Способ сортирования волокнистой суспензии и устройство для его осуществления

СПОСОБ СОРТИРОВАНИЯ ВОЛОКНИСТОЙ СУСПЕНЗИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
1. Способ сортирования волокнистой суспензии, включающий подачу волокнистой суспензии к ситовому барабану под давлением, продавливание ее через ситовой барабан при помощи импульсов давления и турбулентных пульсаций, создаваемых возмущающими элементами, отвод кондиционной суспензии и отходов, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности сортирования в расширенном диапазоне концентрации сортируемой суспензии, поток суспензии при подаче к ситовому барабану разделяют на ряд струй, которые разгоняют до скорости не менее 2 - 4 м/с относительно возмущающих элементов, а затем соударяют с последними.
2. Устройство для сортирования волокнистой суспензии, содержащее корпус с патрубками для подвода волокнистой суспензии и отвода кондиционной суспензии и отходов, установленные в корпусе ситовой барабан и внутри него на приводном валу барабан с возмущающими элементами, так, что боковые поверхности барабанов образуют между собой зону сортирования, отличающееся тем, что, с целью повышения интенсивности сортирования в расширенном диапазоне концентрации сортируемой суспензии и повышения надежности устройства, приводной вал барабана выполнен полым по длине барабана, снабжен разгонными патрубками и соединен с патрубком для подвода суспензии, при этом входные концы разгонных патрубков соединены с полым валом, выходные - с зоной сортирования, а их оси направлены к поверхности возмущающих элементов.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что возмущающие элементы выполнены полыми с окнами, посредством которых разгонные патрубки соединены с зоной сортирования.
4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что центральные оси окон, лежащих в одной плоскости возмущающих элементов, попарно ориентированы одна к другой под углом , который выбирают из интервала 10 180 .
5. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что возмущающие элементы выполнены в форме диффузоров, сужающихся в направлении нормали к поверхности барабана.
6. Устройство по пп. 2 и 3, отличающееся тем, что разгонные патрубки выполнены с закрепленными на их выходных концах диффузорными насадками.
7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что полый вал выполнен в виде усеченного конуса, ориентированного большим основанием в сторону к патрубку для подвода суспензии.

Изобретение относится к области целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам сортирования волокнистой суспензии.
Цель изобретения - повышение интенсивности сортирования в расширенном диапазоне концентрации сортируемой суспензии.
На фиг.1 изображена схема потока суспензии в зоне сортирования по предлагаемому способу с возмущающими элементами в форме гидродинамических лопастей; на фиг.2 - то же, известный способ; на фиг.3 - то же, с возмущающими элементами; на фиг.4 - схема потока суспензии в устройстве, где окна, лежащие в одной меридиональной плоскости возмущающих элементов, попарно ориентированы друг к другу под углом ; на фиг.5 - предлагаемое устройство с возмущающими элементами в форме гидродинамических лопастей; на фиг.6 - то же, поперечный разрез; на фиг.7 - предлагаемое устройство с возмущающими элементами, выполненными с полыми окнами.
Устройство для сортирования содержит корпус 1 с патрубками для подвода волокнистой суспензии 2 и отвода кондиционной суспензии 3 и отходов 4, установленные в корпусе 1 ситовой барабан 5 и внутри него полый барабан 6 с возмущающими элементами 7, боковые поверхности барабанов образуют между собой зону сортирования 8. Внутpи полого барабана 6 установлен связанный с приводом 9 коллектор 10, полость 11 которого выполнена в форме конуса и сообщена через торец коллектора с патрубком для подвода суспензии 2, а через боковую поверхность - с зоной сортирования 8 посредством разгонных патрубков 12, закрепленных в полом барабане 6 так, что оси выходных концов разгонных патрубков 12 пересекают поверхность возмущающих элементов 7. Кроме того, возмущающие элементы 7 могут быть выполнены полыми с окнами 13 и установлены так, что полость 11 коллектора 10 сообщена с зоной сортирования 8 посредством полостей 14 и окон 13 возмущающих элементов 7. Окна 13 лежащих в одной меридиональной плоскости возмущающих элементов 7 могут быть попарно ориентированы друг к другу под углом , который выбирают из интеpвала 10^о 180^о (фиг.4). При исполнении возмущающих элементов 7 полыми с окнами 13, возмущающие элементы могут быть выполнены в форме диффузора, сплюснутого в направлении нормали к поверхности полого барана 6, а разгонные патрубки 12 могут быть выполнены в виде сопл с закрепленными на их выходных концах диффузорными насадками 15.
Волокнистая суспензии через патрубок для подвода суспензии 2 поступает в полость 11 коллектора 10, где поток суспензии согласно предлагаемому способу разделяется на ряд струй, втекающих в разгонные патрубки 12. Двигаясь по разгонным патрубкам 12, которые вращаются вместе с возмущающими элементами 7, струи ускоряются относительно возмущающих элементов и вследствие того, что оси концов разгонных патрубков пересекают поверхность возмущающих элементов, соударяются с ними. При соударении с возмущающими элементами струи в значительной мере теряют свою кинетическую энергию, которая превращается в пульсационную, причем степень этого превращения , равная отношению пульсационной скорости U^l потока соударения к скорости струй в разгонном патрубке достигает 70-100%.
Для повышения скорости набегания (V_эп-V_{т сусп}) и интенсивности турбулизации возмущающие элементы 7 выполнены полыми с окнами 13. При этом в полости возмущающих элементов турбулизация соударяющихся с поверхностью струй происходит более полно, чем на открытой поверхности, а окна 13 придают турбилизационному потоку необходимую скорость (фиг.3). При ориентации окон 13 относительно друг друга под углом 10^о 180^о турбулизированные струи вытекающие соударяются между собой, образуя сплошное турбулентное облако, "размазанное" по поверхности ситового барабана, что снижает вероятность образования застойных зон между возмущающимися элементами. При этом соударяющиеся между собой турбулизированные струи теряют свою кинетическую энергию самой поверхностью ситового барабана, которая превращается в турбулентную, так что интенсивность турбулизации пограничного слоя возрастает.
Вероятность образования застойных зон понижается при исполнении возмущающих элементов в виде диффузоров, сплюснутых к поверхности полого барабана. Вытекая из сплюснутых диффузоров, турбулизированный поток имеет веерообразную форму, так что захватываемая им поверхность ситового барабана увеличивается.
Интенсивной турбулизации струй при соударении их с возмущающими элементами в случае исполнения возмущающих элементов полыми способствует выполнение разгонных патрубков 12 в виде сопл с диффузорными насадками 15. В диффузорных насадках образуются интенсивные вихри, которые взаимодействуют с вихрями в зоне соударения и при наложении повышают интенсивность турбулентности в полости возмущающих элементов, а следовательно, и в пограничном слое на поверхности ситового барабана.
При исполнении полости 11 коллектора 10 в форме конуса расход суспензии при непрерывном отборе суспензии через патрубки 12 равномерен вдоль оси ситового барабана, что обуславливает равномерную загрузку сортирующей поверхности ситового барабана по его высоте.
Нижеследующие примеры подтверждают целесообразность предлагаемого технического решения.
Производят сортирование сульфатной целлюлозы концентрацией 2-4% в известном устройстве и в предлагаемом устройстве. Диаметры ситовых барабанов D = 600 мм, высота барабана 600 мм. Скорость вращения полых барабанов в известном устройстве n = 90 об/мин, в предлагаемом устройстве n = 550 об/мин. В качестве возмущающих элементов использовались гидродинамические лопасти (а. с. N 896128), лопатки (а. с. N 962389), сферические выступы (а.с. N 896130), сплюснутые диффузоры. Выходной диаметр сопл в разгонных патрубка d_сопл = 15 мм. Скорость разгона V_стр в разгонных патрубках определялась: v_стр = , где К = 8-14 число разгонных патрубков, Q - расход суспензии, подаваемой в устройство.
В табл.1 и 2 приведены данные испытаний предлагаемого устройство и известного устройства для различных концентраций сортируемой волокнистой суспензии.
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к способам сортирования волокнистой суспензии, и позволяет повысить интенсивность сортирования в расширенном диапазоне концентрации сортируемой суспензии. Волокнистая суспензия через патрубок для подвода суспензии 2 поступает в полость 11 коллектора 10, где поток суспензии согласно предлагаемому способу разделяется на ряд струй, втекающих в разгонные патрубки 12. Двигаясь по разгонным патрубкам 12, которые вращаются вместе с возмущающимися элементами 7, струи ускоряются относительно возмущающих элементов и вследствие того, что оси концов разгонных патрубков пересекают поверхность возмущающих элементов, соударяются с ними. При соударении с возмущающимися элементами стуи в значительной мере теряют свою кинетическую энергию, которая превращается в пульсационную. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.