普通锥形除渣器的设计

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1、概述   在制浆生产的过程中，由于原料及化学药品混有粒状杂质，不仅直接影响纸浆或纸张的成品质量，而且损坏设备，妨碍生产正常进行。因此，纸浆料必须经过除渣净化处理，以满足产品质量和正常生产的需要。纸浆的除渣净化是根据纸浆中杂质与纤维之间密度的不同，利用离心分离的原理，使密度较大的杂质在离心力的作用下与纤维分离的过程。锥形除渣器是目前广泛应用的纸浆除渣净化设备。它结构简单，无运动件，单位产能能耗少，设备占地面积小。由于它在除杂质方面的独特功用，可以说没有哪一个纸厂不采用除渣器的。特别在废纸处理流程中，更显示出锥形除渣器的重要作用1锥形除渣器的发展和应用   离心式除渣器发明于189I

2、年，1906年首次用于造纸业。1950年以后，在造纸业得到了广泛应用。除渣器自20世纪90年代以来，结构本身没有太大的变化，不少公司致力于进浆口、良浆和排渣口的改进。筒体直径减小些，筒身加长一些，调整筒体长度/直径的适当比例，相应延长纸浆在筒体内的停留时间，提高纤维与杂质的分高效率是当今除渣器改进的重点。   废纸中的废杂质大致可分为以下3个方面：①密度或相对密度大于水（金属、玻璃块、碎石等）的废杂质或小于水（如泡沫塑料等）的废杂质，可以用除渣器来去除。而相对密度与水十分接近的胶黏物等杂质就很难用除渣器来去除。②尺寸范围大，大到8-10mm，小至5μrn或更小一些，都可以用除渣器

3、来去除。③变形性的废杂质如胶黏物等杂质。这类杂质由于会受力变形，易于通过筛孔或筛缝开口，但只要它们的密度与水有足够的差异，同时粒度大小在除渣器的去除范围，仍可以用除渣器来去除。除渣器按去除废杂质的不同，可分为：正向除渣器、逆向除渣器、通流式除渣器、轻、重杂质除渣器。正向除渣器又名重杂质除渣器，能有效去除相对密度较大的废杂质，如碎石、玻璃块、沙粒、销钉、螺丝钉、订书针、金属薄片等。这种重杂质除渣器在国内外废纸制浆生产线很常用，有时甚至是必不可少的净化设备。当浆料从切线方向以特定角度从进浆口向下进入重质除渣器顶部时，浆流即产生了涡旋，浆料沿筒体内壁以螺旋线方式向排渣口方向移动。浆流的

4、涡旋生成离心力，使密度比水重的杂质被抛向筒体内壁，如（碎石、金属块等，这些重杂质下沉从下锥口排入沉渣室，至排渣口则移向涡旋的芯部，并沿中心旋转向上运动，从顶部出浆口排出。   逆向除渣器，是一种新型的除轻杂质的净化设备，其结构原理与重杂质除渣器相仿，但在使用上却与重杂质除渣器相反。良浆从锥形底部排出，比纤维轻的杂质则从上部中心管排出，目的在于除去浆中比纤维轻的杂质，如苯乙烯、聚乙烯碎片、蜡、油脂、模压塑料等轻杂质。   通流式除渣器，是变换型的逆向除渣器，它与逆向除渣器不同之处在于没有向上的溢流口，同时粗渣排放量要低得多。   轻重杂质除渣器，是正向除渣器和逆向除渣器的混合产物。

5、除渣器的顶部有2个同心的涡旋出浆管。重杂质与正向除渣器相同，从除渣器的底部排出，纤维和轻杂质从外涡旋转入内涡旋，升至除渣器上部后，轻杂质从中心管排出，良浆则从2同心套管的环状空间排出。   当今国外几家知名公司生产的不同类型锥形除渣器，各有千秋。在国内，轻工业杭州机电设计研究院通过吸收国外先进技术以及几代技术人员的努力，已设计出系列化的锥形除渣器，以适应不同的浆料。2影响除渣器净化效果的主要因素   除渣器结构简单，但要设计好一套分离效率高的除渣器却很难，因为影响除渣器除渣效率的参数很多，笔者就本人近几年在除渣器的设计思路进行理论探讨。下面主要对正向除渣器作理论分析，其它类型除渣

6、器原理相通。   除渣器的几何形状尺寸分析，除渣器设计的关键主要是除渣器的几何形状。众所周知，流体在涡旋运动中产生的离心力的大小，是与流体的重量以及运动速度的平方成正比，而与涡旋运动的半径成反比。公式如下                                   F=GV2/gR其中：F——离心力；Ｇ——流体重量；R——涡旋半径；V——运动体的圆周速度；g——重力加速度。涡旋半径越小，离心力越大。采用锥形结构，虽然筒体内壁摩擦阻力会降低运动速度，但因涡旋半径渐渐缩小，仍可以保证在除渣器维持相对稳定的离心力，从而促进除渣器的除砂和除渣作用。   l）顶端直径浆料在除渣器中

7、涡旋运动产生离心力的大小，是与涡旋半径成反比，因此从理论上来说，除渣器直径越小，其效率就越高。但直径小于一定范围也会产生一些实际问题，例如进浆口、良浆出口、粗渣排放口的开口也会相应变小，从而易于产生堵塞，较高的离心力也会使粗渣浓缩并增加堵塞的危险。同时较小的除渣器单个通过量较小，压力降较大因而需要配置较多的除渣器，动力消耗增大。为了节约投资和运行费用，纸厂更多倾向于采用直径稍大的除渣器。通常可根据纸厂的产能，采用不同的除渣器规格、筒体尺寸。   2）进浆口尺寸浆料在除渣器中涡旋运