Устройство для обработки лигноцеллюлозного материала

 

Изобретение относится к области целлюлозного производства, к устройству для обработки лигноцеллюлозного материала. Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве, содержащем емкость высокого давления, средства для загрузки материала и подачи пара и выпускной клапан, состоящий из регулирующего органа в виде штока с затвором и исполнительного механизма, выпускной клапан установлен внутри емкости. Корпус регулирующего органа имеет канал для подвода пара в полость над затвором и для соединения ее с атмосферой и канал для подвода пара в полость под затвором. Исполнительный механизм представляет собой трехходовой клапан, соединенный паропроводами с каналами регулирующего органа. 1 ил.

Изобретение относится к области химической переработки древесины, а именно к получению целлюлозы и глюкозы из древесного материала.

Известен устройство для обработки лигноцеллюлозного материала, содержащее сосуд высокого давления с патрубками для загрузки материала, выгрузки обработанного материала и подачи пара, средство герметизации сосуда и выпускной клапан /1/.

Патрубки для загрузки и выгрузки материала образованы конически сужающимися верхней и нижней частями сосуда. Патрубок для загрузки материала снабжен средством герметического закрывания сосуда, а патрубок для выгрузки обработанного материала имеет сбросовое калибровочное отверстие, закрывающееся и открывающееся при помощи выпускного клапана. Последний расположен с внешней стороны сосуда и приводится в действие при помощи штока пневмоцилиндра. Сосуд имеет патрубки для подвода пара.

При загруженном лигноцеллюлозным материалом сосуде и закрытом клапане в сосуд подается пар от парогенератора до давления 4 7 МПа и температуры 185 - 240^oC. При достижении в сосуде заданных параметров по давлению и температуре при помощи пневмоцилиндра открывается сбросовый клапан в течение долей секунды под действием давления в сосуде. Мгновенное открытие выпускного клапана при высоком давлении приводит к резкому выбросу (взрыву) содержимого сосуда, превращающему лигноцеллюлозный материал в мелкодисперсное состояние. Известно устройство для обработки лигноцеллюлозного материала, содержащее емкость высокого давления, средства для загрузки материала и подачи пара и выпускной клапан, состоящий из регулирующего органа в виде штока с затвором и исполнительного механизма /2 прототип/.

Недостатком конструкции является прямое воздействие внутреннего давления в сосуде на выпускной клапан, приводящее к необходимости удерживать большие нагрузки пневмоцилиндров, а следовательно, иметь большие давления при использовании промышленной пневмоцепи, габариты пневмокамеры и, как следствие, увеличенное время открывания выпускного клапана, снижение производительности устройства и увеличение энергозатрат.

Решаемая задача заключается в повышении производительности устройства и снижении энергозатрат при повышении качества обработанного материала.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном устройстве для обработки лигноцеллюлозного материала выпускной клапан установлен внутри емкости, корпус регулирующего органа имеет канал для подвода пара в полость над затвором и для соединения ее с атмосферой и канал для подвода пара в полость под затвором, а исполнительный механизм представляет собой трехходовый клапан, соединенный паропроводами с каналами регулирующего органа.

Расположение выпускного клапана внутри сосуда обеспечивает закрытие и открытие сбросового калибровочного отверстия выпускного патрубка при давлении, равном внутреннему, высокому давлению в сосуде, не предъявляя при этом высоких требований к уплотнениям между полостями сосуда и полостями корпуса клапана, так как все указанные полости находятся под одним давлением.

Объем полости над поршнем клапана является малым, что обеспечивает уменьшение времени срабатывания клапана и, следовательно, более резкий выброс обработанного материала и получение более мелкодисперсной его структуры.

Уменьшение времени срабатывания и более низкие нагрузки на элементы устройства приводят к повышению его производительности и снижению энергозатрат.

Устройство представлено на чертеже.

Устройство для обработки лигноцеллюлозного материала содержит емкость 1 высокого давления с патрубками для загрузки материала 2, для выгрузки обработанного материала 3 и для подачи пара, инертного газа или воздуха 4, средство для герметизации сосуда, включающее крышку 5 с нагружающим приспособлением 6, и выпускной клапан.

Патрубки 2 и 3 образованы конически сужающимися верхней и нижней частями емкости 1. Патрубок 3 для выгрузки обработанного материала имеет сбросовое калибровочное отверстие 7.

Выпускной клапан установлен внутри емкости 1. Клапан включает корпус 8 обтекаемой формы, внутри которого помещены затвор 9 и шток 10, которые со стенками корпуса 8 образуют полость 11 над затвором 9 и полость 12 под ним. Нижний конец штока 10 имеет форму, обеспечивающую перекрытие сбросового калибровочного отверстия 7 при закрытом положении клапана. Клапан снабжен каналами 13 и 14 для подачи пара в полости 11 и 12 корпуса 8 и линией 15 связи полости 11 с атмосферой. Выпускной клапан имеет исполнительный механизм управления подачей пара в полости 11 и 12, который включает дополнительный элемент 16, помещенный в полости 17 и соединенный с силовым агрегатом 18.

В качестве исполнительного элемента может быть использован, например, золотниковый, крановый и т.п. механизмы, а в качестве силового агрегата - электромагнитное, пневматическое или другое известное устройство.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

После заполнения емкости 1 через патрубок 2 лигноцеллюлозным материалом закрывают крышку 5 с использованием приспособления 6 для герметизации сосуда 1. Через патрубок 4 подают в сосуд пар, инертный газ или воздух для обработки материала. Для закрытия выпускного клапана подают пар в полость 17 и по каналам 13 и 14 в полости 11 и 12. При достижении внутри сосуда 1 заданных давления и температуры подается сигнал на силовой агрегат 18, который в доли секунды отключает перемещением исполнительного элемента 16 подачу пара, инертного газа или воздуха в полость 11 над затвором 9 и соединяет эту полость с атмосферой. При этом перекрывается подача пара по каналу 13, и полость 11 соединяется с линией 15 связи с атмосферой. Под действием давления пара, инертного газа или воздуха в полости 12 под затвором 9 и давления в емкости 1 затвор 9 со штоком перемещается вверх, открывая сбросовое калибровочное отверстие 7.

Действием высокого давления в емкости 1 лигноцеллюлозный материал выбрасывается с большой скоростью, в доли секунды освобождая емкость 1 и образуя мелкодисперсную структуру получаемого материала.

Использование устройства обеспечивает повышение производительности устройства, снижение энергозатрат и повышение качества мелкодисперсной структуры обрабатываемого материала.

Формула изобретения

Устройство для обработки лигноцеллюлозного материала, содержащее емкость высокого давления, средства для загрузки материала и подачи пара и выпускной клапан, состоящий из регулирующего органа в виде штока с затвором и исполнительного механизма, отличающееся тем, что выпускной клапан установлен внутри емкости, корпус регулирующего органа имеет канал для подвода пара в полость над затвором и для соединения ее с атмосферой и канал для подвода пара в полость под затвором, а исполнительный механизм представляет собой трехходовой клапан, соединенный паропроводами с каналами регулирующего органа.

РИСУНКИ

Рисунок 1