CN105040497B - 一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，主要包括液浆生成装置、高压供气装置和高压喷气造漩装置。其特点是高压喷气造漩装置在碎浆机筒内产生涡旋，上、下挡板在涡旋流体运动时对其剪切、碎解。通过斜盘的倾角设计实现气体的加压提速；通过斜盘末端的扰流块防止脱离流体产生涡流并实现二次加压提速；通过将喷气道始端的倾角设计，实现气流方向渐变、减小动能损耗；通过喷气道始端和中端的圆角优化设计实现流的平缓变向、多次加压提速和较小的动能损耗；通过三角锯齿且交错布置的上挡板和下挡板，实现碎料的全方位剪切、碎解，提高制浆效率。

Description

一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备
技术领域
本发明涉及一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，尤其涉及一种通过斜盘的倾角设计实现气体的加压提速；通过斜盘末端的扰流块防止脱离流体产生涡流并实现二次加压提速；通过将喷气道始端的倾角设计，实现气流方向渐变、减小动能损耗；通过喷气道始端和中端的圆角优化设计实现流的平缓变向、多次加压提速和较小的动能损耗；通过三角锯齿且交错布置的上挡板和下挡板，实现碎料的全方位剪切、碎解，提高制浆效率，属于造纸业制浆设备的技术研发领域。
背景技术
在造纸的整个流程中，纸浆的生成是其重要的工序，目前在制浆造纸工业中最常用为水力碎浆机，其通过转子的运动，将水中的浆板、废旧书本、废旧纸箱等进行碎解，并制成均匀悬浮液。但是由于目前碎浆机工作方式以及结构的单一性，造成以下问题：一是效率低，现有碎浆机通过料液与转子、桶壁的机械碰撞实现碎浆，而碰撞的动力来源于转子对液料的搅动，在碎浆的过程中，有一部分的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；二是能耗大、浪费资源，碎浆机转子在工作过程中，不仅要带动流体转动，而且还要克服流体的阻力，这在一定程度上要消耗大量的机械能。
因此，针对现有碎浆机在使用中普遍存在的效率低、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，设计出碎浆效率高且能耗低的一种制浆设备。
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高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备。
本发明的一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备采用以下技术方案：
一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，主要包括液浆生成装置、高压供气装置和高压喷气造漩装置，所述液浆生成装置主要由碎浆机筒和筒盖组成，碎浆机筒为圆筒结构，碎浆机筒下端安装有4个周向均布的支柱和一个出料口，碎浆机筒内上、下端分别安装有3个周向均布的上挡板和下挡板，碎浆机筒内装有水和碎料，筒盖为圆盘形结构，筒盖上对称开有圆弧形结构的进料排气口A和进料排气口B；所述高压供气装置主要由空气压缩机和输气管组成，空气压缩机安装在碎浆机筒下方，输气管由空气压缩机引出并深入碎浆机筒内，输气管上端安装有4个周向均布的支撑杆；所述高压喷气造漩装置主要由顶盘、喷气道和斜盘组成，顶盘、喷气道和斜盘形成单口密闭空间，喷气道通过支撑杆固定在输气管上，斜盘末端上安装有扰流块。
所述上挡板和下挡板为交错布置，其为圆弧形长条结构且其上开有若干三角锯齿。
所述斜盘与顶盘的倾角为a，喷气道始端与顶盘的倾角为b，喷气道末端与顶盘垂直，喷气道始端处的圆角半径为r1，喷气道中端处的圆角半径为r2。
本发明将斜盘设计为与顶盘呈倾角a，通过这种设计实现高压气体在高压喷气造漩装置中的加压提速，为后续的喷气造漩提供足够的动力。
本发明将扰流块安装在斜盘末端，通过这种设计实现对斜盘末端气流的扰动，防止气流在脱离斜盘进入弯角处产生涡流；此外，扰流块增加还可减小此处的流通截面，起到气流二次加压提速的效果。
本发明将喷气道始端设计为与顶盘呈倾角b，通过这种设计实现气流方向的渐变，防止气体流道突变引起较大的动能损耗。
本发明将喷气道始端和中端的圆角分别设计为半径r1和r2，通过这种设计实现气流的平缓变向，以及通过半径的优化取值实现气流的多次加压提速和较小的动能损耗。
本发明将上挡板和下挡板设计为含三角锯齿且交错布置，通过这种设计实现碎浆机筒内全方位、无死角的对碎料进行剪切、碎解，加速制浆效率，即当高压喷气形成的涡旋使得碎料由下向上运动时，当碰触到下挡板和上挡板，其上的三角锯齿会对其产生撕扯、剪切的作用，加速碎料的碎解，从而提高整体的制浆效率。
本发明的有益效果是：通过斜盘的倾角设计实现气体的加压提速；通过斜盘末端的扰流块防止脱离流体产生涡流并实现二次加压提速；通过将喷气道始端的倾角设计，实现气流方向渐变、减小动能损耗；通过喷气道始端和中端的圆角优化设计实现流的平缓变向、多次加压提速和较小的动能损耗；通过三角锯齿且交错布置的上挡板和下挡板，实现碎料的全方位剪切、碎解，提高制浆效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明筒盖的结构示意图。
图3是本发明上挡板的布置示意图。
图4是本发明下挡板的布置示意图。
图5是本发明高压喷气造漩装置的结构示意图。
图6是本发明的高压喷气造漩碎浆的工作原理示意图。
其中：1、支柱，2、空气压缩机，3、碎浆机筒，4、下挡板，5、上挡板，6、喷气道，7、进料排气口A，8、斜盘，9、顶盘，10、筒盖，11、扰流块，12、进料排气口B，13、支撑杆，14、水，15、碎料，16、输气管，17、出料口。
具体实施方式
实施例：
如图1、图2所示，本发明的一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，主要包括液浆生成装置、高压供气装置和高压喷气造漩装置。高压供气装置主要由空气压缩机2和输气管16组成，空气压缩机2安装在碎浆机筒3下方，输气管16由空气压缩机2引出并深入碎浆机筒3内，输气管16上端安装有4个周向均布的支撑杆13。液浆生成装置主要由碎浆机筒3和筒盖10组成，筒盖10为圆盘形结构，筒盖10上对称开有圆弧形结构的进料排气口A 7和进料排气口B 12；碎浆机筒3为圆筒结构，碎浆机筒3下端安装有4个周向均布的支柱1和一个出料口17，碎浆机筒3内装有水14和碎料15，碎浆机筒3内上、下端分别安装有3个周向均布的上挡板5和下挡板4。
结合图3、图4所示，上挡板5和下挡板4为交错布置，其为圆弧形长条结构且其上开有若干三角锯齿，这种设计在工作时实现碎浆机筒3内全方位、无死角的对碎料15进行剪切、碎解，加速制浆效率，即当高压喷气形成的涡旋使得碎料15由下向上运动时，当碰触到下挡板4和上挡板5，其上的三角锯齿会对其产生撕扯、剪切的作用，加速碎料15的碎解，从而提高整体的制浆效率。
结合图5所示，高压喷气造漩装置主要由顶盘9、喷气道6和斜盘8组成，顶盘9、喷气道6和斜盘8形成单口密闭空间，喷气道6通过支撑杆13固定在输气管16上。
斜盘8与顶盘9的倾角为a，这种设计实现高压气体在高压喷气造漩装置中的加压提速，为后续的喷气造漩提供足够的动力。
喷气道6始端与顶盘9的倾角为b，这种设计实现气流方向的渐变，防止气体流道突变引起较大的动能损耗。此外，喷气道6末端与顶盘9垂直。
喷气道6始端处的圆角半径为r1，喷气道6中端处的圆角半径为r2，这种设计实现气流的平缓变向，以及通过半径的优化取值实现气流的多次加压提速和较小的动能损耗。
斜盘8末端上安装有扰流块11，这种设计实现对斜盘8末端气流的扰动，防止气流在脱离斜盘8进入弯角处产生涡流；此外，扰流块11增加还可减小此处的流通截面，起到气流二次加压提速的效果。
结合图6所示，工作时，由空气压缩机2产生的高压空气经输气管16进入高压喷气造漩装置中，气体在顶盘9的限制下，将沿斜盘8运动，由于斜盘8为倾角安装，则气体在运动的同时会持续的加压提速，当气体流经扰流块11时，可使气体平缓转弯进入喷气道6，防止脱离气体在斜盘8处产生涡旋，降低动能，此外，设置的扰流块11可减小斜盘8末端的流通截面，再次起到气体加压提速的效果。当流体进入喷气道6后，在喷气道6圆角的作用下，气体实现平缓的转向，最后由喷气道6出口高速喷出，喷出的气流作用在碎浆机筒3内水14和碎料15的混合液上，促使混合液在冲击作用下产生由内向外运动的涡旋，涡旋带动碎料15运动的同时，会接触到下挡板4和上挡板5，而下挡板4和上挡板5上的三角锯齿会对碎料15产生剪切、碎解，此外，涡旋运动中碎料15的相互碰撞也会加速碎料15的碎解，从而实现碎浆机的高效制浆。

Claims (3)

1.一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，主要包括液浆生成装置、高压供气装置和高压喷气造漩装置，其特征在于：所述液浆生成装置主要由碎浆机筒和筒盖组成，碎浆机筒为圆筒结构，碎浆机筒下端安装有4个周向均布的支柱和一个出料口，碎浆机筒内上、下端分别安装有3个周向均布的上挡板和下挡板，碎浆机筒内装有水和碎料，筒盖为圆盘形结构，筒盖上对称开有圆弧形结构的进料排气口A和进料排气口B；所述高压供气装置主要由空气压缩机和输气管组成，空气压缩机安装在碎浆机筒下方，输气管由空气压缩机引出并深入碎浆机筒内，输气管上端安装有4个周向均布的支撑杆；所述高压喷气造漩装置主要由顶盘、喷气道和斜盘组成，顶盘、喷气道和斜盘形成单口密闭空间，喷气道通过支撑杆固定在输气管上，斜盘末端上安装有扰流块。
2.如权利要求1所述的一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述上挡板和下挡板为交错布置，上挡板和下挡板分别为圆弧形长条结构，上挡板和下挡板分别开有若干三角锯齿。
3.如权利要求1所述的一种高压喷气造漩式涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述斜盘与顶盘的倾角为a，喷气道始端与顶盘的倾角为b，喷气道末端与顶盘垂直，喷气道始端处的圆角半径为r1，喷气道中端处的圆角半径为r2。
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