CN1307151A - 筛浆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种筛浆装置,该装置能够通过防止筛选筒的阻塞而以小的功率筛选大量的纸浆。该装置或多个叶片(12,21),所述叶片在形成于一对内部和外部筛选筒(1a,1b)之间的搅动腔(7)中旋转,并且与所述每一内部和外部筛选筒(1a,1b)保持一预定的小的间隔。搅动腔(7)实际上被叶片(12,21)沿圆周方向分隔。
Description
本发明涉及一种用于分离纸浆中的优质纤维和杂质的筛浆装置。
在一造纸机的上游侧具有筛浆装置(纸浆筛选器)。筛浆装置是一种通过位于其中的筛选筒来筛选并分离纸浆(即纸浆密度为0.2-5%的纸浆悬浮液)中的优质纤维和杂质的装置。通常,筛浆装置装备有一个或两个筛选筒。首先,参照附图28和29对具有筛选筒的筛浆装置的结构进行描述。图28示出了传统筛浆装置的局部剖视平面图。图29是沿图28箭头D所指方向的局部剖视侧面图。
纸浆悬浮液通过泵供给到筛浆装置。如图28和29所示,纸浆悬浮液沿切线方向流过圆筒形容器17的入口2,并且沿一由内壳体3和容器17之内壁形成的环形流动通道4前进。当纸浆悬浮液在环形流动通道4中环流时,诸如砂子一类的重的杂质由沿切线方向布置且与入口2相对的捕集器5排出筛浆装置,同时剩余的纸浆通过流动通道4流入内壳体3内部。需注意的是,盖19设置在容器17的上表面,以便于筛浆装置能够在一定压力下操作。
圆筒形的筛选筒1位于内壳体3的内部。筛选筒1的上部与内壳体3固连,同时该筛选筒1将内壳体3的内侧分隔成搅动腔7和排出腔14。流入流动通道4的纸浆首先流进形成于筛选筒1内侧的环形搅动腔7。
在筛选筒1的圆周表面具有多个宽度为0.15-0.5毫米的狭缝或直径为0.2-4.8毫米的孔,当纸浆沿搅动腔7向下流动时,纸浆被这些狭缝或孔过滤并分类。这就是说,能够穿过筛选筒1之圆周表面上的狭缝或孔的优质纤维经由排出腔14从出口9排出,同时其尺寸不足以穿过筛选筒上的狭缝或孔的杂质沿搅动腔7向下流动,并从弃料口10排出。
此外,转子6位于搅动腔7中。转子6吊挂于主轴11的上部,并且在其圆周方向具有多个等距设置的叶片20。叶片20距筛选筒1之内侧圆周面一定的距离(2.5-8毫米)。主轴11由轴承支承以便于自由转动,并且由电机13通过安装于其下端部的V型皮带轮(未示出)带动而转动。如果转子6转动,并因而带动叶片20在环形搅动腔7中旋转,则位于搅动腔7中的纸浆悬浮液被搅动。纸浆中的杂质被分离,同时缠结的纤维被解开。因此,筛选筒1上的狭缝或孔的阻塞被抑制。
图30示出了叶片20如何防止筛选筒1上的狭缝或孔被阻塞。如图30A所示,叶片20沿筛选筒1的表面高速旋转(10-30米/秒),并且距圆筒1表面一定的距离。当叶片20旋转时,叶片20和筛选筒1之间产生如图30B所示的负压。该负压产生的吸力使得溶液反向流入搅动腔7,因此阻塞筛选筒1表面上的孔100的缠结的纤维或杂质被清除。在叶片20通过之后,纸浆悬浮液将再次由搅动腔7流入排出腔14,同时筛选筒1上的孔100将被缠结的纤维和杂质阻塞。然而,再次阻塞孔100的缠结的纤维等物质被下一次叶片20通过时产生的负压清除。在传统的筛浆装置中,上述操作的重复运行可以防止筛选筒1上孔的阻塞。
图31示出了筛选筒1上孔100结构的剖视图。孔100为环形,并且盘形的斜切面101同轴形成于孔100的入口(在搅动腔7的一侧)。当叶片20越过筛选筒1表面上的斜切面101时,如图31箭头S所示,紊流(turbulence)(分离涡流(vortex))于孔100的入口处形成,同时孔100的阻塞被紊流S抑制。
此外,还有横截面如图32和33所示的筛选器板1。在图32中,梯形凹槽111在筛选器板1的轴向形成(垂直于纸平面),并且在凹槽111的底部形成多个孔110。在图33中,轴向的波形形成于筛选筒1的圆周面,同时多个孔120沿轴向形成于波形的倾斜部分121。在如图32和33所示的任一横截面中,由叶片20引起的回转流动(revolution flow)在孔的入口处产生紊流S,因而防止了孔的阻塞。
下面将参照附图34和35对具有双筛选筒(内部和外部筛选筒)的筛浆装置的结构进行描述。图34示出了具有内部和外部两个筛选筒的传统筛浆装置的剖视图,图35示出了沿图34线E-E的剖面图。需注意的是,与上述传统的具有单个筛选筒的筛浆装置中相同的部件采用相同的附图标记。
如图34及35所示,纸浆悬浮液沿切线方向流过筒形容器17的入口2并且在环形流动通道4中环流。当纸浆悬浮液在环形流动通道4中环流时,诸如砂子一类的重的杂质通过位于流动通道4切线方向的捕集器5排出,同时剩余的纸浆悬浮液由流动通道4流入内部壳体3的内侧。
圆筒形筛选筒1a和1b位于内壳体3的内侧。这些筛选筒1a和1b将内壳体3的内部分割成搅动腔7以及排出腔14a和14b。流动通道4中流动的纸浆悬浮液首先流进由筛选筒1a和1b形成的环形搅动腔7。当纸浆悬浮液沿搅动腔7向下流动时,部分纸浆悬浮液穿过内部筛选筒1b并且在内部排出腔14b中得以过滤和筛选。剩余的纸浆穿过外部筛选筒1a并且在外部排出腔14a中得以过滤和筛选。另一方面,本身尺寸不足以通过筛选筒1a和1b的杂质沿搅动腔7向下流动并且由弃料口10排出。
另外,在搅动腔7中,多个叶片20a相对于外部筛选筒1a放置,同时多个叶片20b相对于内部筛选筒1b放置。叶片20a和20b与吊挂在一主轴11上部的转子6固定连接。外部叶片20a在圆周方向等距设置,并且与外部筛选筒1a保持一定的距离(2.5-8毫米)。同样地,内部叶片20b在圆周方向等距设置,并且与内部筛选筒1b保持一定的距离(2.5-8毫米)。主轴11由轴承可自由转动地支承,并且由电机(未示出)通过安装于主轴下端部的V型皮带轮18驱动而转动。如果转子6转动,则叶片20a和20b在环形搅动腔7中旋转,因而搅动腔7中的纸浆悬浮液被搅动。纸浆中的杂质被分离,同时缠结的纤维被解开。因此,筛选筒1a、1b中狭缝或孔的阻塞被抑制。
然而上述筛浆装置具有下列问题:
首先,由于附图28及29所示的传统筛浆装置仅具有单一的筛选筒1,因此该筛浆装置的处理能力受到限制。此外,传统叶片20的结构使得接近叶片20表面的纸浆的回转流动变快,而远离叶片20表面的纸浆的回转流动变慢。因此,筛选筒1表面的清理效率比较低,同时该筛浆装置还具有纸浆的通过量将减少的问题。再者,远离筛选筒1表面的叶片20的表面因摩擦所要求的动力被白白消耗掉了,因为所消耗的动力对筛选筒1表面的清理没有贡献。
在由图34和35所示的传统筛浆装置中,由于内部筛选筒和外部筛选筒1a、1b直径的差异,由叶片20a和20b的回转而在内部筛选筒1b引起的纸浆的回转流动速度低于在外部筛选筒1a引起的纸浆的回转流动速度。此外,离心力的差异使得作用于内部筛选筒1b的压力低于作用于外部筛选筒1a的压力。因此,外部筛选筒1a穿过纸浆的趋势要超出外部筛选筒1a有效使用面积,而内部筛选筒1b穿过纸浆的趋势要少于内部筛选筒1b有效使用面积。
正因为此,当被处理的纸浆量明显减少时,外部筛选筒1a将使得纸浆由此通过,但是由于纸浆向回流动,内部筛选筒1b存在易于堵塞的问题。相反,当被处理的纸浆量增多时,内部筛选筒1b将使得纸浆由此正常地穿过,而外部筛选筒1a将产生通过阻力增大的问题,并且有可能被阻塞。
此外,由于回转流动穿过内部叶片20b和外部叶片20a之间,因此搅动腔7内纸浆回转流动的速度只是在内部和外部叶片20b、20a附近变大,而在远离内部和外部叶片20b、20a处变小。正因为此,筛选筒1a及1b表面的清理效率低,并存在穿过的纸浆量减少的问题。再者,由于纸浆的搅动不足,优质的纸浆未经筛选筒1a及1b处理就由弃料口10排出,同时还存在筛选效率降低的问题。
此外,如上所述,在传统筛浆装置中,被传送的纸浆量受到筛选筒1上孔的阻塞的限制。筛选筒1上孔的阻塞是由形成于筛选筒1上的孔的结构造成的。
更具体地说,由叶片20的旋转而造成的回转流动在孔的入口处产生的紊流S(参见附图31至33)具有防止孔被阻塞的作用。但是紊流S的强度受到孔前边缘(位于回转流动的上游侧)结构的影响。此外,清除缠结纤维以及移走杂质的难易受到孔后边缘(位于回转流动的下游侧)结构的影响。
在如图31所示的结构中,紊流S在上游侧产生于由盘形斜切面101形成的孔100的倾斜面,但是由于倾斜面平缓,产生的涡流S是微弱的。因而紊流S不易于达到孔100的前边缘102或后边缘103。因此紊流S防止孔阻塞的效果很差。此外,由于盘形斜切面101与孔100同轴形成,所以需要空间以形成盘形斜切面,因而每单位面积内孔的数量受到限制。因此通过增加孔100的数量来增大被传送的纸浆量受到限制。
此外,在如图32所示的结构中,由于梯形凹槽111的垂直部分位于纸浆流动的上游侧,因此产生的紊流S的强度大。但是,由于孔110的前边缘112位于接近梯形凹槽111之垂直部分的凹槽底部,因此产生的涡流S不太可能达到孔110的前边缘112,因而防止孔110阻塞的效果很差。同样地,由于孔110的后边缘113位于凹槽底部,并且远离倾斜部分114,因此分离留置在孔100内的诸如缠结的纤维一类的物质是不容易的。除此以外,由于孔110只能位于梯形凹槽111的底部,因此每单位面积内孔的数量同样受到限制。
此外,在如图33所示的结构中,紊流S产生于在筛选筒1的表面上形成的波形的波峰处。但是,孔120的前边缘122远离波形的波峰,并且前、后边缘122、123位于波形的倾斜部分。因此,紊流S不大可能达到前、后边缘122、123,因而紊流S防止孔阻塞的效果较差。此外,由于后边缘123具有锐角,因此分离卡在边缘处的纸浆团是不容易的。再者,由于孔120只能位于波形的倾斜部分121,因此每单位面积内孔的数量受到限制。
如上所述,在如图31至图33所示的任一孔结构中,紊流S防止孔阻塞的作用不尽人意。因此,为了防止孔阻塞,通过叶片20的高速旋转而使得紊流S的强度增大是必要的,但是叶片20旋转所需的动力与旋转速度的三次幂成比例的增大,因此每单位消耗的动力所通过的纸浆量相应地减少。
本发明意于克服现有技术中发现的问题。相应地,本发明的主要目的是提供一种筛浆装置,该装置能够通过防止筛选筒的阻塞而以小功率筛选大量的纸浆。
为了实现这一目的以及按照本发明的一重要方面,本发明提供了一种筛选装置,该装置包括:
一对内部和外部筛选筒;和
一个或多个叶片,该叶片在由内部和外部筛选筒形成的搅动腔中旋转,并且与每一内部和外部筛选筒保持一预定的小的间隔。
搅动腔实际上能够被叶片在圆周方向分割,该叶片在由内部和外部筛选筒形成的搅动腔中旋转,并且与每一内部和外部筛选筒保持一预定的小的间隔。通过这种布置,随着纸浆回转速度的增大,搅动腔的内部压力变大。因此,杂质以及纸浆团的分离以及搅动被加速,同时筛选筒的阻塞被抑制,而且被传送的纸浆量增加。此外,通过内部和外部筛选筒共用叶片,内部和外部筛选筒的距离能够被缩短。因此,由内部和外部筛选筒的直径差引起的两者之间的纸浆速度差以及由离心力引起的压力差与现有技术相比变小。特别地,因内部筛选筒的阻塞而造成的被传送的纸浆量的减少可以被防止。因此,即使当叶片的旋转速度相当小时,筛选筒也不可能被阻塞,同时通过这种布置可以实现以小功率筛选大量纸浆的效果。
在本发明的第一优选形式中,叶片旋转方向的前部具有向内部和外部筛选筒的圆周面沿径向延伸的壁面。通过这种布置,壁面使得纸浆回转流动的方向从圆周方向转换成径向。纸浆的径向流动使有效地分割搅动腔成为可能。
在本发明的第二优选形式中,壁面与纸浆回转流动的方向成直角或锐角。通过这种布置,纸浆回转流动能够垂直地到达内部和外部筛选筒的圆周表面,同时该布置使得更加有效地分割搅动腔成为可能。
在本发明的第三优选形式中,叶片横截面的形成使得叶片横截面和每个内部和外部筛选筒的间隔从壁面处向叶片旋转方向逐渐变宽。通过这种结构,搅动腔内的压力在叶片后部一侧变成负的。因此,纸浆悬浮液向回由内部和外部筛选筒的外侧流入搅动腔。因而,卡在筛选筒上的诸如纸浆团一类的物质被移开。此外,搅动腔中纸浆的浓度被稀释,并且实现了使未穿过筛选筒的高浓度纸浆的重新通过变得容易的效果。
在本发明的第四优选形式中,叶片的横截面为楔形,该楔形在一锐角处由旋转方向的头端向最接近内部和外部筛选筒的两个邻近部分延伸。通过叶片的这种形状,叶片头端的位置能够通过调节叶片的倾斜角度而调节,并且该形状使得向内部和外部筛选筒均等地供给纸浆成为可能。
在本发明的第五优选形式中,叶片头端至两个最邻近部分的距离被设置成是两个最邻近部分之间距离的二至五倍。通过这种布置,筛选筒的筛选效率不会降低,而且筛选筒每单位处理能力所用的操作功率不会增大。因此内部和外部筛选筒的阻塞被抑制,因而确保以小功率传送大量的纸浆成为可能。
在本发明的第六优选形式中,上述的叶片头端位于内部和外部筛选筒之间的中央位置,或者位于离开该位置而偏向外部筛选筒的位置。通过这种布置,处理纸浆的负荷能够在内部和外部筛选筒之间得以平衡。
在本发明的第七优选形式中,叶片横截面的形成使得叶片横截面和每个内部和外部筛选筒的间隔从两个最近部分向叶片旋转方向逐渐变宽。通过这种结构,搅动腔内的压力在叶片的后部一侧变为负值。因此,纸浆悬浮液向回由内部和外部筛选筒的外侧流入搅动腔。因而,卡在筛选筒内的诸如纸浆团一类的物质被移开。此外,搅动腔内纸浆的浓度被稀释,并且实现了使未穿过筛选筒的高浓度纸浆的重新通过变得容易的效果。
在本发明的第八优选形式中,上述多个叶片中的相邻叶片通过分割壁相连。这种结构进一步将搅动腔分割成两部分。因此,由离心力造成的纸浆从搅动腔的内侧向外侧的流动能够被阻止,并且使得在内部筛选筒中被传送的纸浆量的增多成为可能。
在本发明的第九优选形式中,在内部排出管路和外部排出管路交汇处,内部排出管路的横截面被设置成大于外部排出管路的横截面,纸浆穿过内部筛选筒并且在内部排出管路流动,同时穿过外部筛选筒并且在外部排出管路流动。通过这种设置,来自内部排出管路的纸浆流动变得令人满意,并且被处理的纸浆量因而增多。
为了实现上述目的以及按照本发明的另一重要方面,本发明提供了一种筛浆装置,该装置包括:
筛选筒;和
一个或多个叶片,所述叶片在由筛选筒内侧或外侧形成的搅动腔中旋转,并且与筛选筒保持一预定的小的间隔;
其中,叶片旋转方向的前部具有沿径向向筛选筒之圆周面延伸的壁面,并且叶片的形成使得叶片和筛选筒之间的距离从壁面处向旋转方向后端逐渐变宽。
在这种结构中,通过使得搅动腔中在壁面前后的压力差的变大,筛选筒的阻塞能够被阻止,并且可以实现以小功率筛选大量纸浆的效果。
为了实现上述目的并且根据本发明的又一重要方面,本发明提供了一种筛浆装置,该装置包括:
具有多个过滤孔的筛选筒;
一个或多个叶片,所述叶片在形成于筛选筒的内侧或外侧的搅动腔中旋转,并且与筛选筒保持一预定的小的间隔;
其中,在筛选筒的面对搅动腔的圆周表面上具有多个锥形凹部(conicalhollow),同时过滤孔沿与叶片旋转方向相反的方向偏离锥形凹部的中心而形成。
通过这种结构,纸浆的回转流动在过滤孔的入口处产生强有力的紊流S,同时纸浆的搅动程度令人满意。此外,纸浆团以及杂质不会堵住过滤孔,并且过滤孔的阻塞被抑制。因此,该结构可以实现通过小功率来筛选大量纸浆的效果。
图1是按照本发明第一实施例所述筛浆装置的局部剖视平面图;
图2是沿图1箭头A方向的局部剖视侧面图;
图3示出了按照本发明第一实施例之筛浆装置中的转子结构的透视图;
图4是示出了按照本发明第一实施例之筛浆装置中的叶片结构的剖视图;
图5A是解释按照第一实施例所述筛浆装置之操作效果的示意图,其中示出了内部和外部筛选筒以及叶片之间的位置关系;
图5B是在图5A所示的位置关系中,作用于筛选筒上的压力分布示意图;
图6是按照本发明第一实施例所述筛浆装置之叶片的第一种变形的剖视图;
图7是按照本发明第一实施例所述筛浆装置之叶片的第二种变形的剖视图;
图8是按照本发明第一实施例所述筛浆装置之叶片的第三种变形的剖视图;
图9是按照本发明第一实施例所述筛浆装置之转子的一种变形的透视图;
图10是按照本发明第一实施例所述筛浆装置之叶片的第四种变形的剖视图,在该图中示出了内部和外部筛选筒以及叶片之间的位置关系;
图11是与图10所示共用叶片结构相对应的一转子结构的透视图;
图12是按照本发明第二实施例所述的筛浆装置的剖视图;
图13是大致沿图12线B-B截取的剖面图;
图14是按照本发明第二实施例所述筛浆装置中的转子结构的透视图;
图15是按照本发明第二实施例所述筛浆装置中的叶片结构的剖面图;
图16A是解释按照本发明第二实施例所述筛浆装置之操作效果的示意图,在该图中示出了内部、外部筛选筒以及叶片之间的位置关系;
图16B是在图16A所示的位置关系中,作用于外部筛选筒上的压力分布示意图;
图16C是在图16A所示的位置关系中,作用于内部筛选筒上的压力分布示意图;
图17是解释按照本发明第二实施例所述筛浆装置之操作性能的示意图,在该图中作为比较物的传统叶片的结构也被示出;
图18是按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片的第一种变形的剖视图;
图19是按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片的第二种变形的剖视图;
图20是按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片的第三种变形的剖视图;
图21是按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片的第四种变形的剖视图;
图22是按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片的第五种变形的剖视图;
图23是按照本发明第三实施例所述筛浆装置之筛选筒结构的平面图;
图24是沿图23线C-C截取的剖面图;
图25是按照本发明第三实施例所述筛浆装置之锥形凹部和圆孔之间位置关系的第一种变形的示意图;
图26是按照本发明第三实施例所述筛浆装置之锥形凹部和圆孔之间位置关系的第二种变形的示意图;
图27是按照本发明第三实施例所述筛浆装置之锥形凹部和圆孔之间位置关系的第三种变形的示意图;
图28是传统筛浆装置之局部剖视平面图;
图29是沿图28箭头D所示方向的局部剖视侧面图;
图30A是解释传统筛浆装置之操作效果的示意图,在该图中筛选筒和叶片之间的位置关系也被示出;
图30B是在图30A所示的位置关系中,作用于筛选筒上的压力分布示意图;
图31是传统筛浆装置之筛选筒上孔的结构的剖视图;
图32是传统筛浆装置之筛选筒上孔的第一种变形的剖视图;
图33是传统筛浆装置之筛选筒上孔的第二种变形的剖视图;
图34是另一传统筛浆装置的剖视图;
图35是沿图34线E-E剖视图。
需要说明的是,在附图中,附图标记1a表示外部筛选筒;附图标记1b表示内部筛选筒;附图标记4表示流动通道;附图标记7表示搅动腔;附图标记12表示共用叶片;附图标记15表示内部排出管路;附图标记16表示外部排出管路;附图标记14a表示外部排出腔;附图标记14b表示内部排出腔;附图标记6表示转子;附图标记30表示连接环;附图标记201表示前壁面;附图标记202表示偏转壁面;附图标记203表示锐边;附图标记204表示后曲面;附图标记205表示头端;附图标记206表示后端;附图标记100表示孔;附图标记21表示分配叶片;附图标记401表示前边缘;附图标记402表示内分配壁面;附图标记403表示外分配壁面;附图标记404表示内边缘;附图标记405表示外边缘;附图标记406表示内吸入壁面;附图标记407表示外吸入壁面;附图标记408表示后边缘;附图标记50表示孔;附图标记51表示锥形凹部;附图标记52表示前边缘;附图标记53表示后边缘;附图标记54表示倾斜部分;附图标记S表示紊流;
下面将参照附图对本发明的实施例子以描述。
图1至图5示出了按照本发明第一实施例构造的筛浆装置。下面将参照附图1至5对该筛浆装置进行描述。图1是按照本发明第一实施例所述筛浆装置的局部剖视平面图。图2是沿图1箭头A方向的局部剖视侧面图。图3是该筛浆装置中转子结构的透视图。图4是按照第一实施例所述筛浆装置之共用叶片的结构的剖视图。图5是解释该筛浆装置之操作效果的示意图。需要注意的是,与上述传统筛浆装置相同的部件采用相同的附图标记。
如附图1及2所示,筛浆装置具有两个直径不同的筛选筒1a,1b。搅动腔7在筛选筒1a和1b之间形成。外部排出腔14a在外部筛选筒1a的外侧形成,同时内部排出腔14b在内部筛选筒1b的内侧形成。
由泵(未示出)提供的纸浆悬浮液首先沿切线方向流过圆筒形容器17的进入口2,并且在由内壳体3和容器17之内壁形成的环形流动通道4中环流。当纸浆悬浮液在流动通道4中环流时,诸如砂子一类的重的杂质通过沿切线方向、与进入口2相对设置的捕集器5排出该筛浆装置。剩余的纸浆由流动通道4流入搅动腔7。
筛选筒1a及1b的圆周面上具有多个宽度为0.15-0.5毫米的狭缝或者直径为0.2-4.8毫米的孔。正因为此,当纸浆悬浮液沿搅动腔7向下流动时,部分纸浆穿过内部筛选筒1b并且在内部排出腔14b中被过滤并分选,同时剩余的纸浆穿过外部筛选筒1a并且在外部排出腔14a中被过滤并分选。另一方面,尺寸不足以通过筛选筒1a和1b的杂质继续沿搅动腔向下流动,并且经过弃料接收器25由弃料口10排出。
在筛浆装置中,内部排出腔14b和外部排出腔14a被完全地分割,同时来自搅动腔7且在外部排出腔14a中被分选的纸浆悬浮液流过外部排出管路16并且由出口9排出。另一方面,在内部排出腔14b中被分选的纸浆悬浮液流过位于外部排出管路16中的内部排出管路15,并且与从外部排出腔14a流入排出管路16的纸浆悬浮液会合,进而由出口9排出。需要注意的是,在外部排出管路16与内部排出管路15的交汇处,内部排出管路15出口的横截面的尺寸被设置成等于或大于外部排出管路16横截面的尺寸。同时为了防止纸浆积留,内部排出腔14b的底表面,外部排出腔14a的底表面以及弃料接收器25的底平面向下朝出口9及10倾斜。
圆筒形的转子6吊挂在主轴11的上部并且位于搅动腔7中。如图3所示,转子6的圆周面上具有多个叶片12(由于在第一实施例中每个叶片在内部和外部筛选筒上共同起作用,因此在下面称之为共用叶片)。共用叶片12在其下端通过连接环30相互连接,并且沿转子6的圆周方向等距设置。如图1及图2所示,每一共用叶片12位于搅动腔7中,与外部筛选筒1a的内圆周面保持一预定的间隔(最好2至6毫米)且与内部筛选筒1b的外圆周面保持一预定的间隔。通过这种布置,按照第一实施例所述的筛浆装置中的搅动腔7实际上被共用叶片12在圆周方向分割。
下面将对共用叶片12的结构进行描述。如图4所示,第一实施例之筛浆装置中的共用叶片12具有头端面201和偏转壁面202(reflection wall)。头端面201从头端205沿与叶片旋转方向相反的方向延伸,同时偏转壁面202与头端面201续连,且沿转子6的径向延伸(垂直于叶片回转方向)。偏转壁面202与一对从后端206沿叶片旋转方向延伸的后曲面204连接,并且连接部形成了锐角边203。
对于上述的叶片结构,在搅动腔7中,共用叶片12和筛选筒1a或1b的间隔从头端205向后逐渐变窄,然后在偏转壁面202处突然变得更窄,且在锐角边203处变成最窄。在第一实施例所述的筛浆装置中,锐边203和筛选筒1a或1b之间的间隔被设置成上述的预定间隔(最好是2至6毫米)。并且叶片和筛选筒的间隔在从锐边203到后端206处逐渐变宽(参见附图5A)。需要注意的是,偏转壁面202最好是凹入的,偏转壁面202的偏转角(该角度由附图5A的θ表示,是由叶片旋转方向和偏转壁面202延伸方向两者形成的)最好是90°或稍小一点。
下面将对如上所述构造的第一实施例之筛浆装置的操作进行描述。
由上游侧泵(未示出)提供的纸浆悬浮液首先沿切线方向流过容器17的进入口2,并且在流动通道4中环流。当纸浆悬浮液在流动通道4中环流时,纸浆悬浮液中诸如砂子一类的重的杂质通过沿切线方向、与进入口2相对设置的捕集器5排出该筛浆装置,剩余的纸浆则流入由内壳体3内侧的筛选筒1a及1b形成的搅动腔7。
如附图5A所示,如果共用叶片12在环形搅动腔7中沿该搅动腔7旋转,则搅动腔7中的纸浆相对于共用叶片12以与共用叶片之旋转方向相反的方向流动。但是,由于共用叶片12具有沿径向延伸的偏转壁面202,因此纸浆沿圆周方向的流动碰击到偏转壁面202,并且因而转变成径向流动。因此,纸浆向筛选筒1a或1b和共用叶片12之间空间的流动受到抑制。这就是说,靠近偏转壁面202的径向流动实际上将搅动腔7中筛选筒1a或1b和共用叶片12之间的空间分隔开。
因而,靠近偏转壁面202的纸浆径向流动实际上将搅动腔7沿圆周方向分割成多个部分。因此,被分隔成多个部分的搅动腔7中的纸浆被叶片12推动,并且以与共用叶片12大致相同的速度沿圆周方向旋转。由于偏转壁面202造成纸浆向筛选筒1a或1b表面的径向流动,如附图5B所示,搅动腔7中从头端205到锐边203处的内部压力大大地增大。纸浆回转速度的增加以及内部压力的增大加速了在筛选筒1a,1b表面上的孔100之斜切部分处(参见附图31至33)的杂质以及纸浆团的分离以及搅动。
需要注意的是,由于内部和外部筛选筒的直径不同,搅动腔7中纸浆的回转速度在外部筛选筒1a的表面和内部筛选筒1b的表面之间存在着一差值。但是,在第一实施例所述的筛浆装置中,筛选筒1a和1b之间的距离大致等于单一共用叶片12的厚度,而且与具有两个筛选筒的传统筛浆装置相比较窄(参见附图34和35)。因此,与传统筛浆装置相比,内部和外部筛选筒之间的纸浆速度差较小,并且与传统筛浆装置相比,由离心力造成的压力差也较小。
另一方面,在共用叶片12的后部侧(锐边203的后方),纸浆经由筛选筒1a或1b表面和锐边203之间的空间向筛选筒1a或1b的流动被抑制。此外,筛选筒1a或1b表面和后曲面204之间的间隔逐渐变宽,因此如附图5B所示,搅动腔7中的内部压力产生了大的负压,该负压使得纸浆悬浮液由排出腔14a,14b向回流入搅动腔7。通过纸浆悬浮液的这种回流,堵住筛选筒1a,1b上孔100的诸如纸浆团一类的物质被移开,而且搅动腔7中纸浆的浓度被稀释。
经由搅动腔7穿过外部筛选筒1a、并且在外部排出腔14a中被分选的纸浆悬浮液由外部排出管路16排出。同时,经由搅动腔7穿过内部筛选筒1b、并且在内部排出腔14b中被分选的纸浆悬浮液通过内部排出管路15由出口9排出。当这种状况发生时,由于在外部排出管路16与内部排出管路15的交汇处,内部排出管路15出口的横截面的尺寸被设置成等于或大于外部排出管路16横截面的尺寸,所以来自内部排出腔14b的纸浆流的静态压力分量增大,相反,来自外部排出腔14a的纸浆流的静态压力分量减小。
通过上面所述可以看出按照本发明第一实施例所述的筛浆装置具有以下的优点:
首先,在该筛浆装置中,单一的共用叶片12被内部和外部筛选筒1a,1b共同使用,因而筛选筒之间的距离能够得以减小。因此,与传统筛浆装置相比,由内部和外部筛选筒直径的不同而造成的筛选筒1a,1b之间的纸浆的速度差以及由离心力造成的压力差变小。从而内部筛选筒1b上的孔不大可能被阻塞,同时被传送的纸浆量的减少被抑制。
此外,由于共用叶片12具有偏转壁面202,因此靠近偏转壁面202的纸浆的径向流动实际上将搅动腔7分隔成多个部分。这使得纸浆的回转速度增大,而且搅动腔7中的内部压力增大。因此,在筛选筒1a和1b上的孔100之斜切部分处,杂质以及纸浆团的分离及搅动被加速,孔100的阻塞被抑制而且通过的纸浆量增大。
此外,靠近偏转壁面202的纸浆的径向流动阻止了纸浆在筛选筒1a或1b表面和锐边203之间流过。锐边203后方后曲面204的形成使得搅动腔7中的内部压力在共用叶片12的后部一侧是负值。因此,纸浆悬浮液由排出腔14a和14b回流入搅动腔7。因而堵在筛选筒1a,1b上孔100中的诸如纸浆团一类的物质被移开,搅动腔7中纸浆的浓度被稀释,并且未通过筛选筒1a,1b的高浓度纸浆的重新通过变得容易。
这就是说,按照第一实施例所述的筛浆装置能够有效地利用共用叶片12的操作面以及内部和外部筛选筒1a,1b的表面,因此该装置在防止筛选筒1a,1b上孔的阻塞的同时,可实现以小的功率在相对低的旋转速度下筛选并处理大量纸浆。
除此以外,由于在外部排出管路16与内部排出管路15的交汇处,内部排出管路15出口的横截面的尺寸被设置成等于或大于外部排出管路16横截面的尺寸,所以来自内部排出腔14b的纸浆流的静态压力分量增大,相反,来自外部排出腔14a的纸浆流的静态压力分量减小。因此,来自内部排出腔14b、与外部排出腔14a相比不易流动的纸浆的流动变得令人满意。正因为此,该装置具有增加被传送的纸浆量的优点。
再者,在传统的筛浆装置中,叶片的头端部分是圆形的,并且头端部分和筛选筒之间的距离逐渐减小,相应地,杂质易于堵住逐渐减小的空间,并且很难移开。但是,在第一实施例所述的筛浆装置中,在共用叶片12上形成有偏转壁面202,因而不但有如同传统筛浆装置中楔形的作用,还具有共用叶片12和筛选筒1a或1b之间的空间不会被杂质堵住的优点。
需要注意的是,第一实施例所述筛浆装置中共用叶片12的结构不局限于图4所示的形式。径向厚度,周向宽度,轴向长度,轴向分隔的数量,轴向倾斜角,头端面的结构,偏转壁面以及后曲面等等可以随着纸浆类型,纸浆浓度,筛选筒孔径,转子速度等等而改变。例如,只要共用叶片12至少具有偏转壁面以及从偏转壁面的边缘向叶片后端延伸的后曲面,则这种叶片的结构也将是令人满意的。因而,头端面201可以是如图6所示的平直形。又如图7所示,头端面201可以是半圆形,其中头端205作为顶点。再如图8所示,头端面可以被省略,并且叶片能够形成有凹入(或平的)的偏转壁面302以及一对从锐边缘203向一后端206延伸的后曲面204。
同样地,转子6的结构不局限于图3所示的形式。例如,如图9所示,转子可以被沿径向分成两部分,而且上部共用叶片和下部共用叶片可以通过两个连接环30相连,而且还可以设置上部共用叶片和下部共用叶片,从而使得两者具有相移。如第一实施例所示的情况,按照图9所示的结构,共用叶片12实际上能够将搅动腔7在圆周方向上分隔成多个部分,而且共用叶片12的机械强度加强,因此由离心力造成的共用叶片12的变形可以被防止。
另外,如附图10和11所示,共用叶片12可以通过分隔壁301而相互连接,而且搅动腔7可以被分成内部搅动腔7a和外部搅动腔7b。如果以这种方式构造该装置,由离心力造成的搅动腔7中纸浆的径向流动(从内部筛选筒向外部筛选筒的流动)能够被分隔壁301阻止。因此,该装置使得进一步增加穿过内部筛选筒1a的纸浆量成为可能。
此外,本发明之筛浆装置中的共用叶片12的结构不限于使用在如第一实施例所示的具有两个筛选筒的筛浆装置。例如,如附图28所示,这种叶片也适用于在搅动腔的内侧或外侧具有单一筛选筒的装置。在这种情况下,只要叶片与筛选筒相对的部分具有至少一个偏转壁面以及从偏转壁面的边缘向叶片后端延伸的一个后曲面,则这种叶片的结构也将是令人满意的。即使在这种情况中,与在搅动腔的内侧或外侧具有单一筛选筒的传统装置(参见附图28)相比,筛选筒上孔的阻塞也能够得以减少,而且该装置使得筛选并处理大量的纸浆成为可能。
下面将参照附图12至17对按照本发明第二实施例的筛浆装置进行描述。图12是按照本发明第二实施例的筛浆装置的剖视图。图13是沿图12线B-B的剖面图。图14是按照本发明第二实施例所述筛浆装置中的转子结构的透视图。图15是按照本发明第二实施例所述筛浆装置中的叶片结构的剖面图。图16用于解释按照本发明第二实施例所述筛浆装置之操作效果。图17用于解释按照本发明第二实施例所述筛浆装置之叶片结构的操作性能。需要注意的是,与上述传统筛浆装置或按照第一实施例所述的筛浆装置中相同的部件采用相同的附图标记。
正如第一实施例所述的情况,如附图12及13所示,按照第二实施例的筛浆装置具有两个直径不同的筛选筒1a,1b。搅动腔7在筛选筒1a和1b之间形成。外部排出腔14a在外部筛选筒1a的外侧形成,同时内部排出腔14b在内部筛选筒1b的内侧形成。外部排出腔14a通过底部与内部排出腔14b流体相通。
沿切线方向流过圆筒形容器17之进入口2的纸浆悬浮液在环形流动通道4中环流。当纸浆悬浮液在流动通道4中环流时,诸如砂子一类的重的杂质由捕集器5排出筛浆装置,同时剩余的纸浆由流动通道4流入上述的搅动腔7。形成搅动腔7的筛选筒1a,1b的圆周面上具有多个宽度为0.15-0.5毫米的狭缝或直径为0.2-4.8毫米的孔,当纸浆沿搅动腔7向下流动时,纸浆穿过内部和外部筛选筒1a,1b,并且在排出腔14a,14b中得以过滤和分类,继而由出口9排出。另一方面,其尺寸不足以通过筛选筒1a和1b的杂质沿搅动腔7向下流动并且由弃料口10排出。
柱形转子6从主轴11的上部吊挂下来,并且位于搅动腔7中。如附图14所示,转子6的圆周面上具有多个叶片21(因为在第二实施例中叶片的作用是将纸浆恰当地分配给内部和外部筛选筒,因此在下文称作分配叶片)。分配叶片21的下端通过连接环30相互连接,而且叶片沿转子6的圆周方向等距设置。如附图12及13所示,每一分配叶片21位于搅动腔7中,与外部筛选筒1a的内圆周面保持一预定的间隔(最好2至6毫米)且与内部筛选筒1b的外圆周面保持一定的间隔。通过这种布置,搅动腔7实际上被分配叶片12在圆周方向分隔成多个部分。
如附图15所示,按照第二实施例所述的筛浆装置中的分配叶片21为楔形,并且由四个平直面形成,即内分配壁面402,外分配壁面403,内吸入壁面406以及外吸入壁面407。锐角前边缘401在内分配壁面402和外分配壁面403的相交处形成。同样地,锐角后边缘408在内吸入壁面406和外吸入壁面407的相交处形成。钝角内边缘404在内分配壁面402和内吸入壁面406的相交处形成。同样,钝角外边缘405在外分配壁面403和外吸入壁面407的相交处形成。当内边缘404和外边缘405之间的距离(即分配叶片21的厚度)认定为“d”时,则从前边缘401到内边缘404和外边缘405连线的距离(即以分配叶片的厚度作为基底、以前边缘401作为顶点的楔形的高度)被设置成等于2d-5d。
如附图12或16A所示,分配叶片21在搅动腔7中的放置使得内边缘404和内部筛选筒1b之间的间距以及外边缘405和外部筛选筒1a之间的间距变得最窄。在第二实施例所述的筛浆装置中,内边缘404和内部筛选筒1b之间的间距以及外边缘405和外部筛选筒1a之间的间距均被设置成上述预定的间距(最好是2至6毫米)。此外,前边缘401被设置成位于搅动腔7的中心或者由搅动腔7的中心稍向外部筛选筒1a偏移。
下面将对如上所述构造的第二实施例之筛浆装置的操作进行描述。
由上游侧泵(未示出)提供的纸浆悬浮液首先沿切线方向流过容器17的进入口2,并且在流动通道4中环流。当纸浆悬浮液在流动通道4中环流时,纸浆悬浮液中诸如砂子一类的重的杂质通过捕集器5排出该筛浆装置,剩余的纸浆则流入由内壳体3内侧的筛选筒1a及1b形成的搅动腔7。
如附图16A所示,如果分配叶片21在环形搅动腔7中沿该搅动腔旋转,则搅动腔7中的纸浆沿与分配叶片之旋转相反的方向流动。在分配叶片21的前边缘401处,纸浆的回转流动被分成一沿径向的向内流动以及一沿径向的向外流动。向内分配的纸浆沿分配叶片21的内分配壁面402流动,并且进入内部筛选筒1b,同时向外分配的纸浆沿分配叶片21的外分配壁面403流动,并且进入外部筛选筒1a。
作用于纸浆悬浮液上的离心力产生的压力差有使得回转的纸浆流向外部筛选筒1a一侧的倾向。但是,在第二实施例所述的筛浆装置中,由于如上所述,纸浆的回转流动能够在前边缘401处被分成沿径向向内和向外的流动,所以通过调节前边缘401的位置,根据内部筛选筒1b上孔100与外部筛选筒1a上孔100的尺寸比,向内部和外部筛选筒1b,1a等量地分配纸浆成为可能。
能够以这种方式调节前边缘401之位置的原因是分配叶片21的形状是具有一锐角前边缘的楔形。如附图17所示,假设在传统的筛浆装置中(参见附图34),叶片20a或20b的最大厚度是“d”。在该传统的筛浆装置中,从叶片20a或20b的前端到其最大厚度处的距离大约是0.5d-1.5d,同时叶片前端部是圆形的,其曲率半径大约为0.5d(参见附图17)。由于叶片的这样一种结构,即使当传统叶片20a或20b的倾斜角α被调节时(参见附图17的双点虚线),叶片20a或20b前端的位置(相对于纸浆流动方向最前端的位置)也很难改变。这是因为传统叶片20a或20b的设置完全是为了搅动腔7中纸浆的搅动,以及在叶片的后部通过负压来防止筛选筒1a,1b的阻塞,同时倾斜角α的调节是为了改变叶片后部和筛选筒1a或1b之间的间距,以便于调节负压值的大小。
另一方面,在第二实施例所述的筛浆装置中,由于分配叶片21头端的形状是一锐角楔形,而不是圆形,所以通过调节倾斜角α,分配叶片21头端的位置,即前边缘401的位置可以被调整。因此,根据内部筛选筒1b上孔100与外部筛选筒1a上孔100的尺寸比、向内部和外部筛选筒1b,1a等量地分配纸浆成为可能。
当纸浆的回转流动穿过在内分配壁面402和内部筛选筒1b之间形成的逐渐减少的空间时,搅动腔7中前边缘401和内边缘404之间的内部压力逐渐增大。相似地,当纸浆的回转流动穿过在外分配壁面403和外部筛选筒1a之间形成的逐渐减少的空间时,搅动腔7中前边缘401和外边缘405之间的内部压力逐渐增大。当这种情况发生时,纸浆回转流动在前边缘401处根据上述的孔100的尺寸比均等地分配至外部筛选筒1a一侧以及内部筛选筒1b一侧。因此,如附图16B和16C所示,搅动腔7中的内部压力在内部筛选筒1b一侧以及外部筛选筒1a一例大致一样地增大,而与由离心力造成的压力差无关。
另一方面,在分配叶片21的后部一侧(内边缘404和外边缘405的后方),内吸入壁面406与内部筛选筒1b的间距以及外吸入壁面407与外部筛选筒1a的间距分别由内边缘404以及外边缘405处开始逐渐变宽。因此,如附图16B和16C所示,搅动腔7中的内部压力产生了大的负压,该负压使得纸浆悬浮液由排出腔14a,14b向回流入搅动腔7。通过纸浆悬浮液的向回流动,堵住筛选筒1a,1b上孔100的诸如纸浆团一类的物质被移开,而且搅动腔7内纸浆的浓度得以稀释。
通过上述的描述可以看出按照本发明第二实施例所述的筛浆装置具有以下的优点:
首先,正如第一实施例中所述,在筛浆装置中,单一的分配叶片21被内部和外部筛选筒1b,1a共用,从而使得筛选筒的间距能够减小。因此与传统筛浆装置相比,由内部和外部筛选筒1b,1a的直径差造成的内外筛选筒间的纸浆的速度差以及由离心力造成的压力差变小。因而内部筛选筒1a上的孔不易被阻塞,同时可避免被传送的纸浆量的减少。
此外,分配叶片21的前边缘401能够将纸浆的回转流动分成一沿径向向内的流动以及一沿径向向外的流动。因此,纸浆能够与离心力作用无关地、均等地提供给外部筛选筒1a和内部筛选筒1b。因而,当被传送的纸浆量过分减少时,由于纸浆在内部筛选筒1b处的回流而造成的阻塞可以被抑制。同时,当被传送的纸浆量增多时,由于纸浆在外部筛选筒1a处的通过阻力的增大而造成的阻塞能够被抑制。这就是说,处理纸浆所需的功率在内部筛选筒1b和外部筛选筒1a之间得以平衡,相应地,纸浆的流速范围并不象在传统筛浆装置中那样受到限制。
此外,搅动腔7实际上被多个分配叶片21分隔成多个部分,由此纸浆的回转速度大致与分配叶片21的回转速度大致相同。正因为此,搅动腔7中的纸浆的搅动被加速,而且大量的纸浆未经处理就向下流动并由弃料口10排出是不可能的,相应地,筛选效率提高。此外,纸浆回转速度的提高加速了在筛选筒1a和1b之孔100的斜切部分上的杂质以及纸浆团的分离及搅动。因此,孔100的阻塞被阻止,被传送的纸浆量增多。
除此以外,内吸入壁面406与内部筛选筒1b的间距以及外吸入壁面407与外部筛选筒1a的间距分别由内边缘404以及外边缘405处开始逐渐变宽。因此,在分配叶片21的后部,搅动腔7中的内部压力变成负值,该负压使得纸浆悬浮液由排出腔14a,14b向回流入搅动腔7。因而堵住筛选筒1a,1b上孔100的诸如纸浆团一类的物质被移开。此外搅动腔7内纸浆的浓度得以稀释,而且未通过筛选筒1a,1b的高浓度纸浆的重新通过变得容易。
这样一来,正如第一实施例所述,第二实施例所述的筛浆装置的优点是能够通过防止筛选筒1a和1b的阻塞而实现以小功率传送大量纸浆。
再者,第二实施例所述的筛浆装置还具有下列优点,由于分配叶片21之楔形的高度被设置成是楔形基底的2至5倍(即当内边缘404和外边缘405之间的距离设定为“d”时,则从前边缘401到内边缘404以及外边缘405连线的距离被设置成2d-5d。)
这就是说,当分配叶片21之楔形的高度小于楔形基底长度的两倍时,搅动腔7中纸浆的回转流动突然改变,而产生向筛选筒1a和1b表面的径向流动。这种径向的流动能够有效地分隔搅动腔7,但是杂质有可能随着纸浆的径向流动穿过狭缝或孔,因此筛选效率将被降低。
另一方面,当分配叶片21之楔形的高度大于楔形基底长度的五倍时,分配叶片21的摩擦阻力将增大,因而每单位处理能力所需的功率将增大。此外,搅动腔中设置有多个分配叶片21,但是如果叶片楔形的高度变大(即如果叶片宽度变宽),则相邻的分配叶片21将变得过于紧密。因此,纸浆有可能无法恰当的分配。
因而,分配叶片21之楔形的高度被设置成是楔形基底长度的二至五倍是合适的。由于第二实施例所述的筛浆装置被恰当地设置成上述的范围,所以筛选效率不会降低,且每单位处理能力所需的功率不会增大。因此,防止筛选筒1a,1b被阻塞以及确保以小功率传送大量的纸浆成为可能。
再者,对于传统筛浆装置的叶片而言,垂直于轴线方向的叶片横截面不是具有一固定曲率的曲面,而且在轴线方向需要是平直的。正因为此,存在制造成本增加的问题。但是,按照第二实施例所述筛浆装置的分配叶片21形成有四个平直表面,即内分配壁面402,外分配壁面403,内吸入壁面406以及外吸入壁面407。因此该装置具有加工容易且制造成本降低的优点。
需要注意的是,第二实施例所述筛浆装置中分配叶片21的结构不局限于图15所示的形式。在不脱离下面所述本发明权利要求范围的情况下,径向厚度,周向宽度,轴向长度,轴向倾斜角,叶片的数量以及内外分配壁面和内外吸入壁面的结构等等可以随着纸浆类型,纸浆浓度,筛选筒上孔的尺寸,转子速度等等而改变。
这就是说,如果分配叶片21形成有至少四个壁面,即内分配壁面,外分配壁面,内吸入壁面以及外吸入壁面,且其头端方向形成锐角楔形;并且当假设内边缘和外边缘之间的距离为“d”时,若从前边缘到内边缘和外边缘连线的距离被设置成是2d-5d,则分配叶片21的结构将是令人满意的。
因而,例如附图18所示,外分配壁面403和外吸入壁面407可以为凸面,而且内分配壁面402和内吸入壁面406可以为凹面。此外,如附图19所示,内分配壁面402和外分配壁面403可以为平直表面,而一外吸入壁面407和内吸入壁面406可分别是凸面和凹面。再者,如附图20-22所示,附图15,18及19所示的分配叶片21的前边缘401和后边缘408可以是圆形的。
需要注意的是,由于在该装置的操作范围以内,内部筛选筒1b以及外部筛选筒1a的间距能够设定为恒定值,而与圆筒直径无关,所以分配叶片21的厚度d可以是恒定值。但是在具有大曲率的小直径筛选筒被采用的情况下,则有对分配叶片21之楔形的高度限定小于5d的情况存在(即小于叶片厚度的五倍)。
下面将参照附图23及24对按照本发明第三实施例的筛浆装置进行描述。图23是按照本发明第三实施例所述筛浆装置之筛选筒的结构的平面图。图24是沿图23线C-C的剖面图。需要注意的是,与上述实施例中相同的部件采用相同的附图标记。
第一及第二实施例的特点在于叶片的结构,而按照第三实施例的筛浆装置的特点仅在于筛选筒的结构,尤其是孔的结构,同时剩余部件的结构与传统筛浆装置的结构相同(参见附图28和29,或附图34和35)。因此在第三实施例中,筛选筒的结构将被重点描述,而剩余部件的结构的描述将被省略。需要注意的是,在第三实施例中,将对以本发明应用于双筛选筒之外筛选筒1a的情况进行描述。
在按照第三实施例所述的筛浆装置中,如附图23和24所示,筛选筒1a的表面上交错状地镗有锥形凹部51。孔(圆孔)50由相应的锥形凹部51的中心向纸浆回转流动的上游侧偏移(即与叶片前进方向相反的方向)。圆孔50的前边缘52(位于纸浆回转流动的上游侧)位于锥形凹部51外圆周的外侧,后边缘53(位于纸浆回转流动的下游侧)位于锥形凹部51外圆周的内侧。通过这种布置,前边缘52基本上与筛选筒1a的表面垂直,而后边缘53具有一钝角,并且与锥形凹部51的倾斜面一同构成锥形凹部51的入口。圆孔50朝一排出腔14a加工而成(参见附图13),且形成轴向的壁面55,并且与朝排出腔14a的方向变宽的加宽通道56相连。
下面将对如上所述构造的第三实施例之筛浆装置的操作进行描述。
圆孔50的前边缘52基本上与筛选筒1a之表面垂直的形成。因此,当纸浆的回转流动发生时,一股强的紊流S形成于圆孔50的入口处,纸浆被充分的搅动。由于后边缘53形成有钝角,因此纸浆团以及杂质不会卡在后边缘53。此外,由于紊流S接近前边缘52,因此杂质可以被很容易地移开,并且圆孔50的堵塞可以被阻止。因而该装置具有以下的优点:即使当叶片以相对低的速度旋转时,孔的堵塞也能够被阻止,并且大量的纸浆能够在小功率的情况下得以筛选及处理。
此外,在第三实施例所述的筛浆装置中,圆孔50的中心沿与纸浆回转流动相反的方向偏离锥形凹部51的中心,因而产生紊流S的前边缘52也可作为孔的入口,并且倾斜部分54的尺寸得以保证。因此,孔间距(zigzag pitch)能够缩小,并且具有每单位面积的之圆孔50的数量能够增加的优点,因而被传送的纸浆量得以增多。
再者,锥形凹部51能够以最少量的加工形成所需的结构(例如:诸如钻孔一类的机械加工,或诸如激光加工一类的电子束加工)。因此,锥形凹部51在机械强度方面具有优势,同时具有筛选筒1a能够采用薄的平板的优点。
需要注意的是,第三实施例所述筛浆装置中筛选筒1a的结构不局限于附图23及24所示的结构,相反,只要至少圆孔50之前边缘52与筛选筒表面基本垂直地形成,且后边缘53具有一钝角、并与锥形凹部51的倾斜部分54一同构成孔的入口,则这种结构是令人满意的。因此,如附图25所示,锥形凹部51之外圆周可以和圆孔50之前边缘52相吻合。如附图26所示,锥形凹部51之外圆周的直径可以与圆孔50的直径相一致,而且圆孔50之后边缘53可以位于锥形凹部51的中心。再者,如附图27所示,圆孔51位于锥形凹部51之外圆周以内。但是在这种情况下,圆孔50之前边缘52基本上与筛选筒表面相垂直地形成,而且圆孔50的中心位置向纸浆回转流动的上游侧偏移。
此外,本发明之筛浆装置中筛选筒的结构并不局限于如上述第三实施例所述的具有两个筛选筒的装置。例如附图28所示,本发明也适用于在搅动腔的内侧或外侧具有单一筛选筒的装置。
尽管已通过上述三个实施例对本发明进行了描述,但是本发明并不受实施例的限制。例如,第一实施例中的共用叶片可以与第三实施例中的筛选筒相结合。第二实施例中的分配叶片可以与第三实施例中的筛选筒相结合。通过这些组合,筛选筒的堵塞可以被更有效地阻止,而且这可以使通过小功率处理大量的纸浆成为可能。
Claims (12)
1.一种筛浆装置,包括:
一对内部和外部筛选筒(1a,1b);和
一个或多个叶片(12,21),所述叶片在由所述内部和外部筛选筒(1a,1b)形成的搅动腔(7)中旋转,并且与每一所述内部和外部筛选筒(1a,1b)保持一预定的小的间隔。
2.如权利要求1所述的筛浆装置,其特征在于:所述叶片(12)之旋转方向的前部具有壁面(202,302),所述壁面沿径向向所述内部和外部筛选筒(1a,1b)的圆周面延伸。
3.如权利要求2所述的筛浆装置,其特征在于:所述壁面(202,302)与所述叶片旋转方向成一直角或一锐角。
4.如权利要求2所述的筛浆装置,其特征在于:所述叶片(12)横截面的形成使得所述横截面与所述内部和外部筛选筒(1a,1b)之间的间距由所述壁面(202,302)处开始沿所述叶片旋转方向逐渐变宽。
5.如权利要求1所述的筛浆装置,其特征在于:所述叶片(21)的横截面为楔形,所述楔形以锐角从沿旋转方向的头端(401)向最接近所述内部和外部筛选筒(1a,1b)的两个邻近部分(404,405)延伸。
6.如权利要求5所述的筛浆装置,其特征在于:从所述头端(401)至所述两个邻近部分(404,405)的距离被设置成是所述两个邻近部分(404,405)之间距离的二至五倍。
7.如权利要求5所述的筛浆装置,其特征在于:所述头端(401)位于所述内部和外部筛选筒(1a,1b)之间的中央位置上,或者位于由所述中央位置向所述外部筛选筒(1a)偏移的位置。
8.如权利要求5所述的筛浆装置,其特征在于:所述叶片(21)横截面的形成使得所述横截面与所述内部和外部筛选筒(1a,1b)之间的间距由所述两个邻近部分(404,405)处开始在所述旋转方向逐渐变宽。
9.如权利要求1所述的筛浆装置,其特征在于:所述多个叶片(12)中的相邻叶片通过分隔壁(301)相连。
10.如权利要求1所述的筛浆装置,其特征在于:在外部排出管路(16)与内部排出管路(15)的交汇点处,所述内部排出管路(15)的横截面的尺寸被设置成大于所述外部排出管路(16)横截面的尺寸,纸浆穿过所述内部筛选筒(1b),并且流入所述内部排出管路(15),而且纸浆还穿过所述外部筛选筒(1a),并且流入所述外部排出管路(16)。
11.一种筛浆装置,包括:
筛选筒(1,1a,1b);和
一个或多个叶片(12),所述叶片在由所述筛选筒(1,1a,1b)内侧或外侧形成的搅动腔(7)中旋转,并且与所述筛选筒(1,1a,1b)保持一预定的小的间隔;
其中,所述叶片(12)的旋转方向的前部具有沿径向向所述筛选筒(1,1a,1b)之圆周面延伸的壁面(202),并且所述叶片(12)的形成使得所述叶片(12)和所述筛选筒(1,1a,1b)之间的距离从所述壁面(202)处开始向旋转方向的后端(206)逐渐变宽。
12.一种筛浆装置,包括:
具有多个过滤孔(50)的筛选筒(1,1a,1b);
一个或多个叶片(12,21,20),所述叶片在形成于所述筛选筒(1,1a,1b)之内侧或外侧的搅动腔(7)中旋转,并且与所述筛选筒(1,1a,1b)保持一预定的小的间隔;
其中,在面对所述搅动腔(7)的所述筛选筒(1,1a,1b)的圆周表面上具有多个锥形凹部(51),同时所述过滤孔(50)在与所述叶片(12,21,20)旋转方向相反的方向上偏离所述锥形凹部(51)的中心而形成。
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