и создаются условия для более качественного разделения волокон на фракции и лучшей очистки коротковолокнистой фракции. В аппарате волокнистая суспензия в виде струи правильной цилиндрической формы подается по нормали в центральную часть поверхности сортирующего элемента, выполненного в виде круглого симметричного диска с тороидальной поверхностью по его периферии. На поверхности диска струя волокнистой суспензии растекается равномерным тонким слоем в направлении от центра диска к его периферии, на тороидальной поверхности слой суспензии разделяется на фракции. В виде распыленного факела фракции разбрасываются по концентрически размещенным вокруг диска емкостям для коротковолокнистой и длинноволокнистой фракций. Однако упомянутый способ гидродинамического фракционирования и аппарат для реализации этого способа предназначены для разделения на коротко- и длинноволокнистую фракции волокнистого материала с низкой степенью загрязненности, например целлюлозного полуфабриката. При обработке же волокнистого материала из макулатуры, характеризующегося большим содержанием загрязняющих включений и неоднородностью по длине волокна, качество разделения на фракции и эффективность очистки коротковолокнистой фракции резко уменьшаются. В коротковолокнистой фракции, которая обычно является кондиционным волокнистым материалом, остается большое количество точечных загрязняющих включений размером до 0,5 мм (песок, кора, костра, битум и пр.). The preparation of paper pulp for the production of paper products with higher consumer properties is achieved by using the method of hydrodynamic separation of fibrous material into short and long fiber fractions. The apparatus for implementing this method (AS USSR 1116771 "Device for sorting solid particles of a suspension") does not contain screens, moving and rotating parts, which excludes the reasons for mechanical turbulization of the fiber suspension in the fractionation process and creates conditions for better separation fibers per fraction and better cleaning of the short fiber fraction. In the apparatus, a fibrous suspension in the form of a jet of regular cylindrical shape is fed along the normal to the central part of the surface of the sorting element, made in the form of a circular symmetrical disk with a toroidal surface around its periphery. On the surface of the disk, the jet of fibrous suspension spreads uniformly in a thin layer in the direction from the center of the disk to its periphery; on the toroidal surface, the suspension layer is divided into fractions. In the form of a sprayed torch, the fractions are scattered along the containers concentrically placed around the disk for the short-fiber and long-fiber fractions. However, the aforementioned hydrodynamic fractionation method and apparatus for implementing this method are intended to separate into short and long fiber fractions of a fibrous material with a low degree of contamination, for example, a cellulosic semi-finished product. When processing fibrous material from waste paper, which is characterized by a high content of contaminating inclusions and heterogeneity along the length of the fiber, the quality of fractionation and the cleaning efficiency of the short-fiber fraction are sharply reduced. In the short-fiber fraction, which is usually a conditional fibrous material, there remains a large number of point polluting inclusions up to 0.5 mm in size (sand, bark, bonfire, bitumen, etc.).

Таким образом, из приведенного анализа известных способов разделения волокнистого материала из макулатуры на коротко- и длинноволокнистую фракции следует, что для достижения хорошего качества приготовления бумажной массы должна быть введена еще одна стадия обработки - стадия окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции и размолотой длинноволокнистой фракции в вихревых конических очистителях, работающих по способу центробежной очистки. Thus, from the above analysis of known methods for separating fibrous material from waste paper into short and long fiber fractions, it follows that in order to achieve good quality pulp preparation, another processing step should be introduced - the stage of final fine cleaning of the short fiber fraction and the long fiber fraction milled in vortex conical purifiers working by the centrifugal cleaning method.

Известен способ центробежного разделения волокнистого материала в вихревых конических очистителях (центриклинерах) на фракцию волокнистого материала с более высокой степенью помола, чем в исходном (коротковолокнистую фракцию) и фракцию волокнистого материала с более низкой степенью помола, чем в исходном (длинноволокнистую фракцию) с одновременной окончательной тонкой очисткой коротковолокнистой фракции от различных видов мелких загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна (Потапов B. C. , Шамко В.Е. Промывка и сортирование целлюлозы. - М.: Лесная промышленность, 1975, с. 78-88). A known method of centrifugal separation of fibrous material in vortex conical cleaners (centricliners) into a fraction of fibrous material with a higher degree of grinding than in the original (short fiber fraction) and a fraction of fibrous material with a lower degree of grinding than in the original (long fiber fraction) with simultaneous final fine cleaning of the short-fiber fraction from various types of small polluting inclusions with a specific gravity not less than that of the fiber (Potapov BC, Shamko V.E. cellulose sorting. - M.: Forestry industry, 1975, S. 78-88).

Вихревой конический очиститель представляет собой конический корпус с расположенной внутри него конической камерой, У основания конического корпуса тангенциально встроен патрубок для тангенциальной подачи волокнистой суспензии в камеру. Длина тангенциального патрубка не превышает 60 мм. В центре основания корпуса и соосно с ним встроен патрубок для вывода суспензии из очищенного коротковолокнистого материала (коротковолокнистой фракции). У вершины конического корпуса расположен патрубок для вывода из камеры отходов очистки (длинноволокнистой фракции). The vortex conical cleaner is a conical body with a conical chamber located inside it. At the base of the conical body, a nozzle is tangentially integrated for tangentially supplying the fibrous suspension into the chamber. The length of the tangential pipe does not exceed 60 mm. In the center of the base of the housing and coaxially with it, a nozzle is integrated for withdrawing the suspension from the purified short-fiber material (short-fiber fraction). At the top of the conical body there is a pipe for removing cleaning waste (long-fiber fraction) from the chamber.

Чем меньше диаметр основания конической камеры и чем меньше диаметр отверстия для входа суспензии и чем больше давление суспензии на входе в очиститель, тем качество разделения волокнистого материала на фракции и эффективность очистки выше. The smaller the diameter of the base of the conical chamber and the smaller the diameter of the hole for the entrance of the suspension and the greater the pressure of the suspension at the inlet of the cleaner, the better the separation of the fibrous material into fractions and the cleaning efficiency is higher.

В результате тангенциального ввода волокнистой суспензии в очиститель и значительного давления, при котором она подается, суспензия приходит во вращательное движение вокруг оси очистителя, увеличивая скорость вращения в направлении оси Находясь во вращательном движении, суспензия движется в направлении к вершине конической камеры - вниз. As a result of the tangential introduction of the fibrous suspension into the cleaner and the significant pressure at which it is supplied, the suspension begins to rotate around the axis of the cleaner, increasing the rotation speed in the direction of the axis. While in the rotational movement, the suspension moves downward towards the top of the conical chamber.

В таком потоке на любую твердую частицу суспензии, будь то волокно или загрязняющее включение, действует центробежная сила, вызываемая вращением суспензии, и разность давлений между периферией потока и его центральной частью, верхней и нижней частями очистителя. Чем ближе к оси конуса расположена твердая частица, тем меньше радиус ее вращения и тем выше скорость ее вращения и центробежная сила, стремящаяся отбросить ее к периферии. Внутри очистителя образуются как бы слои с различной скоростью вращения. У самой оси скорость настолько возрастает, что возникает вращающийся поток с противоположным движением в направлении к патрубку выхода коротковолокнистой фракции. In such a stream, any solid particle of the suspension, whether it be a fiber or a contaminating inclusion, is affected by the centrifugal force caused by the rotation of the suspension and the pressure difference between the periphery of the stream and its central part, the upper and lower parts of the cleaner. The closer the solid particle is to the axis of the cone, the smaller the radius of its rotation and the higher the speed of its rotation and the centrifugal force, which tends to push it to the periphery. Inside the cleaner, as it were, layers with different rotation speeds are formed. On the axis itself, the speed increases so much that a rotating flow occurs with the opposite movement in the direction to the outlet pipe of the short-fiber fraction.

Величина статического давления уменьшается в направлении от периферии конического очистителя к его оси. Под действием давления твердая частица переходит из одного вращающегося слоя в другой до тех пор, пока возрастающая центробежная сила не уравновесит статическое давление. Соринка будет удерживаться в этом слое и двигаться со всем потоком суспензии в направлении вершины конуса, пока не достигнет его стенки и не стечет по ней в отверстие для отходов (длинноволокнистой фракции). Волокна также перемещаются из слоя в слой по направлению к оси циклона и к выходу отходов, пока не попадут в обратный центральный поток и не будут унесены через выходной патрубок очищенной коротковолокнистой фракции. Чем больше разработанное волокно и чем больше его поверхность, тем большее давление оно будет испытывать и тем быстрее оно будет двигаться к центральному восходящему потоку. Волокна с фибриллированной поверхностью быстрее попадают в восходящий поток, чем волокна с гладкой нефибриллированной поверхностью. Соринки, имеющие меньшие размеры, в меньшей степени подвергаются действию статического давления, но благодаря большей удельной плотности воздействие на них центробежной силы неизмеримо больше. На этом и построено разделение волокнистого материала на фракции и очистка коротковолокнистой фракции от загрязнений. The value of static pressure decreases in the direction from the periphery of the conical cleaner to its axis. Under the action of pressure, a solid particle passes from one rotating layer to another until an increasing centrifugal force balances the static pressure. The speck will be held in this layer and move with the entire flow of the suspension towards the top of the cone until it reaches its wall and drains through it into the waste hole (long-fiber fraction). The fibers also move from layer to layer toward the axis of the cyclone and to the exit of the waste until they reach the reverse central stream and are carried through the outlet of the cleaned short-fiber fraction. The larger the developed fiber and the larger its surface, the greater the pressure it will experience and the faster it will move towards the central upward flow. Fibers with a fibrillated surface enter the upstream faster than fibers with a smooth unfibrillated surface. Sines that are smaller are less exposed to static pressure, but due to their higher specific gravity, the effect of centrifugal force on them is immeasurably greater. This is the basis for the separation of the fibrous material into fractions and the purification of the short-fiber fraction from contaminants.

Известна установка вихревых конических очистителей, в каждой из ступеней которой вихревые конические очистители располагаются вертикальными рядами по 8 шт. в одном блоке (Оборудование целлюлозно-бумажного производства, том 1, Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов /Под ред. Чичаева В. А. - М.: Лесная промышленность, 1981, с. 254). Корпус блока представляет собой замкнутую емкость, разделенную горизонтальной стенкой на две емкости. Нижняя емкость корпуса имеет патрубок для подвода поступающей на очистку волокнистой суспензии, верхняя - патрубок для выхода очищенной коротковолокнистой фракции. Очистители соединяются с корпусом блока таким образом, что их входные отверстия располагаются в нижней емкости для поступающей на обработку волокнистой суспензии, а выходные - в верхней емкости для очищенной коротковолокнистой фракции. Каждый блок с помощью патрубков и фланцев соединяется с коллекторами для поступающей на обработку волокнистой суспензии и очищенной коротковолокнистой фракции, выполненными в виде отрезков трубопроводов. Отверстия для выхода длинноволокнистой фракции (отходов очистки) соединяются с коллектором длинноволокнистой фракции (отходов очистки). Все ступени установки работают при массовой доле волокна в поступающей на очистку волокнистой суспензии до 0,8%. Оптимальное значение массовой доли волокна 0,5% При дальнейшем увеличении значения этого показателя качество очистки и фракционирования ухудшается. A known installation of vortex conical cleaners, in each of the stages of which vortex conical cleaners are arranged in vertical rows of 8 pieces. in one block (Pulp and paper production equipment, volume 1, Equipment for the production of fibrous semi-finished products / Under the editorship of V. Chichaev - Moscow: Timber industry, 1981, p. 254). The block body is a closed tank, divided by a horizontal wall into two tanks. The lower capacity of the housing has a pipe for supplying the fibrous suspension that enters the treatment, and the upper one has a pipe for the output of the purified short-fiber fraction. The cleaners are connected to the block body in such a way that their inlet openings are located in the lower container for the fibrous suspension entering the processing, and the output openings are located in the upper container for the cleaned short-fiber fraction. Each block is connected with manifolds and flanges to the collectors for the fibrous slurry fed to the treatment and the cleaned short-fiber fraction, made in the form of pipe sections. The openings for the exit of the long-fiber fraction (waste treatment) are connected to the collector of the long-fiber fraction (waste treatment). All stages of the installation operate with a mass fraction of fiber in the incoming fiber suspension up to 0.8%. The optimal value of the mass fraction of fiber 0.5% With a further increase in the value of this indicator, the quality of cleaning and fractionation deteriorates.

Кроме того, в результате размещения параллельно соединенных с коллектором поступающей на обработку волокнистой суспензии блоков вихревых конических очистителей на различных расстояниях по его длине, вихревые конические очистители в каждом блоке работают не при одинаковых значениях давления суспензии и ее гидравлического расхода, что обусловливает различные условия процесса обработки и различное качество разделения волокнистого материала на фракции по степени помола и очистки коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений, а в итоге и ухудшение качественных показателей, полученных в установке фракций волокнистых материалов. In addition, as a result of placing blocks of vortex conical cleaners in parallel connected to the collector of the fibrous suspension for processing at different distances along its length, the vortex conical cleaners in each block do not work at the same values of the suspension pressure and its hydraulic flow rate, which leads to different processing conditions and various quality of separation of the fibrous material into fractions according to the degree of grinding and purification of the short-fiber fraction from contaminating inclusions, as a result, and the deterioration of the quality indicators produced in a fibrous material fractions.

Наиболее близкими к заявляемому способу и к установке для его реализации являются способ и установка, представленные в книге "Оборудование целлюлозно-бумажного производства", том 1, Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов /Под ред. Чичаева В.А. - М.: Лесная промышленность, 1981, с. 252-260 (установка - с.257). Closest to the claimed method and installation for its implementation are the method and installation presented in the book "Equipment for pulp and paper production", volume 1, Equipment for the production of fibrous semi-finished products / Ed. Chichaeva V.A. - M .: Forest industry, 1981, p. 252-260 (installation - p. 257).

Каждая из ступеней установки состоит из:
- коллектора поступающей на обработку волокнистой суспензии и коллектора очищенной коротковолокнистой фракции, выполненных в виде отрезков трубопроводов;
- вихревых конических очистителей, расположенных вертикально по обе стороны упомянутых коллекторов и подсоединенных к ним непосредственно соответствующими выходными патрубками для параллельной работы;
- желобообразного коллектора для длинноволокнистой фракции (отходов очистки).Each of the installation steps consists of:
- a collector for processing fibrous slurry and a collector of purified short-fiber fraction, made in the form of pipe segments;
- vortex conical cleaners located vertically on both sides of the mentioned collectors and connected to them directly by the corresponding outlet pipes for parallel operation;
- a gutter-shaped collector for a long-fiber fraction (waste treatment).

Все составляющие смонтированы на общей металлоконструкции - раме. All components are mounted on a common metal structure - a frame.

С целью уменьшения потерь волокна с отходами или получения нескольких видов волокнистых материалов для производства определенных видов бумажной продукции вихревые конические очистители комплектуются в одно- и многоступенчатые установки, где ступени функционально соединяются между собой в зависимости от требуемого качества приготовления материалов. Все ступени установок вихревых конических очистителей имеют принципиально одинаковые конструкции. In order to reduce fiber losses with waste or to obtain several types of fibrous materials for the production of certain types of paper products, vortex conical cleaners are equipped with single and multi-stage plants, where the steps are functionally interconnected depending on the required quality of preparation of materials. All stages of the installations of vortex conical cleaners have essentially identical designs.

Обработка волокнистой суспензии производится в этой установке следующим способом. Волокнистую суспензия с массовой долей волокна 0,5-0,8% подают под давлением 280 кПа (2,8 кгс/см²) в коллектор поступающей на обработку волокнистой суспензии. Из коллектора суспензию подают в вихревые конические очистители непосредственно через тангенциально встроенные патрубки. Вследствие вихревого движения суспензии вокруг оси камеры каждого из очистителей создаются гидродинамические и центробежные силы, обусловливающие разделение волокнистого материала на коротко- и длинноволокнистые фракции и одновременную очистку коротковолокнистой фракции. Очищенную коротковолокнистую фракцию выводят из очистителей под избыточным давлением 20-30 кПа (0,2-0,3 кгс/см²) через центральный верхний патрубок в коллектор для очищенной коротковолокнистой фракции, а суспензию из длинноволокнистой фракции (отходов очистки) выводят из очистителей через нижние отверстия под избыточным давлением 20-60 кПа (0,2-0,6 кгс/см²) в коллектор длинноволокнистой фракции.The processing of fiber suspension is carried out in this installation in the following way. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber of 0.5-0.8% is supplied under a pressure of 280 kPa (2.8 kgf / cm ² ) to the collector of the fibrous suspension fed to the treatment. From the collector, the suspension is fed into the vortex conical cleaners directly through tangentially integrated nozzles. Due to the vortex movement of the suspension around the axis of the chamber of each of the cleaners, hydrodynamic and centrifugal forces are created that cause the separation of the fibrous material into short and long fiber fractions and the simultaneous cleaning of the short fiber fraction. The purified short-fiber fraction is removed from the purifiers under an overpressure of 20-30 kPa (0.2-0.3 kgf / cm ² ) through the central upper pipe to the collector for the purified short-fiber fraction, and the suspension from the long-fiber fraction (cleaning waste) is removed from the purifiers through lower holes under an excess pressure of 20-60 kPa (0.2-0.6 kgf / cm ² ) into the collector of the long-fiber fraction.

Техническим недостатком способа центробежной обработки волокнистого материала в вихревых конических очистителях и конструкции установки, реализующей этот способ, является низкое качество разделения материала на фракции и окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции. Кроме того, разделение волокнистого материала на фракции с одновременной тонкой очисткой коротковолокнистой фракции таким способом и в такой установке можно производить только при значениях массовой доли волокна в поступающей на обработку волокнистой суспензии до 0,8%, что обусловливает значительные затраты электроэнергии на обработку. The technical disadvantage of the centrifugal treatment of fibrous material in vortex conical cleaners and the design of the installation that implements this method is the low quality of the separation of the material into fractions and the final fine cleaning of the short-fiber fraction. In addition, the separation of the fibrous material into fractions with the simultaneous fine purification of the short fiber fraction in this way and in such an installation can only be done with values of the mass fraction of fiber in the fibrous suspension fed to the processing up to 0.8%, which leads to significant energy costs for processing.

Объясняется это тем, что в соответствии с прототипом для способа и установки поток волокнистой суспензии поступает в вихревые конические очистители с неподготовленной к обработке в них внутренней структурой, так как суспензия в потоке имеет неоднородную флокулярную структуру с прочно скоагулированными и хаотически переплетенными в флокулах волокнами и загрязняющими включениями. При малых значениях массовой доли волокна в суспензии количество флокул невелико, их размеры незначительны и прочность сцепления в них малая. С увеличением значения массовой доли волокна в суспензии, начиная с 0,5%, количество и размеры флокул, а также прочность сцепления волокон и загрязнений в флокулах увеличиваются. После поступления такого потока суспензии в вихревые конические очистители флокулы вследствие малого времени пребывания суспензии в камерах очистителей, имеющих малые объемы, и отсутствия достаточных гидродинамических сил не разрушаются на отдельные твердые компоненты. А это значит, что волокна, прочно связанные в флокулах, не могут разделяться на фракции, а заключенные во флокулах загрязняющие включения не удаляются из них. В конечном итоге, одна часть флокул вместе с заключенными в них загрязняющими включениями попадает в коротковолокнистую фракцию, другая - в длинноволокнистую, ухудшая при этом как качество фракционирования, так и качество очистки коротковолокнистой фракции. This is explained by the fact that, in accordance with the prototype for the method and installation, the flow of the fibrous suspension enters the vortex conical cleaners with an internal structure unprepared for processing in them, since the suspension in the flow has an inhomogeneous flocular structure with strongly coagulated and randomly interwoven fibers and polluting in the flocs inclusions. At small values of the mass fraction of fiber in the suspension, the number of flocs is small, their sizes are insignificant, and their adhesion strength is small. With an increase in the mass fraction of fiber in suspension, starting from 0.5%, the number and size of flocs, as well as the adhesion strength of fibers and contaminants in the flocs increase. After such a flow of slurry enters the floccule vortex conical cleaners, due to the short residence time of the suspension in the chambers of the cleaners having small volumes and the absence of sufficient hydrodynamic forces, they are not destroyed into separate solid components. This means that the fibers firmly bonded in the flocs cannot be divided into fractions, and the contaminants included in the flocs cannot be removed from them. Ultimately, one part of the flocculas, together with the contaminant inclusions enclosed in them, falls into the short-fiber fraction, the other into the long-fiber fraction, impairing both the quality of fractionation and the quality of cleaning the short-fiber fraction.

Предлагаемыми изобретениями решается задача повышения качества разделения волокнистого материала на коротко- и длинноволокнистую фракции и эффективности очистки коротковолокнистой фракции. The proposed inventions solve the problem of improving the quality of separation of the fibrous material into short and long fiber fractions and the cleaning efficiency of the short fiber fraction.

Поставленная задача решается тем, что в способе центробежно-гидродинамической обработки волокнистой суспензии, включающем тангенциальную подачу потока волокнистой суспензии в конические камеры вихревых конических очистителей для создания вращающихся вокруг осей их камер слоистых вихревых сдвиговых потоков суспензии, разделение волокнистого материала под воздействием центробежной и гидродинамической сил на коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции с одновременной окончательной тонкой очисткой коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна, в соответствии с изобретением перед тангенциальной подачей волокнистой суспензии в вихревые конические очистители ее обрабатывают под давлением 280-450 кПа (2,8-4,5 кгс/см²) в сдвиговом потоке суспензии, движущемся в канале трубопровода со скоростью не менее 6,0 м/с и градиентом скорости не меньшим 850 с^-1, при этом продолжительность обработки составляет не меньше вычисленной по формуле

где t_i - продолжительность обработки волокнистой суспензии с конкретным значением i массовой доли волокна в сдвиговом потоке, с;
57 - коэффициент;
R - радиус внутреннего канала трубопровода, мм,
/С/ - безразмерный коэффициент, равный по абсолютной величине значению массовой доли волокна в суспензии;
V - скорость движения сдвигового потока в канале трубопровода, м/с.The problem is solved in that in the method of centrifugal-hydrodynamic processing of a fiber suspension, which includes tangential supply of a stream of fiber suspension to the conical chambers of vortex conical cleaners to create layered vortex shear flows of the suspension rotating around the axis of their chambers, separation of the fibrous material under the influence of centrifugal and hydrodynamic forces short-fiber and long-fiber fractions with simultaneous final fine cleaning of the short-fiber fraction o t of pollutant inclusions with a specific gravity of not less than that of the fiber, in accordance with the invention, it is treated under a pressure of 280-450 kPa (2.8-4.5 kgf / cm ² ) in a shear flow before tangentially feeding the fiber suspension into vortex conical cleaners suspension moving in the channel of the pipeline with a speed of at least 6.0 m / s and a velocity gradient of at least 850 s ^-1 , while the processing time is not less than calculated by the formula

where t _i is the duration of treatment of the fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the shear flow, s;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm,
/ C / - dimensionless coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension;
V is the shear flow velocity in the pipe channel, m / s.

Технический результат достигается также за счет того, что обработку волокнистой суспензии в сдвиговом потоке ведут при массовой доле волокна в суспензии 1,0-2,0%. The technical result is also achieved due to the fact that the processing of the fibrous suspension in a shear flow is carried out with a mass fraction of fiber in the suspension of 1.0-2.0%.

Поставленная задача решается также тем, что в установке вихревых конических очистителей, содержащей по меньшей мере одну ступень очистки, включающую коллектор поступающей на обработку волокнистой суспензии, выполненный в виде отрезка трубопровода, расположенного горизонтально, коллектор очищенной коротковолокнистой фракции, коллектор длинноволокнистой фракции и вертикально расположенные вихревые конические очистители, каждый из которых оснащен входным патрубком для тангенциальной подачи суспензии в очиститель, соединенным с коллектором поступающей на обработку волокнистой суспензии, патрубком для выхода из очистителя очищенной коротковолокнистой фракции и патрубком для выхода длинноволокнистой фракции, соединенными с соответствующими коллекторами, в соответствии с изобретением входные патрубки для тангенциальной подачи суспензии в вихревые конические очистители соединены с коллектором поступающей на обработку волокнистой суспензии посредством трубопроводов с длиной, составляющей не менее вычисленной по формуле
Li=57•R•/С/, (2)
где Li - длина внутреннего канала трубопровода при обработке волокнистой суспензии с конкретным значением i массовой доли волокна в суспензии, мм;
57 - коэффициент;
R - радиус внутреннего канала трубопровода, мм;
/С/ - коэффициент, равный по абсолютной величине значению массовой доли волокна в суспензии.The problem is also solved by the fact that in the installation of vortex conical cleaners containing at least one cleaning step, including a collector of fiber slurry fed to the processing, made in the form of a section of a pipeline located horizontally, a collector of cleaned short-fiber fraction, a collector of long-fiber fraction and vertically located vortex conical cleaners, each of which is equipped with an inlet pipe for tangentially feeding the suspension into a cleaner connected to the call according to the invention, the inlet nozzles for tangentially feeding the suspension into vortex conical cleaners are connected to the collector of the fibrous suspension being treated by means of an outlet for treatment of the fibrous suspension, an outlet pipe for exiting the cleaner of the cleaned short fiber fraction and a branch pipe for the exit of the long fiber fraction pipelines with a length of at least calculated by the formula
Li = 57 • R • / C /, (2)
where Li is the length of the internal channel of the pipeline when processing a fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the suspension, mm;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm;
/ C / - coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension.

Поставленная задача решается также тем, что в установке вихревых конических очистителей, содержащей по меньшей мере одну ступень очистки, включающую коллектор поступающей на обработку волокнистой суспензии с трубопроводом для подачи в него суспензии, коллектор очищенной коротковолокнистой фракции, коллектор длинноволокнистой фракции и вертикально расположенные вихревые конические очистители, каждый из которых оснащен входным патрубком для тангенциальной подачи суспензии в очиститель, соединенным с коллектором поступающей на обработку волокнистой суспензии, патрубком для выхода из очистителя очищенной коротковолокнистой фракции и патрубком для выхода длинноволокнистой фракции, соединенными с соответствующими коллекторами, в соответствии с изобретением коллектор поступающей на обработку волокнистой суспензии выполнен в виде расположенного вертикально полого цилиндра правильной формы, имеющего нижнее и верхнее основания и боковую цилиндрическую стенку, образующие внутреннюю камеру, при этом трубопровод для подачи в него суспензии присоединен к нижнему основанию цилиндрического коллектора по нормали к нему для подачи суспензии снизу или присоединен к верхнему основанию цилиндрического коллектора по нормали к нему для подачи суспензии сверху так, что внутренний канал трубопровода сообщается с внутренней камерой коллектора, а входные патрубки для тангенциальной подачи суспензии в вихревые конические очистители соединены с боковой цилиндрической стенкой коллектора поступающей на обработку волокнистой суспензии посредством трубопроводов с длиной, составляющей не менее вычисленной по формуле
Li=57•R•/C/, (2)
где Li - длина внутреннего канала трубопровода при обработке волокнистой суспензии с конкретным значением i массовой доли волокна в суспензии, мм;
57 - коэффициент;
R - радиус внутреннего канала трубопровода, мм;
/С/ - коэффициент, равный по абсолютной величине значению массовой доли волокна в суспензии.The problem is also solved by the fact that in the installation of vortex conical cleaners containing at least one cleaning step, including a collector for processing the fibrous suspension with a pipeline for supplying the suspension to it, a collector of the cleaned short-fiber fraction, a collector of the long-fiber fraction and vertically located vortex conical cleaners , each of which is equipped with an inlet pipe for tangentially supplying a suspension to a cleaner connected to a collector entering the sample in accordance with the invention, the collector fed to the processing of the fibrous suspension is made in the form of a vertically hollow cylinder of a regular shape having a lower and upper base and a lateral cylindrical wall, forming an inner chamber, while the pipeline for supplying a suspension into it is attached to the lower base a cylindrical collector normal to it for supplying a suspension from below or attached to the upper base of a cylindrical collector normal to it to supply a suspension from above so that the internal channel of the pipeline communicates with the inner chamber of the manifold, and the inlet pipes for tangential supply of the suspension into vortex conical cleaners are connected with a lateral cylindrical wall of the collector entering the processing of the fibrous suspension through pipelines with a length of at least calculated by rmule
Li = 57 • R • / C /, (2)
where Li is the length of the internal channel of the pipeline when processing a fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the suspension, mm;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm;
/ C / - coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension.

Технический результат достигается также за счет того, что в установке вихревые конические очистители расположены равномерно по окружности вокруг коллектора поступающей на обработку суспензии на одинаковом расстоянии от его оси. The technical result is also achieved due to the fact that in the installation the vortex conical cleaners are arranged uniformly around the circumference around the collector of the suspension entering the processing at the same distance from its axis.

Поставленная задача решается также тем, что в установке коллектор очищенной коротковолокнистой фракции и коллектор длинноволокнистой фракции выполнены цилиндрической формы. The problem is also solved by the fact that in the installation, the collector of the purified short-fiber fraction and the collector of the long-fiber fraction are cylindrical.

Технический результат достигается также тем, что в установке коллектор поступающей на обработку волокнистой суспензии, коллектор очищенной коротковолокнистой фракции и коллектор длинноволокнистой фракции расположены между собой соосно. The technical result is also achieved by the fact that in the installation, the collector of the fibrous suspension coming to the treatment, the collector of the cleaned short-fiber fraction and the collector of the long-fiber fraction are arranged coaxially.

Схема заявляемой установки вихревых конических очистителей (вариант 1) представлена на фигуре 1. The scheme of the inventive installation of vortex conical cleaners (option 1) is presented in figure 1.

Заявляемая установка имеет по меньшей мере одну ступень, состоящую из:
- коллектора 1 поступающей на обработку волокнистой суспензии, коллектора 2 очищенной коротковолокнистой фракции, выполненных в виде расположенных горизонтально отрезков трубопроводов;
- коллектора 3 длинноволокнистой фракции;
- вертикально расположенных и размещенных по обе стороны от коллекторов вихревых конических очистителей 4, оснащенных патрубками для выхода очищенной коротковолокнистой фракции, для выхода длинноволокнистой фракции, соединенными с соответствующими коллекторами при помощи трубопроводов 6 и 7, патрубками для тангенциальной подачи волокнистой суспензии в очистители 4, каждый из которых соединен с коллектором 1 поступающей на обработку суспензии при помощи трубопроводов 5, имеющих длину не менее вычисленной по формуле (2).The inventive installation has at least one stage, consisting of:
- collector 1 coming to the processing of the fibrous suspension, collector 2 of the cleaned short-fiber fraction, made in the form of horizontally arranged pipe segments;
- collector 3 long fiber fraction;
- vertically located and placed on both sides of the collectors of vortex conical cleaners 4, equipped with nozzles for the output of the cleaned short-fiber fraction, for the output of the long-fiber fraction, connected to the corresponding collectors using pipelines 6 and 7, pipes for the tangential supply of the fibrous suspension to the cleaners 4, each of which is connected to the collector 1 of the slurry fed to the processing using pipelines 5 having a length not less than calculated by the formula (2).

Центробежно-гидродинамическая обработка волокнистой суспензии осуществляется в этой установке следующим способом. Волокнистую суспензию под давлением 280-450 кПа (2,8-4,5 кгс/см²) подают в коллектор 1, откуда направляют в каждый из внутренних каналов трубопроводов 5 для преобразования флокулярной внутренней структуры суспензии в диспергированные ламинизированные сдвиговые потоки с ориентированными по потоку волокнами и проявленными тиксотропными свойствами. Обработку волокнистой суспензии в трубопроводах 5 осуществляют при скорости движения суспензии не менее 6,0 м/с при градиенте скорости не менее 850 с^-1, при этом продолжительность обработки составляет не менее вычисленной по формуле (1).The centrifugal-hydrodynamic treatment of the fibrous suspension is carried out in this installation in the following way. A fibrous suspension under a pressure of 280-450 kPa (2.8-4.5 kgf / cm ² ) is fed into the collector 1, from where it is sent to each of the internal channels of the pipelines 5 to convert the flocular internal structure of the suspension into dispersed laminated shear flows with flow oriented fibers and manifested thixotropic properties. The processing of the fibrous suspension in pipelines 5 is carried out at a suspension velocity of at least 6.0 m / s with a velocity gradient of at least 850 s ^-1 , and the processing time is not less than calculated by the formula (1).

Подготовленную таким образом суспензию направляют на обработку в вихревые конические очистители 4, откуда очищенную коротковолокнистую фракцию и длинноволокнистую фракцию направляют в соответствующие коллекторы 2 и 3 по трубопроводам 6 и 7. The suspension thus prepared is sent for treatment to vortex conical cleaners 4, from where the cleaned short-fiber fraction and the long-fiber fraction are sent to the corresponding collectors 2 and 3 through pipelines 6 and 7.

Схема заявляемой установки вихревых конических очистителей (вариант 2) представлена на фигурах 2 и 3. The scheme of the inventive installation of vortex conical cleaners (option 2) is presented in figures 2 and 3.

Фиг.2 - схема установки,
фиг.3 - вид сверху.Figure 2 - installation diagram,
figure 3 is a top view.

Заявляемая установка имеет по меньшей мере одну ступень, состоящую из:
- трубопровода 1 для подачи волокнистой суспензии в ступень установки,
- коллектора 2 поступающей на очистку волокнистой суспензии, выполненного в виде полого цилиндра с нижним основанием 3, внутренней камерой 4, верхним основанием 5 и боковой цилиндрической стенкой 6, при этом к центральной части нижнего основания 3 коллектора поступающей массы и по нормали к нему присоединен трубопровод 1 для подачи суспензии в камеру 4 коллектора 2 снизу (или же к центральной части верхнего основания 5 по нормали к нему присоединен трубопровод 1 для подачи суспензии в камеру 4 коллектора 2 сверху (на фиг. 2 такое альтернативное решение не показано);
- трубопроводов 7, один конец каждого из которых присоединен по нормали к цилиндрической стенке 6 коллектора 2 таким образом, чтобы внутренний его канал сообщался с внутренней камерой коллектора 2, а другой - к тангенциальному патрубку очистителя 8 таким образом, чтобы камера 4 коллектора 2 сообщалась с коническими полостями очистителей 8 через внутренние каналы трубопроводов 7, имеющие длину не менее вычисленной по формуле (2);
- вихревых конических очистителей 8 (на фиг. 2 показаны только 2 из них), которые подключены для работы параллельно и располагаются вокруг коллектора 2;
- трубопроводов 9 для подачи коротковолокнистой фракции из вихревых конических очистителей 8 в коллектор коротковолокнистой фракции 10, выполненный цилиндрическим и для обеспечения гидравлической симметрии расположенный соосно с коллектором 2;
- трубопроводов 11 для подачи коротковолокнистой фракции по технологическому назначению;
- трубопроводов 12 для удаления из очистителей длинноволокнистой фракции в коллектор длинноволокнистой фракции 13, выполненный цилиндрическим и для гидравлической симметрии размещенный соосно с коллектором 2;
- трубопровода 14 для подачи длинноволокнистой фракции из коллектора 13 по технологическому назначению.The inventive installation has at least one stage, consisting of:
- pipeline 1 for supplying the fibrous suspension to the installation stage,
- the collector 2 of the fibrous suspension fed for cleaning, made in the form of a hollow cylinder with a lower base 3, an inner chamber 4, an upper base 5 and a side cylindrical wall 6, while the pipeline is connected to the central part of the lower base 3 of the incoming mass collector and normal to it 1 for feeding the suspension into the chamber 4 of the collector 2 from the bottom (or to the central part of the upper base 5 along the normal, a pipe 1 is connected to it to supply the suspension to the chamber 4 of the collector 2 from the top (in Fig. 2 such ix not shown);
- pipelines 7, one end of each of which is connected normal to the cylindrical wall 6 of the collector 2 so that its inner channel communicates with the inner chamber of the collector 2, and the other to the tangential pipe of the cleaner 8 so that the chamber 4 of the collector 2 communicates with the conical cavities of the cleaners 8 through the internal channels of the pipelines 7 having a length not less than calculated by the formula (2);
- vortex conical cleaners 8 (Fig. 2 shows only 2 of them), which are connected for operation in parallel and are located around the collector 2;
- pipelines 9 for supplying a short-fiber fraction from vortex conical cleaners 8 to a short-fiber fraction collector 10, made cylindrical and coaxially located with the collector 2 to ensure hydraulic symmetry;
- pipelines 11 for supplying a short-fiber fraction for technological purposes;
- pipelines 12 for removing the long-fiber fraction from the cleaners into the long-fiber fraction collector 13, made cylindrical and for hydraulic symmetry placed coaxially with the collector 2;
- pipeline 14 for supplying a long-fiber fraction from the collector 13 for technological purposes.

Обработку волокнистого материала в ступени очистки проводят следующим способом. Подлежащую обработке в вихревых конических очистителях волокнистую суспензию с флокулированной внутренней структурой потока подают под давлением 280-450 кПа (2,8-4,5 кгс/см²) по трубопроводу 1 в коллектор поступающей на обработку суспензии 2, а именно во внутреннюю его камеру 4. При встрече потока суспензии с внутренней плоской поверхностью верхнего основания 5 или с внутренней плоской поверхностью нижнего основания 3 под воздействием кинетической энергии потока в месте встречи с преградой давление увеличивается до значения, близкого к удвоенному. Под воздействием возникшего местного скачка давления поток суспензии растекается по поверхности 5 или соответственно по поверхности 3 и внутреннему пространству камеры 4 равномерным потоком в направлении от центра поверхности к периферии камеры 4 к цилиндрической стенке 6, где давление суспензии становится равным или близким к значению давления в трубопроводе 1.The processing of fibrous material in the cleaning stage is carried out in the following way. The fibrous suspension with a flocculated internal flow structure to be treated in vortex conical cleaners is fed under a pressure of 280-450 kPa (2.8-4.5 kgf / cm ² ) through a pipe 1 to the collector of the suspension 2 being processed, namely, into its inner chamber 4. When the flow of the suspension meets the inner flat surface of the upper base 5 or the inner flat surface of the lower base 3 under the influence of the kinetic energy of the flow at the meeting point with the barrier, the pressure increases to a value close to double Nomu. Under the influence of the local pressure jump, the flow of the suspension flows along the surface 5 or respectively along the surface 3 and the inner space of the chamber 4 in a uniform flow in the direction from the center of the surface to the periphery of the chamber 4 to the cylindrical wall 6, where the pressure of the suspension becomes equal to or close to the pressure in the pipeline 1.

Таким приемом, с одной стороны, достигают минимальных потерь давления суспензии при резком изменении направления ее движения под прямым углом, с другой стороны, организуют одинаковые значения гидравлических расходов для всех параллельно подсоединенных к коллектору 2 вихревых конических очистителей и с третьей - обеспечивают выравнивание и стабилизацию давления суспензии перед поступлением ее в трубопроводы 7. Таким образом, обеспечивают согласование работы всех параллельно включенных вихревых конических очистителей. This technique, on the one hand, ensures minimal suspension pressure loss with a sharp change in the direction of its movement at right angles, on the other hand, they organize the same hydraulic flow rates for all 2 vortex conical cleaners connected in parallel to the collector and, on the third, ensure pressure equalization and stabilization slurry before it enters the pipelines 7. Thus, they ensure the coordination of the work of all parallel connected vortex conical cleaners.

В коллекторе 2 поток волокнистой суспензии представляет собой поток неньютоновской жидкости и находится в состоянии флокулированного стержневого движения с хаотически расположенными волокнами. Реологическое поведение суспензии в таком потоке является нестабильным, неустойчивым и неуправляемым, а поэтому и нежелательным для последующей обработки в вихревых конических очистителях. In collector 2, the flow of the fibrous suspension is a flow of non-Newtonian fluid and is in a state of flocculated rod motion with randomly arranged fibers. The rheological behavior of the suspension in such a stream is unstable, unstable and uncontrollable, and therefore undesirable for subsequent processing in vortex conical cleaners.

Необходимую подготовку внутренней структуры потока волокнистой суспензии перед обработкой в вихревых конических очистителях осуществляют в трубопроводах 7 при скорости не менее 6,0 м/с и градиенте скорости не менее 850 с^-1. Продолжительность обработки составляет не менее вычисленной по формуле (1). В трубопроводе 7 формируется режим движения потока с большими градиентами скоростей, что является необходимым условием для возникновения огромных сдвиговых напряжений и гидродинамических сил, которые в течение определенного времени воздействия на волокна, определяемого длиной каналов трубопроводов и скоростью движения в них суспензии, организуют диспергированный ламинизированный сдвиговый поток суспензии с ориентированными по потоку волокнами, т.е. с полностью проявленными тиксотропными свойствами.The necessary preparation of the internal structure of the flow of fibrous suspension before processing in vortex conical cleaners is carried out in pipelines 7 at a speed of at least 6.0 m / s and a velocity gradient of at least 850 s ^-1 . The processing time is not less than calculated by the formula (1). In the pipeline 7, a flow regime is formed with large velocity gradients, which is a necessary condition for the emergence of huge shear stresses and hydrodynamic forces, which during a certain time of exposure to the fibers, determined by the length of the ducts of the pipelines and the speed of movement of the suspension in them, organize a dispersed laminated shear flow suspension with flow oriented fibers, i.e. with fully manifested thixotropic properties.

В конце трубопроводов 7 внутренняя структура потока суспензии перед входом ее в очистители приобретает реологические свойства ньютоновской жидкости и характеризуется стабильностью внутреннего поведения. At the end of pipelines 7, the internal structure of the suspension flow before entering the purifiers acquires the rheological properties of the Newtonian fluid and is characterized by the stability of internal behavior.

Волокнистую суспензию обрабатывают в вихревых конических очистителях 8, где происходит разделение волокнистого материала на коротко- и длинноволокнистую фракции с одновременной окончательной тонкой очисткой коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна. The fibrous suspension is treated in vortex conical cleaners 8, where the fibrous material is separated into short and long fiber fractions with the simultaneous final fine cleaning of the short fiber fraction from contaminants with a specific gravity not less than that of the fiber.

Очищенную волокнистую фракцию удаляют из очистителей через центральные верхние выходы и трубопроводы 9 в коллектор очищенной коротковолокнистой фракции 10, а из него про трубопроводу 11 по технологическому назначению. The cleaned fiber fraction is removed from the cleaners through the central upper outlets and pipelines 9 to the collector of the cleaned short-fiber fraction 10, and from it about the pipe 11 for technological purposes.

Длинноволокнистую фракцию удаляют из очистителей через нижние их отверстия и по трубопроводам 12 отправляют в коллектор 13 длинноволокнистой фракции (отходов очистки), а из него по трубопроводу 14 - по технологическому назначению. The long-fiber fraction is removed from the cleaners through their lower holes and through pipelines 12 are sent to the collector 13 of the long-fiber fraction (cleaning waste), and from it through the pipe 14 - for technological purposes.

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами. The inventive method is illustrated by the following examples.

Для получения сравнительных данных по качеству разделения волокнистого материала на фракции, эффективности окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна, и затратах электроэнергии на 1 т обрабатываемого волокнистого материала при обработке его по известному способу и в известном устройстве для его реализации (прототипу) и предлагаемому способу и в установке для реализации предлагаемого способа были использованы одни и те же вихревые очистители с диаметром основания конической камеры 81 мм, высотой камеры 800 мм, диаметром отверстий для тангенциальной подачи суспензии в очиститель 15 и 20 мм. Во всех случаях разделение исходной волокнистой суспензии в вихревых конических очистителях на коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции осуществляют в равных по массовой доле волокна пропорциях - по 50%. To obtain comparative data on the quality of separation of the fibrous material into fractions, the effectiveness of the final fine cleaning of the short fiber fraction from contaminants with a specific gravity of not less than the fiber, and the cost of electricity per 1 ton of the processed fibrous material when it is processed by a known method and in a known device for its implementation (prototype) and the proposed method and in the installation for the implementation of the proposed method, the same vortex cleaners with dia the base diameter of the conical chamber is 81 mm, the height of the chamber is 800 mm, the diameter of the holes for the tangential flow of the suspension into the cleaner is 15 and 20 mm. In all cases, the separation of the initial fibrous suspension in vortex conical cleaners into short-fiber and long-fiber fractions is carried out in equal proportions by mass fraction of fiber - 50% each.

Качество разделения волокнистого материала на фракции оценивали как разность между степенями помола коротко- и длинноволокнистой фракции. Эффективность очистки коротковолокнистой фракции рассчитывали по формуле

где Э - эффективность очистки, %,
С₀ - количество соринок площадью от 0,1 до 2,0 мм² на 1 м² отливки бумаги, изготовленной из коротковолокнистой фракции,
С_и - количество соринок с площадью от 0,1 до 2,0 мм² на 1 м² отливки бумаги, изготовленной из исходного волокнистого материала.The quality of the separation of the fibrous material into fractions was evaluated as the difference between the degrees of grinding of the short and long fiber fractions. The cleaning efficiency of the short-fiber fraction was calculated by the formula

where E is the cleaning efficiency,%,
With ₀ - the number of specks with an area of from 0.1 to 2.0 mm ² per 1 m ^{2 of} paper casting made from a short-fiber fraction,
With _and - the number of specks with an area of from 0.1 to 2.0 mm ² per 1 m ^{2 of} paper casting made from the original fibrous material.

Затраты электроэнергии определяли, исходя из мощности, потребляемой электронасосным агрегатом в пересчете на 1 т обрабатываемого волокнистого материала
Пример 1. Волокнистую суспензию, приготовленную из гофрированного картона (марка МС-6 ГОСТ 10700-89) со степенью помола 32^o ШР и массовой долей волокна в суспензии 1,0%, подают в коллектор поступающей на обработку суспензии одноступенчатой установки вихревых конических очистителей, откуда под давлением 280 кПа (2,8 кгс/см²) подают в трубопроводы диаметром 15 мм и длиной внутреннего канала 428 мм и далее в тангенциальные патрубки вихревых конических очистителей. Скорость суспензии в каждом из трубопроводов составляет 7,5 м/с, значение градиента скорости в потоке 1000 с^-1, диаметр отверстий тангенциальных патрубков очистителей 15 мм. Продолжительность обработки суспензии в трубопроводе составляет 0,0570 с. Волокнистую суспензию подают в тангенциальные патрубки с той же скоростью 7,5 м/с.Electricity costs were determined based on the power consumed by the electric pump unit in terms of 1 ton of the processed fibrous material
Example 1. A fibrous suspension prepared from corrugated cardboard (grade MS-6 GOST 10700-89) with a degree of grinding of 32 ^o SR and a mass fraction of fiber in the suspension of 1.0%, is fed to the collector of the suspension for processing a single-stage installation of vortex conical cleaners, where, under a pressure of 280 kPa (2.8 kgf / cm ² ), they are fed into pipelines with a diameter of 15 mm and an internal channel length of 428 mm and then into the tangential nozzles of the vortex conical cleaners. The speed of the suspension in each of the pipelines is 7.5 m / s, the value of the velocity gradient in the stream is 1000 s ^-1 , the diameter of the holes of the tangential nozzles of the cleaners is 15 mm. The processing time of the suspension in the pipeline is 0.0570 s. The fibrous suspension is fed into the tangential nozzles at the same speed of 7.5 m / s.

Определяют степень помола исходной волокнистой суспензии, степень помола коротковолокнистой фракции, степень помола длинноволокнистой фракции, определяют качество разделения волокнистого материала на фракции и вычисляют эффективность очистки коротковолокнистой фракции. Данные определений сводят в таблицу. The degree of grinding of the initial fiber suspension is determined, the degree of grinding of the short-fiber fraction, the degree of grinding of the long-fiber fraction, the quality of separation of the fibrous material into fractions is determined, and the cleaning efficiency of the short-fiber fraction is calculated. Definition data is tabulated.

Пример 2 (прототип). Волокнистую суспензию, приготовленную из гофрированного картона (марка МС-6 ГОСТ 10700-89) со степенью помола 32^o ШР и массовой долей волокна в суспензии 1,0%, подают в коллектор поступающей на обработку суспензии одноступенчатой установки вихревых конических очистителей, откуда под давлением 280 кПа (2,8 кгс/см²) подают непосредственно в тангенциальные патрубки вихревых конических очистителей. Скорость подачи суспензии составляет 7,5 м/с, значение градиента скорости в потоке 1000 с^-1, диаметр отверстий тангенциальных патрубков очистителей 15 мм.Example 2 (prototype). A fibrous suspension prepared from corrugated cardboard (grade MS-6 GOST 10700-89) with a degree of grinding of 32 ^o SR and a mass fraction of fiber in the suspension of 1.0% is fed to the collector of the single-stage installation of vortex conical cleaners coming to the processing of the suspension, from where under pressure 280 kPa (2.8 kgf / cm ² ) is fed directly to the tangential nozzles of the vortex conical cleaners. The feed rate of the suspension is 7.5 m / s, the value of the velocity gradient in the stream is 1000 s ^-1 , the diameter of the holes of the tangential nozzles of the cleaners is 15 mm.

Пример 3. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,4% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 599 мм, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,0798 с.Example 3. A fiber suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.4% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 599 mm , and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.0798 s.

Пример 4 (прототип). Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,4% обрабатывают аналогично примеру 2, но при этом суспензию в тангенциальные патрубки очистителей подают под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²). Анализ качества полученных фракций не производят в связи с закупориванием отверстий для выхода длинноволокнистой фракции волокнистыми пробками из флокул и последующим прекращением процесса разделения волокон на фракции.Example 4 (prototype). A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.4% is treated analogously to example 2, but the suspension is fed into the tangential nozzles of the purifiers under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ). The analysis of the quality of the obtained fractions is not performed due to the clogging of the holes for the exit of the long-fiber fraction with fiber plugs from the flocs and the subsequent termination of the process of separating the fibers into fractions.

Пример 5. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,8% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 400 кПа (4,0 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 770 мм, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,103 с.Example 5. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.8% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 400 kPa (4.0 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 770 mm and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.103 s.

Пример 6. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 2,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 400 кПа (4,0 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 855 мм, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,114 с.Example 6. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 2.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 400 kPa (4.0 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 855 mm and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.114 s.

Пример 7. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 400 мм, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,0533 с.Example 7. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 400 mm and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.0533 s.

Пример 8. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 2,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 450 кПа (4,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 1700 мм, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,2266 с.Example 8. A fiber suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 2.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 450 kPa (4.5 kgf / cm ² ), the length of the internal channel of each of the pipelines is 1700 mm and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.2266 s.

Пример 9. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 2,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 450 кПа (4,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 855 мм, скорость движения суспензии в трубопроводе составляет 12 м/с, градиент скорости 1600 с^-1, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,0713 с.Example 9. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 2.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 450 kPa (4.5 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 855 mm , the speed of movement of the suspension in the pipeline is 12 m / s, the velocity gradient is 1600 s ^-1 , and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.0713 s.

Пример 10. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 2,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 300 кПа (3,0 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 855 мм, скорость движения суспензии в трубопроводе составляет 6,0 м/с, градиент скорости 800 с^-1, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,1425 с.Example 10. A fiber suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 2.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 300 kPa (3.0 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 855 mm , the speed of movement of the suspension in the pipeline is 6.0 m / s, the velocity gradient is 800 s ^-1 , and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.1425 s.

Пример 11. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 570 мм, диаметр его 20 мм, скорость движения суспензии в трубопроводе составляет 8,5 м/с, градиент скорости 850 с^-1, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,067 с.Example 11. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the length of the internal channel of each of the pipelines is 570 mm , its diameter is 20 mm, the speed of the suspension in the pipeline is 8.5 m / s, the velocity gradient is 850 s ^-1 , and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.067 s.

Пример 12 (прототип). Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 1,0% обрабатывают аналогично примеру 2, но при этом суспензию в тангенциальные патрубки очистителей подают под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), скорость подачи массы 8,5 м/с, градиент скорости 850 с^-1. Диаметр отверстий тангенциальных патрубков 20 мм.Example 12 (prototype). A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.0% is treated analogously to example 2, but the suspension is fed into the tangential nozzles of the purifiers under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the mass feed rate is 8.5 m / s, speed gradient 850 s ^-1 . The diameter of the holes of the tangential nozzles is 20 mm.

Пример 13. Волокнистую суспензию с массовой долей волокна в суспензии 2,0% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 450 кПа (4,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 1140 мм, диаметр его 20 мм, скорость движения суспензии в трубопроводе составляет 8,5 м/с, градиент скорости 850 с^-1, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,1341 с.Example 13. A fibrous suspension with a mass fraction of fiber in a suspension of 2.0% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 450 kPa (4.5 kgf / cm ² ), the length of the inner channel of each of the pipelines is 1140 mm , its diameter is 20 mm, the velocity of the suspension in the pipeline is 8.5 m / s, the velocity gradient is 850 s ^-1 , and the duration of the processing of the suspension in each of the pipelines is 0.1341 s.

Пример 14. Волокнистую суспензию из химико-механической древесной массы с массовой долей волокна в суспензии 1,4% обрабатывают аналогично примеру 1, но при этом суспензию подают в трубопроводы под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), длина внутреннего канала каждого из трубопроводов составляет 600 мм, скорость движения суспензии в трубопроводе составляет 7,5 м/с, градиент скорости 1000 с^-1, а продолжительность обработки суспензии в каждом из трубопроводов составляет 0,08 с.Example 14. A fibrous suspension of chemical-mechanical pulp with a mass fraction of fiber in a suspension of 1.4% is treated analogously to example 1, but the suspension is fed into pipelines under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the length of the internal channel each of the pipelines is 600 mm, the speed of the suspension in the pipeline is 7.5 m / s, the velocity gradient is 1000 s ^-1 , and the processing time of the suspension in each of the pipelines is 0.08 s.

Пример 15 (прототип). Волокнистую суспензию из химико-механической древесной массы с массовой долей волокна в суспензии 1,4% обрабатывают аналогично примеру 2, но при этом суспензию в тангенциальные патрубки очистителей подают под давлением 350 кПа (3,5 кгс/см²), скорость подачи массы 7,5 м/с, градиент скорости 1000 с^-1.Example 15 (prototype). A fibrous suspension of chemical-mechanical pulp with a mass fraction of fiber in the suspension of 1.4% is treated analogously to example 2, but the suspension is fed into the tangential nozzles of the purifiers under a pressure of 350 kPa (3.5 kgf / cm ² ), the mass feed rate is 7 , 5 m / s, velocity gradient 1000 s ^-1 .

Из сравнительного анализа значений физических параметров волокнистой суспензии из макулатуры после обработки в установке вихревых конических очистителей с диаметром канала трубопровода 15 мм по примерам 1, 3, 5, 6 по предлагаемому способу центробежно-гидродинамической обработки со значениями аналогичных показателей волокнистой суспензии после обработки в установке вихревых конических очистителей, реализующей известный способ (пример 2), видно, что при обработке волокнистой суспензии по предлагаемому изобретению качество разделения волокнистого материала на коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции увеличивается в 2,7-3,0 раза, эффективность окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна, улучшается в 1,2-1,3 раза, а затраты электроэнергии на обработку 1 т волокнистого материала (при обработке волокнистой суспензии с массовой долей волокна в суспензии 2,0% (пример 6)) можно уменьшить в 1,5 раза по сравнению со значениями аналогичных показателей обработки суспензии по прототипу (пример 2). From a comparative analysis of the values of the physical parameters of the fibrous suspension from waste paper after treatment in the installation of vortex conical cleaners with a pipe channel diameter of 15 mm according to examples 1, 3, 5, 6 according to the proposed method of centrifugal-hydrodynamic processing with the values of similar parameters of the fibrous suspension after processing in the vortex installation conical cleaners that implements the known method (example 2), it is seen that when processing the fibrous suspension according to the invention, the quality of separation in of the window material for the short-fiber and long-fiber fractions increases 2.7-3.0 times, the efficiency of the final fine cleaning of the short-fiber fraction from contaminants with a specific density not less than that of the fiber improves 1.2-1.3 times, and the cost electricity for processing 1 ton of fibrous material (when processing a fibrous suspension with a mass fraction of fiber in suspension of 2.0% (example 6)) can be reduced by 1.5 times in comparison with the values of the similar processing parameters of the suspension of the prototype (example 2).

Кроме того, из анализа данных по примеру 4 видно, что при использовании волокнистой суспензии с массовой долей волокна в суспензии 1,4% и выше проведение обработки суспензии в вихревых конических очистителях по прототипу не представляется возможным из-за закупоривания отверстий патрубков для выхода длинноволокнистой фракции волокнистыми пробками из флокул. In addition, from the analysis of the data of example 4 shows that when using a fibrous suspension with a mass fraction of fiber in the suspension of 1.4% or higher, processing the suspension in vortex conical cleaners according to the prototype is not possible due to clogging of the holes of the nozzles to exit the long-fiber fraction fibrous cork from flocs.

Приблизительно такое же улучшение качества обработки достигается и при обработке волокнистой суспензии по предлагаемому способу в вихревых конических очистителях с диаметром канала трубопровода 20 мм (примеры 11 и 13) в сравнении с прототипом (пример 12). Approximately the same improvement in processing quality is achieved when processing a fibrous suspension according to the proposed method in vortex conical cleaners with a pipe channel diameter of 20 mm (examples 11 and 13) in comparison with the prototype (example 12).

Из сравнения примеров 1 и 7 видно, что при снижении продолжительности обработки волокнистой суспензии ниже заявляемой (продолжительность обработки в соответствии с изобретением по примеру 7 должна составлять не менее 0,057 с) качество разделения волокнистого материала на фракции и эффективность окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции такие же, как и по прототипу (пример 2). Объясняется это недостаточной продолжительностью обработки в канале трубопровода для проявления тиксотропных свойств. A comparison of examples 1 and 7 shows that when the processing time of the fibrous suspension is reduced below the claimed (the processing time in accordance with the invention of example 7 should be at least 0.057 s), the quality of separation of the fibrous material into fractions and the efficiency of the final fine cleaning of the short-fiber fraction are the same, as in the prototype (example 2). This is explained by the insufficient processing time in the pipeline channel for the manifestation of thixotropic properties.

При увеличении значения градиента скорости с 1000 с^-1 (пример 6) до 1600 с^-1 (пример 9) не наблюдается существенного изменения качества обработки суспензии по предлагаемому изобретению. При уменьшении значения градиента скорости до 800 с^-1 и скорости до 6,0 м/с (пример 10) наблюдается резкое ухудшение качества обработки суспензии по сравнению с обработкой по примеру 6. Объясняется это тем, что при этом значении градиента скорости флокулированная внутренняя структура не преобразуется в диспергированный ламинизированный поток с ориентированными по потоку волокнами и реализации тиксотропных свойств суспензии в потоке не происходит.When increasing the value of the velocity gradient from 1000 s ^-1 (example 6) to 1600 s ^-1 (example 9) there is no significant change in the quality of processing the suspension according to the invention. When reducing the value of the velocity gradient to 800 s ⁻¹ and the velocity to 6.0 m / s (Example 10), a sharp deterioration in the quality of processing the suspension is observed compared to the treatment in Example 6. This is explained by the fact that, at this value of the velocity gradient, the flocculated internal structure is not converted into a dispersed laminated stream with flow oriented fibers and the thixotropic properties of the suspension are not realized in the stream.

Особенно эффективно предлагаемое изобретение при центробежно-гидродинамической обработке волокнистой суспензии из полидисперсного волокнистого материала, каким является химико-механическая древесная масса (пример 14), где качество разделения волокон на фракции увеличивается в 4,6 раза, эффективность окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции улучшается в 1,3 раза по сравнению с обработкой данной суспензии по прототипу (пример 15). The invention is particularly effective in the centrifugal-hydrodynamic treatment of a fiber suspension from a polydisperse fiber material, which is a chemical-mechanical pulp (Example 14), where the quality of separation of fibers into fractions is increased by 4.6 times, the efficiency of the final fine cleaning of the short-fiber fraction is improved by 1 , 3 times compared with the processing of this suspension according to the prototype (example 15).

Из данных таблицы видно, что при обработке суспензии в установке вихревых конических очистителей по предлагаемому изобретению с увеличением длины канала с 855 мм (пример 6) до 1700 мм (пример 8) качественные показатели обработки суспензии остаются стабильными, в то время как при уменьшении длины канала от 855 мм до 400 мм (пример 7) наблюдается снижение аналогичных физических показателей. The table shows that when processing the suspension in the installation of vortex conical cleaners according to the invention with an increase in the channel length from 855 mm (Example 6) to 1700 mm (Example 8), the quality of the suspension processing remains stable, while with a decrease in the channel length from 855 mm to 400 mm (example 7) there is a decrease in similar physical indicators.

Таким образом, сравнительный анализ данных, представленных в таблице, показывает, что обработка волокнистой суспензии в установке вихревых конических очистителей, реализующей предлагаемый центробежно-гидродинамический способ обработки по сравнению с обработкой волокнистой суспензии в установке вихревых конических очистителей, реализующей известный способ, подтверждает:
- значительное улучшение качества разделения волокнистых материалов на коротковолокнистую и длинноволокнистую фракции;
- повышение эффективности окончательной тонкой очистки коротковолокнистой фракции от загрязняющих включений с удельной плотностью не меньшей, чем у волокна;
- уменьшение затрат электроэнергии на обработку 1 т волокнистого материала при использовании волокнистой суспензии с массовой долей волокна в суспензии 1,0-2,0%.Thus, a comparative analysis of the data presented in the table shows that the processing of the fibrous suspension in the installation of vortex conical cleaners that implements the proposed centrifugal-hydrodynamic processing method compared to the processing of the fibrous suspension in the installation of vortex conical cleaners that implements the known method confirms:
- a significant improvement in the quality of separation of fibrous materials into short-fiber and long-fiber fractions;
- increasing the efficiency of the final fine cleaning of the short-fiber fraction from polluting inclusions with a specific gravity of not less than that of the fiber;
- reducing the cost of electricity for processing 1 ton of fibrous material when using a fibrous suspension with a mass fraction of fiber in the suspension of 1.0-2.0%.

Claims

1. The method of centrifugal-hydrodynamic processing of a fibrous suspension, comprising tangentially supplying a flow of fibrous suspension into the conical chambers of vortex conical cleaners to create layered vortex shear flow of suspensions rotating around the axis of their chambers, separation of the fibrous material under the influence of centrifugal and hydrodynamic forces into short-fiber and long-fiber fractions simultaneous final fine cleaning of the short-fiber fraction from polluting inclusions with specific density not less than that of the fiber, characterized in that before the tangential feed of the fiber suspension into the vortex conical cleaners, it is treated under a pressure of 280-450 kPa in the shear flow of the suspension moving in the pipe channel with a speed of at least 6.0 m / s and a speed gradient of at least 850 s ^-1 , while the processing time is not less than calculated by the formula

where t _i is the duration of treatment of the fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the suspension in a shear flow, s;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm;
/ C / - dimensionless coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension;
V is the shear flow velocity in the pipe channel, m / s.

2. The method according to p. 1, characterized in that the processing of the fibrous suspension in a shear flow is carried out with a mass fraction of fiber in the suspension of 1.0-2.0%.

3. Installation of vortex conical cleaners, comprising at least one cleaning step, including a collector of fibrous slurry fed to the processing, made in the form of a section of a pipeline located horizontally, a collector of cleaned short-fiber fraction, a collector of long-fiber fraction and vertically located vortex conical cleaners, each of which equipped with an inlet pipe for tangential supply of the suspension to the cleaner, connected to the collector th suspension, a nozzle for exiting the cleaner of the purified short-fiber fraction and a nozzle for exiting the long-fiber fraction connected to respective collectors, characterized in that the inlet nozzles for tangentially feeding the suspension into vortex conical cleaners are connected to the collector of the fibrous suspension fed to the processing by means of pipelines with a length component not less than calculated by the formula
Li = 57 • R • / C /,
where Li is the length of the internal channel of the pipeline when processing a fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the suspension, mm;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm;
/ C / - coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension.

4. Installation of vortex conical cleaners, comprising at least one cleaning step, including a collector of fiber slurry fed to the processing with a pipeline for supplying slurry to it, a collector of cleaned short-fiber fraction, a collector of long-fiber fraction and vertically arranged vortex conical cleaners, each of which is equipped with an inlet a nozzle for tangentially feeding the suspension into a cleaner connected to a collector of the fibrous suspension fed to the treatment, a nozzle for outlet of the cleaner of the cleaned short-fiber fraction and a nozzle for exiting the long-fiber fraction connected to respective collectors, characterized in that the collector of the fibrous slurry fed to the treatment is made in the form of a vertically hollow cylinder of regular shape having a lower and upper base and a lateral cylindrical wall forming an inner the chamber, while the pipeline for feeding the suspension into it is connected to the lower base of the cylindrical collector along the normal to it d To feed the suspension from below or attached to the upper base of the cylindrical collector normal to it to supply the suspension from above so that the internal channel of the pipeline communicates with the inner chamber of the collector, and the inlet pipes for tangential supply of the suspension to the vortex conical cleaners are connected to the side cylindrical wall of the collector processing a fibrous suspension through pipelines with a length of at least calculated by the formula
Li = 57 • R • / C /,
where Li is the length of the internal channel of the pipeline when processing a fibrous suspension with a specific value i of the mass fraction of fiber in the suspension, mm;
57 - coefficient;
R is the radius of the internal channel of the pipeline, mm;
/ C / - coefficient equal in absolute value to the mass fraction of fiber in suspension.

5. Installation according to claim 4, characterized in that the vortex conical cleaners are arranged uniformly around the circumference around the collector of the slurry entering the treatment at the same distance from its axis.

6. Installation according to claim 4 or 5, characterized in that the collector of the purified short-fiber fraction and the collector of the long-fiber fraction are cylindrical.

7. Installation according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that the collector fed to the processing of the fibrous suspension, the collector of the cleaned short-fiber fraction and the collector of the long-fiber fraction are arranged coaxially.