CN207153286U - 用于纸浆生产线的机械蒸汽分离器 - Google Patents

Abstract

一种用于纸浆生产线的机械蒸汽分离器，其能够从木质纤维与蒸汽的混合物中分离蒸汽。该机械蒸汽分离器包括：分离器壳体，包括混合物入口管、纤维出口管和蒸汽出口管；转子，其在分离器壳体内轴向延伸，并具有转子轴以及呈螺旋形延伸的转子叶片；以及马达，能操作地连接到转子以使转子轴和转子叶片旋转，从而将木质纤维与蒸汽的混合物从分离器壳体的混合物入口管推进到纤维出口管，同时蒸汽经由蒸汽出口管离开分离器壳体。其中，分离器壳体的混合物入口管包括弯曲部，该弯曲部对进入该混合物入口管的木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力。本实用新型能够更有效地从蒸汽与纤维的混合物中分离蒸汽进行再利用，以减少纸浆生产系统中的新鲜蒸汽的消耗量。

Description

用于纸浆生产线的机械蒸汽分离器

技术领域

本实用新型总体上涉及一种用于纸浆生产线的机械蒸汽分离器，该蒸汽分离器可应用在由木质纤维材料生产纸浆的系统中，用以从蒸汽与纸浆纤维的混合物中分离蒸汽。更具体而言，本实用新型涉及一种机械蒸汽分离器，该机械蒸汽分离器包括具有转子轴的转子，该转子设有至少一个轴向延伸的翼部和一个螺旋形叶片，并且该机械蒸汽分离器通过向蒸汽与纤维的混合物施加离心力而将蒸汽从蒸汽与纤维的混合物中分离。

背景技术

在机械制浆工业中，制浆用的纤维通常是在精磨装置中制成。在该精磨装置中，在蒸汽环境下使木质纤维材料在精磨元件之间磨碎而产生蒸汽与纤维的混合物，所述木质纤维材料例如为薄木片、锯屑或其它来自木材或植物的纤维原材料。为减少蒸汽与纤维的混合物中的水分含量，并且为利用这种热的混合物中所蕴含的能量，已知的方法是在第一精磨装置与第二精磨装置之间的吹扫管道中安装机械蒸汽分离器，或者在最终精磨装置之后安装机械蒸汽分离器。从蒸汽与纤维的混合物中分离出的蒸汽随后能够在例如位于精磨装置之前的预汽蒸箱中被再利用，从而实现节能并且降低系统中的新鲜蒸汽的总体消耗量。

在美国专利US 5 034 099中，公开了这样一种利用木质纤维材料生产纸浆纤维的系统。在该系统中，在热磨机之后设有一水平布置的分离器，该分离器包括气密的分离器壳体、纸浆出口、蒸汽出口、螺旋输送机和吹扫管道，经纤维分离后的木质纤维材料和蒸汽从热磨机被输送到分离器壳体中；其中螺旋输送机包括设有螺旋叶片的螺旋轴，其螺旋叶片相对于螺旋轴本身具有一螺旋角，并且其中吹扫管道通入到分离器壳体内并且相对于螺旋轴成一预定角度，该预定角度大致等于上述螺旋角。根据该专利所披露的这种分离器设计，蒸汽出口位于分离器壳体的外周，而蒸汽与纤维的分离主要是通过螺旋输送机的压缩部来完成的。

如上文所阐述，机械蒸汽分离器的一个目的是要对热的蒸汽与纤维的混合物中蕴含的能量(热量)加以利用，且因此蒸汽与纤维的有效分离是非常可期的。然而，已知的机械蒸汽分离器在此方面并不是非常理想。因此，人们希望对现有的机械蒸汽分离器设计进行改进，以期能够更有效地从蒸汽与纤维的混合物中分离蒸汽。

实用新型内容

为解决现有技术中的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种机械蒸汽分离器，其能够更有效地从蒸汽与纤维的混合物中分离蒸汽，进而能够减少包括该机械蒸汽分离器的纸浆生产系统中的新鲜蒸汽的消耗量。从纤维与蒸汽的热的混合物中分离出的蒸汽通常会被再利用，例如预汽蒸箱或者其它需要利用蒸汽的应用场合。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种机械蒸汽分离器，用于从木质纤维与蒸汽的混合物中分离蒸汽，所述机械蒸汽分离器包括：分离器壳体，其包括用以供入木质纤维与蒸汽的混合物的混合物入口管、用以输出纤维的纤维出口管和用以输出蒸汽的蒸汽出口管；转子，其在所述分离器壳体内轴向延伸，且所述转子具有转子轴以及呈螺旋形延伸的转子叶片；以及马达，其连接到所述转子以驱动所述转子轴旋转，从而使从所述混合物入口管供入的所述木质纤维与蒸汽的混合物被朝向所述纤维出口管推进。其中，所述混合物入口管包括弯曲部，所述弯曲部能够对进入所述混合物入口管的所述木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力。

在本实用新型的机械蒸汽分离器的工作期间，绝大部分蒸汽经由所述蒸汽出口管离开所述分离器壳体。

优选地，所述混合物入口管相对于所述转子轴沿切向通入所述分离器壳体。

优选地，所述混合物入口管相对于所述分离器壳体的外周沿切向布置并通入所述分离器壳体。

优选地，所述转子轴设有至少一个轴向延伸的翼部，用以对被推进的所述木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力。

优选地，至少一个所述轴向延伸的翼部被布置成与转子轴之间具有间隙。此外，优选地，在所述转子叶片与所述转子轴之间形成有间隙。

优选地，所述翼部被设置为多个，并且所述翼部沿所述转子轴的周向均匀地布置。

优选地，所述转子叶片被固定到所述翼部上，从而在所述转子轴与所述转子叶片之间形成多个蒸汽输送通道。

优选地，所述蒸汽出口管以与所述转子轴对齐的方式通入所述分离器壳体。

优选地，所述分离器壳体包括依次设置并且彼此通过紧固件前后连接的前端壳体部、支座壳体部、中间壳体部及后端壳体部，其中，所述前端壳体部支撑所述转子和所述马达。

优选地，所述纤维出口管、混合物入口管和蒸汽出口管分别设置在所述支座壳体部、所述中间壳体部及所述后端壳体部上。

如上文所述，本实用新型的机械蒸汽分离器能够更有效地从蒸汽与纤维的混合物中分离蒸汽进行再利用，进而能够减少包括该机械蒸汽分离器的纸浆生产系统中的新鲜蒸汽的消耗量，并因此可降低生产成本。

附图说明

参照下列诠释本实用新型的优选实施例的附图，能够有助于对实用新型的进一步的理解，但这些附图并不构成对本实用新型保护范围的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一优选实施例的机械蒸汽分离器1的分解立体图。

附图标记列表

1 机械蒸汽分离器

100 分离器壳体

101 混合物入口管

104 弯曲部

102 纤维出口管

103 蒸汽出口管

110 前端壳体部

120 支座壳体部

130 中间壳体部

140 后端壳体部

200 转子

201 转子轴

203 翼部

202 转子叶片

300 马达

400 基座

具体实施方式

下面将参照附图详细描述根据本实用新型的优选实施例。

为实现前述目的，本实用新型提供一种在机械制浆工业中使用的机械蒸汽分离器，该机械蒸汽分离器包括分离器壳体以及设置在该分离器壳体内的轴流式转子，其中该分离器壳体具有混合物入口管、蒸汽出口管和纤维出口管。

现将参照图1来描述本实用新型的多个优选实施例，这些实施例用于更具体地说明本实用新型的优选实施方式，而并非旨在限制本实用新型的范围。

图1以分解立体图示出了根据本实用新型的一个实施例的机械蒸汽分离器1，该机械蒸汽分离器1用于从木质纤维与蒸汽的混合物中分离蒸汽。机械蒸汽分离器1包括分离器壳体100、转子200和马达300。用以供入木质纤维与蒸汽的混合物的该分离器壳体100大致呈筒状，特别是呈圆筒形，但不以此为限；例如，分离器壳体100可大体呈锥形，并且如下文中所述，该分离器壳体100可由多个壳体部件组合而成。分离器壳体100包括用以将木质纤维与蒸汽的混合物供入的混合物入口管101、用以输出纤维的纤维出口管102以及用以输出蒸汽的蒸汽出口管103。转子200具有转子轴201，该转子轴201在分离器壳体100内轴向延伸，并且该转子轴201上固定地设置有沿轴向呈螺旋形延伸的转子叶片202。马达300用于驱动转子200旋转。当马达300被安装之后，该马达被可操作地连接到转子轴200，特别是连接到转子轴201，以使转子200旋转，进而将木质纤维与蒸汽的混合物从混合物入口管101推进并在旋转的转子叶片202的作用下输送到纤维出口管102，同时蒸汽可经由蒸汽出口管103而从分离器壳体100排出。

在分离器壳体100下方可设置用以支撑蒸汽分离器的基座400，从而整个机械蒸汽分离器1能够被稳定地安置在地面上。

根据本实用新型的机械蒸汽分离器1能够借助离心力的作用，利用蒸汽与木质纤维之间的质量差异来分离蒸汽。为此，根据本实用新型的机械蒸汽分离器1提供了用以产生离心力以及/或者利用离心力所产生的效果的多个特征。基于这些特征，本实用新型进而提供了一种改进设计的、能够更高效地从木质纤维与蒸汽的混合物中分离蒸汽的机械蒸汽分离器1。

在下文的各实施例中将具体描述这些特征，且在附图中所示的机械蒸汽分离器1中包括了这些特征，但应理解的是，在机械蒸汽分离器中，可以单独地采用这些特征中的每一个，而非必须与其它特征来结合使用。或者，也可以在机械蒸汽分离器中仅采用这些特征中的两个或更多个特征的组合，同时无需在该机械蒸汽分离器中包含这些特征中的其余特征部分。

在一实施例中，机械蒸汽分离器1设有包括弯曲部104的混合物入口管101，该弯曲部104能够对将要进入分离器壳体100的纤维与蒸汽的混合物施加离心力或离心作用，亦即，能够使较重的纤维趋于沿循弯曲部104的外周行进，而较轻的蒸汽则倾向于沿循弯曲部104的内周行进。

在另一实施例中，混合物入口管101被相对于大体呈筒形的分离器壳体100的外周沿切向布置，使得布置在转子轴201外周部的呈螺旋形延伸的转子叶片202能够有效地接纳并向前输送木质纤维。同理，混合物入口管101也可相对于转子轴201而沿切向布置。由于混合物入口管101的弯曲部104的作用，这些木质纤维倾向于被沉积在混合物入口管101的外周，进而沉积在分离器壳体100的外周。同样是由于混合物入口管101的弯曲部104的作用，使得蒸汽趋于分布在分离器壳体100中的更为居中的部分内，因此在另一实施例中，为了向蒸汽提供无阻碍的自由通路，螺旋形延伸的转子叶片202优选地可被设置为与转子轴201隔开一间隙，从而使蒸汽能够沿转子轴201轴向移动以及在由转子叶片202输送的纤维与蒸汽的混合物的内部径向运动。

在一实施例中，转子200可包括至少一个轴向延伸的翼部203。优选的是，转子轴201的外表面设置有至少两个，有利地为三个以上轴向延伸的翼部203，这些轴向延伸的翼部203优选地沿转子轴201的周向均匀地分布。轴向延伸的翼部203的外边缘可以与螺旋形延伸的转子叶片202固定连接，例如通过焊接固定接合，从而在转子轴201与转子叶片202之间形成多个输送通道。此外，优选的是，至少一个轴向延伸的翼部203布置成与转子轴201之间具有间隙，以利于蒸汽沿转子轴201运动。

当转子200旋转时，上述至少一个轴向延伸的翼部203对朝向分离器壳体100的纤维出口管102向前行进的木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力或离心作用。由于纤维与蒸汽之间的巨大的质量差异，该离心力将促使蒸汽从纤维与蒸汽的混合物中分离出来，从而纤维驱向于移动到分离器壳体100的外周，而蒸汽则趋向于聚集在分离器壳体100内的更为居中的位置。

在又一实施例中，蒸汽出口管103被设置在分离器壳体100的一端，例如后端，该蒸汽出口管103与分离器壳体100的接口与转子轴201大致对准，亦即蒸汽出口管103与分离器壳体100的接口的假想中心线与转子201的假想中心线同轴地对齐。借助这一特征，沿转子轴201进行轴向移动的蒸汽以及包含在由螺旋形转子叶片202输送的纤维与蒸汽的混合物内部的蒸汽均能够容易地和高效地从分离器壳体100排出。该实施例的这一特征还可以与上文所论述的其它实施例加以组合。当与“转子叶片202被布置为和转子轴201隔开一间隙”这一特征结合使用时，这种蒸汽出口管103与分离器壳体100的接口同转子轴201对齐的布置方式是尤其有利的，这样就为蒸汽提供了一个无阻碍的、居于中央的通路。当沿输送方向观看时，蒸汽出口管103可被设置在混合物入口管101的后面。

在工作时，转子200可以以例如约1500rpm的转速高速旋转，使得转子叶片202相对于输入的蒸汽与纤维的混合物一并快速旋转运动。此外，为了高效地排出蒸汽，分离器壳体100(其优选为耐压密闭壳体)内部的压力水平可以约为9bar，并且分离器壳体100优选为耐压密闭壳体。通过这种设计，进入机械蒸汽分离器1的蒸汽与纤维的混合物中所包含的蒸汽量中的约50％能够经由蒸汽出口管103而从蒸汽分离器1被排出。

在再一实施例中，根据本实用新型的分离器壳体100可以包括若干个壳体部件，例如出于加工、装配等方面的考量，该分离器壳体100可以包括：依次设置的彼此通过紧固件并借助对应的凸缘部而前后连接的前端壳体部110、支座壳体部120、中间壳体部130、后端壳体部140，其中前端壳体部110位于分离器壳体100的最前端，用以支撑与马达300连接的转子200，中间壳体部130固定连接到基座400，转子200可至少穿设于前端壳体部110、支座壳体部120和中间壳体部130中，而纤维出口管102、混合物入口管101和蒸汽出口管103则可分别设置在支座壳体部120、中间壳体部130和后端壳体部140上，如图1中所示。

根据本实用新型，分离器壳体100的混合物入口管101具有弯曲部104，并且/或者混合物入口管101沿切向接合到分离器壳体100的外周，例如连接到支座110，并且/或者转子叶片202与转子轴201具有自由间隙，等等，这些设计均能够对木质纤维与蒸汽的混合物产生离心作用，而促进纤维与蒸汽的分离。

尽管以上参照了示范性示例描述了本实用新型的优选实施例，但应理解的是，能够由本领域技术人员构思出的多种其它的修改和实施例亦属于本实用新型的原理的精神和范围内。另外，除了组成部件和/或配置型式的变型和修改之外，替代性的使用对于本领域技术人员来说也将是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于纸浆生产线的机械蒸汽分离器(1)，用于从木质纤维与蒸汽的混合物中分离纤维和蒸汽，所述机械蒸汽分离器(1)包括：

分离器壳体(100)，其包括用以供入所述木质纤维与蒸汽的混合物的混合物入口管(101)、用以输出纤维的纤维出口管(102)和用以输出蒸汽的蒸汽出口管(103)；

转子(200)，其在所述分离器壳体(100)内轴向延伸，并具有转子轴(201)以及呈螺旋形延伸的转子叶片(202)；以及

马达(300)，其连接到所述转子(200)以驱动所述转子(200)旋转，从而使从所述混合物入口管(101)供入的所述木质纤维与蒸汽的混合物被朝向所述纤维出口管(102)推进，

其特征在于，所述混合物入口管(101)包括能够对进入所述混合物入口管(101)的所述木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力的弯曲部(104)。

2.根据权利要求1所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述混合物入口管(101)相对于所述转子轴(201)沿切向通入所述分离器壳体(100)。

3.根据权利要求1所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述混合物入口管(101)相对于所述分离器壳体(100)的外周沿切向通入所述分离器壳体(100)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述转子轴(201)设有至少一个轴向延伸的翼部(203)，用以对被推进的所述木质纤维与蒸汽的混合物施加离心力。

5.根据权利要求4所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，至少一个所述轴向延伸的翼部(203)布置成与所述转子轴(201)之间具有间隙。

6.根据权利要求4所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述翼部(203)被设置为多个，并且所述翼部(203)沿所述转子轴(201)的周向均匀地布置。

7.根据权利要求6所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述转子叶片(202)被固定到所述翼部(203)上，从而在所述转子轴(201)与所述转子叶片(202)之间形成多个蒸汽输送通道。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述蒸汽出口管(103)以与所述转子轴(201)对齐的方式通入所述分离器壳体(100)。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述分离器壳体(100)包括依次设置并且彼此通过紧固件前后连接的前端壳体部(110)、支座壳体部(120)、中间壳体部(130)和后端壳体部(140)，其中，所述前端壳体部(110)支撑所述转子(200)和所述马达(300)。

10.根据权利要求9所述的机械蒸汽分离器(1)，其特征在于，所述纤维出口管(102)、所述混合物入口管(101)和所述蒸汽出口管(103)分别设置在所述支座壳体部(120)、所述中间壳体部(130)和所述后端壳体部(140)上。