从专利文献看水力碎浆机转子节能工艺

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1、从专利文献看水力碎浆机转子节能工艺水力碎浆机是造纸业最具传统碎浆的机械设备，文章以中国专利公报为准则①，从水力碎浆机领域中专利公报23项，筛选出18项符合“机械刚体构件”转子为对象，着重研究转子结构与能源消耗的分折，并制浆工艺及日常维护（修）技术提出具体节能工艺措施。关键词：专利;水力碎浆机;转子;机械结构;能耗正文：　　从近十多来年中国专利公报了解到，水力碎浆机依槽内液体流动规律大致可分为二大类，以涡流循环型（下称[は]型）为主体的螺旋式转子，另一类传统型以湍流循环型（下称[C]型）为主体的对称性多刀片式转子。就转子制造工艺而言，前者以板材加工

2、成型，后者以铸造成型，前者成形工艺复杂于后者，更不适宜批量生产；耐用度方面的性价比，耐磨合金钢板材与合金铸钢或球墨铸钢相近，但前者原材料价格相差一倍有多；论生产效率前者制浆浓度10%~15%，后者4%~9%，高、中浓度最高值之比相差6%；但转子日常维护费用也高于后者，除非不间断制浆产生模式分摊费用。1.转子的机械结构分析　　1.1[は]型结构　　[は]型螺旋式转子为诱引、输送、甩送自上宜下渐增的三个变径阶段连体，螺距有渐变与不变种。以申请日期升序来看前期为两组螺旋体、稍后变为等分的三组式，螺旋体高度与转子直径比大于2倍以上。螺旋式结构运用了物理学

3、原理，先利用螺旋体诱引段的压强，构成转子芯部“真空”与附壁的压强差值，强迫浆液变为[は]型流动状态。其后输送段在螺旋体离心力及边缘齿形刚体作用下，使不同比重的浆液和纸张产生超前与滞后速度差，实现机械能量把纸张撕解或碎解。正所谓本钝害弊，强大附壁压力与螺旋曲面反作力，消耗了大量电力能源及拥有庞大机械传动设备空间。约公元2000年前后受到节能减排大环境约束，转子节能专利公报多了，如螺旋转子下端设计为对称直板或开口弦形扇面等形式，增强甩送阶段的离心力，使浆料纤维分离速度加快，提高制浆浓度。2011年有新型“变螺径式转子和伏克斯转子进行中试对比，可以使碎

4、浆能耗降低22%”②显示螺旋式转子节能上了一个台阶。　　1.2[C]型结构　　[C]型转子最具代表为上P.S伏克斯转子(Po型转子产品首先在P.S伏克斯转子基础进行改为为拆装式。所谓拆装是根据浆液对转子磨损的经验总结，把转子叶片分成前后两刀体，当前刀片磨损后即可更换备用件。稍后出现S型转子同属拆装式理念，S转子强调流体力学理论，它是[C]型转子首次对筛板孔作用功能紧密为一体的流通商品，最具特点是“可以促使纸浆通过筛板的流量更大”Grubbens.C.d说。当然上个世纪八十年代末期国内《上海造纸》杂志有类似的报导，但是指转子与筛板的安装高度。　　2

5、011年中国专利公报展示了一种“改变部分浆液流动方向的水力碎浆机转子”实用新型专利。解读摘要简图有若干特点。　　首先是强调转子与筛板负压空间：如图所示H—h字符空间，说明H负＞h负，负压增大意味着瞬间能改变碎纸片悬浮状态，说贴切一点“把部分堵塞筛板孔的碎纸屑向上漂动或移动起来”，在强大的离心力作用下达到清理堵塞孔眼功能。特点之二改变部分浆液流动方向：如图示过转子12面浆液旋即向上漂动，正好瞬间被下一个刀体碰撞。碰撞机率增大意味着提高制浆的生产效率。　　纵观[C]型须还是离不开P.S伏克斯转子影子，但节能数值不比[は]型低，因此电力能源消耗[C]型

6、转子还是有潜能发挥的。　　纵观[は]型与[C]型转子专利公报都对浆制电力能耗做出有益探索，[は]型值以提高制浆浓度，实现节能效果，正如2008年10月《清洁生产标准·造纸工业（废纸制浆）》编制说明·征求意见稿，文稿对高浆浓度评价是“具有动力消耗少，碎浆作用温和的。”但高浆浓度制浆设备投入资本大。而被中、低浆浓度的水力机碎浆机有生存空间，[C]型最基本理论引导，以细致结构改变实现节能的。文献资料不时报来节能的佳绩。如KBC公司的vortech“转子节能20%以上，或提高产量10%以上，延长转子使用寿命达一倍”③；又如华丰公司的FS·60(k为纸质量

7、，余下为系数，由些可知，tp单位时间内能耗权重较大，当碎浆温度升高纸张纤维粘着力下降，有利于减少纸张碎解时间。经验告知温度过高有可能把混入废旧纸中胶粘杂物快速溶解，它将会渐慢地减少筛板孔径，影响中、低浓度作业方式。建议液体温度略高于室内温度10C0为宜。　　2.2机械结构工艺方面：富士公司的LP转子运用碎浆雷诺准数的法则“在增大转子直径而不改变（注，指最大直径处）其线速度，比普通碎浆机提高生产能力约30%，节电约20]固体废弃物第3章PPT第31/69页⑥李方圆造纸冲浆泵与水力碎浆机的变频节能改造[J]《节能》2009年1期总第318期基本资料：

8、姓名陈贤根，生于1954年，性别男，民族汉，籍贯广东省南海县丹灶，学历大专，职称机械工程师，研究方向造纸制浆机械加工从事机（械工程）电一