Механизация и автоматизация процессов
В производстве древесной массы особенное внимание направляться уделять автоматизации и механизации тех процессов, каковые имеют серьёзное значение для повышения производительности оборудования, улучшения качества массы, снижения производительности себестоимости и повышения труда продукции.
На отечественных фирмах удачно решена задача механичачии процесса освобождения шайб и вала изношенных дефибрерных камней. На некоторых фабриках осуществлены работы по механизации удаления щепы от щеполовок и организовано ее применение.
Очень трудоемкими являются операции по снятию с транспортеров балансов и загрузке их в шахты либо прессовые коробки дефибреров. Механизация этих процессов разрешила бы существенно уменьшить труд и повысить его производительность. Для решения данной задачи на некоторых отечественных больших фирмах установлены особые закольцованные транспортеры.
Бревна на транспортерах находятся в поперечном направлении и перемещаются по замкнутой линии в близи от шахт дефибреров. Транспортеры оснащены сталкивателями. На эти транспортеры балансы с лесной биржи поступают непрерывно.
Воображает интерес полная механизация загрузки балансов в шахты цепных и винтовых дефибреров, достигнутая на одном заводе производительностью около 400 т древесной массы в день. Балансы с лесной биржи поступают в бункер емкостью около 400 м3, а из него через люки, открываемые шиберами с гидравлическим приводом, попадают в гидравлический лоток и потом на наклонный двухцепной и продольный транспортеры.
С продольного транспортера балансы поступают на рольганг, скорость которого примерно в 2,5 раза выше, благодаря чему бревна выравниваются в продольном направлении и поступают на перпендикулярно расположенный транспортер, что может перемещаться вперед и назад на особых катках. С этого транспортера балансы попадают в стационарные коробки из листовой стали емкостью 1 м3.
коробки открыты сверху и с торцов и имеют подвижное дно с гидравлическим (масляным) приводом, неспешно опускающееся вниз, по мере загрузки в коробку балансов, чтобы не было ударов и повреждения бревен при их попадании в коробку.
По окончании того как ящик будет всецело загружен балансами к нему подъезжает автокара и рабочий особым рычагом приводит в перемещение гидравлический поршень, полностью выталкивающий бревна из стационарного коробки в особый коробку емкостью 1 м3, установленный на автокаре и имеющий вертикальное перемещение. Автокара, загруженная балансами, подъезжает к шахте дефибрера, ящик устанавливают на нужной высоте (в зависимости от уровня балансов в шахте) и особым пневматическим поршнем всю порцию древесины вдвигают в шахту.
Двенадцать дефибреров обслуживают одна автокара (вторая резервная) и трое рабочих: один трудится у бункера, второй смотрит за заполнением коробок балансами, третий трудится на автокаре.
На втором заводе балансы загружают транспортером с раскрывающимися люками, расположенными над цепными дефибрерами.
Автоматизация обязана охватывать все процессы производства древесной массы, включая концентрации температуры массы и регулирование дефибрирования, поступающей на рафинёры и сортировки; оборотной воды и уровни массы в каналах и бассейнах; контроль за качеством массы, поступающей с сортировок и дефибреров, и температурой оборотной воды, поступающей с бумагоделательных автомобилей; за состоянием сит сортировок. Должен быть осуществлен непроизвольный и анализ качества и непрерывный отбор проб готовой массы по окончании сгустителей; непроизвольный контроль за концентрацией волокна в оборотной воде и ее температурой, и переливами в сток. Соответствующая звуковая либо световая сигнализация обязана срочно оповещать о всяком отклонении от установленного режима производства.
Для облегчения контроля за работой оборудования и ходом технологического процесса в дефибрерном и очистном отделах больших древесномассных фабрик должны быть организованы центральные щиты управления с соответствующими устройствами, показывающими работу главных агрегатов древесномассного завода, и бумагоделательных автомобилей (вакуум на отсасывающих гауч-валах, величина холостого хода и др.).
В случае если учесть, что при выработке, к примеру, газетной бумаги уровень качества древесной массы при других равных условиях имеет громадное значение для поддержания обеспечения и устойчивого режима высокопроизводительной работы бумагоделательных автомобилей (залив на сетке, вакуум на сосунах, отсасывающем гауч-вале, величина холостого хода), то станет ясным, как принципиально важно наличие у рабочего места старшего дефибрерщика щита управления с показателями работы и бумагоделательных автомобилей. Это разрешило бы вовремя найти и устранить отклонения от установленного режима производства древесной масы.
Весьма серьёзное значение для получения древесной массы хорошего качества имеет контроль за концентрацией и температурой массы в ванне дефибрера. На последовательности древесномассных фабрик температуру массы в ванне контролируют лаборантки и дефибрерщики простыми термометрами через узнаваемые промежутки времени. Таковой контроль требует большое количество времени, затрудняет поддержание равномерной температуры массы в ванне и не исключает возможности больших ее колебаний.
Для автоматической регистрации температуры массы в ванне дефибрера используют манометрические термометры, складывающиеся из термобаллона с защитной оболочкой из кислотоупорной стали, капиллярной трубки длиной до десяти метров, защищенной от механических повреждений железной оплеткой, и спиральной манометрической трубки, действующей, как пружина. Все эти части, составляющие замкнутую совокупность термометра, заполнены жидкостью (метиловым спиртом, ртутью) либо, газом (азотом) и герметизированы.
Термобаллон устанавливают в дефибрере так, дабы он непрерывно омывался тёплой массой и одновременно с этим был защищен от вероятных повреждений, к примеру щепой при ее удалении. Изменение температуры массы, принимаемое термобаллоном, приводит к изменению давления жидкости либо газа, заключенного в совокупности, в следствии чего спиральная трубка раскручивается либо скручивается и через совокупность рычагов воздействует на стрелку прибора либо самопишущее перо, регистрирующее температуру на диаграмме, имеющей форму круга. Диск с диаграммой имеет привод от маленького синхронного электродвигателя через редуктор и вращается со скоростью одного оборота в день.
Самопишущий термометр, укомплектованный регулирующей частью (мембранным аккуратным механизмом, пневматическим регулятором и др.), может служить регулятором температуры дефибрирования.
Целесообразнее использовать такие устройства, каковые не только регистрируют, но и регулируют температуру, поддерживая ее на заданном уровне. Схема установки для того чтобы автоматического регулятора температуры древесной массы в ванне дефибрера продемонстрирована на рис. 1.
Регулятор складывается из манометрического термометра — термопатрона, связанного через узкую трубку, наполненную ртутью (либо спиртом), с главной регулирующей частью прибора в виде многовитковой трубчатой пружины, кроме этого наполненной ртутью и соединенной совокупностью рычагов с регуляторами давления воздуха.
При увеличении температуры массы в ванне дефибрера, а следовательно, и температуры термопатрона, омываемого массой, поступающей из территории дефибрирования, ртуть в пружине и трубке расширяется. Пружина раскручивается и через совокупность регуляторов и рычагов изменяет давление воздуха, поступающего к прибору.
К прибору подводится от особого компрессора сжатый воздушное пространство давлением до четырех килограмм/см2. Воздушное пространство подвергается очистке от других примесей и влаги в фильтре, проходит через редуктор, в котором давление его понижается до 1,1 кг/см2, и поступает в регулирующую часть прибора. От прибора идет воздухопровод к пружинному клапану с мембранным механизмом.
Данный клапан в зависимости от давления воздуха (следовательно, и температуры в ванне) увеличивает либо сокращает количество воды, поступающей по трубопроводу в задний спрыск дефибрерного камня от общего трубопровода оборотной воды. Через передний спрыск поступает на камень определенное количество оборотной воды. В случае если нужно отключить автоматическое регулирование, возможно перейти на регулирование вручную, пользуясь обводными вентилями.
Испытания продемонстрировали, что при влажности баланса 48%, концентрации массы в ванне 2,5—2,6% и температуре 70—72° расход воды в спрысках дефибреров образовывает около 42 м3 на 1 т воздушно-сухой древесной массы. При увеличении концентрации массы в ванне дефибрера до 4,3% и температуры до 75° расход воды снизится до 25 м3 на 1 т массы. Температура оборотной воды в опытах составляла 47—50°.
Рис. 1. Схема установки автоматического регулятора температуры дефибрирования: 1 — термопатрон; 2 — бсновная регулирующая часть прибора; 3 — фильтр для очистки воздуха; 4 — редуктор; 5 — воздухопровод; 6 — пружинный клапан; 7 — трубопровод оборотной воды; 8 — спрыски дефибрера; 9 — неспециализированный трубопровод оборотной воды; 10 — обводный вентиль
Работа прибора в большой мере зависит -от места установки термопатрона (либо термопары), т. е. части регулятора, принимающей температуру массы.
Манометрические термометры этих регуляторов нуждаются в нередкой проверке правильности их показаний; термопатрон и капиллярная трубка требуют весьма осмотрительного обращения чтобы не было их порчи и повреждения регулятора.
Рис. 2. Схема установки усовершенствованного регулятора температуры дефибрирования: 1 — электронный непроизвольный уравновешенный мост типа ЭМД-237 с пневматическим регулятором; 2 — термометр сопротивления; 3 — мембранный аккуратный механизм; 4 — трубопровод оборотной воды; 5 — спрыск; 6 — фильтр сжатого воздуха; 7 — редуктор
Более идеальным есть регулятор температуры дефибрирования, у которого вместо термопатрона используется бронзовый термометр сопротивления с защитным чехлом из кислотоупорной стали 1Х18Н9Т. Регулирующим органом есть электронный непроизвольный уравновешенный мост типа ЭМД-237, самопишущий с пневматическим регулятором. В одно плечо моста включен термометр сопротивления, измеряющий температуру массы, выбрасываемой из территории дефибрирования.
У мембранного аккуратного механизма (МИМ) главными частями являются резиновая мембрана, шток и пружина с клапаном, установленным на трубопроводе оборотной воды и регулирующим количество воды, поступающей на спрыск дефибрера.
К автоматическому уравновешенному мосту регулятора подводится сжатый воздушное пространство под постоянным давлением 4 кг/см2, пропускаемый через фильтр для очистки, и редуктор, в котором давление понижается до 1,1 кг/см2. Для обеспечения сжатым воздухом под постоянным давлением целесообразно установить маленький компрессор производительностью около семи метров3/час с давлением 4 кг/см2. Расход воздуха на один регулятор около 8 л/мин.
Принцип действия термометра сопротивления основан на свойстве проводников изменять сопротивление электрическому току при трансформации их температуры.
В случае если температура массы равна той, на которую настроен регулятор, напряжение тока в диагонали моста равняется нулю. Изменение температуры массы приводит к соответствующему изменению сопротивления термометра, появление равновесия напряжения и нарушение моста, увеличиваемого электронным усилителем, что приводит к вращению особого двигателя. Двигатель через совокупность рычагов изменяет степень открытия воздухопровода и тем самым давление воздуха, влияющего на мембранный аккуратный механизм, и степень открытия клапана на трубопроводе оборотной поступления и воды ее на спрыски дефибреров.
При увеличении температуры массы в ванне дефибрера против заданной, давление воздуха на резиновую мембрану МИМ понижается, и пружина приподнимает шток с клапаном, увеличивая количество воды, поступающей на спрыски дефибреров.
При понижении температуры массы в ванне дефибрера происходит обратное явление — давление воздуха на резиновую мембрану увеличивается, мембрана прогибается вниз, преодолевает упрочнение пружины и закрывает клапан на трубопроводе, уменьшая количество воды, поступающей на спрыски дефибрера. Особый обводный вентиль разрешает, при необходимости, трудиться, минуя регулирующий клапан.
Очень принципиально важно для исправной работы регулятора так установить термометр, дабы он был как возможно ближе к камню и все время на однообразном расстоянии от его поверхности, непрерывно омывался массой и не подвергался механическим действиям. В кольцевом дефибрере подходящим для термометра местом есть ванна, а для цепного и винтового — нижняя часть подвижной шахты либо ванна, при условии применения метода тёплого надёжной защиты и жидкого дефибрирования особыми сетками. На гидравлических дефибрерах кроме этого, по-видимому, целесообразно при этих же условиях термометр устанавливать в ванне дефибрера.
Установка на дефибрерах безотказно действующих и несложных по конструкции регуляторов температуры дефибрирования разрешает существенно улучшить уровень качества массы и повысить производительность древесномассных фабрик.
Автоматические регуляторы температуры смогут быть кроме этого программными, разрешающими при необходимости машинально повышать температуру массы в ванне дефибрера по заблаговременно намеченному графику. В этом случае для привода в перемещение программного диска регулятора ставится электромоторчик, питаемый током от осветительной сети (220 вольт), Регистрирующее устройство при наличии нескольких дефибреров для удобства наблюдения за ним монтируется на неспециализированном щите.
Для поддержания постоянного уровня массы и оборотной воды в желобах и каналах устанавливают автоматические регуляторы поплавкового типа, соединенные время от времени с электросиренами, сигнализирующие о наличии отклонений от обычного режима работы.
На современных замечательных древесномассных фабриках устанавливают кроме этого регуляторы концентрации массы на различных участках производства, регуляторы температуры оборотной автоматические приборы и воды для контроля концентрации волокна в сточных водах, срочно сигнализирующие о увеличении концентрации выше той, на которую настроен аппарат.
Концентрацию волокна в оборотной воде со сгустителей возможно осуществлять контроль фотоэлектрическим сигнализатором ФЭС (изготовляемым мастерскими ЦНИИБ).
Прибор, сверхсложный по устройству, складывается из стеклянной трубки (по которой постоянной струей протекает контролируемая оборотная вода), фотоэлемента, электролампы осветителя, включателя сигнальных ламп и звукового сигнала, стабилизатора напряжения, самопишущего милливольтметра и трансформаторов, на котором в течении 24 часов записываются колебания концентрации волокна в оборотной воде. В случае если по стеклянной трубке протекает вода, содержащая незначительное количество волокна, на фотоэлемент будет падать от электрической лампочки фототок и максимальное количество света будет громаднейшим.
В случае если же концентрация волокна повысится против установленной, оборотная вода станет менее прозрачной, на фотоэлемент будет падать от лампочки меньше света и фототок станет меньшим. Это приведёт к соответствующему отклонению стрелки милливольтметра, и появление звуковых и световых сигналов, по которым и должны быть срочно приняты меры по устранению обстоятельств, привёдших к попаданию волокна в оборотную воду.
Температуру оборотной воды древесномассного завода и поступающей с бумагоделательных автомобилей возможно осуществлять контроль и регистрировать бронзовым термометром сопротивления в сочетании с автоматическим уравновешенным мостом типа ЭМД-207.
Для контроля за уровнем массы в бассейнах используют аппараты поплавкового типа с наружной калиброванной шкалой, и снабженные устройством для световой сигнализации о большом и минимальном уровне массы. Вынесенные к рабочим местам, эти устройства смогут быть переделаны на регулирующие, с реверсивным двигателем, связанным через редуктор с задвижкой на трубопроводе.
Используются для данной цели кроме этого гидростатические измерители уровня, складывающиеся из мембранной коробки (датчика), дифманометра типа ДПЭС и вторичного прибора, показывающего и сигнализирующего, типа Э-278. Прибор отградуирован в единицах количества и снабжен сигнальными лампами минимального и большого уровня.
Аппараты поплавкового типа трудятся удовлетворительно в воде (свежей и оборотной). Поплавки благодаря налипания на них массы, других причин и коррозии смогут давать отклонения от верных показаний. В этом случае целесообразно использовать электронные регистраторы либо регуляторы уровня жидкости, удачно трудящиеся на отечественных фирмах.
В бассейне либо сообщающемся с ним сосуде устанавливают два заостренных штыря из нержавеющей стали: один на минимальном, второй на большом уровне. Штыри присоединяют экранированным проводом к сеткам радиолампы электронного реле. Реле связаны с реверсивным пускателем (к примеру, типа КРД), пускающим реверсивный двигатель редуктора в ту либо другую сторону; редуктор жестко связан с вентилем массопровода.
При соприкосновении массы с верхним штырем двигатель закрывает вентиль на массопроводе; при понижении уровня массы ниже штыря, расположенного внизу, двигатель открывает вентиль. При необходимости возможно вести дистанционное регулирование вручную, включая и выключая электродвигатель кнопкой.
Данный аппарат может трудиться и как указатель уровня. В этом случае его устройство существенно упрощается, поскольку требуется лишь один штырь. Сигнальные лампы смогут быть установлены на большом расстоянии.
Количество свежей воды, поступающей на древесномассный завод, нужно строго осуществлять контроль. Для данной цели помогает расходомер — дифманометр типа ДЭМП-280 с вторичным интегрирующим прибором типа Э-281.
