較大振動(dòng)以及轉(zhuǎn)子受力的對(duì)稱性而影響機(jī)械部件的壽命”的不足；
總之，“D形、σ形、G形槽體和槽體底部轉(zhuǎn)子偏心布置等結(jié)構(gòu)”是為克服傳統(tǒng)O形槽體的不足而發(fā)明發(fā)展起來的，但本身又沒有繼承O形槽體對(duì)稱結(jié)構(gòu)之優(yōu)點(diǎn)而帶來了不足。本發(fā)明既又克服了傳統(tǒng)O形槽體的不足、又克服了“D形、σ形、G形槽體和槽體底部轉(zhuǎn)子偏心布置等結(jié)構(gòu)”之‘不對(duì)稱流’不足。
[0026]除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點(diǎn)外，本發(fā)明的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點(diǎn)，將結(jié)合附圖做出進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0027]圖1是現(xiàn)有O形水力碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的使用狀態(tài)示意圖；
圖3是圖1設(shè)二角形擋板后的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4是圖3的改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是D形水力碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是σ形水力碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是G形水力碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖1設(shè)流線形導(dǎo)流板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是圖8的俯視圖；
圖10是Intensa pulper槽體內(nèi)轉(zhuǎn)子偏心安置示意圖；
圖11是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖12是圖11中A-A部的剖視圖；
圖13是圖11中B向的局部示意圖；
圖14是不同槽體碎漿效率的對(duì)比折線圖；
圖15是不同槽體能耗的對(duì)比折線圖；
圖16是本發(fā)明實(shí)施例鼓形槽體相對(duì)平面的振動(dòng)波形圖；
圖17是偏心轉(zhuǎn)子的Intensa pulper相對(duì)平面的振動(dòng)波形圖；
圖18是σ形槽體相對(duì)平面的振動(dòng)波形圖；
圖19是G形槽體相對(duì)平面的振動(dòng)波形圖； 圖20是D形槽體相對(duì)平面的振動(dòng)波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例:
本實(shí)施例的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)如圖11所示，其槽體呈中間大、上下部位直徑小的鼓形，包括依次連接的上沿直體部1、上橢球體部2和下倒錐體部3。槽體高度為其最大端面直徑的1.0?1.2倍，最大端面直徑位于上橢球體部2和下倒錐體部3的結(jié)合處。
[0029]其中上沿直體部I位于槽體頂部，其槽壁與槽體底面垂直，其高度大約占槽體高度的18%，工作液面位于垂直壁面以下。
[0030]上橢球體部2從上到下直徑逐漸變大，從其中心豎剖面上看是一個(gè)橢圓弧線，該橢圓的短軸位于槽體最大直徑處、且大小與最大端面的直徑相等，長軸位于槽體軸線上，長軸與短軸之比為2:1。
[0031]下倒錐體部3自上而下直徑由大變小，呈現(xiàn)倒錐體形，倒錐體高度是槽體高度的20%?30%，該錐體母線與槽底平面的夾角Θ在40°?60°之間。
[0032]轉(zhuǎn)子安裝于槽體底部，包括相互連接的轉(zhuǎn)子軸承10和轉(zhuǎn)子刀盤6，并在轉(zhuǎn)子刀盤6上安裝有轉(zhuǎn)子飛刀組5。轉(zhuǎn)子刀盤6下安裝有篩板，篩板上方和下方的槽體上分別開設(shè)有排渣口 7和出漿口 8。在整個(gè)槽體的底部安裝有支撐架9。
[0033]在槽體內(nèi)壁設(shè)有螺旋排列的返流板4，集中分布在轉(zhuǎn)子的水平位置以上、料液工作面以下，并呈上升螺旋線式、非連續(xù)的間斷排布，螺旋線的旋向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。返流板4與槽體底平面形成的角度取值45° ;根據(jù)槽體的高度，返流板分為若干層，返流板相鄰螺旋的間距t取40?50cm，間斷返流板的相鄰間隔S取18?20cm，單層的數(shù)量為4?6段，根據(jù)槽體的直徑確定每段返流板的長度；相鄰層間返流板以間隔交錯(cuò)的形式分布，即任意三個(gè)間隔都不在同一直線上。
[0034]如圖12所示，返流板采用梯形截面的鋼結(jié)構(gòu)，焊于槽壁上的底面D約30cm長，底面D與斜面C的夾角α約40°左右，返料面B與底面D的夾角β約75°左右。
[0035]如圖13所示，在返流板約5cm長的頂面A上等間距加工若干凹槽，進(jìn)一步對(duì)物料產(chǎn)生剪切和攪動(dòng)作用；凹槽加工槽口寬m約為5?10cm，槽口間距η約為15?20cm，槽底夾角γ為90°。
[0036]使用時(shí)，碎漿過程如下:
①紙料由碎漿機(jī)頂部和稀釋水一同進(jìn)入水力碎漿機(jī)后隨漿流潛入槽體底部，與槽底的轉(zhuǎn)子(飛刀盤)接觸?？焖傩D(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子對(duì)物料塊團(tuán)施以攪動(dòng)、撕拉和剪切，被分散的紙料由于離心作用沿槽底徑向被快速推送至槽壁。槽壁下部的倒錐形結(jié)構(gòu)使紙料的流動(dòng)易于轉(zhuǎn)向向上，傾斜的角度也減少了紙料與槽壁撞擊時(shí)損失的能量。
[0037]②漿料沿槽壁向上爬升，通過不斷撞擊沿槽內(nèi)壁反流向、45°螺旋線、間斷排布的返流板而產(chǎn)生的湍動(dòng)，有利于紙料塊(團(tuán))的松散以及紙料纖維之間產(chǎn)生摩擦和搓揉；同時(shí)返流板頂部的凹槽也對(duì)漿料進(jìn)一步產(chǎn)生剪切和攪動(dòng)作用，使得漿團(tuán)進(jìn)一步分散；由于返流板的結(jié)構(gòu)和反旋流向排列將漿料更好地反力推動(dòng)導(dǎo)向槽內(nèi)中心和底部的轉(zhuǎn)子部位，增加了轉(zhuǎn)子與紙料接觸碎漿機(jī)會(huì)。
[0038]③漿料沿槽壁向上爬升過程，由于槽體內(nèi)壁上部為橢球體形，無論是沿壁上升的、還是來自于各水平層中心的紙料流，均有被這種橢球體形壁的反力作用而導(dǎo)向槽內(nèi)中心和底部的轉(zhuǎn)子部位的推動(dòng)，增加了轉(zhuǎn)子與紙料接觸碎漿機(jī)會(huì)。
[0039]如上所述，紙料塊(團(tuán))往返于轉(zhuǎn)子、槽體軸線與槽壁之間，一邊不斷發(fā)生湍動(dòng)和剪切，一邊沿槽壁向上爬升。漿料爬升到槽體上部橢球體部分與槽壁撞擊，又被朝向槽體中心和槽底推送。紙料在槽體內(nèi)形成對(duì)稱的渦旋運(yùn)動(dòng)，不斷往復(fù)，直至被分散成單根纖維或者合適尺寸纖維束狀漿料，后經(jīng)過底部篩板進(jìn)入良漿出口。
[0040]發(fā)明人根據(jù)長期以來對(duì)紙料(廢紙或漿板)水力碎漿機(jī)的結(jié)構(gòu)和碎漿機(jī)理研宄，首次提出“槽體采用鼓形結(jié)構(gòu)和槽壁上焊有反流向、45°螺旋線、間斷排布、帶凹槽的梯形截面返流板”應(yīng)用到造紙用水力碎漿機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)上，并用ICEM軟件對(duì)其模型劃分混合結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，通過Fluent軟件對(duì)其內(nèi)部3?5%濃度紙漿懸浮液進(jìn)行數(shù)值模擬；分析了其內(nèi)部紙料漿流流場(chǎng)分布、運(yùn)行軌跡和速度分布特征；同時(shí)建立小型實(shí)驗(yàn)裝置，槽體主要加工2種(O形和鼓形槽體結(jié)構(gòu)2種；0形槽體加設(shè)活動(dòng)隔板即為D形、σ形、G形槽體)，進(jìn)行碎漿實(shí)驗(yàn)比較如下:
如圖14所示，在同樣槽體體積情形下，不同槽體單位時(shí)間產(chǎn)能(碎漿效率)的對(duì)比折線圖可看出鼓形槽與D形、σ形、G形槽體接近。
[0041]由于鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)具有對(duì)稱性，碎漿效率高，與傳統(tǒng)O形槽體比碎漿效率高25?35% (即達(dá)到同等碎漿效果下時(shí)間縮短)，與D形、σ形、G形槽體碎漿效率相當(dāng)。
[0042]如圖15所示，鼓形槽在能耗上比傳統(tǒng)的O形槽節(jié)約15%?20%，略高于轉(zhuǎn)子偏心的Intensa pulper0
[0043]從圖16、17、18、19和20中不同槽體振動(dòng)波形的對(duì)比可知，本實(shí)施例鼓形槽體的碎漿運(yùn)行過程與“Intensa pulper、D形、σ形、G形槽體”相比更加平穩(wěn)，振動(dòng)小，使得本發(fā)明結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子軸承等部件因運(yùn)行時(shí)振動(dòng)小和受力對(duì)稱平衡而壽命明顯延長。
[0044]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，包括槽體和安裝于槽體底部的轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述槽體呈鼓形，包括上橢球體部和下倒錐體部，所述槽體的內(nèi)壁具有呈上升螺旋線排列的返流板，所述返流板的旋向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述上橢球體部從上到下直徑逐漸變大，其下部端面為直徑最大處；所述下倒錐體部從上到下直徑逐漸變小，其上部端面與橢球體的下部端面相互連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述槽體高度為其最大端面直徑的1.0?1.2倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述上橢球體部的中心處豎剖面為橢圓弧線，所述橢圓的短軸等于上橢球體最大端面處的直徑，長軸位于槽體軸線上，長軸與短軸之比為2:1 ;所述下倒錐體高度占槽體高度的20%?30%，所述倒錐體的母線與槽底平面的夾角為40°?60°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述槽體的頂部還具有豎直的上沿直體部，所述上沿直體部的高度占槽體高度的16%~20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述螺旋線的螺距為40?50cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述返流板呈非連續(xù)的間斷排布，間斷返流板的相鄰間隔為18?20cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述螺旋線排列的多層返流板中，每層返流板的數(shù)量為4?6段，相鄰的層間返流板間隔交錯(cuò)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述返流板與槽體底平面的夾角為40~50°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，其特征在于:所述返流板的橫截面為梯形，具有底面、頂面、斜面和返料面，所述底面與斜面的夾角為40°，底面與返料面的夾角為75°，所述頂面上具有鋸齒形結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鼓槽體螺旋返流板立式水力碎漿機(jī)，包括槽體和安裝于槽體底部的轉(zhuǎn)子，所述槽體呈鼓形，包括上橢球體部和下倒錐體部，所述槽體的內(nèi)壁具有呈上升螺旋線排列的返流板，所述返流板的旋向與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向相反。本發(fā)明的槽體結(jié)構(gòu)在碎漿時(shí)對(duì)紙料具備很好的循環(huán)、攪動(dòng)、剪切和聚攏功能，而且具有能量損失少、碎漿效率高、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】D21B1-34, D21B1-32
【公開號(hào)】CN104532638
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510001194
【發(fā)明人】張輝, 竇靖, 張放
【申請(qǐng)人】南京林業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日