RU2232219C1

RU2232219C1 - Turboseparator

Info

Publication number: RU2232219C1
Application number: RU2003115337/12A
Authority: RU
Inventors: В.Б. Зайцев (RU); В.Б. Зайцев; Н.И. Яблочкин (RU); Н.И. Яблочкин; М.Д. Овчинников (RU); М.Д. Овчинников; И.Н. Ковернинский (RU); И.Н. Ковернинский; Д.А. Дулькин (RU); Д.А. Дулькин
Original assignee: Открытое акционерное общество по производству и переработки бумаги "Караваево"
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-07-10

Abstract

FIELD: pulp-and-paper industry, in particular, equipment used at initial stages of preparing paper pulp from waste paper, that is, for additional coarse cleaning of waste paper mass from light and heavy contaminating inclusions and simultaneously for additional dismissal thereof.

SUBSTANCE: turboseparator has vertical conical casing, conical chamber positioned in conical casing and adapted for receiving of waste paper mass for further processing thereof, tangential branch pipe built-in at casing smaller base and designed for tangential feeding of waste paper mass into receiving chamber, drop cover arranged at conical casing larger base and equipped with branch pipe adapted for removal of waste paper mass comprising light contaminating inclusions from receiving chamber, said branch pipe being built-in at central part of drop cover. Turboseparator is further provided with at least one branch pipe arranged in lower part of receiving chamber and adapted for discharging of heavy contaminating inclusions therefrom, perforated sieve arranged at smaller base of conical casing and adapted for cleaning of waste paper mass from contaminating inclusions, and clean waste paper mass receiving chamber equipped with branch pipe for removal of clean waste paper mass from said chamber. Turboseparator has bladed rotor mounted in conical receiving chamber at site adjoining sieve surface in axially aligned relationship with said chamber and sieve, and shaft mounted in axially aligned relationship with respect to conical receiving chamber and extending through sieve central part. Bladed rotor is mounted at one end of shaft and other end of shaft is kinematically connected with electric engine.

EFFECT: improved quality of cleaning of waste paper mass owing to increased selective capacity of turboseparator in cleaning of waste paper mass from light and heavy contaminating inclusions and reduced consumption of power.

1 dwg

Description

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска (разволокнения).The invention relates to the pulp and paper industry and can be used in the initial stages of the preparation of paper pulp from waste paper, namely for coarse tertiary treatment of waste paper from light and heavy contaminants and its simultaneous discharge (separation).

Обработке в турбосепараторе подвергают макулатурную массу, полученную после роспуска макулатуры и грубой очистки массы от загрязняющих включений в гидроразбивателе, снабженном ситом с диаметром отверстий до 20 мм.The pulp mass obtained after the dissolution of waste paper and rough cleaning of the mass from contaminants in a pulper equipped with a sieve with a hole diameter of up to 20 mm is subjected to processing in a turboseparator.

К легким загрязняющим включениям относятся все виды полимерных материалов с удельной плотностью меньшей, чем у воды и волокна.Light polluting inclusions include all types of polymeric materials with a specific gravity lower than that of water and fiber.

К тяжелым загрязняющим включениям относятся все виды механических примесей с удельной плотностью, большей чем у воды и волокна.Heavy contaminants include all types of solids with a specific gravity greater than that of water and fiber.

Общим в турбосепараторах любой конструкции является то, что для минимизации затрат электроэнергии на транспортировку макулатурной массы по трубопроводу и подачи макулатурной массы через тангенциальный патрубок в турбосепаратор скорость подачи массы выбирают в пределах 2,2-3,0 м/с.A common feature of turbo separators of any design is that in order to minimize the cost of electricity for transporting the pulp through the pipeline and supplying the pulp through the tangential pipe to the turbo separator, the mass flow rate is selected within 2.2-3.0 m / s.

Все типы турбосепараторов имеют принципиально одинаковую конструкцию. Турбосепаратор фирмы "Voith" (Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры. - М.: Лесная промышленность, 1980, с.48-61) имеет горизонтально расположенный цилиндрический корпус с размещенной внутри него приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы. На одной из торцевых сторон цилиндрического корпуса закреплена откидная крышка, в центре которой вмонтирован патрубок для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязнениями. В нижней части цилиндрического корпуса вблизи крышки вмонтирован патрубок для вывода тяжелых загрязнений. С противоположной стороны цилиндрического корпуса, возле торцевой стенки тангенциально встроен патрубок для тангенциальной подачи массы в приемную камеру. С этой же стороны к торцевой стенке корпуса и соосно с ним закреплена камера для очищенной (сортированной) макулатурной массы (прошедшей очистку и дороспуск) с патрубком для удаления ее из камеры. Обе камеры разделены между собой вертикально установленным ситом. В приемной камере для подлежащей обработке макулатурной массы соосно с камерой и вблизи рабочей поверхности сита размещен ротор с лопастями. Ротор приводится во вращательное движение при помощи вала от электропривода.All types of turbo separators have essentially the same design. Turbine separator company "Voith" (Smolyanitsky BZ Recycling of waste paper. - M .: Forest industry, 1980, p. 48-61) has a horizontally arranged cylindrical housing with a receiving chamber inside it for incoming waste paper for processing. A hinged lid is fixed on one of the end faces of the cylindrical body, in the center of which a nozzle is mounted to remove mass with light impurities from the receiving chamber. In the lower part of the cylindrical body near the cover, a nozzle is mounted to remove heavy impurities. On the opposite side of the cylindrical body, near the end wall, a nozzle is tangentially integrated for tangentially supplying mass to the receiving chamber. On the same side, to the end wall of the housing and coaxially with it, a chamber is fixed for the cleaned (sorted) waste paper (which has been cleaned and re-emptied) with a pipe for removing it from the chamber. Both cameras are separated by a vertically mounted sieve. In the receiving chamber for the waste paper to be treated, a rotor with blades is placed coaxially with the chamber and near the working surface of the sieve. The rotor is rotationally driven by an electric drive shaft.

Процесс очистки и дороспуска макулатурной массы от тяжелых и легких загрязняющих включений в упомянутом турбосепараторе заключается в следующем. Макулатурная масса поступает под давлением 300-350 кПа (3,0-3,5 кгс/см²) в приемную камеру турбосепаратора через тангенциально встроенный патрубок и под воздействием энергии вращения лопастей ротора приходит во вращательное движение вокруг оси камеры. Скорость вращения массы возрастает с увеличением частоты вращения ротора. Вращающийся вокруг оси камеры поток массы одновременно движется и вдоль внутренней цилиндрической поверхности корпуса в сторону его откидной крышки и затем, меняя направление своего движения, возвращается по центральной части вдоль оси приемной камеры к ротору и ситу. Под действием возникающих во вращающемся потоке массы центробежных сил тяжелые загрязняющие включения отбрасываются к цилиндрической стенке приемной камеры и вместе с движущимся потоком направляются в сторону откидной крышки корпуса - в отверстие патрубка для вывода тяжелых загрязнений. Под воздействием радиального перепада давления в приемной камере турбосепаратора, возникающем вследствие действия центробежной силы, легкие загрязняющие включения устремляются к оси камеры, удерживаются там и удаляются через патрубок, расположенный в центральной части откидной крышки. Вместе с легкими загрязняющими включениями через этот патрубок выводят 10-20% макулатурной массы.The process of cleaning and re-dispensing waste paper from heavy and light contaminating inclusions in the said turbo separator is as follows. The pulp mass enters under a pressure of 300-350 kPa (3.0-3.5 kgf / cm ² ) into the receiving chamber of the turbo separator through a tangentially built-in nozzle and, under the influence of the rotational energy of the rotor blades, comes into rotational motion around the axis of the chamber. The speed of rotation of the mass increases with increasing frequency of rotation of the rotor. The mass flow rotating around the chamber axis simultaneously moves along the inner cylindrical surface of the housing towards its hinged lid and then, changing its direction of movement, returns along the central part along the axis of the receiving chamber to the rotor and sieve. Under the action of the mass of centrifugal forces arising in the rotating flow, heavy polluting inclusions are discarded to the cylindrical wall of the receiving chamber and, together with the moving flow, are directed towards the hinged lid of the casing - into the opening of the nozzle to discharge heavy contaminants. Under the influence of a radial pressure drop in the receiving chamber of the turbo separator resulting from the action of centrifugal force, light contaminating inclusions rush to the axis of the chamber, are held there and are removed through a pipe located in the central part of the hinged lid. Together with light polluting inclusions, 10-20% of the pulp is removed through this nozzle.

Дороспуск крупных компонентов (лепестков) макулатуры на отдельные волокна происходит в результате воздействия на них напряжений сдвига в пространстве между рабочей поверхностью сита и поверхностью лопастей ротора. Макулатурная масса после дороспуска и грубой очистки проходит через отверстия сита в камеру для сортированной массы и удаляется из нее через выходной патрубок. Качество сортированной массы улучшается с уменьшением диаметра отверстий сита и увеличением частоты вращения ротора. Производительность турбосепаратора увеличивается с увеличением диаметра отверстий сита и частоты вращения ротора.The dispersal of large components (petals) of waste paper on individual fibers occurs as a result of exposure to shear stresses in the space between the working surface of the sieve and the surface of the rotor blades. The pulp mass after self-priming and rough cleaning passes through the openings of the sieve into the chamber for the sorted mass and is removed from it through the outlet pipe. The quality of the sorted mass improves with a decrease in the diameter of the sieve openings and an increase in the rotor speed. The performance of the turbo separator increases with increasing diameter of the sieve holes and rotor speed.

Однако цилиндрическое выполнение корпуса турбосепаратора в процессе работы обусловливает длинный путь спиралеобразного движения абразивных тяжелых загрязняющих включений по внутренней цилиндрической поверхности приемной камеры в сторону откидной крышки корпуса в патрубок для вывода тяжелых загрязнений (отходов), что вызывает быстрый износ стенки корпуса и сокращение срока эксплуатации турбосепаратора.However, the cylindrical execution of the turbo separator case during operation determines the long path of the spiral-shaped movement of abrasive heavy polluting inclusions along the inner cylindrical surface of the receiving chamber towards the hinged cover of the case into the nozzle to discharge heavy contaminants (waste), which causes rapid wear of the case wall and shortens the life of the turbo separator.

Кроме того, конструкция описанного турбосепаратора характеризуется низкой избирательной способностью, выражающейся с одной стороны в том, что в удаляемой из приемной камеры макулатурной массе с легкими загрязнениями содержится большое количество крупных лепестков нераспустившейся макулатуры, которые составляют потери высококачественного волокна, а с другой стороны - в том, что в сортированную массу попадает большое количество легких загрязнений.In addition, the design of the described turbo separator is characterized by low selectivity, which is expressed on the one hand in that the pulp mass removed from the receiving chamber with light impurities contains a large number of large petals of unblown waste paper, which constitute high-quality fiber losses, and on the other hand, that a large amount of light impurities gets into the sorted mass.

Оптимальной эффективности работы турбосепаратора достигают при массовой доле волокна в суспензии 3,0%. При дальнейшем повышении значения этого параметра эффективность работы снижается.The optimum efficiency of the turbo separator is achieved with a mass fraction of fiber in suspension of 3.0%. With a further increase in the value of this parameter, the efficiency decreases.

Известен также турбосепаратор фирмы "Escher Wyss" под названием "Fiberizer" (Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры. - М.: Лесная промышленность, 1980, с.55-57).Also known is the turboseparator of the company "Escher Wyss" under the name "Fiberizer" (Smolyanitsky BZ Recycling of waste paper. - M .: Forest industry, 1980, p. 55-57).

Турбосепаратор "Fiberizer" состоит из следующих конструктивных элементов:The Fiberizer turboseparator consists of the following structural elements:

- горизонтально расположенного конического корпуса с размещенной внутри него конической приемной камерой для обработки макулатурной массы;- a horizontal conical housing with a conical receiving chamber located inside it for processing waste paper;

- тангенциального патрубка, встроенного у меньшего основания корпуса - для тангенциальной подачи массы в приемную камеру;- tangential nozzle integrated at the smaller base of the housing - for tangential supply of mass to the receiving chamber;

- откидной крышки у большего основания корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки;- a hinged lid at the larger base of the housing with a nozzle for removing mass from the receiving chamber with light impurities included in the central part of the hinged lid;

- патрубка для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенного в нижней ее части возле откидной крышки корпуса;- a pipe for removing heavy polluting inclusions from the receiving chamber located in its lower part near the hinged lid of the housing;

- перфорированного сита для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенного у меньшего основания конического корпуса;- perforated sieve for cleaning waste paper from polluting inclusions located at the smaller base of the conical body;

- камеры для очищенной макулатурной массы из прошедшего через отверстия сита и очищенного волокнистого полуфабриката с патрубком для удаления его из приемной камеры;- chambers for cleaned pulp from the past through the openings of the sieve and cleaned fibrous semi-finished product with a pipe to remove it from the receiving chamber;

- ротора с лопастями, размещенного в конической приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с камерой и ситом;- a rotor with blades placed in a conical receiving chamber near the surface of the sieve and coaxially with the chamber and sieve;

- вала, расположенного соосно с конической приемной камерой и проходящего через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала связан с электроприводом. При этом ротор выполнен в виде диска, к которому закреплены в радиальном направлении лопасти и при помощи которого ротор с лопастями крепится к приводному валу. Каждая лопасть имеет по всей длине в передней ее части рабочую плоскость, а с тыльной стороны вакуумную камеру. Лопасти закреплены к диску таким образом, что все рабочие плоскости лопастей расположены параллельно поверхности сита и отстоят от нее на расстоянии 1,2-2,0 мм.- a shaft located coaxially with the conical receiving chamber and passing through the central part of the sieve, with a rotor with blades fixed at one end of the shaft, and the other end of the shaft connected to the electric drive. In this case, the rotor is made in the form of a disk to which the blades are fixed in the radial direction and with the help of which the rotor with blades is attached to the drive shaft. Each blade has a working plane along the entire length in its front part, and a vacuum chamber on the back side. The blades are fixed to the disk in such a way that all the working planes of the blades are parallel to the surface of the sieve and are 1.2-2.0 mm away from it.

Работа по очистке макулатурной массы в турбосепараторе "Fiberizer" заключается в следующем. Макулатурная масса поступает под давлением 300-350 кПа (3,0-3,5 кгс/см²) в приемную камеру турбосепаратора через тангенциально расположенный патрубок и приходит во вращательное движение вокруг оси приемной камеры. В результате вращательного движения лопастей ротора скорость вращения потока возрастает. Вместе с увеличением скорости вращения потока увеличивается и центробежная сила. Вращающийся поток массы одновременно движется и вдоль внутренней конической поверхности корпуса в сторону откидной крышки. Не достигнув ее, поток меняет направление своего движения и возвращается по центральной части вдоль оси приемной камеры к ротору. Под действием центробежной силы тяжелые включения отбрасываются к стенке приемной камеры и, продвигаясь вперед в направлении откидной крышки корпуса, попадают в отверстие патрубка для улавливания этих загрязнений. Вследствие радиального перепада давления в приемной камере турбосепаратора, возникающего под действием центробежной силы, легкие загрязняющие включения сосредотачиваются и поддерживаются во взвешенном состоянии вдоль оси вращающегося потока, откуда они удаляются через патрубок, расположенный в центральной части откидной крышки. Вместе с легкими загрязняющими включениями через этот патрубок выводят 10-20% макулатурной массы.The work on cleaning waste paper in the Fiberizer turbo separator is as follows. Waste paper enters at a pressure of 300-350 kPa (3.0-3.5 kgf / cm ² ) into the receiving chamber of the turbo separator through a tangentially located pipe and comes into rotational motion around the axis of the receiving chamber. As a result of the rotational motion of the rotor blades, the flow rotation speed increases. Along with an increase in the speed of rotation of the flow, the centrifugal force also increases. The rotating mass flow simultaneously moves along the conical inner surface of the housing towards the hinged lid. Without reaching it, the flow changes the direction of its movement and returns along the central part along the axis of the receiving chamber to the rotor. Under the action of centrifugal force, heavy inclusions are discarded to the wall of the receiving chamber and, moving forward in the direction of the hinged lid of the housing, fall into the hole of the nozzle to catch these contaminants. Due to the radial pressure drop in the receiving chamber of the turbo separator arising under the action of centrifugal force, light impurities are concentrated and maintained in suspension along the axis of the rotating flow, from where they are removed through a pipe located in the central part of the hinged lid. Together with light polluting inclusions, 10-20% of the pulp is removed through this nozzle.

Разделение мелких и крупных компонентов нераспустившейся макулатуры на отдельные волокна в макулатурной массе происходит в пространстве между поверхностью сита и рабочей плоской поверхностью лопастей ротора в результате воздействия на них напряжений сдвига между лопастями вращающегося ротора и поверхностью сита. Очищенная и отсортированная масса, прошедшая через отверстия сита, при разности давлений по обе стороны сита между значением давления обрабатываемой в приемной камере турбосепаратора макулатурной массы и значением давления очищенной (сортированной) массы в камере для очищенной (сортированной) массы 20-50 кПа (0,2-0,5 кгс/см²) удаляется из камеры для очищенной массы через выходной патрубок.Separation of small and large components of unblown waste paper into separate fibers in the waste mass occurs in the space between the sieve surface and the working flat surface of the rotor blades as a result of the impact of shear stresses between the rotor blades of the rotor and the surface of the sieve. The cleaned and sorted mass passing through the sieve openings, at a pressure difference on both sides of the sieve, between the pressure value of the waste paper processed in the receiving chamber of the turboseparator and the pressure value of the cleaned (sorted) mass in the chamber for the cleaned (sorted) mass of 20-50 kPa (0, 2-0.5 kgf / cm ² ) is removed from the chamber for the cleaned mass through the outlet pipe.

Турбосепаратор "Fiberizer" выбран нами в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности.We selected the Fiberizer turboseparator as a prototype as the closest in technical essence.

Упомянутый турбосепаратор характеризуется низкой избирательной способностью по очистке макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений.Said turbo separator is characterized by low selective ability to clean the pulp from light and heavy contaminants.

С одной стороны, низкая избирательная способность турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений выражается в том, что при обработке макулатурной массы вместе с массой с легкими загрязняющими включениями из приемной камеры турбосепаратора, кроме волокна и пучков волокон, удаляется большое количество мелких и крупных лепестков нераспустившейся макулатуры, которые во избежание потерь годного волокна подлежат отделению от легких загрязняющих включений и использованию в производстве бумажной продукции. В зависимости от количества компонентов волокнистого происхождения в массе с легкими загрязняющими включениями ее подвергают той или иной обработке в дополнительном оборудовании с последующим отделением из массы при помощи сортировок легких загрязняющих включений. Схемы для дополнительной обработки этой массы и удаления из нее легких загрязняющих включений являются громоздкими и энергоемкими.On the one hand, the low selectivity of a turbo separator for cleaning waste paper from light polluting inclusions is expressed in the fact that, when processing waste paper together with a mass with light polluting inclusions, a large number of small and large petals are removed from the receiving chamber of the turboseparator, in addition to fiber and bundles of fibers non-blooming waste paper, which, in order to avoid loss of suitable fiber, should be separated from light polluting inclusions and used in the production of paper products. Depending on the number of components of fibrous origin in the mass with light polluting inclusions, it is subjected to one or another treatment in additional equipment, followed by separation from the mass using sortings of light polluting inclusions. Schemes for additional processing of this mass and removal of light polluting inclusions from it are cumbersome and energy-intensive.

Избирательную способность турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязняющих включений от лепестков нераспустившейся макулатуры, составляющих потери годного волокна с отходами, определяют ситовым анализом путем просеивания пробы массы с легкими отходами на сите с диаметром отверстий 1,0 мм и вычисляют по формуле:The selectivity of a turboseparator for separating light contaminating inclusions from the petals of undissued waste paper constituting the loss of usable fiber with waste in its receiving chamber is determined by sieve analysis by sieving a sample of the mass with light waste on a sieve with a hole diameter of 1.0 mm and calculated by the formula:

где τ₁ - избирательная способность турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязняющих включений от лепестков нераспустившейся макулатуры, %;where τ ₁ is the selectivity of the turboseparator for separation in its receiving chamber of light polluting inclusions from the lobes of unblown waste paper,%;

a₁ - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого происхождения в остатке на сите после просеивания пробы массы с легкими загрязняющими включениями, г;a ₁ - the mass of absolutely dry components of fibrous origin in the residue on the sieve after sieving the sample mass with light impurities, g;

b₁ - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого и неволокнистого происхождения пробы массы с легкими загрязняющими включениями, г.b ₁ - mass of absolutely dry components of fibrous and non-fibrous origin of the mass sample with light polluting inclusions, g

С другой стороны, низкая избирательная способность турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений обусловливает попадание в очищенную (сортированную) массу повышенного количества легких загрязняющих включений, что требует установки в технологическую схему приготовления бумажной массы дополнительного сортирующего оборудования для очистки массы от легких загрязняющих включений.On the other hand, the low selectivity of the turboseparator for cleaning waste paper from light polluting impurities causes an increased amount of light polluting inclusions to enter the cleaned (sorted) mass, which requires the installation of an additional sorting equipment in the technological scheme for preparing paper pulp to clean the pulp from light polluting inclusions.

Количественно избирательную способность турбосепаратора, обусловливающую попадание в очищенную (сортированную) массу легких загрязняющих включений, оценивают также при помощи ситового анализа путем просеивания пробы очищенной массы на сите с диаметром отверстий 1,0 мм и вычисляют по формуле:Quantitatively, the turboseparator’s selectivity, which causes light contaminants to enter the cleaned (sorted) mass, is also evaluated using a sieve analysis by sieving a sample of cleaned mass on a sieve with a hole diameter of 1.0 mm and calculated by the formula:

где τ₂ - избирательная способность турбосепаратора по очистке сортированной массы от легких загрязняющих включений, %;where τ ₂ is the selectivity of the turboseparator for cleaning the sorted mass from light polluting inclusions,%;

а₂ - масса абсолютно сухих легких загрязняющих включений, изъятых из остатка на сите после просеивания пробы очищенной в турбосепараторе массы, г;and ₂ - the mass of absolutely dry light contaminating inclusions taken from the residue on the sieve after sieving the sample, purified in the turbo separator mass, g;

b₂ - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого и неволокнистого происхождения пробы очищенной в турбосепараторе массы, г.b ₂ - the mass of absolutely dry components of fibrous and non-fibrous origin of the sample purified in the turbo separator mass,

Одной из причин плохой избирательной способности турбосепаратора - прототипа по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений является то, что процесс работы турбосепаратора сопровождается явлением скопления в верхней части конической приемной камеры содержащегося в массе свободного воздуха.One of the reasons for the poor selectivity of the turbo separator - the prototype for cleaning waste paper from light polluting inclusions - is that the process of operation of the turbo separator is accompanied by the phenomenon of accumulation of free air in the upper part of the conical receiving chamber.

Второй причиной плохой избирательной способности турбосепаратора - прототипа по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений является то, что процесс работы турбосепаратора сопровождается явлением скопления в нижней части его конической приемной камеры содержащихся в массе тяжелых загрязняющих включений.The second reason for the poor selectivity of the turbo separator - the prototype for cleaning waste paper from light polluting impurities is that the process of operation of the turbo separator is accompanied by the phenomenon of accumulation of heavy polluting inclusions contained in the mass in the lower part of its conical receiving chamber.

Влияние этих явлений на избирательную способность турбосепаратора от легких загрязняющих включений объясняется следующим.The influence of these phenomena on the selectivity of a turbo separator from light polluting inclusions is explained by the following.

В процессе работы турбосепаратора содержащийся в массе свободный воздух, удельная плотность которого значительно меньше удельной плотности воды и волокна, в виде пузырьков устремляется в верхнюю часть горизонтальной приемной камеры, где постепенно скапливается до больших объемов (воздушных каверн) и удерживается там. С течением времени с начала работы турбосепаратора после достижения определенного объема воздуха в верхней части приемной камеры от него центробежной силой отрываются небольшие порции воздуха и удаляются вместе с массой для легких включений, но таким образом, что в этой части приемной камеры постоянно содержится некоторый объем воздуха. Высокое же давление 300-350 кПа (3,0-3,5 кгс/см²), при котором ведется процесс грубой очистки массы от легких загрязняющих включений в турбосепараторе и целью которого является уменьшение объема воздуха в приемной камере, не устраняет явление накопления воздуха в верхней части приемной камеры, а только замедляет его во времени. При этом неэффективно затрачивается большое количество электроэнергии на создание высокого давления в приемной камере. Одновременно в макулатурной массе тяжелые загрязняющие включения, обладающие значительно большей, чем у воды и волокна, удельной плотностью, в процессе работы турбосепаратора удаляются из его приемной камеры не мгновенно, а сначала оседают и скапливаются в нижней ее части толстым слоем и только после этого постепенно небольшими порциями удаляются из этого слоя через патрубок для тяжелых загрязняющих включений, но таким образом, что в нижней части приемной камеры постоянно сохраняется слой тяжелых загрязняющих включений определенной толщины.During the operation of the turbo separator, the free air contained in the mass, the specific gravity of which is much less than the specific density of water and fiber, rushes in the form of bubbles into the upper part of the horizontal receiving chamber, where it gradually accumulates to large volumes (air cavities) and is held there. Over time, from the beginning of the operation of the turbo separator after reaching a certain volume of air in the upper part of the receiving chamber, small portions of air come off from it by centrifugal force and are removed together with the mass for light inclusions, but in such a way that a certain volume of air is constantly contained in this part of the receiving chamber. The high pressure of 300-350 kPa (3.0-3.5 kgf / cm ² ), at which the process of rough cleaning of the mass from light impurities in the turbo separator is conducted and the purpose of which is to reduce the volume of air in the receiving chamber, does not eliminate the phenomenon of air accumulation in the upper part of the receiving chamber, but only slows it down in time. At the same time, a large amount of electricity is inefficiently spent on creating high pressure in the receiving chamber. At the same time, in the pulp mass, heavy contaminating inclusions, which have a significantly higher specific gravity than that of water and fiber, are not instantly removed from the receiving chamber during the operation of the turbo separator, but first they settle and accumulate in its lower part with a thick layer and only then gradually small in portions are removed from this layer through the pipe for heavy polluting inclusions, but in such a way that a layer of heavy polluting inclusions of a certain t is constantly stored in the lower part of the receiving chamber lschiny.

Необходимым условием для осуществления процесса грубой очистки макулатурной массы от легких загрязняющих включений является организация в приемной камере турбосепаратора, вращающегося вокруг ее горизонтальной оси ламинарного сдвигового потока массы, в котором создаются направленные навстречу друг другу центробежная и гидродинамическая силы, являющиеся движущими силами процесса грубой очистки макулатурной массы от легких загрязняющих включений.A prerequisite for the implementation of the process of rough cleaning of waste paper from light polluting inclusions is the organization in the receiving chamber of a turbo separator rotating around its horizontal axis of the laminar shear mass flow, in which centrifugal and hydrodynamic forces directed towards each other are created, which are the driving forces of the process of rough cleaning of waste paper from light polluting inclusions.

Одновременно же с этим одним из необходимых условий для организации вращающегося вокруг горизонтальной оси приемной камеры ламинарного сдвигового потока массы является его гидравлическая симметрия, которая достигается в конической приемной камере, характеризующейся симметричностью относительно своей продольной оси.At the same time, one of the necessary conditions for organizing a laminar shear mass flow rotating around the horizontal axis of the receiving chamber is its hydraulic symmetry, which is achieved in a conical receiving chamber, characterized by symmetry with respect to its longitudinal axis.

Наличие же в верхней части приемной камеры объема воздуха (воздушной каверны), а в нижней ее части толстого слоя тяжелых загрязняющих включений нарушают симметричность приемной камеры относительно ее оси, что приводит к отсутствию гидравлической симметрии вращающегося потока массы, и, как следствие, исключаются физические условия для качественной организации вращающегося ламинарного сдвигового потока массы, так как при огибании воздушной каверны в верхней части приемной камеры и толстого слоя тяжелых загрязняющих включений в нижней ее части поток массы сильно турбулизуется. При отсутствии хорошо организованного вращающегося ламинарного сдвигового потока массы ухудшаются физические условия для создания в этом потоке направленных навстречу друг другу больших значений центробежных и гидродинамических сил, являющихся движущими силами процесса грубой очистки макулатурной массы от легких загрязняющих включений. Малые же значения созданных центробежных и гидродинамических сил во вращающемся потоке массы обусловливают плохую избирательную способность турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений и разделения между собой во вращающемся потоке массы легких загрязняющих включений и крупных компонентов волокнистого происхождения. Это и обуславливает попадание в массу с легкими загрязняющими включениями большого количества крупных компонентов волокнистого происхождения, а в сортированную массу - большого количества легких загрязняющих включений.The presence in the upper part of the receiving chamber of the air volume (air cavity), and in its lower part of a thick layer of heavy polluting inclusions violate the symmetry of the receiving chamber relative to its axis, which leads to the absence of hydraulic symmetry of the rotating mass flow, and, as a result, physical conditions are excluded for the high-quality organization of a rotating laminar shear mass flow, since when bending around an air cavity in the upper part of the receiving chamber and a thick layer of heavy polluting inclusions in the lower e e parts of the mass flow is highly turbulent. In the absence of a well-organized rotating laminar shear mass flow, physical conditions deteriorate to create in this flow large values of centrifugal and hydrodynamic forces directed towards each other, which are the driving forces of the process of rough cleaning of waste paper from light polluting inclusions. The small values of the generated centrifugal and hydrodynamic forces in the rotating mass flow determine the poor selectivity of the turbo separator for cleaning waste paper from light polluting inclusions and separating the mass of light polluting inclusions and large components of fibrous origin from each other in a rotating flow. This causes a large amount of large components of fibrous origin to enter the mass with light polluting inclusions, and a large number of light polluting inclusions into the sorted mass.

Одновременно турбосепаратор - прототип характеризуется плохой избирательной способностью по очистке макулатурной массы от тяжелых загрязняющих включений, которая выражается в попадании большого количества этого вида загрязнений в очищенную (сортированную) макулатурную массу. Причиной плохой избирательной способности турбосепаратора по очистке макулатурной массы от тяжелых загрязняющих включений является то, что величины центробежной силы, достигаемой в приемной камере в зоне удаления тяжелых загрязняющих включений, недостаточно для полного их удаления. В результате в турбосепараторе - прототипе удаляются только крупные тяжелые загрязняющие включения, мелкие же увлекаются потоком макулатурной массы и проходят через отверстия сита в очищенную (сортированную) макулатурную массу.At the same time, the turbo separator prototype is characterized by poor selective ability to clean waste paper from heavy contaminants, which is reflected in the ingress of a large amount of this type of contaminants into the cleaned (sorted) waste paper. The reason for the poor selectivity of the turbo separator for cleaning waste paper from heavy polluting inclusions is that the value of the centrifugal force achieved in the receiving chamber in the zone of removal of heavy polluting inclusions is not enough to completely remove them. As a result, only large heavy contaminating inclusions are removed in the turbo separator prototype, while small ones are carried away by the waste paper stream and pass through the sieve openings into a cleaned (sorted) waste paper.

Количественно избирательную способность τ₃ по очистке макулатурной от тяжелых загрязняющих включений определяют по формуле:Quantitatively, the selective ability of τ ₃ for cleaning waste from heavy polluting inclusions is determined by the formula:

где m₁ - массовая доля золы в поступающей в турбосепаратор макулатурной массе, %; m₂ - массовая доля золы в сортированной (очищенной) в турбосепараторе макулатурной массе, %.where m ₁ - mass fraction of ash in the waste paper entering the turbo separator,%; m ₂ - mass fraction of ash in sorted (cleaned) in the turbo separator waste paper mass,%.

Значение показателя массовой доли золы определяют по ГОСТ 7629-93.The value of the mass fraction of ash is determined according to GOST 7629-93.

Задачей изобретения является повышение избирательной способности турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений при одновременной экономии электроэнергии.The objective of the invention is to increase the selectivity of the turbo separator for cleaning waste paper from light and heavy polluting inclusions while saving energy.

Указанный технический результат достигается тем, что турбосепаратор, включающий конический корпус с размещенной внутри него конической приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы, тангенциальный патрубок, встроенный у меньшего основания корпуса для тангенциальной подачи массы в приемную камеру, откидную крышку у большего основания конического корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки, по меньшей мере один патрубок для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенный в нижней ее части, перфорированное сито для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенное у меньшего основания конического корпуса, камеру для очищенной макулатурной массы с патрубком для удаления ее из камеры, ротор с лопастями, размещенный в приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с приемной камерой и ситом, вал, расположенный соосно с конической приемной камерой и проходящий через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала кинематически связан с электроприводом, в соответствии с изобретением конический корпус турбосепаратора расположен вертикально.The specified technical result is achieved in that the turbo separator, comprising a conical housing with a conical receiving chamber located inside it for incoming waste paper for processing, a tangential pipe integrated at the smaller housing base for tangential mass supply to the receiving chamber, a hinged cover at the larger base of the conical housing with at least one nozzle for removing from the receiving chamber masses with light impurities included in the central part of the hinged lid k for removing heavy polluting inclusions from the receiving chamber, located in its lower part, a perforated sieve for cleaning waste paper from polluting inclusions, located at the smaller base of the conical body, a chamber for cleaned waste paper with a pipe for removing it from the chamber, a rotor with blades, located in the receiving chamber near the surface of the sieve and coaxially with the receiving chamber and the sieve, a shaft located coaxially with the conical receiving chamber and passing through the Central part of the sieve, while at one end a rotor with blades is fixed to the shaft, and the other end of the shaft is kinematically connected to the electric drive, in accordance with the invention, the conical housing of the turbo separator is located vertically.

Конструкция предлагаемого турбосепаратора изображена на чертеже, где показан турбосепаратор, продольное сечение.The design of the proposed turbo separator is shown in the drawing, which shows a turbo separator, a longitudinal section.

Турбосепаратор состоит из следующих конструктивных элементов:The turboseparator consists of the following structural elements:

- вертикального конического корпуса 1 с размещенной внутри него конической приемной камерой 2 для обработки макулатурной массы;- a vertical conical body 1 with a conical receiving chamber 2 located inside it for processing waste paper;

- тангенциального патрубка 3, встроенного у меньшего основания корпуса 1 и предназначенного для тангенциальной подачи массы в приемную камеру 2;- tangential pipe 3, built-in at the smaller base of the housing 1 and intended for tangential supply of mass to the receiving chamber 2;

- откидной крышки 4 у большего основания корпуса 1 с патрубком 5 для удаления из приемной камеры 2 массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки 4;- a hinged lid 4 at the larger base of the housing 1 with a nozzle 5 for removing mass from the receiving chamber 2 with light impurities included in the central part of the hinged lid 4;

- камеры 6 для очищенной макулатурной массы, расположенной у меньшего основания корпуса 1;- chamber 6 for cleaned waste paper located at the smaller base of the housing 1;

- патрубка 7, соединенного с камерой 6 и предназначенного для удаления из нее очищенной макулатурной массы;- a pipe 7 connected to the chamber 6 and designed to remove cleaned waste paper from it;

- перфорированного сита 8, расположенного между конической приемной камерой 2 и камерой 6 и предназначенного для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений;- perforated sieve 8, located between the conical receiving chamber 2 and the chamber 6 and designed to clean the waste paper from polluting impurities;

- ротора 9 с лопастями 10, размещенного в конической приемной камере 2 и соосно с ней вблизи поверхности сита 8 и предназначенного для организации вращающегося сдвигового потока массы внутри приемной камеры 2 и дороспуска макулатурной массы;- a rotor 9 with blades 10 located in a conical receiving chamber 2 and coaxially with it near the surface of the sieve 8 and designed to organize a rotating shear mass flow inside the receiving chamber 2 and the discharging of waste paper;

- вала 11, расположенного соосно с конической приемной камерой 2 и проходящего через центральную часть сита 8; на одном конце вала закреплен ротор 9 с лопастями 10, а другой конец вала кинематически связан с электроприводом;- a shaft 11 located coaxially with the conical receiving chamber 2 and passing through the Central part of the sieve 8; a rotor 9 with blades 10 is fixed at one end of the shaft, and the other end of the shaft is kinematically connected to the electric drive;

- патрубка 12 для удаления тяжелых загрязняющих включений, расположенного в нижней части приемной камеры вблизи поверхности сита.- pipe 12 for removing heavy contaminating inclusions located in the lower part of the receiving chamber near the surface of the sieve.

Турбосепаратор работает следующим образом. Макулатурная масса поступает под давлением 100-150 кПа (1,0-1,5 кгс/см²) и со скоростью 2,2-3,0 м/с через тангенциально встроенный патрубок 3 в коническую приемную камеру 2 турбосепаратора.Turboseparator works as follows. Waste paper enters under a pressure of 100-150 kPa (1.0-1.5 kgf / cm ² ) and at a speed of 2.2-3.0 m / s through a tangentially integrated pipe 3 into a conical receiving chamber 2 of the turbo separator.

Под воздействием кинетической энергии этого потока возле внутренней конической стенки корпуса 1 образуется периферийный вращающийся ламинарный сдвиговый поток макулатурной массы. Одновременно под воздействием энергии вращения лопастей 10 ротора 9 создается второй центральный вращающийся в том же направлении сдвиговый поток массы. Оба эти потока образуют единый вращающийся в одном направлении вокруг оси приемной камеры ламинарный сдвиговый поток макулатурной массы. Скорость вращения обоих потоков увеличивается с увеличением угловой скорости вращения ротора 9 с лопастями 10.Under the influence of the kinetic energy of this flow, a peripheral rotating laminar shear flow of waste paper is formed near the inner conical wall of the housing 1. At the same time, under the influence of the rotational energy of the blades 10 of the rotor 9, a second central shear mass flow rotating in the same direction is created. Both of these flows form a single laminar shear flow of waste paper rotating in the same direction around the axis of the receiving chamber. The rotation speed of both flows increases with increasing angular velocity of rotation of the rotor 9 with the blades 10.

Движение вращающегося вокруг оси приемной камеры 2 возле внутренней конической стенки периферийного ламинарного сдвигового потока макулатурной массы происходит одновременно и вдоль этой стенки в сторону откидной крышки 4 корпуса 1. При этом скорость вращения периферийного ламинарного сдвигового потока макулатурной массы является максимальной в той части приемной камеры 2, где расположен тангенциальный патрубок 3, и постепенно уменьшается в процессе продвижения в сторону откидной крышки 4. Не достигнув откидной крышки 4, вращающийся периферийный ламинарный сдвиговый поток макулатурной массы меняет направление своего движения на обратное и в центральной части приемной камеры 2 возле откидной крышки 4 образует начало вращающегося центрального ламинарного сдвигового потока макулатурной массы, который направляется вдоль оси камеры 2 в сторону вращающегося ротора 9 с лопастями 10 и сита 8. Скорость вращения центрального ламинарного сдвигового потока макулатурной массы увеличивается в направлении от откидной крышки 4 к вращающемуся ротору 9 с лопастями 10 до максимума. Таким образом, скорости вращения периферийного и центрального ламинарных сдвиговых потоков макулатурной массы постепенно увеличиваются в направлении от откидной крышки 4 к вращающемуся ротору 9 с лопастями 10, где они достигают максимального своего значения. В этом же направлении вместе с увеличением скорости вращения периферийного и центрального ламинарных сдвиговых потоков макулатурной массы увеличиваются центробежная и гидродинамическая силы, которые являются движущими силами процесса очистки макулатурной массы от загрязняющих включений в турбосепараторе. При этом как центробежная, так и гидродинамическая силы достигают максимального своего значения вблизи вращающегося ротора 9 с лопастями 10.The movement of the rotary around the axis of the receiving chamber 2 near the inner conical wall of the peripheral laminar shear flow of waste paper occurs simultaneously along this wall towards the hinged cover 4 of the housing 1. Moreover, the speed of rotation of the peripheral laminar shear flow of the waste paper is maximum in that part of the receiving chamber 2, where the tangential pipe 3 is located, and gradually decreases in the process of moving towards the hinged cover 4. Not reaching the hinged cover 4, the rotating The peripheral laminar shear flow of waste paper reverses its direction of motion and in the central part of the receiving chamber 2 near the hinged cover 4 forms the beginning of a rotating central laminar shear flow of waste paper, which is directed along the axis of the chamber 2 towards the rotating rotor 9 with blades 10 and sieve 8 The speed of rotation of the central laminar shear flow of waste paper increases in the direction from the hinged cover 4 to the rotating rotor 9 with blades 10 to the maximum. Thus, the rotation speeds of the peripheral and central laminar shear flows of waste paper gradually increase in the direction from the hinged cover 4 to the rotating rotor 9 with blades 10, where they reach their maximum value. In the same direction, along with an increase in the rotation speed of the peripheral and central laminar shear flows of waste paper, centrifugal and hydrodynamic forces increase, which are the driving forces of the process of cleaning the waste paper from polluting inclusions in the turbo separator. In this case, both centrifugal and hydrodynamic forces reach their maximum value near a rotating rotor 9 with blades 10.

В предлагаемом турбосепараторе в результате вертикального расположения корпуса 1 в его приемной камере устранена причина явления скопления больших объемов выделяющегося из макулатурной массы свободного воздуха, в результате чего предотвращено явление турбулизации ламинарных периферийного и центрального сдвиговых потоков макулатурной массы, чем создаются хорошие условия для организации максимальных значений центробежных и гидродинамических сил, являющихся движущими силами процесса грубой очистки макулатурной массы от легких загрязняющих включений.In the proposed turbo separator, as a result of the vertical arrangement of the housing 1 in its receiving chamber, the cause of the phenomenon of the accumulation of large volumes of free air released from the waste paper mass was eliminated, as a result of which the phenomenon of turbulization of the laminar peripheral and central shear flows of the waste paper was prevented, which creates good conditions for organizing the maximum values of centrifugal and hydrodynamic forces, which are the driving forces of the process of rough cleaning of waste paper from light trash yaznyayuschih inclusions.

Под воздействием центробежной и гидродинамической сил легкие загрязняющие включения, характеризующиеся значительно меньшей, чем у воды и волокна, удельной плотностью, перемещаются из периферийного ламинарного сдвигового потока макулатурной массы в центральный ламинарный сдвиговой поток макулатурной массы и далее устремляются к его оси и оси приемной камеры 2, скапливаются и удерживаются там. Одновременно, благодаря вертикальному расположению корпуса 1, в предлагаемом турбосепараторе в его приемной камере устранена зона, где могло бы быть накопление воздуха, так как под воздействием центробежных и гидродинамических сил пузырьки свободного воздуха стремительно перемещаются из периферийного сдвигового потока макулатурной массы в центральный сдвиговый поток макулатурной массы и далее к его оси и оси приемной камеры 2, где скапливаются и удерживаются там, а выводятся из приемной камеры вместе с массой с легкими загрязняющими включениями через патрубок 5 в откидной крышке 4. Под воздействием тех же сил крупные компоненты волокнистого происхождения с удельной плотностью, незначительно большей, чем у воды (1,1 г/см³), также приводятся в движение в радиальном направлении к оси приемной камеры 2. При этом скорость движения частиц в указанном направлении неодинакова и зависит от их размера. Чем больше размер частицы, тем больше действующая на нее гидродинамическая сила и тем больше скорость ее движения в ту концентрическую зону вращающегося центрального сдвигового потока, где силы, действующие на нее, уравновешиваются. Таким образом, частицы различных размеров сосредотачиваются в различных, характерных для них энергетических (силовых) концентрических зонах вращающегося центрального сдвигового потока, но не совпадающих с осевой зоной размещения легких загрязняющих включений. При этом зоны с увеличивающимися по размеру частицами располагаются в направлении от внутренней конической стенки корпуса 1, где располагается зона с самыми мелкими волокнистыми компонентами (волокнами и пучками волокон) до близкой к центральной части центрального ламинарного сдвигового потока, где располагается зона с самыми крупными лепестками нераспустившейся макулатуры. Одновременно с этим самое большое количество легких загрязняющих включений и крупных лепестков нераспустившейся макулатуры удаляется из вращающегося периферийного ламинарного сдвигового потока макулатурной массы и распределяется по соответствующим концентрическим зонам центрального сдвигового потока вблизи вращающегося ротора 9 с лопастями 10, где центробежная и гидродинамическая силы имеют максимальные значения. По мере продвижения вращающегося периферийного ламинарного сдвигового потока макулатурной массы вдоль внутренней конической поверхности корпуса 1 в направлении его откидной крышки 4 все крупные компоненты волокнистого и неволокнистого происхождения перемещаются из этого потока в центральный ламинарный сдвиговой поток макулатурной массы. В непосредственной близости от откидной крышки 4 в приемной камере 2 периферийный сдвиговой поток макулатурной массы превращается в пространственный вращающийся вокруг оси приемной камеры ламинарный сдвиговой поток волокнистой массы, прошедшей грубую очистку от всех видов загрязняющих включений и лепестков нераспустившейся макулатуры, со степенью помола волокна на 2-3° ШР, большей чем в исходной массе. Под воздействием избыточного давления массы в приемной камере 2 турбосепаратора через патрубок 5, расположенный в центральной части откидной крышки 4, удаляют массу с легкими загрязняющими включениями и пузырьки воздуха, сосредоточенные по оси приемной камеры. Для более полного удаления из приемной камеры легких загрязняющих включений и пузырьков воздуха вместе с ними удаляют 10-20% волокнистой массы (из образовавшегося пространственного вращающегося вблизи откидной крышки 4 и патрубка 5 ламинарного сдвигового потока массы), уже прошедшей грубую очистку от загрязняющих включений и лепестков нераспустившейся макулатуры. Массу с таким композиционным составом, уже без дополнительной обработки, легко и без потерь волокна разделяют при помощи сортирующего оборудования на легкие загрязнения, подлежащие вывозу в отвал, и волокнистую массу, пригодную по качеству очистки от загрязняющих включений, степени роспуска и степени помола волокна для соединения с очищенной (сортированной) в турбосепараторе макулатурной массой.Under the influence of centrifugal and hydrodynamic forces, light polluting inclusions, characterized by a much lower specific gravity than that of water and fiber, move from the peripheral laminar shear flow of waste paper to the central laminar shear flow of waste paper and then rush to its axis and axis of the receiving chamber 2, accumulate and hold there. At the same time, due to the vertical arrangement of the housing 1, in the proposed turboseparator in its receiving chamber, the zone where there could be air accumulation has been eliminated, since under the influence of centrifugal and hydrodynamic forces, free air bubbles rapidly move from the peripheral shear flow of the waste paper to the central shear flow of the waste paper and further to its axis and the axis of the receiving chamber 2, where they accumulate and are held there, and are removed from the receiving chamber together with the mass with light polluting By switching on through the nozzle 5 in the hinged cover 4. Under the influence of the same forces, large components of fibrous origin with a specific gravity slightly higher than that of water (1.1 g / cm ³ ) are also driven radially towards the axis of the receiving chamber 2 . In this case, the particle velocity in the indicated direction is not the same and depends on their size. The larger the particle size, the greater the hydrodynamic force acting on it and the greater the speed of its movement into that concentric zone of the rotating central shear flow, where the forces acting on it are balanced. Thus, particles of various sizes are concentrated in different energy (power) concentric zones of the rotating central shear flow that are characteristic of them, but do not coincide with the axial zone of light contaminant inclusions. In this case, zones with particles increasing in size are located in the direction from the inner conical wall of the housing 1, where the zone with the smallest fibrous components (fibers and bundles of fibers) is located, close to the central part of the central laminar shear flow, where the zone with the largest petals of the unblown waste paper. At the same time, the largest number of light polluting inclusions and large petals of undissued waste paper is removed from the rotating peripheral laminar shear flow of waste paper and distributed over the corresponding concentric zones of the central shear flow near the rotating rotor 9 with blades 10, where the centrifugal and hydrodynamic forces have maximum values. As the rotating peripheral laminar shear flow of waste paper moves along the conical inner surface of the housing 1 in the direction of its hinged cover 4, all large components of fibrous and non-fibrous origin move from this stream to the central laminar shear flow of the waste paper. In the immediate vicinity of the hinged lid 4 in the receiving chamber 2, the peripheral shear flow of waste paper is transformed into a spatial laminar shear flow of pulp rotating around the axis of the receiving chamber, which has undergone rough cleaning of all types of contaminating inclusions and petals of unblown waste paper with a fiber grinding degree of 2- 3 ° SR, greater than in the initial mass. Under the influence of excessive pressure of the mass in the receiving chamber 2 of the turbo separator through the pipe 5 located in the Central part of the hinged cover 4, remove the mass with light impurities and air bubbles concentrated along the axis of the receiving chamber. For a more complete removal of light contaminating inclusions and air bubbles from the receiving chamber, 10-20% of the pulp is removed along with them (from the formed spatial rotating near the hinged lid 4 and the pipe 5 laminar shear mass flow), which has already undergone a rough cleaning of polluting inclusions and petals non-blooming waste paper. A mass with such a composition, already without additional processing, is easily and without loss of fiber separated using sorting equipment into light dirt to be disposed of, and a fiber mass suitable for the quality of cleaning from contaminants, degree of dissolution and degree of grinding of the fiber for connection with cleaned (sorted) waste material in the turbo separator.

Из того же пространственного вращающегося вокруг оси приемной камеры 2 возле откидной крышки 4 ламинарного сдвигового потока массы берет начало и формируется вращающийся в том же направлении, что и периферийный, центральный вращающийся ламинарный сдвиговой поток макулатурной массы, который движется вдоль оси приемной камеры 2 в сторону вращающегося ротора 9 с лопастями 10 со скоростью, определяемой гидравлической пропускной способностью сита 8. По пути к ротору центральный сдвиговой поток массы, уже прошедшей грубую очистку от легких загрязнений, воздуха и лепестков нераспустившейся макулатуры, снова густо насыщается из периферийного сдвигового потока крупными лепестками нераспустившейся макулатуры и направляется на дороспуск. Дороспуск лепестков нераспустившейся макулатуры на волокна в макулатурной массе происходит в пространстве между поверхностью сита 8 и обращенных к нему поверхностями лопастей 10 ротора 9 в результате воздействия напряжения сдвига в массе, находящейся в этом пространстве. Разволокненная, очищенная и отсортированная макулатурная масса, прошедшая через отверстия сита в камеру 6, удаляется из нее через патрубок 7.From the same spatial rotary around the axis of the receiving chamber 2 near the hinged cover 4 of the laminar shear mass flow originates and is formed rotating in the same direction as the peripheral, central rotating laminar shear flow of waste paper, which moves along the axis of the receiving chamber 2 in the direction of the rotating rotor 9 with blades 10 at a speed determined by the hydraulic capacity of the sieve 8. On the way to the rotor, the central shear mass flow, which has already undergone rough cleaning of light yazneny, air and waste paper unblown petals, again densely saturates from a peripheral shear flow large petals unblown paper and sent to dorospusk. The dissolution of the petals of the unblown waste paper onto the fibers in the waste mass occurs in the space between the surface of the sieve 8 and the surfaces of the blades 10 of the rotor 9 facing it as a result of the shear stress in the mass located in this space. Fibrous, cleaned and sorted waste paper, passing through the openings of the sieve into the chamber 6, is removed from it through the pipe 7.

Под воздействием центробежной силы во вращающемся периферийном сдвиговом потоке макулатурной массы тяжелые загрязняющие включения отбрасываются к нижней внутренней конической поверхности корпуса и, продвигаясь вместе с вращающимся периферийным сдвиговым потоком макулатурной массы, имеющим в этой области максимальную скорость вращения, попадают в отверстие патрубка 12 и выводятся из приемной камеры 2.Under the influence of centrifugal force in a rotating peripheral shear flow of waste paper, heavy contaminants are discarded to the lower inner conical surface of the housing and moving along with a rotating peripheral shear flow of waste paper having a maximum rotation speed in this region, they enter the nozzle 12 opening and are removed from the receiving cameras 2.

Таким образом, в предлагаемом турбосепараторе в результате вертикального расположения его корпуса предотвращается явление накопления в приемной камере турбосепаратора воздуха, чем достигаются физические условия для организации во вращающемся в приемной камере ламинарном сдвиговом потоке массы максимальных значений центробежных и гидродинамических сил, обусловливающих улучшение избирательной способности турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений. Одновременно в предлагаемом турбосепараторе в результате вертикального расположения корпуса и расположения патрубка для удаления тяжелых загрязняющих включений в нижней части приемной камеры тяжелые загрязняющие включения удаляются из приемной камеры в начале процесса очистки - до организации периферийного и центрального сдвиговых потоков макулатурной массы, поэтому тяжелые загрязняющие включения не уменьшают центробежную и гидродинамическую силы, являющиеся движущими силами процесса очистки макулатурной массы от легких загрязняющих включений, в результате чего избирательная способность турбосепаратора по очистке макулатурной массы от этого вида загрязняющих включений повышается.Thus, as a result of the vertical arrangement of its housing in the proposed turboseparator, the phenomenon of accumulation of air in the receiver chamber of the turboseparator is prevented, thereby achieving physical conditions for organizing the maximum values of centrifugal and hydrodynamic forces in the laminar shear flow rotating in the receiver chamber, which improve the selectivity of the turbine separator for cleaning pulp from light polluting inclusions. At the same time, in the proposed turbo separator, as a result of the vertical arrangement of the housing and the location of the nozzle to remove heavy contaminating inclusions in the lower part of the receiving chamber, heavy polluting inclusions are removed from the receiving chamber at the beginning of the cleaning process until the peripheral and central shear flows of the waste paper are organized, therefore, heavy polluting inclusions do not reduce centrifugal and hydrodynamic forces, which are the driving forces of the process of cleaning waste paper from light pollution yayuschih inclusions, whereby selective ability turboseparatora cleaning wastepaper contaminants from this type inclusions increases.

Что касается избирательной способности турбосепаратора по очистке макулатурной массы от тяжелых загрязняющих включений, то она повышается за счет перемещения зоны удаления тяжелых загрязняющих включений в нижнюю часть корпуса, где центробежная сила, являющаяся движущей силой процесса очистки макулатурной массы от тяжелых загрязняющих включений, достигают своего максимального значения, которое обеспечивается за счет высокой угловой скорости вращения лопастей ротора. При этом тяжелые загрязняющие включения могут удаляться как через единичный патрубок, так и через несколько патрубков, расположенных по окружности корпуса (на чертеже такое решение не показано).As for the selectivity of the turbo separator for cleaning waste paper from heavy polluting impurities, it increases due to the removal of the zone of removal of heavy polluting inclusions to the lower part of the housing, where the centrifugal force, which is the driving force of the process of cleaning waste paper from heavy polluting inclusions, reaches its maximum value which is provided due to the high angular velocity of rotation of the rotor blades. In this case, heavy contaminating inclusions can be removed both through a single nozzle and through several nozzles located around the circumference of the casing (such a solution is not shown in the drawing).

В результате устранения явления накопления воздуха в приемной камере турбосепаратора давление при ведении процесса грубой очистки макулатурной массы уменьшают с 300-350 кПа (3,0-3,5 кгс/см²) по прототипу до 100-150 кПа (1,0-1,5 кгс/см²) по предлагаемому изобретению. При этом затраты электроэнергии на ведение процесса обработки макулатурной массы в предлагаемом турбосепараторе по сравнению с прототипом меньше в 1,4-1,6 раза.As a result of eliminating the phenomenon of air accumulation in the receiving chamber of the turbo separator, the pressure during the rough cleaning of the waste paper is reduced from 300-350 kPa (3.0-3.5 kgf / cm ² ) according to the prototype to 100-150 kPa (1.0-1 5 kgf / cm ² ) according to the invention. In this case, the cost of electricity for conducting the processing of waste paper in the proposed turbo separator compared with the prototype is 1.4-1.6 times less.

В результате сравнения избирательной способности предлагаемого турбосепаратора и прототипа в процессе их работы на одной и той же макулатурной массе, приготовленной из макулатуры марки МС-6 ГОСТ 10700-89, давлении массы на входе в предлагаемом турбосепараторе 120 кПа (1,2 кгс/см²) и на входе прототипа 320 кПа (3,2 кгс/см²), перепаде давления по обе стороны сита предлагаемого турбосепаратора и прототипа 45 кПа (0,45 кгс/см²), скорости вращения роторов 560 об/мин, при одинаковом количестве отбора массы с легкими загрязняющими включениями - по 12% от массы, поступающей на вход турбосепаратора, массовой доле твердых компонентов в макулатурной массе 2,8% определено следующее.As a result of comparing the selectivity of the proposed turbo separator and the prototype during their operation on the same waste paper pulp prepared from waste paper grade MS-6 GOST 10700-89, the mass pressure at the inlet of the proposed turbo separator 120 kPa (1.2 kgf / cm ² ) and at the inlet of the prototype 320 kPa (3.2 kgf / cm ² ), the pressure drop on both sides of the sieve of the proposed turbo separator and prototype 45 kPa (0.45 kgf / cm ² ), rotor speeds of 560 rpm, with the same amount mass selection with light polluting inclusions - 12% by weight, according to blunt input turboseparatora, mass fraction of solids in pulp consistency of 2.8% is defined as follows.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязняющих включений от лепестков нераспустившейся макулатуры составляет 99,1% против 81,2% прототипа.The selectivity of the proposed turbo separator for separating light contaminating inclusions from the petals of unblown waste paper in its receiving chamber is 99.1% versus 81.2% of the prototype.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по предотвращению попадания в сортированную (очищенную) массу легких загрязняющих включений составляет 99,98% против 99,0% прототипа.The selectivity of the proposed turbo separator to prevent light contaminants from entering the sorted (cleaned) mass is 99.98% versus 99.0% of the prototype.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по очистке макулатурной массы от тяжелых загрязняющих включений в 1,6 раза выше, чем у прототипа.The selectivity of the proposed turbo separator for cleaning waste paper from heavy polluting inclusions is 1.6 times higher than that of the prototype.

Расход электроэнергии при грубой очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений в предлагаемом турбосепараторе в 1,5 раза меньше, чем в прототипе.The energy consumption during rough cleaning of waste paper from light polluting inclusions in the proposed turbo separator is 1.5 times less than in the prototype.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений как в отношении отделения в его приемной камере легких загрязняющих включений от крупных лепестков нераспустившейся макулатуры, так и в отношении предотвращения попадания легких загрязняющих включений в очищенную (сортированную) массу гораздо выше, чем прототипа.The selectivity of the proposed turbo separator for cleaning waste paper from light polluting inclusions, both with respect to separating light polluting inclusions from large petals of non-dissolved waste paper in its receiving chamber, and with respect to preventing light polluting inclusions from entering the cleaned (sorted) mass, is much higher than that of the prototype.

Потребление электроэнергии при грубой очистке макулатурной массы от легких загрязняющих включений в предлагаемом турбосепараторе существенно меньше, чем в прототипе.The energy consumption during rough cleaning of waste paper from light polluting inclusions in the proposed turbo separator is significantly less than in the prototype.

Claims

Turbo separator, including a conical body located vertically, with a conical receiving chamber placed inside it for waste paper to be processed, a tangential nozzle integrated at the smaller base of the housing for tangential mass supply to the receiving chamber, a hinged cover at the larger base of the conical body with a nozzle for removal from the receiving chamber of the mass with light impurities included in the central part of the hinged lid, at least one pipe for outputting heavy loads of removing inclusions from the receiving chamber, located in its lower part, a perforated sieve for cleaning waste paper from polluting inclusions, located at the smaller base of the conical body, a chamber for cleaned waste paper with a pipe for removing it from the chamber, a rotor with blades, placed in the receiving chamber close to the surface of the sieve and coaxially with the receiving chamber and the sieve, a shaft located coaxially with the conical receiving chamber and passing through the central part of the sieve, while a rotor with a astyami and the other end of the shaft is kinematically connected to an electric motor.