Сортирование бумажной массы
3.9. Сортирование бумажной массы
Назначение – удаление пучков и узелков волокон, защита напорного ящика и сеточной части машины от повреждений посторонними включениями и дефлокуляция бумажной массы. Машинные сортировки работают при низкой концентрации массы.
Сортировки с гидродинамическими лопастями (напорные сортировки).
Отличительной особенностью этих машин является сортирование волокнистой суспензии под напором в герметически закрытом корпусе.
Сортировка состоит из корпуса, сита, ротора с гидродинамическими лопастями и привода. В напорных сортировках обычно устанавливаются цилиндрические сита со шлицевыми прорезями. Для создания напора обеспечивающего сортирование массы через перфорированную поверхность ситового барабана применяются гидродинамические лопасти (рис. 53). Лопасть имеет форму в виде капли. При вращении лопасти более широкая часть создает напор (т.к. уменьшается зазор между лопастью и ситом). При этом часть массы находящаяся между лопастью и ситом отбрасывается на сито. Волокна, размеры которых меньше размеров перфорации сита проходят сквозь сито, а большие крупные частицы задерживаются. При дальнейшем движении лопасти зазор между лопастью и ситом увеличивается и образуется небольшое разряжение. Под этим воздействием слой волокон, отложившийся на сите, полностью или частично разрушается, что способствует самоочистке сита. Эти крупные частицы под действием сил тяжести опускаются вниз сортировки и далее выводятся.
Рис. 53 - Принцип работы гидродинамической лопасти
Рекомендуемые материалы
Концентрация массы при сортировании 0,6-1,2%.
Важной особенностью сортировок давления, влияющей на процесс сортирования, является то, что рабочее пространство всегда полностью заполнено массой, поэтому изменение количества массы, подаваемой на сортирование в пределах 15-20%, не сказывается на эффективности очистки. На работу сортировки почти не влияет изменение давления на входе и концентрация поступающей массы.
Существует несколько основных типов сортировок.
Селектифайер (узлоловитель типа УЗ) (рис.54).
Масса в селектифайер подается тангенциально (касательно к поверхности) под давлением и заполняет внутреннее пространство аппарата, огражденное ситом. Хорошие волокна проходят сквозь сито, а отходы проваливаются на дно в желоб для отходов.
Основная часть отходов удаляется непрерывно - это обязательное условие нормальной работы сортировки. Для лучшего выведения отходов в патрубок выхода отходов может подаваться вода.
уменьшается возможность механического повреждения сит при сохранении чистоты их поверхности. Применяют одну, две, редко три ступени сортирования. Отходы с одной ступени составляет 3…5 % и на сортировке последней ступени часто устанавливают камеру отходов, которая открывается через определенный промежуток времени или по мере заполнения.
Рис.56-Односитовая напорная сортировка с цилиндрическим ротором: 1 – подача массы; 2 – выход тяжелых отходов; 3 – сито; 4 – барабан с полусферами; 5 – выход отсортированной массы; 6 – выход отходов
Амплитуду пульсаций можно регулировать, изменяя зазор между лопастью и ситом.
Машинные сортировки устанавливаются в непосредствен-ной близости от напорного ящика, чтобы флокулы не могли образоваться вновь. Для исключения слизеобразования к внутренней поверхности сортировок предъявляются высокие требования по гладкости, а фланцевые соединения должны быть типа «метал–метал». Одно из основных требований к машинным сортировкам – низкие пульсации. Пульсации при работе напорных сортировок неизбежны. Для процесса же формования полотна пульсации являются негативным фактором, поэтому их частоту и интенсивность строго лимитируются. Частота пульсаций определяется скоростью вращения ротора и количеством лопастей.
Частота пульсаций должна быть не ниже 27 циклов в минуту.
На рис. 57 приведена современная сортировка. На рис.58 показан вариант ротора сортировки.
Рис. 57 – Схема современной сортировки
Рис. 58 –Вариант ротора сортировки
В современных сортировках используют сита с круглыми (просверленными) или щелевыми отверстиями. Круглые отверстия сит лучше задерживают продолговатые загрязнения, щелевые – загрязнения шаровидной и кубической формы. Чем меньше размер отверстий сит, тем выше эффективность сортирования.Рекомендуемые диаметры отверстий сит машинных сортировок 1,6…2,4 мм, шлицы 0,25-0,7 мм.
Напорные сортировки обычно выполнены вертикальными, но могут быть и горизонтальными.
Пульсация давления
Пульсация давления в потоке волокнистой суспензии является фактором, оказывающим непосредственное влияние на колебания массы 1 м2 бумаги в продольном направлении. Измерение пульсаций давления возможно, но технически трудно осуществимо из-за отсутствия портативного измерительного оборудования и необходимости ввода датчиков пульсаций в трубопроводы. Измерение пульсаций давления целесообразно лишь при разовом диагностировании оборудования.
Диапазон пульсаций 0,1…150 Гц. Причины возникновения:
- оборотные и лопастные частоты смесительных и массных насосов, напорных сортировок и их гармоники;
- собственные частоты колебаний корпусов напорных ящиков в продольном направлении;
- собственные частоты колебаний верхней губы напорного ящика;
- собственные частоты колебаний вихревых очистителей;
- собственные частоты колебаний корпусов мокрых отсасывающих ящиков в продольном направлении;
- частоты вращения некоторых валов сеточного стола, чаще сетконатяжных валов;
- частоты пульсаций вакуума в отсасывающих ящиках;
- собственные частоты автоматического регулирования уровня массы в напорном ящике, давления воздушной подушки и концентрации массы; собственные частоты колебаний массы в напорном ящике и гасителе колебаний;
- частоты вынужденных колебаний станины сеточного стола в продольном направлении, а также источники, которые трудно было представить как причину колебаний массы 1 м2 бумаги: частоту колебаний вибросортировки отходов, частоту вращения роторов двигателей вакуумнасосов и даже частоту вращения поршневых компрессоров, находящихся в соседнем здании.
Основным источником вибрации конструктивных источников массоподготовительной системы является пульсация давления, генерируемая смесительными насосами и напорными сортировками, с частотами, равными и кратными частотам вращения роторов («оборотным» частотам) и произведению частоты вращения ротора на число лопастей («лопастным» частотам). Интенсивность пульсаций давления, а, следовательно, вибрация насоса, зависит от технического состояния смесительного насоса: неуравновешенности крылаток, отклонения размеров и шага лопастей, биения крылатки в подшипниках, несоосности роторов насоса и двигателя, нестабильности частоты вращения ротора. Вибрация резко возрастает при неполной загрузке насоса. При подачах, меньших расчетной, в проточной части насоса возникают обратные течения, которые приводят к низкочастотным пульсациям большой амплитуды. При перегрузке насоса возникают пульсации из-за развития кавитации на лопастях рабочего колеса. Частота этих пульсаций кратна частоте вращения ротора, появляется также несколько пиков на низких частотах. Амплитуды пульсации и вибрации резко уменьшаются в точке характеристики насоса, соответствующей максимальному КПД.
Важным фактором, влияющим на параметры пульсации и вибрации, является постоянство подпора на всасывании насоса. Известен случай, когда из-за колебаний уровня массы и образования поверхностных волн в бассейне подсеточной воды небольшого объема резко увеличилась вибрация всасывающего трубопровода смесительного насоса до 2 мм/с. На другом предприятии по аналогичной причине постоянно обрывалась связь всасывающего трубопровода с бассейном. Для предотвращения обрыва трубопровод был залит бетонным массивом массой до нескольких тонн.
Бесплатная лекция: "25.2 Руководитель - посредник в конфликте" также доступна.
В насосах с двухсторонним подводом суспензии пульсации давления и вибрация меньше, чем в насосах с односторонним подводом. С ростом частоты вращения ротора насоса и увеличением диаметра крылатки пульсации и вибрации возрастают, а с увеличением лопаток снижаются.
Параметры вибрации напорных сортировок увеличиваются с возрастанием частоты вращения ротора, с увеличением неуравновешенности ротора и его биениях, при эксцентричности сит относительно оси ротора, при неполном заполнении узлоловителей массой и при плохой выверке зазоров лопастей и сита, при процессе сортирования, ведущемся при гидравлических перегрузках, например, при засорении сит.
Роторы с прямыми лопастями возбуждают более интенсивную вибрацию, чем роторы с наклонными лопастями. Пульсации и вибрация напорных сортировок уменьшаются, если наклон лопастей обеспечивает их взаимное перекрытие. Увеличение числа лопастей сортировки при одной и той же частоте вращения ротора уменьшает вибрацию.
Вихревые очистители возбуждают вибрацию опорных конструкций на их собственных частотах. Интенсивность вибрации уменьшается с увеличением массы, жесткости и демпфирования. Вибрация блоков вихревых очистителей является дополнительным источником пульсаций давления в потоке волокнистой суспензии.
Вибрация трубопроводов, насосов и сортировок, а также пульсации давления в потоке резко увеличиваются при волновом резонансе в массоподготовительной системе и механических резонансах трубопроводов и корпусов насосов и сортировок. На величину пульсации оказывают влияние конфигурации трубопроводов и их крепление. Резкие изгибы трубопроводов, плохая сборка фланцевых соединений повышают вибрацию. Следует избегать резких поворотов и изменений сечений трубопроводов, соединений труб под прямым углом. В частности, перед смесительным насосом всасывающий трубопровод должен иметь прямолинейный участок длиной не менее шести диаметров.
