CN104928960A - 一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，主要包括工况调节装置、气体输送装置、涡旋生成装置和液浆生成装置。其特点是通过4个2种类型的涡旋生成器、4个内管孔的不同配合生成3种工况。本发明逆时针涡旋生成器A和内管孔A、逆时针涡旋生成器B和内管孔D的接通配合生成双逆时针涡旋工况；通过顺时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和内管孔C的分别接通配合生成双顺时针涡旋工况；通过顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和内管孔B、逆时针涡旋生成器B和内管孔C的分别接通配合生成为双顺、双逆时针对冲涡旋工况；通过8个周向均布的液浆筒盖支撑梁增强整个液浆筒盖的结构强度。

Description

一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备

技术领域

本发明涉及一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，尤其涉及一种通过4个2种类型的涡旋生成器、4个内管孔的不同配合生成双逆时针涡旋、双顺时针涡旋和双顺、双逆时针对冲涡旋3种工况；通过液浆筒盖支撑梁增强液浆筒盖的结构强度，属于造纸业制浆设备的技术研发领域。

背景技术

在造纸行业中，纸浆的生成需要将浆板、废旧书本、废旧纸箱等放入水力碎浆机中，并通过转子的转动进行碎解，以制成均匀悬浮液。但是由于目前碎浆机工作方式及结构的单一性，造成以下问题：一是转子旋向固定不可调，碎浆机转子的驱动源为电机，电机的固定转向决定了转子的旋向不可调，而浆液在转子长时间的同向旋转下易出现“旋饼”现象，降低碎料的分解，造成制浆效率低；二是碎浆不均匀，部分碎浆机因转子安装位置的局限性，易造成各区域碎浆不均匀，如安装在碎浆机底端的盘式转子碎浆机易造成上、下区域碎浆不均匀，而如要上、下碎浆均匀，需采用螺旋转子或在碎浆机上端另安装独立转子及驱动；三是无双旋向碎浆，目前碎浆机都是单旋向的，效率较低，如要实现上、下不同旋向的碎浆效果，需再上、下端分布安装独立转子及驱动，这在一定程度上增加了设备成本；四是机械碎浆效率低，现有碎浆机主要是通过机械转子的搅拌来实现碎料的分解，碎料的分解速度往往取决于转子的转动速度，并且在碎浆过程中，有一部分能量消耗在机械的无功损耗上，因此造成机械制浆的效率很低；五是能耗大，机械转子的转动需要消耗大量的电能，并且转子在运动过程中不仅要带动流体转动，而且还要克服流体的阻力，这在一定程度上增大电能的消耗。

因此，针对现有制浆设备中普遍存在的转子旋向固定、碎浆不均匀、无双旋向碎浆、机械碎浆效率低、能耗大等问题，应从碎浆机工作方式及结构上进行综合考虑，设计出可调多旋向、碎浆均匀、无机械转子、效率高且能耗小的一种制浆设备。

发明内容

本发明针对现有制浆设备存在的转子旋向固定、碎浆不均匀、无双旋向碎浆、机械碎浆效率低、能耗大等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备。

本发明的一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备采用以下技术方案：

一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，主要包括工况调节装置、气体输送装置、涡旋生成装置和液浆生成装置，所述工况调节装置主要由螺母和螺纹杆组成，螺母安装在螺纹杆上端，并且螺母的下端与空气压缩机上端面接触，螺纹杆穿过空气压缩机并焊接在气体输送内管顶端，螺纹杆约束为只有上、下运动的单自由度，其驱动力来源于螺母的旋转运动；所述气体输送装置主要由空气压缩机和气体输送内管组成，空气压缩机焊接在空气压缩机座上，空气压缩机内设有通孔用于安装螺纹杆和气体输送内管，气体输送内管上端开有内管进气孔，用于传输压缩空气，气体输送内管下、中端两侧由下往上设有内管孔A、内管孔B、内管孔C和内管孔D；所述涡旋生成装置主要由气体输送套管、以及由下往上依次安装在其上的顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B组成，气体输送套管与各涡旋生成器的连接处分别开有套管孔A，套管孔B，套管孔C和套管孔D，供气体传输的通孔；所述液浆生成装置由液浆筒和液浆筒盖组成，液浆筒盖通过液浆筒盖固定螺钉安装在液浆筒上，液浆筒内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下底面安装有支柱，液浆筒下端侧面安装有出料口，液浆筒盖由液浆筒盖外圈、液浆筒盖支撑梁、液浆筒盖内圈和空气压缩机座组成，其间的空隙为进水进料口，空气压缩机座中心处开有圆孔，用于安装气体输送套管。

所述工况调节装置、气体输送装置和涡旋生成装置配合生成三种工况，当螺纹杆移至底端，套管孔A和套管孔C闭合即顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B堵塞，套管孔B和内管孔A、套管孔D和内管孔D分别配合，即逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B同时接通时为双逆时针涡旋工况；当螺纹杆上移，套管孔B和套管孔D闭合即逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B堵塞，套管孔A接通、套管孔C和内管孔C配合，即顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B同时接通时为双顺时针涡旋工况；当螺纹杆上移，套管孔A和套管孔B分别接通，套管孔C和内管孔B、套管孔D和内管孔C分别配合，即顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B同时接通时为双顺、双逆时针对冲涡旋工况。

所述顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B的出口旋向为顺时针，逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B的出口旋向为逆时针；气体输送内管、顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B的内径相同；顺时针涡旋生成器B中心与内管孔C中心处的距离为l，内管孔C中心与内管孔B中心处的距离为2l。

所述液浆筒盖上的液浆筒盖外圈、液浆筒盖内圈和空气压缩机座为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁为方形结构，其数量分别为8根且周向均匀分布，液浆筒为圆筒形结构，支柱为4根且周向均匀分布。

本发明将涡旋生成器设计为2种类型且数量为4个、内管孔设计为4个，并且顺时针涡旋生成器B中心与内管孔C中心处的距离为l，内管孔C中心与内管孔B中心处的距离为2l，通过这种设计生成三种工况，即当螺纹杆移至底端时，顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B为堵塞状态，而逆时针涡旋生成器A和内管孔A为接通状态、逆时针涡旋生成器B和内管孔D 同为接通状态，此时，气流通过逆时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器B在液浆筒的上、下区域分别生成逆时针涡旋即产生双逆时针涡旋工况；当螺纹杆上移l距离时，逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B为堵塞状态，而顺时针涡旋生成器A为接通状态、顺时针涡旋生成器B和内管孔C同为接通状态，此时，气流通过顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B在液浆筒的上、下区域分别生成顺时针涡旋即产生双顺时针涡旋工况；当螺纹杆继续上移2l距离时，顺时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器A分别为接通状态，顺时针涡旋生成器B和内管孔B同为接通状态、逆时针涡旋生成器B和内管孔C也同为接通状态，此时，气流通过顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B在液浆筒的上、下区域分别生成顺时针涡旋和逆时针涡旋即产生双顺、双逆时针对冲涡旋工况。

本发明将液浆筒盖支撑梁设计为周向均匀分布，通过这种设计增强整个液浆筒盖的结构强度。

本发明的有益效果是：通过螺纹杆移至底端时逆时针涡旋生成器A和内管孔A、逆时针涡旋生成器B和内管孔D的接通配合生成双逆时针涡旋工况；通过螺纹杆上移l距离时顺时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和内管孔C的分别接通配合生成双顺时针涡旋工况；通过继续上移2l距离时顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和内管孔B、逆时针涡旋生成器B和内管孔C的分别接通配合生成为双顺、双逆时针对冲涡旋工况；通过8个周向均布的液浆筒盖支撑梁增强整个液浆筒盖的结构强度。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的涡旋生成装置结构示意图；

图3是本发明的气体输送装置结构示意图；

图4是本发明的气体输送装置局部放大示意图；

图5是本发明逆时针涡旋生成器的布置示意图；

图6是本发明顺时针涡旋生成器的布置示意图；

图7是本发明液浆筒盖及工况调节装置的局部放大示意图；

图8是本发明生成双逆时针涡旋工况的局部装置布置示意图；

图9是本发明生成双顺时针涡旋工况的整体结构示意图；

图10是本发明生成双顺时针涡旋工况的局部装置布置示意图；

图11是本发明生成双顺、双逆时针对冲涡旋工况的整体结构示意图；

图12是本发明生成双顺、双逆时针对冲涡旋工况的局部装置布置示意图;

图13是本发明液浆筒盖的结构示意图。

其中：1、出料口，2、支柱，3、顺时针涡旋生成器A，4、逆时针涡旋生成器A，5、气体输送套管，6、顺时针涡旋生成器B，7、逆时针涡旋生成器B，8、液浆筒盖固定螺钉，9、液浆筒盖，10、气体输送内管，11、螺母，12、螺纹杆，13、空气压缩机，14、进水进料口，15、内管孔D，16、内管孔C，17、内管孔B，18、内管孔A，19、套管孔D，20、套管孔C，21、套管孔B，22、套管孔A，23、内管进气孔，24、液浆筒盖外圈，25、液浆筒盖支撑梁，26、液浆筒盖内圈，27、空气压缩机座，28、液浆筒。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示， 一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，主要包括工况调节装置、气体输送装置、涡旋生成装置和液浆生成装置。工况调节装置主要由螺母11和螺纹杆12组成，螺母11安装在螺纹杆12上端，并且螺母11的下端与空气压缩机13上端面接触，螺纹杆12穿过空气压缩机13并焊接在气体输送内管10顶端，螺纹杆12约束为只有上、下运动的单自由度，其驱动力来源于螺母11的旋转运动；气体输送装置主要由空气压缩机13和气体输送内管10组成，空气压缩机13焊接在空气压缩机座27上，空气压缩机13内设有通孔用于安装螺纹杆12和气体输送内管10，气体输送内管10上端开有内管进气孔23，用于传输压缩空气，气体输送内管10下、中端两侧由下往上设有内管孔A 18、内管孔B 17、内管孔C 16和内管孔D 15；涡旋生成装置主要由气体输送套管5、以及由下往上依次安装在其上的顺时针涡旋生成器A 3、逆时针涡旋生成器A 4、顺时针涡旋生成器B 6和逆时针涡旋生成器B 7组成，顺时针涡旋生成器A 3和顺时针涡旋生成器B 6的出口旋向为顺时针，逆时针涡旋生成器A 4和逆时针涡旋生成器B 7的出口旋向为逆时针；气体输送内管10、顺时针涡旋生成器A 3、逆时针涡旋生成器A 4、顺时针涡旋生成器B 6和逆时针涡旋生成器B 7的内径相同；气体输送套管5与各涡旋生成器的连接处分别开有套管孔A 22，套管孔B 21，套管孔C 20和套管孔D 19，供气体传输的通孔；液浆生成装置由液浆筒28和液浆筒盖9组成，液浆筒盖9通过液浆筒盖固定螺钉8安装在液浆筒28上，液浆筒28内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下28底面安装有支柱2，液浆筒28下端侧面安装有出料口1。

如图8所示，顺时针涡旋生成器B 6中心与内管孔C 16中心处的距离为l，内管孔C 16中心与内管孔B 17中心处的距离为2l，工作时，当螺纹杆12移至底端，套管孔A 22和套管孔C 20闭合，即顺时针涡旋生成器A 3和顺时针涡旋生成器B 6为堵塞状态，套管孔B 21和内管孔A 18、套管孔D 19和内管孔D 15分别配合，即逆时针涡旋生成器A 4和逆时针涡旋生成器B 7同时为接通状态，此时，气流通过逆时针涡旋生成器A 4、逆时针涡旋生成器B 7在液浆筒28的上、下区域分别生成逆时针涡旋即产生双逆时针涡旋工况。

如图9、图10所示，工作时，当螺纹杆12上移l距离时，套管孔B 21和套管孔D 19闭合，即逆时针涡旋生成器A 4和逆时针涡旋生成器B 7为堵塞状态，套管孔A 22接通、套管孔C 20和内管孔C 16配合，即顺时针涡旋生成器A 3和顺时针涡旋生成器B 6同时为接通状态，此时，气流通过顺时针涡旋生成器A 3和顺时针涡旋生成器B 6在液浆筒28的上、下区域分别生成顺时针涡旋即产生双顺时针涡旋工况。

如图11、图12所示，工作时，当螺纹杆12继续上移2l距离时，套管孔A 22和套管孔B 21分别接通，即顺时针涡旋生成器A 3和逆时针涡旋生成器A 4分别为接通状态；套管孔C 20和内管孔B 17、套管孔D 19和内管孔C 16分别配合，即顺时针涡旋生成器B 6和逆时针涡旋生成器B 7也为接通状态，此时，气流通过顺时针涡旋生成器A 3、逆时针涡旋生成器A 4、顺时针涡旋生成器B 6和逆时针涡旋生成器B 7在液浆筒28的上、下区域分别生成顺时针涡旋和逆时针涡旋即产生双顺、双逆时针对冲涡旋工况。

如图13所示，液浆筒盖9由液浆筒盖外圈24、液浆筒盖支撑梁25、液浆筒盖内圈26和空气压缩机座27组成，液浆筒盖9上的液浆筒盖外圈24、液浆筒盖内圈26和空气压缩机座27为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁25为方形结构，其数量分别为8根且周向均匀分布，这种设计增强整个液浆筒盖9的结构强度，其间的空隙为进水进料口14，空气压缩机座27中心处开有圆孔，用于安装气体输送套管5。

Claims (4)

1.一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，主要包括工况调节装置、气体输送装置、涡旋生成装置和液浆生成装置，其特征在于：所述工况调节装置主要由螺母和螺纹杆组成，螺母安装在螺纹杆上端，并且螺母的下端与空气压缩机上端面接触，螺纹杆穿过空气压缩机并焊接在气体输送内管顶端，螺纹杆约束为只有上、下运动的单自由度，其驱动力来源于螺母的旋转运动；所述气体输送装置主要由空气压缩机和气体输送内管组成，空气压缩机焊接在空气压缩机座上，空气压缩机内设有通孔用于安装螺纹杆和气体输送内管，气体输送内管上端开有内管进气孔，用于传输压缩空气，气体输送内管下、中端两侧由下往上设有内管孔A、内管孔B、内管孔C和内管孔D；所述涡旋生成装置主要由气体输送套管、以及由下往上依次安装在其上的顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B组成，气体输送套管与各涡旋生成器的连接处分别开有套管孔A，套管孔B，套管孔C和套管孔D，供气体传输的通孔；所述液浆生成装置由液浆筒和液浆筒盖组成，液浆筒盖通过液浆筒盖固定螺钉安装在液浆筒上，液浆筒内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下底面安装有支柱，液浆筒下端侧面安装有出料口，液浆筒盖由液浆筒盖外圈、液浆筒盖支撑梁、液浆筒盖内圈和空气压缩机座组成，其间的空隙为进水进料口，空气压缩机座中心处开有圆孔，用于安装气体输送套管。

2.如权利要求1所述的一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，其特征在于：所述工况调节装置、气体输送装置和涡旋生成装置配合生成三种工况，当螺纹杆移至底端，套管孔A和套管孔C闭合即顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B堵塞，套管孔B和内管孔A、套管孔D和内管孔D分别配合，即逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B同时接通时为双逆时针涡旋工况； 当螺纹杆上移，套管孔B和套管孔D闭合即逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B堵塞，套管孔A接通、套管孔C和内管孔C配合，即顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B同时接通时为双顺时针涡旋工况；当螺纹杆上移，套管孔A和套管孔B分别接通，套管孔C和内管孔B、套管孔D和内管孔C分别配合，即顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B同时接通时为双顺、双逆时针对冲涡旋工况。

3.如权利要求1所述的一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，其特征在于：所述顺时针涡旋生成器A和顺时针涡旋生成器B的出口旋向为顺时针，逆时针涡旋生成器A和逆时针涡旋生成器B的出口旋向为逆时针；气体输送内管、顺时针涡旋生成器A、逆时针涡旋生成器A、顺时针涡旋生成器B和逆时针涡旋生成器B的内径相同；顺时针涡旋生成器B中心与内管孔C中心处的距离为l，内管孔C中心与内管孔B中心处的距离为2l。

4.如权利要求1所述的一种旋向可调的多工况涡旋动能碎浆设备，其特征在于：所述液浆筒盖上的液浆筒盖外圈、液浆筒盖内圈和空气压缩机座为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁为方形结构，其数量分别为8根且周向均匀分布，液浆筒为圆筒形结构，支柱为4根且周向均匀分布。