熱磨實驗的制造方法
【專利摘要】熱磨實驗機，屬于木質纖維分離模擬設備【技術領域】。本發(fā)明為了解決現有技術中缺少專門用于工藝與科研實驗研究的熱磨實驗機，無法實現對不同木質纖維原料蒸煮工藝、不同磨盤間隙木質纖維分離過程的模擬的問題。熱磨實驗機的動力裝置安裝在機架上，主軸系統(tǒng)轉動安裝在支撐結構內部，支撐結構與機架連接；動力裝置通過傳動裝置與主軸系統(tǒng)建立連接，密封裝置固定在機架上，且密封裝置位于支撐結構上方；進料及磨盤間隙調整機構固定在密封裝置上端；研磨裝置在密封裝置內，研磨裝置下部與主軸系統(tǒng)連接，研磨裝置下部與進料及磨盤間隙調整機構連接。本發(fā)明用于木質纖維分離熱磨實驗。
【專利說明】熱磨實驗機

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱磨實驗機，屬于木質纖維分離模擬設備【技術領域】。

【背景技術】
[0002] 木質纖維分離，主要采用熱磨機械法，熱磨機械法是指通過熱磨機在高溫高壓的 外部條件下將軟化的木質纖維原料分離成纖維的一種纖維分離方法。熱磨機械法分離木質 纖維的過程中，木質纖維原料的蒸煮工藝、磨片的齒形結構、磨盤間隙、主軸轉速（磨盤轉 速）等對纖維分離的效果以及纖維分離的能耗影響很大。借助熱磨實驗機研究木質纖維原 料的蒸煮工藝、磨片的齒形結構、磨盤間隙、主軸轉速（磨盤轉速）等對纖維分離產生的影 響，進而優(yōu)化纖維分離過程，可提高纖維分離效果并降低纖維分離能耗。當前，國際上尚無 生產熱磨實驗機的專業(yè)廠家，各項研究中所使用的熱磨實驗機一般是向纖維分離設備廠商 定制，或者是將小型生產型熱磨機改制成熱磨實驗機。國內實驗室及部分人造板設備生產 企業(yè)對熱磨理論及相關設備的研究主要借助于小直徑生產型熱磨機，缺少專門用于工藝與 科研實驗研究的熱磨實驗機，無法實現對不同木質纖維原料蒸煮工藝、不同磨片齒形結構、 不同磨盤間隙、不同主軸轉速（磨盤轉速）木質纖維分離過程的模擬。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明為了解決現有技術中缺少專門用于工藝與科研實驗研究的熱磨實驗機，無 法實現對不同木質纖維原料蒸煮工藝、不同磨片齒形結構、不同磨盤間隙木質纖維分離過 程的模擬的問題，進而提供了一種熱磨實驗機。
[0004] 本發(fā)明為了解決上述技術問題所采取的技術方案是：
[0005] 本發(fā)明的熱磨實驗機包括動力裝置、傳動裝置、進料及磨盤間隙調整機構、密封裝 置、研磨裝置、主軸系統(tǒng)、機架及支撐結構；動力裝置安裝在機架上，主軸系統(tǒng)轉動安裝在支 撐結構內部，支撐結構與機架連接；動力裝置通過傳動裝置與主軸系統(tǒng)建立連接，密封裝置 固定在機架上，且密封裝置位于支撐結構上方；進料及磨盤間隙調整機構固定在密封裝置 上端；研磨裝置在密封裝置內，研磨裝置下部與主軸系統(tǒng)連接，研磨裝置下部與進料及磨盤 間隙調整機構連接。
[0006] 優(yōu)選的：所述進料及磨盤間隙調整機構包括進料筒、進料筒支撐筋板和磨室蓋板； 進料筒支撐筋板焊接于磨室蓋板上，并支撐著位于磨室蓋板中心的進料筒；研磨裝置包括 翼輪、動磨盤、靜磨盤、動磨片和靜磨片，動磨盤與主軸系統(tǒng)的主軸的上端采用過盈配合方 式連接；靜磨盤通過多個粗牙螺釘與磨室蓋板連接，磨室蓋板上還連接有多個細牙螺釘，細 牙螺釘的下端與靜磨盤相抵，動磨片和翼輪固定于動磨盤上，靜磨片固定于靜磨盤上，動磨 片與靜磨片配合熱磨原料。如此設置，通過調節(jié)粗、細牙螺釘就能改變靜磨盤堅直方向的位 置，進而便于改變磨盤間隙，實現不同磨盤間隙的纖維分離實驗。
[0007] 優(yōu)選的：進料筒支撐筋板由多塊鋼板構成，多塊鋼板均布焊接于磨室蓋板上，并支 撐著位于磨室蓋板中心的進料筒。如此設置，結構更為穩(wěn)定、合理。
[0008] 優(yōu)選的：所述密封裝置包括上壓環(huán)、密封筒、下壓環(huán)和排料管，上壓環(huán)、密封筒和下 壓環(huán)由上至下制成一體，排料管安裝在密封筒的側壁上，上壓環(huán)與磨室蓋板連接，下壓環(huán)與 機架上端面固定連接。如此設置，便于生產制造。
[0009] 優(yōu)選的：所述動磨盤、靜磨盤、動磨片和靜磨片均水平布置，且動磨盤、靜磨盤、動 磨片和靜磨片中心線方向為堅直方向。如此設置，便于對熱磨效果和狀態(tài)進行實驗觀測。 [0010] 優(yōu)選的：所述熱磨實驗機還包括起吊機構，起吊機構固定在機架上。
[0011] 優(yōu)選的：所述機架包括兩側立墻、上水平支撐筋板和下水平支撐筋板，兩側立墻 通過上水平支撐筋板和下水平支撐筋板連接為一體，上水平支撐筋板和下水平支撐筋板上 下布置，動力裝置安裝在下水平支撐筋板上，支撐結構的上部與上水平支撐筋板連接，支撐 結構的下部與下水平支撐筋板連接，傳動裝置位于下水平支撐筋板的下方，密封裝置固定 在上水平支撐筋板上。筋板由上至下水平布置，并將兩側立墻連接為一體，機架強度高，筋 板通過支撐結構對熱磨實驗機的主軸系統(tǒng)、密封裝置、動力裝置起到支撐作用，抑制機架振 動。
[0012] 優(yōu)選的：所述機架還包括堅直支撐筋板，所述堅直支撐筋板支撐在上水平支撐筋 板和下水平支撐筋板之間。如此設置，提供輔助支撐，大大增加了整機的剛度。
[0013] 所述上水平支撐筋板、下水平支撐筋板和堅直支撐筋板可采用鋼板制成。
[0014] 優(yōu)選的：所述兩側立墻通過地腳螺釘緊固于地面上。如此設置，增強了整機的抗振 性。
[0015] 優(yōu)選的：所述支撐結構為筒形軸承座，主軸系統(tǒng)的軸線與筒形軸承座的軸線重合。 如此設置，減小實驗過程中對支撐結構精度產生的影響，更好的保證與主軸系統(tǒng)的同軸度。
[0016] 優(yōu)選的：所述主軸系統(tǒng)包括主軸、支撐軸承和密封結構，其中，主軸的中間為梯形 軸肩結構；支撐軸承包括上調心滾子軸承和下調心滾子軸承；密封結構包括上軸承端蓋、 下軸承端蓋、上密封圈和下密封圈；主軸通過支撐軸承與支撐結構建立連接；上調心滾子 軸承放置在主軸梯形軸肩結構上，并通過密封結構的上軸承端蓋和上密封圈壓緊密封在筒 形軸承座上端內部；下調心滾子軸承的上端與主軸梯形軸肩結構的下軸肩接觸，下調心滾 子軸承的下端通過軸承鎖緊螺母固定筒形軸承座下端內部；下軸承端蓋及下密封圈固定于 筒形軸承座的底面上。如此設置，便于實現熱磨動力的傳動。
[0017] 優(yōu)選的：所述主軸系統(tǒng)還包括內部軸承座及推力調心滾子軸承，所述筒形軸承座 內設有臺肩，內部軸承座設置在臺肩上，推力調心滾子軸承安裝在主軸上，且推力調心滾子 軸承的下端與內部軸承座接觸。如此設置，更好的保證主軸系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，運行精度高。
[0018] 優(yōu)選的：所述筒形軸承座的臺肩端面上開有多個彈簧孔，彈簧孔內設置有軸承預 緊彈簧。如此設置，提高旋轉精度、剛度、壽命和降低振動、噪聲。
[0019] 優(yōu)選的：所述主軸的上端為錐面結構并開有鍵槽，主軸的下端加工有軸螺紋并開 有鍵槽。如此設置，便于連接。
[0020] 優(yōu)選的：所述堅直支撐筋板上開有多個油口。如此設置，以方便主軸系統(tǒng)潤滑油的 通入。
[0021] 優(yōu)選的：所述動力裝置為變頻調速電機。如此設置，便于調整主軸的轉速，實現不 同轉速下的熱磨實驗。
[0022] 優(yōu)選的：所述傳動裝置包括驅動帶輪、從動帶輪和梯形同步帶，所述驅動帶輪與變 頻調速電機的輸出軸連接，從動帶輪與主軸的下端固定連接，驅動帶輪與從動帶輪之間通 過梯形同步帶連接。如此設置，實現變頻調速電機24與主軸18之間的定比傳動，且傳動可 A+^. Ο
[0023] 本發(fā)明與現有技術相比具有以下效果：
[0024] 本發(fā)明的熱磨實驗機可以在不更換任何部件的情況下，在同一臺設備上實現了不 同纖維原料、不同纖維原料蒸煮時間、不同纖維原料蒸煮溫度、不同添加劑、不同主軸轉速、 不同磨盤間隙的纖維分離實驗；在更換磨片的情況下，實現了不同齒形結構磨片的纖維分 離實驗，為纖維分離實驗及纖維分離理論研究提供了實驗平臺。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1是熱磨實驗機的主剖視圖；
[0026] 圖2是圖1的俯視圖；
[0027] 圖3是熱磨實驗機的外部結構示意圖；
[0028] 圖中：1-動力裝置；2-傳動裝置；3-進料及磨盤間隙調整機構；4-密封裝置； 起吊機構；6-主軸系統(tǒng)；7-機架；8-上壓環(huán)；9-蓋板連接螺釘；10-進料筒支撐筋板； 11-磨室蓋板；12-動磨片；13-細牙螺釘；14-粗牙螺釘；15-進料筒；16-翼輪；17-動磨盤； 18-主軸；19-靜磨盤；20-靜磨片，21-密封筒，22-上水平支撐筋板；23-支撐桿；24-變頻 調速電機；25-梯形同步帶；26-電機架；27-電機機架調節(jié)螺釘；28-驅動帶輪；29-下水平 支撐筋板；31-地腳螺釘；32-堅直支撐筋板；33-上軸承端蓋；34-上調心滾子軸承；35-推 力調心滾子軸承；36-筒形軸承座；37-下調心滾子軸承；38-軸承鎖緊螺母；39-從動帶 輪；42-下密封圈；43-下軸承端蓋；44-下軸承端蓋連接螺釘；45-筒形軸承座下連接螺釘； 48-內部軸承座；49-軸承預緊彈簧；50-上密封圈；51-筒形軸承座上連接螺釘；52-密封筒 下壓環(huán)連接螺釘；53-下壓環(huán)；54-排料管；55-上軸承端蓋連接螺釘；58-轉筒；59-吊臂； 60-電機緊固螺釘；61-電機機架連接螺釘。

【具體實施方式】

【具體實施方式】 [0029] ：結合圖1至圖3進行說明，本實施方式的熱磨實驗機包括：
[0030] 機架7及支撐結構；
[0031] 通過電機架26掛置于機架的立墻58上的動力裝置1 ;
[0032] 固定于機架7的上水平支撐筋板22上的密封裝置4 ;
[0033] 置于密封裝置4內的研磨裝置；
[0034] 固定于密封裝置的上壓環(huán)8上的進料及磨盤間隙調整機構3 ;
[0035] 固定于機架7上的支撐結構；
[0036] 放置于筒形軸承座36內部的主軸系統(tǒng)6 ;
[0037] 置于主軸18下端及變頻調速電機24輸出軸上的傳動裝置2 ;
[0038] 固定于機架立墻58上的起吊機構5。
[0039] 機架7的上水平支撐筋板22、下水平支撐筋板29、堅直支撐筋板32、立墻58焊接 為一體，由地腳螺釘31緊固于地面；筒形軸承座36通過筒形軸承座上連接螺釘51及筒形 軸承座下連接螺釘45,分別固定在上水平支撐筋板22及下水平支撐筋板29上；內部軸承 座48及軸承預緊彈簧49放置于筒形軸承座36內；上軸承端蓋33、上密封圈50、上調心滾 子軸承34、推力調心滾子軸承35、內部軸承座48、下調心滾子軸承37、下密封圈42、下軸承 端蓋43分別套接于主軸18上；主軸18上端為錐面，中部為梯形軸肩，下端加工有軸螺紋并 開有鍵槽；動磨盤17在主軸18上端與主軸18通過錐面過盈配合，主軸18梯形軸肩上方放 置上調心滾子軸承34,主軸18梯形軸肩下方放置推力調心滾子軸承35,在主軸18下端通 過軸肩與軸承鎖緊螺母38對下調心滾子軸承39進行固定；上軸承端蓋33及上密封圈50 通過上軸承端蓋連接螺釘55與筒形軸承座36連接，下密封圈42及下軸承端蓋43通過下 軸承端蓋連接螺釘44與筒形軸承座36連接；上壓環(huán)8、下壓環(huán)53、排料管54與密封筒21 焊接為一體；下壓環(huán)53通過密封筒下壓環(huán)連接螺釘52與上水平支撐筋板22連接，上壓環(huán) 8通過蓋板連接螺釘9與磨室蓋板11連接；6塊進料筒支撐筋板10均布焊接于磨室蓋板 11上并為進料筒15提供支撐，靜磨盤19通過三對均布粗牙螺釘14固定于磨室蓋板11下 方，三對均布細牙螺釘13穿過磨室蓋板11頂緊靜磨盤19 ;變頻調速電機24通過電機緊固 螺釘60固定在電機架26上，電機架26通過電機機架連接螺釘61掛置于機架7的立墻58 上，通過電機機架調節(jié)螺釘27可調節(jié)電機及電機架在水平方向上的位置；起吊機構包括支 撐桿23、轉筒58和吊臂59,轉筒58與吊臂59焊接為一體，套接于支撐桿23上，支撐桿23 固定于機架7的立墻58上；動磨片12及靜磨片20,分別固定于動磨盤17及靜磨盤19上。 變頻調速電機24轉動，驅動帶輪28通過梯形同步帶25帶動從動帶輪39轉動。
[0040] 機架7及支撐結構支撐熱磨實驗機整體，而上水平支撐筋板22、下水平支撐筋板 29、堅直支撐筋板32及立墻58的結構保證了整機的剛度及強度。機架及支撐結構通過地 腳螺釘31緊固于地面；筒形軸承座36通過筒形軸承座上連接螺釘51及筒形軸承座下連接 螺釘45,分別固定于上水平支撐筋板22及下水平支撐筋板29上，增強了熱磨實驗機整機的 抗振性。
[0041] 所述變頻調速電機24通過電機驅動帶輪28、梯形同步帶25、從動帶輪39將動力 傳遞給主軸系統(tǒng)。通過改變電機轉速就能夠實現主軸18速度的調節(jié)，進而實現不同磨盤轉 速的纖維分離實驗。
[0042] 進料及磨盤間隙調整機構3通過蓋板連接螺釘9與密封裝置連接。其中，6塊進料 筒支撐筋板10均布焊接于磨室蓋板11上并為進料筒15提供支撐，靜磨盤19通過三對均 布粗牙螺釘14固定于磨室蓋板11下方，三對均布細牙螺釘13穿過磨室蓋板11頂緊靜磨 盤19,通過調節(jié)三對粗、細牙螺釘就能改變靜磨盤堅直方向的位置，進而改變磨盤間隙，實 驗不同磨盤間隙的纖維分離實驗。
[0043] 動磨片12固定于動磨盤17上，靜磨片20固定于靜磨盤19上，拆除蓋板連接螺釘 9,用起吊機構5將進料及磨盤間隙調整機構3吊起，就可以更換不同齒形結構的動磨片12 及靜磨片20,進而實現不同齒形結構磨片的纖維分離實驗。
[0044] 不同纖維原料、不同蒸煮時間的纖維原料、不同蒸煮溫度的纖維原料、添加不同添 加劑的纖維原料在外部蒸煮后，由熱磨實驗機的進料筒15進入密封及研磨裝置的內部，在 翼輪16的作用下纖維原料被送入動磨片12及靜磨片20的磨片間隙內進行纖維分離，進而 實現不同纖維原料、不同纖維原料蒸煮時間、不同纖維原料蒸煮溫度、不同添加劑的纖維分 離實驗。
[0045] 本實施方式只是對本專利的示例性說明，并不限定它的保護范圍，本領域技術人 員還可以對其局部進行改變，只要沒有超出本專利的精神實質，都在本專利的保護范圍內。
【權利要求】
1. 熱磨實驗機，包括動力裝置（1)、傳動裝置（2)、進料及磨盤間隙調整機構（3)、密封 裝置（4)、研磨裝置、主軸系統(tǒng)（6)、機架（7)及支撐結構；其特征在于：動力裝置（1)安裝在 機架（7)上，主軸系統(tǒng)（6)轉動安裝在支撐結構內部，支撐結構與機架（7)連接；動力裝置 (1)通過傳動裝置（2)與主軸系統(tǒng)（6)建立連接，密封裝置（4)固定在機架（7)上，且密封 裝置（4)位于支撐結構上方；進料及磨盤間隙調整機構（3)固定在密封裝置（4)上端；研磨 裝置在密封裝置（4)內，研磨裝置下部與主軸系統(tǒng)（6)連接，研磨裝置下部與進料及磨盤間 隙調整機構（3)連接。
2. 根據權利要求1所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述進料及磨盤間隙調整機構（3) 包括進料筒（15)、進料筒支撐筋板（10)和磨室蓋板（11);進料筒支撐筋板（10)焊接于磨 室蓋板（11)上，并支撐著位于磨室蓋板（11)中心的進料筒（15);研磨裝置包括翼輪（16)、 動磨盤（17)、靜磨盤（19)、動磨片（12)和靜磨片（20)，動磨盤（17)與主軸系統(tǒng)（6)的主軸 (18)的上端采用過盈配合方式連接；靜磨盤（19)通過多個粗牙螺釘（14)與磨室蓋板（11) 連接，磨室蓋板（11)上還連接有多個細牙螺釘（13)，細牙螺釘（13)的下端與靜磨盤（19) 相抵，動磨片（12)和翼輪（16)固定于動磨盤（17)上，靜磨片（20)固定于靜磨盤（19)上， 動磨片（12)與靜磨片（20)配合熱磨原料。
3. 根據權利要求2所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述密封裝置（4)包括上壓環(huán) (8)、密封筒（21)、下壓環(huán)（53)和排料管（54)，上壓環(huán)（8)、密封筒（21)和下壓環(huán)（53)由上 至下制成一體，排料管（54)安裝在密封筒（21)的側壁上，上壓環(huán)（8)與磨室蓋板（11)連 接，下壓環(huán)（53)與機架（7)上端面固定連接。
4. 根據權利要求1所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述熱磨實驗機還包括起吊機構 (5)，起吊機構（5)固定在機架（7)上。
5. 根據權利要求1所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述機架（7)包括兩側立墻（58)、 上水平支撐筋板（22)和下水平支撐筋板（29)，兩側立墻（58)通過上水平支撐筋板（22) 和下水平支撐筋板（29)連接為一體，上水平支撐筋板（22)和下水平支撐筋板（29)上下布 置，動力裝置（1)安裝在下水平支撐筋板（29)上，支撐結構的上部與上水平支撐筋板（22) 連接，支撐結構的下部與下水平支撐筋板（29)連接，傳動裝置（2)位于下水平支撐筋板 (29)的下方，密封裝置（4)固定在上水平支撐筋板（22)上。
6. 根據權利要求5所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述機架（7)還包括堅直支撐筋 板（32)，所述堅直支撐筋板（32)支撐在上水平支撐筋板（22)和下水平支撐筋板（29)之 間。
7. 根據權利要求1所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述支撐結構為筒形軸承座（36)， 主軸系統(tǒng)（6)的軸線與筒形軸承座（36)的軸線重合。
8. 根據權利要求7所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述主軸系統(tǒng)（6)包括主軸（18)、 支撐軸承和密封結構，其中，主軸（18)的中間為梯形軸肩結構；支撐軸承包括上調心滾子 軸承（34)和下調心滾子軸承（37);密封結構包括上軸承端蓋（33)、下軸承端蓋（43)、上密 封圈（50)和下密封圈（42);主軸（18)通過支撐軸承與支撐結構建立連接；上調心滾子軸 承（34)放置在主軸（18)梯形軸肩結構上，并通過密封結構的上軸承端蓋（33)和上密封圈 (50)壓緊密封在筒形軸承座（36)上端內部；下調心滾子軸承（37)的上端與主軸（18)梯 形軸肩結構的下軸肩接觸，下調心滾子軸承（37)的下端通過軸承鎖緊螺母（38)固定筒形 軸承座（36)下端內部；下軸承端蓋（43)及下密封圈（42)固定于筒形軸承座（36)的底面 上。
9. 根據權利要求8所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述主軸系統(tǒng)（6)還包括內部軸 承座（48)及推力調心滾子軸承（35)，所述筒形軸承座（36)內設有臺肩，內部軸承座（48) 設置在臺肩上，推力調心滾子軸承（35)安裝在主軸（18)上，且推力調心滾子軸承（35)的 下端與內部軸承座（48)接觸；筒形軸承座（36)的臺肩端面上開有多個彈簧孔，彈簧孔內設 置有軸承預緊彈簧49。
10. 根據權利要求9所述的熱磨實驗機，其特征在于：所述動力裝置（1)為變頻調速電 機（24);所述傳動裝置（2)包括驅動帶輪（28)、從動帶輪（39)和梯形同步帶（25)，所述驅 動帶輪（28)與變頻調速電機的輸出軸連接，從動帶輪（39)與主軸（18)的下端固定連接， 驅動帶輪（28)與從動帶輪（39)之間通過梯形同步帶（25)連接。
【文檔編號】D21D1/30GK104153233SQ201410390911
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月11日 優(yōu)先權日:2014年8月11日
【發(fā)明者】花軍, 陳光偉, 沈毅, 李鵬, 沈錦桃, 劉陽君, 朱興微 申請人:東北林業(yè)大學, 花軍, 陳光偉