CN204715118U - 一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，主要包括三层气流涡旋生成装置和液浆生成装置。其特点是气流涡旋生成器生产上、中、下三层涡旋，利用涡旋动能碎料，并与液态水混合生成浆液。本实用新型通过上层气流输送管、中层气流输送管和下层气流输送管的内径逐次减半，实现气流的加压提速；通过上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口的对称异向布置，实现三层气流涡旋的生成；通过上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的交错均匀布置，防止引起较大气流周期脉动。

Description

一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备

技术领域

本实用新型涉及一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，尤其涉及一种通过上层气流输送管、中层气流输送管和下层气流输送管的内径逐次减半实现气流的加压提速，通过上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口的对称异向布置实现三层气流涡旋的生成，通过上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的交错均匀布置防止引起较大气流周期脉动，属于造纸业制浆设备的技术研发领域。

背景技术

在造纸行业中，纸浆的生成需要将浆板、废旧书本、废旧纸箱等放入水力碎浆机中，并通过转子的转动进行碎解，以制成均匀悬浮液。但是由于目前碎浆机工作方式及结构的单一性，造成以下问题：一是过度依靠机械转子，现有碎浆机主要是通过转子的搅拌来实现碎料的分解，碎料的分解速度往往取决于转子的转动速度；二是搅拌不充分且效率低，部分碎浆机主要依靠底部的转子带动整体流体转动，这造成上、中、下层液浆搅拌不均匀，并且在碎浆过程中，有一部分能量消耗在机械的无功损耗上，因此造成机械制浆的效率很低；三是能耗大，机械转子的转动需要消耗大量的电能，并且转子在运动过程中不仅要带动流体转动，而且还要克服流体的阻力，这在一定程度上增大电能的消耗。

因此，针对现有制浆设备中普遍存在的过度依靠机械转子、搅拌不充分且效率低、能耗大等问题，应从碎浆机工作方式及结构上进行综合考虑，设计出无转子、搅拌充分且效率高、能耗小的一种制浆设备。

发明内容

本实用新型针对现有制浆设备存在的过度依靠机械转子、搅拌不充分且效率低、能耗大等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备。

本实用新型的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备采用以下技术方案：

一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，主要包括三层气流涡旋生成装置和液浆生成装置；所述三层气流涡旋生成装置主要由空气压缩机和气流涡旋生成器组成，空气压缩机通过空气压缩机固定螺钉固定在液浆筒盖上，气流涡旋生成器的顶端连接在空气压缩机下端，气流涡旋生成器由上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管组成，上层气流涡旋生成管安装在上层气流输送管上，并且在上层气流涡旋生成管最外端设有上层气流出口，中层气流涡旋生成管安装在中层气流输送管上，并且在中层气流涡旋生成管最外端设有中层气流出口，下层气流涡旋生成管安装在下层气流输送管上，并且在下层气流涡旋生成管最外端设有下层气流出口；所述液浆生成装置由液浆筒和液浆筒盖组成，液浆筒盖通过液浆筒盖固定螺钉安装在液浆筒上，液浆筒内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下底面安装有支柱，液浆筒下端侧面安装有出料口，液浆筒盖由液浆筒盖外圈、液浆筒盖支撑梁、液浆筒盖内圈和空气压缩机座组成，其间的空隙为进水进料口，空气压缩机座中心处开有圆孔，用于安装上层气流输送管。

所述上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管为圆筒形结构，上层气流输送管的长度为l ₁、内径为d ₁，中层气流输送管的长度为l ₂且l ₂=2l ₁/3、内径为d ₂且d ₂=d ₁/2，下层气流输送管的长度为l ₃且l ₃=l ₂/3、内径为d ₃且d ₃=d ₂/2；上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的长度相同，各管呈交错均匀布置，且其内径分别与上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管的内径相同；上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口呈对称异向布置。

所述液浆筒盖上的液浆筒盖外圈、液浆筒盖内圈和空气压缩机座为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁为梯形梁结构，其数量为8根且周向均匀分布，进水进料口为扇形结构；液浆筒为圆筒形结构；支柱为4根且周向均匀分布。

本实用新型将中层气流输送管的内径设计为上层气流输送管的一半，下层气流输送管的内径设计为中层气流输送管的一半，通过这种设计实现气流的加速传输，即通过减小气体传输的截面积来加压提速，使得中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管内的气流具有足够的动能，从而保证中层、下层气流涡旋动能的破碎力，保证碎浆效率；相比于中层气流输送管、下层气流输送管，将上层气流输送管的长度设计为最长，一是该管需要与空气压缩机相连接，二是经空气压缩机进入上层气流输送管的压缩空气，其需要足够的传输管道使其运动平稳，以防止不稳定气流对后续管道的冲击损坏；将中层气流输送管设计为较长，是由于该管段具有气体传输及加速功能，而将下层气流输送管设计为最短，是由于该管段只是用于气体传输；将上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管设计为长度相同，且上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口呈对称异向布置，通过这种设计实现三层气流涡旋的生成，而将各管呈交错均匀布置，防止因同截面布置而引起较大的气流周期脉动，从而引起整体设备的振动，以及因上、中、下三层的同周期脉动所引起的整个涡流的不连续运动。

本实用新型将进水进料口设计为若干个扇形结构，通过这种设计既可实现液态水的添加、液浆筒中气体的排出，又可防止较大的异物进入液浆筒，污染液浆；将液浆筒盖支撑梁设计为8根周向均布的梯形梁结构，通过这种设计增强整个液浆筒盖的抗压强度。

本实用新型的有益效果是：通过上层气流输送管、中层气流输送管和下层气流输送管的内径逐次减半，实现气流的加压提速，保证三层气流涡旋动能的破碎力，并且通过其不同长度的设计实现气流的平稳传输及加速功能；通过上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口的对称异向布置，实现三层气流涡旋的生成；通过上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的交错均匀布置，防止引起较大气流周期脉动；通过若干扇形进水进料口实现添加液态水、排气和防止进入较大异物；通过8根周向均布梯形液浆筒盖支撑梁增强液浆筒盖的抗压强度。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的气流涡旋生成器的布置示意图；

图3是本实用新型的气流涡旋生成器的结构尺寸示意图；

图4是本实用新型的液浆筒盖结构示意图。

其中：1、支柱，2、液浆筒，3、液态水，4、碎料，5、空气，6、气流涡旋生成器，7、液浆筒盖，8、进水进料口，9、空气压缩机，10、空气压缩机固定螺钉，11、液浆筒盖固定螺钉，12、出料口，13、液浆筒盖外圈，14、液浆筒盖支撑梁，15、液浆筒盖内圈，16、空气压缩机座，17、下层气流涡旋生成管，18、下层气流输送管，19、中层气流涡旋生成管，20、中层气流输送管，21、上层气流涡旋生成管，22、上层气流输送管，23、上层气流出口，24、中层气流出口，25、下层气流出口。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，本实用新型的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，主要包括三层气流涡旋生成装置和液浆生成装置。三层气流涡旋生成装置主要由空气压缩机9和气流涡旋生成器6组成，空气压缩机9通过空气压缩机固定螺钉10固定在液浆筒盖7上，气流涡旋生成器6的顶端连接在空气压缩机9下端，气流涡旋生成器6内装有空气5。液浆生成装置由液浆筒2和液浆筒盖7组成，液浆筒盖7通过液浆筒盖固定螺钉11安装在液浆筒2上，液浆筒2内装有液态水3和碎料4的混合液，液浆筒2为圆筒形结构；液浆筒2下底面安装有支柱1，支柱1为4根且周向均匀分布；液浆筒2下端侧面安装有出料口12。

如图2、图3所示，气流涡旋生成器6由上层气流输送管22、中层气流输送管20、下层气流输送管18、上层气流涡旋生成管21、中层气流涡旋生成管19和下层气流涡旋生成管17组成，上层气流涡旋生成管21安装在上层气流输送管22上，并且在上层气流涡旋生成管21最外端设有上层气流出口23，中层气流涡旋生成管19安装在中层气流输送管20上，并且在中层气流涡旋生成管19最外端设有中层气流出口24，下层气流涡旋生成管17安装在下层气流输送管18上，并且在下层气流涡旋生成管17最外端设有下层气流出口25。

上层气流输送管22、中层气流输送管20、下层气流输送管18、上层气流涡旋生成管21、中层气流涡旋生成管19和下层气流涡旋生成管17为圆筒形结构，上层气流输送管22的长度为l ₁、内径为d ₁，中层气流输送管20的长度为l ₂且l ₂=2l ₁/3、内径为d ₂且d ₂=d ₁/2，下层气流输送管18的长度为l ₃且l ₃=l ₂/3、内径为d ₃且d ₃=d ₂/2；在工作时，这种结构设计实现气流的加速传输，即通过减小气体传输的截面积来加压提速，使得中层气流涡旋生成管19和下层气流涡旋生成管17内的气流具有足够的动能，从而保证中层、下层气流涡旋动能的破碎力，保证碎浆效率；相比于中层气流输送管20、下层气流输送管18，将上层气流输送管22的长度设计为最长，这是由于，一是该管需要与空气压缩机9相连接，二是经空气压缩机9进入上层气流输送管22的空气5，其需要足够的传输管道使其运动平稳，以防止不稳定气流对后续管道的冲击损坏；将中层气流输送管20设计为较长，是由于该管段具有气体传输及加速功能，而将下层气流输送管18设计为最短，是由于该管段只是用于气体传输。

上层气流涡旋生成管21、中层气流涡旋生成管19和下层气流涡旋生成管17的长度相同，各管呈交错均匀布置，且其内径分别与上层气流输送管22、中层气流输送管20、下层气流输送管18的内径相同；上层气流出口23、中层气流出口24和下层气流出口25呈对称异向布置。工作时，这种结构设计实现三层气流涡旋的生成，而将各管呈交错均匀布置，以防止因同截面布置而引起较大的气流周期脉动，从而引起整体设备的振动，以及因上、中、下三层的同周期脉动所引起的整个涡流的不连续运动。

如图4所示，液浆筒盖7由液浆筒盖外圈13、液浆筒盖支撑梁14、液浆筒盖内圈15和空气压缩机座16组成，其间的空隙为进水进料口8，空气压缩机座16中心处开有圆孔，用于安装上层气流输送管22。

液浆筒盖7上的液浆筒盖外圈13、液浆筒盖内圈15和空气压缩机座16为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁14为梯形梁结构，其数量为8根且周向均匀分布，这种结构设计能增强整个液浆筒盖7的抗压强度；进水进料口8为扇形结构，这种结构设计既可实现液态水3的添加、液浆筒2中空气5的排出，又可防止较大的异物进入液浆筒2，污染液浆。

Claims (3)

1.一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，主要包括三层气流涡旋生成装置和液浆生成装置；其特征在于：所述三层气流涡旋生成装置主要由空气压缩机和气流涡旋生成器组成，空气压缩机通过空气压缩机固定螺钉固定在液浆筒盖上，气流涡旋生成器的顶端连接在空气压缩机下端，气流涡旋生成器由上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管组成，上层气流涡旋生成管安装在上层气流输送管上，并且在上层气流涡旋生成管最外端设有上层气流出口，中层气流涡旋生成管安装在中层气流输送管上，并且在中层气流涡旋生成管最外端设有中层气流出口，下层气流涡旋生成管安装在下层气流输送管上，并且在下层气流涡旋生成管最外端设有下层气流出口；所述液浆生成装置由液浆筒和液浆筒盖组成，液浆筒盖通过液浆筒盖固定螺钉安装在液浆筒上，液浆筒内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下底面安装有支柱，液浆筒下端侧面安装有出料口，液浆筒盖由液浆筒盖外圈、液浆筒盖支撑梁、液浆筒盖内圈和空气压缩机座组成，其间的空隙为进水进料口，空气压缩机座中心处开有圆孔，用于安装上层气流输送管。

2.如权利要求1所述的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，其特征在于：所述上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管为圆筒形结构，上层气流输送管的长度为l ₁、内径为d ₁，中层气流输送管的长度为l ₂且l ₂=2l ₁/3、内径为d ₂且d ₂=d ₁/2，下层气流输送管的长度为l ₃且l ₃=l ₂/3、内径为d ₃且d ₃=d ₂/2；上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的长度相同，各管呈交错均匀布置，且其内径分别与上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管的内径相同；上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口呈对称异向布置。

3.如权利要求1所述的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，其特征在于：所述液浆筒盖上的液浆筒盖外圈、液浆筒盖内圈和空气压缩机座为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁为梯形梁结构，其数量为8根且周向均匀分布，进水进料口为扇形结构；液浆筒为圆筒形结构；支柱为4根且周向均匀分布。