Турбосепаратор

 

Предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска. Турбосепаратор включает конический корпус с размещенной внутри него конической приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы, тангенциальный патрубок, встроенный у меньшего основания корпуса для тангенциальной подачи массы в приемную камеру, откидную крышку у большего основания конического корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки. Кроме того, он включает патрубок для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенный в нижней части корпуса, перфорированное сито для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенное у меньшего основания конического корпуса, камеру для очищенной макулатурной массы с патрубком для удаления ее из камеры. А также ротор с лопастями, размещенный в приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с камерой и ситом, вал, расположенный соосно с конической приемной камерой и проходящий через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала связан с электроприводом. Каждая лопасть ротора снабжена лопаткой, прикрепленной к свободному концу лопасти. Лопатка в продольном сечении имеет вид прямой трапеции с площадью не менее трети площади поперечного сечения выходного отверстия тангенциального патрубка и расположена в радиальном направлении по нормали к плоскости вращения лопастей ротора таким образом, что средняя линия трапеции либо лежит в плоскости поперечного сечения турбосепаратора, проходящей по продольной оси внутреннего канала тангенциального патрубка, либо параллельна ей и отстоит от нее на расстояние не более 200 мм. Поверхность лопатки, обращенная к внутренней поверхности корпуса, расположена концентрично ей и отстоит от нее на расстояние 1-150 мм. Обеспечивается качество очистки за счет повышения избирательной способности турбосепаратора по отделению в приемной камере из макулатурной массы легких загрязняющих включений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска (разволокнения).

Обработке в турбосепараторе подвергают макулатурную массу, полученную после роспуска макулатуры и грубой очистки массы от загрязняющих включений в гидроразбивателе, снабженном ситом с диаметром отверстий до 20 мм.

К легким загрязняющим включениям относятся все виды полимерных материалов с удельной плотностью меньшей, чем у воды и волокна.

К тяжелым загрязняющим включениям относятся все виды механических примесей с удельной плотностью большей, чем у воды и волокна.

Общим в турбосепараторах любой конструкции является то, что для минимизации затрат электроэнергии на транспортировку макулатурной массы по трубопроводу и подачу макулатурной массы через тангенциальный патрубок в турбосепаратор скорость подачи массы выбирают в пределах 2,2-3,0 м/с.

Все типы турбосепараторов имеют принципиально одинаковую конструкцию. Турбосепаратор фирмы "Voith" (Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры, М, Лесная промышленность, 1980, С.48-61) имеет горизонтально расположенный цилиндрический корпус с размещенной внутри него приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы. На одной из торцевых сторон цилиндрического корпуса закреплена откидная крышка, в центре которой вмонтирован патрубок для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязнениями. В нижней части цилиндрического корпуса вблизи крышки вмонтирован патрубок для вывода тяжелых загрязнений. С противоположной стороны цилиндрического корпуса, возле торцевой стенки тангенциально встроен патрубок для тангенциальной подачи массы в приемную камеру. С этой же стороны к торцевой стенке корпуса и соосно с ним закреплена камера для очищенной (сортированной) макулатурной массы (прошедшей очистку и дороспуск) с патрубком для удаления ее из камеры. Обе камеры разделены между собой вертикально установленным ситом. В приемной камере для подлежащей обработке макулатурной массы, соосно с камерой и вблизи рабочей поверхности сита размещен ротор с лопастями. Ротор приводится во вращательное движение при помощи вала от электропривода.

Процесс очистки и дороспуска макулатурной массы от тяжелых и легких загрязняющих включений в упомянутом турбосепараторе заключается в следующем. Макулатурная масса поступает в приемную камеру турбосепаратора через тангенциально встроенный патрубок и под воздействием энергии вращения лопастей ротора приходит во вращательное движение вокруг оси камеры. Скорость вращения массы возрастает с увеличением частоты вращения ротора. Вращающийся вокруг оси камеры поток массы одновременно движется и вдоль внутренней цилиндрической поверхности корпуса в сторону его откидной крышки и затем, меняя направление своего движения, возвращается по центральной части вдоль оси приемной камеры к ротору и ситу. Под действием возникающих во вращающемся потоке массы центробежных сил тяжелые загрязняющие включения отбрасываются к цилиндрической стенке приемной камеры и вместе с движущимся потоком направляются в сторону откидной крышки корпуса - в отверстие патрубка для вывода тяжелых загрязнений. Под воздействием радиального перепада давления в приемной камере турбосепаратора, возникающем вследствие действия центробежной силы, легкие загрязняющие включения устремляются к оси камеры, удерживаются там и удаляются через патрубок, расположенный в центральной части откидной крышки. Вместе с легкими загрязняющими включениями через этот патрубок выводят 10-20% макулатурной массы.

Дороспуск крупных компонентов (лепестков) макулатуры на отдельные волокна происходит в результате воздействия на них напряжений сдвига в пространстве между рабочей поверхностью сита и поверхностью лопастей ротора. Макулатурная масса после дороспуска и грубой очистки проходит через отверстия сита в камеру для сортированной массы и удаляется из нее через выходной патрубок. Качество сортированной массы улучшается с уменьшением диаметра отверстий сита и увеличением частоты вращения ротора. Производительность турбосепаратора увеличивается с увеличением диаметра отверстий сита и частоты вращения ротора.

Однако цилиндрическое выполнение корпуса турбосепаратора в процессе работы обусловливает длинный путь спиралеобразного движения абразивных тяжелых загрязняющих включений по внутренней цилиндрической поверхности приемной камеры в сторону откидной крышки корпуса в патрубок для вывода тяжелых загрязнений (отходов), что вызывает быстрый износ стенки корпуса и сокращение срока эксплуатации турбосепаратора.

Кроме того, конструкция описанного турбосепаратора характеризуется низкой избирательной способностью, выражающейся с одной стороны, в том, что в удаляемой из приемной камеры макулатурной массе с легкими загрязнениями содержится большой количество крупных лепестков нераспустившейся макулатуры, которые составляют потери высококачественного волокна, а с другой стороны - в том, что в сортированную массу попадает большое количество легких загрязнений.

Оптимальной эффективности работы турбосепаратора достигают при массовой доле волокна в суспензии 3,0%. При дальнейшем повышении значения этого параметра эффективность работы снижается.

Известен также турбосепаратор фирмы "Escher Wyss" под названием "Fiberizer" (Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры, М, Лесная промышленность, 1980, С.55-57).

Турбосепаратор "Fiberizer" состоит из следующих конструктивных элементов:

- горизонтально расположенного конического корпуса с размещенной внутри него конической приемной камерой для обработки макулатурной массы;

- тангенциального патрубка, встроенного у меньшего основания корпуса - для тангенциальной подачи массы в приемную камеру;

- откидной крышки у большего основания корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенного в центральной части откидной крышки;

- патрубка для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенного в нижней ее части возле откидной крышки корпуса;

- перфорированного сита для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенного у меньшего основания конического корпуса;

- камеры для очищенной макулатурной массы из прошедшего через отверстия сита и очищенного волокнистого полуфабриката с патрубком для удаления его из приемной камеры;

- ротора с лопастями, размещенного в конической приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с камерой и ситом;

- вала, расположенного соосно с конической приемной камерой и проходящего через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала связан с электроприводом. При этом ротор выполнен в виде диска, к которому закреплены в радиальном направлении лопасти и при помощи которого ротор с лопастями крепится к приводному валу. Каждая лопасть имеет по всей длине в передней ее части рабочую плоскость, а с тыльной стороны вакуумную камеру. Лопасти закреплены к диску таким образом, что все рабочие плоскости лопастей расположены параллельно поверхности сита и отстоят от нее на расстояние 1,2-2,0 мм.

Работа по очистке макулатурной массы в турбосепараторе "Fiberizer" заключается в следующем. Макулатурная масса поступает в приемную камеру турбосепаратора через тангенциально расположенный патрубок и приходит во вращательное движение вокруг оси приемной камеры. В результате вращательного движения лопастей ротора скорость вращения потока возрастает. Вместе с увеличением скорости вращения потока увеличивается и центробежная сила. Вращающийся поток массы одновременно движется и вдоль внутренней конической поверхности корпуса в сторону откидной крышки. Не достигнув ее, поток меняет направление своего движения и возвращается по центральной части вдоль оси приемной камеры к ротору. Под действием центробежной силы тяжелые включения отбрасываются к стенке приемной камеры и, продвигаясь вперед в направлении откидной крышки корпуса, стекают в отверстие патрубка для улавливания этих загрязнений. Вследствие радиального перепада давления в приемной камере турбосепаратора, возникающего под действием центробежной силы, легкие загрязняющие включения сосредотачиваются и поддерживаются во взвешенном состоянии вдоль оси вращающегося потока, откуда они удаляются через патрубок, расположенный в центральной части откидной крышки. Вместе с легкими загрязняющими включениями через этот патрубок выводят 10-20% макулатурной массы.

Разделение мелких и крупных компонентов нераспустившейся макулатуры на отдельные волокна происходит в пространстве между поверхностью сита и рабочей плоской поверхностью лопастей ротора в результате трения этих компонентов между собой и воздействия напряжений сдвига между лопастями ротора и поверхностью сита. Очищенная и отсортированная масса, прошедшая через отверстия сита, удаляется из камеры для очищенной массы через выходной патрубок.

Турбосепаратор "Fiberizer" выбран нами в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности.

Упомянутый турбосепаратор характеризуется низкой избирательной способностью по отделению в приемной камере из макулатурной массы легких загрязняющих включений.

С одной стороны, низкая избирательная способность турбосепаратора выражается в том, что при обработке макулатурной массы вместе с массой с легкими загрязняющими включениями из приемной камеры турбосепаратора, кроме волокна и пучков волокон, удаляется большое количество мелких и крупных лепестков нераспустившейся макулатуры, которые во избежание потерь годного волокна подлежат отделению от легких загрязняющих включений и использованию в производстве бумажной продукции. В зависимости от количества компонентов волокнистого происхождения в массе с легкими загрязняющими включениями ее подвергают той или иной обработке в дополнительном оборудовании с последующим отделением из массы при помощи сортировок легких загрязняющих включений. Схемы для дополнительной обработки этой массы и удаления из нее легких загрязняющих включений являются громоздкими и энергоемкими.

Избирательная способность турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязняющих включений от лепестков нераспустившейся макулатуры, составляющих потери годного волокна с отходами, определяют ситовым анализом путем просеивания пробы массы с легкими отходами на сите с диаметром отверстий 1,0 мм и вычисляют по формуле

где: 1 - избирательная способность турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязняющих включений от лепестков нераспустившейся макулатуры, %;

a1 - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого происхождения в остатке на сите после просеивания пробы массы с легкими загрязняющими включениями, г;

b1 - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого и неволокнистого происхождения пробы массы с легкими загрязняющими включениями, г.

С другой стороны, низкая избирательная способность турбосепаратора обусловливает попадание в очищенную (сортированную) массу повышенного количества легких загрязняющих включений, что требует установки в технологическую схему приготовления бумажной массы дополнительного сортирующего оборудования для очистки массы от легких загрязняющих включений.

Количественно избирательную способность турбосепаратора, обусловливающую попадание в очищенную (сортированную) массу легких загрязняющих включений оценивают также при помощи ситового анализа путем просеивания пробы очищенной массы на сите с диаметром отверстий 1,0 мм и вычисляют по формуле

где: 2 - избирательная способность турбосепаратора по очистке сортированной массы от легких загрязняющих включений, %;

а2 - масса абсолютно сухих легких загрязняющих включений, изъятых из остатка на сите после просеивания пробы очищенной в турбосепараторе массы, г;

b2 - масса абсолютно сухих компонентов волокнистого и неволокнистого происхождения пробы очищенной в турбосепараторе массы, г.

Причина плохой избирательной способности турбосепаратора заключается в несовершенстве конструкции турбосепаратора, приводящем к тому, что в процессе его работы не обеспечивается достаточная скорость вращения сдвигового потока макулатурной массы вокруг оси приемной камеры, а значит и малые значения гидродинамической (напряжения сдвига) и центробежной сил, являющихся движущими силами процесса отделения из макулатурной массы в приемной камере легких загрязняющих включений.

Задачей изобретения является повышение избирательной способности турбосепаратора по отделению в приемной камере из макулатурной массы легких загрязняющих включений.

Указанный технический результат достигается тем, что турбосепаратор, включающий конический корпус с размещенной внутри него конической приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы, тангенциальный патрубок, встроенный у меньшего основания корпуса для тангенциальной подачи массы в приемную камеру, откидную крышку у большего основания конического корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки, патрубок для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенный в нижней ее части, перфорированное сито для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенное у меньшего основания конического корпуса, камеру для очищенной макулатурной массы с патрубком для удаления ее из камеры, ротор с лопастями, размещенный в приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с камерой и ситом, вал, расположенный соосно с конической приемной камерой и проходящий через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала связан с электроприводом, в соответствии с изобретением каждая лопасть ротора снабжена лопаткой, прикрепленной при помощи кронштейна к свободному концу лопасти, при этом лопатка в продольном сечении имеет вид прямой трапеции с площадью не менее трети площади поперечного сечения выходного отверстия тангенциального патрубка и расположена в радиальном направлении по нормали к плоскости вращения лопастей ротора таким образом, что средняя линия трапеции либо лежит в плоскости поперечного сечения турбосепаратора, проходящей по продольной оси внутреннего канала тангенциального патрубка, либо параллельна ей и отстоит от нее на расстояние не более 200 мм.

Достижение технического результата не зависит от того, как расположен конический корпус турбосепаратора - горизонтально или вертикально.

Наибольший технический результат достигается тем, что поверхность лопатки, обращенная к внутренней поверхности корпуса, расположена концентрично ей и отстоит от нее на расстояние 1-150 мм.

Конструкция предлагаемого турбосепаратора (горизонтального) изображена на фиг.1 и 2:

фиг.1 - турбосепаратор, продольное сечение;

фиг.2 - турбосепаратор, поперечное сечение по стрелкам А-А. Турбосепаратор (фиг.1 и 2) состоит из следующих конструктивных элементов:

- горизонтального конического корпуса 1 с размещенной внутри него конической приемной камерой 2 для обработки макулатурной массы;

- тангенциального патрубка 3, встроенного у меньшего основания корпуса 1 и предназначенного для тангенциальной подачи массы в приемную камеру 2;

- откидной крышки 4 у большего основания корпуса 1 с патрубком 5 для удаления из приемной камеры 2 массы с легкими загрязняющими включениями, встроен в центральной части откидной крышки 4;

- патрубка 6, размещенного в нижней части у большего основания корпуса 1 возле откидной крышки 4 и предназначенного для удаления из приемной камеры тяжелых загрязняющих включений;

- камеры 7 для очищенной макулатурной массы, расположенной у меньшего основания корпуса 1;

- патрубка 8, соединенного с камерой 7 и предназначенного для удаления из нее очищенной макулатурной массы;

- перфорированного сита 9, расположенного между конической приемной камерой 2 и камерой 7 и предназначенного для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений;

- ротора 10 с лопастями 11, размещенного в конической приемной камере и соосно с ней вблизи поверхности сита 9 и предназначенного для организации вращающегося сдвигового потока массы внутри приемной камеры 2 и дороспуска макулатурной массы;

- вала 12, расположенного соосно с конической приемной камерой 2 и проходящего через центральную часть сита 9. На одном конце вала закреплен ротор 10 с лопастями 11, а другой конец вала связан с электроприводом. Каждая лопасть 11 ротора 10 снабжена лопаткой 13. В продольном сечении лопатка имеет вид прямой трапеции. Лопатка закреплена при помощи кронштейна 14 к свободному концу лопасти 11 по нормали к плоскости вращения лопастей ротора 10 таким образом, что средняя линия трапеции либо лежит в плоскости поперечного сечения турбосепаратора, проходящей по продольной оси внутреннего канала тангенциального патрубка, либо параллельна ей и отстоит от нее в ту или иную сторону на расстояние не более 200 мм. Поверхность 15 лопатки 13, обращенная к внутренней поверхности корпуса 2, расположена концентрично ей и отстоит от нее на расстояние 1-150 мм. Возможно и другое расположение лопаток относительно внутренней поверхности корпуса 1, но приведенное концентрическое их расположение с соблюдением указанного расстояния обеспечивает наибольший технический результат.

Макулатурная масса, характеризующаяся флокулированной внутренней структурой потока, поступает под давлением 300-350 кПа (3,0-3,5 кгс/см2) со скоростью 2,2-3,0 м/с через тангенциально встроенный в корпусе 1 патрубок 3 в коническую приемную камеру 2 турбосепаратора. Вращающиеся с большой окружной скоростью лопатки 13, закрепленные к лопастям 11 ротора 10, сообщают поступающему в приемную камеру 2 из тангенциального патрубка 3 потоку макулатурной массы гораздо большую по сравнению с прототипом окружную скорость движения вблизи внутренней конической стенки корпуса 1. Под воздействием большого значения гидродинамической силы поток с флокулированной внутренней структурой превращается в диспергированный (дефлокулированный) ламинизированный сдвиговый поток с ориентированными по потоку волокнами. Под воздействием же кинетической энергии этого потока возле внутренней конической стенки корпуса 1 образуется периферийный вращающийся сдвиговый поток массы. Одновременно под воздействием энергии вращения лопастей 11 ротора 10 создается второй центральный вращающийся в том же направлении сдвиговый поток массы. Оба эти потока образуют единый вращающийся в одном направлении вокруг оси приемной камеры сдвиговый поток с градиентом скорости не менее 260 с1, при котором внутренняя структура этого потока поддерживается в состоянии диспергированного ламинизированного сдвигового потока с ориентированными по потоку волокнами. Скорость вращения обоих потоков увеличивается с увеличением угловой скорости вращения ротора 10 с лопастями 11 и лопатками 13. Движение вращающегося вокруг оси приемной камеры 2 возле внутренней конической стенки периферийного сдвигового потока происходит одновременно и вдоль этой стенки в сторону откидной крышки 4 корпуса 1. При этом скорость вращения периферийного сдвигового потока является максимальной в той части приемной камеры 2, где вращаются лопатки 13 ротора 10 с лопастями 11 и постепенно уменьшается в процессе продвижения в сторону откидной крышки 4. Не достигнув откидной крышки 4, вращающийся периферийный сдвиговый поток меняет направление своего движения на обратное и в центральной части приемной камеры 2 образует начало вращающегося центрального сдвигового потока, который направляется вдоль оси приемной камеры в сторону вращающегося ротора 10 с лопастями 11 и сита 9. Скорость вращения центрального сдвигового потока увеличивается в направлении от откидной крышки 4 к вращающемуся ротору 10 с лопастями 11 до максимума. Таким образом, скорость вращения периферийного и центрального сдвиговых потоков постепенно увеличивается в направлении от откидной крышки 4 к вращающемуся ротору 10 с лопастями 11 и лопатками 13, где она достигает максимального своего значения.

Под воздействием центробежной силы во вращающемся периферийном сдвиговом потоке тяжелые загрязнения отбрасываются к внутренней конической стенке корпуса 1 и, продвигаясь вместе с вращающимся периферийным потоком в направлении откидной крышки 4 и попадая в отверстие патрубка 6 для тяжелых загрязнений, удаляются из приемной камеры 2. Одновременно, под воздействием центробежной и гидродинамической сил легкие загрязняющие включения, характеризующиеся значительно меньшей, чем у воды и волокна, удельной плотностью, перемещаются из периферийного сдвигового потока в центральный сдвиговой поток и далее устремляются к его оси и оси приемной камеры 2, скапливаются и удерживаются там. Под воздействием тех же сил крупные компоненты волокнистого происхождения с удельной плотностью незначительно большей, чем у воды (1,1 г/см3), также приводятся в движение в радиальном направлении к оси приемной камеры 2. При этом скорость движения частиц в указанном направлении неодинакова и зависит от их размера. Чем больше размер частицы, тем больше действующая на нее гидродинамическая сила и тем больше скорость ее движения в ту концентрическую зону вращающегося центрального сдвигового потока, где все силы, действующие на нее, уравновешиваются. Пребывание же макулатурной массы в приемной камере 2 в состоянии диспергированного (дефлокулированного) ламинизированного сдвигового потока с ориентированными по потоку волокнами способствует беспрепятственному перемещению легких загрязнений и крупных компонентов волокнистого происхождения в соответствующие концентрические зоны центрального сдвигового потока. Таким образом, частицы различных размеров сосредотачиваются в различных, характерных для них энергетических (силовых) концентрических зонах вращающегося центрального сдвигового потока, но не совпадающих с осевой зоной размещения легких загрязнений. При этом зоны с увеличивающимися по размеру частицами располагаются в направлении от внутренней конической стенки корпуса 1, где располагается зона с самыми мелкими волокнистыми компонентами (волокнами и пучками волокон) до близкой к центральной части сдвигового потока, где располагается зона с самыми крупными лепестками нераспустившейся макулатуры. По мере продвижения вращающегося периферийного сдвигового потока макулатурной массы вдоль внутренней конической поверхности корпуса 1 в направлении его откидной крышки 4 все крупные компоненты волокнистого и неволокнистого происхождения перемещаются из этого потока в центральный сдвиговой поток. В непосредственной близости от откидной крышки 4 в приемной камере 2 периферийный сдвиговой поток превращается в пространственный вращающийся вокруг оси приемной камеры сдвиговой поток волокнистой массы, прошедшей грубую очистку от всех видов загрязняющих включений и лепестков нераспустившейся макулатуры, со степенью помола волокна на 2-3ШР большей, чем в исходной массе. Под воздействием избыточного давления массы в приемной камере 2 турбосепаратора через патрубок 5, расположенный в центральной части откидной крышки 4, удаляют легкие загрязнения, сосредоточенные по оси приемной камеры. Для более полного удаления из приемной камеры легких загрязняющих включений вместе с ними удаляют 10-20% волокнистой массы (из образовавшегося пространственного вращающегося вблизи откидной крышки 4 и патрубка 5 сдвигового потока массы), уже прошедшей грубую очистку от загрязняющих включений и лепестков нераспустившейся макулатуры. Массу с таким композиционным составом, уже без дополнительной обработки, легко и без потерь волокна разделяют на легкие загрязнения, подлежащие вывозу в отвал, и волокнистую массу, пригодную по качеству очистки от загрязняющих включений, степени роспуска и степени помола волокна для соединения с очищенной (сортированной) в турбосепараторе макулатурной массой. В данном случае при обработке макулатурной массы в предлагаемом турбосепараторе по сравнению с обработкой массы в турбосепараторе по прототипу уже не требуется дополнительная обработка массы с легкими загрязнениями перед их отделением.

Из того же пространственного вращающегося вокруг оси приемной камеры 2 возле откидной крышки 4 сдвигового потока массы берет начало и формируется вращающийся в том же направлении, что и периферийный, центральный вращающийся сдвиговой поток, который движется вдоль оси приемной камеры 2 в сторону вращающегося ротора 10 с лопастями 11 и лопатками 13 со скоростью, определяемой гидравлической пропускной способностью сита 9. По пути к ротору центральный сдвиговой поток массы, уже прошедшей грубую очистку от легких загрязнений и лепестков нераспустившейся макулатуры, снова густо насыщается из периферийного сдвигового потока крупными лепестками макулатуры и направляется на дороспуск.

Дефлокулированная в самом начале макулатурная масса легко проходит через отверстия сита в камеру 7 для очищенной (сортированной) массы, а поверхностью сита задерживаются только лепестки нераспустившейся макулатуры. Дороспуск задержанных ситом лепестков нераспустившейся макулатуры на отдельные волокна происходит в пространстве между поверхностью сита и рабочей плоской поверхностью лопастей ротора в результате трения лепестков между собой и воздействия напряжений сдвига в массе между лопастями ротора и поверхностью сита. Очищенная и отсортированная масса, прошедшая через отверстия сита, удаляется из камеры 7 через выходной патрубок 8.

Организация периферийного и центрального сдвиговых потоков в приемной камере аналогична как в случае горизонтального, так и в случае вертикального расположения корпуса турбосепаратора, в связи с чем как при вертикальном, так и при горизонтальном расположении корпуса получается аналогичный технический результат.

В результате сравнения избирательной способности предлагаемого турбосепаратора и прототипа в процессе их работы на одной и той же макулатурной массе, приготовленной из макулатуры марки МС-6 ГОСТ 10700-89, давлении массы на входе 350 кПа (3,5 кгс/см2), перепаде давления по обе стороны сита 50 кПа (0,5 кгс/см2), скорости вращения ротора 560 об/мин, количестве отбора массы с легкими загрязнениями 12% от поступающей на вход турбосепаратора, массовой доле твердых компонентов в макулатурной массе 2,8% определено следующее.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по отделению в его приемной камере легких загрязнений от лепестков нераспустившейся макулатуры составляет 98,7% против 83,1% прототипа.

Избирательная способность предлагаемого турбосепаратора по предотвращению попадания легких загрязнений в очищенную массу составляет 99,98% против 99,10% прототипа.

Таким образом, избирательная способность предлагаемого турбосепаратора как в отношении отделения в его приемной камере легких загрязнений от лепестков нераспустившейся макулатуры, так и в отношении предотвращения попадания легких загрязнений в очищенную массу гораздо выше, чем прототипа.

Формула изобретения

1. Турбосепаратор, включающий конический корпус с размещенной внутри него конической приемной камерой для поступающей на обработку макулатурной массы, тангенциальный патрубок, встроенный у меньшего основания корпуса для тангенциальной подачи массы в приемную камеру, откидную крышку у большего основания конического корпуса с патрубком для удаления из приемной камеры массы с легкими загрязняющими включениями, встроенным в центральной части откидной крышки, патрубок для вывода тяжелых загрязняющих включений из приемной камеры, размещенный в нижней ее части, перфорированное сито для очистки макулатурной массы от загрязняющих включений, расположенное у меньшего основания конического корпуса, камеру для очищенной макулатурной массы с патрубком для удаления ее из камеры, ротор с лопастями, размещенный в приемной камере вблизи поверхности сита и соосно с камерой и ситом, вал, расположенный соосно с конической приемной камерой и проходящий через центральную часть сита, при этом на одном конце вала закреплен ротор с лопастями, а другой конец вала связан с электроприводом, отличающийся тем, что каждая лопасть ротора снабжена лопаткой, прикрепленной к свободному концу лопасти, при этом лопатка в продольном сечении имеет вид прямой трапеции с площадью не менее трети площади поперечного сечения выходного отверстия тангенциального патрубка и расположена в радиальном направлении по нормали к плоскости вращения лопастей ротора таким образом, что средняя линия трапеции либо лежит в плоскости поперечного сечения турбосепаратора, проходящей по продольной оси внутреннего канала тангенциального патрубка, либо параллельна ей и отстоит от нее на расстоянии не более 200 мм.

2. Турбосепаратор по п.1, отличающийся тем, что поверхность лопатки, обращенная к внутренней поверхности корпуса, расположена концентрично ей и отстоит от нее на расстоянии 1-150 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска (разволокнения)

Изобретение относится к способу и устройству для перекачки материала и ротору, используемому в устройстве, предпочтительно для перекачки густых, газосодержащих, причем в большинстве случаев газом является воздух, волокнистых суспензий в деревоперерабатывающей промышленности

Изобретение относится к области производства бумаги и, более конкретно, к получению бумажной массы за счет повторного использования старой бумаги для производства бумаги

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска (разволокнения)

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для окончательной тонкой очистки волокнистого материала от загрязняющих включений в процессе ее приготовления для производства бумажной продукции, а также для окончательной тонкой очистки древесной массы от загрязняющих включений

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к роспуску волокна

Циклон // 2306183
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в способе управления производством бумаги путем контроля характеристик жидкой текучей смеси из целлюлозной суспензии, а также в системе, реализующей способ

Изобретение относится к бумажной промышленности и служит для удаления воздуха в сгустителе

Изобретение относится к устройству для перекачивания газосодержащих суспензий, в частности волокнистых суспензий. Устройство включает псевдоожижающий ротор (2) с одной или более лопастями (5), рабочее колесо насоса и напорный патрубок (7). Псевдоожижающий ротор (2) размещен во всасывающем патрубке (6) насоса (1) и имеет ступицу (3). Центр входного конца (4) псевдоожижающего ротора (2) выполнен полым, а лопасти (5) работают свободно, без взаимного усиления или взаимной связи. Отношение свободной длины (FI) псевдоожижающего ротора (2) к диаметру (Dr) псевдоожижающего ротора составляет от 0% до 75%. Благодаря этому может быть обеспечена необходимая устойчивость практически для всех областей применения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее изобретение относится к устройству и способу отделения вредных веществ, особенно песка, из жидкого потока или волокнистой суспензии низкой концентрации в процессе производства целлюлозы. Устройство содержит сепаратор циклонного типа, содержащий вертикальную камеру, в верхней части которой имеется тангенциальный вход для создания вихревого движения очищаемого потока, а также приемный выход, при этом коническая нижняя часть упомянутого сепаратора снабжена отбраковочным выходом. Устройство содержит два или более сепараторов (301) циклонного типа, которые соединены параллельно, в результате чего их входы выходят по меньшей мере на один питающий канал (310), имеющий по меньшей мере один вход, а их приемный выход выходит на общий выпускной канал (313), имеющий по меньшей мере один выход, тогда их отбраковочные выходы выходят на общий выпускной канал, имеющий по меньшей мере один выход, который соединен по меньшей мере с одним вспомогательным сепаратором (316), имеющим трубопроводы (318, 319) для выпуска годных фракций и отбракованных фракций. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к центробежному насосу для подачи газосодержащей суспензии, в частности суспензии волокнистого материала, включающему рабочее колесо (12) насоса, по меньшей мере, с одним отверстием (15) в несущей пластине и ребрами (16) на задней стороне. Предусмотрено сепараторное устройство (17), включающее корпус (25) сепаратора с неподвижным диском (18) и диск (22), вращающийся вместе с валом (21) насоса. Сепараторное устройство (17) в корпусе насоса расположено, если смотреть на рабочее колесо (12) насоса в осевом направлении, с задней стороны рабочего колеса (12) вплотную к нему. Корпус (25) сепаратора включает камеру газосборника (31) с газоотводным трубопроводом (28). Диск (22), вращающийся вместе с валом (21) насоса, имеет сплошную поверхность (23) без отверстий. Благодаря этому могут быть снижены потери материала и достигнуто повышение устойчивости работы центробежного насоса при подаче газосодержащей суспензии, в частности суспензии волокнистого материала. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано на начальных этапах приготовления бумажной массы из макулатуры, а именно для грубой доочистки макулатурной массы от легких и тяжелых загрязняющих включений и одновременного ее дороспуска

Наверх