Устройство для изучения радиальной фильтрации кольцевых образцов волокнистых масс

131 В 46есотех ская ро етельство СССР И 15/08, 1985. ИЗУЧЕНИЯ РАДИАЛЬЦЕВЫХ ОБРАЗЦОВ ом ционных с, Цель ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЭОБР 8 ТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ КОЛВОЛОКНИСТЫХ МАСС 57) Изобретение относится к ольно-измерительной технике уемой в целлюлозно-бумажной енности для изучения фильтра арактеристик волокнистых мас изобретения - повышение точности измерения. Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, внутри которогорасположен нижний поршень 2 в видекольца. В отверстии нижнего поршняжестко закреплен центральный перфорированный цилиндр 4, а на поверхностях нижнего поршня установлен внешний перфорированный цилиндр 5. Междуцентральным и внешним цилиндрамирасположен верхний поршень 3. Волокнистую массу помещают между верхними нижним поршнями. Верхняя частьцентрального перфорированного цилиндра выполнена непроницаемой для жидкости и имеет средство фиксации положения верхнего поршня 3 на центральном цилиндре. 1 ил.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 полокение 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 45 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, применяемой в целлюлозно-бумажной промышленности, а более конкретно к устройствам для изучения фильтрационных ха. рактеристик волокнистых масс, например скорости или сопротивления фильтрации жидкости через кольцевой образец целлюлозы или древесной массы. 1 ОЦель 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 поршеиь 2, выполненный в виде кольца. В отверстии кольца нижнего поршня 2 жестко закреплен центральный перфорированный цилиндр 3, а на поверхности нижнего поршня 2 коаксиально ус тановлен 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, например35 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 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 а через кольцевой образец волокнистой массы определяют по формулеЬРЯ =г (Кен КИ)где ЬР - перепад давления, Паг - удельное сопротивлениефильтрации массы,Пас,мКК - радиусы внешнего и центрального перфорированныхцилиндров, м.Удельное сопротивление фильтрацииг волокнистой массы определяют поформуле2 й Н ЬР Па с( -- )Кь мрЧ 1 пКгде Т - 3,14;Н - высота кольцевого слоя волокнистой массы, м,вязкость жидкости, Па с1 п - натуральный логарифм;Ч - объем фильтруемой через образец воды, м;К , К - радиусы внешнего и центрального перфорированных цилиндров, м.На предлагаемом устройстве с размерами корпуса К = б 0 мм, Кв= 50 мм К = 30 мм были проведены опыты по Цопределению 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 межволоконной1359722 Ооставитель Г.НовиковаТехред М Моргентал Корректор Л.Патай Редактор Т.Парфенова Заказ 6150/47 Тираж 776ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4 жидкости в предлагаемом устройствепроисходит за 234 с, тогда как в аналогичных условиях на устройстве попрототипу оно происходит за 267 с,т.е, точность измерений повышаетсяза счет снижения сопротивления. Опытэксплуатации предлагаемого устройства показал, что определение параметров фильтрации кольцевых образцов 10дает достаточную точность для проектирования конкретного технологического оборудования,Применение предлагаемого устройства позволяет повысить точность резуль татов исследований и получить надежные данные для расчета и проектирования транспортных трубопроводов и устройств для обработки волокнистых массжидкими реагентами, например для расчета статических смесителей, выполненных в виде коаксиальных цилиндров,в которых масса обрабатывается в виде кольцевого слоя, а фильтрация реагента осуществляется в радиальном 25направлении. 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 изобретенияУстройство 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 размещенные 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.