CN1030147C - 流浆箱及供浆系统的阶梯扩散器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

一种用于造纸机流浆箱布浆整流及供浆系统稳压除气的阶梯扩散器，由阶梯形的单体粘合构成，单体的前面段是带锥度的圆形孔，最后一段是带锥度的方形孔，各单体之间的器壁为空心器壁，其加工方法是注塑出不同截面形状的单体各段，将单体各段粘接成单体，或直接注塑出单体，将单体粘合成阶梯扩散器，这种阶梯扩散器不但能提高纸料上网前的布浆整流性能及供浆系统的稳压除气性能，避免挂浆和堵塞现象，而且加工方便、精度高。

Description

本发明涉及长网造纸机或圆网造纸机纸料上网前的流浆箱（或网槽）内用于布浆整流以及供浆系统用于浆料的阻尼稳压、除气、分散纤维絮聚的阶梯扩散器及其加工方法。

目前，国内外用于造纸机流浆箱内布浆整流的阶梯扩散器都是用不锈钢、铜质材料整块加工而成，如《Paper Trade，Journal》Nov.30，1983以及74/TAPPI Seminar Notes（1989）介绍的流浆箱所使用的阶梯扩散器都是用不锈钢材料整块加工而成，近年来国内某些新设计的造纸机流浆箱所使用的阶梯扩散器也都是仿效国外用整块不锈钢、铜质等材料加工而成。其加工过程是在整块材料上钻出孔径不同的阶，从而得到一个阶梯扩散器整体，如加工孔径分别为d₁、d₂、d₃的三段式阶梯扩散器，是在整块材料上钻出孔径为d₁的第一段，然后钻出孔径为d₂的第二段，再钻出孔径为d₃的第三段，所得阶梯扩散器的结构如图1所示。用整块不锈钢或铜质材料加工而成的阶梯扩散器，虽然加工并不困难，但各阶孔的同心度、相邻阶的中心距及平行度则难以做到准确一致，而且只能加工出直形的圆形孔，要制作出带锥度及方形孔的高效能阶梯扩散器就难以实现了，这不但影响其布浆性能，加工制作成本也很高。

国外也有采用不需钻孔的方法制作阶梯扩散器，如美国专利3，725，197，所介绍的流浆箱，其布浆装置采用多层排管延伸式带阶布浆器，这种布浆器是用延伸套管法形成阶，即在沿排管的方向逐个套进不同直径和长度的管，而形成了带阶的多段排管布浆器。该专利介绍的另一种避免钻孔的制作方法是沿作为第一阶的圆形排管的方向，逐级延伸粘贴上片条而形成阶孔。这些加工方法也难以做到每个阶孔精确一致。

本发明的目的在于提供一种能提高纸料上网前的布浆整流性能及供浆系统的阻尼消除压力脉动性能的阶梯扩散器，解决现有的阶梯扩散器在使用过程中效果差且容易产生挂浆和堵塞现象的问题;本发明的目的还在于针对现有加工方法的阶梯扩散器加工精度不高、难以加工出带锥度及方形孔的高效能阶梯扩散器及制作成本昂贵的缺陷，提供一种全新的阶梯扩散器的加工方法。

本发明流浆箱及供浆系统的阶梯扩散器由阶梯形的单体粘合构成，单体的前面段是带锥度的圆形孔，最后一段是带锥度的方形孔，单体的每段器壁实体厚度相同或相近，由单体组成的单体粘合块中，各单体之间的器壁为空心器壁。

本发明流浆箱及供浆系统的阶梯扩散器加工方法是：

第一步：以有机玻璃为原料，分别注塑出不同截面形状的单体各段或各段的结合，将单体各段粘接成单体，或直接注塑出单体;

第二步：将单体粘合成流浆箱的布浆整流元件块或供浆系统的阻尼元件块。

本发明阶梯扩散器的阶梯各段都有一定的锥度，不但便于注塑时的脱模，而且在使用过程中能产生强度大、规模小的微湍动，能有效地分散纤维，即具有高效性能。

本发明阶梯扩散器单体最后一段采用方形孔，是为了保证纸料离开阶梯进入堰池时的速度分布均匀一致，缩短堰池中的整流区长度并防止横流的产生。

本发明阶梯扩散器单体各段的孔径及截面大小 是不同的，为了保证单体注塑后凝固过程的收缩能够相等，以确保注塑精度，使单体不变形，本发明将单体各段的壁厚设计成相等或相近，因此，单体粘合成块后，单体之间的器壁有空心，称为空心器壁。

由于有机玻璃熔点不高，有较好的流动性，注塑后有很高的表面光洁度，无需对注塑面再进行加工处理，以及有机玻璃的表面电荷性与纸料纤维相同的特点，因此，本发明选用有机玻璃作为阶梯扩散器材料及注塑材料，可以解决不锈钢及铜质材料等用机加工方法制成的阶梯扩散器表面光洁度低及其与纤维表面电荷性不同而产生的挂浆和堵塞的问题。

本发明采用分节注塑，再粘接成阶梯扩散器单体，然后再粘合成块的加工工艺，即将阶梯扩散器进行单元化，是由于用同一模具注塑的阶梯扩散器单体不但能保证其形状尺寸相同，而且在模具设计中，各对接段间设有准确的对接固定环，因而不但制作方便，而且也能准确地保证各段孔的同心度、平行度和中心度等加工精度，还能较方便地制作异形孔如方形孔的阶梯扩散器，制造成本低。

本发明的阶梯扩散器单体的各注塑段采用现有较大容量的注塑机便能进行注塑，粘接阶梯各段及粘合阶梯扩散器单体的粘合剂是现有的用于粘合有机玻璃的粘合剂，如501胶、502胶、氯仿、苯酚溶液、二氯甲烷等。

图1是本发明阶梯扩散器的剖面图;

图2是三段式阶梯扩散器单体结构示意图;

图3a是图2单体粘合成块的主视图;

图3b是其俯视图;

图4a是二段式阶梯扩散器的主视图;

图4b是二段式阶梯扩散器的俯视图。

图2是三段式阶梯扩散器单体结构及其各段截面结构示意图。如图所示，阶梯扩散器单体由第一段1、第二段2、第三段3构成。

从各段的A-A、B-B、C-C截面图可以看出，第一段1、第二段2为圆形孔，第三段3为方形孔。

第一段1的进口直径是d₁，出口直径d′₁，长度L₁;第二段2的进口直径d₂，出口直径d′₂，长度L₂;第三段方形孔进口边长是b，出口边长b′，长度L₃。

阶梯扩散器单体各段都有一定的锥度，第一段1的半锥角为α₁，第二段2的半锥角为α₂，第三段3的半锥角为α₃。

如图中的斜划线所示，阶梯扩散器单体各段的壁厚相等或相近。

图3a是由图2的单体粘合成块的主视图，图3b是俯视图，从图中可以看出，单体之间的器壁有空心4，纸浆的流向如箭头所示，单体的长度为L，粘合块的高度h，粘合块连面板的高度为H。

发明人经过探索试验发现，本发明的阶梯扩散器以三段为佳，三段式阶梯扩散器已能满足一般纸机的布浆整流要求，多于三段的阶梯扩散器不一定收到更佳的效果，但会带来制造上的麻烦，三段式阶梯扩散器各段的最佳长径比是：2L₁/d+d′₁＝6～8，2L₂/d₂+d′₂＝4～6，2L₃/b+b′₁＝3～5，其各段的最佳锥度是：α₁＝0.5～2.5°，α₂＝0.8～3.5°，α₃＝2.0～5.0°。

加工时，可以以第一、二段为一节，第三段为另一节进行注塑，也可以第一、二、三段分别注塑，然后将第一、二、三段的1、2、3粘接成图2所示的单体，最后按需要将单体粘合成阶梯扩散器整体，如图3所示。

采用本发明的方法也可以制成四段式、五段式、六段式等阶梯扩散器。

综上所述，本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、用有机玻璃为原料，采用单元化的注塑粘合加工工艺，既能保证准确的形状尺寸和加工精度又能防止使用过程的挂浆和堵塞现象。

2、便于制作带锥度和异形孔的阶梯扩散器，获得高效的布浆整流和阻尼效果。

3、可按需要进行粘合，便于产品的系列化，造价低。

实施例1

用于1092～1880毫米纸机，生产一般文化用纸，车速为100～250米/分的流浆箱的三段式阶梯扩散器，其结构如图2、图3所示，结构尺寸如下：

第一段：圆形孔，d₁＝12mm，d₁＝15.5mm

L₁＝90mm，半锥角α₁＝1.1°

第二段：圆形孔，d₂＝20mm，d₂＝23.5mm

L₂＝90mm，半锥角α₂＝1.1°

第三段：四方形孔，b＝28mm，b′＝39.5mm

L₃＝100mm，半锥角α₃＝3.3°

加工时，以第一、第二段为一节，第三段为另一节进行注塑，然后用氯仿将这两节粘接成阶梯扩散器单体，再将单体粘合成块并在其四周粘上加强板如图3所示的阶梯扩散器整体，最后对进口端面及安装配合面进行机加工。

本实施例可用于1760毫米长网纸机，速为120～140米/分的流浆箱布浆整流，阶梯扩散器粘合块的结构尺寸是：

B＝2000mm

L＝280mm

H＝107mm

h＝87.2mm

实施例2

用于车速为120～200米/分供浆系统稳流除气装置中的阻尼块，是二段式阶梯扩散器，其结构如图4所示，其中图4a是主视图，图4b是俯视图，图中，第一段8是圆形孔，第二段9是方形孔，其单体结构尺寸如下：

第一段：d₁＝15mm，d₁＝22mm，L₁＝90mm，半锥角α₁＝2.2°

第二段：b＝28mm，b′＝43.5mm，L₂＝100mm，半锥角α₂＝3.3°

加工时，分两节注塑，再粘接成单体，然后按需要用粘合剂将单体粘合成块并在圆周加上密封板10制成阻尼块整体，如图4所示，其结构尺寸如下：

D＝800mm

H＝180mm

S＝43.6mm

按需要也可制成三段式阶梯扩散器阻尼块，此时，第一、二段为圆形孔，作为一个注塑节，第三段为方形孔，作为另一个注塑节，注塑后粘接成阶梯扩散器单体，再粘合成阻尼元件块整体。

Claims (3)

1、一种流浆箱及供浆系统的阶梯扩散器，其特征在于：由阶梯形的单体粘合构成，单体的前面段是带锥度的圆形孔，最后一段是带锥度的方形孔，单体的每段器壁实体厚度相同或相近，由单体组成的单体粘合块中，各单体之间的器壁为空心器壁。

2、按照权利要求1的阶梯扩散器，其特征在于三段式阶梯扩散器器单体的结构尺寸是：

第一段：长径比为6～8，半锥角为0.5～2.5°

第二段：长径比为4～6，半锥角为0.8～3.5°

第三段：长径比为3～5，半锥角为2～5°。

3、一种流浆箱及供浆系统的阶梯扩散器加工方法，其特征在于包括下列步骤：

第一步：以有机玻璃为原料分别注塑出不同截面形状的单体各段或各段的结合，将单体各段粘接成单体，或直接注塑出单体;

第二步：将单体粘合成流浆箱的布浆整流元件块或供浆系统的阻尼元件块。

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