Мельник М. П.

Сортировать по умолчанию названию
  • ПРОЦЕС ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРЕСУВАННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Від ефективності роботи пресової частини ПРМ залежать витрати теплової енергії на сушильній частині і продуктивність машини. Преси на вітчизняних ПРМ забезпечують максимальну сухість 35-40%. З метою скорочення витрат пари на сушіння, після пресової частини прагнуть отримати максимально можливу сухість паперового полотна. Тому розробки принципово нових конструкцій пресів і технологій пресування актуальні. Метою роботи є збільшення кінцевої сухості паперу шляхом інтенсифікації процесу пресування методом контакту паперового полотна з валом, поверхня якого нагрівається до температури понад 150о C. В роботі поставлені наступні задачі: вдосконалити конструкцію та налагодити роботу існуючої установки для дослідження процесу високотемпературного пресування паперового полотна верхнім пресовим валом, поверхня якого нагріта до температури 250-300 оС; експериментально дослідити кінетику високотемпературного пресування; отримати експериментальні дані, необхідні для конструювання промислового зразка пресу. Об'єкт дослідження – процес високотемпературного пресування паперового полотна. Предмет – дослідження кінетика високотемпературного пресування паперового полотна. Значного збільшення сухості паперового полотна можна досягти шляхом застосуванням високотемпературного пресування, сутність якого полягає в видалені вологи з комірок паперу тиском пари, який утворюється в зоні контакту паперового полотна з поверхнею валу, яка нагріта до температури 250 – 300 °С. Для проведення досліджень розроблено лабораторно-дослідну установку (рисунок 1), яка складається з верхнього гарячого 1 і нижнього жолобчатого валу 2, в захваті яких, між пресовим сукном 5 і сіткою 3, проходить паперове полотно В результаті контакту гарячої поверхні валу з плівкою води, відбувається миттєве скипання води з різким підвищенням тиску пари на поверхні паперового полотна. Під дією тиску, пара витісняє воду з капілярів паперу і конденсується в сукні. Такий спосіб пресування забезпечує значне підвищення кінцевої сухості паперу і відповідно зменшує витрати теплової енергії на сушильній частині.

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ УМОВ ПРОЦЕСІВ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ТА ГРАНУЛЮВАННЯ РІДКИХ ГЕТЕРОГЕННИХ СИСТЕМ В ПСЕВДОРОЗРІДЖЕНОМУ ШАРІ

    Застосування техніки псевдозрідження для одержання твердих композитів з рідких систем дозволяє сумістити в одному апараті процеси масової кристалізації та грануляції з тепловим ККД > 65%. В апараті з активним гідродинамічним режимом необхідно забезпечити рух зернистого матеріалу через такі основні зони [1]. І зона розташована безпосередньо біля газорозподільного пристрою, в якій струменем нагрітого теплоносія частинка набуває максимальної швидкості на висоті 30-50 мм і переміщується до зони ІІ. В зоні ІІ здійснюється диспергування рідкої фази і утворення тонкої плівки рідини, за рахунок адгезійно-сорбційних сил на поверхні частинок. Температура гранули знижується до температури мокрого термометра. В ІІІ зоні, розташованій над диспергатором, відбувається змішування з частиною сухого зернистого матеріалу з вологою і проведення випаровування розчинника. Зернистий матеріал, суміш зволожених та сухих гранул, надходить в зону IV в якій завершується процес масової кристалізації та формування шару мікрокристалів на поверхні гранул, а також сорбція частини парів вологи сухими гранулами. Решта вологи переноситься до газового теплоносія, який рухається в режимі фільтрації через шар зернистого матеріалу. Із зони IV зернистий матеріал надходить до зони І. Цикл повторюється багатократно. Внаслідок цього структура гранул являє собою просторовий каркас з мікрокристалів мінеральної речовини, між якими розташовуються мікрочастинки органічних домішок. Тоді для визначення умов створення вертикальної струменевої циркуляції в апараті з високим шаром зернистого матеріалу необхідно комплекс експериментальних досліджень для оцінки впливу конструкції газорозподільного пристрою та камери гранулятора на інтенсивність процесу циркуляції в двохфазній системі газ – тверде тіло та при реалізації процесу утворення твердих композитів з рідких систем з пошаровою структурою.

    Переглянути
  • Модернізація бражно-ректифікаційної установки для одержання напівфабрикату паливного етанолу

    На сьогодні в багатьох країнах світу діють програми по застосуванню етанолу в автомобільному паливі (Бразилія, США, Канада, Євросоюз, Аргентина, Китай, Австралія, Японія та ін.). У зв’язку з цим значно збільшуються потреби у виробництві технічного етилового спирту. Етанол (етиловий спирт) - органічна речовина, яка має важливе значення в промисловості і побуті завдяки своїм властивостям. Вона широко використовується як розчинник, пальне, сировина для багатьох хіміко-технологічних процесів у різних галузях промисловості України. Тому розробка устаткування для виробництва цього вуглеводню, що відповідає сучасним вимогам, є актуальною і важливою задачею. Метою даної роботи є модернізація бражно-ректифікаційної установки для одержання напівфабрикату паливного етанолу. Зазвичай в технологічній схемі виробництва паливного етанолу використовується тарілчаста ректифікаційна колона періодичної дії, основними недоліками якої є погіршення якості дистиляту по мірі протікання процесу, значні втрати тепла і зменшення продуктивності при періодичній загрузці і розгрузці кубу, а також великі капітальні затрати на ремонт, складність конструкції тарілки та великі габаритні розміри колони. Ми пропонуємо насадкову ректифікаційну колону безперервної дії, яка забезпечує відсутність простоїв між операціями, це підвищить продуктивність колони, також наявність перерозподільних пристрої збільшує дійсну поверхню контакту фаз. Для проектованої ректифікаційної колони характерна легкість обслуговування і автоматизація процесу. Корпус колони виконано роз’ємним для полегшення ремонту. А також пропонується замінити кожухотрубний теплообмінник для нагріву вихідної суміші – пластинчастим розбірним, так як його недоліками є складність в виготовленні та очистці трубчатки від забруднення. Перевагами пластинчастого теплообмінника є інтенсивний теплообмін, простота в виготовленні, компактність. Обраний теплообмінник має малий гідравлічний опір, зручний в монтажі та очистці від забруднення. На даному етапі виконано основні розрахунки що підтверджують працездатність та надійність конструкції ректифікаційної колони та пластинчастого теплообмінника. Розроблено складальні креслення ректифікаційної колони та теплообмінника.

    Переглянути
  • ЖЕЛОБЧАТИЙ ПРЕС КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    Якість картону і продуктивність картоноробних машин в значній мірі залежить від ефективності та інтенсивності зневоднення полотна картону на пресовій частині машини. В українській папероробній промисловості на деяких машинах експлуатуются преси застарілих конструкцій, які не забезпечують високої сухості картону після пресування, що зумовлює великі витрати тепла на висушування невідпресованої води. Тому робота направлена на модернізацію пресової частини є актуальною. Метою роботи є модернізація жолобчатого вала картоноробної машини. Запропонований вал у складі пресу дозволить збільшити сухість картону на виході, з пресової частини продуктивність картоноробної машини та зменшити затрати енергії. Досвід експлуатації пресів с жолобчатим валом показав, що вони мають ряд переваг, а саме, зниження вартості установки, зменшення експлуатаційних витрат, при цьому збільшується сухість паперу, відсутність витрат на створення вакууму, порівняно з валом з глухими отворами, досягається рівномірна вологість паперу по ширині збільшується тиск пресування який не викликає роздавлювання сукна і маркування паперу [3]. Жолобки на робочій частині вала слугують для прийому води, віджатої пресом з картонного полотна. В порівнянні з сухістю паперу на відсмоктуючому пресі запропонована конструкція дає змогу збільшити сухість картонного полотна на 2-4%, при цьому зменшуються витрати енергії за рахунок відсутності необхідності створення вакууму. Звичайне шерстяне сукно доцільно замінити на хімічно оброблене шерстяне сукно, яке має менший гідравлічний опір. Жолобчаті вали працюють при великих лінійних тисках (100…120 кН/м) і мають більш тверде покриття, ніж звичайні відсмоктуючі вали. Перевага полягає в тому, що вони відносно прості в конструкції, надійні в роботі, забезпечують високу сухість полотна та його міцність, знижують експлуатаційні витрати.

    Переглянути
  • ТРЬОХВАЛЬНІЙ ПРЕС КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    В українськiй папероробнiй промисловостi постiйно зростають обсяги виробництва рiзних видiв картону. Важливу роль в процесі його виготовлення відіграє пресова частина картоноробної машини (КРМ), оскiльки підвищення сухості картонного полотна дозволяє значно знизити витрати енергiї на сушильнiй частинi КРМ. Тому робота направлена на модернiзацiю пресових частин КРМ з метою збiльшення кiнцевої сухостi картонного полотна є актуальною задачею. Якість картону і продуктивність картоноробних машин в значній мірі залежить від ефективності та інтенсивності зневоднення полотна картону на пресовій частині машини. На вітчизняних машинах експлуатуються преси застарілих конструкції, які не забезпечують високу сухість картону після пресування, що зумовлює великі витрати тепла на висушування невідпресованої води на кортонному полотні. Сухість картону після пресів визначає вартість сушіння, а розподіл вологи впливає на однорідність паперу і його якість. Відомо, що збільшення сухості паперового полотна після пресів на 1% дозволяє понизити витрати пару в сушильній частині машини на 4–5%. Висушування в 10–15 разі дорожче видалення такої же кількості води механічним віджиманням на пресах. Пресова частина виконана із урахуванням забезпечення максимального зневоднення картоного полотна до сушильної частини, при цьому повинна зберігатись структура полотна, а отже і його физико-механічні показники. Залежно від продуктивності пресова частина складається з двох або трьох пресів. Перший прес може бути виконаний відсмоктуючим. Нижні вали пресів гумові, верхні, – гранітні. Притискання і відведення верхніх валів здійснюється пневматичними механізмами. Внаслідок цього збільшується витіснення вільної вологи з картоного полотна, збільшується подуктивність картоноробної машини, зменшується витрати електроенергії. Аналіз даних показує, що комбінований прес (рис.1) ефективніший при зневоднені полотна перед пресом і дозволяє отримати сухість до 25- 30%. Таким чином комбінований прес можна використовувати як перший прес КРМ. Розрахунки показують ща вартість і експлуатаційні витрати комбінованого преса не перевищують 60% вартості і витрат на експлуатацію відсмоктую чого вала.

    Переглянути
  • ПРЕСОВА ЧАСТИНА КРМ З ПОДОВЖЕНОЮ ЗОНОЮ ПРЕСУВАННЯ З РОЗРОБКОЮ МЕХАНІЗМУ ПРИТИСКАННЯ ВЕРХНЬОГО ВАЛА

    З сіткової частини картоноробної машини (КРМ) паперове полотно поступає на пресову часину. Якість зневоднення на пресовій частині КРМ значно впливає на властивості картону: збільшується його об’ємна вага (папір ущільнюється), поліпшується структура полотна, підвищуються показники розривної довжини, число подвійних перегинів та опір продавлюванню, а також зменшується повітропроникність паперу.[1] Метою роботи є розробка пресової частини картоноробної машини з подовженою зоною пресування для виробництва картону. Запропонована пресова частина дозволить збільшити швидкість картоноробної машини і відповідно підвищити продуктивність та збільшити кінцеву сухість картонного полотна, що дозволить знизити енергозатрати на сушильній частині картоноробної машини. Тому тема роботи є актуальною. Пресова частина КРМ повинна працювати таким чином, щоб на ній проходило рівномірне і максимально допустиме, для певного виду картону, видалення води. Крім цього, зневоднення пресуванням в 10…15 разів дешевше ніж сушінням. Тому в наш час значну увагу приділяють вдосконаленню конструкцій пресів для отримання сухості картонного полотна близької до теоретично можливої (45…50%), що можна досягти методом віджиму. [2] Використання преса з подовженою зоною пресування (рис.1) дозволить збільшити кількість видаленої води за рахунок збільшення часу перебування паперового полотна в зоні контакту пресових валів. Також це дозволить знизити витрати пари на сушильній частині картоноробної машини. Розробка та використання пресу з подовженою зоною пресування дозволить зменшити експлуатаційні та енергетичні затрати під час виробництва картону та легко провести модернізацію застарілих частин картоноробних машин.

    Переглянути
  • ВИБІР КОНСТРУКЦІЇ ПЕРЕМІШУЮЧОГО ПРИСТРОЮ ДЛЯ РЕАКТОРА-ПОЛІМЕРІЗАТОРА ПОЛІСТИРОЛУ

    Перемішування рідких середовищ широко застосовується для приготування суспензій, емульсій, пін та розчинів у хімічній, фармацевтичній, харчовій та інших галузях промисловості. Серед перемішуючих пристроїв для рідких середовищ найбільшого поширення набули механічні перемішуючі пристрої (ПП). Механічні ПП можна умовно розділити на дві групи: швидкохідні і тихохідні. [2] Швидкохідні використовуються для циркуляційного перемішування рідин з малою та середньою в'язкістю з метою інтенсифікації дифузійних процесів (розчинення, газонасичення) і теплообміну зі змійовиками. Їх відмінністю є відносно невеликий діаметр, і порівняно велика відстань між ПП і днищем апарату. До швидкохідних ПП відносяться: лопатеві, гвинтові, пропелерні, турбінні. Тихохідні ПП призначені для перемішування високов'язких рідин зазвичай в гладкостінних апаратах за винятком шнекового, встановленого всередині циркуляційної труби. Вони використовуються для інтенсифікації теплообміну на внутрішній поверхні апаратів, гомогенізації в'язких пластичних мас. До такого роду ПП відносяться якірні, рамні, шнекові, стрічкові, клітьового. Відмінною особливістю цих ПП є відносно великий їх діаметр і порівняно близьке розміщення до днища апарату. Для зменшення корозійного і абразивного зносу ПП можуть виготовлятися в емальованому виконанні. [2]. За конструкційними ознаками ПП поділяються: • Лопатеві. Такі ПП Складаються із двох або більшого числа лопат прямокутного перетину, закріплених на обертовому вертикальному або похилому валу. Основна перевага ПП-невелика вартість виготовлення та простота пристрою. Застосовується для перемішування рідин з невеликою в'язкістю, прямого змішування рідин, а також розчинення речовин з невеликим питомою вагою. [1]. • Заглибні. Ці типи ПП дозволяють виробляти процеси перемішування, гомогенізації і суспензіювання в каналах, лагунах або штучних і природних водоймах. Це різновид пропелерного або лопатевого ПП зі зміненим вектором створення потоку, широко використовуються у сільськогосподарських роботах і для очищення стічних вод. • Пропелерні. Такі ПП створюють, переважно, осьові потоки перемішуючого середовища і, в зв’язку з цим, виникає великий насосний ефект, що дозволяє суттєво зменшити тривалість перемішування. Вони використовуються для перемішування рідин з малою в'язкістю і осадами, що містять тверді частинки. [1]. • Стрічкові. ПП відносяться до пристроїв з осьовим потоком, є спеціальним різновидом тихохідних ПП. Вони застосовуються для ефективного перемішування дуже в'язких рідин і однорідних пастоподібних матеріалів. • Шнекові. Різновид стрічкових ПП і призначені для особливо важких умов експлуатації в середовищах з підвищеною в'язкістю аж до приготування важких бетонів і асфальтних сумішей. • Турбінні. Такі ПП мають форму коліс водяних турбін з плоскими, нахиленими чи криволінійними лопотями укріпленими, як правило, на вертикальному валу. В цих ПП переважно створюються радіальні потоки рідин. Це швидкохідний клас ПП і застосовується для інтенсивного перемішування інгредієнтів. Турбіни бувають відкритого та закритого типу. [1]. • Листові. ПП складається з лопатей приблизно квадратної форми, закріплених на вертикальному валу. Листові ПП за типом викликаний ними потоку іноді відносять до турбінних ПП без статора. Як правило це тихохідні ПП які використовуються для проведення деяких хімічних реакцій, інтенсифікації процесів теплообміну при перемішуванні малов'язких рідин. • Якірні та рамні. Конструкції з горизонтальними і вертикальними лопатями є найбільш універсальними. Застосовуються для перемішування низьков’язких рідин, а також для перемішування в апаратах, що обігрівають за допомогою сорочки або внутрішніх змійовиків. Проаналізувавши вітчизняні і світові патенти на винаходи та корисні моделі [3-5] можна зробити висновок, що найбільш доцільним для реактора-полімерізатора полістиролу буде використання якірного або рамного ПП, оскільки, такі пристрої ефективно перемішують в’язкі рідини, мають форму, що відповідає внутрішній формі реактора, близькі до внутрішнього діаметру пристрою. Також при обертанні ці ПП очищають стінки та дно пристрою від забруднень, що налипають, мають підвищену міцність і можуть працювати в різних середовищах і ємностях.

    Переглянути
  • ДО ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ГАРЯЧОГО ПРЕСУВАННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Проблема інтенсифікації процесу зневоднення паперового полотна є актуальною, адже збільшення сухості на пресовій частині на 1 % дозволяє зменшити витрати пари на 5 % на сушильній частині машини, і відповідно кількість викидів брудної пари в атмосферу. Метою роботи є інтенсифікація процесу пресування і збільшення кінцевої сухості паперового полотна. В роботі поставлені слідуючі задачі: розробити лабораторно- дослідну установку для дослідження процесу гарячого пресування при підвищених температурах пресового валу і збільшених швидкостях паперового полотна в захваті пресу; розробити методику експериментального дослідження; експериментально дослідити кінетику гарячого пресування; узагальнити результати досліджень. Об’єкт дослідження – процес гарячого пресування паперового полотна. Предмет – дослідження кінетики пресування паперового полотна. Попередній аналіз процесу пресування в захваті преса показав, що гідравлічний тиск в папері значно менший ніж загальний тиск в папері, який створюється силовим механізмом преса. Отже, величина різниці тисків в папері та сукні, яка є рушійною силою процесу фільтрації, незначна. Щоб збільшити швидкість фільтрації необхідно збільшити гідравлічний тиск в папері, не збільшуючи при цьому гідравлічний тиск у сукні. Досягти цього механічним шляхом неможливо, зате можливо значно підвищити гідравлічний тиск в папері за рахунок випаровування води в зоні контакту нагрітого валу з вологою поверхнею паперового полотна. Для цього верхній вал преса необхідно нагріти до температури, яка забезпечить в зоні контакту з папером, необхідний тиск пари. Для досягнення поставленої мети розроблено лабораторно-дослідну установку (рис. 1). В якості методу дослідження прийнято метод планування експерименту, який дозволяє отримати рівняння регресії, яке пов’язує сухість паперового полотна, після пресування, з параметрами процесу пресування, які можна виміряти з необхідною точністю під час експериментальних досліджень. Буде розглядатись залежність сухості паперового полотна після преса при гарячому пресуванні від температури вала, лінійного тиску і швидкості пресування.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАКАТУ ПАПЕРОРОБНОЇ МАШИНИ У ВИРОБНИЦТВІ САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНОГО ПАПЕРУ

    Накат є завершальним пристроєм папероробної машини, який здійснює намотування паперу у рулони. Основною вимогою до накату є рівномірність щільності рулона та щільна намотка паперу, необхідна для його нарізування, транспортування, зберігання, обробки та переробки. Периферичний накат застосовують на всіх швидкохідних та широкоформатних папероробних машинах. Основною його перевагою є можливість рівномірної та щільної намотки при будь-якій швидкості та ширині машини, а також при меншому натяжінні паперового полотна, ніж на інших накатах. Тому робота направлена на модернізацію існуючих конструкцій периферичних накатів є актуальною задачею. В данному проекті для покращення роботи накату запропоновано модернізацію гальмівного пристрою рулону. Оскільки саме від нього залежить швидкість зупинки намотаного рулону, а отже і час його перезаправки. До конструкції модернізованого пристрою буде входити пневмоциліндр, поршень та шток, до якого шарнірно кріпиться колодка з фрикційною накладкою, що виконана з ферадо. Ферадо складається з фібри з вкрапленнями мідної стружки та має великий коефіцієнт тертя (f = 0,3). Тормозний момент створюється силою тертя, яка виникає в результаті притискання колодок до шківів тамбурного вала. Максимальна сила притискання дорівнює вазі рулону з тамбурним валком, а оптимальна залежить від величини часу гальмування. В периферичному накаті рулон паперу, що намотується прижимають до приводного циліндру накату, який обертаеться з постійною кутовою та відцентровою швидкістю. Поки проводять намотку паперу на тамбурний валок, встановлений на приймальних важелях, намотаний рулон, що знаходиться на робочих важелях, знімають спеціальним краном. Для швидкої зупинки відведеного рулону використовують гальмівний пристрій. Після цього починається намотування наступного рулону, який переводять з приймальних важелів на звільнені робочі. Запропонована модернізація дозволить підвищити продуктивність та надійність роботи папероробної машини та покращить економічні показники.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАКАТУ ПАПЕРОРОБНОЇ МАШИНИ

    Накат є завершальним пристроєм папероробної машини, який здійснює намотування паперу у рулони. Основною вимогою до накату є рівномірність щільності рулонна та щільна намотка паперу, необхідна для його нарізування, транспортування, зберігання, обробки та переробки. Периферичний накат застосовують на всіх швидкісних та широкоформатних папероробних машинах. Основною його перевагою є можливість рівномірної та щільної намотки майже при будь - якій швидкості та ширині машини, а також при меншому натягненні паперового полотна, ніж на інших накатах. В даному проекті для покращення роботи накату було модернізовано тормозний пристрій рулонна. Тому, що саме від нього залежить швидкість зупинки намотаного рулонна, а отже і час його перезаправки. До конструкції пристрою входить пневмоциліндр, поршень та шток, до якого шарнірно кріпиться колодка з фрикційною накладкою виконаною з ферадо. Ферадо складається з фібри із вкрапленнями мідної стружки та має великий коефіцієнт тертя ( f=0,3). В результаті розрахунків тормозного пристрою було визначено, що завдяки великому коефіцієнту тертя ферадо, сила притискання на гальмівних колодках, яку необхідно створити для зупинки рулону на модернізованому пристрої значно менше ніж на аналогах. В периферичному накаті рулон паперу, що намотується прижимають до приводного циліндру накату, який обертається з постійною кутовою та відцентровою швидкістю. Поки проводять намотку паперу на тамбурний валок, встановлений на приймальних важелях, намотаний рулон, що знаходиться на робочих важелях, знімають спеціальним краном. Для швидкої зупинки відведеного рулонна використовують тормозний пристрій. Після рулон, що намотується переводять з приймальних важелів на звільнені робочі де продовжується його намотування. Виконана модернізація підвищує продуктивність, скорочує час намотування рулону, внаслідок чого покращуються економічні показники та робота пристрою.

    Переглянути
  • РОЗКАТ ПОВЗДОВЖНЬО – РІЗАЛЬНОГО ВЕРСТАТА

    Для друку та переробки паперу найбільш широкого застосування отримали ротаційні машини, в зв'язку з цим у загальному виробництві паперу рулонний папір займає перше місце. Деякі види паперу майже повністю випускаються в рулонах. Для того, щоб отримати рулон певних розмірів після папероробної машини вони подаються на поздовжньо-різальні верстати(ПРВ). Останні є найбільш швидкохідними з усіх машин паперового виробництва: їх швидкість досягає в окремих випадках більше 2400 м/хв. Погане розрізання та намотування зменшує якість паперу, що призводить до збільшення кількості браку. Тому вдосконалення конструкцій ПРВ з покращенням якісних характеристик розрізаного паперу є актуальною задачею. ПРВ поділяються на два типи: периферичного та комбінованого намотування. У верстатах першого типу приводяться в обертання несучі вали, на які спирається намотуваний рулон, що і забезпечує периферичне намотування. На верстатах з комбінованим намотуванням приводними є не лише несучі вали, але й намотуваний рулон. ПРВ з комбінованим намотуванням не знайшли широкого розповсюдження через складність конструкції . Велика кількість наявних схем периферичного намотування може бути зведена до двох принципових схем: з верхньою та нижньою заправкою паперу. Всі нові верстати виготовляються з нижньою заправкою, так як при інших рівних умовах стаціонарне розташування механізму поздовжнього різання забезпечує краще розділення розрізуваних рулонів. ПРВ працюють за таким принципом (рисунок 1): розмотуваний рулон 5, який знаходиться на тамбурному валі 4 встановлюється на стійки 1 і 2. При розмотуванні електродвигун 6 розганяє вал з рулоном ,швидкість якого регулюється гальмівним генератором 9 через редуктор 8. На стійці 1 знаходиться маховик 3 для переміщення рулону перпендикулярно йогоосі. Для гарної якості намотування рулону і стійкої роботи верстата натяг паперового полотна при намотуванні має бути постійним. Величина лінійного натягу залежить від міцності паперу, зумовленої її розривною довжиною і масою. Натяг паперового полотна створюється за допомогою гальма, сполученого з тамбурним валом рулону. Найкращим є електричне гальмування, що здійснюється генератором постійного струму, сполученим з тамбурним валом розмотуваного рулону. Гальмівний генератор 9 при постійній лінійній швидкості паперу розвиває постійну потужність і підтримує постійний натяг полотна. Провівши модернізацію ПРВ з покращення зажима рулона у станині та вдосконалення приводу зі зменшенням енергозатрат можливо знизити собівартість продукції і покращити її якість. Це допоможе збільшити обсяги виробництв та укріпити позиції вітчизняних підприємств у целюлозно – паперовій промисловості.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ПОЗДОВЖНЬО-РІЗАЛЬНОГО ВЕРСТАТУ

    Зі збільшенням потреб у кількості паперової продукції зростає і необхідність в збільшенні обсягів її виробництв. Стан розвитку целюлозно- паперової промисловості характеризується загальноприйнятим у різних країнах показником споживання паперової продукції на душу населення. В Україні на одного жителя сьогодні припадає близько 29кг паперу та картону на рік, що майже вдвічі нижче від рівня середньосвітового споживання, який дорівнює 65 кг на рік. Головною причиною стримування темпів росту обсягів виробництва паперу, картону та виробів з них є фізична та моральна застарілість обладнання картонно-паперових підприємств, робочий стан якого підтримується переважно за рахунок відновлювального ремонту та модернізації[1]. Папір в папероробній машині (ПРМ), виготовляється в рулонах. Рулонний папір зручно перемотувати, надавати йому колір, наносити на нього фактуру. Але одержані з машини рулони мають великі розміри по ширині, що накладає певні обмеження на їх транспортабельність, тому рулони необхідно розрізати на рулони стандартної ширини. Ця операція здійснюється на поздовжньо-різальному верстаті (ПРВ). Слід зауважити, що якість роботи верстата залежить не лише від його схеми, але й від конструкції і надійності роботи основних його вузлів. Як правило, рулони краще розділяються на верстатах з нижньою заправкою, зважаючи на стаціонарне розташування на цих верстатах механізму подовжнього різання (на відміну від верстатів з верхньою заправкою, де цей механізм по мірі намотування рулону переміщується вгору, що може викликати нахлестування кромок). Через це конструкції верстатів з верхньою заправкою вважаються застарілими [2]. Саме тому модернізація на базі верстата з нижньою заправкою є більш актуальною (рисунок 1). ПРВ є машиною періодичної дії, здебільшого через необхідність постійної переточки ножів, тому швидкість ПРВ повинна бути більшою за швидкість ПРМ. Зі збільшенням продуктивності ПРМ, абсолютно очевидне виникнення необхідності підвищення цієї швидкості [3]. Модернізований верстат дає можливість збільшити швидкість в результаті заміни ножової балки на різальний вузол з індивідуальними приводами ножів та механізмом їх позиціонування, а також заміни розправляючого валу з метою підтримування постійного зазору після розрізування для якісного розділення рулонів на накаті. Отже така модернізація дозволить інтенсифікувати процес різання, і тим самим збільшити продуктивність ПРВ.

    Переглянути
  • ЦИЛІНДР ЛОЩИЛЬНИЙ

    У целюлозно-паперовій промисловості для сушіння паперового полотна, широко застосовуються контактні сушильні установки, в яких тепло передається вологому полотну безпосередньо від нагрітої поверхні циліндрів. [1] Контактний метод сушіння є найбільш розповсюдженим, тому що він забезпечує якісне сушіння. Однак, цей метод має певні недоліки, що пов'язані з високою металоємністю обладнання та значними енергетичними затратами. Тому вдосконалення існуючих конструкцій лощильних циліндрів та розробка нових є актуальною задачею. Лощильні циліндри широко використовуються при виготовленні санітарно-гігієнічного паперу і паперу з односторонньою гладкістю. Обігрів лощильних циліндрів здійснюється завдяки пари, яка подається в циліндр. Тепло необхідне для нагріву матеріалу та видалення з нього вологи передається від нагрітої поверхні лощильного циліндру до паперового полотна. Недоліком конструкції є втрати тепла. Основними напрямками подолання проблеми теплових втрат є поліпшення системи конденсатовідведення та збільшення площі теплообміну внутрішньої поверхні лощильного циліндра, за рахунок відливання циліндра з кільцевими ребрами, чим досягається збільшення корисної поверхні нагрівання. Конденсат в цьому випадку відводиться через сифонні трубки, що входять в канавки між ребрами. Важливою умовою для видалення конденсату при мінімальній товщині конденсатного кільця є надійне кріплення наконечника сифона в безпосередній близькості від внутрішньої поверхні сушильного циліндра. Таким чином, запропонована модернізація лощильного циліндра дозволить зменшити витрати гріючої пари та покращити теплопередачу від гріючої пари до паперового полотна.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ МЕХАНІЗМУ ПРИТИСКАННЯ ПРЕСА КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    Як відомо під час виробництва паперу та картону найбільші затрати енергії припадають на сушильну частину картоноробної машини (КРМ), що пов’язано зі значними витратами газу, на створення пари для обігріву сушильних циліндрів. Затрати енергії можна знизити шляхом інтенсифікації процесу видалення води на пресовій частині КРМ. Одним із варіантів підвищення якості пресування є вдосконалення системи притискання пресових валів. Регулювання тиску між валами преса здійснюється за допомогою притискного механізму, яким також користуються для виважування верхнього вала. Існують різні конструкції подібних механізмів: важільно-вантажний, пневматичний, гідравлічний тощо. На рисунку 1 наведена схема механізму притискання верхнього вала преса. Для досягнення вказаної мети доцільно замінити, в розроблюваному пресі КРМ, пневматичну систему притискання верхнього пресового валу на гідравлічну. Гідравлічна система притискання дозволить підвищити максимальний лінійний тиск між валами преса, знизити металоємність конструкції та підвищити безпечність його експлуатації, оскільки в разі руйнування гідравлічної системи притискання буде відсутнім ефект розширення робочого тіла, оскільки рідина майже не стискається.

    Переглянути
  • ОГЛЯД СУЧАСНИХ КОНСТРУКЦІЙ НАКАТІВ ПАПЕРОРОБНИХ МАШИН

    Кінцевою стадією виробництва паперу є змотування його в рулон на накаті папероробної машини. В папероробній, полімерній та текстильній галузях промисловості використовують периферичний накат. Основною метою цього процесу є рівномірне намотування полотна на тамбурний вал. Конструкції накатів поділяються на два основних типи: осьовий та периферичний. Осьовий накат використовується на тихохідних машинах швидкість яких не перевищує 150 м/хв, кутову швидкість рулону міняють за допомогою фрикційної чи гідравлічної муфти. Недоліком такого накату є те що ручна заправка не дозволяє використовувати його на сучасних швидкохідних машинах. Периферичний накат широко застосовується на всіх сучасних папероробних машинах, що значною мірою пов’язано з наявністю пневматичної заправки полотна. Одним з основних розробників конструкцій накатів сьогодні є акціонерне товариство “PAPCEL Литовел”, яке виготовляє гідравлічні накати типу NH (рис. 1) з несучим валом системи POPE призначеним для намотування паперового полотна. Папір намотується з постійною швидкістю на тамбурний вал. Тамбурний вал приводиться в обертання шляхом передачі крутного моменту від несучого вала, який приводиться в рух або електродвигуном з редуктором, або від трансмісії папероробної машини. Максимальний діаметр намотки сягає 3200 мм. Управління може бути ручним чи автоматичним. Перевагою даної конструкції є простота в обслуговуванні, можливість повністю автоматизованої експлуатації та регульована щільність намотування рулону.[1] Німецький машинобудівний концерн VOITH виготовляє накат VariFlex (рис. 2) заснований на двохбарабанній технології намотування паперу. Особливістю цього накату є те що, коли рулон досягає певного діаметру, то спеціальний пристрій проклеює кінець і початок нового рулону, тим самим полегшуючи заправлення паперу на тамбурний вал. VariFlex призначений для різних сортів паперу [2]. Вдосконалення конструкцій накатів спрямовані на покращення намотування паперу в рулон, автоматизації всього процесу, полегшення обслуговування та підвищення якості процесу намотування паперу.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАКАТУ ПОВЗДОВЖНЬО-РІЗАЛЬНОГО ВЕРСТАТУ

    Сучасні обсяги споживання паперової та картонної продукції вимагають прискорення її виготовлення та підвищення якості. На сучасних паперо- та картоноробних машинах ширина паперового полотна сягає понад 10 м. Отримане паперове полотно потрібно розрізати до транспортабельних або необхідних замовнику розмірів. Для досягнення цієї мети використовують поздовжньо-різальні верстати (ПРВ). Тому актуальною є задача створення та модернізації різноманітних конструкцій ПРВ. ПРВ є найбільш швидкохідними машинами з числа тих, що використовуються в целюлозно-паперовому виробництві, вони відносяться до машин періодичної дії, тому їх швидкість має перевищувати швидкість папероробної машини (ПРМ) в 1.5 – 2 рази [2]. Робоча швидкість сучасних ПРВ сягає до 2200 м/хв, однак в зв’язку з розвитком ПРМ постала необхідність у її підвищенні [3]. Одним з лімітуючих факторів, що можуть впливати на швидкість є дисбаланс намотуваного рулону на накаті ПРВ, ускладнення виникають переважно через застосування двохвального накату, вали якого важко привести до абсолютної синхронної частоти обертання та однакового балансування. Тому логічним буде вирішення цієї проблеми за рахунок застосування одновального накату (рис. 1), що дозволить краще балансувати рулон і підвищити швидкість до 3000 м/хв [4]. ПРВ є машиною періодичної дії переважно через необхідність постійної переточки ножів, зміну валу накату. Зі збільшенням продуктивності ПРМ, виникає необхідність у підвищенні швидкості роботи (ПРВ) [5]. Одновальний накат, порівняно з двовальним має ряд переваг, деякі з них вказані вище. Покладаючись на це актуальність розробок у цьому напрямку є підтвердженою і у майбутньому вбачається чималий потенціал, щодо їх застосування.

    Переглянути
  • ЛОЩИЛЬНИЙ ЦИЛІНДР ПАПЕРОРОБНОЇ МАШИНИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНОГО ПАПЕРУ

    Останнім часом вартість енергоносіїв постійно зростає, що призводить до зростання собівартості готової продукції. Постає проблема вдосконалення існуючого обладнання з метою зменшення капітальних витрат. Тому тема роботи з модернізації конструкції лощильного циліндра є актуальною. Значною мірою на процес передачі тепла від гріючої пари, через стінку лощильного циліндра, до паперового полотна впливає наявність термічного опору шару конденсату на внутрішній поверхні його стінки. Наприклад при товщині конденсатного кільця 1 мм коефіцієнт тепловіддачі від пари до внутрішньої стінки циліндра зменшується майже в 3,5 рази [1]. Лощильний циліндр є основним елементом папероробної машини для виготовлення санітарно-гігієнічних видів паперу. До недавнього часу усі лощильні циліндри виготовлялися з чавуну з високими характеристиками міцності і теплопровідності шляхом лиття. Але замінивши чавун сталлю компанія SPECTRUM ANDRITZ знайшла спосіб не тільки знизити витрати на виготовлення але й підвищити експлуатаційну безпечність [2]. Тому для досягнення поставленої мети планується провести модернізацію лощильного циліндра шляхом зміни конструкції його внутрішнього устрою за рахунок вибору оптимальних матеріалів та профілю поверхні внутрішньої стінки, що дозволить покращити умови процесу теплопередачі та знизити енергетичні затрати. Така модернізація дозволить: 1) Зменшити кількість використання енергоносіїв. 2) Зменшити кількість гріючої пари. 3) Збільшити коефіцієнт тепловіддачі та покращити виведення конденсату з циліндра. 4) Покращити розподіл температури по ширині полотна, що дозволить підвищити його кінцеву сухість.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ НАКАТУ ПАПЕРОРОБНОЇ МАШИНИ

    Виробництво паперу є складним багатоопераційним процесом, який починається під час заготовки деревини і закінчується отриманням рулонів готової продукції на накаті папероробної машини. В останні десятиліття конструкції ПРМ та їх вузлів дуже швидко змінювалися і постійно модернізувалися. Це пов’язано з постійним зростанням вимог до якості готової продукції та зменшення енергетичних затрат на виробництво. Накат є одним із основних пристроїв ПРМ, що значною мірою впливає на якість готової продукції. Накат повинен забезпечувати рівномірну щільність намотування. Слабо намотаний рулон паперу при зберіганні легко деформується, втрачає циліндричну форму і витки в ньому легко зміщуються один відносно одного вздовж осі. При розмотуванні такий рулон обертається нерівномірно, тому натяг паперу непостійний, що призводить до збільшення числа обривів. При занадто тугому намотуванні підвищені напруги в паперовому полотні також можуть привести до обривів полотна. Тому робота направлена на вдосконалення та модернізацію існуючих конструкцій накатів ПРМ є актуальною. Авторами [1] запропоновано конструкцію схема якої представлена на рисунку 1. Дана конструкція дає змогу задіяти силу власної ваги рулону, що намотується з метою покращення якості намотування. Для цього в конструкції встановлені пружини та пневмоциліндри, розташування яких може призвести до перекосів рулону під час намотування. З метою усунення вказаного недоліка можна модернізувати конструкцію шляхом встановлення стабілізуючих елементів, які будуть запобігати перекосу направляючих балок під час намотування рулону.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ПРЕСУ ПАПЕРОРОБНОЇ МАШИНИ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНОГО ПАПЕРУ

    Значна частина обсягів виробництва целюлозно-паперової продукції припадає на виробництво санітарно-гігієнічних видів паперу, вимоги до якості якого є досить високими. Оскільки його виробництво є складним та енергозатратним процесом, робота направлена на модернізацію пресової частини є актуальною. Досить часто при виробництві санітарно-гігієнічних видів паперу використовують «комбіновану» пресову частину, в якій пресування відбувається у захваті пресу, між лощильним циліндром і пресовим валом.[1] Для інтенсифікації процесу зневоднення можна запропонувати конструкцію гарячого пресу папероробної машини (рис. 1), яка складається з лощильного циліндра 1, жолобчатих пресових валів 2, які утворюють три пресових захвати і збільшують час контакту паперового полотна з гарячою поверхнею лощильного циліндра 1. Запропонована конструкція є достатньо простою у виготовленні та обслуговуванні і не потребує значних капітальних затрат при модернізації встановленого на виробництві обладнання. До того ж використання жолобчатих валів при вробництві санітарно-гігієнічного паперу дозволить отримати ряд переваг, а саме підвищення сухості паперового полотна та рівномірну вологість його по ширині.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ЛОЩИЛЬНОГО ЦИЛІНДРА ДЛЯ СУШІННЯ ТОНКИХ ВИДІВ ПАПЕРУ

    Процес сушіння паперу відбувається на сушильній частині папероробної машини. Найбільш розповсюдженим методом сушіння паперу є контактний. Цей метод забезпечує високу якість сушіння, але потребує значних затрат енергії та призводить до того, що сушильна частина папероробної машини має найвищу металоємність у порівнянні з іншими частинами. Сушильні частини для тонких видів паперу, таких як санітарно- гігієнічний, цигарковий, папір для серветок тощо, мають особливу компоновку сушильної частини - сушіння таких видів паперу здійснюється на лощильних циліндрах.[1] Конструктивно лощильний циліндр (рисунок 1) складається з корпусу з гладкою або ребристою внутрішньою поверхнею, кришок та пустотілого валу. Торцеві кришки циліндрів мають сферичну, випуклу форму і приєднуються до корпусу болтами. В кришці циліндра є лаз для можливості проведення ремонтних робіт всередині циліндра. В лощильний циліндр через ізольовану трубу в лицьовій цапфі всередину порожнистого валу поступає насичена пара, а потім через отвори в обичайці порожнистого валу – в робочий простір циліндра, нагріваючи стінку корпусу. Отвори призначені для рівномірного розподілу пари в циліндрі. Охолоджуючись, пара конденсується, утворює рівномірне водяне кільце на стінках корпусу циліндра і відводиться сифоном через конденсатовідвідну трубу в приводній цапфі [2]. Для зниження енергозатрат при конвективному способі сушіння паперу є доцільним встановлення ковпака конвективного сушіння над лощильним циліндром, що в свою чергу дозволить зменшити вологовміст пари яка при контактному сушінні розповсюджувалась по всьому об’єму за рахунок чого вологовміст зростав, що в свою чергу призводить до зростання затрат енергії. А також необхідно постійно видаляти вологе повітря із зони сушіння і заміняти його повітрям з меншим вологовмістом. Запропонована модернізація дозволить зменшить теплові втрати, а також зменшити енергозатрати.

    Переглянути
  • ГАРЯЧИЙ ВАЛ ДЛЯ ПРЕСУВАННЯПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Пресова частина - одна з найголовніших частин папероробної машини, тому що саме на пресах відбувається найбільше зневоднення паперового полотна. Після пресів вітчизняного виробництва сухість паперового полотна не перевищує 35-40%. З метою скорочення витрат пари на сушіння, після пресової частини прагнуть отримати максимально можливу сухість паперового полотна. Для інтенсифікації процесу пресування та відповідно збільшення кінцевої сухості паперу був розроблений дослідний зразок високотемпературного пресу з оригінальною конструкцією гарячого валу. Актуальність даної розробки полягає у забезпечені надійності конструкції, можливості регулювання температури нагрівача валу; можливості вимірювання теплової потужності і температури; рівномірності розподілу температури по довжині валу; можливості отримання високих температур. Сутність високотемпературного пресування полягає в видалені вологи з комірок паперу тиском пари, який утворюється в зоні контакту паперового полотна з поверхнею валу, яка нагріта до високої температури. Гарячий вал допоможе якнайкраще експериментально дослідити кінетику високотемпературного пресування паперового полотна та отримати експериментальні дані, необхідні для конструювання промислового зразка пресу. Схема гарячого валу показано на рисунку 1. Він складається з валу 1, який обертається і з середини нагрівається від електричних нагрівачів 2, які нерухомо закріплені на статорі 3. Подача електроенергії здійснюється через провідники 4 і 5, які виводяться назовні через осьову трубу 6.

    Переглянути
  • ГІДРОДИНАМІКА У АПАРАТАХ З ВИСОКИМ ШАРОМ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРІАЛУ ПРИ ОДЕРЖАННІ ГУМІНОВО- МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

    Основною вимогою для утворення гуміново-мінеральних добрив нового покоління є рівномірне розподілення мінеральних речовин та гумінових композитів по всьому об’єму гранули. Згідно проведених досліджень вміст гумінових речовин не може перевищувати 1% від маси сухих речовин у твердому композитів. Тому найбільш доцільним є використання псевдозрідження для одержання композитів з пошаровою структурою з товщиною шару 10-6…10-7 м. Така структура досягається за рахунок багатократного, регулярного проходження через зони зрошення, релаксації та зони інтенсивного тепло- масообміну. Враховуючи, що важливим фактором при реалізації процесу шляхом масової кристалізації є висота зернистого шару, що в 5-6 разів перевищує висоту шару теплообміну. Тому є визначальним реалізація режиму з направленою циркуляцією визначає стійкість кінетики гранули утворення гуміново-мінеральних твердих композитів. Для реалізації цього процесу, на підставі попередньо проведених дослідів, запропоновано газорозподільний пристрій (ГРП) згідно рисунку 1. В нижній частині встановлюємо ГРП жалюзійного типу, які спрямовують газовий потік в праву сторону камери гранулятора і спричинюють висхідний потік. Для забезпечення струменевого висхідного руху в камері гранулятора встановлюємо спеціальну перегородку на відстані 0,25А і висотою Н (параметри будуть встановлюватись експериментально). Це дозволить забезпечити вертикальний рух зернистого матеріалу по всій висоті шару Н=360…400 мм. Напрям руху диспергатора - проти годинникової стрілки. В цьому випадку вектор руху крапель рідини - Wp, що диспергується, співпадає з основним вектором руху зернистого матеріалу в шарі - Wm. Це дозволить забезпечити направлену циркуляцію зернистого матеріалу в шарі з послідовним його переміщенням через зони: інтенсивного тепло- масообміну - I, зону зрошення - II та релаксації - III. Також забезпечується повна циркуляція зернистого матеріалу в усьому об’ємі зернистого матеріалу без пульсаційного режиму. Запропонована камера гранулятора потребує експериментальних гідродинамічних досліджень та оцінки впливу на кінетику процесу грануло утворення при зневодненні рідких систем.

    Переглянути
  • МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРОЦЕСУ ВИСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПРЕСУВАННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    У пресах із поперечним фільтруванням води в сукні волога в результаті дії градієнтів тиску і температури переміщуються із паперового полотна в сукно, проходить сукно в поперечному напрямі і виходить із нього в жолобки чи глухі отвори пресового вала, а парова частина вологи конденсуться в сукні. Подальша задача дослідження полягає в знаходженні експериментальних коефіцієнтів та граничних і початкових умов.

    Переглянути
  • СПОСІБ ВВЕДЕННЯ РІДКОЇ ФАЗИ ДО ПСЕВДОЗРІДЖЕНОГО ШАРУ

    Для створення твердих гуміново-мінеральних композитів з пошаровою структурою необхідно збільшити концентрацію твердих частинок в зоні зрошування до 60%. Для цього був використаний призматичний апарат розмірами AxBxH = 0,3x0,1x0,8 м. В якості центрів грануляції були вибрані гранули з de=2,41 мм. Досліди проводились на робочому розчині: 40% сульфату амонію з додатком 1% гумату. Температура: Твх= 80 , Тш=61 , що визначалася стійкістю матеріалу камери гранулятора, яка зроблена з органічного скла. Для подачі суспензії застосовувався диспергатор конічного типу з фторопласту. В результаті було отримано такі дані: - еквівалентний діаметр частинки de=2,5 мм; - при ступені навантаження по волозі коефіцієнт гранулоутворення =80%. При збільшенні щільності зрошення внаслідок недостатнього руху зернистого матеріалу в зоні зрошування і використання конічного диспергатора з одною робочою поверхнею спостерігалася агломерація частинок. Щоб цьому запобігти, необхідно збільшити інтенсивність циркуляції в області з більшою концентрацією зернистого матеріалу, а також застосувати диспергатор з більшою кількістю робочих поверхонь.

    Переглянути