Способ сухого формования бумаги

 

Союз Советсннк

Соцналнстнчесннк

Республни

О П И С А Н И Е (ii)887677

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 03.12.79 (21) 2847100/29-12 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (53)M. Кл.

О 21 Н 5/26

Гоеударетвсииый конитвт

СССР

II0 делан изобретеиий и открытий (53) УДК676.76 (088. 8) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07 it2.81

1 (72) Авторы изобретения

А. Е. Гущин, Р В. Заводов, Г. С. Хратыш и О. К. Келлер;

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (7l) Заявитель (54) СПОСОБ СУХОГО ФОРМОВАНИЯ БУМАГИ

Изобретение относится к способам формования волокнистого слоя однородной структуры из аэровзвеси волокон и может быть использовано в цел— люлозно-бумажной промышленности дпя получения из волокон различного про— исхождения (в том числе древесноцеллюлозных) бумаги, картона, нетканных материалов и т. и.

Известные способы получения волокнистого слоя однородной структуры из аэровзвеси волокон основаны на том, что поток аэровзвеси подают на сетчатую поверхность. L результате фильтрации волокна осаждаются на ней в виде волокнистого слоя, а воздух, прошедший через сетчатую поверхность, удаляют.

При существующих способах формования бумаги аэродинамическим способом имеют место следующие недостатки:

1. Флокуляция волокон в пограничном слое (электростатические заряды, вращение волокон и т д.)Электризация волокон приводит к слипанию друг с другом, к оседанию их на стенках аэродинамической трубы формующего узла бумагоделательной машины, образуя скопления.

2. Вытягивание профиля поля скоростей за счет трения о стенки.

В ядре потока аэродинамические силы значительно преобладают по сравнению с пограничным. Наложение ультра10 звуковых колебаний приводит к равномерному распределению профиля поля скорости.

3. Потери на трение, 1S

При наложении ультразвуковых коле" баний трение о стенки канала сводят до минимума или совсем ликвидируют, в результате получается однородность волокнистого слоя на сетке.

Известен способ разделения и распределения целлюлозных волокон в виде равномерного слоя, путем подачи аэровзвеси волокон на бесконечную сетку

887677 и последующего осаждения на ней волокон 13..

Выбрасывание разделенных волокон на сетку при неуправляемом процессе способствует образованию флокуляции волокон, в результате чего нарушается однородность волокнистого слоя.

Недостатком известного способа является то, что полученный таким

Способом Материал не отвечает каче- 1О ственным характеристикам (образуются кусочки,смятости,хлопья и т.д,).Кроме того, поток аэровзвеси волокон получается неоднородный. Распределение по ширине например сетки) происходит неравномерно по толщине слоя.

Целью изобретения является интенсификация процесса формования и повышение качества бумаги.

Цель достигается тем, что при осуществлении способа сухого формования бумаги путем подачи аэровзвеси воло— кон на бесконечную сетку и последующего осаждения на ней волокон аэровзвесь волокон перед подачей на сетку подвергают в пограничном с пластинами слое ультразвуковым колебаниям со скоростью 0,5-10 — 2 .10 "1 м/с.

На чертеже изображена установка для осуществления способа формирования волокнистого слоя, где 1 — корпус аэродинамической трубы формующего устройства; 2 — перегораживающие пластинки; 3 — цилиндрические тела обтекания; 4 — механизм, подвергающий

35 аэровзвесь волокон ультразвуковым колебаниям.

Волокнистое сырье синтетическое, древесно-целлюлозные волокна и т, д.) подвергают дезинтеграции любым извест40 ным способом, например, на дисковой мельнице (на чертеже не показана), в результате чего аэровзвесь волокон поступает в аэродинамическую трубу формующего устройства, где она, встречаясь с цилиндрическими телами 3 обтекания и огибая их какой-то промежуток времени, движется самостоятельно и затем, соединяясь вновь, продолжает движение в едином потоке, На определенном расстоянии от сетки элементарные потоки аэровзвеси волокон сливаются в единый поток, так и не успев образовать отрывных зон, в результате чего получается ровное поле скоростей и, следовательно, увеличение производительности формующего устройства. Наложение ультразвуковых ( колебаний способствует получению дис-, пергированного потока с равномерным распределением его по ширине сетки формования.

Подвергая поток аэровзвеси волокон ультразвуковым колебаниям с колебательной скоростью 0,5 ° !Π— 2 х — 10 х 10 "О м/с устраняют указанные недостатки и получают однородный волокнистый слой по ширине сетки. За счет наложения ультразвуковых колебаний в, пограничном слое уменьшают трение волокна о стенки формующего устрой— ства, в результате чего повышается скорость формования волокнистого слоя.

Одной из причин, вызывающей хлопьеобразование при формовании бумаги сухим способом является электризация волокна. Наэлектризованные волокна слипаются друг с другом, оседают на стенках аэродинамической трубы формующего узла бумагоделательной машины, образуя скопления . Происходит флокуляция волокон обычно не в ядре потока, где аэродинамические силы весьма значительны, вследствие чего электростатические силы (кулоновые) не проявляются в должной степени . B пограничном слое энергия аэродинамической силы значительно меньше, чем в ядре потока, поэтому начинают преобладать электростатические силы.

Волокна, заряженные равномерно заряженными частицами, слипаются. Происходит укрупнение частиц, что отрицательно сказывается на свойствах бумаги. При наложении ультразвуковых колебаний интенсифицируется движение частиц, в результате чего воздействие электростатических сил сводится к минимуму или полностью исчезает. Флоку— ляция волокон при этом предотвращается.

Хорошо известно. что в потоках происходит вытягивание профиля поля скоростей вследствие наложения трения в пограничном слое (например о стенки канала). Вытягивание поля скоростей приводит к неравномерному распределению волокон в поперечном направлении сетки. Ультразвуковые колебания дают возможность снизить трение, в результате чего уменьшается вытягивание поля скоростей.

Пример 1, Поток аэровзвеси сульфитной беленой целлюлозы с влажностью lOX образуется описанным мето— дом при концентрации 20 г/м . Потоку аэровзвеси волокон сульфатной беленой

887677 целлюлозы с интенсивНостью турбулентности ЗОБ (со средней длиной волокон

0,7 мм) сообщают движение таким образом, что перед поцачей потока аэровзвеси волокон на сетчатую поверх- 5 ность в его пограничном слое волокна подвергают ультразвуковым колебаниям со скоростью 0,5-10 м/с. На выходе аэровзвесь волокон концентрируется з до 150 г/м, а интенсивность ее тур- tO булентности уменьшается до 8%. В ре— зультате воздействия ультразвуковых колебаний поперечные колебания в потоке аэровзвеси гасятся, уменьшаясь до 0,67. !5

После аэровзвесь, осаждаясь на сетке, образует на ней волокнистый слой, который поступает на проклейку, прессование, сушку, после чего образуется бумага с массой 50 г/м

26

Пример 2. Аэровзвесь вискозных волокон с влажностью 3Х со средней длиной волокна 3,2 мм при концентрации 10 г/м имеет интенсивность турбулентности 40%. Потоку аэровзвеси 25 сообщают движение в концентраторе таким образом, что перед подачей потока аэровзвеси волокон на сетчатую поверхность в пограничном слое его волокна подвергают ультразвуковым колебаниям со скоростью 2 ° 10 " м/с. На выходе аэро— взвесь волокон концентрируется до з

40 г/м, а интенсивность турбулентности потока снижается до 207. После удаления газа из сконцентрированно—

ro потока путем создания разрежения, равного 200 мм вод. ст., образуется однородный слой волокон с массой

20 г/м ; который затем поступает на дальнейшую обработку в проклеивающую, 40 прессовую и сушильную части бумагодедательной машины. Предложенный способ формования позволяет повысить скорость формования и однородность волокнистого слоя.

Данные приведены в таблице .

Однор одность поСпособ формования

Скорость формования полотна, лучаемого слоя (,неравномерность просвета бумаги), Х м мин

Известный

Предлагаемый

3l

Из данных таблицы следует, что скорость формования волокнистого слоя при воздействии ультразвуковых колебаний в пограничном слое по сравнению, с существующим способом формования увеличивается в 2,5 раза (с 31 до 77) и выше. Однородность волокнистого слоя также повышается с 28 до 40 (просвет) .

В настоящее время изготовлена лабораторная установка, на которой проведены стендовые испытания. Наилучшие положительные результаты получены предлагаемым способом при воздействии ультразвуковых колебаний со скоростью 0,5 - 10 - 2 10-10 м/с на поток аэровзвеси волокон перед подачей ее на сетку.

Формула изобретения

Способ сухого формования бумаги путем подачи аэровзвеси волокон на бесконечную сетку и последующего осаждения на ней волокон, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса формования и повышения качества бумаги, аэровзвесь волокон перед подачей на сетку подвергают в пограничном с пластинами слое ультразвуковым колебаниям со скоростью 0,5 ° 10 1 — 2-10 10 м/с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Патент США Р 3475791, кл. 19-156.3, 1969 (прототип).

887677

Заказ 10691/6

Тираж 410 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Кляпин

Редактор Т. Загребельная Техред Ж.Кастелевич Корректор M° . Коста