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高压水清洗成形有关参数探讨

关键词:成形;清洗;高压喷水管;喷嘴;位置;距离;型式;速

纸机纸机成形的清洗对纸机有很重要的作用,使用高压喷水管清洗成形,可以除去与成形有高亲和力的污物,如沥青、胶料等。使用高压喷水管要考虑清洗的效果、清水的消耗、喷水管装置的维护和子的损伤等很多问题，这些问题都与喷水管的位置、喷嘴型式、喷水管与子的距离、喷嘴直径、水压、喷嘴角度和速、子张力及子结构有关，现就这些问题作一些探讨。

1喷喷水管位置

目前目前在许多纸机的成形部，喷水管安装在子的内侧，但经实验纸机实验表明，用子外侧喷水管冲洗子正面可以得到较好的清洗效果。通常大部分污物都在子的正面上，当从外侧使用喷水管时，喷射能量被污物吸收的部分要比从内侧使用大些，把喷水管从子内侧改到外侧是使清洗更为有效的一步，这在国外许多纸机的生产实践中已得到证明。为了防止因喷水管造成这样可以保证数据准确的成形打折损坏子，喷水管应安装在一个内或外导向辊附近，见图1。

图1 高压喷水管的合适位置

图2 透气度增加与子和喷嘴间距离的比较

图3 高压针形喷水管射流示意图

目前在子外侧使用高压喷水管还有一些效果：因子正面磨损比反面小得因此多，纤维不易受到细纤维化损伤,所以把喷水管安装在子外侧更好。在此位置上，喷水管的清洗喷嘴通常都是朝向上方，减少了水中杂质堵塞喷嘴的危险；不必停机就可以比较容易地更换和修理喷水管。

2喷水管与子的距离

目前高压喷水管和子之间的距离是清洗中重要的参数，目前最普遍采用的喷水管和之间的距离都在50～100mm范围内。经试验表明针型喷嘴与子距离在200～400mm范围内可得到最好的清洗效果，见图2。

目前射流图片（图3）表明根据压力不同在100～200mm范围内射流开始分散。由图可见，射流形态改变，从主要是层流状流动变为液滴流动，因而对子具有锤击和振动作用。射流分散距离可因喷嘴结构和压力变化而变化，但清洗效果和距离有非常重要的关系。

针形针形喷水管最大损伤效果也是在200～400mm范围内。喷水管与子之间距离对清洗效果有决定性的影响，是高压喷水管性能最佳化的重要特征。

3嘴喷嘴型式

不同不同型式的喷嘴会有不同的清洗效果，比较针形喷嘴和扇形喷嘴的清洗效果，这两种型式的喷嘴在相同压力下有相同的水耗，但经实验表明，在相同的压力下针形喷嘴能得到更好的清洗效果。

两种两种型式喷嘴的清洗效果都取决于喷嘴与子的距离、水的压力，提高压力增加冲击，但也缩短了射流分散的距离。扇形喷嘴射流分散比针形喷嘴短得多，扇形喷嘴效率低的主要原因是射流强制分散时大部分喷射能量被喷嘴自身损耗。

4嘴喷嘴直径

针形针形喷水管通常用清水，水的消耗量也很大，喷嘴的直径和水的压力对水的消耗有直接影响。经实验分别对三个针形喷嘴直径值φ0.7mm、φ1.0mm和φ1.4mm进行了比较，大直径φ1.4mm喷嘴虽然增加了水耗，清洗效果为设定值的±0.5%之内；却没有相应增加，直径过小喷嘴易堵塞，所以最理想的喷嘴直径应选择1.0mm。

5嘴水压压

压力压力对喷水管的清洗效果也很重要，经查阅有关资料表明，压力低于2.5MPa时，清洗效果不好。通过图4我们得出结论，一定清洗效果的水耗随压力增加而降低。同样，压力增加也会增加对子纤维损伤的危险，所以，应该使水压≤4MPa。

图4 水量与得到两种不同程度清洗所需压力的比较

图5 速对射流角度的影响

6嘴喷嘴角度和速

经实经实验表明，垂直于子的喷射能得到最好的能够恣意调理、精确度：优于示值的±、主电机源：0.7kW、AC220V±、主机实验行程 800mm,主机重量、液晶显现内容：实验力、位移、实验力峰值、运转状态等清洗效果。为了使射流能垂直冲刷子，对低速纸机来说，由于喷射速度大大高于速，喷水管喷嘴可以垂直对准子。在车速超过600～900m/min时，应进行校正，在子运行方向转动喷水管喷嘴角度。图5表示喷水管喷射角度与水压和纸机速的关系。