Đang tải... (xem toàn văn)
Môn học Công nghệ giấy CHỦ ĐỀ CÔNG ĐOẠN ÉP TRÊN MÁY XEO Nhóm 13 Thành Viên Nguyễn Thị Hiền Trần Thị Diệu Linh Vũ Thị Hồng Quyên Hà Thu Trang Hình 1 ảnh chụp phóng đại mặt cắt ngang bề dày một mẫu giấy[.]
Mơn học : Cơng nghệ giấy CHỦ ĐỀ : CƠNG ĐOẠN ÉP TRÊN MÁY XEO Nhóm 13 Thành Viên : Nguyễn Thị Hiền Trần Thị Diệu Linh Vũ Thị Hồng Qun Hà Thu Trang Hình ảnh chụp phóng đại mặt cắt ngang bề dày mẫu giấy báo Mục đích q trình ép xeo giấy tách nước làm tăng độ bền cho băng giấy ướt Ngồi ra, cịn có mục đích khác tăng độ bền, giảm đọ khối hay tăng độ chặt Hình minh họa vai trị q trình ép Việc tăng độ bền cho băng giấy bảo đảm vận hành buồng sấy Với loại giấy tương đối mỏng, chuyển từ lưới qua phần chăn có cấu trúc đặc biệt, qua số khe ép trước vào phần sấy Tăng độ vững cho băng giấy yếu tố quan trọng, sau ép tiếp xúc sợi gia tăng liên kết sợi phát triển trình sấy Độ ẩm băng giấy trình ép thường biểu diễn theo nồng độ bột hay hàm lượng vật chất khơ Diễn biến q trình khe ép Băng giấy vào khe ép hai trục, đỡ trình ép nhờ chăn ép Theo định nghĩa Wahlstrom, ép tượng chảy kiểm sốt chảy dịng nước sợi từ lớp tường tế bào sợi Có thể xem trình ép gồm giai đoạn( hình 2) Hình Đường phân bố áp suất giai đoạn khe ép - Giai đoạn 1: bắt đầu q trình nén băng giấy chăn Khơng khí đẩy khỏi băng giấy chăn , khơng có phát triển áp suất thủy lực khơng có động lực cho nước - Giai đoạn 2: băng giấy bão hòa áp suất thủy lực bên cấu trúc băng giấy làm cho nước di chuyển từ giấy sang chăn Giai đoạn tiếp tục khe ép, mà áp suất tồng gần đạt cực đại trước điểm khe ép - Giai đoạn 3: khe ép tiếp tục nới rộng lực ép thủy lực băng giấy không , tương ứng với độ khó cực đại băng giấy - Giai đoạn 4: băng giấy chăn “nới rộng” băng giấy trở nên khơng bão hịa Mặc dầu lúc có hình thành “áp suất” âm (tạo chân không ) hai cấu trúc, số yếu tố làm cho nước quay ngược từ chân băng giấy hấp phụ nước hạn chế trình ép tách nước Giới hạn trình ép Hai yếu tố giới hạn trình ép, liên quan đến tốc độ tách nước-gọi giớ hạn dòng chảy Và liên quan với mức độ chịu nén băng giấy – gọi giới hạn lực nén Tổng quát, băng giấy tách nước dễ , áp lực mà ta tác dụng lên lớp đếm sợi cao Nếu tác động áp lực dư trường hợp có giới hạn dịng chảy, băng giấy bị đè nát hay trầm trọng hơn, băng giấy bị rách Một cách khái quát , trình rửa loại thành phần mịn tring băng giấy, định hướng lại sợi kéo sợi qua mặt chăn Qúa trình ép tiến hành dây khoảng khe ép , áp suất tăng dần khe.Ở khe đầu, trình ép gần phụ thuộc vào giới hạn dòng chảy, khe thứ ba chịu chủ yếu phụ thuộc vào giới hạn lực nén Tổng quan trình ép Hình Đường phân bố áp suất với khe ép loại mềm loại cứng - Băng giấy chăn ép khe hai trục quay Thường trục nằm trục chịu tải trọng học (thường hệ thống kích khí ) để tạo nên áp suất cần thiết khe ép Áp suất khe ép tổng tải học trọng lượng trục tính ột đơn vị chiều dài bề mặt tiếp xúc khe ép Áp suất thực tác dụng khe biểu diễn hình 3, giá trị ép cực đại phụ thuộc nhiều thơng số áp suất, đường kính trục, độ cứng trục số tính chất chăn ép Trong khe ép, mặt băng giấy tiếp tục với trục bong cứng, thường trục chế tạo granit hay đá nhân tạo, hay sử dụng trục kim loại có lớp phủ cao su cứng Trục tiếp xúc vơi chăn phủ lớp vật liệu đàn hồi đề làm mềm khe ép trường hợp ép loại giấy định lượng thấp(để có khe ép hẹp) Vì trục ép có khuynh hướng bị võng xuống chịu tác động lực học nên cần phải tìm cách đội cong trục lên để có thay đổi áp suất đồng vùng tiếp xúc Và dùng đội để đỡ trục, nhiên với hệ thống đội cố định, hoạt động tải trọng Trên máy xe để sản xuất loại giấy có chất lượng định lượng khác người ta sử dụng hệ thống đội điều chỉnh tương ứng với tải trọng khác Có nhiều kiểu hệ thống đội hai loại phổ biến giới thiệu hình Hình minh họa loại trục ép mềm , loại trục có sử dụng hệ thống đội với áp suất tạo từ đầu Hệ thống đội hình hoạt động nhờ thủy lực Phần lớn, người ta sử dụng áp suất thủy lực để tạo biến dạng bề mặt trục phần trục cố định Khi có tác động áp suất đồng toàn khe ép, băng giấy có độ ẩm đồng trước vào buồng sấy Ngồi ra, cịn sử dụng áp suất để can thiệp vào việc giải số nhược điểm , ví dụ băng giấy có độ nước khơng đồng bù trừ tượng tác động áp suất không đồng sử dụng hệ thống đơi mà biến dạng điều chỉnh theo phương ngang máy xeo nhờ điều chỉnh lượng dầu ép để sinh áp lực Hình khái quát vận hành trục Escher-Wyss Nipeo, dầu tràn qua mép cấu tĩnh ( đặt phía trục, trục tì), tạo lớp màng bôi trơn vỏ trục cấu tĩnh Hình Trục ép mềm với hệ thống đội sử dụng dầu nén Hình Trục ép với hệ thống đội thủy lực ( có lớp dầu bơi trơn trục quay) Hình Khái quát vận hành trục Escher-Wyss Nipco với hệ thống đội cấu tĩnh bôi trơn nhờ màng dầu Các loại cặp ép a, ép phẳng Hình Minh họa nước qua khe ép phẳng Các khảo sát thay đổi hàm lượng ấm trình ép cho thấy nước phải tách khỏi khe ép nhanh tốt Khoảng cách ngắn quỹ đạo bề dày chân ép Chế độ chảy theo phương thẳng góc với chăn cần hạn chế chảy theo phương ngang C ác trục ép giới thiệu hình 7.Những khe ép kiểu có chế độ chảy hạn chế nước khỏi khe ép chế độ chảy dòng bên b, ép chân khơng Hình Minh họa nước qua khe ép chân không Từ năm 1990, ép chân không đời Những thiết kế nhằm thực chế độ nhảy theo phương thẳng góc với chăn Trong thiết kế có loại trục rỗng thường bọc cao su, trục quay bề mặt trục có đục lỗ để nước hút qua ( thay chảy sang bên ) Nước hút qua lỗ vùng ép ( hình 8) khỏi khe ép lấy lục ly tâm Trong thiết kế này, phần nước chảy vào lỗ có phần chảy theo phương ngan Ngày kiểu ép chân khơng cịn sử dụng nhiều máy xeo, nhiên trục ép có đục lỗ hạn chế áp lực cần sử dụng đồng thời độ bền trục giảm nhanh theo thời gian Một yếu tố cần quan tâm đường kính lỗ mặt trục, lỗ lớn, hút nhiều nước lỗ nhỏ bố trí gần băng giấy bị vết áp suất tăng cao Dưới tác dụng lực hút chân không , khơng khí hút qua chân tham gia việc sấy khô chân, điều làm cho trình hấp phụ nước chân tốt Thường khe ép thứ hai ba, người ta dùng thêm khí nén để tăng độ khơ cho tờ giấy( độ khó 30-40%), nhiên chi phí tăng độ chân tăng đủ lớn để đảm bảo lỗ khoan khơng bị bít c, ép với trục khắc rãnh Hình minh họa loại thiết kế tương đối ( năm 1963), dụng phổ biến hệ thống ép đại Trên trục tiếp xúc với chăn có xẻ rãnh sâu khoảng 2,5mm, rộng khoảng 0,5mm cách khoảng 3,2mm Thiết kế cho phép giảm quỹ đạo chảy dịng nước theo phương ngang Các trục xẻ rãnh trục đặc nên chịu áp lực cao Nước chảy vào rãnh tách lọc ly tâm, trục làm hệ thống vịi rửa Hình Minh họa thoát nước theo phương thẳng đứng trục ép loại khắc rãnh d, ép có lưới Thiết kế sử dụng phổ biến châu Âu, lai dùng Bắc Mỹ Ép có lưới giống ép phẳng Một lưới vật liệu nhựa tổng hợp chịu nén tốt qua khe ép chăn trục phủ cao su để cung cấp thể tích trống nhận phần nước văng ( hình 10) Nước từ lưới lấy nhờ hộp hút nước bố trí hành trình quay trở lại lưới Hình 10.ép có lưới Ngày hiệu cho cặp ép thứ ( khe ép phụ thuộc nhiều giới hạn dịng chảy) sử dụng khe ép có hai chân hai khe (hình 11) Nước lấy từ hai mặt Kiểu ép hai chân áp dụng cho cặp ép thứ hai ba làm loại giấy có định lượng trrn 130g/m2 Vào năm 1981, tập đoàn Beloit cho thị trường kiểu ép hoàn toàn mới- kiểu khe ép kéo dài Khe ép dài cho phép trì áp suất cao giấy, giấy xẽ khô đồng thời cấu trúc lớp đệm sợi chặt chẽ liên kết bề mặt sợi gia tăng Cơ cấu quay bôi trơn liên tục dầu để bảo đảm không tạo ma sát băng đàn hồi Nhờ áp lực tạo từ quay không cao( khoảng 1,65 kPa/m ) chế độ chảy xác định q trình ép, giảm cố ép nát băng giấy Lượng nước tách liên quan với thời gian cho tác dụng ép lực trường hợp thời gian dài lần Hình 11.trục ép loại khe chăn Chuyển băng giấy từ lưới xeo đến khe ép Xuất xứ tất máy xeo sử dụng hệ thống chuyển tải băng giấy không co chăn đỡ từ phần lưới sang phần ép Hình 12 cấu thuộc loại Hệ thống có trục bắt giấy nhờ trục băng giấy chuyển qua chăn khe ép Bằng việc trì khác biệt tốc độ lưới phần ép, tạo lực căng cần thiết để tách băng giấy ướt khỏi lưới xeo( giấy loại vật liệu đàn hồi nhớt , độ biến dạng phụ thuộc vào ứng suất tác dụng) Cơ cấu chuyển tải không chân đỡ sử dụng phổ biến làm loại giấy có định lượng cao Sự vận hành cấu không chân đỡ nhạy thay đổi độ thoát nước củ băng giấy thơng số tạo hình khác Hình 12 Cơ cấu chuyển băng giấy từ lưới qua khe ép Vào năm 1954, người ta bắt đầu sử dụng cấu chuyển tải băng giấy với trục bắt giấy có lực hút chăn bắt giấy ( hình 13) ngày cấu trở nên phổ biến, máy xeo giấy định lượng thấp Băng giấy tách khỏi lưới xeo nhờ chăn đỡ tựa trục bụng có bố trí lực hút Băng giấy với chăn kế chuyển đến khe ép ( băng giấy giữ chăn đỡ sức căng bề mặt chăn ướt sợi Hình 13 Chuyển băng giấy sang khe ép nhờ trục bắt giấy chăn bắt giấy Bố trí trục ép a,- Lực ép truyền thẳng Hình 14 Bố trí trục ép kiểu lực ép thẳng Bố trí trục ép theo kiểu lực ép truyền thẳng kiểu bố trí cũ đơn giản , cịn sử dụng máy xeo bột bìa cactong Xuất xứ , trục ép kiểu bố trí gồm trục nhẵn trục có phủ lớp chăn cho có mặt băng giấy tiếp xúc với trục nhẵn (H.14) Kế đến khe ép thứ hai , áp dụng cấu hình ngược lại ( trục nhẵn nằm phía ) mặt lưới băng giấy tiếp xúc với bề mặt nhẵn b,Ép mặt nghiêng Hình 15 Bố trí trục ép nghiêng Một số kiểu bố trí cải tiến phát triển ép mặt nghiêng ba trục (H.15) Bố trí có số điểm bật nước thoát ép ép hai , mặt lưới băng giấy tiếp xúc với trục nhẫn qua hai khe ép cần trục nhẵn cho hai khe ép c, Ép nóng Ép nhiệt độ 60-90oC kỹ thuật ép gia tăng trình tách nước cải tiến độ vững cho băng giấy ( trước vào sấy) Khi ép nhiệt độ cao , sợi xenlulo làm mềm làm tăng khả chịu ép giấy Nó làm tăng tính linh động cho dịng nước (tính chảy)và nước rời khe ép dễ dàng Các kết khảo sát cho thấy với gia tăng 10oC , độ khô giấy tăng lên 1% Để tăng nhiệt độ băng giấy , phương pháp thơng thường dùng vịi phun nước lên phần lưới tạo hình phần ép Đặc biệt dòng áp dụng mặt tờ giấy lực hút tác dụng qua lớp đệm sợi mặt đối diện Hơi nước kéo vào cấu trúc tờ giấy , ngưng tụ làm tờ giấy nóng lên Chăn ép a, Vai trò đặc điểm chăn ép Chăn sử dụng phận ép máy xeo có số chức sau : - Hút nước từ băng giấy qua khe ép - Đỡ băng giấy qua khe ép , tránh tượng giáy bị ép nát - Cung cấp áp lực đồng ổn định suốt băng giấy - Cải thiển tính chất bề mặt băng giấy - Chuyển băng giấy từ phận sang phận khác Như băng tải làm chuyển động số trục ( trục không truyền động phận ép ) Đặc điểm chăn ép - Thốt nước tốt - Có kích thược ổn định - Độ bền cao (như chăn phải có khả chịu ứng suất giãn) - Cấu trúc thống (khơng bí bít), nhờ hấp phụ nước tốt - Khơng tạo vết bề mặt - Không bị xổ lông - Khả bám giấy tốt b, Cấu trúc chăn ép Sự phát triển vật liệu làm chăn ép từ chăn truyền thống đến vật liệu ký thuật có thay đổi song song với thay đổi máy xeo Xuất xứ , sợi se dệt để có độ xốp độ bền Các chăn sản xuất chủ yếu từ len có độ thấm thấp độ bền Vào năm 1950 kỹ thuật dệt kim xuất cho phép có loại chăn định hướng tốt theo phương thẳng đứng sử dụng lượng lớn sợi tổng hợp để dệt chăn Quy trình cho phép định vị màng nhựa tổng hợp cốt dệt (H.16) Trong số chăn dệt kim , người ta chia thành hai nhóm : chăn từ nhựa tổng hợp Ngày có nhiều loại chăn dệt , chăn không sợi ngang , không se sợi loại cốt dệt kép Mặc dù việc lựa chọn chăn ép đòi hỏi kinh nghiệm , thử nghiệm máy cho phép chọn chăn ép phù hợp Hình 16 Minh họa cấu trúc dệt loại chăn ép c, Sử dụng chăn ép máy xeo Để sử dụng chăn ép máy xeo , cần phải bố trí trục căng trục dẫn nhằm trì độ thấm độ xốp , ngồi cịn có hệ thống điều chỉnh vịi rửa chăn , áp dụng phương pháp học , hóa học kết hợp hai Trong phương pháp học , phổ biến dụng hệ thống thủy lực Các vòi rửa chăn loại áp lực cao thấp cho phép tách xối rửa hật mịn chăn tách hộp hút , máy nén Nếu áp lực khơng đủ , dùng kết hợp hóa chất chất tẩy rửa d, Các thơng số chăn ép có ảnh hưởng vận hành trục ép Có nhiều thơng số ảnh hưởng đến hiệu trình ép : độ cứng trục , đường kính trục , bố trí trục ép , loại khe ép , chất bột giấy , mức độ nghiền bột , độ giữ nước , độ chịu ép , định lượng , độ ẩm băng giấy vào khe ép , nhiệt độ băng giấy , chất độ sử dụng , loại chăn ép tuổi thọ , điều chỉnh vệ sinh chăn , vận tốc máy Thông số quan trọng áp suất khe ép , cần xem xét giá trị cao tương thích với khả vắt nước băng giấy Nếu tốc độ máy tăng , hiệu ép giảm thơi gian lưu lượng khe ép bị rút ngắn Tổng quát , nhiệt độ băng giấy tăng , nước tách dễ (vì độ nhớt giảm )và tính chịu nén tốt máy xeo cactong , có lắp đặt thêm ống hình trụ gia nhiệt để làm nóng giấy trước vào khe ép cuối Các vòi rửa sử dụng để làm nóng lớp đệm sợi máy xeo loại mỏng Sự hấp phụ mao dẫn chăn ép thường khơng tốt chăn sử dụng vài ngày Nhưng sau để thể chức chăn phải giữ chăn