CN103696313B - 流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置及方法，布浆装置包括前部组件、中部组件和后部组件，前部组件、中部组件和后部组件依次连接后形成连续的布浆流道，中部组件的中心处设有突缩流道，布浆流道中依次设有第一突扩区域、突缩区域、第二突扩区域和渐缩区域；布浆方法是浆料由进浆管进入布浆流道，先经过第一突扩区域进行减速，然后进入突缩区域进行加速，经过突缩流道后，再进入第二突扩区域进行减速，从而产生湍流，分散纤维絮聚，得到纤维均匀分散的浆料并送入渐缩区域，最后由浆料出口送入湍流发生器。本发明实现浆料在加速或减速的过程中产生湍流，从而使浆料中的纤维得到更均匀的分散，有效提高浆料的成纸质量。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置及方法。
背景技术
在制浆造纸领域中，流浆箱是造纸机的关键部件，在造纸工艺中，一般要求流浆箱沿着造纸机的横向均匀分布浆料、有效的分散纤维及防止絮聚，同时，按照工艺要求，保持稳定的浆网速比关系，为纸幅的良好成形提供必要的前提。一般的流浆箱由布浆器（锥管布浆器或等压布浆器）、布浆元件、稳流室、湍流发生器和唇板区组成。布浆元件一般是孔板、管束或阶梯扩散器。
由于锥管布浆存在侧向进浆、浆流大角度转向等不足之处，而等压布浆器具有良好的布浆效果，目前造纸领域内有许多流浆箱（特别是特种纸机流浆箱）采用等压布浆器，德国BH公司开发的流浆箱即采用了等压布浆器进浆，其结构如图1所示，通过在进浆管5内设置突缩流道6，突缩流道作为布浆元件，通过突缩流道使浆料加速、减速后，实现分散纤维，再经稳流室7直接进入了湍流发生器8中，取得了比较好的成纸效果。然而，在实际应用中，该结构的流浆箱仍存在以下缺陷：一是突缩流道所处的布浆区是方形的，突缩流道的进出口也没有任何的过渡流道，容易造成各角落处的浆料纤维絮聚，纤维分散效果较差；二是稳流室的高度等于湍流发生器的外形高度，但所有的湍流发生器都存在有效高度，如图2所示，图中L即为这种湍流发生器的有效高度，有效高度外的空间对于湍流发生器布浆是没有用的，而且如果稳流室过高会影响浆料的流动速度，从而影响了纤维的分散。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，该布浆装置中的布浆流道结构合理、浆料中纤维分散效果较好。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述布浆装置实现的流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆方法。
本发明的技术方案为：流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，设于流浆箱前部并与湍流发生器相连，布浆装置包括前部组件、中部组件和后部组件，前部组件、中部组件和后部组件依次连接后形成连续的布浆流道，后部组件上设有与布浆流道相连通的进浆管，前部组件的外端面上设有浆料出口，浆料出口与湍流发生器的进口连接；中部组件的中心处设有突缩流道，布浆流道中设有第一突扩区域、突缩区域、第二突扩区域和渐缩区域，第一突扩区域位于进浆管与布浆流道的连接处，突缩区域位于突缩流道的进口端，第二突扩区域位于突缩流道的出口端，渐缩区域位于浆料出口处。其中，进浆管外接等压布浆器的出浆管，进浆管与出浆管一一对应连接，其连接软管具有完全相同的尺寸，可确保浆料的等压、均匀进入。
所述前部组件与中部组件之间通过螺栓锁紧连接，中部组件与后部组件之间通过螺栓锁紧连接，前部组件的外端面通过法兰与湍流发生器连接，布浆流道两侧分别设置侧封板。
所述前部组件包括对称设置的2个导浆板，2个导浆板相对的两面分别为对称的两个倾斜面，两个倾斜面之间形成渐缩流道，渐缩流道内的空间为渐缩区域，渐缩流道的出口端为浆料出口，渐缩流道的进口端与中部组件的出口端相接；2个导浆板的外侧分别设置前部边法兰，渐缩流道的出口端设置方形法兰，渐缩流道的进口端设置前部长条法兰。
所述渐缩流道的渐缩角度为30°～60°，即两个导浆板之间的夹角为30°～60°。
所述浆料出口的高度比湍流发生器的有效高度大10mm～20mm，可防止由于出口高度太大影响浆料流速和纤维分散。
所述中部组件包括相背而设的两个中部半圆筒，两个中部半圆筒的外圆弧面固定连接，两个中部半圆筒的中部设有作为突缩流道的通孔，位于突缩流道入口端的中部半圆筒的内部空间为突缩区域，位于突缩流道出口端的中部半圆筒的内部空间为第二突扩区域；两个中部半圆筒的上下两侧分别设置加强板，加强板外侧设置中部边法兰，两个中部半圆筒的左右两侧分别设置中部长条法兰。其中，突缩区域和第二突扩区域均为圆弧状的空间，不存在死角，可有效避免角落处的浆料纤维絮聚而影响纤维分散效果的现象。
所述突缩流道的高度为10mm～40mm，两个中部半圆筒的半径相等。
所述后部组件包括后部半圆筒和进浆管，进浆管倾斜设于后部半圆筒的外侧面上；后部半圆筒的内部空间为第一突扩区域；后部半圆筒的开口侧设有后部长条法兰，后部半圆筒的两端的分别设有半圆法兰。
所述进浆管的倾斜角度为10°～15°，即进浆管的轴线与水平面之间的夹角为10°～15°。
本发明根据上述布浆装置可实现一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆方法，浆料由进浆管进入布浆流道，先经过第一突扩区域进行减速，然后进入突缩区域进行加速，经过突缩流道后，再进入第二突扩区域进行减速，从而产生湍流，分散纤维絮聚，得到纤维均匀分散的浆料并送入渐缩区域，最后由浆料出口送入湍流发生器。
上述布浆装置安装于流浆箱中时，布浆装置设于流浆箱的进浆侧，前部组件通过方形法兰与湍流发生器连接，进浆管与等压布浆器的出浆管连接；前部长条法兰与中部组件一侧的中部长条法兰连接，中部组件另一侧的中部长条法兰与后部长条法兰连接，前部边法兰、中部边法兰和半圆法兰分别与侧封板连接，各部件之间通过螺栓锁紧固定后，中部形成密封连续的布浆流道。
本布浆装置使用时，其原理是：在布浆流道中设置突缩区域和多个突扩区域，可使浆料在加速或减速的过程中产生湍流、分散纤维，纤维均匀分布的浆料再通过一个渐缩流道进入流浆箱的湍流发生器中，从而确保进入流浆箱湍流发生器中的浆料均匀分布；布浆流道的截面设计为为圆形或渐缩形，有效地防止了死角和浆料絮聚，同时布浆装置的出口高度略大于湍流发生器的有效高度，降低了布浆流道的实际高度，提高了浆料的流速。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
1、本布浆装置通过将布浆流道分成依次连接的第一突扩区域、突缩区域、第二突扩区域和渐缩区域，可使浆料在加速或减速的过程中产生湍流，从而使浆料中的纤维得到更均匀的分散，有效提高浆料的成纸质量。
2、本布浆装置采用前部组件、中部组件和后部组件的构成形式，并通过对各组件的内部结构进行设计，使布浆流道为圆形过渡或渐缩流道，整个布浆流道内不存在死角，避免了由于浆料纤维絮聚而影响纤维分散效果的现象。
3、本布浆装置中，浆料出口的高度设计为比湍流发生器的有效高度大10mm～20mm，由实验证明，该高度较为合理，不会由于出口高度太大影响浆料流速和纤维分散。
附图说明
图1为现有流浆箱的结构示意图。
图2为现有流浆箱中湍流发生器的进口截面示意图。
图3为本布浆装置的结构示意图。
图4为图3的A向视图。
图5为本布浆装置中前部组件的结构示意图。
图6为本布浆装置中中部组件的结构示意图。
图7为本布浆装置中后部组件的结构示意图。
图8为本布浆装置中侧封板的结构示意图。
图9为实施例中与本布浆装置连接的湍流发生器的进口截面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，设于流浆箱前部并与湍流发生器相连，如图3所示，布浆装置包括前部组件1、中部组件2和后部组件3，前部组件、中部组件和后部组件依次连接后形成连续的布浆流道，后部组件上设有与布浆流道相连通的进浆管3-4，前部组件的外端面上设有浆料出口，浆料出口与湍流发生器的进口连接；中部组件的中心处设有突缩流道2-4，布浆流道中设有第一突扩区域a、突缩区域b、第二突扩区域c和渐缩区域d，第一突扩区域位于进浆管与布浆流道的连接处，突缩区域位于突缩流道的进口端，第二突扩区域位于突缩流道的出口端，渐缩区域位于浆料出口处。其中，进浆管外接等压布浆器的出浆管，进浆管与出浆管一一对应连接，可确保浆料的等压、均匀进入。
如图4所示，前部组件与中部组件之间通过螺栓锁紧连接，中部组件与后部组件之间通过螺栓锁紧连接，前部组件的外端面通过法兰与湍流发生器连接，布浆流道两侧分别设置侧封板4，其中，侧封板的结构如图8所示。
如图5所示，前部组件包括对称设置的2个导浆板1-4，2个导浆板相对的两面分别为对称的两个倾斜面，两个倾斜面之间形成渐缩流道，渐缩流道内的空间为渐缩区域，渐缩流道的出口端为浆料出口，渐缩流道的进口端与中部组件的出口端相接；2个导浆板的外侧分别设置前部边法兰1-2，渐缩流道的出口端设置方形法兰1-1，渐缩流道的进口端设置前部长条法兰1-3。
渐缩流道的渐缩角度为30°～60°，即两个导浆板之间的夹角为30°～60°。
浆料出口的高度比湍流发生器的有效高度大10mm～20mm，可防止由于出口高度太大影响浆料流速和纤维分散。即图5中所示L2为浆料出口的高度，图9中所示L1为本实施例所采用的湍流发生器的有效高度，本实施例中，L1取15mm，L2取35mm。
如图6所示，中部组件包括相背而设的两个中部半圆筒2-5，两个中部半圆筒的外圆弧面固定连接，两个中部半圆筒的中部设有作为突缩流道2-4的通孔，位于突缩流道入口端的中部半圆筒的内部空间为突缩区域，位于突缩流道出口端的中部半圆筒的内部空间为第二突扩区域；两个中部半圆筒的上下两侧分别设置加强板2-3，加强板外侧设置中部边法兰2-2，两个中部半圆筒的左右两侧分别设置中部长条法兰2-1。其中，突缩区域和第二突扩区域均为圆弧状的空间，不存在死角，可有效避免角落处的浆料纤维絮聚而影响纤维分散效果的现象。
突缩流道的高度L3为10mm～40mm，两个中部半圆筒的半径相等。本实施例中，突缩流道的高度L3取10mm。
如图7所示，后部组件包括后部半圆筒3-3和进浆管3-4，进浆管倾斜设于后部半圆筒的外侧面上；后部半圆筒的内部空间为第一突扩区域；后部半圆筒的开口侧设有后部长条法兰3-1，后部半圆筒的两端的分别设有半圆法兰3-2。
进浆管的倾斜角度为15°，即进浆管的轴线与水平面之间的夹角为15°。
本实施例根据上述布浆装置可实现一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆方法，如图1中的箭头所示，浆料由进浆管进入布浆流道，先经过第一突扩区域a进行减速，然后进入突缩区域b进行加速，经过突缩流道后，再进入第二突扩区域c进行减速，从而产生湍流，分散纤维絮聚，得到纤维均匀分散的浆料并送入渐缩区域d，最后由浆料出口送入湍流发生器。
上述布浆装置安装于流浆箱中时，布浆装置设于流浆箱的进浆侧，前部组件通过方形法兰与湍流发生器连接，进浆管与等压布浆器的出浆管连接；前部长条法兰与中部组件一侧的中部长条法兰连接，中部组件另一侧的中部长条法兰与后部长条法兰连接，前部边法兰、中部边法兰和半圆法兰分别与侧封板连接，各部件之间通过螺栓锁紧固定后，内部形成密封连续的布浆流道。
本布浆装置使用时，其原理是：在布浆流道中设置突缩区域和多个突扩区域，可使浆料在加速或减速的过程中产生湍流、分散纤维，纤维均匀分布的浆料再通过一个渐缩流道进入流浆箱的湍流发生器中，从而确保进入流浆箱湍流发生器中的浆料均匀分布；布浆流道的截面设计为为圆形或渐缩形，有效地防止了死角和浆料絮聚，同时布浆装置的出口高度略大于湍流发生器的有效高度，降低了布浆流道的实际高度，提高了浆料的流速。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (9)
1.流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，布浆装置设于流浆箱前部并与湍流发生器相连，布浆装置包括前部组件、中部组件和后部组件，前部组件、中部组件和后部组件依次连接后形成连续的布浆流道，后部组件上设有与布浆流道相连通的进浆管，前部组件的外端面上设有浆料出口，浆料出口与湍流发生器的进口连接；中部组件的中心处设有突缩流道，布浆流道中设有第一突扩区域、突缩区域、第二突扩区域和渐缩区域，第一突扩区域位于进浆管与布浆流道的连接处，突缩区域位于突缩流道的进口端，第二突扩区域位于突缩流道的出口端，渐缩区域位于浆料出口处；
所述前部组件包括对称设置的2个导浆板，2个导浆板相对的两面分别为对称的两个倾斜面，两个倾斜面之间形成渐缩流道，渐缩流道内的空间为渐缩区域，渐缩流道的出口端为浆料出口，渐缩流道的进口端与中部组件的出口端相接；2个导浆板的外侧分别设置前部边法兰，渐缩流道的出口端设置方形法兰，渐缩流道的进口端设置前部长条法兰。
2.根据权利要求1所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述前部组件与中部组件之间通过螺栓锁紧连接，中部组件与后部组件之间通过螺栓锁紧连接，前部组件的外端面通过法兰与湍流发生器连接，布浆流道两侧分别设置侧封板。
3.根据权利要求1所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述渐缩流道的渐缩角度为30°～60°，渐缩角度为2个导浆板之间的夹角。
4.根据权利要求1所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述浆料出口的高度比湍流发生器的有效高度大10mm～20mm；湍流发生器的有效高度是湍流发生器进口截面的竖直方向上，进口最高点至进口最低点之间的距离。
5.根据权利要求1所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述中部组件包括相背而设的两个中部半圆筒，两个中部半圆筒的外圆弧面固定连接，两个中部半圆筒的中部设有作为突缩流道的通孔，位于突缩流道入口端的中部半圆筒的内部空间为突缩区域，位于突缩流道出口端的中部半圆筒的内部空间为第二突扩区域；两个中部半圆筒的上下两侧分别设置加强板，加强板外侧设置中部边法兰，两个中部半圆筒的左右两侧分别设置中部长条法兰。
6.根据权利要求5所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述突缩流道的高度为10mm～40mm，两个中部半圆筒的半径相等。
7.根据权利要求1所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述后部组件包括后部半圆筒和进浆管，进浆管倾斜设于后部半圆筒的外侧面上；后部半圆筒的内部空间为第一突扩区域；后部半圆筒的开口侧设有后部长条法兰，后部半圆筒的两端分别设有半圆法兰。
8.根据权利要求7所述流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆装置，其特征在于，所述进浆管的倾斜角度为10°～15°，倾斜角度为进浆管的轴线与水平面之间的夹角。
9.根据权利要求1～8任一项所述布浆装置实现一种流浆箱分散纤维均匀布浆用的布浆方法，其特征在于，浆料由进浆管进入布浆流道，先经过第一突扩区域进行减速，然后进入突缩区域进行加速，经过突缩流道后，再进入第二突扩区域进行减速，从而产生湍流，分散纤维絮聚，得到纤维均匀分散的浆料并送入渐缩区域，最后由浆料出口送入湍流发生器。
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