CN204825487U - 一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，主要包括进水及进料装置、进气装置、上涡旋动能生成装置，下涡旋动能生成装置、碎料及过滤装置和液浆储存装置。其特点逆向涡旋对冲互绞碎料。本法明通过缓冲板实现进料量的控制及进水进料缓冲区的密封；通过最高液位指示杆和液面观察板控制液位；通过上进气口顺时针、下进气口逆时针布置及上锥筒、下锥筒实现产生加速上、下涡流，产生对冲互绞破碎力和设备同向冲击振动；通过内孔大、外孔小且交错排列的锥孔实现过滤碎料、防止碎料堵塞、提高过滤效率及冲击搅拌；通过平行孔实现液浆储存区内和下涡旋动能生成区内流体交互流动及对液浆储存区冲击搅拌。

Description

一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备

技术领域

本实用新型涉及一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，尤其涉及一种通过缓冲板实现进料量的控制及进水进料缓冲区的密封；通过最高液位指示杆和液面观察板控制液位；通过上进气口顺时针、下进气口逆时针布置及上锥筒、下锥筒实现产生加速上、下涡流，产生对冲互绞破碎力和设备同向冲击振动；通过内孔大、外孔小且交错排列的锥孔实现过滤碎料、防止碎料堵塞、提高过滤效率及冲击搅拌；通过平行孔实现液浆储存区内和下涡旋动能生成区内流体交互流动及对液浆储存区冲击搅拌，属于造纸业制浆设备的技术研发领域。

背景技术

在造纸的整个流程中，纸浆的生成是其重要的工序，如制浆造纸工业中最常用的水力碎浆机，该碎浆设备通过转子的运动，将水中的浆板、废旧书本、废旧纸箱等进行碎解，并制成均匀悬浮液。但是由于目前碎浆机工作方式以及结构的单一性，造成以下问题：一是效率低，现有碎浆机通过料液与转子、桶壁的机械碰撞实现碎浆，而碰撞的动力来源于转子对液料的搅动，在碎浆的过程中，有一部分的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；此外，在机械的碰撞中将产生较大的噪声，影响生产环境及工作人员的身心。二是能耗大，碎浆机转子在工作过程中，不仅要带动流体转动，而且还要克服流体的阻力，这在一定程度上要消耗大量的机械能。

因此，针对现有碎浆机在使用中普遍存在的效率低、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，设计出碎浆效率高且能耗低的一种制浆设备。

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对冲互绞式双涡旋动能制浆设备。

本实用新型的一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备采用以下技术方案：

一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，主要包括进水及进料装置、进气装置、上涡旋动能生成装置，下涡旋动能生成装置、碎料及过滤装置和液浆储存装置，所述进水及进料装置主要由进水进料口、弹簧、缓冲板、最高液位指示杆和液面观察板组成，进水进料口为扇形结构且开在桶盖上，而桶盖通过桶盖固定螺钉固定在制浆筒上端，缓冲板为扇面形结构，其上端与桶盖密闭连接、下端与上锥筒密闭接触，缓冲板和桶盖间安装有弹簧，最高液位指示杆安装在制浆筒外侧，其下端装有液面观察板；所述进气装置主要由空气压缩机、上进气管和下进气管组成，上进气管由制浆筒外侧底端延伸到上锥筒处，并通过上进气口进入上锥筒内，在制浆筒内侧靠近上进气口处引出下进气管，下进气管通过支撑环固定在制浆筒内壁上，下进气管的下进气口延伸到下锥筒底部；所述上涡旋动能生成装置主要由上锥筒组成，上锥筒、桶盖、缓冲板和部分制浆筒内壁构成上涡旋动能生成区；所述下涡旋动能生成装置主要由下锥筒组成，下锥筒上端开有若干用于液态水在下涡旋动能生成区和液浆储存区间交互流动的平行孔，下锥筒、制浆筒底端构成下涡旋动能生成区；所述碎料及过滤装置主要由碎料筒组成，碎料筒上开有若干用于过滤碎料的锥孔，碎料筒下端固定于碎料筒座凹槽内，上端卡在碎料筒导向筒内，碎料筒内部区域为碎料区；所述液浆储存装置主要由制浆筒中部、下锥筒和碎料筒外部组成，其围成的区域为液浆储存区；此外，制浆筒下端侧面安装有出料口，制浆筒底端安装有4个周向均布的支柱。

所述弹簧型号根据进料控制量选定，最高液位指示杆高于上进气口5~8mm，液面观察板为透明高压玻璃材质且长条形结构。

所述上进气口布置为顺时针方向，下进气口布置为逆时针方向；上锥筒为倒圆台形结构，下锥筒为正圆台形结构。

所述锥孔为内孔大、外孔小的结构，各孔为交错排列；平行孔的内径为锥孔外孔径的1/5。

所述上锥筒支撑板和下锥筒支撑板分别为4个且周向均布。

本实用新型将缓冲板设计为扇面形结构，并将其通过弹簧安装于桶盖上，通过这种设计可实现进料量的控制及进水进料缓冲区的密封，即当设备工作前，进水、进料落入进水进料缓冲区，由于在弹簧力的作用下，缓冲板和上锥筒内壁间是保持密封接触的状态，随着进料量的增加，碎料将压迫弹簧发生拉伸变形，促使缓冲板和上锥筒内壁间出现间隙，而进料在重力作用下，将沿着倾斜的缓冲板滑入上涡旋动能生成区；而当设备工作时，上锥筒内的加速涡旋水流将压迫缓冲板，并使得弹簧产生压缩变形，从而使得缓冲板将直接抵在上锥筒内壁上，形成进水进料缓冲区的密封。

本实用新型将最高液位指示杆设为高于上进气口5~8mm，通过这种设计用于设定安全液位，防止流体倒灌入上进气管内；而在制浆筒上安装长条形透明液面观察板方便制浆筒内液位的观察。

本实用新型将上进气口布置为顺时针方向、下进气口布置为逆时针方向，上锥筒为倒圆台形、下锥筒为正圆台形，通过这种结构设计具有以下功能，一是产生上、下逆向涡流，即在上锥筒内形成顺时针涡旋，下锥筒内形成逆时针涡旋，上、下涡旋通过液态水带动碎料进行旋转运动，在运动过程中，不同直径的碎料相互碰撞，实现碎料的初次破碎；二是实现上、下逆向涡流加速，即随着上锥筒和下锥筒截面积的减少，促使上锥筒内流体由上往下产生加速效果，下锥筒内流体由下往上产生加速效果；三是产生对冲互绞破碎力，即上锥筒的顺时针涡旋和下锥筒的逆时针涡旋对碎料筒内流体产生异向的运动，两股异向的流体在碎料筒相互碰撞，带动液态水中碎料实现二次破碎；四是防止高速气流同向运动冲击所引起的设备晃动。

本实用新型将锥孔设计为内孔大、外孔小且交错排列，通过这种结构设计具有以下功能，一是实现碎料的过滤，即以外孔小径为基准，只有当碎料直径小于外孔径时才能通过，达实现碎料的筛选，而碎料筒是通过碎料筒导向筒插在碎料筒座的凹槽内的，方便更换，因此根据具体工况需求可更换不同孔径的碎料筒；二是内孔大的设计用于实现碎料的无堵塞，即如果较大颗粒的碎料堵在内孔，当碎料筒内流体的涡旋流过该颗粒时，会在其后方产生背压，带动该颗粒脱离内孔；三是交错排列既可防止内孔移出颗粒在惯性力作用下再次滑入内孔，又可实现碎料筒内布置最小高度差的锥孔，提高碎料过滤效率；四是小径的外孔实现流体的加速排出，从而实现小孔内排出的流体对液浆储存区内液浆的冲击搅拌；而将平行孔的内径设计为锥孔外孔内径的1/5，通过这种设计既可防止较小碎料通过平行孔流入下锥筒，又可实现液态水在液浆储存区内和下涡旋动能生成区内交互流动，此外下锥筒内的高速涡旋液态水通过平行孔可实现对液浆储存区内液浆的冲击搅拌，而且微小孔径的平行孔可防止大颗粒碎料的堵塞。

本实用新型的有益效果是：通过缓冲板实现进料量的控制及进水进料缓冲区的密封；通过最高液位指示杆和液面观察板控制液位；通过上进气口顺时针、下进气口逆时针布置及上锥筒、下锥筒实现产生加速上、下涡流，产生对冲互绞破碎力和设备同向冲击振动；通过内孔大、外孔小且交错排列的锥孔实现过滤碎料、防止碎料堵塞、提高过滤效率及冲击搅拌；通过平行孔实现液浆储存区内和下涡旋动能生成区内流体交互流动及对液浆储存区冲击搅拌。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型进水进料缓冲区的局部放大示意图。

图3是本实用新型桶盖的局部放大示意图。

图4是本实用新型桶盖固定螺钉及最高液位指示杆的局部放大示意图。

图5是本实用新型上、下进气口的布置示意图。

图6是本实用新型上涡旋动能生成区的局部放大示意图。

图7是本实用新型下涡旋动能生成区的局部放大示意图。

图8是本实用新型平行孔的局部放大示意图。

图9是本实用新型上锥筒支撑板的布置示意图。

图10是本实用新型下锥筒支撑板的布置示意图。

图11是本实用新型碎料区的局部放大示意图。

其中：1、支柱，2、出料口，3、下锥筒支撑板，4、制浆筒，5、平行孔，6、碎料筒座，7、滤料，8、锥孔，9、碎料筒，10、上锥筒支撑板，11、上锥筒，12、缓冲板，13、弹簧，14、桶盖固定螺钉，15、进水进料口，16、进水进料缓冲区，17、桶盖，18、上涡旋动能生成区，19、最高液位指示杆，20、上进气口，21、碎料筒导向筒，22、下进气管，23、碎料区，24、支撑环，25、液面观察板，26、下涡旋动能生成区，27、上进气管，28、空气压缩机，29、下进气口，30、下锥筒，31、液态水，32、碎料，33、液浆储存区。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，主要包括进水及进料装置、进气装置、上涡旋动能生成装置，下涡旋动能生成装置、碎料及过滤装置和液浆储存装置。液浆储存装置主要由制浆筒4中部、下锥筒30和碎料筒9外部组成，其围成的区域为液浆储存区33；此外，制浆筒4下端侧面安装有出料口2，制浆筒4底端安装有4个周向均布的支柱1。

结合图1、图2、图3所示，进水及进料装置主要由进水进料口15、弹簧13、缓冲板12、最高液位指示杆19和液面观察板25组成，进水进料口15为扇形结构且开在桶盖17上，而桶盖17通过桶盖固定螺钉14固定在制浆筒4上端。缓冲板12为扇面形结构，其上端与桶盖17密闭连接、下端与上锥筒11密闭接触，缓冲板12和桶盖17间安装有弹簧13，弹簧13型号根据进料控制量选定，在工作时，这种结构设计可实现进料量的控制及进水进料缓冲区16的密封，即当设备工作前，进水、进料落入进水进料缓冲区16，由于在弹簧13力的作用下，缓冲板12和上锥筒11内壁间是保持密封接触的状态，随着进料量的增加，碎料将压迫弹簧13发生拉伸变形，促使缓冲板12和上锥筒11内壁间出现间隙，而进料在重力作用下，将沿着倾斜的缓冲板12滑入上涡旋动能生成区18；而当设备工作时，上锥筒11内的加速涡旋水流将压迫缓冲板12，并使得弹簧13产生压缩变形，从而使得缓冲板12将直接抵在上锥筒11内壁上，形成进水进料缓冲区16的密封。

如图1、图4所示，最高液位指示杆19安装在制浆筒4外侧，其下端装有液面观察板25，最高液位指示杆19高于上进气口20约5~8mm，这种设计用于设定安全液位，防止流体倒灌入上进气管27内；液面观察板25为透明高压玻璃材质且长条形结构，长条形透明液面观察板25方便制浆筒4内液位的观察。

如图1所示，进气装置主要由空气压缩机28、上进气管27和下进气管22组成，上进气管27由制浆筒4外侧底端延伸到上锥筒11处，并通过上进气口20进入上锥筒11内，在制浆筒4内侧靠近上进气口20处引出下进气管22，下进气管22通过支撑环24固定在制浆筒4内壁上，下进气管22的下进气口29延伸到下锥筒30底部；

结合图1、图5所示，上进气口20布置为顺时针方向，下进气口29布置为逆时针方向，这种结构设计具有以下功能，一是产生上、下逆向涡流，即在上锥筒11内形成顺时针涡旋，下锥筒30内形成逆时针涡旋，上、下涡旋通过液态水31带动碎料32进行旋转运动，在运动过程中，不同直径的碎料32相互碰撞，实现碎料32的初次破碎；二是产生对冲互绞破碎力，即上锥筒11的顺时针涡旋和下锥筒30的逆时针涡旋对碎料筒9内流体产生异向的运动，两股异向的流体在碎料筒9相互碰撞，带动液态水31中碎料32实现二次破碎；四是防止高速气流同向运动冲击所引起的设备晃动。

如图6所示，上涡旋动能生成装置主要由上锥筒11组成，上锥筒11、桶盖17、缓冲板12和部分制浆筒4内壁构成上涡旋动能生成区18.

如图7所示，下涡旋动能生成装置主要由下锥筒30组成，下锥筒30上端开有若干用于液态水31在下涡旋动能生成区26和液浆储存区33间交互流动的平行孔5，下锥筒30、制浆筒4底端构成下涡旋动能生成区26。

上锥筒11为倒圆台形结构，下锥筒30为正圆台形结构，这种设计实现上、下逆向涡流加速，即随着上锥筒11和下锥筒30截面积的减少，促使上锥筒11内流体由上往下产生加速效果，下锥筒30内流体由下往上产生加速效果。

如图8所示，平行孔5的内径为锥孔8外孔径的1/5，这种设计既可防止较小碎料32通过平行孔5流入下锥筒30，又可实现液态水31在液浆储存区33内和下涡旋动能生成区26内交互流动，此外下锥筒30内的高速涡旋液态水31通过平行孔5可实现对液浆储存区33内液浆的冲击搅拌，而且微小孔径的平行孔5可防止大颗粒碎料32的堵塞。

如图9、图10所示，上锥筒支撑板10和下锥筒支撑板3分别为4个且周向均布。

如图11所示，碎料及过滤装置主要由碎料筒9组成，碎料筒9上开有若干用于过滤碎料32的锥孔8，碎料筒9下端固定于碎料筒座6凹槽内，上端卡在碎料筒导向筒21内，碎料筒9内部区域为碎料区23。

锥孔8为内孔大、外孔小的结构，且各孔为交错排列，这种结构设计具有以下功能，一是实现碎料32的过滤，即以外孔小径为基准，只有当碎料32直径小于外孔径时才能通过，实现碎料32的筛选，而碎料筒9是通过碎料筒导向筒21插在碎料筒座6的凹槽内的，方便更换，因此根据具体工况需求可更换不同孔径的碎料筒9；二是内孔大的设计用于实现碎料32的无堵塞，即如果较大颗粒的碎料32堵在内孔，当碎料筒9内流体的涡旋流过该颗粒时，会在其后方产生背压，带动该颗粒脱离内孔；三是交错排列既可防止内孔移出颗粒在惯性力作用下再次滑入内孔，又可实现碎料筒9内布置最小高度差的锥孔8，提高碎料32过滤效率；四是小径的外孔实现流体的加速排出，从而实现小孔内排出的流体对液浆储存区33内液浆的冲击搅拌。

Claims (5)

1.一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，主要包括进水及进料装置、进气装置、上涡旋动能生成装置，下涡旋动能生成装置、碎料及过滤装置和液浆储存装置，其特征在于：所述进水及进料装置主要由进水进料口、弹簧、缓冲板、最高液位指示杆和液面观察板组成，进水进料口为扇形结构且开在桶盖上，而桶盖通过桶盖固定螺钉固定在制浆筒上端，缓冲板为扇面形结构，其上端与桶盖密闭连接、下端与上锥筒密闭接触，缓冲板和桶盖间安装有弹簧，最高液位指示杆安装在制浆筒外侧，其下端装有液面观察板；所述进气装置主要由空气压缩机、上进气管和下进气管组成，上进气管由制浆筒外侧底端延伸到上锥筒处，并通过上进气口进入上锥筒内，在制浆筒内侧靠近上进气口处引出下进气管，下进气管通过支撑环固定在制浆筒内壁上，下进气管的下进气口延伸到下锥筒底部；所述上涡旋动能生成装置主要由上锥筒组成，上锥筒、桶盖、缓冲板和部分制浆筒内壁构成上涡旋动能生成区；所述下涡旋动能生成装置主要由下锥筒组成，下锥筒上端开有若干用于液态水在下涡旋动能生成区和液浆储存区间交互流动的平行孔，下锥筒、制浆筒底端构成下涡旋动能生成区；所述碎料及过滤装置主要由碎料筒组成，碎料筒上开有若干用于过滤碎料的锥孔，碎料筒下端固定于碎料筒座凹槽内，上端卡在碎料筒导向筒内，碎料筒内部区域为碎料区；所述液浆储存装置主要由制浆筒中部、下锥筒和碎料筒外部组成，其围成的区域为液浆储存区；此外，制浆筒下端侧面安装有出料口，制浆筒底端安装有4个周向均布的支柱。

2.如权利要求1所述的一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述弹簧型号根据进料控制量选定，最高液位指示杆高于上进气口5~8mm，液面观察板为透明高压玻璃材质且长条形结构。

3.如权利要求1所述的一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述上进气口布置为顺时针方向，下进气口布置为逆时针方向；上锥筒为倒圆台形结构，下锥筒为正圆台形结构。

4.如权利要求1所述的一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述锥孔为内孔大、外孔小的结构，各孔为交错排列；平行孔的内径为锥孔外孔径的1/5。

5.如权利要求1所述的一种对冲互绞式双涡旋动能制浆设备，其特征在于：所述上锥筒支撑板和下锥筒支撑板分别为4个且周向均布。