CN106948200A - 一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，主要包括动力装置，支撑装置、辅旋装置、刮碎装置、磨碎装置和搅碎装置。其特点是将整个制浆过程分为刮、磨和搅3个过程，无需注入水。本发明通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水，通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆。

Description

一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备

技术领域

本发明涉及一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，尤其涉及一种通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水，通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆，属于碎浆设备的技术研发领域。

背景技术

水力碎浆机作为制浆造纸工业中最常用的碎浆设备之一，主要碎解浆板、废旧书本、废旧纸箱等。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：一是分解硬质碎料效率低，如硬质的废纸板，如果单纯的靠传统转子的搅拌破碎分解，效率极低，这是由于转子的搅拌破碎分解，主要是通过搅动水来加速碎料的浸泡分解，而硬质纸板的表面硬度高，只靠浸泡分解需要消耗较长时间，从而造成整体效率极低；二是料浆品质低，硬质碎料在制浆过程中，生成的碎料颗粒大小不均匀，造成料浆不均匀。

因此，针对现有碎浆机在使用中普遍存在的分解硬质碎料效率低和料浆品质低等问题，应从碎浆机工作方式及结构上进行综合考虑，设计出破碎效率高且料浆品质高的一种制浆设备。

发明内容

本发明针对现有碎浆机在使用中普遍存在的分解硬质碎料效率低和料浆品质低等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备。

本发明的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备采用以下技术方案：

一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，主要包括动力装置，支撑装置、辅旋装置、刮碎装置、磨碎装置和搅碎装置，支撑装置连接刮碎装置和搅碎装置，辅旋装置连接磨碎装置和搅碎装置，刮碎装置处于上端，磨碎装置处于刮碎装置下端，搅碎装置处于磨碎装置下端；所述动力装置主要包括电机和主轴，主轴由下到上依次经过搅碎装置、磨碎装置和刮碎装置；所述刮碎装置主要包括定筒、刮盘和刮刀，定筒上端设有筒盖，定筒下端设有导向盘，定筒内装有大碎料，刮盘焊接在主轴顶端，刮盘和定筒下底面处于同一高度，刮盘下端与主轴连接处设有上肋板，刮盘上设有刮刀和筛槽，刮刀呈周向交错均布，筛槽数量为6个且呈周向均布；所述磨碎装置主要包括旋筒和挡盘，旋筒内装有冰块和中碎料，挡盘安装在旋筒上端内侧，旋筒焊接在主轴上，旋筒下端与主轴连接处设有下肋板，旋筒底端设有筛孔；所述搅碎装置主要包括料筒、上扰流板和下扰流板组成，料筒内装有水和小碎料，料筒上端面设有圆槽，圆槽下底面设有半圆形滚道，主轴上设有上支杆和下支杆，上支杆末端设有上扰流板，下支杆末端设有下扰流板；所述支撑装置主要包括支柱和支架，支柱安装在料筒下端，支柱数量为4个且周向均布，支架呈“C”形结构，支架上、下两端分别连接定筒和料筒，支架上、下两连接处分别设有上支撑和下支撑，支架数量为8个且周向均布；所述辅旋装置主要包括凸块、滚架和滚轮，凸块安装在旋筒外侧面中端处，凸块下端设有滚架，滚架下端设有半圆形槽，滚架半圆形槽内安装有滚轮，滚轮的下端面与料筒上端面的滚道接触，滚架侧面和底面与料筒圆槽分别有间隙。

所述定筒为无上、下底面的正锥台形结构，筒盖为圆盘形结构，导向盘为无上、下底面的倒锥台形结构，刮盘为圆盘形结构，刮刀呈圆弧状结构且其截面呈三角形，筛槽呈长方形结构，筛槽在长度方向均超过最内、最外侧的刮刀位置，筛槽宽度为刮刀宽度的5倍。

所述旋筒为无上底面的倒锥台形结构，挡盘为无上、下底面的倒锥台形结构，筛孔的横截面呈锥台形结构，筛孔下底面直径为上底面直径的2倍，筛孔由内到外分布5层，每层筛孔呈周向均布，各层筛孔数量为10n（n为层数）。

所述定筒与筒盖间的夹角为a，导向盘与刮盘间的夹角为b，挡盘与旋筒间的夹角为c，旋筒侧边与底边间的夹角为d。

所述上支杆的下支杆的数量分别为3个且交错周向均布，上支杆长度为下支杆长度的1.5倍，上扰流板和下扰流板的数量分别为3个，上扰流板和下扰流板分别呈长弧状结构，上扰流板的长弧状沿径向，下扰流板的长弧状沿轴向。

所述凸块、滚架和滚轮的数量分别为8个且周向均布。

本发明将整个制浆过程分为刮、磨和搅3个过程，通过这种设计实现硬质碎料的快速破碎，即通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水，通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆。

本发明通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，即通过刮盘上的刮刀对硬质大碎料进行剪切破碎，具体为当设备工作时，主轴带动刮盘旋转，刮盘上的大碎料一边随刮盘旋转，一边相互碰撞，刮盘在旋转时，刮盘上的刮刀会不断对大碎料施加剪切作用力，在硬质大碎料表面上刮出一道道刮痕，而大碎料的刮屑经筛槽进入料筒，当大碎料在刮刀作用下，如果大碎料的直径小于筛槽宽度，则经过刮切后的大碎料直接进入旋筒并进行磨碎。

本发明将定筒设计为正锥台形结构，通过这种设计实现大碎料的聚拢破碎，即大碎料在刮盘离心力和刮刀剪切力的双重作用下，大碎料会以不规格路线抛向定筒内壁，相对于直筒结构，定筒的正锥台形结构，会使大碎料快速接触定筒内壁并反弹到刮盘上，并进行下一次的刮碎。

本发明将刮刀设计为截面呈三角形结构，通过这种设计使刮刀更锋利，加速大碎料的刮切。

本发明刮刀设计为圆弧状结构且周向交错均布，通过这种设计提高刮切效率，即刮刀圆弧状结构的设计，与大碎料刮盘圆周运动方向相同，这样大碎料在运动同时不断刮切；而周向交错布置，实现大碎料的径向无盲区刮切，通过这两种措施，提高大碎料的刮切效率，进而提高该设备的整体破碎效率。

本发明将筛槽设计为超过最内、最外侧的刮刀位置的长方形结构，通过这种设计增加碎料的筛选区域，使大碎料在刮切后，在满足筛选要求的情况下，快速进入旋筒。

本发明在定筒下端设有导向盘，通过这种设计引导定筒中破碎后的碎料进入旋筒中，防止碎料在经定筒和刮盘的间隙进入旋筒过程中，由于离心力作用而分离设备。

本发明通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水，即通过旋筒内的冰块对硬质碎料进行碰撞破碎，具体为当设备工作时，主轴带动旋筒旋转，旋筒在旋转同时带动冰块和中碎料一起运动，冰块和中碎料在旋转运动时相互碰撞破碎，中碎料在碰撞中分解成小块碎料，当磨碎后的碎料直径小于筛孔上底面直径时，碎料就会进入料筒中；而冰块在碰撞中会发生物化，由固态转化为液态，生成搅碎装置所需的水。

本发明在旋筒上端内侧安装挡盘，通过这种设计防止旋筒内的中碎料和冰块在离心力作用下分离旋筒。

本发明将筛孔设计为上小下大的锥台形结构，通过这种设计防止碎料堵塞，即该设备工作时，在旋筒中，中碎料经冰块磨碎，如果磨碎后的碎料直径小于筛孔上底面直径，则直接落入料筒中，筛孔的上小下大设计，使满足要求的碎料无需在筛孔中停留，立刻进入料筒中，从而避免碎料在筛孔停留集聚而产生堵塞。

本发明通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆，即通过料筒中的上扰流板和下扰流板，对料筒中水和小碎料的混合物进行搅拌碎浆，具体为当设备工作时，上扰流板和下扰流板分别对料筒的上、下区域混合液搅拌，加速碎料的分解，在搅拌过程中，上、下区域的搅拌防止料浆沉淀，并形成均匀料浆。

本发明将上扰流板和下扰流板交错周向均布，通过这种设计实现多区域搅碎，并且交错布置，实现流体不间断的搅拌，防止流体产生旋转脉动。

本发明将上扰流板的长弧状沿径向，下扰流板的长弧状沿轴向，通过这种设计使上扰流板产生向下的旋流，下扰流板产生向上的旋流，上、下两旋流对冲互绞，加速小碎料的破碎分解。

本发明通过辅旋装置辅助旋筒的旋转，即通过滚架和滚轮辅助支撑旋筒的旋转，具体为当设备工作时，主轴带动旋筒旋转时，旋筒经凸块、滚架和滚轮在料筒上的滚道上旋转，滚轮在滚动的同时，也起到支撑旋筒的作用。

本发明通过支撑装置实现定筒的固定，即通过料筒上的支架来支撑固定定筒。

本发明的有益效果是：通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水，通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的刮碎装置的结构示意图。

图3是本发明的刮盘的结构示意图。

图4是本发明的导向盘的结构示意图。

图5是本发明的磨碎装置的结构示意图。

图6是本发明的筛孔的布置示意图。

图7是本发明的挡盘的结构示意图。

图8是本发明的搅碎装置的布置示意图。

图9是本发明的上扰流板和下扰流板的布置示意图。

图10是本发明的上扰流板和下扰流板的旋向示意图。

图11是本发明的辅旋装置的结构示意图。

其中：1、支柱，2、料筒，3、下支杆，4、电机，5、主轴，6、下扰流板，7、上支杆，8、水，9、上扰流板，10、旋筒，11、支架，12、刮盘，13定筒，14、筒盖，15、大碎料，16、刮刀，17、上支撑，18、导向盘，19、挡盘、20、凸块，21、滚轮，22、冰块，23、下支撑，24、中碎料，25、筛孔，26、小碎料，27、上肋板，28、下肋板，29、滚道，30、滚架，31、筛槽，32、轴孔。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，本发明的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，主要包括动力装置，支撑装置、辅旋装置、刮碎装置、磨碎装置和搅碎装置，支撑装置连接刮碎装置和搅碎装置，辅旋装置连接磨碎装置和搅碎装置，刮碎装置处于上端，磨碎装置处于刮碎装置下端，搅碎装置处于磨碎装置下端。动力装置主要包括电机4和主轴5，主轴5由下到上依次经过搅碎装置、磨碎装置和刮碎装置。

支撑装置主要包括支柱1和支架11，支柱1安装在料筒2下端，支柱1数量为4个且周向均布，支架11呈“C”形结构，支架11上、下两端分别连接定筒13和料筒2，支架11上、下两连接处分别设有上支撑17和下支撑23，支架11数量为8个且周向均布。

本发明通过支撑装置实现定筒13的固定，即通过料筒2上的支架11来支撑固定定筒13。

本发明将整个制浆过程分为刮、磨和搅3个过程，通过这种设计实现硬质碎料的快速破碎，即通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水8，通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆。

刮碎装置主要包括定筒13、刮盘12和刮刀16，定筒13上端设有筒盖14，定筒13下端设有导向盘18，定筒13内装有大碎料15，刮盘12焊接在主轴5顶端，刮盘12和定筒13下底面处于同一高度，刮盘12下端与主轴5连接处设有上肋板27，刮盘12上设有刮刀16和筛槽31，刮刀16呈周向交错均布，筛槽31数量为6个且呈周向均布。

本发明通过刮碎装置实现硬质碎料的初步破碎，即通过刮盘12上的刮刀16对硬质大碎料15进行剪切破碎，具体为当设备工作时，主轴5带动刮盘12旋转，刮盘12上的大碎料15一边随刮盘12旋转，一边相互碰撞，刮盘12在旋转时，刮盘12上的刮刀16会不断对大碎料15施加剪切作用力，在硬质大碎料15表面上刮出一道道刮痕，而大碎料15的刮屑经筛槽31进入料筒2，当大碎料15在刮刀作用下，如果大碎料15的直径小于筛槽31宽度，则经过刮切后的大碎料15进入旋筒10并进行磨碎。

定筒13为无上、下底面的正锥台形结构，筒盖14为圆盘形结构，导向盘18为无上、下底面的倒锥台形结构，刮盘12为圆盘形结构，刮刀16呈圆弧状结构且其截面呈三角形，筛槽31呈长方形结构，筛槽31在长度方向均超过最内、最外侧的刮刀16位置，筛槽31宽度为刮刀16宽度的5倍。

本发明将定筒13设计为正锥台形结构，通过这种设计实现大碎料15的聚拢破碎，即大碎料15在刮盘12离心力和刮刀16剪切力的双重作用下，大碎料15会以不规格路线抛向定筒13内壁，相对于直筒结构，定筒13的正锥台形结构，会使大碎料15快速接触定筒13内壁并反弹到刮盘12上，并进行下一次的刮碎。

本发明将刮刀16设计为截面呈三角形结构，通过这种设计使刮刀16更锋利，加速大碎料15的刮切。

本发明刮刀16设计为圆弧状结构且周向交错均布，通过这种设计提高刮切效率，即刮刀16圆弧状结构的设计，与大碎料15刮盘12圆周运动方向相同，这样大碎料15在运动同时不断刮切；而周向交错布置，实现大碎料15的径向无盲区刮切，通过这两种措施，提高大碎料15的刮切效率，进而提高该设备的整体破碎效率。

本发明将筛槽31设计为超过最内、最外侧的刮刀16位置的长方形结构，通过这种设计增加碎料的筛选区域，使大碎料15在刮切后，在满足筛选要求的情况下，快速进入旋筒10。

本发明在定筒13下端设有导向盘18，通过这种设计引导定筒13中破碎后的碎料进入旋筒10中，防止碎料在经定筒13和刮盘12的间隙进入旋筒10过程中，由于离心力作用而分离设备。

磨碎装置主要包括旋筒10和挡盘19，旋筒10内装有冰块22和中碎料24，挡盘19安装在旋筒10上端内侧，旋筒10焊接在主轴5上，旋筒10下端与主轴5连接处设有下肋板28，旋筒10底端设有筛孔25。

本发明通过磨碎装置实现碎料的二次破碎和生成搅碎装置所需的水8，即通过旋筒10内的冰块22对硬质碎料进行碰撞破碎，具体为当设备工作时，主轴5带动旋筒10旋转，旋筒10在旋转同时带动冰块22和中碎料24一起运动，冰块22和中碎料24旋转运动时相互碰撞破碎，中碎料24在碰撞中分解成小块碎料，当磨碎后的碎料直径小于筛孔25上底面直径时，碎料就会进入料筒2中；而冰块22在碰撞中会发生物化，由固态转化为液态，生成搅碎装置所需的水8。

旋筒10为无上底面的倒锥台形结构，挡盘19为无上、下底面的倒锥台形结构，筛孔25的横截面呈锥台形结构，筛孔25下底面直径为上底面直径的2倍，筛孔25由内到外分布5层，每层筛孔25呈周向均布，各层筛孔25数量为10n（n为层数）。

本发明在旋筒10上端内侧安装挡盘19，通过这种设计防止旋筒10内的中碎料24和冰块22在离心力作用下分离旋筒10。

本发明将筛孔25设计为上小下大的锥台形结构，通过这种设计防止碎料堵塞，即该设备工作时，在旋筒10中，中碎料24经冰块22磨碎，如果磨碎后的碎料直径小于筛孔25上底面直径，则直接落入料筒2中，筛孔25的上小下大设计，使满足要求的碎料无需在筛孔25中停留，立刻进入料筒2中，从而避免碎料在筛孔25停留集聚而产生堵塞。

搅碎装置主要包括料筒2、上扰流板9和下扰流板6组成，料筒2内装有水8和小碎料26，料筒2上端面设有圆槽，圆槽下底面设有半圆形滚道29，主轴5上设有上支杆7和下支杆3，上支杆7末端设有上扰流板9，下支杆3末端设有下扰流板6。

本发明通过搅碎装置实现碎料的细碎分解及生成均匀料浆，即通过料筒2中的上扰流板9和下扰流板6，对料筒2中水8和小碎料26的混合物进行搅拌碎浆，具体为当设备工作时，上扰流板9和下扰流板6分别对料筒2的上、下区域混合液搅拌，加速碎料的分解，在搅拌过程中，上、下区域的搅拌防止料浆沉淀，并形成均匀料浆。

上支杆7的下支杆3的数量分别为3个且交错周向均布，上支杆7长度为下支杆3长度的1.5倍，上扰流板9和下扰流板6的数量分别为3个，上扰流板9和下扰流板6分别呈长弧状结构，上扰流板9的长弧状沿径向，下扰流板6的长弧状沿轴向。

本发明将上扰流板9和下扰流板6交错周向均布，通过这种设计实现多区域搅碎，并且交错布置，实现流体不间断的搅拌，防止流体产生旋转脉动。

本发明将上扰流板9的长弧状沿径向，下扰流板6的长弧状沿轴向，通过这种设计使上扰流板9产生向下的旋流，下扰流板6产生向上的旋流，上、下两旋流对冲互绞，加速小碎料26的破碎分解。

辅旋装置主要包括凸块20、滚架30和滚轮21，凸块20安装在旋筒10外侧面中端处，凸块20下端设有滚架30，滚架30下端设有半圆形槽，滚架30半圆形槽内安装有滚轮21，滚轮21的下端面与料筒2上端面的滚道29接触，滚架30侧面和底面与料筒2圆槽分别有间隙。凸块20、滚架30和滚轮21的数量分别为8个且周向均布。

本发明通过辅旋装置辅助旋筒10的旋转，即通过滚架30和滚轮21辅助支撑旋筒10的旋转，具体为当设备工作时，主轴5带动旋筒10旋转时，旋筒10经凸块20、滚架30和滚轮21在料筒2上的滚道29上旋转，滚轮21在滚动的同时，也起到支撑旋筒10的作用。

Claims (6)

1.一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，主要包括动力装置，支撑装置、辅旋装置、刮碎装置、磨碎装置和搅碎装置，支撑装置连接刮碎装置和搅碎装置，辅旋装置连接磨碎装置和搅碎装置，刮碎装置处于上端，磨碎装置处于刮碎装置下端，搅碎装置处于磨碎装置下端；其特征在于：所述动力装置主要包括电机和主轴，主轴由下到上依次经过搅碎装置、磨碎装置和刮碎装置；所述刮碎装置主要包括定筒、刮盘和刮刀，定筒上端设有筒盖，定筒下端设有导向盘，定筒内装有大碎料，刮盘焊接在主轴顶端，刮盘和定筒下底面处于同一高度，刮盘下端与主轴连接处设有上肋板，刮盘上设有刮刀和筛槽，刮刀呈周向交错均布，筛槽数量为6个且呈周向均布；所述磨碎装置主要包括旋筒和挡盘，旋筒内装有冰块和中碎料，挡盘安装在旋筒上端内侧，旋筒焊接在主轴上，旋筒下端与主轴连接处设有下肋板，旋筒底端设有筛孔；所述搅碎装置主要包括料筒、上扰流板和下扰流板组成，料筒内装有水和小碎料，料筒上端面设有圆槽，圆槽下底面设有半圆形滚道，主轴上设有上支杆和下支杆，上支杆末端设有上扰流板，下支杆末端设有下扰流板；所述支撑装置主要包括支柱和支架，支柱安装在料筒下端，支柱数量为4个且周向均布，支架呈“C”形结构，支架上、下两端分别连接定筒和料筒，支架上、下两连接处分别设有上支撑和下支撑，支架数量为8个且周向均布；所述辅旋装置主要包括凸块、滚架和滚轮，凸块安装在旋筒外侧面中端处，凸块下端设有滚架，滚架下端设有半圆形槽，滚架半圆形槽内安装有滚轮，滚轮的下端面与料筒上端面的滚道接触，滚架侧面和底面与料筒圆槽分别有间隙。

2.如权利要求1所述的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，其特征在于：所述定筒为无上、下底面的正锥台形结构，筒盖为圆盘形结构，导向盘为无上、下底面的倒锥台形结构，刮盘为圆盘形结构，刮刀呈圆弧状结构且其截面呈三角形，筛槽呈长方形结构，筛槽在长度方向均超过最内、最外侧的刮刀位置，筛槽宽度为刮刀宽度的5倍。

3.如权利要求1所述的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，其特征在于：所述旋筒为无上底面的倒锥台形结构，挡盘为无上、下底面的倒锥台形结构，筛孔的横截面呈锥台形结构，筛孔下底面直径为上底面直径的2倍，筛孔由内到外分布5层，每层筛孔呈周向均布，各层筛孔数量为10n（n为层数）。

4.如权利要求1所述的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，其特征在于：所述定筒与筒盖间的夹角为a，导向盘与刮盘间的夹角为b，挡盘与旋筒间的夹角为c，旋筒侧边与底边间的夹角为d。

5.如权利要求1所述的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，其特征在于：所述上支杆的下支杆的数量分别为3个且交错周向均布，上支杆长度为下支杆长度的1.5倍，上扰流板和下扰流板的数量分别为3个，上扰流板和下扰流板分别呈长弧状结构，上扰流板的长弧状沿径向，下扰流板的长弧状沿轴向。

6.如权利要求1所述的一种基于刮、磨、搅的无注水组合式制浆设备，其特征在于：所述凸块、滚架和滚轮的数量分别为8个且周向均布。