Устройство для изучения радиальной фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, используемой в целлюлозно-бумажной промышленности для изучения фильтрационных характеристик волокнистых масс. Цель изобретения - повьппение точности измерения . Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, внутри которого расположен нижний поршень 2 в виде кольца. В отверстии нижнего поршня жестко закреплен центральньш перфорированньй цилиндр 4, а на поверхностях нижнего поршня установлен внешний перфорированный цилиндр 5. Между центральным и внешним цилиндрами расположен верхний поршень 3. Волокнистую массу помещают между верхним и нижним поршнями. Верхняя часть центрального перфорированного цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и имеет средство фиксации положения верхнего поршня 3 на центральном цилиндре. 1 ил. (Л со ел со э э

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (g11 4 G 01 N 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4087382/31-12 (22) 20.05.86 (46) 15. 12. 87. Бюл. Ф 46 (71) Ленинградская лесотехническая академия им. С.M.Кирова (72) О.В„Новосельцев (53) 681.17(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н2 1285357, кл. G 01 N 15/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАДИАЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ КОЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ

ВОЛОКНИСТЫХ МАСС (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, используемой в целлюлозно-бумажной промышленности для изучения фильтрационных характеристик волокнистых масс. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, внутри которого расположен нижний поршень 2 в виде кольца. В отверстии нижнего поршня жестко закреплен центральный перфорированный цилиндр 4, а на поверхностях нижнего поршня установлен внешний перфорированный цилиндр 5. Между центральным и внешним цилиндрами расположен верхний поршень 3. Волокнистую массу помещают между верхним и нижним поршнями. Верхняя часть центрального перфорированного цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и имеет средство фиксации положения верхнего поршня 3 на центральном цилиндре. 1 ил.

13 >9?22

Перед началом опыта корпус 1 заполняют водой. В держатель образца, образованный внешним 4 и центральным 3 перфорированными цилиндрами и нижним 2 и верхним 5 поршнями, помещают образец древесно-волокнистой массы 9. При помощи средства фиксации (резьбы) устанавливают поло>кение верхнего поршня 5 на определенной высоте центрального перфорированного цилиндра 5. При этом объем держателя образца устанавливают в зависимости от веса образца и заданной концентрации. Излишки воды при этом вытесняются через перфорацию цилиндров 3 и 4 в объем корпуса

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, а более конкретно к устройствам для изучения фильтрационных характеристик волокнистых масс, например скорости или сопротивления фильтрации жидкости через кольцевой образец целлюлозы или древесной массы.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид, разрез.

Устройство для изучения радиальной 15 фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из прозрачного материала, внутри которого установлен с возможностью перемещения нижний пор-2р шеиь 2, выполненный в виде кольца. В отверстии кольца нижнего поршня 2 жестко закреплен центральный перфорированный цилиндр 3, а на поверхности нижнего поршня 2 коаксиально установлен внешний перфорированный цилиндр 4. В кольцевом зазоре между перфорированными цилиндрами 3 и 4 установлен верхний поршень 5, выполненный со средством фиксации положения на центральном перфорированном цилиндре 4. Нижний поршень снабжен уплотняющими прокладками б, выполненными из полимерного материала с низким коэффициентом трения, например

35 из фторопласта. На поверхности корпуса нанесена шкала ?, для контроля перемещения нижнего поршня 2 в корпусе 1, а внизу корпуса присоединена градуировочная трубка 8 для контроля 4 перепада давления.

Устройство работает следующим образом.

1. Под действием веса держателя образца, а в случае необходимости и дополнительного груза, держатель образца перемещается в корпусе вниз.

При этом вода через перфорацию центрального цилиндра 3 профильтровывается сквозь кольцевой образец волокнистой массы в направлении от центра и выходит через перфорацию внешнего цилиндра 4 в верхнюю часть корпуса 1. Скорость перемещения и количество фильтруемой .воды определяют по величине перемещения образца, регистрируемой по шкале 8. Движущую силу процесса фильтрации замеряют по перепаду уровней в градуированной трубке 8 и в корпусе 1.

Скорость фильтрования и через кольцевой образец волокнистой массы определяют по формуле

hP

Я = ----------- > (®ен и) где ЬР— перепад давления, Па

r — удельное сопротивление фильтрации массы, Па ° с, м

R» R — радиусы внешнего и центрального перфорированных цилиндров, м.

Удельное сопротивление фильтрации

r волокнистой массы определяют по формуле

2 и Н dP Па с

1 (— — )

Ке м

pVln--

К„ где — 3,14;

Н вЂ” высота кольцевого слоя волокнистой массы, м, вязкость жидкости, Па с

1n — натуральный логарифм;

V — объем фильтруемой через образец воды, м, R „, RL — радиусы внешнего и центрального перфорированных цилиндров, м.

На предлагаемом устройстве с размерами корпуса R = 60 мм, Бед= 50мм

R = 30 мм были проведены опыты по

Ц определению времени полного вытеснения межволоконной (поровой) жидкости.

В качестве образца волокнистой массы брали сульфатную хвойную небеленую целлюлозу. При высоте кольцевого образца Н = 25 мм было установлено, что полное вытеснение межволоконной

1359722

Ооставитель Г.Новикова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Патай

Редактор Т.Парфенова

Заказ 6150/47

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 жидкости в предлагаемом устройстве происходит за 234 с, тогда как в аналогичных условиях на устройстве по прототипу оно происходит за 267 с, т.е. точность измерений повышается за счет снижения сопротивления. Опыт эксплуатации предлагаемого устройства показал, что определение параметров фильтрации кольцевых образцов 10 дает достаточную точность для проектирования конкретного технологического оборудования.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность резуль-15 татов исследований и получить надежные данные для расчета и проектирования транспортных трубопроводов и устройств для обработки волокнистых масс жидкими реагентами, например для рас- 20 чета статических смесителей, выполненных в виде коаксиальных цилиндров, в которых масса обрабатывается в виде кольцевого слоя, а фильтрация реагента осуществляется в радиальном 25 направлении.

Экономический эффект от использования изобретения может быть получен за счет интенсификации процессов 30 транспортировки и обработки волокнистых материалов, а также за счет разработки и внедрения в производство новых более эффективных устройств для промывки и отбелки волокнистых материалов в целлюлозно-бумажной промышленности.

Формула изобретения

Устройство для изучения радиальной фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс, содержащее цилиндрический корпус, расположенные в нем верхний и нижний кольцевые подвижные поршни, внешний и центральный перфорированные цилиндры, коаксиально раз-. мещенные в корпусе, индикатор перемещения поршней в корпусе и индикатор перепада давления на образце, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном упрощении устройства, нижний поршень снабжен кольцевыми прокладками, выполненными из материала с низким коэффициентом трения и контактирующимИ с внутренними стенками корпуса, центральный перфорированный цилиндр жестко закреплен в отверстии нижнего поршня, а внешний перфорированный цилиндр свободно установлен на нижнем поршне, причем верхний поршень размещен в кольцевом зазоре между внешним и центральным перфорированными цилиндрами, при этом верхняя часть центрального цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и снабжена средством фиксации положения верхнего поршня на центральном цилиндре.