CN201843008U - 一种中高浓打浆磨片 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种中高浓打浆磨片，磨片包括齿盘和磨齿，齿盘上单个扇形区域的磨齿布置区内，各磨齿的内轮廓圆为同心圆，磨齿内轮廓曲边与任一齿盘同心圆的交点上，经过该点的半径与该点和下一交点的连线之间，其夹角a为恒定值；磨片设计方法是先在单个扇形区域的磨齿布置区内，对磨齿进行排列设计，再通过阵列的方式布置好整个齿盘上的磨齿。在中高浓打浆中使用本磨片，在同等的条件下，纤维的扭矩率大大减少，可减少10％，从而实现打浆电耗节省20％以上，另外，本磨片的结构参数规律性强，易于设计和制造，其应用范围也较广，通过规律性地改变结构参数，可适应6％-14％浓度下的不同浆种的打浆需求。

Description

一种中高浓打浆磨片

技术领域

本实用新型涉及中高浓打浆技术领域，特别涉及一种中高浓打浆磨片。

背景技术

中高浓打浆是目前造纸业的打浆发展方向，由于造纸纤维越来越短，中高浓打浆有利于减少纤维的切断，保留纤维的长度，从而实现浆料打浆后更好的强度和结合力，但中高浓打浆大面积应用时间还比较短，可供选择的磨片种类少，往往简单地参照低浓磨片的结构形式制作中浓磨片，或者选用原有的低浓磨片来进行中浓打浆。众所周知，低浓(即浓度为6％以下)的纸浆与中高浓纸浆的流动性有巨大的差异，随着浓度的提高，差异也越来越大，而且，在浓度提高的过程中，纤维之间的扭结、卷曲加剧，其造成的后果是纤维不易帚化、压溃等现象，打浆效果较差，并且容易造成一些纸种抄造上的缺陷，为此，对中高浓打浆，减少打浆过程中的纤维扭结有着重要意义，而解决此问题的方法，就是要改变磨片的结构形式，更好地发挥中高浓打浆的优点，从而使中高浓打浆得到更大范围的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构不同于传统磨片的中高浓打浆磨片，该磨片主要适用于中高浓打浆，可减少打浆过程中的纤维扭结，增大纤维之间的接触面积，从而提高中高浓打浆的帚化作用。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种中高浓打浆磨片，包括齿盘和设于齿盘上的磨齿，所述齿盘分为多个角度相同的扇形区域，齿盘上单个扇形区域的磨齿布置区内，各磨齿的内轮廓圆为同心圆；以齿盘中心为圆心，在齿盘上取多个齿盘同心圆，任意两个相邻的齿盘同心圆的半径差相等，任取一个磨齿的内轮廓圆，在单个扇形区域的磨齿布置区内，从齿盘的外圆向齿盘中心方向，磨齿的内轮廓圆与各个齿盘同心圆的交点依次为A₁、A₂……A_n-1、A_n，将任意两个相邻的交点A_m-1和A_m连接形成割线A_m-1A_m，其中2≤m≤n，齿盘上经过交点A_m-1的半径与割线A_m-1A_m的夹角a为恒定值。

所述磨齿的内轮廓圆是磨齿内轮廓曲边所在的圆；磨齿内轮廓曲边是磨齿与齿盘的相交面上，靠近内轮廓圆圆心的曲边。

所述磨齿的齿宽为1～5mm，磨齿的齿高为6～10mm；所述齿盘上，扇形区域的个数为偶数个；所述夹角a的取值范围为10～40°。

所述齿盘上，各磨齿之间的间隙为齿槽；各齿槽内分别设有若干个挡浆坝，各挡浆坝的内侧为斜面，各挡浆坝的高度比磨齿高度低0～4mm；在单个扇形区域的磨齿布置区内，各挡浆坝形成若干个圆弧段。

在单个扇形区域的磨齿布置区内，所述各挡浆坝形成多个圆弧段时，各圆弧段所在的圆为同心圆，按照圆弧段半径由小到大的方向，各圆弧段上的挡浆坝高度逐渐增加。

所述各挡浆坝的斜面在齿盘表面的倾斜角度为120°。

挡浆坝用于防止浆料直接从齿槽中流出齿盘，从而使得浆料在打浆区域的停留时间短，打浆作用强度低，所以，挡浆坝的是否需要以及应设置挡浆坝的数量、位置、高度应由实际打浆需求而定，对于转速高的磨浆机，一般都需要采用挡浆坝，对于转速慢的磨浆机，可以不需要挡浆坝。将挡浆坝设于齿槽内，各磨齿都有挡浆坝与其联接，如此可增大磨齿的耐冲击力，增强磨齿的强度，从而大大减少断齿的风险。

本中高浓打浆磨片使用时，其原理是：由于齿的曲边任何一点的切线与该点与磨片中心的连线(即磨片该点半径)的角度接近相等，打浆时，纸浆的运动方向与该点的切线方向相关，切线方向相同时，运动方向相同，因此，本实用新型的磨片在打浆时，浆料在磨片转动作用下，浆料运动方向保持大致相同，从而减少浆料中纤维的旋转，翻滚，纤维的扭结发生的机会大大降低，更有利于纤维的分丝、帚化作用。

本实用新型一种用于上述中高浓打浆磨片的设计方法，包括以下步骤：

(1)以齿盘中心O为圆心，在齿盘上取多个齿盘同心圆，任意两个相邻的齿盘同心圆的半径差相等，将齿盘分为多个角度相同的扇形区域，每个扇形区域内有一个磨齿布置区；

(2)在齿盘的任一扇形区域内，在齿盘的外圆上任取一点A₁；

(3)将齿盘中心O与A₁连接形成齿盘半径所在的直线OA₁，取夹角角度a，直线OA₁绕A₁旋转a，直线OA₁与齿盘外圆相邻的齿盘同心圆相交形成交点A₂；将齿盘中心O与A₂连接形成齿盘半径所在的直线OA₂，直线OA₂绕A₂旋转a，直线OA₂与下一相邻的齿盘同心圆相交形成交点A₃；

(4)以上一步得到的交点为基础，循环步骤(3)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内的各个齿盘同心圆上均形成一个交点，从齿盘外圆向齿盘中心方向，各个齿盘同心圆上形成的交点依次为A₁、A₂……A_n-1、A_n，用光滑的曲线将A₁至A_n连接起来，形成一个磨齿内轮廓曲边，磨齿内轮廓曲边所在的圆为磨齿内轮廓圆C_x，其半径为R_x；

(5)在磨齿内轮廓圆C_x的外部，取半径R_x+1，R_x+1＝R_x+r，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x+1，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x与C_x+1形成的圆弧状区域为一个磨齿的相应位置；取半径R_x+2，R_x+2＝R_x+1+q，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x+2，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x+1与C_x+2形成的圆弧状区域为一个齿槽的相应位置；

(6)以上一步得到的同心圆为基础，循环步骤(5)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内，磨齿内轮廓圆C_x外部的各个磨齿布置完成；

(7)在磨齿内轮廓圆C_x的内部，取半径R_x-1，R_x-1＝R_x-q，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x-1，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x与C_x-1形成的圆弧状区域为一个齿槽的相应位置；取半径R_x-2，R_x-2＝R_x-1-r，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x-2，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x-1与C_x-2形成的圆弧状区域为一个磨齿的相应位置；

(8)以上一步得到的同心圆为基础，循环步骤(7)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内，磨齿内轮廓圆C_x内部的各个磨齿布置完成；

(9)单个扇形区域的磨齿布置区内磨齿布置完成后，以单个扇形区域为单元，通过阵列的方式，布置好整个齿盘上的磨齿；

(10)齿盘上的磨齿布置完成后，通过铸造、锻造或机加工的方式成型磨片。

当磨片上的各齿槽内需要设置挡浆坝时，所述步骤(9)中还包括挡浆坝的设计方法，即步骤(9)具体为：

(9-1)单个扇形区域的磨齿布置区内磨齿布置完成后，在单个扇形区域的磨齿布置区内任意画一圆弧，该圆弧所在的圆为D_y，其半径为R_y；

(9-2)在D_y的外部，取半径R_y+1，R_y+1＝R_y+d，画D_y的同心圆D_y+1，在单个扇形区域磨齿布置区内的各齿槽中，D_y和D_y+1所形成的圆弧状区域为各个挡浆坝的底面相应位置；

(9-3)若单个扇形区域的磨齿布置区内需要多层挡浆坝，则取相同的半径差，分别画D_y和D_y+1的同心圆D_z和D_z+1，在单个扇形区域磨齿布置区内的各齿槽中，D_y和D_y+1所形成的圆弧状区域、D_z和D_z+1所形成的圆弧状区域分别为各个挡浆坝的底面相应位置；

(9-4)单个扇形区域磨齿布置区内的挡浆坝布置完成后，以单个扇形区域为单元，通过阵列的方式，布置好整个齿盘上的磨齿及挡浆坝。

所述d为单个挡浆坝的底面宽度，其取值范围为4-8mm。

所述r为单个磨齿的齿宽，其取值范围为1～5mm；q为单个齿槽的宽度，其取值范围为3-6mm；夹角a的取值范围为10～40°。

上述设计方法中，齿盘同心圆的个数n可以根据需要任意确定，齿盘同心圆个数越多，则所形成的磨齿内轮廓曲边越精确；磨齿内轮廓圆的半径R_x由实际形成的磨齿内轮廓曲边所决定；各挡浆坝形成的圆弧所在圆D_y的半径R_y可根据实际需要任意取值。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、在中高浓打浆中使用本磨片，在同等的条件下，纤维的扭矩率大大减少，可减少10％，从而实现打浆电耗节省20％以上。

2、本磨片的结构参数规律性强，易于设计和制造；磨片结构易于利用计算机模拟浆料在两个磨片之间的作用过程，为优化磨片结构设计提供了一个低成本的方法

3、本磨片应用范围广，通过规律性地改变结构参数，可适应6％-14％浓度下的不同浆种的打浆需求。

附图说明

图1是本中高浓打浆磨片的局部结构示意图。

图2是本中高浓打浆磨片中进行磨齿内轮廓曲边设计的示意图。

图3是本中高浓打浆磨片中挡浆坝形成3个圆弧段时，各圆弧段中挡浆坝的截面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种中高浓打浆磨片，磨片上设有挡浆坝，且在单个扇形区域的磨齿布置区内，各挡浆坝形成三个圆弧段。

如图1所示，磨片包括齿盘1和设于齿盘1上的磨齿2，齿盘1分为多个角度相同的扇形区域，齿盘1上单个扇形区域的磨齿布置区内，各磨齿2的内轮廓圆为同心圆；以齿盘中心O为圆心，如图2所示，在齿盘1上取多个齿盘同心圆，任意两个相邻的齿盘同心圆的半径差相等，任取一个磨齿的内轮廓圆，在单个扇形区域的磨齿布置区内，从齿盘1的外圆向齿盘中心O的方向，磨齿2的内轮廓圆与各个齿盘同心圆的交点依次为A₁、A₂……A_n-1、A_n，将任意两个相邻的交点A_m-1和A_m连接形成割线A_m-1A_m，其中2≤m≤n，齿盘1上经过交点A_m-1的半径与割线A_m-1A_m的夹角a为恒定值。

磨齿2的内轮廓圆是磨齿内轮廓曲边所在的圆；磨齿内轮廓曲边是磨齿2与齿盘1的相交面上，靠近内轮廓圆圆心的曲边。

磨齿2的齿宽为1～5mm，磨齿2的齿高为6～10mm；齿盘1上，扇形区域的个数为偶数个；夹角a的取值范围为10～40°。

齿盘1上，各磨齿2之间的间隙为齿槽3；各齿槽3内分别设有若干个挡浆坝4，各挡浆坝4的内侧为斜面，各挡浆坝4的高度比磨齿2的高度低0～4mm；在单个扇形区域的磨齿布置区内，各挡浆坝4形成若干个圆弧段。

在单个扇形区域的磨齿布置区内，各挡浆坝4形成多个圆弧段时，如图1所示，本实施例中形成3个圆弧段，各圆弧段所在的圆为同心圆，如图3所示，按照圆弧段半径由小到大的方向，各圆弧段上的挡浆坝4的高度逐渐增加。

各挡浆坝4的斜面在齿盘1表面的倾斜角度为120°。

挡浆坝4用于防止浆料直接从齿槽3中流出齿盘1，从而使得浆料在打浆区域的停留时间短，打浆作用强度低，所以，挡浆坝4的是否需要以及应设置挡浆坝4的数量、位置、高度应由实际打浆需求而定，对于转速高的磨浆机，一般都需要采用挡浆坝4，对于转速慢的磨浆机，可以不需要挡浆坝4。将挡浆坝4设于齿槽3内，各磨齿2都有挡浆坝4与其联接，如此可增大磨齿2的耐冲击力，增强磨齿2的强度，从而大大减少断齿的风险。

本中高浓打浆磨片使用时，其原理是：由于齿的曲边任何一点的切线与该点与磨片中心的连线(即磨片该点半径)的角度接近相等，打浆时，纸浆的运动方向与该点的切线方向相关，切线方向相同时，运动方向相同，因此，本实用新型的磨片在打浆时，浆料在磨片转动作用下，浆料运动方向保持大致相同，从而减少浆料中纤维的旋转，翻滚，纤维的扭结发生的机会大大降低，更有利于纤维的分丝、帚化作用。

本实施例一种用于上述中高浓打浆磨片的设计方法，如图2所示，具体包括以下步骤：

(1)以齿盘中心O为圆心，在齿盘1上取多个齿盘同心圆，任意两个相邻的齿盘同心圆的半径差相等，将齿盘1分为多个角度相同的扇形区域，每个扇形区域内有一个磨齿布置区；

(2)在齿盘1的任一扇形区域内，在齿盘1的外圆上任取一点A₁；

(3)将齿盘中心O与A₁连接形成齿盘半径所在的直线OA₁，取夹角角度a，直线OA₁绕A₁旋转a，直线OA₁与齿盘外圆相邻的齿盘同心圆相交形成交点A₂；将齿盘中心O与A₂连接形成齿盘半径所在的直线OA₂，直线OA₂绕A₂旋转a，直线OA₂与下一相邻的齿盘同心圆相交形成交点A₃；

(4)以上一步得到的交点为基础，循环步骤(3)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内的各个齿盘同心圆上均形成一个交点，从齿盘外圆向齿盘中心O的方向，各个齿盘同心圆上形成的交点依次为A₁、A₂……A_n-1、A_n，用光滑的曲线将A₁至A_n连接起来，形成一个磨齿内轮廓曲边，磨齿内轮廓曲边所在的圆为磨齿内轮廓圆C_x，其半径为R_x；

(5)在磨齿内轮廓圆C_x的外部，取半径R_x+1，R_x+1＝R_x+r，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x+1，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x与C_x+1形成的圆弧状区域为一个磨齿的相应位置；取半径R_x+2，R_x+2＝R_x+1+q，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x+2，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x+1与C_x+2形成的圆弧状区域为一个齿槽的相应位置；

(6)以上一步得到的同心圆为基础，循环步骤(5)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内，磨齿内轮廓圆C_x外部的各个磨齿布置完成；

(7)在磨齿内轮廓圆C_x的内部，取半径R_x-1，R_x-1＝R_x-q，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x-1，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x与C_x-1形成的圆弧状区域为一个齿槽的相应位置；取半径R_x-2，R_x-2＝R_x-1-r，画磨齿内轮廓圆C_x的同心圆C_x-2，在单个扇形区域的磨齿布置区内，C_x-1与C_x-2形成的圆弧状区域为一个磨齿的相应位置；

(8)以上一步得到的同心圆为基础，循环步骤(7)，直至单个扇形区域的磨齿布置区内，磨齿内轮廓圆C_x内部的各个磨齿布置完成；

(9)单个扇形区域的磨齿布置区内磨齿布置完成后，当磨片上的各齿槽3内不需要设置挡浆坝4时，则以单个扇形区域为单元，通过阵列的方式，布置好整个齿盘1上的磨齿；

当磨片上的各齿槽3内需要设置挡浆坝4时，该步骤中还包括挡浆坝的设计方法，即步骤(9)具体为：

(9-1)单个扇形区域的磨齿布置区内磨齿布置完成后，在单个扇形区域的磨齿布置区内任意画一圆弧，该圆弧所在的圆为D_y，其半径为R_y；

(9-2)在D_y的外部，取半径R_y+1，R_y+1＝R_y+d，画D_y的同心圆D_y+1，在单个扇形区域磨齿布置区内的各齿槽中，D_y和D_y+1所形成的圆弧状区域为各个挡浆坝4的底面相应位置；

(9-3)若单个扇形区域的磨齿布置区内需要多层挡浆坝4，则取相同的半径差，分别画D_y和D_y+1的同心圆D_z和D_z+1，在单个扇形区域磨齿布置区内的各齿槽中，D_y和D_y+1所形成的圆弧状区域、D_z和D_z+1所形成的圆弧状区域分别为各个挡浆坝4的底面相应位置；

(9-4)单个扇形区域磨齿布置区内的挡浆坝布置完成后，以单个扇形区域为单元，通过阵列的方式，布置好整个齿盘上的磨齿及挡浆坝，完成后磨片的局部结构如图1所示；

(10)齿盘1上的磨齿2布置完成后，通过铸造、锻造或机加工的方式成型磨片。

上述设计过程中，d为单个挡浆坝4的底面宽度，其取值范围为4-8mm。

r为单个磨齿2的齿宽，其取值范围为1～5mm；q为单个齿槽3的宽度，其取值范围为3-6mm；夹角a的取值范围为10～40°。

其中，齿盘同心圆的个数n可以根据需要任意确定，齿盘同心圆个数越多，则所形成的磨齿内轮廓曲边越精确；磨齿内轮廓圆的半径R_x由实际形成的磨齿内轮廓曲边所决定；各挡浆坝形成的圆弧所在圆D_y的半径R_y可根据实际需要任意取值。

如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种中高浓打浆磨片，包括齿盘和设于齿盘上的磨齿，其特征在于，所述齿盘分为多个角度相同的扇形区域，齿盘上单个扇形区域的磨齿布置区内，各磨齿的内轮廓圆为同心圆；以齿盘中心为圆心，在齿盘上取多个齿盘同心圆，任意两个相邻的齿盘同心圆的半径差相等，任取一个磨齿的内轮廓圆，在单个扇形区域的磨齿布置区内，从齿盘的外圆向齿盘中心方向，磨齿的内轮廓圆与各个齿盘同心圆的交点依次为A₁、A₂……A_n-1、A_n，将任意两个相邻的交点A_m-1和A_m连接形成割线A_m-1A_m，其中2≤m≤n，齿盘上经过交点A_m-1的半径与割线A_m-1A_m的夹角a为恒定值。

2.根据权利要求1所述的一种中高浓打浆磨片，其特征在于，所述磨齿的内轮廓圆是磨齿内轮廓曲边所在的圆；磨齿内轮廓曲边是磨齿与齿盘的相交面上，靠近内轮廓圆圆心的曲边。

3.根据权利要求1所述的一种中高浓打浆磨片，其特征在于，所述磨齿的齿宽为1～5mm，磨齿的齿高为6～10mm；所述齿盘上，扇形区域的个数为偶数个；所述夹角a的取值范围为10～40°。

4.根据权利要求1所述的一种中高浓打浆磨片，其特征在于，所述齿盘上，各磨齿之间的间隙为齿槽；各齿槽内分别设有若干个挡浆坝，各挡浆坝的内侧为斜面，各挡浆坝的高度比磨齿高度低0～4mm；在单个扇形区域的磨齿布置区内，各挡浆坝形成若干个圆弧段。

5.根据权利要求4所述的一种中高浓打浆磨片，其特征在于，在单个扇形区域的磨齿布置区内，所述各挡浆坝形成多个圆弧段时，各圆弧段所在的圆为同心圆，按照圆弧段半径由小到大的方向，各圆弧段上的挡浆坝高度逐渐增加。

6.根据权利要求4所述的一种中高浓打浆磨片，其特征在于，所述各挡浆坝的斜面在齿盘表面的倾斜角度为120°。

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