CN108273419A - 一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备 - Google Patents

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杨玉娥
张义花
潘永智
陈洪堂
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Abstract

本发明提供了一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，主要包括料浆生成装置，由电机、主动轴、从动轴、主动齿轮A、主动齿轮B、从动齿轮A和从动齿轮B组成的动力驱动装置，由主动扰流板和主动剪切板组成的主动扰剪装置，由从动扰流板和从动剪切板组成的从动扰剪装置，和包含造旋板的辅助造旋装置。其特点是变速的扰流剪切破碎且全方位碎浆。本发明通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，通过主动扰剪装置实现料筒中心区域的扰流搅拌、剪切碎料分解，通过从动扰剪装置实现料筒外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料分解，通过辅助造旋装置实现料筒盲区的辅助涡旋碎浆。

Description

一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备
技术领域
本发明涉及一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，尤其涉及一种通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，通过主动扰剪装置实现料筒中心区域的扰流搅拌、剪切碎料分解，通过从动扰剪装置实现料筒外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料分解，通过辅助造旋装置实现料筒盲区的辅助涡旋碎浆，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，在制浆过程中，完全依靠中心转子的搅拌作用，这使得远离转子区域的碎料搅拌不充分，如要完全分解，需增加搅拌时间，从而造成设备制浆效率低；二是料浆品质低，部分盲区碎料的不充分搅拌，易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碎浆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，设计出碎浆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碎浆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全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备。
本发明的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备采用以下技术方案：
一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，主要包括料浆生成装置、动力驱动装置、主动扰剪装置、从动扰剪装置和辅助造旋装置，动力驱动装置和辅助造旋装置安装在料浆生成装置上，主动扰剪装置和从动扰剪装置安装在动力驱动装置上；所述料浆生成装置主要由料筒、支柱和出浆口组成，料筒为圆筒形结构，料筒内装有碎料和水，料筒底端设有出浆口，料筒底端外侧缘设有4个周向均布的支柱；所述动力驱动装置主要由电机、主动轴、从动轴、主动齿轮A、主动齿轮B、从动齿轮A和从动齿轮B组成，主动轴安装在料筒底端中部，主动轴底端安装有电机，主动齿轮A和主动齿轮B通过键安装在主动轴上，4个从动轴通过凸肩和轴承周向均布在主动轴四周，从动齿轮A和从动齿轮B通过键安装在从动轴上；所述主动扰剪装置主要由4个周向均布的主动扰流板和2层4个周向均布的主动剪切板组成，主动扰流板和主动剪切板由上到下依次焊接到主动轴上；所述从动扰剪装置主要由4个周向均布的从动扰流板和2层4个周向均布的从动剪切板组成，从动扰流板和从动剪切板由上到下依次焊接到从动轴上；所述辅助造旋装置主要由4个周向均布的造旋板组成，造旋板焊接在料筒内壁上。
所述主动齿轮B安装在主动齿轮A上端，从动齿轮A安装在从动齿轮B上端，主动齿轮A和从动齿轮B啮合，主动齿轮B和从动齿轮A啮合；主动齿轮A和从动齿轮A的结构尺寸相同，主动齿轮B和从动齿轮B的结构尺寸相同，主动齿轮B的直径值为主动齿轮A直径值的2倍。
所述主动齿轮A和主动齿轮B分别设有2个对称扇形区域齿，扇形区域齿的角度为45度，主动齿轮A和主动齿轮B的对称扇形区域齿交错布置。
所述主动扰流板和从动扰流板的侧端分别设有三角锯齿，主动扰流板和从动扰流板的高度值相等，主动扰流板宽度值为从动扰流板宽度值的2倍。
所述主动剪切板和从动剪切板为上、下交替布置，主动剪切板和从动剪切板外侧的上、下端分别设有三角锯齿，主动剪切板的三角锯齿和从动剪切板的三角锯齿相互啮合，主动剪切板和从动剪切板的高度值相等，主动剪切板宽度值为从动剪切板宽度值的1.5倍。
所述造旋板的横截面近似三角形结构且起始段呈60度、终止段呈30度；造旋板安装在相邻从动轴的角平分线上。
本发明通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，即通过主动齿轮A和从动齿轮B、主动齿轮B和从动齿轮A的交替啮合传递动力，实现从动轴的变速旋转；通过主动扰剪装置实现料筒中心区域的扰流搅拌、剪切碎料分解，即通过主动扰剪装置中的主动扰流板实现料筒中心区域上端碎料的扰流搅拌分解，主动剪切板实现料筒中心区域下端碎料的剪切碎料分解；通过从动扰剪装置实现料筒外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料分解，即通过从动扰剪装置中的从动扰流板料筒外围区域上端碎料的涡旋反向扰流搅拌分解，从动剪切板实现料筒外围区域下端碎料的涡旋反向剪切碎料分解；通过辅助造旋装置实现料筒盲区的辅助涡旋碎浆，即通过辅助造旋装置中的造旋板实现料筒盲区碎料的辅助涡旋破碎分解。
本发明通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，即通过主动齿轮A和从动齿轮B、主动齿轮B和从动齿轮A的交替啮合传递动力，实现从动轴的变速旋转，具体为当设备工作时，电机驱动主轴旋转，主轴上的主动齿轮A和主动齿轮B亦随之旋转，因主动齿轮A和主动齿轮B分别设有2个对称扇形区域齿，这使得主动齿轮A和主动齿轮B交替驱动相邻的从动轴，以主动轴旁的单一从动轴为例，当主动齿轮A的扇形区域齿与从动齿轮B啮合时，动力依次经主动轴、主动齿轮A、从动齿轮B传动到从动轴上，因从动齿轮B的直径值为主动齿轮A直径值的2倍，因此，此时从动轴的旋转速度为主动轴的2倍；而当主动齿轮B的扇形区域齿与从动齿轮A啮合时，动力依次经主动轴、主动齿轮B、从动齿轮A传动到从动轴上，因从动齿轮A的直径值为主动齿轮B直径值的1/2倍，因此，此时从动轴的旋转速度为主动轴的1/2倍；通过主动齿轮A和主动齿轮B的交替驱动，实现从动轴的变速旋转。
本发明通过主动扰剪装置实现料筒中心区域的扰流搅拌、剪切碎料分解，即通过主动扰剪装置中的主动扰流板实现料筒中心区域上端碎料的扰流搅拌分解，主动剪切板实现料筒中心区域下端碎料的剪切碎料分解，具体为当设备工作时，主动扰剪装置中的主动扰流板将对料筒中心区域上部分的碎料进行扰流搅拌破碎分解，主动扰流板侧端的三角锯齿对碎料起到剪切破碎的作用，加速碎料的分解；主动扰剪装置中的主动剪切板对料筒中心区域下部分的碎料进行扰流剪切碎料分解，防止碎料积聚到料筒底端，加强料筒底端碎料的破碎率，以便形成均质、高品质料浆。
本发明通过从动扰剪装置实现料筒外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料分解，即通过从动扰剪装置中的从动扰流板料筒外围区域上端碎料的涡旋反向扰流搅拌分解，从动剪切板实现料筒外围区域下端碎料的涡旋反向剪切碎料分解，具体为当设备工作时，从动扰剪装置中的从动扰流板将对料筒外围区域上端的碎料进行涡旋反向扰流搅拌分解，因从动轴的旋转方向与主动轴的旋转方向相反，使得从动扰流板相对主动扰流板呈现反向扰流搅拌，从动扰流板和主动扰流板的反向旋转，使得流体在它们的作用下产生反向涡流，因此，在从动扰流板的作用下，产生3种碎浆方式，一是从动扰流板的搅拌破碎分解，二是从动扰流板上三角锯齿的剪切破碎分解，三是从动扰流板和主动扰流板的反向涡旋破碎分解，3种碎料的破碎方式加速碎料的分解；此外，从动扰剪装置中的从动剪切板将对料筒外围区域下端的碎料进行涡旋反向扰流搅拌分解，在从动剪切板的作用下，对碎料也产生了搅拌、剪切和反向涡旋破碎分解。
本发明将主动剪切板的三角锯齿和从动剪切板的三角锯齿相互啮合，通过这种设计提高碎料的剪切破碎率，即利用主动剪切板和从动剪切板上三角锯齿的啮合，一是使主动剪切板和从动剪切板在运动时不会产生干涉，二是使碎料在运动到主动剪切板和从动剪切板的接合处时，因流道的急速减小，会对碎料产生高压挤破作用，以此来提高三角锯齿对碎料的剪切破碎能力。
本发明通过辅助造旋装置中的造旋板实现料筒盲区碎料的辅助涡旋破碎分解，具体为当设备工作时，料筒壁上的造旋板会对流经的碎料和水的混合液产生涡旋作用，使混合液在造旋板的前、后端产生涡旋，利用涡旋实现料筒壁处碎料的破碎分解；此外，造旋板产生的涡旋还与从动扰流板和从动剪切板产生的涡旋相互碰撞，加速碎料的分解，这种料筒壁处的涡旋碎浆，起到消除料筒壁处盲区碎料的破碎分解。
本发明的有益效果是：通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，通过主动扰剪装置实现料筒中心区域的扰流搅拌、剪切碎料分解，通过从动扰剪装置实现料筒外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料分解，通过辅助造旋装置实现料筒盲区的辅助涡旋碎浆。
附图说明
图1是本发明整体结构的主视示意图。
图2是本发明整体结构的俯视示意图。
图3是本发明的动力驱动装置的局部结构示意图。
图4是本发明的主动齿轮A从主动齿轮B啮合时的结构示意图。
图5是本发明的主动齿轮B与从动齿轮A啮合时的结构示意图。
图6是本发明的主动剪切板和从动剪切板接合处的示意图。
图7是本发明的造旋板的三维示意图。
其中：1、支柱，2、从动齿轮B，3、从动轴，4、主动齿轮A，5、电机，6、主动轴，7、料筒，8、轴承，9、主动剪切板，10、从动剪切板，11、造旋板，12、碎料，13、水，14、从动扰流板，15、主动扰流板，16、键，17、密封圈，18、凸肩，19、三角锯齿，20、出浆口，21、从动齿轮A，22、主动齿轮B。
具体实施方式
实施例：
如图1和图2所示，本发明的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，主要包括料浆生成装置、动力驱动装置、主动扰剪装置、从动扰剪装置和辅助造旋装置，动力驱动装置和辅助造旋装置安装在料浆生成装置上，主动扰剪装置和从动扰剪装置安装在动力驱动装置上。
本发明通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，即通过主动齿轮A4和从动齿轮B2、主动齿轮B22和从动齿轮A21的交替啮合传递动力，实现从动轴3的变速旋转；通过主动扰剪装置实现料筒7中心区域的扰流搅拌、剪切碎料12分解，即通过主动扰剪装置中的主动扰流板15实现料筒7中心区域上端碎料12的扰流搅拌分解，主动剪切板9实现料筒7中心区域下端碎料12的剪切碎料12分解；通过从动扰剪装置实现料筒7外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料12分解，即通过从动扰剪装置中的从动扰流板14料筒7外围区域上端碎料12的涡旋反向扰流搅拌分解，从动剪切板10实现料筒7外围区域下端碎料12的涡旋反向剪切碎料12分解；通过辅助造旋装置实现料筒7盲区的辅助涡旋碎浆，即通过辅助造旋装置中的造旋板11实现料筒7盲区碎料12的辅助涡旋破碎分解。
料浆生成装置主要由料筒7、支柱1和出浆口20组成，料筒7为圆筒形结构，料筒7内装有碎料12和水13，料筒7底端设有出浆口20，料筒7底端外侧缘设有4个周向均布的支柱1。
结合图3、图4和图5所示，动力驱动装置主要由电机5、主动轴6、从动轴3、主动齿轮A4、主动齿轮B22、从动齿轮A21和从动齿轮B2组成，主动轴6安装在料筒7底端中部，主动轴6底端安装有电机5，主动齿轮A4和主动齿轮B22通过键16安装在主动轴6上，4个从动轴3通过凸肩18和轴承8周向均布在主动轴6四周，从动齿轮A21和从动齿轮B2通过键16安装在从动轴3上。
主动齿轮B22安装在主动齿轮A4上端，从动齿轮A21安装在从动齿轮B2上端，主动齿轮A4和从动齿轮B2啮合，主动齿轮B22和从动齿轮A21啮合；主动齿轮A4和从动齿轮A21的结构尺寸相同，主动齿轮B22和从动齿轮B2的结构尺寸相同，主动齿轮B22的直径值为主动齿轮A4直径值的2倍。
主动齿轮A4和主动齿轮B22分别设有2个对称扇形区域齿，扇形区域齿的角度为45度，主动齿轮A4和主动齿轮B22的对称扇形区域齿交错布置。
本发明通过动力驱动装置为主动扰剪装置和从动扰剪装置提供变速旋转动力，即通过主动齿轮A4和从动齿轮B2、主动齿轮B22和从动齿轮A21的交替啮合传递动力，实现从动轴3的变速旋转，具体为当设备工作时，电机5驱动主轴旋转，主轴上的主动齿轮A4和主动齿轮B22亦随之旋转，因主动齿轮A4和主动齿轮B22分别设有2个对称扇形区域齿，这使得主动齿轮A4和主动齿轮B22交替驱动相邻的从动轴3，以主动轴6旁的单一从动轴3为例，当主动齿轮A4的扇形区域齿与从动齿轮B2啮合时，动力依次经主动轴6、主动齿轮A4、从动齿轮B2传动到从动轴3上，因从动齿轮B2的直径值为主动齿轮A4直径值的2倍，因此，此时从动轴3的旋转速度为主动轴6的2倍；而当主动齿轮B22的扇形区域齿与从动齿轮A21啮合时，动力依次经主动轴6、主动齿轮B22、从动齿轮A21传动到从动轴3上，因从动齿轮A21的直径值为主动齿轮B22直径值的1/2倍，因此，此时从动轴3的旋转速度为主动轴6的1/2倍；通过主动齿轮A4和主动齿轮B22的交替驱动，实现从动轴3的变速旋转。
结合图6所示，主动扰剪装置主要由4个周向均布的主动扰流板15和2层4个周向均布的主动剪切板9组成，主动扰流板15和主动剪切板9由上到下依次焊接到主动轴6上。
从动扰剪装置主要由4个周向均布的从动扰流板14和2层4个周向均布的从动剪切板10组成，从动扰流板14和从动剪切板10由上到下依次焊接到从动轴3上。
主动扰流板15和从动扰流板14的侧端分别设有三角锯齿19，主动扰流板15和从动扰流板14的高度值相等，主动扰流板15宽度值为从动扰流板14宽度值的2倍。
主动剪切板9和从动剪切板10为上、下交替布置，主动剪切板9和从动剪切板10外侧的上、下端分别设有三角锯齿19，主动剪切板9的三角锯齿19和从动剪切板10的三角锯齿19相互啮合，主动剪切板9和从动剪切板10的高度值相等，主动剪切板9宽度值为从动剪切板10宽度值的1.5倍。
本发明通过主动扰剪装置实现料筒7中心区域的扰流搅拌、剪切碎料12分解，即通过主动扰剪装置中的主动扰流板15实现料筒7中心区域上端碎料12的扰流搅拌分解，主动剪切板9实现料筒7中心区域下端碎料12的剪切碎料12分解，具体为当设备工作时，主动扰剪装置中的主动扰流板15将对料筒7中心区域上部分的碎料12进行扰流搅拌破碎分解，主动扰流板15侧端的三角锯齿19对碎料12起到剪切破碎的作用，加速碎料12的分解；主动扰剪装置中的主动剪切板9对料筒7中心区域下部分的碎料12进行扰流剪切碎料12分解，防止碎料12积聚到料筒7底端，加强料筒7底端碎料12的破碎率，以便形成均质、高品质料浆。
本发明通过从动扰剪装置实现料筒7外围区域的涡旋反向扰流搅拌、剪切碎料12分解，即通过从动扰剪装置中的从动扰流板14料筒7外围区域上端碎料12的涡旋反向扰流搅拌分解，从动剪切板10实现料筒7外围区域下端碎料12的涡旋反向剪切碎料12分解，具体为当设备工作时，从动扰剪装置中的从动扰流板14将对料筒7外围区域上端的碎料12进行涡旋反向扰流搅拌分解，因从动轴3的旋转方向与主动轴6的旋转方向相反，使得从动扰流板14相对主动扰流板15呈现反向扰流搅拌，从动扰流板14和主动扰流板15的反向旋转，使得流体在它们的作用下产生反向涡流，因此，在从动扰流板14的作用下，产生3种碎浆方式，一是从动扰流板14的搅拌破碎分解，二是从动扰流板14上三角锯齿19的剪切破碎分解，三是从动扰流板14和主动扰流板15的反向涡旋破碎分解，3种碎料12的破碎方式加速碎料12的分解；此外，从动扰剪装置中的从动剪切板10将对料筒7外围区域下端的碎料12进行涡旋反向扰流搅拌分解，在从动剪切板10的作用下，对碎料12也产生了搅拌、剪切和反向涡旋破碎分解。
本发明将主动剪切板9的三角锯齿19和从动剪切板10的三角锯齿19相互啮合，通过这种设计提高碎料12的剪切破碎率，即利用主动剪切板9和从动剪切板10上三角锯齿19的啮合，一是使主动剪切板9和从动剪切板10在运动时不会产生干涉，二是使碎料12在运动到主动剪切板9和从动剪切板10的接合处时，因流道的急速减小，会对碎料12产生高压挤破作用，以此来提高三角锯齿19对碎料12的剪切破碎能力。
结合图7所示，辅助造旋装置主要由4个周向均布的造旋板11组成，造旋板11焊接在料筒7内壁上。
造旋板11的横截面近似三角形结构且起始段呈60度、终止段呈30度；造旋板11安装在相邻从动轴3的角平分线上。
本发明通过辅助造旋装置中的造旋板11实现料筒7盲区碎料12的辅助涡旋破碎分解，具体为当设备工作时，料筒7壁上的造旋板11会对流经的碎料12和水13的混合液产生涡旋作用，使混合液在造旋板11的前、后端产生涡旋，利用涡旋实现料筒7壁处碎料12的破碎分解；此外，造旋板11产生的涡旋还与从动扰流板14和从动剪切板10产生的涡旋相互碰撞，加速碎料12的分解，这种料筒7壁处的涡旋碎浆，起到消除料筒7壁处盲区碎料12的破碎分解。

Claims (6)

1.一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，主要包括料浆生成装置、动力驱动装置、主动扰剪装置、从动扰剪装置和辅助造旋装置，动力驱动装置和辅助造旋装置安装在料浆生成装置上，主动扰剪装置和从动扰剪装置安装在动力驱动装置上；其特征在于：所述料浆生成装置主要由料筒、支柱和出浆口组成，料筒为圆筒形结构，料筒内装有碎料和水，料筒底端设有出浆口，料筒底端外侧缘设有4个周向均布的支柱；所述动力驱动装置主要由电机、主动轴、从动轴、主动齿轮A、主动齿轮B、从动齿轮A和从动齿轮B组成，主动轴安装在料筒底端中部，主动轴底端安装有电机，主动齿轮A和主动齿轮B通过键安装在主动轴上，4个从动轴通过凸肩和轴承周向均布在主动轴四周，从动齿轮A和从动齿轮B通过键安装在从动轴上；所述主动扰剪装置主要由4个周向均布的主动扰流板和2层4个周向均布的主动剪切板组成，主动扰流板和主动剪切板由上到下依次焊接到主动轴上；所述从动扰剪装置主要由4个周向均布的从动扰流板和2层4个周向均布的从动剪切板组成，从动扰流板和从动剪切板由上到下依次焊接到从动轴上；所述辅助造旋装置主要由4个周向均布的造旋板组成，造旋板焊接在料筒内壁上。
2.如权利要求1所述的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，其特征在于：所述主动齿轮B安装在主动齿轮A上端，从动齿轮A安装在从动齿轮B上端，主动齿轮A和从动齿轮B啮合，主动齿轮B和从动齿轮A啮合；主动齿轮A和从动齿轮A的结构尺寸相同，主动齿轮B和从动齿轮B的结构尺寸相同，主动齿轮B的直径值为主动齿轮A直径值的2倍。
3.如权利要求1所述的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，其特征在于：所述主动齿轮A和主动齿轮B分别设有2个对称扇形区域齿，扇形区域齿的角度为45度，主动齿轮A和主动齿轮B的对称扇形区域齿交错布置。
4.如权利要求1所述的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，其特征在于：所述主动扰流板和从动扰流板的侧端分别设有三角锯齿，主动扰流板和从动扰流板的高度值相等，主动扰流板宽度值为从动扰流板宽度值的2倍。
5.如权利要求1所述的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，其特征在于：所述主动剪切板和从动剪切板为上、下交替布置，主动剪切板和从动剪切板外侧的上、下端分别设有三角锯齿，主动剪切板的三角锯齿和从动剪切板的三角锯齿相互啮合，主动剪切板和从动剪切板的高度值相等，主动剪切板宽度值为从动剪切板宽度值的1.5倍。
6.如权利要求1所述的一种基于全方位的变速扰剪且涡旋碎浆的制浆设备，其特征在于：所述造旋板的横截面近似三角形结构且起始段呈60度、终止段呈30度；造旋板安装在相邻从动轴的角平分线上。
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CN109382014A (zh) * 2018-11-29 2019-02-26 吴斌 一种用于医药化工的药粉混合机
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