CN203556165U - 复合材料除渣器 - Google Patents
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Abstract
复合材料除渣器，属于浆液除渣设备领域。包括陶瓷材质的内胆（1），内胆（1）由上至下依次设有良浆出口（3）、纸浆入口（6）和出渣口（9），其特征在于：所述内胆（1）外侧包覆有一层高分子弹性材料（2），内胆（1）与高分子弹性材料（2）复合为一体结构，利用陶瓷内胆可以有效降低摩擦系数，提高纸浆回收率，但是陶瓷材质的内胆（1）具有易碎、笨重等缺点，本实用新型利用高分子弹性材料（2）可以有效保护内胆（1），克服陶瓷材质的内胆（1）易碎的问题，在保证复合材料除渣器强度的同时，可以降低内胆（1）的壁厚，降低生产成本，便于安装和拆卸。
Description
技术领域
复合材料除渣器，属于浆液除渣设备领域，具体涉及一种陶瓷内胆的复合材料除渣器。
背景技术
目前除渣器广泛应用在造纸、化工领域中，浆液在除渣器内壁形成高速旋流，浆液内的杂质对除渣器内壁造成非常大的磨损，后来出现一种塑胶陶瓷除渣器，其除渣器上段使用塑胶，下段使用陶瓷，除渣器上段的塑胶很容易受磨损，使用寿命短，中国专利 201220738296.3公开了一种高浓除渣器的锥体内芯，其内芯由陶瓷材料制成，陶瓷材料摩擦力小，提高了浆料的回收利用率，但是这种除渣器具有以下缺点：
1、笨重、烧制能耗高、安装不方便，陶瓷材料的内芯具有易碎的缺陷，所以必须将内芯做的非常厚，目前的陶瓷内芯一般是15cm左右，比较笨重，成本非常高，而且在烧制时，能耗非常大，同时安装不方便；在内芯的外侧设置一层壳体，防止意外碰到内芯，陶瓷材料的内芯一旦碰到很容易破碎。
2、密封连接问题，内芯为便于加工，都是分段制作的，陶瓷材质的内芯不适用法兰连接，而使用常规的卡箍连接时，陶瓷材质不能用非常大的力，卡箍太紧容易将内芯夹破，所以用常规卡箍达不到完全密封。
3、目前的陶瓷材料的内芯制作都是采用手工注浆成型，仍然存在摩擦系数高、能耗高、环境污染严重、纸浆净化率低、安装尺寸误差大的缺点；手工注浆的陶瓷内胆晶粒尺寸为0.2～1μm，相对密度低，强度不够，浆料内的大颗粒杂质容易击碎内胆。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种强度高、安装方便、成本低、纸浆净化率高、节能环保的复合材料除渣器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该复合材料除渣器，包括陶瓷材质的内胆，内胆由上至下依次设有良浆出口、纸浆入口和出渣口，其特征在于：所述内胆外侧包覆有一层高分子弹性材料，内胆与高分子弹性材料复合为一体结构。有效提高了陶瓷材质内胆的强度，克服了陶瓷材质易碎的缺点，安装方便，不需要在内胆外侧再设置保护壳。
所述内胆为等静压成型的氧化铝微晶陶瓷。利用等静压成型提高内胆的密实度，在保证内胆强度的同时，降低了内胆的壁厚，从而降低了内胆的重量，安装更加方便，减少了氧化铝原材料的用量，降低了复合材料除渣器本身的制造成本。
所述内胆壁厚为3～7cm。使烧制单位重量陶瓷产品的天然气用量降低了50%，缩短了烧制时间，而且安装方便。
所述内胆上部为圆筒状，中下部为锥筒状，内胆由多段筒体轴向组合构成，各段筒体连接端部具有环形的凹槽或凸起，各段筒体凹凸配合的对接并通过卡箍连接。通过凹凸配合，提高了各段筒体连接时的密封性和稳定性。
所述卡箍包括设有缺口的环形圈和位于缺口处的紧固装置，环形圈内侧间隔设有金属材质的受压变形部，受压变形部为上下对称的梯形弯折结构；卡箍与内胆之间设有密封圈。通过变形部有效增加筒体连接端部的密封性，密封圈进一步增加密封性，同时防止卡箍损伤除渣器。
所述紧固装置包括螺杆、垂直固定在螺杆端部的止动杆，以及与止动杆配合的止动机构，螺杆和止动机构分别固定在环形圈缺口两侧。通过止动杆只需要旋转一侧的螺母就可以紧固卡箍，操作方便。
所述止动机构为逐渐收缩的止动槽，螺杆穿过止动槽的收缩部，止动杆固定在止动槽内。止动杆便于放入止动槽内，安装方便。
所述止动机构为转动固定在环形圈缺口一侧的止动卡扣，止动卡扣内侧挡板开设凹槽，螺杆穿过止动卡扣的凹槽。止动卡扣可以旋转，安装方便。
所述高分子弹性材料为尼龙、聚碳酸酯或聚氨酯。
与现有技术相比，本实用新型复合材料除渣器所具有的有益效果是：
1、强度高，将高分子弹性材料包覆在内胆外侧，高分子弹性材料与内胆复合为一体结构，有效提高了陶瓷材质内胆的强度，克服了陶瓷材质易碎的缺点，安装几何尺寸精确、安装方便，不需要在内胆外侧再设置保护壳。
2、重量轻、成本低，利用等静压成型提高内胆的密实度，在保证内胆强度的同时，降低了内胆的壁厚，从而降低了内胆的重量，安装更加方便，减少了氧化铝原材料的用量，降低了生产成本。
3、组成内胆的多段筒体凹凸配合的对接并通过卡箍连接，达到完全密封的要求，利用卡箍的受压变形部在压紧密封连接筒体的同时，防止卡箍对易碎的陶瓷内胆造成损伤。
4、经过等静压成型的氧化铝坯体致密度更加合理，能够使烧制后的内胆陶瓷晶化更加合理，在120～300Mpa下，内胆的晶粒尺寸为1.5～2μm，相对密度可以达到99.8%，内胆的强度更高，摩擦系数更低，相比注浆成型的陶瓷内胆强度提高4～5倍。克服了陶瓷材质易碎的问题，在提高内胆强度的同时降低了其壁厚，仅为3～7cm,减少了氧化铝原材料的用量，降低了生产成本，而且对5cm厚度的内胆烧制相对烧制15cm的内胆节能50%，进一步降低生产成本，缩短烧制时间，提高生产效率。
附图说明
图1是本实用新型复合材料除渣器的结构示意图。
图2是本实用新型中两段筒体连接的剖视图示意图。
图3是图2中A处的局部放大示意图。
图4是卡箍的结构示意图。
图5是卡箍截面示意图。
图6是卡箍上设有止动卡扣的结构示意图。
其中：1、内胆 2、高分子弹性材料 3、良浆出口 4、主体 5、进浆头 6、纸浆入口 7、卡箍 701、环形圈 702、受压变形部 703、螺杆 704、止动杆 705、止动槽 706、止动卡扣 8、锥体 9、出渣口 10、冲洗口。
具体实施方式
图1~5是本实用新型复合材料除渣器的最佳实施例，下面结合附图1~6对本实用新型做进一步说明。
参照附图1：复合材料除渣器，由上至下依次包括圆筒状的主体4、进浆头5和上大下小的锥筒状的锥体8，主体4上端设有端盖，端盖上切向设有良浆出口3，进浆头5上切向设有纸浆入口6，纸浆入口6与其中良浆出口3分别位于两侧，锥体8下端设有横向的出渣口9，底部设有竖向的冲洗口10。
参照图2～3，主体4、进浆头5和锥体8均具有等静压成型的氧化铝微晶陶瓷内胆1，内胆1外侧包裹有一层高分子弹性材料2，内胆1与高分子弹性材料2为复合在一起的一体结构，内胆1厚度为5cm，重量相对厚度为15cm的除渣器要小很多，安装、拆卸更加方便，通过等静压成型提高了内胆1的密度，进而提高了内胆1的强度，克服陶瓷材质易碎的问题，内胆1与高分子弹性材料2复合为一体结构，通过高分子弹性材料2对内胆1进行有效的保护，便于安装。
主体4、进浆头5和锥体8的上端部有环形的凹槽，下端部为具有环形的凸起，主体4、进浆头5和锥体8连接端部凹凸配合，并通过卡箍7固定连接，在卡箍7内侧还设有密封圈，保证连接处的密封。
高分子弹性材料2可以是尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）或聚氨酯（PU）材料，也可以是PA、PC、PU、碳纤维组成的复合材料，PA、PC、PU、碳纤维所占重量比列分别为65%、19%、11%、5%，碳纤维没有弹性，而且比玻璃纤维强度更高、重量更轻，添加碳纤维能够提高高分子弹性材料2的强度，能够有效保护内胆1，并且使用寿命长，同时能够降低高分子弹性材料2的弹性系数，提高稳定性，能够与陶瓷材质的内胆1稳定的复合在一起。除渣器在使用过程中温度达到60℃，而且除渣器在工作中，浆液中的杂质，尤其是大颗粒杂质，会使除渣器产生大幅的震动，如果使用普通的弹性材料，弹性材料受振动后很容易从陶瓷的内胆1上脱落，这就要求高分子弹性材料2膨胀系数小、稳定，这样才能保证高分子弹性材料2和陶瓷内胆1的结合稳定，保证陶瓷材质的内胆1不会在大幅震动中破碎，经过大量的实验，PA、PC、PU、碳纤维按照比列分别为65%、19%、11%、5%制作的高分子弹性材料2与内胆1的结合效果好。除渣器在使用当中内部压力达到0.3Mpa，不允许发生泄漏，所以要求安装精度必须非常高，本实用新型中的高分子弹性材料2膨胀系数小、稳定，这样就能够保证除渣器的尺寸精度和安装精度，可以保证除渣器的互换通用性。
参照图4～5，卡箍7为双备卡箍，包括设有缺口的环形圈701和位于缺口处的紧固装置，环形圈701内侧间隔设有三个金属材质的受压变形部702，受压变形部702的截面为梯形弯折，较窄的底部固定在环形圈701内侧面，较宽的开口部向两侧弯折，紧固装置为螺杆703，螺杆703端部具有垂直的止动杆704，螺杆703轴向滑动的固定在缺口一侧，缺口另一侧设有与止动杆704配合的止动槽705，止动杆704卡设在止动槽705内，转动螺杆703上的螺母就可以实现缺口的收缩，环形圈701收缩的同时，受压变形部702受压后弯折的两侧向两侧继续弯折产生变形，压紧在除渣器连接筒体的端部，保证密封可靠，同时螺杆703通过止动杆704固定，只需要转动螺母就可以实现紧固，安装拆卸方便，提高工作效率。
纸浆的除渣过程为：纸浆由纸浆入口6切向进入除渣器内形成环流，良浆比重小，向上经过切向的良浆出口3排出，杂质比重大向下由出渣口9排出，冲洗水经过冲洗口10向上进入除渣器内，对底部的浆液进行清洗回收。
一种上述复合材料除渣器的其制作工艺，包括以下步骤：
步骤1、将高分子弹性材料2加热至熔融，抽真空备用；
具体操作过程为将PA、PC、PU、碳纤维按照重量比例65%、19%、11%、5%加热至270℃使其熔融，抽真空充分搅拌使四种材料融合在一起形成复合材料，在真空状态下备用，防止氧化。
步骤2、160Mpa下加压30分钟，利用等静压成型机，等静压制备氧化铝材质的内胆1的坯体；
经过160Mpa等静压成型的氧化铝坯体致密度合理，烧制后的内胆1陶瓷晶型转化合理，内胆1的晶粒尺寸为1.6μm，接近理论数值，内胆1的相对密度达到99.8%，内胆1强度高、韧性好，相比注浆成型的陶瓷内胆强度提高4～5倍，克服了陶瓷材质易碎的问题，在提高内胆1强度的同时降低了其壁厚，仅为5cm,减少了氧化铝原材料的用量，降低了生产成本，而且对5cm厚度的内胆1烧制相对烧制15cm的内胆节能50%，进一步降低生产成本，缩短烧制时间，提高生产效率。
步骤3、利用数控车床对内胆1的坯体内侧、外侧进行车制，将坯体内侧加工为光滑镜面，在坯体外侧加工凹槽；
经过数控车床的车制，有效提高了内胆1的尺寸精度，把内胆1内侧加工的非常光滑，减小了内胆1内侧的摩擦系数，提高了纸浆的净化率，能够使纸浆的回收率提高10%，同时提高了内胆1的安装精度，保证各筒体之间密封连接，保证内胆1与管路准确连接；内胆1外侧车制凹槽，使内胆1外侧相对粗糙，能够更好的与高分子弹性材料2复合为一体结构。
步骤4、坯体在1550℃下烧制30～40小时成形为内胆1；
步骤5、将步骤1中熔融的高分子弹性材料2包覆在内胆1外侧；
具体步骤如下：
步骤5.1、在包覆模具内侧涂脱模剂，将内胆1放入包覆模具中加热至90℃；对包覆模具预先加热，防止熔融的高分子弹性材料2遇冷固化，便于高分子弹性材料2包覆在内胆1外侧，形成一体结构，涂脱模剂可以防止高分子弹性材料2黏贴在包覆模具内，避免在取出内胆1时破坏高分子弹性材料2。
步骤5.2、将熔融的高分子弹性材料2注入到包覆模具内侧与内胆1外侧之间；
步骤5.3、包覆模具同内胆1一起加压26Mpa硫化50分钟。在26Mpa的压力下能够使高分子弹性材料2紧密贴合在内胆1外侧，进一步保障两者之间无缝连接为一体，保证内胆1的强度，硫化50分钟可以使高分子弹性材料2结为一体，便于从包覆模具内取出。
步骤6、将包覆有高分子弹性材料2的内胆1放入硫化机加热至90℃，硫化4～8小时。经过大量实验证明，选择90℃的硫化温度，经过4～8小时的长时间硫化，能够使高分子弹性材料2与内胆1最优化的复合为一体，有效提高除渣器的使用寿命。
步骤7、利用卡箍7将各段筒体连接为整体，构成复合材料除渣器。
本实用新型还可以采用以下结构、方法：
本实用新型中高分子弹性材料2根据不同的使用环境，可以采用使用不同的材质，可以采用PA、PC和PU中任意两种的复合材料，也可以采用PA、PC和PU其他重量比例的复合材料；高分子弹性材料2可以是PA、PC和PU中一种材料或其中任意两种的复合材料，另外加入重量比为5%的碳纤维或者玻璃纤维，有效增加高分子弹性材料2的稳定性，高分子弹性材料2还可以是PA、PC、PU、玻璃纤维按照重量比例65%、19%、11%、5%组成的复合材料。
本实用新型中高分子弹性材料2的熔融温度可以在110～270℃的范围内选择，加热温度根据除渣器的工作环境和高分子弹性材料2的组份选择，随着温度的逐渐升高，高分子弹性材料2的强度更好，能够更好的保护内胆1，能够适应更恶劣的环境，除渣器能够承受大颗粒杂质造成的大幅震动，当然随着温度的逐渐升高，对工艺要求也就更高，包覆前内胆1和包覆模具加热温度也要相应提高，如果内胆1与熔融的高分子弹性材料2温度差别大，会导致两者无法复合为一体结构。
本实用新型中等静压制备氧化铝材质的内胆1的压力可以选择120～300Mpa，当压力为120 Mpa时，内胆1的晶粒尺寸为1.5μm；压力为160 Mpa时，内胆1的晶粒尺寸为1.6μm；压力为200Mpa时，内胆1的晶粒尺寸为1.8μm；压力为300 Mpa时，内胆1的晶粒尺寸为2μm，内胆1的晶粒尺寸随着等静压压力的增加而增加，内胆1的相对密度可以达到99.8%，有效增加内胆1的强度和韧性，压力根据除渣器尺寸和工作环境选择，除渣器直径越大，要求内胆1有更好的韧性，在浆液中含有大颗粒杂质等恶劣的工作环境下，尤其是纸浆除渣中，除渣器容易产生大幅的震动，陶瓷材质的内胆1易碎，所以要求内胆1具有较好的强度和韧性。
参照图6，环形圈701缺口一侧转动固定有止动卡扣706，止动卡扣706内侧挡板开设凹槽，螺杆703穿过止动卡扣706的凹槽，使用卡箍7时，转动止动卡扣706可以方便的安装、拆卸。
本实用新型复合材质除渣器可以用于纸浆除渣，还可以用于其他化工行业浆液的除渣。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
Claims (9)
1.一种复合材料除渣器，包括陶瓷材质的内胆（1），内胆（1）由上至下依次设有良浆出口（3）、纸浆入口（6）和出渣口（9），其特征在于：所述内胆（1）外侧包覆有一层高分子弹性材料（2），内胆（1）与高分子弹性材料（2）复合为一体结构。
2.根据权利要求1所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述内胆（1）为等静压成型的氧化铝微晶陶瓷。
3.根据权利要求1所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述内胆（1）壁厚为3～7cm。
4.根据权利要求1所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述内胆（1）上部为圆筒状，中下部为锥筒状，内胆（1）由多段筒体轴向组合构成，各段筒体连接端部具有环形的凹槽或凸起，各段筒体凹凸配合的对接并通过卡箍（7）连接。
5.根据权利要求4所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述卡箍（7）包括设有缺口的环形圈（701）和位于缺口处的紧固装置，环形圈（701）内侧间隔设有金属材质的受压变形部（702），受压变形部（702）为上下对称的梯形弯折结构；卡箍（7）与内胆（1）之间设有密封圈。
6.根据权利要求5所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述紧固装置包括螺杆（703）、垂直固定在螺杆（703）端部的止动杆（704），以及与止动杆（704）配合的止动机构，螺杆（703）和止动机构分别固定在环形圈（701）缺口两侧。
7.根据权利要求6所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述止动机构为逐渐收缩的止动槽（705），螺杆（703）穿过止动槽（705）的收缩部，止动杆（704）固定在止动槽（705）内。
8.根据权利要求6所述的复合材料除渣器，其特征在于：所述止动机构为转动固定在环形圈（701）缺口一侧的止动卡扣（706），止动卡扣（706）内侧挡板开设凹槽，螺杆（703）穿过止动卡扣（706）的凹槽。
9.根据权利要求1所述的复合材料除渣器的制作工艺，其特征在于：所述高分子弹性材料（2）为尼龙、聚碳酸酯或聚氨酯。
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