CN108442157B - 转鼓碎浆机及其加水方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转鼓碎浆机，该转鼓碎浆机包括：转鼓；和进料斗，该进料斗用于输入物料至所述转鼓的进料端；其特征在于，该转鼓碎浆机还包括加水管，所述加水管被设计为适于从所述转鼓的进料端将水直接加到所述转鼓的内部。本发明还涉及一种转鼓碎浆机的加水方法，采用了上述的转鼓碎浆机，其中，水通过加水管直接加到所述转鼓碎浆机的内部而不流过所述进料斗。

Description

转鼓碎浆机及其加水方法

技术领域

本发明涉及一种转鼓碎浆机，尤其是涉及转鼓碎浆机的加水装置，该加水装置用于向转鼓碎浆机内提供碎解水。

背景技术

转鼓碎浆机是在制浆领域广泛使用的碎浆设备。碎解浆料需要一定量的碎解水，碎解水需要跟浆料混合。转鼓碎浆机的碎解水通常是加入在转鼓碎浆机的进料斗上，然后流入至转鼓碎浆机内。图8以立体图的形式示出了转鼓碎浆机的进料端和转鼓的局部。为清楚起见，在图8A中以局部放大图示出了用于从进料斗上方加水的加水管，其中，物料和碎解水一起被从进料斗开口加入。图9以立体图示出了现有技术下加水管的另一种布置形式，其中，加水管从进料斗侧方穿插到进料斗内，并在进料斗内开有若干出水孔。

转鼓碎浆机和进料斗之间是有间隙的，因而需要在进料斗和转鼓碎浆机之间通过盘根或者迷宫密封的方式密封。而且，如果密封形式出现磨损或破坏，又或转鼓碎浆机中在实际生产中碎解浓度波动，导致碎解水量波动，碎解水就有可能从该密封位泄露。

转鼓碎浆机的碎解水(液)是一个广义的含义。对于废纸的制浆，在转鼓碎浆机的进料斗处可以加药比如(脱墨浆)，也可以不加药(废旧箱板纸浆)。目前在造纸行业，进水(液)管多是设置在进料斗上。设置特点为单独两个加入点(水和药品分开)至进料斗上方，或者是在加入至进料斗之前将水和药品混合后在单独一个加入点加入。即便进水管可以为管道的形式，在现有技术下，进水管的位置也通常止于进料斗上方，而水总是沿进料斗的内壁流入转鼓碎浆机的进料口的。

例如，中国实用新型CN204000425U中尽管提及进水管和进药管，但显然其中的进水管和进药管的位置选择并没有超出本领域的常规技术手段，由该实用新型的附图2即可理解它们垂直布置在进料斗的上方，将水和相应的化学药品从上方直接加入进料斗。这也是其中的进料斗要求和进料口由密封装置连接的原因。

在旋转的转鼓碎浆机和固定的进料斗之间布置密封首先是结构复杂的，且现有技术下并无能够低成本地实现高度可靠密封的装置。旋转部件和固定部件之间的密封会造成对旋转部件的旋转的抑制，从而消耗了能量。

其次，在旋转的转鼓碎浆机和固定的进料斗之间进行密封的成本是高昂的，因此希望能够找到一种技术方案，使得进料斗和转鼓碎浆机的进料端之间不再需要密封，或至少不再需要严格的密封。同时，也应当能够保证碎解水向转鼓碎浆机内的顺利加入，尤其是在有可能要分次加入的情况下。

发明内容

因此，本发明希望解决的技术问题是提供一种转鼓碎浆机，其简化了进料斗与转鼓碎浆机进料端之间的密封，同时确保了碎解水向转鼓内部的加入。

这一技术问题通过本发明的一种转鼓碎浆机加以解决，该转鼓碎浆机包括：转鼓；和进料斗，该进料斗用于输入物料至所述转鼓的进料端；其中，该转鼓碎浆机还包括加水管，所述加水管被设计为适于从所述转鼓的进料端将水直接加到所述转鼓的内部。

根据本发明的转鼓碎浆机的一种优选实施形式，在所述转鼓的进料端的轴向截面上看，所述加水管供给的水进入所述转鼓的进料端的位置处于沿所述转鼓的圆周被提举并在所述转鼓的进料端的上部被抛下的物料的运动轨迹围成的轮廓之外。由于在转鼓碎浆机中，待碎解的物料从进料斗的最低点快速滑落到转鼓进料端，而物料在进入到转鼓内部之后会在周向上分布地布置的若干提升板和轴向上相继地布置的若干挡板的共同作用下随着转鼓的转动而被从转鼓进料端在该横截面处的最低点起沿转鼓的内壁圆周一直向上提举，直到到达转鼓横截面上的11点钟位置附近的高点。这时，离心力无法克服重力，物料也不再得到提升板的支撑，因而物料就从旋转的转鼓的内壁上脱离并坠落到横截面上的5-6点钟的位置，然后再重复地随转鼓的旋转一起运动到横截面上的11点钟位置。这样，物料反复地坠落摔打，从而达到碎解目的。因此，在物料从上部被抛下经由的运动轨迹以及物料被从最低点沿着圆周被提举到上部所经过的轨迹就共同在转鼓的横截面上围出了物料可能出现的范围，而横截面上这之外的区域，例如1-4点钟位置形成的半月形区域就是不会被物料碰撞到的区域。在这一区域内进一步选择不会干涉到转鼓内部结构的位置，就能够找到加水管可以布置的位置。例如，图6以示意的截面图表示了物料在转鼓碎浆机内的运动形态，没有或只有少数物料能够到达图示的“右上方”阴影区域。

进一步地，所述加水管布置在所述进料斗外并伸入所述转鼓内部。在此，加水管穿过进料斗端面法兰从进料斗上方进入转鼓内部。亦可将加水管从进料斗侧上方穿过进料斗端面法兰进入转鼓内部，这里的进料斗侧上方位置的选择应如上所述地避开物料可能出现的范围。不过，在替代的技术方案中，也可以考虑将所述加水管直接穿过所述进料斗伸入所述转鼓的内部，这时就可以不在进料斗与转鼓的进料端相接之处在转鼓的进料端的上部留出间距。这两种技术方案的区别在于，由于在转鼓横截面上加水管能够伸入的区域是有限的，因而如果将加水管布置为直接穿过所述进料斗伸入转鼓的内部，就需要将进料斗在与所述转鼓的进料端相接之处的上壁设计得较高才不会使加水管伸到转鼓横截面的下部。

进一步地，尽管上面概况地提及加水管，并没有限定加水管的数量，但是应当理解，在一种实施形式中，有若干根以不同深度伸入所述转鼓的内部的加水管。由于物料在转鼓碎浆机里螺旋前进而逐步沿轴向传送，因而伸入不同深度的加水管在不同位置的加水也就起到了类比于间歇操作方式的碎浆机中的分次加水的效果。

进一步地，考虑到实现分次加水的技术效果，所述加水管还可以具有截面积变化可调的管口。随着管口截面积的变化，水在进入转鼓时具有不同的初始速度，从而将水喷到所述转鼓的内部的不同深度。在一种替换实施例中，所述加水管具有出水角度可调的管口，以使得水在进入转鼓时具有不同的初始角度，从而将水喷到所述转鼓的内部的不同深度。显然，也可以将加水管的管口设计为既可以改变截面的大小，又可以调节出水角度，从而更加灵活地将水喷到转鼓内部的不同深度。

在另一种实施形式中，还可以仅设计唯一一根伸入所述转鼓的内部的加水管。

根据本发明的转鼓碎浆机的一种优选实施形式，所述进料斗与所述转鼓以非密封方式相连，例如像废纸撒包机一样没有密封——尽管进料斗与转鼓之间仍然保留密封装置也是可行的，并且仍可以考虑盘根密封或迷宫密封。

此外，方法方面，本发明还提供了一种如上所述的转鼓碎浆机的加水方法，其特征在于，通过加水管伸到所述转鼓碎浆机的内部加水。

这样，碎解水就直接喷射入或加入到转鼓碎浆机的内部，而无需通过进料斗加入。浆料的碎解水直接加入至转鼓碎浆机内的第一节或者第二节。通过这种方式，碎解水可以直接被废纸吸收，也可以解决密封位置的泄露风险，从而实现造纸工厂的清洁生产，并同时可以降低转鼓碎浆机的能耗。

应当理解，上述中既提及了将加水管伸入转鼓内部，又提及了通过喷射的方式将水供给到转鼓内部，因此本发明旨在保护任何使水不是在进料斗、而是在加入转鼓内部、甚至是加入转鼓内部一定距离之后才与物料相接触的技术方案。将水供给到转鼓内部的方式是多种多样的，除了采用上述的将加水管实际伸入转鼓内部的方案，也可以考虑加水管的末端并不伸入所述转鼓的内部的技术方案，这种情况下，加水管被布置和设计为适于从所述转鼓的外部将水供给到所述转鼓的内部。优选的是，加水管可以提供不同的喷射压力，以便将水喷入转鼓内部的不同深度。无论加水管如何设计和布置，重要的是，在所述转鼓的进料端的轴向截面上将水引入转鼓内部的位置处于被反复提举抛落的物料的运动轨迹所围成的轮廓之外。无论是通过加水管的***或水的直接射入，目的都是让碎解水跨越过而不是流过静止的进料斗和转动的转鼓之间的这一个目前通常要使用密封装置的区域。

相比之下，本领域技术人员一方面的惯性思维在于，他们一直以来致力于的是如何从机械上如何把密封搞好，包括采用不同形式的密封、不同材料的填料或无填料的迷宫密封，等等；另一方面的惯性思维在于，由于水在现有技术下是从进料口加入后就与废纸等物料相混合的，因此本领域技术人并不了解水是能够绕开密封区域的进入到转鼓内一定距离的。相反，本发明的技术方案中由于找到了转鼓横截面上没有物料的区域，因而得以从这个区域把液体物料通过管道中的压力喷射到转鼓碎浆机内的一定深度。另外，本发明的技术方案也巧妙地利用了如下事实：废纸等物料在刚刚进入转鼓后主要进行的是成捆废纸的散包，而这个散包过程是可以没有水参与的。

附图说明

图1以立体图的形式示出了转鼓碎浆机及为其对应配设的进料斗，加水管在进料斗的上方伸入转鼓内部；

图2以侧视图的形式示出了转鼓碎浆机及进料斗的整体结构；

图3以立体图的形式单独示出了进料斗，其中可见进料斗末端具有端部法兰，加水管穿过该端部法兰进入转鼓内部；

图4以立体图的形式单独示出了进料斗，其中可见进料斗的端部法兰具有缺口，加水管布置在与该缺口相对的位置；

图5A以局部剖开的立体视图的形式示出了根据本发明的一个实施例的转鼓碎浆机，其中，加水管穿过进料斗伸入到转鼓内部；

图5B以局部剖开的立体视图的形式示出了根据本发明的一个实施例的转鼓碎浆机，其中，加水管穿过进料斗的端部法兰伸入到转鼓内部；

图5C以局部剖开的立体视图的形式示出了根据本发明的一个实施例的转鼓碎浆机，其中，加水管布置在与进料斗的端部法兰的缺口相对的位置，将水流射入转鼓内部；

图6以示意图的形式示出了转鼓碎浆机的转鼓进料端的轴向截面，其中可见物料被提举和抛落的范围；

图7示出了废纸进入到转鼓内后的水分含量在转鼓轴线方向上的分布。

图8以立体图的形式示出了转鼓碎浆机的进料端和转鼓的局部。

图8A以局部放大图示出了用于从进料斗上方加水的加水管，其中，物料和碎解水一起被从进料斗开口加入。

图9以立体图示出了现有技术下加水管的另一种布置形式，其中，加水管从进料斗侧方穿插到进料斗内，并在进料斗内开有若干出水孔。

具体实施方式

图1和图2分别以立体图和侧视图的形式示出了根据本发明的第一实施例的转鼓碎浆机及为其对应配设的进料斗，加水管在进料斗的上方伸入转鼓内部。图3以立体图的形式表现了加水管穿过进料斗端面法兰的情况。在图3中，可以尤其清楚地看到加水管进入转鼓内部之处在转鼓横截面上的位置。

在此实施例中，正如图6所示，由于转鼓碎浆机中的物料在转鼓中不断被从最低点提举到图6中大致11点钟位置然后被抛落到4-5点钟位置，因而在图6中的1-3点钟位置并没有物料，也就大致是图中以点划线围成的肾形区域，加水管正是从此位置伸入转鼓内部。图6中另外的箭头分别示出了转鼓的转动方向以及转鼓内部物料的抛落轨迹。

图4以立体图的形式示出了本发明的转鼓碎浆机的第二实施例，其中，进料斗的端部法兰具有缺口，加水管布置在与该缺口相对的位置，但并不伸入转鼓内部，而加水管射出的水流则能够自由地通过缺口进入转鼓内部。

在本发明的转鼓碎浆机的一种未示出的第三实施例中，加水管穿过进料斗伸入到转鼓内部。与第一、二实施例的不同之处在于，加水管由于在进料斗内部延伸，因此需要适当地选择一个较高的高度，以便不与投入进料斗中的物料发生碰撞和干涉。

图5A、图5B分别以局部剖视图的形式示出了本发明的转鼓碎浆机的第第一实施例的两种变型。在图5A所示实施例变型中，两个加水管伸入到转鼓内部的不同深度，从而实现了在转鼓内部的不同的深度进行加水。而在图5B所示实施例变型中，加水管基本上只伸过端部法兰一个不太大的距离，但射出的水流由于其出口速度及角度的不同而同样能够达到转鼓内部的不同预定位置。例如，在此将所述加水管设计为具有截面积变化可调的管口(未示出)，以使得水在进入转鼓时具有不同的初始速度。不同的初始速度使水能够进入转鼓内部的不同深度。

同样，水亦可以在加水管的末端并不伸入所述转鼓的内部的情况下以喷射方式进入转鼓碎浆机内。这样的实施例如图5C所示。在此实施例中，水进入转鼓进料端的位置与上述的加水管伸入转鼓内部的实施例中加水管伸入转鼓进料端的位置相当。与图5B所示实施例变型类似，在图5C所示的实施例中，射出的水流同样由于其出口速度及角度的不同而同样能够达到转鼓内部的不同预定位置。相应的进料斗和加水管请参考上文中关于第二实施例的描述，亦可参考图4。

另一实施例中，亦可在避开转鼓内部的物料可能出现的范围的前提下，将加水管从进料斗侧上方穿过进料斗端面法兰进入转鼓内部。尽管未以附图示出，但是结合图6示出的转鼓内部物料的抛落轨迹，特别是肾形区域，可以清楚地理解进料斗侧上方可以选择穿插加水管的位置。

本发明还涉及一种转鼓碎浆机的加水方法，采用了上述的转鼓碎浆机，其中，水通过加水管直接加到所述转鼓碎浆机的内部而不流过所述进料斗。具体的实现可以参考上述装置实施例中对于加水管的结构的具体描述。

图7示出了废纸进入到转鼓内后的水分含量在转鼓轴线方向上的分布。由于水通过加水管直接加到所述转鼓碎浆机的内部，因而碎解水会分别向转鼓轴线的两个方向扩散，反向地向进料端扩散的碎解水会被从进料端向碎解区移动的废纸吸收，从进料端开始到转鼓内部的水的加入点W，废纸的水分含量有一个逐渐增加的过程，向进料端扩散这部分游离的碎解水在到达进料端之前，全部被进来的废纸吸收。如图所示，废纸水分含量在转鼓碎浆机进料端为10％-30％，此时水分浸润在废纸中不会形成游离的水，因而没有泄漏的问题，而废纸水分含量在碎解水的加入点W则通常达到70％-85％。

应该理解，上述实施例是作为示例引用的，并且本发明不限于上面已经特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合，以及本领域技术人员在阅读前述描述时将会想到而现有技术中未公开的变化和修改。在本专利申请中通过引用并入的文件被认为是本申请的组成部分，如果在这些并入的文件中以与在本说明书中明确地或隐含地定义的概念有冲突的方式定义了任何术语，应该仅考虑本说明书中的定义。重要的是，使水不是在进料斗、而是在加入转鼓内部、甚至是加入转鼓内部一定距离之后才与物料相接触。

附图标记列表

100 转鼓碎浆机

101 碎解区

102 筛选区

110 转鼓

120 进料斗

130 转鼓的进料端；

140 加水管

150 进料斗的端部法兰

160 端部法兰的缺口

Claims (11)

1.一种转鼓碎浆机，该转鼓碎浆机包括：

转鼓；和

进料斗，该进料斗用于输入物料至所述转鼓的进料端；

其特征在于，

该转鼓碎浆机还包括加水管，所述加水管被设计为适于从所述转鼓的进料端将水直接加到所述转鼓的碎解区内部而不流过所述进料斗，

其中，在所述转鼓的进料端的轴向截面上看，所述加水管供给的水进入所述转鼓的进料端的位置处于沿所述转鼓的圆周被提举并在所述转鼓的进料端的上部被抛下的物料的运动轨迹围成的轮廓之外。

2.根据权利要求1所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管的末端并不伸入所述转鼓的内部，但是被布置和设计为适于从所述转鼓的外部将水供给到所述转鼓的内部。

3.根据权利要求1所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管布置在所述进料斗外并伸入所述转鼓内部。

4.根据权利要求1所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管直接穿过所述进料斗伸入所述转鼓的内部。

5.根据权利要求1、3、4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管是若干根以不同深度伸入所述转鼓的内部的加水管。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管只有唯一一根。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管具有截面积变化可调的管口，以使得水在进入转鼓时具有不同的初始速度。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述加水管具有出水角度可调的管口，以使得水在进入转鼓时具有不同的初始角度。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述进料斗与所述转鼓以非密封方式相连。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，

所述进料斗与所述转鼓之间通过盘根密封或迷宫密封相连。

11.一种转鼓碎浆机的加水方法，采用了如权利要求1至10中任一项所述的转鼓碎浆机，其特征在于，水通过加水管从所述转鼓的进料端直接加到所述转鼓碎浆机的内部而不流过所述进料斗。

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