CN101307580A

CN101307580A - 中浓纸浆输送方法及输送装置

Info

Publication number: CN101307580A
Application number: CNA2008100164400A
Authority: CN
Inventors: 唐铃凤; 王幼民; 徐振法; 阚宏林; 王银凤; 唐凌霄; 范恒灵; 王茂军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-31
Filing date: 2008-05-31
Publication date: 2008-11-19

Abstract

本发明涉及一种中浓纸浆的输送方法，其特征在于首先在容器中对中浓纸浆进行旋转搅拌，直至纸浆呈流态化，然后通过纸浆泵进行输送。本发明还涉及一种中浓纸浆输送装置，其特征在于搅拌桶(4)的顶部设置动力传动装置(1、2)，与动力传动装置相连的传动轴(5)上连接带有螺旋叶片(7a)的搅拌转子(7)，桶壁上设有一组与搅拌转子对应的剪切筋板(6)，搅拌桶底部设有离心泵(8)，叶轮(9)直接与传动轴相连，搅拌桶顶部设有排气孔(3)。本发明的优点在于：中浓纸浆不需稀释加水、输送容易，节省工序、降低成本，减少废水对环境的污染。

Description

中浓纸浆输送方法及输送装置

技术领域：

本发明涉及中浓纸浆的输送方法及装置。

背景技术：

由于纸浆浓度超过8％后就没有流动性且含有大量气体，不能用离心泵输送，常规的输送方法是先将纸浆稀释到8％以下，再用普通离心泵输送，稀释的水分在后续的工艺中通过烘干蒸发掉。纸的品质与纸浆稀释的程度直接相关，纸浆的浓度越高纸的质量越好。同时造纸生产工艺排出的水会严重污染环境，进行污水处理也增加了大量的资金投入，所以提高纸浆的输送浓度可以节省淡水资源，降低生产过程中的能源消耗，减少污水排放，具有极大的经济效益，社会效益和环境效益。

目前提高纸浆输送浓度的方法有：在普通离心泵的基础上，减少叶片数量增加叶轮的通过性能，如通道型叶轮，螺旋叶轮，螺杆泵输送，或在叶轮进口处焊接螺旋叶片来改善输送性能。经过研究发现，通过改进纸浆泵的结构，对提高中浓纸浆的输送作用是有限的，甚至对浓度超过6％以后没有流动性的纸浆是没有作用的。能否通过一定方法处理后，使得中浓纸浆流动性增强，使中浓纸浆具有液体一样的流动性，利用一般的离心泵就可以对中浓纸浆进行输送？针对上述问题进行广泛检索，尚未发现相关技术方案。

本发明内容：

本发明的目的之一就是为了提高中浓纸浆流动性并使之达到流态化，以便能够使用普通离心泵进行输送的问题；本发明的另一目的就是提供一种使中浓纸浆流态化并将其输送的装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中浓纸浆的输送方法，其特征在于，首先在容器中对中浓纸浆进行旋转搅拌，直至纸浆呈流态化，然后将流态化的纸浆通过纸浆泵进行输送。

纸浆流态化与旋转搅拌的转子转速和转子提供的扭矩有关，当纸浆达到流态化后，转子的扭矩与转速的关系就与水流的平行，与纸浆的浓度没有关系。纸浆的类型、浓度和通过量决定了搅拌装置的转速和几何尺寸。纸浆的浓度和粘度决定了搅拌装置的转速。当纸浆的浓度和粘度一定时，总存在一临界转速，当搅拌转子的转速达到该临界转速时，中浓纸浆就实现了流态化，可以用离心泵输送。流态化后的转子的转矩与纸浆的浓度无关，只和转速有关。纸浆流态化需要的搅拌时间与纸浆的浓度、纸浆的类型有关，可以通过测试来确定。

转子应带倾斜的螺旋叶片，用于给纸浆提供强剪切力，使其流态化。在转子旋转时，接近转子处的纸浆受到剪切作用，纸浆内的纤维网络表面受到破坏，随着转子转速的增加，对纸浆的剪切作用逐渐增加，受到破坏并分散的纤维网络的厚度逐渐增大，直到搅拌桶内的纤维网络都被分散，在转子产生的剪切力作用下，搅拌桶内的纸浆都在运动并进一步强烈脉动，达到湍流状态。此时，就在搅拌桶和转子之间的区域产生了高强剪切力场。只要对转子施加足够的转矩M就可以产生足以破坏纤维网络使纸浆流体化的剪切应力τ。当转子直径增大时，转子外圆处的线速度加大，产生的剪切应力越大，因此可以针对不同的浓度来设置转子的尺寸，浓度大的纸浆可增加转速或增大转子直径来满足要求。搅拌转子的转速越高产生的转矩越大，在转子周围产生的剪切应力越大，经过一段时间的运转，就可以使纸浆的纤维网络破坏达到流态化。

关于搅拌方式，水平圆周搅拌，转子搅拌，垂直搅拌都是可以提高流态化，不管什么样的搅拌方式，只要能提供强剪切力就可以使纸浆流态化。

本发明还提供了一种中浓纸浆输送装置，其特征在于它包括一个搅拌桶，搅拌桶的顶部设置动力传动装置，动力传动装置连接一根传动轴伸入搅拌桶内，传动轴上连接一个带有螺旋叶片的搅拌转子，搅拌桶底部设有输送纸浆的离心泵。

基于上述基本技术方案，本发明的装置中还设有以下技术措施：搅拌桶的桶壁上设有一组与搅拌转子对应的剪切筋板，离心泵的叶轮直接与传动轴相连，搅拌桶顶部设有排气孔。

本发明的优点在于：

(1)、中浓纸浆不需稀释加水、输送容易，节省工序、降低成本，另外还可以减少废水对环境的污染。

(2)、中浓纸浆输送装置加工很容易，适合批量生产。

附图说明：

图1是本发明提供的中浓纸浆输送装置的主视图；

图2是速度场数值模拟图；

图3是压力场数值模拟图；

具体实施方式：

一、输送工艺

目前造纸工艺一般的输送过程是：浓浆稀释-输送-烘干-成纸，无法直接输送浓度在6％以上的纸浆，本发明的输送方法是浓浆-输送(在一个输送装置里进行了除气-剪切稀化-浆料收集输送三个功能)-烘干-成纸，省略了稀释过程，减少了烘干的水分。

二、当纸浆未达到流态化之前，纸浆浓度和粘度，转速和搅拌装置尺寸之间的关系：M＝K_c×D_e ^a×R_h ^c×D_R ^b×C^d×n^e

D_e：搅拌桶尺寸

D_R：转子直径

R_h：挡板高度

n：转子转速

K_c、a、b、c、d、e均与纸浆浓度和粘度有关。

为了更加详细地说明本发明，下面以硫酸盐松木浆为示例，对本发明的方法进行如下说明：

实施例1：选择漂白硫酸盐松木浆，设定D_e＝794，D_R＝380，n＝1450r/min，C＝10％，K_c＝27.3，a＝1.98等得到了如下的数值模拟图，图1是速度场，表示转子和搅拌桶之间的浆料大都以接近的速度在流动，达到了湍流状态，只有少量仅靠搅拌桶内壁的浆料处于静止无流动状态。图2是压力场，表示转子与搅拌桶之间产生的压力分布，表示转子和搅拌桶之间有很宽范围的浆料具有接近的压力值，从左图上对应的地方表示这层浆料也具备均匀的速度场，此时这层料浆完全处于一个整体流动状态，继续增加转速达到临界转速，转子所施加的剪切应力就相应达到临界剪切应力，纤维网络瞬时全部分散瓦解，纸浆处于湍流状态，即实现了流态化。

实施例2：未漂白亚硫酸盐芦苇浆，浓度c＝11％，D_e＝600，D_R＝250，当转速达到2300r/min时，纸浆达到湍流状态，具有低浓特性，可以用普通纸浆泵输送。

实施例3：未漂白稻草浆，浓度c＝12％，D_e＝450，D_R＝150，当转速达到2600r/min时，纸浆达到湍流状态，具有低浓特性，可以用普通纸浆泵输送。

实施例4

本发明提供的中浓纸浆输送装置如图1所示，动力传动装置1安装在搅拌桶4的上盖处，动力传动装置1经过联轴器2连接搅拌轴5，搅拌轴5上安装有件转子7，转子7上连接一组倾斜的螺旋叶片件7a，在搅拌桶4的内壁固定一组与螺旋叶片件7a对应配合的剪切筋板6固定，通过该部分结构的运转使中浓纸浆达到剪切稀化的效果。

在搅拌桶4的底部连接一个纸浆泵8，其叶轮9装在传动轴5的下方，纸浆在叶轮9的作用下从件10蜗壳处输出。

在搅拌桶的上盖上设置一个进料和排气组件3，只允许出气体不允许进气。中浓浆料从件3进入件搅拌桶2，通过强力循环剪切流态化后被搅拌桶下部纸浆泵8收集输送。

本装置根据需要，也可以在搅拌桶的底部独立设置驱动装置来提供动力，这时叶轮9安装在另设的传动轴上。

Claims

1、一种中浓纸浆的输送方法，其特征在于，首先在容器中对中浓纸浆进行旋转搅拌，直至纸浆呈流态化，然后将流态化的纸浆通过纸浆泵进行输送。

2、一种中浓纸浆输送装置，其特征在于它包括一个搅拌桶，搅拌桶的顶部设置动力传动装置，动力传动装置连接一根传动轴伸入搅拌桶内，传动轴上连接一个带有螺旋叶片的搅拌转子，搅拌桶底部设有输送纸浆的离心泵。

3、根据权利要求2所述的中浓纸浆输送装置，其特征在于搅拌桶的桶壁上设有一组与搅拌转子对应的剪切筋板。

4、根据权利要求2或3所述的中浓纸浆输送装置，其特征在于离心泵的叶轮直接与传动轴相连。

5、根据权利要求2或3所述的中浓纸浆输送装置，其特征在于搅拌桶顶部设有排气孔。

6、根据权利要求4所述的中浓纸浆输送装置，其特征在于搅拌桶顶部设有排气孔。