Патент на изобретение №2169223

(54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ПОЛОТНА ИЗ АЭРОВЗВЕСИ ВОЛОКНИСТОГО МАТЕРИАЛА

(57) Реферат:

Предназначено для производства бумаги аэродинамическим способом. Включает подачу аэровзвеси на движущуюся формующую сетку, установленную наклонно к потоку аэровзвеси, и удаление воздушной составляющей аэровзвеси с помощью установленного с обратной стороны сетки отсасывающего средства, при этом подачу аэровзвеси и удаление воздуха осуществляют в прямоточном канале при постепенном нарастании слоя формуемого полотна на поверхности сетки, а величину отсасывающего усилия устанавливают увеличивающейся в направлении движения сетки таким образом, чтобы отсасывающее усилие, приложенное к волокнам в поверхностном слое формуемого полотна, было примерно одинаковым вдоль формующей сетки. В результате сохраняется низкая концентрация волокон в аэровзвеси вплоть до ее попадания на сетку в сочетании с последующим эффективным удалением воздуха без образования вихревых потоков вблизи сетки, волокна надежно удерживаются на сетке в процессе формования полотна и исключается смещение падающих на сетку волокон. Обеспечивается изготовление бумаги с высокой степенью однородности и высокая производительность процесса. 1 ил.

Изобретение относится к области производства бумаги сухим способом, а именно к формованию на формующей сетке полотна из аэровзвеси волокнистого материала, например целлюлозы.

Одной из основных технологических операций сухого способа изготовления бумаги является формование на бесконечной движущейся сетке волокнистого слоя – полотна, осуществляемое путем подачи на нее предварительно приготовленной аэровзвеси волокон целлюлозы или иного волокнистого материала. Подготовленное таким образом полотно далее подвергается прессованию и сушке.

Известен способ формования полотна из аэровзвеси волокнистого материала [1] , включающий подачу аэровзвеси на движущуюся формующую сетку и удаление воздушной составляющей аэровзвеси с помощью установленного с обратной стороны сетки отсасывающего средства – так называемого отсасывающего ящика. Известный способ предусматривает также перераспределение отсасываемого воздушного потока по ширине формуемого слоя, благодаря чему можно получить профиль формуемого полотна различной конфигурации. В то же время, данный способ не позволяет получить хорошую однородность формуемого полотна при высокой производительности, поскольку при высокой скорости перемещения ленты относительно подаваемого на нее потока аэровзвеси происходит смещение формирующегося полотна этим потоком аэровзвеси. Предотвратить сдвиг полотна можно было бы за счет очень высокого разряжения в отсасывающем ящике, которое бы сильно присасывало полотно к сетке, однако это затруднительно и дорого.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ формования полотна из аэровзвеси волокнистого материала [2], включающий подачу аэровзвеси на движущуюся формующую сетку, установленную наклонно к потоку аэровзвеси, и удаление воздушной составляющей аэровзвеси с помощью установленного с обратной стороны сетки отсасывающего средства, при этом поток воздуха, отсасываемого с обратной стороны сетки, ориентирован нормально к ее поверхности. В данном случае установка сетки наклонно к направлению потока аэровзвеси приводит к уменьшению составляющей скорости движения сетки, нормальной к направлению потока аэровзвеси. Это позволяет увеличить скорость движения сетки, при которой не будет происходить указанного сдвига формуемого полотна потоком аэровзвеси.

Дополнительно предусмотрено удаление определенной части воздушной составляющей аэровзвеси во время ее прохождения в подающем канале до попадания на формующую сетку. Последним решается одна из основных задач подобных способов – удаление большого объема воздуха из аэровзвеси, которая возникает, если необходимо обеспечить высокую производительность. Однако это приводит к тому, что часть волокон (1 – 5%) уносятся вместе с отсасываемым воздухом во время прохождения аэровзвеси через подающий канал. Кроме того, по мере прохождения этого канала повышается концентрация волокон в аэровзвеси, что может приводить к их слипанию и, как следствие, неоднородности формуемого слоя.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокопроизводительного способа формования полотна из аэровзвеси волокнистого материала при высокой степени его однородности.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что в способе формования полотна из аэровзвеси волокнистого материала, включающем подачу аэровзвеси на движущуюся формующую сетку, установленную наклонно к потоку аэровзвеси, и удаление воздушной составляющей аэровзвеси с помощью отсасывающего средства, установленного с обратной стороны сетки, согласно изобретению подачу аэровзвеси и удаление ее воздушной составляющей осуществляют в прямоточном канале.

В заявленном способе удаление воздуха из аэровзвеси осуществляется только после ее попадания на формующую сетку, поэтому до указанного момента сохраняется низкая концентрация волокон, что обеспечивает высокую степень однородности формуемого полотна. За счет того, что подача аэровзвеси и удаление из нее воздуха осуществляется в прямоточном канале, обеспечивается наиболее благоприятный режим для эффективного удаления воздуха, исключающий возникновение турбулентных потоков вблизи сетки, так называемых, подсеточных вихрей.

Однако при осуществлении заявленного способа может возникнуть следующая задача. Поскольку подача аэровзвеси и удаление из нее воздуха осуществляется в прямоточном канале, а движущаяся формующая сетка установлена наклонно к потоку аэровзвеси, то отсасывающее усилие F (см. чертеж), приложенное к волокнам формуемого слоя (точка “А” на чертеже), имеет две составляющие: F_n – нормальную к поверхности сетки и F_t – вдоль поверхности сетки. Составляющая F_n прижимает к сетке падающие на нее волокна, удерживая формуемый слой на сетке. Составляющая F_t оказывает сдвигающее воздействие на волокна и при определенном значении, когда она будет больше сил трения волокон о сетку, может вызвать сдвиг этих волокон по поверхности сетки, что приведет к неоднородности формуемого полотна за счет образования “бархана” в этом месте. Данные рассуждения справедливы и в отношении всего поверхностного слоя формуемого полотна.

Таким образом, возникает задача одновременного удержания волокон на формующей сетке за счет разряжения, создаваемого с ее обратной стороны отсасывающим средством, и предотвращения смещения волокон вдоль поверхности сетки, обусловленного составляющей F_t.

При ее решении возникает проблема, связанная с тем, что при равномерно распределенном отсасывающем усилии в отсасывающем канале, что является наиболее простым с точки зрения технической реализации, за счет нарастания толщины слоя формуемого полотна создается неравномерное аэродинамическое сопротивление отсасываемому воздуху, приводящее к следующему. Если устанавливать величину отсасывающего усилия, достаточную для удержания волокон на поверхности сетки в начале зоны формования, не допуская при этом сдвига волокон вдоль сетки, то эта величина отсасывающего усилия может оказаться недостаточной для удержания поверхностного слоя волокон в конце зоны формования, поскольку отсасывающее усилие у поверхности формуемого слоя уменьшится за счет аэродинамического сопротивления последнего. И наоборот, если установить величину отсасывающего усилия, достаточную (с учетом упомянутого аэродинамического сопротивления формуемого слоя) для удержания волокон в поверхностном слое в конце зоны формования, то это усилие может оказаться достаточным для возникновения составляющей F_t такой величины, при которой волокна будут сдвигаться вдоль сетки, вызывая указанные выше неоднородности (“барханы”) формуемого слоя.

Для решения данной задачи в заявленном способе дополнительно величину отсасывающего усилия устанавливают увеличивающейся в направлении движения формующей сетки таким образом, чтобы отсасывающее усилие, приложенное к волокнистому материалу в поверхностном слое формуемого полотна было примерно одинаковым вдоль формующей сетки в зоне формования полотна.

Таким образом, техническим результатом, который достигается благодаря вновь введенным признакам, является сохранение низкой концентрации волокон в аэровзвеси вплоть до ее попадания на формующую сетку в сочетании с последующим эффективным удалением воздуха, при этом обеспечивается надежное удержание волокон на сетке в процессе формования полотна и исключается возможное смещение формуемого полотна, что в совокупности обеспечивает изготовление бумаги с высокой степенью однородности и высокую производительность процесса.

На чертеже проиллюстрирован вариант осуществления заявленного способа. Подача аэровзвеси и удаление из нее воздуха производится в прямоточном канале, состоящем из подающей части 1, по которой подается приготовленная аэровзвесь, и отсасывающей части – отсасывающего ящика 2, в котором установлено отсасывающее средство, в качестве которого используется вытяжной вентилятор достаточной производительности (не показан). Аэровзвесь подается на движущуюся бесконечную формующую сетку 3, установленную наклонно к потоку аэровзвеси. В процессе перемещения сетки 3 на ее поверхности постепенно нарастает слой 4 формуемого полотна 5, который удерживается на сетке 3 за счет разряжения, создаваемого в отсасывающем ящике 2. Сформованное полотно 5 на выходе из канала 1 подхватывается бесконечной сеткой 6, движущейся с такой же скоростью, что и сетка 3, и удерживаемое обеими сетками транспортируется к прессовочному и сушильному оборудованию (не показаны).

Также на чертеже показаны средства, обеспечивающие изменение по величине отсасывающего усилия вдоль направления движения сетки 3. Для этого отсасывающий ящик 2 в части, примыкающей к сетке 3, разделен перегородками 7, установленными последовательно в направлении перемещения сетки 3 во всю ее ширину и образующими вместе со стенками отсасывающего ящика 2 разделенные между собой воздушные каналы 8, длина которых в значительной степени определяет их аэродинамическое сопротивление. Перегородки 7 снабжены поворотными пластинами 9, также изменяющими аэродинамическое сопротивление каналов 8. При этом в канале 8, примыкающем ко входу сетки 3 в подающую часть 1, устанавливается наибольшее значение аэродинамического сопротивления, а в канале 8, примыкающем к выходу сетки 3 из подающей части 1, – наименьшее.

Конкретное значение отсасывающего усилия, а также количество каналов 8 и соотношение их аэродинамического сопротивления подбираются в каждом конкретном случае и зависят от ряда технологических параметров: ширины и толщины формуемого слоя, скорости движение формующей ленты, вида волокнистого материала, влажности волокон и др.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1172975, D 21 H 5/26, опубл. 15.08.85, БИ N 30.

2. А.с. СССР N 746015, D 21 H 5/26, опубл. 07.07.80, БИ N 25 – прототип.

Формула изобретения

Способ формования полотна из аэровзвеси волокнистого материала, включающий подачу аэровзвеси на движущуюся формующую сетку, установленную наклонно к потоку аэровзвеси, и удаление воздушной составляющей аэровзвеси с помощью отсасывающего средства, установленного с обратной стороны сетки, отличающийся тем, что подачу аэровзвеси и удаление ее воздушной составляющей осуществляют в прямоточном канале при постепенном нарастании слоя формуемого полотна на поверхности сетки, а величину отсасывающего усилия устанавливают увеличивающейся в направлении движения формующей сетки таким образом, чтобы отсасывающее усилие, приложенное к волокнистому материалу в поверхностном слое формуемого полотна, было примерно одинаковым вдоль формирующей сетки в зоне формования полотна.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:

Общество с ограниченной ответственностью “Технобум”

(73) Патентообладатель:

ООО “Алгоритм”

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 14.10.2005 № РД0003038

Извещение опубликовано: 20.12.2005 БИ: 35/2005

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 11.11.2006

Извещение опубликовано: 20.01.2008 БИ: 02/2008