В предыдущей части статьи были рассмотрены основы устройства валов формующей части бумагоделательной машины, их принцип работы, назначение и непосредственно связанные с ними устройства. Этот материал посвящён спрысковым системам, применяемым на сеточном столе, а также их основным особенностям, применению и назначению.
В ходе рассмотрения спрысков формующей части будем последовательно продвигаться от заводняющего спрыска грудного вала по ходу движения формующей сетки.
Заводняющий спрыск грудного вала
Данный спрыск (Рис. 2) необходим для заполнения ячеек формующей сетки водой. Пузырьки воздуха, содержащиеся в её ячейках, способны всплывать, создавая на бумажном полотне дефект так называемого «рыбьего глаза». При наличии воздуха в самой бумажной массе, поступающей в напорный ящик, также приводящей к появлению этого дефекта, его удаляют с помощью специального вакуумного прибора — декулатора.
Основной причиной попадания воздуха в массу в напорном ящике становится неверная установка перфорированных валиков Венцеля, когда они не погружены в бумажную массу полностью.
Назначение заводняющего спрыска — создание сплошной водяной завесы, отсекающей вихревые потоки воздуха, возникающие на высоких скоростях движения формующей сетки и предотвращающей их попадание в зазор между струёй бумажной массы и формующей сеткой.
Этот спрыск устанавливают прямо под напорным ящиком. Формируемый им факел должен быть направлен таким образом, чтобы при его отражении от нижней губы напорного ящика, капли воды попадали на поверхность сетки, не соприкасаясь со струёй, выходящей на неё бумажной массы.
Также на Рис.2 показаны листы Конверфло, применяемые в напорных ящиках гидродинамического типа для выравнивания потока бумажной массы и гашения пульсаций давления. Обычно их делают из металла или полимерных материалов.
Заводняющий спрыск грудного вала должен быть настроен таким образом, чтобы заполнение формующей сетки водой было оптимальным. Когда она заводнена недостаточно, это может привести к появлению «рыбьего глаза». Если же заводнение избыточно, оно может создавать помеху первоначальному обезвоживанию.
На рисунке 3 представлена плоскоструйная фильера заводняющего спрыска. Через такую фильеру струя воды подаётся в виде плоской завесы, т.н. “веера”, сталкиваясь на выходе с наклонной плоскостью вертикального дефлектора (обозначен на фотографии стрелкой), формируя равномерно распределённую водяную завесу.
Орошающий спрыск грудного вала
Для предотвращения загрязнения и наматывания волокна бумажной массы на валы, на грудной вал также может быть установлен отдельный спрыск, оснащаемый плоскоструйными фильерами, специальной модификации (Рис. 6) обеспечивающими уже не столь высокую степень рассеивания, формируемой струи воды.
На пакете грудной доски удаляется большое количество воды, содержащейся в бумажной массе, следовательно, и провал волокна на данной позиции значителен. Поэтому контроль за чистотой поверхности грудного вала — важная задача.
В одной из предыдущих частей данного материала уже упоминалось о назначении шабера грудного вала. Поддержание чистоты обрезиненной поверхности любого сетковедущего вала имеет большое значение, поскольку загрязнение приводит к её неравномерному износу, который, в свою очередь, становится причиной неравномерного износа формующей сетки, её преждевременного выхода из строя.
При значительном износе рубашка вала может быть подвергнута перешлифовке, в ходе которой при помощи абразивного круга с её поверхности снимается слой изношенной и ороговевшей резины. Когда толщина рубашки вала становится критически малой, вал подвергают повторной обрезиновке.
Смывной спрыск
В процессе массонапуска и обезвоживания декельные линейки могут засоряться волокном, которое способно неконтролируемо оседать на поверхности оборудования, выпадая из бумажной массы. Для предотвращения его налипания на их поверхность, линейки поливаются водой из смывных спрысков, о которых уже шла речь в одной из предыдущих частей статьи. В спрысках данного типа также применяются плоскоструйные фильеры, формирующие равномерно распределённую водяную завесу.
Вода подаётся в зазор между бумажной поверхностью формующей сетки и той частью декельной линейки, с которой она контактирует. Это позволяет снизить износ сетки и предотвращает образование на ней «полос» с повышенной степенью износа. Для орошения зоны контакта сетки и декельной линейки применяются спрыски, создающие более плотную водяную завесу.
Спрыск гауч-вала
Поскольку гауч-вал работает в условиях высокого вакуума, засорение ячеек его зенковки может стать серьёзной проблемой в ходе эксплуатации. О назначении зенковки в отверстиях гауч-вала было уже рассказано в пятой части этой статьи. Для поддержания чистоты его поверхности и ячеек также применяются спрыски. Контроль чистоты рубашки гауч-вала особенно важен, поскольку она не имеет защитной обрезиновки. В данном спрыске используются игольчатые фильеры, формирующие остронаправленную струю в форме иглы (Рис. 9, 11).
Сам спрыск устанавливается на осциллирующее устройство, обеспечивающее возвратно-поступательное движение вдоль оси вала для равномерной очистки его поверхности.
Отбойный спрыск
Эти спрыски применяют для облегчения отделения кромок бумажного полотна после прохождения кромочной отсечки. Спрыски направляют таким образом, чтобы вода попадала в клиновое пространство между формующей сеткой и валом, с машинной стороны. Вода заполняет ячейки формующей сетки и выходит уже с бумажной стороны, выталкивая отсечённые кромки полотна, которые далее направляются в гауч-мешалку для проведения роспуска. В спрысках данного типа применяются плоскоструйные фильеры, создающие более плотную завесу (рис. 6).
Спрыск химической промывки
Для снижения загрязнения формующей сетки на её поверхность, с помощью веерных спрысков, в которых используются плоскоструйные фильеры уже упомянутой (Рис. 6) специальной модификации, подают растворы вспомогательных веществ (пассиваторов). Таковыми являются поверхностно активные вещества (ПАВ). Кроме пассиваторов также могут применяться чистящие химикаты, особенно актуальные при засмолении сеток.
На рисунке 5 показана работа веерных спрысков с перекрещивающимися факелами распыла плоскоструйных фильер, расположенных одна рядом с другой (на изображении спрыск включён в тестовом режиме, не на сеточной части). На фото видна специфичная форма струй в виде щелевой завесы, подаваемых через фильеры данного типа. Образуемое в итоге двойное перекрытие струй обеспечивает корректную работу спрысков даже при засорении одной из фильер.
Спрыски высокого давления
Сокращённо — спрыски ВД, применяемые для удаления липких отложений, частичек наполнителя и мелкого волокна с формующих сеток. Расстояние между игольчатыми фильерами таких спрысков (Рис. 9, 11), как правило, равняется 150 мм.
При производстве бумаги и картона из макулатуры качество промывки сетки имеет большое значение, поскольку состав макулатурной бумажной массы включает в себя большое количество загрязнений различного характера.
Для обеспечения равномерной очистки сеток спрыск ВД перемещается поперёк хода их движения при помощи уже ранее упомянутого осциллирующего механизма. Скорость его возвратно-поступательного движения должна соответствовать скорости движения сетки. Чем она выше, тем выше должна быть скорость поперечной осцилляции, требуемой для равномерной промывки. Но, чем длиннее сетка, тем ниже должна быть скорость линейного хода осциллятора, обеспечивающая очистку фильерой полосы, равной её диаметру, за один оборот движения сетки.
Линейная скорость осциллятора задаётся таким образом, чтобы в течение одного оборота сетки спрыск сдвигался на ширину, равную диаметру фильеры. Если же эта скорость слишком высока, сетка будет промываться неравномерно, на ней будут образовываться полосы в виде непромытых участков.
Возвратно-поступательное осциллирующее движение спрыска ВД необходимо для равномерной промывки сетки. По типу привода осцилляторы бывают электромеханические, гидравлические, использующие давление подаваемой в спрыск воды, и пневматические.
В пневматических системах внутри рабочей полости цилиндра установлены клапана, отвечающие за реверсное переключение хода поршня. Пневматические осцилляторы применяются реже, поскольку характеризуются нестабильностью хода поршня, обусловленной сжимаемостью воздуха. Наиболее часто используются электромеханические модификации.
Спрыски ВД могут устанавливаться под различными углами по отношению к формующей сетке. Так для очистки структурно связанных сеток (SSB) сеток они монтируются под прямым углом к внешней стороне сеток, а для очистки 2,5-слойных, устанавливаются по отношению к внутренней стороне под углом 45°. (Более подробно о типах сеток см. четвертую часть данного материала).
Такой тип установки обусловлен, в первую очередь, формой каналов обезвоживания формующей сетки. Качество очистки сетки выше тогда, когда струя направлена под тем же углом, который имеет канал обезвоживания. Располагают спрыски на расстоянии 150-200 мм от сетки. Если это расстояние больше, струя воды рассеивается, эффективность промывки снижается.
Помимо угла наклона по отношению к формующей сетке и расстояния до неё стоит учитывать и место установки спрыска, который лучше размещать по ходу движения перед сетковедущим валом. В случае его монтажа в центре длинного открытого участка формующей сетки, она будет прогибаться под давлением воды, что может привести к снижению качества промывки.
Давление — немаловажный фактор, обуславливающий качество промывки. При выборе его оптимального значения нужно учитывать скорость формующей сетки. На тихоходных бумагоделательных машинах оно может составлять порядка 15 бар, а на быстроходных — до 25 бар.
На сегодняшний день, скорость наиболее быстроходных машин, на которых осуществляется выработка газетной, писче-печатной бумаги и бумаги для офисной техники может составлять до 1200 метров в минуту. Если давление в спрыске ВД слишком высокое, это может привести к повреждению нитей сетки.
При производстве бумаги для гофрирования и основы для плоских слоёв гофрокартона скорость на накате может быть разной. В зависимости от конструкции картоноделательной машины и массоёмкости выпускаемой продукции она может составлять от 200 до 1000 метров в минуту.
Для промывки формующих сеток используют свежую воду. Контроль её расхода — актуальная задача для производственников. Обычно диаметр отверстия стандартных игольчатых фильер, применяемых в спрысках ВД, составляет 1,0 мм. Для сокращения же расхода свежей воды могут быть использованы фильеры с диаметром отверстия 0,9 мм при одновременном снижении давления в спрыске. Такая замена позволяет сократить расход воды примерно на 25%.
На рисунке 10 показан вентиль для регулировки уровня давления в коллекторе спрыска ВД. Для удобства доступа его располагают на лицевой стороне машины.
На рисунке 11 показаны игольчатые фильеры, для увеличения срока службы которых используют керамические или рубиновые вставки, материал которых подбирают в зависимости от уровня жёсткости воды, применяемой для промывки. Изготовленные из искусственно выращенных рубиновых камней вставки имеют малый ресурс работы в условиях работы с жёсткой водой, поскольку уязвимы к выпадению на них отложений. Поэтому чаще всего применяют игольчатые фильеры с керамическими вставками. По выходным отверстиям видно, что канал подачи воды, в котором создаётся струя в виде иглы, имеет прямую форму.
Рис 11. Игольчатые фильеры. Слева направо: с рубиновой вставкой, с керамической вставкой и без вставки [10]
Шаберный спрыск
Спрыск может быть установлен у любого шабера, который производит очистку поверхности рубашки вала. Он должен быть расположен так, чтобы вода попадала на рубашку прямо перед шабером, по ходу движения. Его задача — удаление с шабера загрязнений, снятых им с поверхности вала. Также вода, подаваемая на вал, играет роль смазочной жидкости, позволяющей снизить уровень износа вала и шабера, работающего с ним в паре. Для этих целей применяют веерные спрыски.
Объёмный расход воды, подаваемой на шабер, должен быть оптимальным. Если он невелик, может наблюдаться ускоренный износ покрытия вала. В случае избыточной подачи воды вал может проскальзывать по поверхности формующей сетки из-за так называемого аквапланирования. Суть данного эффекта в том, что избыток воды, находящейся на поверхности вала, образует подушку, поверх которой вал проскальзывает по сетке.
От спрысков сеточного стола к формующим сеткам
Ранее было много сказано о такой неотъемлемой части сеточного стола БДМ как формующая сетка, однако ряд вопросов остался неосвещенным. Данной теме будет посвящена следующая часть данного материала.
Использованные материалы
2. https://www.valmet.com/insights/articles/up-and-running/performance/FRApronShowerTrouble/
4. https://www.ibs-ppg.com/na/products/detail/ideckle
5. https://www.neohim.com/catalog/pulp-and-paper-industry/passivating-agents/
6. https://www.papermakingtech.com/paper-machine-sprayer-shower.html
7. https://www.jmcmachines.com/products/high-pressure-oscillation-shower-vot/
9. https://www.spray.com/applications/showers-for-pulp-and-paper
10. https://spraybum.bitrix24.site/
Автор: Владимир Денисович, независимый специалист
