Введение
Эффективность прессовой части бумагоделательной машины (БДМ) — ключевой фактор рентабельности всего производства. Одним из главных инструментов управления этим процессом является конструкция поверхности прессующих валов. Неверный выбор между желобчатым покрытием, поверхностью с глухими отверстиями или их комбинацией приводит к потерям скорости, повышенной обрывности, недостаточной сухости полотна и преждевременному износу прессового сукна. В этой статье мы разберем, как подойти к выбору покрытия на основе теории обезвоживания и точных технологических параметров.
1. Две силы, определяющие конструкцию: свободный объем пустот и путь дренажа
В основе выбора лежит баланс двух критических параметров:
Свободный объем пустот (Void Volume): Это способность покрытия аккумулировать отжатую воду. Больший объем позволяет удалить больше воды за один проход.
Расстояние дренажа (Drainage Distance): Это путь, который воде необходимо преодолеть внутри структуры покрытия, чтобы быть удаленной. Короткий путь снижает гидравлическое давление в прессовом зазоре, минимизируя риск "взрыва" (гидравлического разрушения) полотна.
Эти параметры находятся в обратной зависимости, создавая главную инженерную дилемму.
2. Три типа покрытий: плюсы, минусы и область применения
2.1. Желобчатые валы (Grooved Rolls)
Принцип: На поверхности нарезаны непрерывные канавки, создающие короткие каналы для отвода воды в машинном направлении.
Ключевое преимущество: Минимальное расстояние дренажа (0.6-1.4 мм). Это делает их идеальными для высокоскоростных БДМ (> 500-600 м/мин) и для чувствительных видов бумаги (пергамент, подпергамент, тонкие сорта), склонных к обрывам.
Недостаток: Ограниченный объем пустот, который быстро уменьшается при износе (шлифовке) покрытия.
2.2. Валы с глухими отверстиями (Blind-Drilled Rolls)
Принцип: Поверхность перфорирована вертикальными отверстиями, которые работают как микрокамеры для сбора воды.
Ключевое преимущество: Высокий объем пустот. Позволяет эффективно отводить большие объемы воды.
Недостаток: Большое расстояние дренажа (2.5-5.0 мм и более). Это приводит к росту гидравлического давления, что неприемлемо для высоких скоростей и плотных бумаг.
Область применения: Машины малой и средней скорости (до 500 м/мин), а также для бумаг и картона, не критичных к гидравлическому удару.
2.3. Комбинированные покрытия (Third Offset & Grooved)
Принцип: На полиуретановое покрытие наносится и мелкоструктурная перфорация (для объема), и канавки (для короткого пути).
Ключевое преимущество: Синергетический эффект. Сочетает сильные стороны обеих технологий: значительный объем пустот и короткий путь дренажа.
Результат: Стабильное полотно, высокая сухость на выходе, увеличенный срок службы прессового сукна. Это современное решение для самых требовательных применений, включая производство специальных видов бумаги и работу на высоких скоростях.
3. Какие параметры нужны для инженерного расчета?
Чтобы перейти от теории к практике и выбрать оптимальное покрытие, необходим комплексный анализ технологических параметров вашего производства. Для точного расчета нам потребуются следующие данные:
Группа 1: Параметры бумаги
Волокнистый состав и степень помола (°ШР)
Плотность (г/м²) и зольность (%)
Водопоглощение
Требуемая конечная сухость после прессовой части (%)
Группа 2: Параметры БДМ и режима работы
Скорость машины (м/мин) – критически важный параметр
Ширина сукна (мм) и конфигурация прессовой части
Удельное давление в прессовом захвате (кН/м)
Применяемый вакуум (кПа)
Ширина захвата (мм)
Группа 3: Эксплуатационные условия
Тип и характеристики используемого сукна
Актуальные проблемы (обрывность, недостаточная сухость, дефекты поверхности)
На основе этих данных выполняются расчеты открытой площади, объема пустот, гидравлического давления и моделируется работа прессового захвата. Это позволяет не гадать, а научно обосновать выбор геометрии канавок (ширина, глубина, шаг) или перфорации (диаметр, шаг, схема сверления).
Заключение
Выбор покрытия пресс-вала — это не вопрос предпочтений, а сложная инженерная задача, основанная на балансе физических принципов обезвоживания. Универсального решения не существует. Правильно подобранное покрытие, рассчитанное под конкретные условия вашего производства, становится не просто расходным материалом, а инструментом для повышения скорости, снижения обрывов и экономии энергии.
Автор Анатолий Марченко
Ведущий инженер ООО "БумТехно"