CN1320206C - 带齿形盘的双螺杆磨浆机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带齿形盘的双螺杆磨浆机。主要特征是该上、下壳体相互扣装且在其内安装有两根相互平行、螺纹内、外径相等、彼此相互啮合的同向旋转的螺杆，该螺杆采用由正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，由进料口到出料口的齿形盘所制的斜槽的宽度为逐渐变小的形式，正向螺旋与齿形盘通过内花键装配在花键轴上。本发明采用双螺杆同向旋转的机械方式，使植物纤维原料在同向旋转双螺杆之间被挤压和被剪切的方式而磨制出纤维较长、帚化效果好的高浓度纸浆，并且磨浆比能耗较低，用水量和排污量较少。

Description

带齿形盘的双螺杆磨浆机

技术领域

本发明涉及一种用植物纤维原料生产造纸用浆的磨浆机，尤其是一种带齿形盘的双螺杆磨浆机。

背景技术

目前，用植物纤维原料生产造纸用浆通常采用机械处理、化学处理或两者结合的方法。由于机械法制浆有独到的特点，可满足特殊的纸浆要求，是其它制浆方法所不能取代的，因此机械法制浆是一种主要的生产方式。目前机械法制浆一般采用磨石磨木机或者盘磨机，其原理是将植物纤维原料在一定的压力下经磨解后，分离出纤维。盘磨机磨制的机械浆中，纤维含量较高，性能优于磨石磨木机。但是，盘磨机在磨浆过程中，纤维受到较大的切和砍的作用，使纤维结构破坏，强度下降，并且刀齿容易磨损而影响了磨浆质量。此外，盘磨机能量消耗较大，运行维护费用较高。

最新出现的双螺杆磨浆机由本申请人在2003年年底申请了专利(名称为“同向旋转双螺杆磨浆机”)，该双螺杆磨浆机采用反向螺旋的方式进行逆向挤压切割的方式，缺点是结构比较复杂，制造困难，成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种带齿形盘的双螺杆磨浆机，通过螺杆和齿形盘使植物纤维原料在同向旋转双螺杆之间被挤压和被剪切的方式而磨制出纤维较长、帚化效果好的高浓度纸浆，并且磨浆比能耗较低，用水量和排污量较少。

本发明的目的是这样实现的：

该带齿形盘的双螺杆磨浆机由电动机、减速器、壳体等组成，其中壳体是由上壳体、下壳体和封头三部分构成，在上壳体上开有进料口，在封头上开有出料口，该上、下壳体相互扣装且在其内安装有两根相互平行、螺纹内、外径相等、彼此相互啮合的同向旋转的螺杆，该螺杆采用由正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，由进料口到出料口的齿形盘所制的斜槽的宽度为逐渐变小的形式，正向螺旋与齿形盘通过内花键装配在花键轴上。

所述的两根螺杆的一端均由轴承支撑，其另一端由与螺杆顶端圆锥形形状吻合的封头上所制的圆锥座支撑；齿形盘上斜槽的截面形状为矩形，斜槽的高度与正向螺旋的螺纹深度相同，斜槽的方向与齿形盘轴线的夹角为15°；正向螺旋与齿形盘可以为2～5个分段所组成的组合式结构。

本发明的优点和积极效果是：

两根螺杆上所制的螺旋相互啮合同向转动，并且螺杆采用由不同螺距的正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，使物料在螺旋面之间实现翻滚、挤压、混合，并在不同的螺杆螺旋区域产生不同的挤压力和剪切力，可以磨制出纤维较长、帚化效果好的高浓度纸浆，并且磨浆比能耗较低，用水量和排污量较少。由于摩擦力产生的热量使物料的温度升高，木素软化，有利于纤维分离，但应适当控制磨浆温度以保证纸浆的强度。

齿形盘在双螺杆机构中具有较强的挤压和切割功能，它不但可以完全替代现有的反向螺旋的螺杆，而且结构比较简单，制造容易，并且可以缩短双螺杆磨浆机构的轴向尺寸，是双螺杆磨浆机的重要创新。此外，齿形盘也可以推广应用到其它需要挤压与切割(混合)功能的双螺杆机械中。

附图说明

图1是本发明工作原理的总体连接结构图；

图2是本发明壳体的横剖示意图；

图3是图2的A-A向结构示意图；

图4是本发明双螺杆结构关系示意图；

图5是本发明的齿形盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步详述：

图1所示的本发明的带齿形盘双螺杆磨浆机，由电动机1、减速器2、动力分配箱3、支架5、上壳体6、下壳体7、封头8、进料口4和出料口9组成。电动机提供系统的动力，通过电机轴、减速器以及动力分配箱向壳体内的机械装置提供扭力。支架支撑上、下壳体，在上壳体上开有进料口，在封头上开有出料口。

图2为壳体的横剖示意图，图中的上、下壳体之间通过螺钉(未标号)等固装方式固装并在其形成的腔体之间安装有两相互平行、螺纹内、外径相等、彼此相互啮合的同向旋转的螺杆11、13，该两根螺杆分别通过其内制的内花键固装在花键轴12、14上。

图3所示为图2的A-A向剖视图，也就是螺杆壳体的纵剖示意图。从该图上可以看出，螺杆的一端由轴承16支撑，该轴承可以是滚动轴承；螺杆的另一端由与螺杆顶端圆锥形形状28吻合的封头上所制的圆锥座29实现支撑。封头通过螺钉27与上、下壳体固装在一起，壳体的这种结构特别有利于上、下壳体打开时对螺杆上的某段螺旋进行调整和更换。

该螺杆采用正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，正向螺旋17、18、26和齿形盘20、22、24。齿形盘上斜槽10、15(参见图2)的截面形状为矩形，斜槽的高度与正向螺旋的螺纹深度相同，斜槽的方向与齿形盘轴线的夹角为15°(参见图5)。正向螺旋、齿形盘及圆锥形顶端可以分段制造，这种组合形式的螺杆，使制造工艺变得比较简单。并可以根据植物纤维原料的力学性能和处理后纸浆性能要求不同进行任意组合，或者调整齿形盘的槽宽；也有利于更换其中某段磨损的螺旋，不至于使整根螺杆由于局部磨损而报废。

图4所示的双螺杆结构关系示意图，表明两螺杆的轴线平行、螺纹内、外径相等，两螺杆上的正向螺旋和齿形盘相互对应、彼此啮合，并且转向相同；出料口位于封头的中间。在两根螺杆上顺序安置一组正向螺旋17、三组正向螺旋18、三组齿形盘20、22、24和一组正向螺旋26，组成八个不同的工作区A₁、A₂、A₃、B₁、B₂、C₁、C₂、D。其中A₁、A₂、B₁、C₁和D为正向输送区，A₃、B₂和C₂为逆向挤压区。逆向挤压区A₃、B₂和C₂的齿形盘20、22、24螺纹的外形尺寸均相同，但其斜槽10、23、25的槽宽尺寸不同，斜槽10的槽宽最大，斜槽23的槽宽次之，斜槽25的槽宽最小。斜槽25的槽宽决定着整个带齿形盘双螺杆磨浆机处理的物料的纤维长度和纸浆的质量。

图5所示的齿形盘结构示意图示出齿形盘上斜槽的方向与齿形盘轴线的夹角为15°(该夹角还可以适当增大，但夹角太大会使在斜槽的入口处斜槽的边缘夹角出现一个较小的锐角，使斜槽边缘的强度和耐磨性降低，减少齿形盘的使用寿命)，这样可以使逆向挤压区物料的流出比较顺畅。齿形盘22、24上斜槽23、25的方向都是如此，只是斜槽的槽宽E和斜槽的数目有所区别。采用齿形盘这种结构，与现有的各种双螺杆磨浆机(或者双螺旋辊式磨浆机)的反向螺旋结构相比，产生的挤压与切割的效果相同。齿形盘的主要特点是便于加工制造，并且可以减小双螺杆的轴向尺寸。

本发明的工作原理为：

螺杆采用由正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，从进料口到出料口，齿形盘所制的斜槽的宽度逐渐变小，植物纤维原料经进料口上方的料斗下落到双螺杆上，在螺旋的作用下向出料口的方向推进。正向输送区A₁的螺距较大，是为了物料便于进入两螺杆螺纹之间，从而被压缩推进；当进入A₂区时，由于螺距减小，挤压力增大，物料被进一步压缩；当进入逆向挤压区A₃时，物料被齿形盘阻挡，有向进料口的方向倒退的趋势，此时产生很大的挤压力，物料受到挤压揉搓而翻腾滚动，部分纤维被分离下来；由于螺杆转向的原因A₂区正向螺旋的推挤作用较大，物料被迫从齿形盘的斜槽10挤出，顺流而下。在物料从齿形盘的该斜槽通过时，斜槽入口棱边的切割作用，使物料进一步剪切和纤维分离。当一部分物料进入正向螺旋B₁区时，尺寸形态较大的物料，仍停留在A₃区被挤压翻腾，直至全部通过该斜槽剪切分离为一定长度的纤维为止；以此类推，物料通过B₁、B₂、C₁、C₂四个区域，再经过两次挤压揉搓，通过齿形盘上的斜槽23、25，最后物料被剪切分离成纤维长度符合要求的浆料，再经过正向输送区D从出料口9排出。

由于齿形盘的斜槽的槽宽E逐步减小，使物料在处理过程中被逐步剪切分离，大大减小了逆向挤压区A₃、B₂的工作压力，使两根螺杆以及上机壳、下机壳受到的工作负荷比较均匀，可明显减小A₃、B₂区齿形盘及斜槽的磨损，延长其使用寿命。

正向螺旋与齿形盘可以为2～5个分段所组成的组合式结构。因此逆向挤压区可以不限于三段(本实施例中为三段)，根据植物纤维原料的力学性能和处理后纸浆的性能要求，可以是两段或者是四段乃至五段。

本发明具有良好的混合作用，因此可用于蒸煮、漂白、洗涤和混合等工艺操作。在逆向挤压区，物料受到齿形盘的挤压、揉搓、翻腾，混合效果优佳。通过蒸汽或药液入口21，加入所需要的蒸汽或药液，由蒸汽或药液出口19排出废气或废液，可以在机械挤压处理的同时，完成其它工艺操作。这样可以简化机械浆生产的工序，降低生产成本。

Claims (4)

1、一种带齿形盘的双螺杆磨浆机，由电动机、减速器、壳体组成，壳体是由上壳体、下壳体和封头三部分构成，在上壳体上开有进料口，在封头上开有出料口，其特征在于：该上、下壳体相互扣装且在其内安装有两根相互平行、螺纹内、外径相等、彼此相互啮合的同向旋转的螺杆，该螺杆采用由正向螺旋与齿形盘分段构成的组合式结构，由进料口到出料口的齿形盘所制的斜槽的宽度为逐渐变小的形式，正向螺旋与齿形盘通过内花键装配在花键轴上。

2、根据权利要求1所述的带齿形盘的双螺杆磨浆机，其特征在于：所述的两根螺杆的一端均由轴承支撑，其另一端由与螺杆顶端圆锥形形状吻合的封头上所制的圆锥座支撑。

3、根据权利要求1所述的带齿形盘的双螺杆磨浆机，其特征在于：齿形盘上斜槽的截面形状为矩形，斜槽的高度与正向螺旋的螺纹深度相同，斜槽的方向与齿形盘轴线的夹角为15°。

4、根据权利要求1或3所述的带齿形盘的双螺杆磨浆机，其特征在于：正向螺旋与齿形盘可以为2～5个分段所组成的组合式结构。

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