Механизм и факторы процесса сортирования

 

Процесс сортирования волокнистых полуфабрикатов основан на пропускании суспензии через перфорированную пластину (сито). При протекании суспензии через сито на поверхности последнего образуется волокнистый слой, создающий дополнительную фильтрующую поверхность. Толщина фильтрующего слоя, а также характер движения волокна в слоях, прилегающих к ситу, определяют эффективность сортирования.

Оптимальная толщина слоя обеспечивается как условиями его образования, так и разрушения. В зависимости от способа разрушения фильтрующего слоя все сортировки делятся на вибрационные, центробежные, напорные. В вибрационных сортировках разрушение фильтрующего слоя обеспечивается тряской сита. В центробежных сортировках фильтрующий слой разрушается в результате подачи к ситу разбавляющей воды. В напорных сортировках создаются условия для пульсации массы на поверхности сита за счет особой конструкции ротора. Толщина фильтрующего слоя зависит от коэффициента перфорации сита k. Для сит с круглыми отверстиями величина этого коэффициента определяется по формуле (1):

(1)

где: d – диаметр отверстий;

t – шаг.

Для сит со щелевыми отверстиями величина коэффициента перфорации определяется по формуле (2):

(2)

где: b – ширина щели, мм;

l – длина щели, мм;

t – шаг;

m – продольный шаг.

 

Рисунок 2 − Пояснения к формулам 1, 2

 

Помимо толщины фильтрующего слоя, коэффициент перфорации влияет на степень ориентации волокон в пристенном слое. Чем больше шаг, тем выше степень ориентации волокон, ниже турбулентность, выше возможность проникновения частиц загрязнений через отверстия сита. Высокая турбулентность, а, следовательно, отсутствие ориентации, создают условия для формирования волокнистого слоя.

Кроме того, на эффективность сортирования большое влияние оказывает характер движения суспензии в сортировке. В напорных сортировках подача суспензии производится тангенциально, а вращение ротора придает жидкости вращательное движение. Во вращающемся потоке частицы загрязнений стремятся сориентироваться по направлению движения потока, причем ориентация частиц тем выше, чем больше отношение площади частиц загрязнений к их объему, или длины соринки к ее диаметру.

Скорость движения потока массы зависит от расстояния слоя массы до поверхности сита. Минимальная скорость вращения потока наблюдается вблизи сита и составляет примерно 30 % от скорости вращения ротора. При этом образуется несколько соосных зон, в которых частицы загрязнений ориентированы по потоку массы. Максимальная ориентация наблюдается в слое вблизи сита.

Чтобы нарушить ориентацию волокон, необходимо создать турбулентность в слое, прилегающем к ситу. Для обеспечения высокой турбулентности потока массы у поверхности сита используется так называемое профильное сито, которое имеет сложный “негладкий” характер поверхности.