[实用新型]一种变螺径式水力碎浆机转子

说明书

技术领域

本实用新型涉及造纸行业中废纸再利用过程的碎浆所用设备装置，具体涉及一种变螺径式水力碎浆机转子。

背景技术

碎浆是废纸再利用的第一步，水力碎浆机是最常用的碎解设备，而转子则是碎浆机的关键部件，其结构直接影响到碎浆机的能耗和碎浆效果。随着环境保护对节约能源要求的提高，以及二次纤维利用率的增加和对二次纤维回用品质要求的提高，转子的设计也变得越来越重要。

水力碎浆机是利用转子叶片高速旋转所产生的机械作用，以及转子旋转引起的浆料间上下流动而产生的强烈湍流以使废纸得以碎解，主要有低浓水力碎浆和高浓水力碎浆两种。碎浆浓度在8％以下的低浓碎浆主要依靠转子机械剪切作用力，对纤维切断损伤作用和对杂质破碎作用剧烈，降低了纤维回用品质，也不利于后续的处理工续；同时电耗、水耗也较高。碎浆浓度在8％以上甚至是12％～18％的高浓度碎浆除节水、节电、提高废纸的碎解效率以外，强烈的摩擦、揉搓作用和较弱的剪切作用，能有效提高碎解浆的质量，因此中高浓碎浆是废纸制浆的发展方向。但研究表明浆料在浓度超过10％时流动性变差，浆料不能充分循环甚至产生沿转芯的“打旋”现象，导致浆料碎解效率低下，这是高浓度水力碎浆机设计的难点。通常的解决办法是产生一个稳定的高剪切力场，使浆料在高强剪切力场作用下受到强烈扰动而达到湍流状态。因此如何通过转子结构设计达到将转子能量均匀传递给浆料，在浆槽内产生高强剪切力场，强制浆料产生湍动和涡流循环，以达到碎解浆料的目的，是实现中高浓度碎浆转子设计的关键。TBC公司设计的低摩擦力的转子采用三螺旋、锥形结构，使疏解浓度可达18％，但转子底部直径较大导致浆槽有效容积较小且电耗较高；相川公司设计的新旧两种转子碎浆浓度可达12％-18％，老式转子结构紧凑但结构复杂、锻造困难，新式转子采用单螺旋叶片且呈不对称分布导致浆料循环不均匀扰动较大。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服了现有技术缺点，提供了一种变螺径式水力碎浆机转子，本实用新型的水力碎浆机转子采用了上部圆柱下部圆锥的转芯构造、等螺距变螺径的三螺旋叶片且均匀分布、底部辅以齿形叶片的设计，本实用新型可以实现节约能源、提高效率并能兼顾纤维品质。

本实用新型目的通过以下结构方案予以实现：

一种变螺径式水力碎浆机转子，包括转芯1、螺旋叶片2、齿形叶片3三部分，三个螺旋叶片2螺旋环绕在圆柱形转芯上1，螺旋叶片2采用等螺距、变螺径结构；并在转芯1锥形底盘上设置有三个齿形叶片3；所述齿形叶片3为带有齿纹的环形叶片；螺旋叶片2的螺距为转芯直径的3倍，转子外缘直径即螺径沿转芯由槽体直径的1/3向下均匀增大到槽体直径的1/2.转子采用等螺距、变螺径结构：转芯有两部分，上部为圆柱形下部为圆锥形，从而将转子分为上下两部分结构.上部为转子的最主要构件--三螺旋叶片：三个叶片螺旋环绕在圆柱形转芯上，并且在横截面上以转芯为轴相隔120°均匀分布.齿形叶片之间相隔120°均匀分布，以使转子受力平衡避免振动；叶片螺距为柱体直径的3倍，以转芯轴线为中心的转子外缘直径D即螺径D由方程确定，沿转芯由槽体直径的1/3向下均匀增大到槽体直径的1/2，其中D₁为启始端转子外缘直径，D₂为末端转子外缘直径，H为叶片总高度，h为要确定螺径的转子外缘上某点在转芯轴线上的投影距启始端的高度，而槽体直径D₃可由所需有效容积Ve算出转芯下部为圆锥形结构，使上部螺旋叶片2递送下来的浆料以最小的阻力输送到下部，以保证槽内循环平稳同时减少动力消耗。带有齿纹的三个环形叶片在螺旋叶片2下方直接结合在底盘上，叶片之间相隔120°均匀分布，将经过润胀的废纸撕成碎片以加速废纸破碎，同时环形结构有助于将底部浆料推向槽壁，形成良好循环。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

(1)浆料越到浆槽下部流动性越差，限制了碎浆浓度的进一步提高。本实用新型中将螺旋叶片螺径设计为沿转芯向下均匀增加，使叶轮与浆料的接触面积逐渐增大，流道容积增大，作用力增强，进而增大碎浆浓度提高碎浆能力。

(2)螺旋叶片向上螺径逐渐减少，在不影响向下输送废纸的同时减小了尺寸、节省了材料、降低了成本。

(3)带有齿纹的三个环形叶片能加速经过润胀的废纸的破碎，提高碎解效率，同时环形结构有助于将底部浆料推向槽壁，形成良好循环。

(4)本实用新型转子将碎浆浓度提高到12％以上，最高可达15％，实现了浓度在12％以上的高浓碎浆。