книги / Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Бумагоделательные машины

Волокнистая суспензия подается на верхнюю рабочую ветвь сетки (или в зазор между двумя сетками), проходит с ней над обезвоживающими эле­ ментами, где вода фильтруется сквозь сетку, а волокно оседает на ней. В конце сеточной части полотно передается с сетки на дальнейшее обезвожи­ вание в прессовую и сушильную части.

— Сеточные части машин для выработки однослойной бумаги условно можно классифицировать на два типа: с формованием бумажного полотна на одной сетке и между двумя сетками._Основной недостаток первых заклю­ чается в том, что вода из бумажного полотна на сеточном столе удаляется только в одном направлении, вследствие этого наблюдается неравномерное распределение наполнителей и мелкого волокна по толщине полотна. При повышении скорости машины свыше 750—900 м/мин в регистровой части стола образуются всплески, а встречный поток воздуха создает волны на зеркале налива, что значительно снижает качество продукции. Эти факторы не позво­ ляют увеличивать скорость машин с формованием на одной сетке.

В последнее время получили распространение машины с формованием по­ лотна между двумя сетками. Сформованное полотно имеет одинаковые свой­ ства с обеих сторон. Кроме того, при таком формовании бумажного полотна можно увеличивать скорость машины.

6.2.СЕТОЧНАЯ ЧАСТЬ С ОДНОЙ СЕТКОЙ

6.2.1.Обезвоживание на односеточном столе

На качество формования бумаги на односеточном столе большое влияние оказывают скорость подачи массы на сеточ­ ную часть (рис. 6.1) и угол падения струи массы из напуск­ ного устройства на сетку. Опережение и отставание струи массы от сетки увеличивают интенсивность обезвоживания полотна

вначале сеточного стола.

Взависимости от вида вырабатываемой продукции соотно­

шение скорости массы и скорости сетки составляет 0,90—1,1 и зависит от вида вырабатываемой бумаги [20]. Чем больше угол падения струи массы, подаваемой из напускного устрой­ ства на сеточный стол, тем интенсивнее происходит обезвожи­ вание массы в начале стола, так как вертикальная составляю­ щая скоростного напора струи увеличивает фильтрационный напор. Однако интенсивное обезвоживание в начале сеточного стола может быть допущено только для некоторых видов бу­ маги (санитарных, фильтровальных и др.).

Примерно до 1970 г. основными обезвоживающими элемен­ тами на сеточном столе были регистровые валики. Удаление воды на них происходило под действием вакуума, возникаю­ щего в клиновом зазоре между валиком и сеткой на сбегаю­ щей стороне. Вода, заполняющая клин, уходит частично с сет­ кой и частично с валиком. Часть воды с сеткой и с валиком снова попадает в сужающийся клиновый зазор на набегающей

стороне и продавливается через сетку наверх, создавая им­ пульс давления. Таким образом, при использовании регистро­ вых валиков формование полотна происходит под действием чередующихся воздействий давления и вакуума [24].

С увеличением скорости машины наблюдается значительное повышение вакуума и давления [97]. В некоторых случаях для снижения давления применяют регистровые валики с кольце­ выми канавками.

^3 В современных машинах в качестве основных обезвожива­ ющих элементов используются гидропланки. Усилие от ваку­

стью. Импульсы давления, создаваемые регистровыми вали­ ками, сконцентрированы главным образом на площади их кон­ такта с сеткой; относительно небольшое давление нередко воз­ никает также и непосредственно перед этой площадью. Гидропланки создают множество зон давления и вакуума меньших импульсов на большей длине и поддерживают в слое массы на сетке интенсивную турбулентность малого масштаба [95].

Пульсации вдоль наклонной части гидропланок объясня­ ются наличием в первой части их зазоров вихрей,создаваемых вследствие большой разницы между скоростью воды, связан­ ной с сеткой и движущейся со скоростью сетки, и скоростью неподвижного слоя воды, прилегающего к поверхности гидро­ планки. Возникающая в слое микротурбулентность на боль­ шей площади хорошо диспергирует волокна.

Другое преимущество слабых импульсов давления, созда­ ваемых гидропланками, по сравнению с резкими ударами, со­ здаваемыми регистровыми валиками, заключается в меньшем вымывании мелких волокон. Сильные пульсации давления, со­ здаваемые регистровыми валиками, настолько разрушают структуру мокрого полотна, что большая часть мелкого во­ локна на сеточной стороне вымывается удаляемой водой. Мел­ кое волокно в полотне, сформованном на гидропланках, рав­

обычно регулируется количеством подсасываемого извне воз­ духа.

Являясь интенсивным обезвоживающим элементом, мокрые отсасывающие ящики не создают в слое суспензии микротур­ булентности. Их рекомендуется устанавливать в конце зоны формования за гидропланками. Интенсивно обезвоживая слой, ящики несколько уплотняют волокна, из-за чего эффектив­ ность работы последующих ящиков уменьшается. Для раз­ рыхления уплотненного слоя между мокрыми отсасываю­ щими ящиками рекомендуется устанавливать регистровые валики.

Обычно на машине устанавливают два-шесть мокрых отса­ сывающих ящиков. Некоторые фирмы применяют комбиниро­ ванные ящики (представляющие герметизированные ящики гидропланок, соединенные с вакуумом) [96]. Регистровые ва­ лики рекомендуется применять в системе установки гидропла­ нок в следующих случаях:

1) при наличии несовершенного напорного ящика для раз­ бивания пучков волокон или при неравномерной подаче сус­ пензии по ширине сетки устанавливается' не более двух вали­ ков перед гидропланкой; 2) при использовании 60 % и более древесной массы или соломенной массы для разрыхления ниж­ ней стороны полотна устанавливается по одному валику ме­ жду первыми тремя-четырьмя наборами гидропланок; 3) при длинных сеточных столах: две трети гидропланок устанавли­ вают в начале стола, одну треть — перед мокрыми отсасываю­ щими ящиками, между этими группами гйдропланок устанав­ ливают минимальное количество валиков, необходимое для поддержания сетки.

В конце сеточного стола устанавливаются от 4 до 15 отса­ сывающих ящиков в зависимости от вида вырабатываемой продукции. Полотно поступает на отсасывающие ящики с су­

на сеточной части отсасывающий гауч-вал. Вакуум в камерах отсасывающих валов достигает 80 кПа.

Сеточные столы бывают выдвижные и консольные [76]. В первом случае при смене сетки продольные балки с закреп­ ленными на них устройствами выдвигаются в проход, осво­ бождая место для растягивания новой сетки, после чего вдви­ гаются обратно в растянутую петлю сетки. Во втором случае продольные балки устанавливаются на поперечных балках, за­ крепляемых на приводной стороне машины. .При смене сетки убираются опоры на лицевой стороне и вся конструкция ока­ зывается висящей на поперечных консольных балках, t Растя­

6.2.2.Расчет основных параметров сеточной части

Взависимости от заданной усадки полотна (е%) опреде­ ляют ширину налива волокнистой суспензии на сетку (ширину щели напорного ящика) по формуле

валом, мм (Л = 30-=-100 мм до получения ширины щели ящика, кратной 50 мм). Ширина сетки ВС= В + 100. Длиной сеточного стола считают расстояние между осями грудного вала и гаучвала.

Длина сеточного стола современных плоскосеточных бумаго- или картоноделательных машин с гидропланками может

Согласно рекомендациям ЦНИИбуммаша для модерниза­ ции действующего па|>ка машин, вырабатывающих массовые виды продукции, приняты длины сеточных столов 13; 17; 19; 22 и 24 м. Количество обезвоживающих элементов, входящих в состав сеточнйх столов, приведено в табл. 6.1. При модерни­ зации действующего оборудования или проектирования машин необходимое число гидропланок в зависимости от скорости машины может быть определено по кривым рис. 6.2, а шаг между гидропланками по рис. 6.3.

6.3. ДВУХСЕТОЧНЫЕ ФОРМУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Различные конструкции двухсеточных формующих устройству (рис. 6.4), изготовленных за последние годы зарубежными фирмами, имеют ряд общих элементов, г В большинстве форму­ ющих устройств масса подводится в клиновидный зазор ме­ жду двумя сетками, огибающими криволинейную поверхность. В зазоре при этом под действием натяжения внешней сетки возникает давление

P = T/Rf

где Т — натяжение внешней сетки, Н/м; R — радиус кривизны огибаемой поверхности, м.

Под действием давления Р вода выжимается через сетку. Когда огибаемая сетками криволинейная поверхность непро-

ницаемая (например, формующий вал гладкий), то вода из зоны формования удаляется только через наружную сетку (периформер L фирмы КМВ, рис. 6.4,а). Этот способ формо­ вания применяется для изготовления санитарно-гигиенических видов бумаги. Когда криволинейная поверхность проницаемая, вода удаляется через обе сетки и бумага получается равно­

не более 1,5—1,8 м) возникают центробежные силы, наруша­ ющие симметричность обезвоживания полотна. Для их ком­ пенсации в формующем вале предусмотрена вакуумная ка­ мера, создающая отсос, равный центробежной силе. Регулируя вакуум, можно изменять количество воды, удаляемой через наружную и внутреннюю сетки. При установке неподвижного башмака с криволинейной поверхностью радиус его кривизны не лимитируется и выбирается в зависимости от скорости машины и вида вырабатываемой продукции таким обра­ зом, чтобы действие центробежных сил было незначительно [18].

В ряде формующих устройств перед зоной двухсеточного обезвоживания предусмотрен участок обезвоживания на одной сетке с установкой на нем обезвоживающих элементов (Сим Формер фирмы «Валмет») или формующего ящика (дуофор­ мер фирмы «Фойт»).

6.4. КОНСТРУКЦИЯ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СЕТОЧНОЙ ЧАСТИ

6.4.1. Сетки

В сеточных частях бумаго-и картоноделательных машин применяются сетки тканые из проволоки сплавов цветных ме­ таллов (фосфористая бронза, полутомпак) или из моноволокна в виде калиброванной жилки или крученой пряжи. Срок службы сеток из фосфористой бронзы 15—20 дней, синтетиче­ ских 200—220 дней.

При установке на машинах синтетических сеток вместо бронзовых необходимо учесть следующее [38]: увеличивается потребляемая мощность сеточной части на 20—40 %; снижа­ ется коэффициент трения между сеткой и ведущими валами на 20—25 %; повышаются требования к чистоте поверхности сетки и ее промывке; появляется коррозия на бронзовых ру­ башках ведущих, грудных валов и гауч-валов; увеличивается вытяжка сетки во время работы (до 1,0—1,2%).

При работе на синтетических сетках для обеспечения передачи требуемого тягового усилия необходимо поддерживать натяжение сетки 5—7 кН/м. При использовании металлических сеток достаточно натяжение 3,5—5 кН/м. Система промывки сетки должна включать спрыск высокого давления (6 МПа). Во избежание порчи сетки при ее остановке приводы сеточной части и насоса высокого давления должны быть сблокированы. Как показывает практика, при работе с синтетическими сет­ ками наблюдается электрохимическая коррозия бронзовых ру­ башек ведущих, грудных валов и гауч-валов. Хорошие резуль­ таты получены при эксплуатации валов, изготовленных из нержавеющей стали или с резиновым покрытием [94].

Так как синтетические сетки имеют большую вытяжку (до 1,0—1,2%), чем сетки, изготовленные из фосфористой бронзы, необходимо увеличивать количество сетконатяжных устройств и предусматривать специальные механизмы для постоянного наблюдения за натяжением сетки или автоматического регу­ лирования натяжения.

Иногда на практике (особенно при установке синтетических сеток на действующие машины), чтобы не устанавливать до­ полнительные натяжные устройства, заказывают синтетические сетки на 100—200 мм короче сеток из фосфористой бронзы.

6.4.2. Формующие ящики

Формующий ящик (рис. 6.5, а) устанавливается за грудным валом, предназначается для регулирования процесса обезво­ живания и формования полотна. Обычно используют сплошные формующие ящики или ящики, состоящие из отдельных пла­ нок. Переднюю кромку покрытия ящика заостряют, чтобы приблизить ее к грудному валу. На скоростных машинах ино­ гда устанавливают гидропланки с рабочим углом 0,5° Благо­ даря гидропланкам создается разрежение, которое прижимает сетку к формующему ящику и предохраняет ее от вибрации в районе грудного вала.

Планки формующего ящика изготавливают из высокомоле­ кулярного полиэтилена или оксидной керамики, корпус — из нержавеющей стали. При сходе с грудного вала сетка не­ сколько провисает, поэтому для уменьшения износа планок формующего ящика переднюю кромку ящика устанавливают

не должно быть зазора, в который попадает вода и наруша­ ется стабильность формования. Во избежание захватывания воздуха ячейками сетки верхнюю губу напорного ящика уста­ навливают в таком положении, чтобы небольшая часть струи,