CN1064899C - 同向双螺旋浓缩机 - Google Patents

Abstract

本发明同向双螺旋浓缩机，用于造纸制浆对浆料进行挤水，包括有机架、电机、减速器、挤水装置构成，主要特征在于挤水装置由一对平行相互啮合配合同向旋转的螺旋转子装置和机壳装置构成，螺旋转子装置由进料转子、强制输送转子、脱水转子三部分构成，强送转子为相互包容啮合的转子，脱水转子为逐渐变径变距的螺旋转子，浆料在螺旋转子装置中被强制输送并随容积的减小产生挤压进行脱水。其体积小，造价低，生产能力大，效率高，能耗低，出浆浓度高20-35%。

Description

同向双螺旋浓缩机

本发明涉及的是在造纸行业制浆过程中对浆料进行浓缩(挤水)的设备，如用于对浆料黑液(蒸煮液)进行提取、或是对加水洗涤的浆料液进行脱水、或是对低浓度浆料进行浓缩制取高浓浆的浆料浓缩机。

目前造纸行业的专门对浆料进行挤水浓缩的机械有多种，如有圆网式脱水机、侧压式浓缩机、SD型压滤机等。还有一些是具有脱水能力的洗浆机，如ZNKZ型鼓式真空洗浆机、ZNDC型水平带式洗浆机等，各种产品的结构构成不同，有其自己的特点，也有其缺点不足，现有技术普遍存在的最大缺点是挤水浓缩能力低，即挤干能力差，脱出的浆的浓度低，含水量大，脱出的浆浓度一般只有5-8％，个别也只能达到12％，而且设备造价高，能耗大，生产能力小，生产效率也较低。由于挤干能力小，脱出的浆浓度低，含水量大，这不仅是浆中的水溶物不能尽快充分被排除，浆纤维管内壁的水溶物也不能被排除，影响浆的品级，而且为达到洗涤要求就必须增加洗涤次数，必然增大洗涤用水量，来排除水溶物，排出的废水量相应也较多，造成环境污染严重。1吨干纤维脱水前占有浆量40M3，用现有技术产品脱水后占有量约20M3，有相当于50％含浓解物的水份没有被排除，洗涤每吨浆用清水量50-87吨，排出污水量35-80吨，耗电75-77KWH／吨浆。浆的浓度低，含水量大，含水溶物多，还对后续工艺如漂白工艺耗用化学药品用量增加。这些都使得制浆生产工艺流程变长，占用面积和空间大，耗水量大，而且也不能适应高浓漂白和无氯漂白对浆浓度在25-30％的工艺要求。

现有技术中的洗浆机，就其所具有的脱水功能而言，在某种意义上来说其也是可以做为浓缩浆料的挤水机使用，但两者是有区别的，洗涤机虽有挤水能力，但其要求进浆浓度较高，用做挤水机使用时生产效率较低，挤水浓缩能力低，而且结构复杂，造价高。

近十年来随着造纸制浆技术的发展，高效洗浆，制取高浓度浆料越来越受到人们的重视。瑞典Sunds公司生产的双辊置换挤浆机(Displace-ment Press，简称DP挤浆机)如图1所示，其主体结构是由二个相互平行安装在密封槽体内的对辊构成，对辊由带有筋板的空心轴及套在轴上的辊体和盖在辊体上的滤板构成，辊体上有排液沟和排液孔，轴、筋板与辊体组成辊内排液槽，两辊中的一根可水平移动，另一根固定。其工作原理是，浆料以一定的压力从槽体两侧进浆管进入缝隙通道A区进行脱水，随着辊的转动在成型板06的末端进入置换洗涤区B，高压洗涤液即清水从洗液进液管09进入冲洗浆层进行置换洗涤，洗后浆层随辊带入双辊挤压区C进行挤压脱水，其挤压脱水后的浆料液度可达到30％左右。该机的实质是一种洗浆机，而并不是专用于对浆料中原含有的水份进行脱水的浓缩机(挤水机)，其体积较大，结构较复杂，功耗高，配用多台电机，电机总功率60-170KW。

法国克来克斯加尔(CLEXTRAL)公司开发生产的同向双螺杆制浆设备(简称BIVIS制浆设备)其主体结构是由一对相互平行同向旋转安装在密封槽体内的双螺杆构成，由于双螺杆转子的齿形相互啮合，形成封闭的容积沿轴向移动，能将料片和浆料强制沿轴向推进及送出，其通过在轴杆上间隔设置的反方向螺旋转子，并在该转子上开设有若干方形凹槽的螺旋转子段，使浆料产生往回压送，产生很高压力，纤维在压力下揉搓磨擦而实现分离、破碎细化，之后浆料从方槽中挤出前进，其也可在不同的螺旋转了段进行洗涤、漂白工作，这样其对经浸泡或经蒸煮后的含水或含液料片进行磨浆，并在不同的螺杆区段对前部磨浆后的浆料进行加水洗涤及加药漂白连续处理，制取机械木浆，其是一种综合多功能于一体的联合制浆设备，该产品精度高，加工生产成本也较高，其技术较为先进，但其并不是专用于处理浆料浓缩脱水的设备。

本发明的目的是针对我国浆料浓度低，在3-4％，现有浆料浓缩机体积大，能耗高，较率低的缺点，提供一种用于对浆料黑液(蒸煮液)进行提取、对加水洗涤的浆料液进行脱水、对低浓度浆料进行浓缩制取高浓浆的浆料浓缩机。

本发明包括有机架、电机、减速器、浆料浓缩挤水装置构成，主要技术解决方案在于浓缩挤水装置由一对相互啮合配合同向旋转的螺旋转子装置、前机壳、后机壳装置、中部的滤网机壳装置构成，螺旋转子装置由轴杆、安装在该轴杆上的进料螺旋转子、强制输送螺旋转子、挤压脱水螺旋转子构成，螺旋转子装置的轴杆的两端通过轴承装置安装在与机架联接的前、后机壳装置上，中部的滤网机壳装置安装在前、后机壳中间，滤网机壳的滤网罩对应螺旋转子装置的强送螺旋转子和挤压脱水螺旋转子部分，与两相互啮合配合的转子外形对应并呈间隙配合，螺旋转子装置的进料螺旋转子置于前机壳内进行进料输送，强制输送螺旋转子部分的转子叶片采用相互完全包容啮合的弧齿齿形；挤压脱水螺旋转子部分为螺旋转子外径逐渐缩小、根径逐渐增大、螺距逐渐缩小的螺旋转子，这样其容积逐渐缩小，浆料在这一部分中运行时随容积的减小产生挤压对浆料进行脱水。由于两强制输送螺旋转子部分的齿形是采用相互完全包容啮合的弧齿齿形，其相互形成封闭的容积沿轴向移动，浆料在被其输送过程中即使其后部的挤压脱水转子部分的容积逐渐缩小产生了挤压阻力也不能产生逆行回流和打滑不前进，达到强制向前输送浆料和完成挤压脱水浓缩工作。

图1是现有技术DP挤浆机结构示间图，其中：01-破碎螺旋出料器；02-卸料刮刀；03-压辊；04-上盖；05-清洗辊面喷水管；06-成型挡板；07-进浆管；08-唇板；09-洗液进液管；011-液压升降装置。

图2是现有技术BIVIS制浆设备结构原理示意图。

图3是本发明结构示意图。

图4是图3俯视图。

图5是图3的A-A剖视图。

图6是图3的B-B剖视图。

图7是图3的C-C剖视图。

下面结合附图对本发明作详细说明。

本发明包括有机架1、电机2、减速器3、浆料浓缩挤水装置构成，浓缩挤水装置由一对平行相互啮合配合同向旋转的螺旋转子5、5＇、前机壳6、后机壳7、中部上滤网机壳装置8、下滤网机壳装置9构成。电机2、减速器3、浓缩挤水装置固定安装在机架1上。螺旋转子5／5＇由轴杆51、固定安装在该轴杆51上的进料螺旋转子52、强制输送螺旋转子53、挤压脱水螺旋转子54构成，两螺旋转子5、5＇的轴杆51、51＇相互平行，其两端通过轴承装置59与前机壳6、后机壳7联接安装，转子轴杆51、51＇的前端与双轴输出的减速器3的输出轴31、31＇通过联轴器32、32＇联接，进料螺旋转子52、强制输送螺旋转子53、挤压脱水螺旋转子54与轴杆51键联接固定，依次从前向后固定安装在转子轴杆51、51＇上，并在轴杆51、51＇后部设有转子定位紧固螺母55。进料螺旋转子52为螺旋叶片转子，强制输送螺旋转子53为相互完全包容啮合的螺旋弧齿齿形转子，挤压脱水螺旋转子54为从前至后转子外螺径逐渐缩小、根径逐渐增大、螺距逐渐缩小的螺旋叶片转子。进料螺旋转子52置于前机壳6内并与前机壳6内腔间隙配合形成搅龙推进送料；在前机壳6与后机壳7间并对应强制输送螺旋转子53、挤压脱水螺旋转子54设置联接安装上滤网机壳装置8和下滤网机壳装置9。上滤网机壳装置8和下滤网机壳装置9由横梁及联接板构成的架体和固定联接安装在其上的刚性滤网罩片构成，滤网片在前机壳6与后机壳7间与相互平行啮合配合的螺旋转子5、5＇的外形相对应，罩于其外表并呈间隙配合，形成压滤腔体，滤网片从前至后其网孔逐渐增大。在前机壳6的上端开设有浆料进料口63，在后机壳7的下端开设有出料口73，在后机壳7内的两个转子轴杆51、51＇上分别固定联接设有两个旋转叉打散器58、58＇，在后机壳7的上端上还可开设有一带活盖74的观察口76。

参见附图实施例所示，本发明浓缩挤水装置中部的上滤网机壳装置8由横梁杆81、81＇、81″、若干块联接架板82和刚性----金属滤网片83、及外罩板84构成；各联接架板82分布与横梁杆81、81＇、81″固定联接，滤网片83与联接架板82下端面配合固定联接。在由横梁杆81、81＇、81″和联接架板82构成的架体外表固定联接罩板84，在各联接架板82间的外罩板48上联接设有用于冲水清洗的进水管接头86，其在工作停机后冲洗滤网上的残浆。下滤网机壳装置9由横梁杆91、91＇、若干块联接架板92和滤网片93、及前后侧外罩板94、94＇构成；横梁杆91、91＇的两端分别与前机壳体6和后机壳体7固定联接，各联接架板92分布并与横梁杆91、91＇固定联接，滤网片93与联接架板92上端面配合安装联接，外罩板94、94＇分别与横梁杆91、91＇的外侧固定联接。上滤网机壳装置8的下端面与下滤网机壳装置9的上端面即其前后两侧的横梁杆81、81＇下端面与横梁杆91、91＇上端面间为平面或止口平面密封配合，上滤网机壳装置8与下滤网机壳装置9间通过其后的侧横梁杆81＇、91＇上设置的铰轴80铰接联接，使上网罩机壳装置8可以向上掀开，这样有利于生产装配，方便观察检修滤网和清理刷洗遗物残浆；在其前侧的横梁杆上81、91上设置有由与下横梁杆91铰接的螺杆95和与上横梁杆81固定联接的开口叉85组成的快速螺栓紧固联接装置90，将上下滤网机壳装置8、9紧固联接在一起，当然两上下滤网机壳装置8、9也可是直接由螺栓紧固联接。

前机壳6和后机壳7是由上盖和底座两部分沿转子轴中心线对开组成，其主要是为了便于装卸螺旋转子5、5′，前机壳6的上盖61与其底座62和后机壳7的上盖71与其底座72由螺栓紧固联接，在前机壳6的上盖61的上端开设浆料进料口63，在后机壳7的底座72的下端开设出料口73，在后机壳7的上盖71上还可开设有一带活盖74的观察口76，以便出料口73由管道全封闭向外输送时，用于观察出料浓度情况和提取样品化验。前机壳6的底座体62和后机壳7底座体72的前后两外侧上开设有凹槽65、65′、75、75′，下滤网壳体装置9的横梁杆91、91′与该凹槽65、65′、75、75′配合与前后壳机6、7螺钉固定联接。

本发明浆料从前机壳6上端的进料口63进入前机壳内，设置在前机壳6内相互啮合并与前机壳内腔间隙配合形成搅龙推进送料的螺旋转子5、5′的进料螺旋转子52部分，将进入前机壳6内腔的浆料输送给螺旋转子5、5′的强制输送螺旋转子53部分，由于强制输送螺旋转子53部分的转子叶片是根椐包络理论和型线技术加工制成的相互完全包容啮合的螺旋弧齿齿形，其两转子同向啮合旋转时，相互形成封闭的容积沿轴向前移动，可将进入其内的浆料强行沿轴向向前推进输送，由于挤压脱水螺旋转子54部分为从前至后转子外螺径逐渐缩小、根径逐渐增大、螺距逐渐缩小的螺旋转子，挤压脱水螺旋转子54外部的滤网片83、93构成的压滤内腔双环式桶体与该转子54部分的外形相对应，罩于其外表，随转子54外径一致逐渐缩小，并保持前后相同的间隙配合，所以滤网片构成的内腔体是随转子54的外螺径而逐渐缩小的，这样挤压脱水螺旋转子54叶片间容积逐渐缩小，浆料在这一部分中运行时随容积的减小产生压缩比，对浆料进行挤压脱水，由于强制输送螺旋转子53部分是强制沿轴向向前推进送料，浆料在被其输送过程中即使其后部的挤压脱水转子54部分容积逐渐缩小产生了压力阻力，浆料也不能在转子中特别是挤压脱水转子54中产生逆行回流和打滑不前，其不仅可高效完成挤压脱水浓缩工作，而且浆料在其被逐步挤压脱水向前移动过程中，是靠强送转子52的轴向输送压力前进，脱水转子54协助推送浆料前进时其对浆所产生的径向推压力很小，所以浆料纤维不易产生堵塞滤网现象。被挤压脱水转子54部分挤压脱水浓缩后推出的浓缩干浆进入后机壳7内，由转子轴杆51、51′上的打散器58、58′打散脱落从后机壳7下部的出料口73排出。

本发明根椐入口浆料浓度及出口浆料浓度要求调整电机1的转速，亦可利用电机的转速控制加工产量。

本发明即可用于对浆料进行脱水浓缩，也可用于提取黑液，其体积小，造价低，运行稳定，操作简单，生产能力大，效率高，能耗低。以整体体积为长3．84米，宽1．22米，高0．85米的本发明浓缩机为例，其配用电机功率22KW，进浆浓度为3．5％的低浓浆料，一次运行通过本机脱水，出浆浓度：草类浆20-25％，木浆25-35％；生产能力：草类浆20-32T／d绝干浆，木浆35-40％绝干浆；耗电量15KWH／吨浆，与同类现有技术产品相比其不仅体积小，出浆浓度高，而且节电80％。用其提取黑液，在30℃时可达到7．5-9°Bt’。

本发明相对现有技术能最大成度地在脱出浆料中的水份及水溶物的同时，也挤出纤维管内腔壁的水溶物，因此对造纸制浆来说可加快漂白过程中化学反应速度，降低化学药品用量，减少漂白剂残留量，实现减少洗涤用水量和排放污水量。

Claims (3)

1、一种同向双螺旋浓缩机，特别是用于造纸行业制浆过程中对浆料进行挤水，如对浆料蒸煮液进行提取、对加水洗涤的浆料液进行脱水、对低浓度浆料进行挤水浓缩制取高浓浆的浓缩机，其特征在于：

1-1、其由机架(1)、电机(2)、减速器(3)、浓缩挤水装置构成；

1-2、电机(2)、减速器(3)、浓缩挤水装置固定安装在机架(1)上；

1-3、浓缩挤水装置由一对平行相互啮合配合同向旋转的螺旋转子(5、5＇)、前机壳(6)、后机壳(7)、上滤网机壳装置(8)、下滤网机壳装置(9)构成；

1-4、螺旋转子(5／5＇)由轴杆(51)、固定安装在该轴杆(51)上的进料螺旋转子(52)、强制输送螺旋转子(53)、挤压脱水螺旋转子(54)构成；螺旋转子(5、5＇)的轴杆(51、51＇)相互平行，其两端通过轴承装置(59)与前机壳(6)、后机壳(7)联接安装，轴杆(51、51＇)的前端与双轴输出的减速器(3)的输出轴(31、31＇)通过联轴器(32、32＇)联接，进料螺旋转子(52)、强制输送螺旋转子(53)、挤压脱水螺旋转子(54)与轴杆(51)键联接固定，依次从前向后固定安装在转子轴杆(51)上，并在轴杆(51)后部设有转子定位紧固螺母(55)；

1-5、进料螺旋转子(52)为螺旋叶片转子，强制输送螺旋转子(53)为相互完全包容啮合的螺旋弧齿齿形转子，挤压脱水螺旋转子(54)为从前至后转子外螺径逐渐缩小、根径逐渐增大、螺距逐渐缩小的螺旋叶片转子；

1-5、进料螺旋转子(52)置于前机壳(6)内并与前机壳(6)内腔间隙配合形成搅龙推进送料；在前机壳(6)与后机壳(7)间并对应强制输送螺旋转子(53)、挤压脱水螺旋转子(54)设置联接安装上滤网机壳装置(8)和下滤网机壳装置(9)；

1-6、上滤网机壳装置(8)和下滤网机壳装置(9)由横梁及联接板构成的架体和固定联接安装在其上的刚性滤网罩片构成，滤网片在前机壳(6)与后机壳(7)间与相互平行啮合配合的螺旋转子(5、5＇)的外形相对应，罩于其外表，并保持前后相同的间隙配合，形成压滤腔体，滤网片从前至后其网孔逐渐增大；

1-7、在前机壳(6)的上端开设有浆料进料口(63)，在后机壳(7)的下端开设有出料口(73)，在后机壳(7)内的两个转子轴杆(51、51＇)上分别固定联接设有两个旋转叉打散器(58、58＇)，在后机壳(7)的上端上还可开设有一带活盖(74)的观察口(76)。

2、根椐权利要求1所述的浓缩机，其特征在于：

2-1、上滤网机壳装置(8)由横梁杆(81、81＇、81″)、若干块联接架板(82)和刚性----金属滤网片(83)、及外罩板(84)构成；各联接架板(82)分布与横梁杆(81、81＇、81″)固定联接，滤网片(83)与联接架板(82)下端面配合固定联接。在由横梁杆(81、81＇、81″)和联接架板(82)构成的架体外表固定联接罩板(84)，在各联接架板(82)间的外罩板(84)上联接设有用于冲水清洗的进水管接头(86)；

2-2、下滤网机壳装置(9)由横梁杆(91、91＇)、若干块联接架板(92)和滤网片(93)、及前后侧外罩板(94、94＇)构成；横梁杆(91、91＇)的两端分别与前机壳体(6)和后机壳体(7)固定联接，各联接架板(92)分布并与横梁杆(91、91＇)固定联接，滤网片(93)与联接架板(92)上端面配合安装联接，外罩板(94、94＇)分别与横梁杆(91、91＇)的外侧固定联接；

2-3、上滤网机壳装置(8)的下端面与下滤网机壳装置(9)的上端面即其前后两侧的横梁杆(81、81＇)下端面与横梁杆(91、91＇)上端面间为平面或止口平面密封配合，上滤网机壳装置(8)与下滤网机壳装置(9)间通过其后的侧横梁杆(81＇、91＇)上设置的铰轴(80)铰接联接，使上网罩机壳装置(8)可以向上掀开；在基前侧的横梁杆上(81、91)上设置有由与下横梁杆(91)铰接的螺杆(95)和与上横梁杆(81)固定联接的开口叉(85)组成的快速螺栓紧固联接装置(90)，将上下滤网机壳装置(8、9)紧固联接在一起，当然两上下滤网机壳装置(8、9)也可是直接由螺栓紧固联接。

3、根椐权利要求1或2所述的浓缩机，其特征在于：

3-1、前机壳(6)和后机壳(7)是由上盖和底座两部分沿转子轴中心线对开组成，前机壳(6)的上盖(61)与其底座(62)和后机壳(7)的上盖(71)与其底座(72)由螺栓紧固联接，在前机壳(6)的上盖(61)的上端开设浆料进料口(63)，在后机壳(7)的底座(72)的下端开设出料口(73)，在后机壳(7)的上盖(71)上开设带活盖(74)的观察口(76)；

3-2、前机壳(6)的底座体(62)和后机壳(7)底座体(72)的前后两外侧上开设有凹槽(65、65＇、75、75＇)，下滤网壳体装置(9)的横梁杆(91、91＇)与该凹槽(65、65＇、75、75＇)配合与前后壳机(6、7)螺钉固定联接。

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