Способ обезвоживания волокнистого материала

 

Изобретение относится к технологии производства волокнистого материала и может быть использовано в бумажной промышленности. Цель изобретения - интенсификация процесса обезвоживания. Обезвоживаемый волокнистый слой 1 совместно с сеткой 2 движется относительно обезвоживающего элемента 3, снабженного излучателем 4, создающего над сеткой аэрозольное облако, которое улавливается вне зоны действия ультразвука при помощи, например, ловушки 5. Вода удаляется из волокнистого слоя как под сетку, так и посредством улавливания аэрозольного облака. Благодаря этому повышается интенсивность обезвоживания волокнистого слоя. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ)(РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 D 21 F 1 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4272519/29-12 (22) 01 . 07.87 (46) 07,08.89. Бюл. N - 29 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промышленности (72) В.М,Бобтенков и А.В.Сметанин (53) 676.2.05.659 (088.8) (54) СПОСОБ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВОЛОКНИС-

ТОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к технологии производства волокнистого материала и может быть использовано в

2 бумажной промышленности. Цель изобретения — интенсификация процесса обезвоживания. Обезвоживаемый волок- . нистьш слой 1 совместно с сеткой 2 движется относительно обезвоживающего элемента Э, снабженного излучаYeJIeM 4, создающего над сеткой аэрозольное облако, которое улавливает" ся вне зоны действия ультразвука при помощи, например, ловушки 5. Кода удаляется из волокнистого слоя как под сетку, так и посредством улавливания аэроэольного облака. Благодаря этому повышается интенсивность обезвоживания волокнистоиэ слоя. 1 ил.

3 1498860

Изобретение относится к технологии и производству волокнистого материала, преимущественно бумаги, и может быть использовано в бумаж5 ной промьш ленности. (Цель изобретения — интенсификация (:процесса обезвоживания.

На чертеже представлена схема осуществления способа. 10

Обезвоживаемый волокнистый слой

1 совместно с сеткой 2 движется относительно обезвоживающего элемента

3, оснащенного излучателем ультразвука 4 (например,магнитострикционного), 15 подающего ультразвуковые колебания через сетку 2 к волокнистому слою 1.

При прохождении зоны ультразвуковых колебаний происходит обезвоживание водно-волокнистой суспензии с обра- 20 зованием ультразвукового фонтана над водно-волокнистым слоем. Частицы жидкости ультразвукового фонтана движутся по инерции по ходу движения сетки 2 и улавливаются вне эоны облучения, например, в ловушку 5, Пример. Водногволокнистая суспензия представляет собой смесь воды и волокон сульфа IIoH беленой ( целлюлозы с концентрацией 2-15%. 30 Скорость движения сетки совместно с водно-волокнистой суспензиеГ, составляет 1000 м/мин, При прохождении водно-волокнистой суспензии совместно с сеткой над зоной облу- 35 чения ультразвуком А при интенсив- . ности 0,1 — 10 Вт/м возникает ультра2, звуковой фонтан водно-волокнистой суспензии и одновременно повышается капиллярная проводимость волокнисто- 40 го слоя, образованного на сетке.

Таким образом происходит двухстороннее обезвоживание, т.е. вниз под воздействием сил вакуума и при наличии повышенной капиллярной проводи- 45 мости и вверх при наличии ультразвукового фонтана над сеткой.

Ультразвуковой фонтан как физическое явление возникает на границе (поверхности) раздела двух различных по своим физическим характеристикам (плотности и скорости распространения звука) сред, если в первой из них действует излучатель ультразвука.

При этом интенсивность и направление действия ультразвукового фонтана определяются величиной и знаком радиационного давления, создаваемого ультразвуковой волной на границе раздела двух сред, которые зависят от интенсивности ультразвука и от коэффициента радиационного давления: если последний положителен, то ультразвуковой фонтан направлен из первой среды во вторую, а если отрицателен, то имеет место образование обратного ультразвукового фонтана, действующего в направлении той среды, в которой работает ультразвуковой излучатель.

Радиационное давление на границе раздела двух сред р К вЂ”, Дж/м (1) где к - (> — - +к<> + - ));

С С

С, С, К вЂ” коэффициент радиационного давления;

С, и С вЂ” скорости звука в 1-й и

2-й средах, м/с;

I — плотность потока звуковой мощности в l-й среде на границе раздела с 2-й средой, Вт/м р. С вЂ” p» C 2

R (— — — — — — -) — ко эффициен т о тгС+ С ражения звуковой энергии от границы раздела двух сред; р, и р - плотности 1-й и 2-й сред, Напускаемая на сетку водно-волокнистая суспензия имеет плотность, близкую к плотности воды, но значительно больше (в 800 раз) плотности воздуха и скорость распространения звука, близкую к скорости звука в воде, но существенно больше (в 5 раз) чем в воздухе, в результате коэффициент отражения звука от границы раздела сред суспензия " воздух имеет величину

R- (— — — — --) (1 - 2" — ) -"

-Рт C i — o С Р ср 2 . g„c„+ g„c„ pÄ CÄ

Ря Са

1 - 4 — — — 1 - 4П;

Р, С, где D = — — — —;коэффициент прохож-.

Рд С

С, дения звука .через границу.

Коэффициент радиационного давления на этой границе имеет величину

1498860

+ — ) с

Среднеквадратическое ускорение частичек суспензии (в том числе на

1 (-1 +1 С1 ее свободной поверхности)

С2 С !!ар = 2 Vñð = 17,1 м/с .

Указанное значение ускорения су2-40 (1 + — ).

С1

Пествеино больше, чем ускорение своC т бодного падения g 9,81 м/с, так

Подставляя численные значения что частички влаги отрываются от своЭ з.

10 кг/м С, = 1,5 10 м/с; !О бодной поверхности массной суспензии, — 1,3 кг/м ; С = 343 м/с, полу- облучаемой в докавитационном режиме чают 1,994. ультразвуком минимальной интенсивности

Для водно-волокнистых суспенэий, (1= 0,1 Вт/м ), и витают в воздухе, образуя используемых при производстве бумаги визуально наблюдаемое явление ультразвуи картона, принятая величина плот- 5 ково"-о фонтана (во избежание разрушения ности может изменяться (в сторону сетки интенсивность ультразвуковых увеличения) в пределах до 20 а колебаний не должна превышать оу

2 скорости распространения звука в ней 10 BT/M ) (в сторону уменьшения) — в пределах Выбор водно-волокнистой суспензии до 30 .. Однако коэффициент радиацион 20 с концентрацией 2-15% обусловлен тем, ного давления при этих изменениях что при данных параметрах достигается остается. положительным и сохраняет наибольшая эффективность обезвоживавеличину, близкую к двум вЂ,возмож- ния и. существенное сокращение энерному своему максимальному значению. гозатрат, Таким образом, анализ возможных 25 При концентрации менее 2% отсутчисловых значений коэффициента радиа- ствуют достаточные связи между волокционного давления в данном случае нами на сетке и под воздействием ультпоказывает, что ультразвуковой фон- раэвука вместе с водной находится тан на.границе суспензия — воздух большое количество волокон. При конв случае подачи ультразвука в вод- 30 центрации больше 15 воду, находящую-., . но-волокнистую суспензию возникает ся в промежутках между волокнами, нев условиях, близких к оптимальным, возможно удалить предлагаемым спосои действует в нужном направлении— бом. из массной суспензии в окружающую Предлагаемый способ позволит сувоздушную среду. 35, щественно интенсифицировать процесс

Оптимальным для обеспечения до- обеэвоживаниЯ волокнистого матеРиала, статочной надежности и долговечност УлУчшить качество и соКРатить энеРгоустройства является докавитационный затраты. режим работы ультразвукового излу- ф 0 Р м У B a и 3 0 Р чателя. Для определения практической 40 Способ обезвоживания волокнистого осуществимости такого режима работы матеРиала, включаюший возбужДение предлагаемого устройства рассматривают УльтРазвУковых колебаний в сформиро.— рабочие характеристики ультразвуко- ванном на сетке волокнистом слое и вого фонтана при минимальной интен- ОтвоД отДеленной жиДкой фазы поД сивности излучения.. 45 действием вакуума через сетку, о т—

T = 10 Вт/см = О,! Вт/м (до- - л и ч а ю щ и и с Я тем, что, с целью интенсификации процесса обезкавитационный режим возможен и при интенсивности в 10 — 100 раз больвоживания, жидкую фазу дополнительно отводят со стороны наружной поверхшей ), отсутствует опасность кавитаности волокнистого слоя переводом ее ционного разрушения излучающей пласв аэроэольное состояние при интенсивтины и сетки и при рабочей частоте ности ультразвука 0,1 †!0 Вт/м и знаизлучателя, равной Е 1О+ Гц сред1 ц, р д чении коэффициента радиационного давнеквадратическая скорость колебаний ления на наружной поверхности волокчастиц суспензии равна нистого слоя К 7 1,9, а затем пРОизV = — — = 2 6 10 M/с

I -+

CP yC водят. улавливание аэрозоли вне эоны действия ультразвука.