一种反刍式高浓碎浆机

摘要

本发明提供一种反刍式高浓碎浆机，包括罐体、传动轴、入料口、注水口、出料口，其中罐体的外形为纺锤形，两端直径小，中部直径最大；罐体前半段的传动轴上有锯齿状的推进螺旋；罐体后半段的传动轴上有块状疏解片，疏解片分为两种，一种是使物料向出料口方向推进的正疏解片；另一种是使物料向入料口方向回流的反疏解片。本发明的目的是解决碎浆机的碎浆时间、碎浆浓度、碎浆温度、能源和水消耗等技术问题，使其达到碎浆速度快；降低能源和水的消耗；提高碎浆浓度；降低碎浆温度；能通过小型吹风机把纸浆里的塑料等轻杂质分离；书本上的胶块不会被碎成小块，而是以较大的胶块从纸浆中游离出来；并能连续碎浆。

权利要求

1.一种反刍式高浓碎浆机，包括罐体(9)，设置在罐体(9)内的传动轴(10)，罐体(9)一端上部有入料口(1)、注水口(3)，另一端下部有出料口(6)，其特征在于：罐体(9)的外形为纺锤形，两端直径小，中间直径最大；罐体(9)前半段的传动轴(10)上有废纸推进片(5)和锯齿状的推进螺旋(12)，锯齿状的推进螺旋(12)沿传动轴(10)呈螺旋线展开；罐体(9)后半段的传动轴(10)上有块状的疏解片(11)，块状的疏解片(11)分为两种，一种是使物料向出料口(6)方向推进的，为正疏解片；另一种是使物料向入料口(1)方向回流的，为反疏解片。

2.如权利要求1所述一种反刍式高浓碎浆机，其特征在于：罐体(9)前半段分为两个区，靠近入料口(1)一端为破碎区(2)，靠近罐体(9)中部的为搅拌区(4)，搅拌区(4)的锯齿状推进螺旋(12)的齿间距离要比破碎区(2)的锯齿状推进螺旋(12)齿间距离大，搅拌区(4)的锯齿状推进螺旋(12)的齿深度也比破碎区(2)的锯齿状推进螺旋(12)的齿深度深；破碎区(2)的长度小于搅拌区(4)的长度。

3.如权利要求1所述一种反刍式高浓碎浆机，其特征在于：罐体(9)后半段传动轴(10)上的正疏解片和反疏解片均设置在传动轴(10)的螺旋线上，其中正疏解片设置在正螺旋线上，反疏解片设置在反螺旋线上。

4.如权利要求1或3所述一种反刍式高浓碎浆机，其特征在于：罐体(9)后半段传动轴(10)上的正疏解片和反疏解片沿传动轴(10)的多条螺旋线展开，且各螺旋线在传动轴(10)的横截面上均匀分布。

5.如权利要求3所述一种反刍式高浓碎浆机，其特征在于：正螺旋线与反螺旋线的交点为块状的疏解片(11)与传动轴(10)连接部分的中心，正疏解片与反疏解片在螺旋线的交点处交替排列。

说明书

一种反刍式高浓碎浆机

[0001] 一、技术领域：本发明涉及造纸工业中的废纸碎浆机。

[0002] 二、背景技术：我国的制浆系统，超过2/3是废纸制浆，废纸制浆在我国造纸工业中占有十分重要的地位。废纸制浆的第一个设备是碎浆机，碎浆机的碎浆效果决定废纸纸浆的质量和得率，碎浆机配备的电机在废纸制浆系统中是最大的，碎浆机碎浆效果和动力消耗都与碎浆机的碎浆方式有关，碎浆机的碎浆方式是否科学合理，显得十分重要。

[0003] 现代废纸制浆工艺要求废纸碎浆时间越短越好，造纸专家实验证明：废纸碎浆的时间最好不超过15秒；如果碎浆时间过长，将会造成油墨粒子重新沉积在纤维上，形成不可逆的油墨残留，对废纸脱墨效果造成不可挽回的影响。碎浆时间长短不仅决定废纸碎浆脱墨效果，也决定了碎浆机的效率和动力消耗；实验室内小型碎浆机能够在15秒之内将废纸碎成纸浆，而实际生产中的大型碎浆机目前还不能，这一难题亟待解决。

[0004] 碎浆机的碎浆方式决定了碎浆时间，碎浆方式是碎浆技术的关键；废纸中最难碎浆的是书本。目前我国的高浓碎浆机主要有立式高浓水力碎浆机和转鼓式高浓碎浆机两3
种。下面分别以5m 立式高浓水力碎浆机和150t/d转鼓式高浓碎浆机为例来说明其碎浆方式及各自的缺陷。

[0005] 5m3立式高浓水力碎浆机的碎浆方式是靠螺旋转子把废纸撕碎，并通过螺旋转子将碎纸自上而下传送到碎浆机的底部，由底部推向四周，再由四周自下而上将碎纸推举到一定高度，碎纸再从四周向碎浆机中心-螺旋转子汇聚；碎浆机内的碎纸整体做上下往复运动，直至废纸完全碎解。该碎浆机有6大缺点：

[0006] 1.动力消耗高，40kwh/t；原因是在螺旋转子将碎纸推举到一定高度的过程中，要克服5吨的重力作功。

[0007] 2.碎浆时间较长，30-40分钟；原因是废纸的碎解主要通过螺旋转子与废纸之间的剪切和摩擦作用来实现，由于螺旋转子直径比较小，只是碎浆机罐体直径的1/5，故螺旋转子与废纸之间的剪切和摩擦频率低。

[0008] 3.碎浆浓度低，10-14％；原因是浓度高于14％时碎浆机内的纸浆就不能上下翻动，碎浆效果会受到很大影响。

[0009] 4.效率低，12t/d；原因是该机属于间歇式碎浆，且每罐碎浆时间较长。

[0010] 5.书本碎浆温度高，90℃；原因是温度低于90℃时该机不能使书本很好地碎解和脱墨。

[0011] 6.书本中胶块不能有效分离；原因是书本碎浆温度高时会使书本中胶块熔化，变成非常小的胶团，很难从纸浆中分离，使纸机抄纸出现障碍。

[0012] 150t/d转鼓式高浓碎浆机是近几年来我国一些造纸设备厂根据国外同类产品改良设计而成的一种大型高效碎浆设备，其雏形是芬兰一位机械工程师参考滚筒式洗衣机的工作原理研制出来的；碎浆方式是废纸在十多米长略带倾斜的圆筒里缓慢向前移动，圆筒内壁兜板不断将废纸兜到一定高度时借重力将其摔落到筒底，经过多次摔打，靠剪切力将废纸碎解。该碎浆机有6大缺点：

[0013] 1.动力消耗较高，20kwh/t；由于该机总长16300mm，圆筒直径2750mm，占地面积较大，体大笨重。

[0014] 2.碎浆时间长，30分钟；由于废纸行走路程长，转筒转数慢。

[0015] 3.废纸碎解的效果不理想，需要疏解机的帮助；原因是碎解方式温和，废纸之间摩擦和剪切作用小。

[0016] 4.碎浆浓度不高，14-18％；碎浆浓度高于18％时，纸浆流动性差，影响纸浆前进速度，延长碎浆时间。

[0017] 5.书本碎浆温度高，90℃；原因是温度低于90℃时该机不能使书本很好地碎解和脱墨。

[0018] 6.书本中胶块不能有效分离；原因是书本碎浆温度高时会使书本中胶块熔化，变成非常小的胶团，很难从纸浆中分离，使纸机抄纸出现障碍。三、发明内容：

[0019] 1、发明目的：本发明提供一种反刍式高浓碎浆机，目的是解决碎浆机的碎浆时间、碎浆浓度、碎浆温度、能源和水消耗等技术问题，使其达到碎浆速度快、降低能源和水的消耗，提高碎浆浓度，降低碎浆温度，能通过小型吹风机把纸浆里的塑料等轻杂质分离，书本上的胶块不会被碎成小块，而是以较大的胶块从纸浆中游离出来，并能连续碎浆，占地面积小。

[0020] 2、技术方案：本发明是通过以下技术方案实施的：

[0021] 一种反刍式高浓碎浆机，包括罐体，设置在罐体内的传动轴，罐体一端上部有入料口、注水口，另一端下部有出料口，其特征在于：罐体的外形为纺锤形，两端直径小，中部直径最大；罐体前半段的传动轴上有废纸推进片和锯齿状的推进螺旋，锯齿状的推进螺旋沿传动轴呈螺旋线展开；罐体后半段的传动轴上有块状的疏解片，块状的疏解片分为两种，一种是使物料向出料口方向推进的，为正疏解片；另一种是使物料向入料口方向回流的，为反疏解片。

[0022] 罐体前半段分为两个区，靠近入料口一端为破碎区，靠近罐体中部的为搅拌区，搅拌区的锯齿状推进螺旋的齿间距离要比破碎区的锯齿状推进螺旋齿间距离大，搅拌区的锯齿状推进螺旋的齿深度也比破碎区的锯齿状推进螺旋的齿深度深；破碎区的长度小于搅拌区的长度。

[0023] 罐体后半段传动轴上的正疏解片和反疏解片均设置在传动轴的螺旋线上，其中正疏解片设置在正螺旋线上，反疏解片设置在反螺旋线上。

[0024] 罐体后半段传动轴上的正疏解片和反疏解片沿传动轴的多条螺旋线展开，且各螺旋线在传动轴的横截面上均匀分布。

[0025] 正螺旋线与反螺旋线的交点为块状的疏解片与传动轴连接部分的中心，正疏解片与反疏解片在螺旋线的交点处交替排列。

[0026] 3、优点及效果：本发明的优点为：

[0027] (1)动力消耗小，8-10kwh/t；

[0028] (2)碎浆时间短，15秒以内，满足废纸脱墨工艺要求；

[0029] (3)碎浆浓度高，30-35％；

[0030] (4)书本碎浆温度低，常温；

[0031] (5)纸浆与塑料自动分离，用小型吹风机吹就能分离出塑料等轻杂质；

[0032] (6)书本中胶块能有效分离；由于常温碎浆，书本上的胶块在碎浆过程中不会熔化，也不会被打成小碎块，而是以较大的胶块从纸浆中游离出来；

[0033] (7)占地面积小，占地面积是相同产量的转鼓式高浓碎浆机的九分之一；

[0034] (8)设备耗材少，耗材是相同产量的转鼓式高浓碎浆机的十分之一。四、附图说明：

[0035] 图1为本发明所述反刍式高浓碎浆机的侧视图；

[0036] 图2为本发明所述反刍式高浓碎浆机的正视图；

[0037] 图3为本发明所述反刍式高浓碎浆机的剖面图。五、具体实施方式：

[0038] 下面结合附图对本发明进行具体说明：

[0039] 图1为本发明所述反刍式高浓碎浆机的侧视图，图2为本发明所述反刍式高浓碎浆机的正视图，图3为本发明所述反刍式高浓碎浆机的剖面图，其中1为入料口，2为破碎区，3为注水口，4为搅拌区，5为废纸推进片，6为出料口，7为风机，8为轻杂质出口，9为罐体，10为传动轴，11为块状的疏解片，12为锯齿状推进螺旋。

[0040] 牛反刍是将胃里的食物草回流到口腔内，反复咀嚼，将草磨得更碎，再咽到肚里，反刍起辅助消化作用。本发明根据牛反刍原理，设计出纸浆回流装置，来增加纸的剪切、摩擦和揉搓几率，达到快速碎浆之目的，具体技术方案如下：

[0041] 罐体9的外形为纺锤形，两端直径小，中间直径最大；这样设计的目的在于使废纸进入罐体后，能够将废纸快速推进到破碎区2和搅拌区4，而到罐体9的后半段，罐体9直径逐渐变小，会减缓废纸前进速度，使废纸的疏解时间延长，以此来保证碎浆效果。

[0042] 传动轴10的前半段有废纸推进片5和锯齿状推进螺旋12，锯齿状推进螺旋12沿传动轴10呈螺旋线展开。而根据锯齿状推进螺旋12齿间距和齿深度的不同，罐体9的前半部又分为两个区，靠近入料口1一端为破碎区2，靠近罐体9中部的为搅拌区4，搅拌区4的锯齿状推进螺旋12的齿间距离要比破碎区2的锯齿状推进螺旋齿12间距离大，搅拌区4的锯齿状推进螺旋12的齿深度也比破碎区2的锯齿状推进螺旋12的齿深度深；破碎区2的长度小于搅拌区4的长度。

[0043] 计重传送带将废纸输送到入料口1，此处传动轴10上的废纸推进片5使废纸很快进入破碎区2，破碎区2的锯齿状推进螺旋12瞬间将废纸破碎成纸片，并推动破碎纸片进入搅拌区4，搅拌区4内的碎纸片立即与脱墨剂水溶液或水混合；搅拌区4的锯齿状推进螺旋12的齿间距离要比破碎区2的大，齿的深度也比破碎区2的深，以此来加大搅拌力度，使纸片与脱墨剂水溶液或水充分接触，达到纤维完全吸水润透，为纤维的有效疏解创造条件；润透的纸片在锯齿状的推进螺旋12的推动下进入罐体9的后半部。

[0044] 罐体9后半部的直径逐渐变小，且罐体9后半部的传动轴10上有块状的疏解片11，块状的疏解片11分为两种，一种是使物料向出料口6方向推进的，为正疏解片；另一种是使物料向入料口1方向回流的，为反疏解片，正疏解片和反疏解片均设置在传动轴10上，沿传动轴10的多条螺旋线展开，且各螺旋线在传动轴10的横截面上均匀分布，其中正疏解片设置在正螺旋线上，反疏解片设置在反螺旋线上。正螺旋线与反螺旋线的交点为块状的疏解片11与传动轴10连接部分的中心，正疏解片与反疏解片在螺旋线的交点处交替排列，其含义为：当正螺旋线与反螺旋线相交时，其交点必须在一个块状的疏解片11与传动轴10相交部分的中心，在这些交点上，正疏解片与反疏解片都是交替排列的，即当某一个交点上的块状的疏解片11为正疏解片时，下一个交点上的块状的疏解片11必须为反疏解片，再下一个交点上的块状的疏解片11则为正疏解片，以此类推。

[0045] 这里的“反刍”功能通过两个措施来实现，一个是逐步缩小的罐体9直径，罐体9直径一收缩就会使纸浆回流，罐体9直径收缩得越大，纸浆回流得越多；正疏解片推进纸浆，反疏解片回流纸浆，“反刍”功能主要靠反疏解片回流纸浆来实现；反疏解片强制回流纸浆，与此同时相邻的正疏解片向前推进纸浆；这样纸浆有的被推进，有的被回流，就会使纸浆之间产生强烈揉搓摩擦作用，这样才能达到满意的疏解效果和有效地保护纤维；使纸浆的品质达到新的高度。

[0046] 以书本为例，根据本发明所述技术方案可以带来如下的具体技术和经济指标：

[0047] 碎浆时间 ＜15秒

[0048] 碎浆浓度 30-35％

[0049] 碎浆温度 ＞15℃

[0050] 动力消耗 8-10kwh/t

[0051] 节能： 75-80％(参照立式高浓水力碎浆机)

[0052] 50-60％(参照转鼓式高浓碎浆机)

[0053] 节水： 65-70％(参照立式高浓水力碎浆机)

[0054] 40-50％(参照转鼓式高浓碎浆机)

[0055] 以下为具体实施中所采用的反刍式高浓碎浆机的内部构造说明，但本发明的保护范围不以下列数据为限：

[0056] 1、碎浆机转子的转速：300-700r/min

[0057] 2、锯齿状推进螺旋：2-8个螺旋

[0058] 每个螺旋螺距120-720mm，

[0059] 3、锯齿状推进螺旋与罐体内壁距离：5-30mm

[0060] 4、锯齿状推进螺旋齿间距：50-300mm

[0061] 齿深度：30-300mm

[0062] 5、疏解片与罐体内壁距离：5-30mm：

[0063] 6、正疏解片宽度：18-80mm

[0064] 厚度：8-35mm

[0065] 7、反疏解片宽度：10-60mm

[0066] 厚度：8-35mm

[0067] 8、正螺旋线：2-24条

[0068] 每条螺旋螺距60-720mm

[0069] 9、反疏解片所在螺旋线：2-24条螺旋

[0070] 每条螺旋螺距60-720mm