Устройство для определения концентрации целлюлозосодержащей суспензии

 

Сущность изобретения: образец массы загружают в плавающий в сосуде 10 корпус 1 и поршнем 5 с грузом 6 осуществляют прижим с заданным усилием. При этом корпус 1 опускается и устанавливается на опоре 13. Затем регистрируют количество воды (жидкой фазы), вытекающей из патрубка 9, объем которой соответствует концентрации суспензии, подвергающейся анализу. 2 ил. СП с VI 8 о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ Е СК ИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

70 юг.7

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4784410/04

{22) 19.01.90 (46) 23.10.92. Бюл. N 39 (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промышленности

{72) И.О.Пономарев и М.И.Юрков (56) В. Kesler and А, Henriksen. Measurement

of fiber content of kroft pulp slurries. Tappi, July 1971, v. 54, М 7, р. 1134 — 1139.

„„5U „„1770910 А1 (51)5 В 01 D 29/00, G 01 и 15/06 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕPЖАЩЕЙ СУСПЕНЗИИ (57) Сущность изобретения: образец массы загружают в плавающий в сосуде 10 корпус

1 и поршнем 5 с грузом 6 осуществляют прижим с заданным усилием. При этом корпус 1 опускается и устанавливается на опоре 13. Затем регистрируют количество воды (жидкой фазы), вытекающей из патрубка 9, объем которой соответствует концентрации суспензии, подвергающейся анализу. 2 ил.

1770910

Изобретение относится к устройствам для определения физико-механических свойств целлюлозосодер>кащей суспензии, в частности для определения ее концентрации. Оно может быть использовано на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности для экспресс-анализа концентрации массы, преимущественно до

30% (в диапазоне до 50%3.

Известно устройство для измерения концентрации массы (патент США

М 4301675, кл. 6 01 А 11/08, 33/34). Устройство содержит корпус, на донной части которого находится образец массы. Донная часть представляет. собой перфорированную перегородку, через которую вода выжимается из массы и поступает в общее сливное отверстие. В верхней части имеется устройство для создания давления на массу и выдавливания иэ нее воды.

Давление постепенно увеличивают. Наращивание давления осуществляют до начала вытекания воды, Регистрация величины давления осуществляется в Мо мент вытеснения из целлюлозы жидкой фазы. Недостатком данного устройства является то, что для внесения образца s прибор его сначала необходимо отобрать из потока, затем перенести в устройство для взвешивания и уже только потом поместить в устройство. Такое многократное перенесение образца волокнистой суспензии ведет к возрастанию погрешностей, Особенно зто проявляется на образцах с концентрацией до 15%, поскольку они склонны к отеканию и поскольку многократный . еренос пробы или части пробы ведет не только к потерям волокна, но и жидкой фазы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения концентрации целлюлозной суспензии ручным способом.

Устройство представляет собой цилиндрический корпус, разделенный перфорированной перегородкой на две камеры: верхнюю со сливным патрубком и перфорированным поршнем и нижнюю с патрубком подвода воды и патрубком для удаления жидкой фазы, подключенным к источнику вакуума, Принцип определения концентрации целлюлозной массы основан на измерении толщины папки, сформированной иэ образца целлюлозной суспенэии определенной массы (5 г) под действием поршня с определенным усилием.

Для осуществления анализа навеска целлюлозной суспензии помещается в верхнюю камеру между поршнем и перфорированной перегородкой, размешивается при

55 разбавлении ее водой, подаваемой по патрубку через нижнюю камеру и подвергается воздействию поршня с определенным усилием, Толщина сформировавшейся папки определяется по прошествии фиксированного времени с помощью микрометра. В статье представлены два варианта устройства — один с ручной загрузкой целлюлозного образца, а другой подачей его по трубе малого диаметра.

Недостатком устройства с ручной подачей массы является как и в предыдущем случае многократность переноса пробы из одной емкости в другую в процессе измерения, Поскольку при отборе каждой из проб за счет отекания массы ее концентрация не является однородной, результаты измерений будут отличаться друг от друга, а погрешность возрастать, Недостатком устройства с подачей массы по трубопроводу является ограничение применимости прибора, поскольку масса, начиная с 5% концентрации начнет забивать подводящие трубопроводы. Точность измерения ухудшится. Другим недостатком обоих вариантов устройства является подключение их к источнику вакуума, Изменение величины вакуума и быстрота его создания в устройстве будет сказываться на формирование папки целлюлозной суспенэии, ее толщины. Для поддержания вышеуказанных параметров необходимы соответствующие устройства, дающие свои погрешности. При определении концентрации массы эта погрешность также войдет в погрешность измерения, Тем самым ухудшается точность определения концентрации массы, Целью изобретения является повышение точности определения.

Указанная цель достигается тем. что в известном устройстве для определения концентрации, включающем установленный над опорами вертикальный корпус с размещенной в нем горизонтальной перфорированной перегородкой, установленным над ней поршнем с прижимным приспособлением и подсоединенным ко дну корпуса сливным па рубкам, согласно изобретению устройство снабжено сосудом с водой, в который погружены корпус с риской на внешней стороне и опоры, с патрубком для отвода фильтрата, размещенным в нижней части сосуда, гибкой связью, соединяющей патрубки, дополнительным трубопроводом, размещенным в сосуде с водой и соединяющим нижнюю часть корпуса с атмосферой.

Сравнение заявляемого решения с прототипом показывает, что оно отличается наличием сосуда с жидкостью, связью

1770910

20

50 патрубков для отбора жидкой фазы корпуса и сосуда, а также сообщением нижней камеры с атмосферой, Таким образом, предложение отвечает критерию "новизна".

Сущность изобретения заключается в том, что за счет совмещения элементов взвешивания массы и измерения ее концентрации в одном устройстве стабилизируется процесс стекания жидкости, снижая погрешности измерений.

Анализ других технических решений не позволил выявить признаки, сходные с отличительными для придания объекту свойств, присущих заявляемому устройству, следовательно, можно сдедать вывод о соответствии предложения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — график зависимости концентрации массы от объема отделившегося фильтрата.

Устройство содержит корпус 1, разделенный перфорированной перегородкой 2 на верхнюю и нижнюю камеры 3 и 4, В верхней камере находится поршень 5 с силовым элементом в виде груза 6, в нижней имеется патрубок 7 для отвода жидкой фазы, соединенный гибкой связью, например шлангом или сильфоном 8 с патрубком 9 сосуда 10 с жидкостью, например, дистиллированной водой, маслом и т.д, Патрубок 9 имеет кран 11.

На внешней стороне корпуса устройства нанеСена риска 12 для регистрации количеств помещенной в него для анализа целлюлозной суспензии. В сосуде с жидкостью имеется опора 13 для устройства. В опоре проделана прорезь для гибкого шлан.: га 8. Корпус 1 устройства плавает в сосуде с жидкостью. Камера 4 сообщается с атмосферой с помощью патрубка 14.

Устройство работает следующим образом.

Образец массы загружают в плавающий корпус 1. Загрузка осуществляется до риски

12. Загрузку ведут при закрытом кране 11.

Устанавливают на порцию загруженной суспензии поршень 5 с грузом 6. При этом корпус 1 опускается вниз и устанавливается на опоре 13. Жидкость в сосуде не переливается через корпус 1. Шланг 8 заходит в прорезь опоры 13. Одновременно с опусканием поршня 5 открывают кран 11 и регистрируют количество вытекающей воды за установлен н ый и ром ежуток времени (мерный цилиндр на чертеже не показан).

Объем вытекшей воды соответствует концентрации целлюлозосодержащей суспензии, подвергающейся анализу, Отделяющаяся из целлюлозосодержащей суспензии жидкая фаза попадает в нижнюю камеру 4 корпуса 1 и через гибкий патрубок

8 вытекает в мерный цилиндр (на черт. не показан). В нижней камере имеется воздух, который запирается при течении жидкой фазы через гибкий шланг 8, Такой воздушный пузырь замедляет последующее истечение жидкости и делает его нестабильным.

Соединение камеры 4 с атмосферой, изменение давления в которой незначительно и не требует дополнительных приборов для поддержания, практически не вносит в определение концентрации массы дополнительной погрешности, как это может произойти в случае использования вакуума.

Экспериментальным путем получают тарировочную кривую в координатах — концентрация массы — объем, удаляемый при сжатии жидкой фазы. Для получения тарировочной кривой используют несколько образцов массы известной концентрации. Эту суспензию загружают в устройство и определяют количество стекшей воды при воздействии на нее поршня за определенное время.

Пример. Тарировочная кривая для определения концентрации небеленой хвойной сульфатной целлюлозы жесткостью

25 единиц Каппа и вязкостью 610 мПз в наиболее употребительном диапазоне представлены на фиг. 2. Условия сжатия— поршень с грузом 15 кг, время сжатия 15 мин.

Определение погрешности измерения в предлагаемом устройстве осуществлено экспериментально. Данные представлены в табл. 1.

В табл. 2 приведены данные по погрешности измерения концентрации массы в сравнении с прототипом.

Помимо изменения концентрации массы, предлагаемое устройство может быть использовано для измерения того свойства целлюлозосодержащего материала, изменение которого влечет за собой изменение прочности волокнистого каркаса, а следовательно, и объема выделившейся из него при сжатии поршнем жидкой фазы

Могут быть определены степень помола (без обязательного по стандартной методике разведения суспензии до низкой концентрации), содержание неорганических нерастворимых компонентов (талька, каолина и т.д,), компонентный состав бумажной смеси (смесь лиственной и хвойной целлюлозы, сульфитной и сульфатной, смесь целлюлозы и древесной массы.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом позволит повысить точность измерений, поскольку исключает

1770910

Таблица 1

Таблица 2

a О, опыта 2,5 g,, неоднократную загрузку и переноску испытываемого образца, а также не требует средств для поддержания необходимых параметров процесса, имеющих свои погрешности, отрицательно влияющие на погрешности прибора в целом.

Формула изобретения

Устройство для определения концентрации целлюлозосодержащей суспензии, включающее установленный над опорами вертикальный корпус с размещенной в нем горизонтальной перфорированной перегородкой, установленным над ней поршнем с прижимным приспособлением и подсоединенным ко дну корпуса сливным патрубком, отличающееся тем,что.сцелью

5 повышения точности определения, устройство снабжено сосудом с водой, в который погружены корпус с риской на внешней стороне и опоры, с патрубком для отвода фильтрата, размещенным в нижней части сосуда, 10 гибкой связью, соединяющей патрубки. дополнительным трубопроводом, размещен. ным в сосуде с водой и соединяющим нижнюю часть корпуса с атмосферой. асчетным путем из ошибки

1770910

{00 300 ц00 600 800 {ÎÎÎ

СЕЬЕ1 O Behufui eZOCA P nbfnPC! Cf, М4

Фиг. Z

Составитель И. Пономарев

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М. Ткач

Редактор А. Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3740 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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