[发明专利]一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱

说明书

技术领域

本发明涉及稀释水调浓水力式流浆箱的技术领域，尤其是指一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱。

背景技术

目前，稀释水调浓水力式流浆箱是国际上公认的常用先进高速流浆箱，其设备性能的优化和技术的创新势在必行,国内外研究人员对此开展了相关研究，并已取得了许多重要的科研成果。

在国内，山东昌华造纸机械有限公司的稀释白水流浆箱，其稀释水流道为锥管结构，该结构同时具备阶梯扩散器和混合室的双重功能，其中的二级湍流发生器为错流蜂窝状湍流发生器；潍坊凯信机械有限公司的高浓稀释水流浆箱通过稀释水管路向各支管内注入稀释水，调节各点稀释水量的大小，可以控制浆板横幅定量使之均匀一致；河南江河纸业有限公司的高速纸机流浆箱，浆料扰流小、成纸均匀性好、纸张中纤维定向排列良好，其中的稀释水装置，利用低脉冲调频上水泵对稀释白水进行等差压供水，根据扫描架扫描成纸绝干定量横幅曲线可以自动调节稀释水阀开度，从而对进入流浆箱管束浆料进行稀释，改善整幅纸页横幅定量均匀度；陕西科技大学研究并公开了稀释水水力式流浆箱控制系统，该系统对稀释水水力式流浆箱能进行有效控制，可以获得良好的布浆、匀浆和喷浆效果。

在国际上，稀释水调浓流浆箱技术发展方面有几家很有影响的公司，如Beloit(metso)公司，Voith公司，Valmet(metso)公司，以及EsherWyss，Vaahto，Brandes&Heneze Gmbh，G&Lv公司等，无不在减少横幅定量差和结构优化上下功夫。其典型的产品有Beloit公司的Converflo和Coeept系列，Valmet公司的Sym-flo和opti-flo系列及Votih的Moudel系列。另外在湍流发生器方面，Beloit公司使用圆变方形的等面积管束，并在唇板区加漂片，漂片的间距很小，严格将湍流限定在狭小的空间内；而Voith公司采用阶梯式湍流发生器，利用流量因阶梯突扩产生的有限涡旋成湍动，也采用了变面积的圆变方管束。而在改善横幅定量差方面，近十年来国际上取得了进步，以Beloit公司的concept一IV流浆箱为代表，使得横幅定量差值由原来的1.5%不到的水平，减少到了1%以下，显著地提高了纸张产品质量。

尽管国内对稀释水调浓水力式流浆箱的结构和控制的研究较多，而且也取得了很多成果，特别是最近陈克复院士主持的国家“十一五”科技支撑计划“国产高速造纸机的研制”，将我国的纸浆流送技术与流浆箱技术提到国际先进水平，而国外研究的先进稀释水调浓水力式流浆箱也较多，这些流浆箱在工程实践中能发挥较大的作用，但是均不能满足流浆箱流场测量的要求，无法获得可视化的流场。目前在国内外没有公开的满足PIV（Particle Image Velocimetry粒子图像速度仪）等测量系统进行测量和可视化研究的流浆箱，基于此，本发明的实验流浆箱在符合工程实践的基础上，可以对各种车速下，流浆箱内各个部件的流场进行测量和可视化研究，从而使流浆箱的流送技术获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱，从而使流浆箱的流送技术获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱，包括有可视化锥形布浆器、可视化阶梯扩散器、可视化稳流室、可视化湍流发生器、可视化唇口室以及用于调节流体横幅定量的稀释水供给系统，其中，所述可视化锥形布浆器、可视化阶梯扩散器、可视化稳流室、可视化湍流发生器、可视化唇口室依次相接，组成箱体结构，且相邻两者之间的密封采用凹凸面或者榫槽密封形式，并使得进入可视化锥形布浆器内的流体能依次经过可视化阶梯扩散器、可视化稳流室、可视化湍流发生器后从可视化唇口室喷出，同时，该可视化锥形布浆器上设有稀释水注入口，稀释水供给系统通过稀释水管与该稀释水注入口相接，为该可视化锥形布浆器提供稀释水。

所述可视化稳流室与可视化阶梯扩散器和可视化湍流发生器之间分别连接有可视化连接板，且相邻两者之间的密封采用凹凸面或者榫槽密封形式。

所述相邻两者之间采用夹紧块或者螺栓连接。

所述可视化锥形布浆器和可视化阶梯扩散器之间采用凹凸面密封，且其凹凸面采用螺栓连接；可视化湍流发生器和可视化唇口室之间采用凹凸面密封，且其凹凸面采用夹紧块连接。