CN103711018B - 一种可去除纤维中杂质的分散机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可去除纤维中杂质的分散机，包括壳体，所述壳体上设置有进料口和出料口；所述壳体内设置有多个处理部件；所述处理部件包括连接部和刮切部；所述处理部件运动时，所述刮切部适于接触并与纤维表面发生相对运动，用于去除纤维表面的杂质；所述刮切部的最小结构的尺寸小于或等于5mm；所述相对运动的速度大于或等于3m/s；所述壳体内还设置有起推料作用的进料螺旋杆和出料螺旋杆，以便于进料、出料，以及反复去除纤维表面的杂质。本装置可用于造纸、纺织等领域中纤维上结合杂质的去除，以得到杂质含量低的原料。

Description

一种可去除纤维中杂质的分散机

技术领域

本发明涉及一种可去除纤维中杂质的分散机，属于纤维制品机械领域。

背景技术

造纸和纺织等领域所使用的原料中常含有胶粘物、油脂、石蜡和塑料等杂质，这些杂质的存在会降低纤维制品的质量，因此需要在制造过程中去除掉。

由于原料中的杂质一般与纤维结合在一起，因此在去除杂质时最关键的是要将杂质与纤维剥离开。现有技术中采用水力碎浆机剥离纸纤维杂质的应用见中国专利文献CN2711215Y，其公开了一种双涡流水力碎浆机，由槽体、入料口、减速器、刀盘、筛板、排渣口、出浆口和电机组成，槽体内两侧分别平行相错设置刀盘轴，刀盘轴上安装有刀盘，刀盘外侧设置有筛板，刀盘轴由电机带动，刀盘轴与电机之间设置减速器，减速器内设置一对相互啮合的螺旋伞齿轮。该机两侧分别设置了两套碎桨装置、过滤装置和出浆口，两套碎桨装置不同轴双侧设置，但同速、同向转动，产生双涡流交互作用。上述水力碎浆机在运行时，刀盘带动浆液快速运动，利用浆液中液体与纤维间相对运动产生的相互作用将纤维上的杂质剥离下来，但由于液体与纤维的相对运动速度小，产生的相互作用力小，纤维上的杂质不能被有效地去除；而且由于刀盘需带动浆液不断进行高速运动，因而上述水力碎浆机碎桨过程的耗电量高，不利于成本的降低。

除了水力碎浆机外，各种热分散机常作为水力碎桨机的补充，用于分散与纤维结合的杂质，其应用见于中国专利文献CN2839340Y，其公开了一种热分散机，包括电机、带有出浆口并装有定磨片和动磨片的机体、带有进浆口的喂料系统和底座，其特征在于在电机的电机轴上套装固联着一传动轴，动磨片就固联在该传动轴上。上述热分散机运行时，通过定磨片和动磨片间的配合使浆液中纤维之间相互摩擦、运动，进而除去纤维上的杂质；但为了使纤维之间有充分的接触，上述热分散机使用的浆液浓度都很大，增加了热分散机运行的阻力，而且事先也需要使用配套设备对浆液进行浓缩，这样就浪费了大量的能量；再有，为了分解掉高浓度浆液中的杂质，上述热分散机通常需要在高温下配合化学助剂使用，这样不仅会对纤维的材料性能造成影响，而且会造成大量的污染。

为了解决上述技术问题，英国专利文献GB2099325A公开了一种纤维浆液过滤装置，包括外壳，外壳内固定设置有一圆柱形过滤器，外壳与过滤器之间形成环形区；过滤器中心竖直设置有转动轴，刀片在过滤器内以转动轴为中心转动；外壳上设置有进料口，纤维浆液通过进料口流入筒体的环形区域中；沿流动方向，环形区域的半径逐渐变小，以使长纤维不会随杂质由出口排出。

上述技术中，过滤器将纤维浆液中混合的杂质排除在其外，纤维浆液进入过滤器中，通过转动刀片对纤维进行破碎，该装置的耗能低，而且无需高温环境和化学助剂；但是，上述转动刀片仅仅起到破桨的作用，无法将纤维上结合的杂质剥离掉，因而无法有效地去除掉纤维上结合的杂质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的转动刀片无法将纤维上结合的杂质剥离掉，因而无法有效去除纤维上的杂质；进而提出一种可有效去除纤维中杂质的分散机。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种可去除纤维中杂质的分散机，包括，壳体，所述壳体上设置有进料口和出料口；所述壳体内设置有多个处理部件；所述处理部件包括连接部和刮切部；所述刮切部适于接触并与纤维表面发生相对运动，用于去除纤维表面的杂质；所述刮切部的最小结构的尺寸小于或等于5mm；所述相对运动的速度大于或等于3m/s。

所述刮切部的最小结构的尺寸为0.005-3mm。

所述相对运动的速度为20-300m/s。

所述处理部件为刀片，所述刮切部为刀刃。

所述处理部件为钢丝棒，所述刮切部为钢丝棒端部。

所述壳体内设置有带传动装置的转动轴，多个所述处理部件通过所述连接部连接设置在所述转动轴上并以其为中心转动。

多个所述处理部件沿所述转动轴成螺旋形排列。

多个所述处理部件通过所述连接部固定设置在所述壳体内，所述进料口靠近所述壳体的一端设置，相应地，所述出料口靠近所述壳体的另一端设置；纤维在所述壳体内运动时，所述刮切部适于刮切所述纤维表面。

还包括设置在所述壳体内的进料螺旋杆或出料螺旋杆，所述进料螺旋杆靠近所述进料口设置，所述出料螺旋杆靠近所述出料口设置。

多个所述处理部件的刮切部沿进料方向平行密集排列。

所述处理部件的形状为流线形。

所述壳体中纤维浆液的浓度为0.5-20v%。

所述壳体中纤维浆液的浓度为2-10v%。

本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果：

（1）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，包括壳体，所述壳体上设置有进料口和出料口；所述壳体内设置有多个处理部件；所述处理部件包括连接部和刮切部；所述刮切部适于接触并与纤维表面发生相对运动，用于去除纤维表面的杂质；所述刮切部的最小结构的尺寸小于或等于5mm；所述相对运动的速度大于或等于3m/s。

所需原料中纤维的平均长度约1-3mm，处理部件刮切部的最小结构尺寸小于或接近纤维的平均长度时，其刮切部与纤维表面相接触并产生相对运动时，控制相对运动的速度大于或等于3m/s，可以利用刮切部剥离掉结合在纤维表面的杂质，得到杂质含量很低的纤维原料，从而避免了现有技术中转动刀片无法将纤维上结合的杂质剥离掉，因此无法去除纤维中杂质的技术问题。而且，最小结构尺寸小于或等于5mm的刮切部能够打散浆液中混合的纤维束，将纤维束分散成为独立纤维，得到不含纤维束的纤维浆液。

（2）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，所述刮切部的最小结构的尺寸为0.005-3mm。所述相对运动的速度为20-300m/s。虽然刮切部的最小结构尺寸越小、处理部件与纤维的相对运动速度越高，则纤维上杂质的去除效率就越高，但当刮切部的最小结构尺寸过小、相对运动速度过高时，刮切部很容易将纤维切割碎，而得不到所需长度的纤维原料；当控制刮切部的最小结构尺寸为0.005-3mm并以20-300m/s的速度与纤维进行相对运动时，可以使处理部件的刮切部刮除掉纤维上结合的更多杂质，进一步降低纤维上的杂质含量，并且纤维又不会被切断，进而能够得到杂质含量更低、长度符合要求的纤维原料。

（3）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，所述壳体内设置有带传动装置的转动轴，多个所述处理部件通过所述连接部连接设置在所述转动轴上并以其为中心转动。以转动轴为中心转动的处理部件，其刮切部可以与沿转动轴一周各处的纤维相接触并发生相对运动，从而能够均匀地剥离掉壳体中各处纤维上结合的杂质，保证了壳体内各处的纤维均得到处理，机器运行过程中无死角。

（4）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，所述处理部件为刀片或钢丝棒，所述刮切部相应地为刀刃或钢丝棒端部。优选处理部件为刀片或钢丝棒，其刀刃或钢丝棒端部即相当于处理部件的刮切部，刀刃的厚度或钢丝棒端部的直径为刮切部的最小结构，选择尺寸小于或等于5mm的最小结构，控制刀片或钢丝棒与纤维浆液的相对速度为3m/s以上，在运动过程中，刮切部与纤维表面相接触就能刮切掉纤维上的杂质。

（5）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，还包括设置在所述壳体内的进料螺旋杆或出料螺旋杆，所述进料螺旋杆靠近所述进料口设置，所述出料螺旋杆靠近所述出料口设置。将进料螺旋杆靠近进料口设置，出料螺旋杆靠近出料口设置时，能够通过螺旋杆推动浆液的进料和出料，同时采用间歇操作时，进料螺旋杆能够将已处理过的纤维浆液返回至处理部件处反复进行处理，从而能够提高纤维上杂质的去除效果。

（6）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，多个所述处理部件通过所述连接部固定设置在所述壳体内，所述进料口靠近所述壳体的一端设置，所述出料口相应地靠近所述壳体的另一端设置；纤维在所述壳体内运动时，所述刮切部适于刮切所述纤维表面。保持处理部件固定不动，纤维由进料口进入并在壳体内保持运动状态，处理部件的刮切部能够接触并刮切纤维表面，从而去除掉纤维表面的杂质。

（7）本发明所述可去除纤维中杂质的分散机，所述壳体中纤维浆液的浓度为0.5-20v%。优选为，所述壳体中纤维浆液的浓度为2-10v%。本发明所述分散机是通过处理部件的刮切部对纤维表面进行刮切来去除杂质的，因此即使纤维浆液的浓度比较低，仍然能够有效地去除杂质，克服了传统热分散机利用高浓度浆液中纤维间的相互摩擦去除纤维杂质所带来的阻力大、耗电量高和操作温度高的问题。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被理解，本发明结合附图和具体实施方式对本发明的内容进行进一步的说明；

图1本发明所述可去除纤维中杂质的分散机的结构示意图；

图2本发明所述带有进料螺旋杆的可去除纤维中杂质的分散机的结构示意图；

图3本发明所述带有出料螺旋杆的可去除纤维中杂质的分散机的结构示意图；

图4本发明所述带有水平设置的进料螺旋杆和出料螺旋杆的可去除纤维中杂质的分散机的结构示意图；

图5本发明所述固定设置处理部件的可去除纤维中杂质的分散机的结构示意图；

其中附图标记为：1-壳体，2-进料口，3-出料口，4-处理部件，5-转动轴，6-电机，7-挡浆板，8-进料螺旋杆，9-出料螺旋杆。

具体实施方式

实施例1

本发明所述可去除纤维中杂质的分散机如图1所示，包括圆柱形的壳体1，壳体1下部设置有进料口2，壳体1上部设置有出料口3，壳体1中心设置有带有电机6的转动轴5，电机6设置在壳体1的上方；在壳体1内壁的下部、围绕所述转动轴5连接设置有一个挡浆板7，在壳体1上部的中心还设置有一个挡浆板7。

处理部件4为刀片，五百个刀片沿转动轴5的轴向分为数组，其中，每组刀片沿转动轴5的周向水平分布且垂直于转动轴5；刀片上除刀背外的其它边缘均设置为0.005mm厚的刀刃，刀背作为连接部与转动轴5连接，作为刮切部的刀刃转动的线速度为3-10m/s。

上述装置在运行时，0.5v%的纤维浆液由壳体1下部的进料口2进入壳体1内，转动轴5带动多个刀片转动，刀刃接触浆液中纤维的表面，并相对纤维发生高速运动，使得刀刃刮切掉纤维表面的杂质，从而有效地去除掉浆液中大部分纤维上结合的杂质。

实施例2

本发明所述可去除纤维中杂质的分散机如图2所示，包括圆柱形的壳体1，壳体1下部的中心设置有带有电机6的转动轴5，转动轴5的电机6设置在壳体1的下方，在壳体1的上部设置有进料口2，在壳体1的下部设置有出料口3；在壳体1内、转动轴5的上方设置有进料螺旋杆8，进料螺旋杆8靠近进料口2设置，其电机设置在壳体1的上方。

处理部件4为刀片，五千个刀片沿转动轴5的轴向分为数组，其中，每组刀片沿转动轴5的周向水平分布且垂直于转动轴5；刀片上除刀背外的其它边缘上均设置为5mm厚的刀刃，刀背作为连接部与转动轴5连接，作为刮切部的刀刃转动速度为200-300m/s。

上述装置在运行时进料螺旋杆8起到向下推料的作用，操作方式可选择连续式或间歇式；连续操作时，20v%的纤维浆液不断由壳体1上部的进料口2进入壳体1后，被进料螺旋杆8推动至刀片处，转动轴5带动多个刀片转动，刀刃接触浆液中纤维的表面，并相对纤维发生高速运动，使得刀刃刮切掉纤维表面的杂质，处理后的纤维不断由壳体1下部的处理口排出收集；间歇操作时，20v%的纤维浆液由壳体1上部的进料口2一次进入壳体1后，被进料螺旋杆8推动至刀片处，转动轴5带动多个刀片转动，刀刃接触浆液中纤维的表面，并相对纤维发生高速运动，使得刀刃刮切掉纤维表面的杂质，处理后的纤维在浆液带动下部分上升至壳体1上部，这时进料螺旋杆8的推料作用又将这部分纤维带回至刀片处重复进行前述处理，从而提高了纤维上结合杂质的去除效果，得到的杂质含量很低的纤维由出料口3排出后，再由进料口2输入待处理的纤维浆液重复上述过程。

实施例3

本发明所述可去除纤维中杂质的分散机如图3所示，包括圆柱形的壳体1，壳体1的中心设置有带有电机6的转动轴5，转动轴5的电机6设置在壳体1的下方，在壳体1的上部设置有进料口2，在壳体1的下部设置有出料口3；在壳体1内，转动轴5的下方设置有出料螺旋杆9，并且出料螺旋杆9与转动轴5共轴，出料螺旋杆9靠近出料口设置。

处理部件4为刀片，五万个刀片沿转动轴5的轴向分为数组，其中，每组刀片沿转动轴5的周向水平分布且垂直于转动轴5；刀片上除刀背外的其它边缘均设置为3mm厚的刀刃，刀背作为连接部与转动轴5连接，作为刮切部的刀刃转动速度为50-100m/s。

上述装置在运行时，出料螺旋杆9起到向下推料的作用，10v%的纤维浆液由壳体1上部的进料口2进入壳体1后，转动轴5带动多个刀片转动，刀刃接触浆液中纤维的表面，并相对纤维发生高速运动，使得刀刃刮切掉纤维表面的杂质；处理后的纤维在出料螺旋杆9的推动下由壳体1下部的出料口3排出。

实施例4

本发明所述可去除纤维中杂质的分散机如图4所示，包括卧式圆柱形壳体1，壳体1的中心水平设置有带电机6的转动轴5，转动轴5的电机6设置在壳体1的外部；在壳体1内，转动轴5的左方设置有进料螺旋杆8，转动轴5的右方设置有出料螺旋杆9，并且进料螺旋杆8、出料螺旋杆9与转动轴5共轴；靠近出料螺旋杆9处的壳体1上设置有开口向上的进料口2，靠近进料螺旋杆8处的壳体1上设置有开口向下的出料口3。

处理部件4为刀片，十万个刀片沿转动轴5的轴向分为数组，其中每组刀片沿转动轴5的周向竖直分布且垂直于转动轴5；刀片上除刀背外的其它边缘上均设置为1mm厚的刀刃，刀背作为连接部与转动轴5连接，作为刮切部的刀刃转动速度为50-100m/s。

上述装置在运行时，进料螺旋杆8和出料螺旋杆9均起到向右推料的作用，9v%的纤维浆液由进料口2进入壳体1后，被进料螺旋杆8推动至刀片处，转动轴5带动多个刀片转动，刀刃接触浆液中纤维的表面，并相对纤维发生高速运动，使得刀刃刮切掉纤维表面的杂质；处理后的纤维在出料螺旋杆9的推动下由出料口3排出。

实施例1-4中，还可以将多个处理部件4沿转动轴成螺旋形排列设置，以推动浆液在壳体1内的流动，处理部件4还可以替换为钢丝棒、塑料板或尼龙丝等，处理部件4的刮切部相应地为钢丝棒端部、塑料板边缘或尼龙丝端部。其中钢丝棒或尼龙丝的设置方式为多个钢丝棒或尼龙丝沿转动轴5的轴向分为数组且每组钢丝棒或尼龙丝沿转动轴5的周向垂直于转动轴5设置，塑料板的设置方式为多个塑料板沿转动轴5的轴向分为数组且每组塑料板沿转动轴5的周向垂直于转动轴5设置。

实施例5

本发明所述的可去除纤维中杂质的分散机如图5所示，包括卧式的圆柱形壳体1，壳体1一端为进料口2，壳体1另一端为出料口3。

处理部件4为刀片，二十万个刀片沿壳体1的轴向分为数组，每组刀片均沿所述壳体1的内周竖直分布且垂直于壳体1内壁，刀片上除刀背外的其它边缘上均设置为0.1mm厚的刀刃，刀背作为连接部与壳体1内壁连接。

上述装置在运行时，2v%的纤维浆液由壳体1一端的的进料口2以20m/s的速度进入壳体1内，固定的刀刃接触纤维表面，并且高速运动的纤维表面与刀刃发生相对运动，从而使刀刃刮切掉纤维表面的杂质，有效地去除掉浆液中大部分纤维上结合的杂质，除去杂质后的纤维浆液由壳体1另一端的出料口3排出。

本实施例中，处理部件4还可以替换为钢丝棒、塑料板或尼龙丝等，处理部件4的刮切部相应地为钢丝棒端部、塑料板边缘或尼龙丝端部。其中钢丝棒或尼龙丝的设置方式为多个钢丝棒或尼龙丝沿壳体1的轴向分为数组，每组钢丝棒或尼龙丝均沿所述壳体1的内周分布并且垂直于内壁，塑料板的设置方式为多个塑料板沿壳体1的轴向分为数组，且每组塑料板沿壳体1的内周竖直分布、垂直于壳体1内壁。

上述实施例中的处理部件4优选为流线形，以减小与纤维浆液间的阻力；流线形的处理部件4是指处理部件4的表面平滑、线条流畅，没有大的起伏，流体在该处理部件4的表面主要表现为层流，从而使处理部件4受到液体很小的阻力。

上述实施例中的处理部件4还可以采用其他类型，其数量、形状和设置方式可在本申请所限定的范围内根据实际情况任意选择，其中处理部件4的刮切部采用具有硬度且不发生塑性形变的材料制成；所述电机6也可以替换为其他传动装置。

本发明所述的分散机除了可用于处理上述实施例的中、低浓度的纤维浆液外，也可以用于处理高浓度的纤维浆液。

虽然本发明已经通过上述具体实施例对其进行了详细的阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。

Claims (11)

1.一种可去除纤维中杂质的分散机，包括，

壳体（1），所述壳体（1）上设置有进料口（2）和出料口（3）；

所述壳体（1）内设置有多个处理部件（4）；

其特征在于，

所述处理部件（4）包括连接部和刮切部；

所述刮切部适于接触并与纤维表面发生相对运动，用于去除纤维表面的杂质；

所述刮切部的最小结构的尺寸小于或等于5mm ；

所述相对运动的速度大于或等于3m/s；

多个所述处理部件（4）通过所述连接部固定设置在所述壳体（1）内，所述壳体（1）内设置有带传动装置的转动轴（5），多个所述处理部件（4）通过所述连接部连接设置在所述转动轴（5）上并以其为中心转动；

所述进料口（2）靠近所述壳体（1）的一端设置，相应地，所述出料口（3）靠近所述壳体（1）的另一端设置；纤维在所述壳体（1）内运动时，所述刮切部适于刮切所述纤维表面。

2.根据权利要求1 所述的分散机，其特征在于，所述刮切部的最小结构的尺寸为0.005-3mm。

3.根据权利要求1 或2 所述的分散机，其特征在于，所述相对运动的速度为20-300m/s。

4.根据权利要求1所述的分散机，其特征在于，所述处理部件（4）为刀片，所述刮切部为刀刃。

5.根据权利要求1所述的分散机，其特征在于，所述处理部件（4）为钢丝棒，所述刮切部为钢丝棒端部。

6.根据权利要求1 所述的分散机，其特征在于，多个所述处理部件（4）沿所述转动轴（5）成螺旋形排列。

7.根据权利要求1所述的分散机，其特征在于，还包括设置在所述壳体（1）内的进料螺旋杆（8）或出料螺旋杆（9），所述进料螺旋杆（8）靠近所述进料口（2）设置，所述出料螺旋杆（9）靠近所述出料口（3）设置。

8.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的分散机，其特征在于，多个所述处理部件（4）的刮切部沿进料方向平行密集排列。

9.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的分散机，其特征在于，所述处理部件（4）的形状为流线形。

10.根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的分散机，其特征在于，所述壳体（1）中纤维浆液的浓度为0.5-20v%。

11.根据权利要求10所述的分散机，其特征在于，所述壳体（1）中纤维浆液的浓度为2-10v%。