CN107724149B - 一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备 - Google Patents

一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备，主要包括由主轴、上齿盖和下齿盖组成的往复驱动装置，由锥齿轮、转轴和扰流板组成的翻转冲击装置，由转子和叶板组成的旋转扰流装置，和由料筒和出浆口组成的料浆生成装置。其特点是多区域往复翻转扰流冲击碎浆。本发明通过往复驱动装置中的上齿盖和下齿盖实现扰流板的往复翻转运动，通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板实现多区域碎料的翻转扰流冲击破碎，通过旋转扰流装置中的叶板实现料筒底部区域碎料的旋转扰流破碎并辅助扰流板的冲击破碎。

Description

一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备
技术领域
本发明涉及一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备，尤其涉及一种通过往复驱动装置中的上齿盖和下齿盖实现扰流板的往复翻转运动，通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板实现多区域碎料的翻转扰流冲击破碎，通过旋转扰流装置中的叶板实现料筒底部区域碎料的旋转扰流破碎并辅助扰流板的冲击破碎，属于制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：一是碎浆效率低，这是由于碎料的破碎分解主要依靠转子的转动搅拌作用，但转子位置固定，使其搅拌区域有限，如果想搅拌均匀，需增加搅拌时间，从而造成碎浆效率低；二是料浆品质低，在制浆过程中，因转子的固定，易存在搅拌盲区，造成碎料分解不完全，生成的碎料颗粒大小不均匀，从而造成料浆不均匀。
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多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备。
本发明的一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备采用以下技术方案：
一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备，主要包括往复驱动装置、翻转冲击装置、旋转扰流装置和料浆生成装置，往复驱动装置安装在料浆生成装置中部，翻转冲击装置和旋转扰流装置由上到下依次安装在往复驱动装置上；所述料浆生成装置主要由料筒和出浆口组成，料筒为圆筒形结构，料筒下端内侧设有出浆口，料筒下端外侧设有4个周向均布的支柱，料筒内设有碎料和水，料筒内壁上设有4个周向均布的挡板；所述往复驱动装置主要由主轴、上齿盖和下齿盖组成，主轴安装在料筒中部，主轴下端设有电机，主轴上端焊接有圆板，主轴上端设有上齿盖和下齿盖，上齿盖和下齿盖分别通过平键D和平键B安装在主轴上，上齿盖位于下齿盖上方，上齿盖和下齿盖通过螺栓、垫片B、垫片A和螺母连接，上齿盖和下齿盖上分别设有斜齿；所述翻转冲击装置主要由锥齿轮、转轴和扰流板组成，锥齿轮通过平键C安装在转轴内侧端，锥齿轮分别与上齿盖和下齿盖上的斜齿配合，转轴外侧端设有圆柱轴承，圆柱轴承通过轴承盖安装在料筒内壁上，轴承盖上、下端分布设有支撑板，转轴中部设有扰流板，扰流板在转轴上为上、下对称结构，扰流板上、下端外侧缘上设有三角锯齿；所述旋转扰流装置主要由转子和叶板组成，转子通过平键A安装在主轴下端，转子上端面设有叶板。
所述挡板为长条形结构，挡板的横截面呈等腰三角形，挡板与轴承盖间的夹角呈45度。
所述上齿盖呈内凹圆盘形结构，上齿盖上端内侧设有4个周向均布的通孔A，上齿盖下端左侧对称设有斜齿，首末两端斜齿所占区域呈150度；下齿盖呈内凹圆盘形结构，下齿盖上端右侧对称设有斜齿，首末两端斜齿所占区域呈150度，下齿盖下端内侧设有4个周向均布的通孔B，下齿盖下端外侧设有凸环，下齿盖凸环卡在主轴圆板上；上齿盖斜齿和下齿盖斜齿呈对称布置，通孔A和通孔B内安装有螺栓。
所述转轴和扰流板的数量分别为4个且周向均布，扰流板呈扇形结构，扰流板的扇形角度a呈60度,相邻扰流板间依次呈垂直交错布置；转轴为阶梯轴，转轴两端分别安装由锥齿轮和圆柱轴承；支撑板的纵切面呈三角形。
所述转子呈圆台形结构；叶板呈弧状，叶板数量为6个且周向均布。
本发明通过往复驱动装置、翻转冲击装置和旋转扰流装置分别实现提供往复翻转动力，多区域碎料的翻转冲击破碎，以及碎料的旋转扰流破碎，即通过往复驱动装置中的上齿盖和下齿盖实现扰流板的往复翻转运动，通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板实现多区域碎料的翻转扰流冲击破碎，通过旋转扰流装置中转子上的叶板实现料筒底部区域碎料的旋转扰流破碎，并辅助扰流板的冲击破碎。
本发明通过往复驱动装置中的上齿盖和下齿盖实现扰流板的往复翻转运动，具体为当设备工作时，电机带动主轴旋转，主轴上的上齿盖和下齿盖随之带动锥齿轮、转轴和扰流板旋转，因上齿盖下端左侧对称设有斜齿，下齿盖上端右侧对称设有斜齿，当上齿盖与锥齿轮啮合时，将带动锥齿轮、转轴和扰流板逆时针旋转，而当下齿盖与锥齿轮啮合时，则带动锥齿轮、转轴和扰流板顺时针旋转，这种上齿盖和下齿盖上的斜齿分别交替与锥齿轮接触，将带动扰流板呈现逆时针、顺时针的往复翻转运动。
本发明将上齿盖和下齿盖的首末两端斜齿分别设计为所占区域呈150度，即上齿盖斜齿与下齿盖斜齿间隔30度，通过这种设计缓冲翻转冲击，即如当锥齿轮在与上齿盖分离后，在惯性作用下，如果锥齿轮直接与下齿盖接触，会产生冲击碰撞，并损坏锥齿轮、上齿盖和下齿盖；而本设计将上齿盖和下齿盖的斜齿设为30度间隔，使锥齿轮在分离上齿盖后，且啮合下齿盖前，有30度旋转区域的缓冲区，并在流体阻力作用下消除锥齿轮的旋转惯性，使锥齿轮在静态下与下齿盖啮合，从而消除锥齿轮与下齿盖啮合时的冲击碰撞，以达到保护锥齿轮、上齿盖和下齿盖，延长设备使用寿命的目的。
本发明在旋转动力传递中采用上齿盖、下齿盖和锥齿轮配合的方案，通过这种设计实现动力垂直方向的传递。
本发明在主轴上端设有圆板，下齿盖下端设有凸环，并且下齿盖凸环卡在主轴圆板上，通过这种设计既实现上齿盖和下齿盖的支撑，又实现上齿盖和下齿盖的轴向定位。
本发明通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板实现多区域碎料的翻转扰流冲击破碎，具体为当设备工作时，4个垂直交错布置的扰流板在各自锥齿轮、转轴的带动下分别往复翻转搅拌料筒内的碎料，而在上齿盖和下齿盖对称斜齿的作用下，易使相邻扰流板呈同向及反向交替变化运动，碎料和水的混合液在4个垂直交错布置的扰流板作用下，分别形成4个区域涡旋，相邻涡旋带动碎料相互冲击碰撞，使碎料快速破碎分解，而布置的4个周向均布的扰流板，能实现多区域无盲区的碎料破碎分解；此外，将4个扰流板垂直交错布置，实现相邻扰流板的不同步运动，用于消除扰流板因同步运动所引起的流体脉动，从而消除设备的搅拌振动。
本发明将扰流板设计为扇形结构，通过这种设计既增加扰流板的搅拌区域，又使扰流板外缘与料筒内壁平行，以防止扰流板运动时与料筒发生碰撞。
本发明在扰流板外侧缘上设有三角锯齿，通过这种设计加速碎料的破碎分解，即通过扰流板上的三角锯齿对碎料进行剪切破碎，尤其对于不易分解的硬质碎料，锋利的三角锯齿能快速对其剪切破碎，加速碎料的破碎分解。
本发明通过旋转扰流装置中转子上的叶板实现料筒底部区域碎料的旋转扰流破碎，并辅助扰流板的冲击破碎，具体为当设备工作时，旋转的转子将对料筒底部区域的碎料产生旋转搅拌作用，防止碎料沉积在料筒底部；此外，料筒底部区域的碎料和水的混合液在转子上叶板和扰流板的双重作用下，各自形成旋流，并且旋流内的碎料相互冲击破碎，从而辅助并加速扰流板的冲击破碎。
本发明将叶板设计为弧状结构，通过这种设计既使经过叶板搅拌的混合液沿切向流出，又降低叶板搅拌混合液的阻力，即弧状的叶板与流体运动方向吻合，从而减小叶板与流体接触时的冲击阻力。
本发明的有益效果是：通过往复驱动装置中的上齿盖和下齿盖实现扰流板的往复翻转运动，通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板实现多区域碎料的翻转扰流冲击破碎，通过旋转扰流装置中的叶板实现料筒底部区域碎料的旋转扰流破碎并辅助扰流板的冲击破碎。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的上齿盖、下齿盖和锥齿轮连接处的结构示意图。
图3是本发明的轴承盖和圆柱轴承连接处的结构示意图。
图4是本发明的上齿盖的主视和俯视示意图。
图5是本发明的下齿盖的主视和俯视示意图。
图6是本发明的整体结构的俯视示意图。
图7是本发明上齿盖接触A、B扰流板处锥齿轮，下齿盖接触C、D扰流板处锥齿轮时的示意图。
图8是本发明上齿盖接触A、D扰流板处锥齿轮，下齿盖接触B、C扰流板处锥齿轮时的示意图。
图9是本发明的转子及其上叶板的结构示意图。
其中：1、支柱，2、转子，3、主轴，4、电机，5、平键A，6、料筒，7、出浆口，8、转轴，9、扰流板，10、碎料，11、水，12、上齿盖，13、轴承盖，14、支撑板，15、挡板，16、下齿盖，17、垫片A，18、螺母，19、平键B，20、圆板，21、凸环，22、锥齿轮，23、平键C，24、平键D，25、垫片B，26、螺栓，27、圆柱轴承，28、密封圈，29、斜齿，30、通孔A，31、通孔B，32、叶板。
具体实施方式
实施例：
如图1所示，本发明的一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备，主要包括往复驱动装置、翻转冲击装置、旋转扰流装置和料浆生成装置，往复驱动装置安装在料浆生成装置中部，翻转冲击装置和旋转扰流装置由上到下依次安装在往复驱动装置上。
本发明通过往复驱动装置、翻转冲击装置和旋转扰流装置分别实现提供往复翻转动力，多区域碎料10的翻转冲击破碎，以及碎料10的旋转扰流破碎，即通过往复驱动装置中的上齿盖12和下齿盖16实现扰流板9的往复翻转运动，通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板9实现多区域碎料10的翻转扰流冲击破碎，通过旋转扰流装置中转子2上的叶板32实现料筒6底部区域碎料10的旋转扰流破碎，并辅助扰流板9的冲击破碎。
料浆生成装置主要由料筒6和出浆口7组成，料筒6为圆筒形结构，料筒6下端内侧设有出浆口7，料筒6下端外侧设有4个周向均布的支柱1，料筒6内设有碎料10和水11，料筒6内壁上设有4个周向均布的挡板15。
挡板15为长条形结构，挡板15的横截面呈等腰三角形，挡板15与轴承盖13间的夹角呈45度。
结合图2、图3、图4和图5所示，往复驱动装置主要由主轴3、上齿盖12和下齿盖16组成，主轴3安装在料筒6中部，主轴3下端设有电机4，主轴3上端焊接有圆板20，主轴3上端设有上齿盖12和下齿盖16，上齿盖12和下齿盖16分别通过平键D24和平键B19安装在主轴3上，上齿盖12位于下齿盖16上方，上齿盖12和下齿盖16通过螺栓26、垫片B25、垫片A17和螺母18连接，上齿盖12和下齿盖16上分别设有斜齿29。
上齿盖12呈内凹圆盘形结构，上齿盖12上端内侧设有4个周向均布的通孔A30，上齿盖12下端左侧对称设有斜齿29，首末两端斜齿29所占区域呈150度；下齿盖16呈内凹圆盘形结构，下齿盖16上端右侧对称设有斜齿29，首末两端斜齿29所占区域呈150度，下齿盖16下端内侧设有4个周向均布的通孔B31，下齿盖16下端外侧设有凸环21，下齿盖16凸环21卡在主轴3圆板20上；上齿盖12斜齿29和下齿盖16斜齿29呈对称布置，通孔A30和通孔B31内安装有螺栓26。
本发明通过往复驱动装置中的上齿盖12和下齿盖16实现扰流板9的往复翻转运动，具体为当设备工作时，电机4带动主轴3旋转，主轴3上的上齿盖12和下齿盖16随之带动锥齿轮22、转轴8和扰流板9旋转，因上齿盖12下端左侧对称设有斜齿29，下齿盖16上端右侧对称设有斜齿29，当上齿盖12与锥齿轮22啮合时，将带动锥齿轮22、转轴8和扰流板9逆时针旋转，而当下齿盖16与锥齿轮22啮合时，则带动锥齿轮22、转轴8和扰流板9顺时针旋转，这种上齿盖12和下齿盖16上的斜齿29分别交替与锥齿轮22接触，将带动扰流板9呈现逆时针、顺时针的往复翻转运动。
本发明将上齿盖12和下齿盖16的首末两端斜齿29分别设计为所占区域呈150度，即上齿盖12斜齿29与下齿盖16斜齿29间隔30度，通过这种设计缓冲翻转冲击，即如当锥齿轮22在与上齿盖12分离后，在惯性作用下，如果锥齿轮22直接与下齿盖16接触，会产生冲击碰撞，并损坏锥齿轮22、上齿盖12和下齿盖16；而本设计将上齿盖12和下齿盖16的斜齿29设为30度间隔，使锥齿轮22在分离上齿盖12后，且啮合下齿盖16前，有30度旋转区域的缓冲区，并在流体阻力作用下消除锥齿轮22的旋转惯性，使锥齿轮22在静态下与下齿盖16啮合，从而消除锥齿轮22与下齿盖16啮合时的冲击碰撞，以达到保护锥齿轮22、上齿盖12和下齿盖16，延长设备使用寿命的目的。
本发明在旋转动力传递中采用上齿盖12、下齿盖16和锥齿轮22配合的方案，通过这种设计实现动力垂直方向的传递。
本发明在主轴3上端设有圆板20，下齿盖16下端设有凸环21，并且下齿盖16凸环21卡在主轴3圆板20上，通过这种设计既实现上齿盖12和下齿盖16的支撑，又实现上齿盖12和下齿盖16的轴向定位。
结合图6、图7和图8所示，翻转冲击装置主要由锥齿轮22、转轴8和扰流板9组成，锥齿轮22通过平键C23安装在转轴8内侧端，锥齿轮22分别与上齿盖12和下齿盖16上的斜齿29配合，转轴8外侧端设有圆柱轴承27，圆柱轴承27通过轴承盖13安装在料筒6内壁上，轴承盖13上、下端分布设有支撑板14，转轴8中部设有扰流板9，扰流板9在转轴8上为上、下对称结构，扰流板9上、下端外侧缘上设有三角锯齿。
转轴8和扰流板9的数量分别为4个且周向均布，扰流板9呈扇形结构，扰流板9的扇形角度a呈60度,相邻扰流板9间依次呈垂直交错布置；转轴8为阶梯轴，转轴8两端分别安装由锥齿轮22和圆柱轴承27；支撑板14的纵切面呈三角形。
本发明通过翻转冲击装置中4个垂直交错布置的扰流板9实现多区域碎料10的翻转扰流冲击破碎，具体为当设备工作时，4个垂直交错布置的扰流板9在各自锥齿轮22、转轴8的带动下分别往复翻转搅拌料筒6内的碎料10，而在上齿盖12和下齿盖16对称斜齿29的作用下，易使相邻扰流板9呈同向及反向交替变化运动，碎料10和水11的混合液在4个垂直交错布置的扰流板9作用下，分别形成4个区域涡旋，相邻涡旋带动碎料10相互冲击碰撞，使碎料10快速破碎分解，而布置的4个周向均布的扰流板9，能实现多区域无盲区的碎料10破碎分解；此外，将4个扰流板9垂直交错布置，实现相邻扰流板9的不同步运动，用于消除扰流板9因同步运动所引起的流体脉动，从而消除设备的搅拌振动。
本发明将扰流板9设计为扇形结构，通过这种设计既增加扰流板9的搅拌区域，又使扰流板9外缘与料筒6内壁平行，以防止扰流板9运动时与料筒6发生碰撞。
本发明在扰流板9外侧缘上设有三角锯齿，通过这种设计加速碎料10的破碎分解，即通过扰流板9上的三角锯齿对碎料10进行剪切破碎，尤其对于不易分解的硬质碎料10，锋利的三角锯齿能快速对其剪切破碎，加速碎料10的破碎分解。
结合图9所示，旋转扰流装置主要由转子2和叶板32组成，转子2通过平键A5安装在主轴3下端，转子2上端面设有叶板32。
转子2呈圆台形结构；叶板32呈弧状，叶板32数量为6个且周向均布。
本发明通过旋转扰流装置中转子2上的叶板32实现料筒6底部区域碎料10的旋转扰流破碎，并辅助扰流板9的冲击破碎，具体为当设备工作时，旋转的转子2将对料筒6底部区域的碎料10产生旋转搅拌作用，防止碎料10沉积在料筒6底部；此外，料筒6底部区域的碎料10和水11的混合液在转子2上叶板32和扰流板9的双重作用下，各自形成旋流，并且旋流内的碎料10相互冲击破碎，从而辅助并加速扰流板9的冲击破碎。
本发明将叶板32设计为弧状结构，通过这种设计既使经过叶板32搅拌的混合液沿切向流出，又降低叶板32搅拌混合液的阻力，即弧状的叶板32与流体运动方向吻合，从而减小叶板32与流体接触时的冲击阻力。

Claims (1)

1.一种基于多区域往复翻转扰流冲击式碎浆的制浆设备，包括往复驱动装置、翻转冲击装置、旋转扰流装置和料浆生成装置，往复驱动装置安装在料浆生成装置中部，翻转冲击装置和旋转扰流装置由上到下依次安装在往复驱动装置上；其特征在于：所述料浆生成装置由料筒和出浆口组成，料筒为圆筒形结构，料筒下端内侧设有出浆口，料筒下端外侧设有4个周向均布的支柱，料筒内设有碎料和水，料筒内壁上设有4个周向均布的挡板；所述往复驱动装置由主轴、上齿盖和下齿盖组成，主轴安装在料筒中部，主轴下端设有电机，主轴上端焊接有圆板，主轴上端设有上齿盖和下齿盖，上齿盖和下齿盖分别通过平键D和平键B安装在主轴上，上齿盖位于下齿盖上方，上齿盖和下齿盖通过螺栓、垫片B、垫片A和螺母连接，上齿盖和下齿盖上分别设有斜齿；所述翻转冲击装置由锥齿轮、转轴和扰流板组成，锥齿轮通过平键C安装在转轴内侧端，锥齿轮分别与上齿盖和下齿盖上的斜齿配合，转轴外侧端设有圆柱轴承，圆柱轴承通过轴承盖安装在料筒内壁上，轴承盖上、下端分布设有支撑板，转轴中部设有扰流板，扰流板在转轴上为上、下对称结构，扰流板上、下端外侧缘上设有三角锯齿；所述旋转扰流装置由转子和叶板组成，转子通过平键A安装在主轴下端，转子上端面设有叶板；所述挡板为长条形结构，挡板的横截面呈等腰三角形，挡板与轴承盖间的夹角呈45度；所述上齿盖呈内凹圆盘形结构，上齿盖上端内侧设有4个周向均布的通孔A，上齿盖下端左侧对称设有斜齿，首末两端斜齿所占区域呈150度；下齿盖呈内凹圆盘形结构，下齿盖上端右侧对称设有斜齿，首末两端斜齿所占区域呈150度，下齿盖下端内侧设有4个周向均布的通孔B，下齿盖下端外侧设有凸环，下齿盖凸环卡在主轴圆板上；上齿盖斜齿和下齿盖斜齿呈对称布置，通孔A和通孔B内安装有螺栓；所述转轴和扰流板的数量分别为4个且周向均布，扰流板呈扇形结构，扰流板的扇形角度a呈60度,相邻扰流板间依次呈垂直交错布置；转轴为阶梯轴，转轴两端分别安装由锥齿轮和圆柱轴承；支撑板的纵切面呈三角形；所述转子呈圆台形结构；叶板呈弧状，叶板数量为6个且周向均布。
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