CN1091820C - 一种化学机械制浆方法及设备 - Google Patents
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Abstract
一种采用双螺旋辊式磨浆机生产化学机械浆的方法及设备。其主要技术特征在于利用设在双螺旋辊式磨浆机壳上的进液口，加入蒸汽和药液，经过正螺旋套和反螺旋套的推送、挤压和剪切，使软化了的植物纤维原料，磨解成纸浆；并且使进入磨浆机原料中的硬杂质块在第一组正螺旋套和反螺旋套形成的区域中，被挤压入设在机壳内的排出装置中，定期排至机外，保证设备安全稳定运行。
Description
本发明涉及一种用植物纤维原料生产纸浆的化学机械制浆方法。
机械法制浆一般都采用磨石磨木机或盘磨机。它是将植物纤维原料，经磨解后，分离出纤维。盘磨机生产的机械浆中，纤维含量高，性能优于磨石磨木浆。化学机械制浆是将纤维原料，经过化学预处理，再在盘磨机中磨解成浆的方法，所生产的浆料称为化学机械浆。由于化学预处理软化了木材，磨解后能较多地分离出完整的纤维，长纤维组份多，使化学机械浆的强度等指标优于机械浆。生产过程中使用的盘磨机属于刀式磨浆机。磨浆时，纤维原料受到磨片刀齿较强的切、砍作用，纤维变短，浆的强度性能受到影响；而且磨片刀齿在磨浆过程中不断地受到磨损，浆的质量也因此而不断地恶化。盘磨机磨片一般是由耐磨耐腐金属材料制成，造价较高；它的更换，增加了浆的成本。另外，磨浆过程中，输入盘磨机的大部分能量转化为热能，真正用于分离纤维的能量只占一小部分，能量利用率很低。为减少磨片刀齿对纤维的切断作用，工业上也有采用非金属磨片的，但比能耗未见降低。
本发明的目的是克服盘磨机磨解经化学处理的植物纤维原料生产化学机械浆时的缺点，改变传统化学机械浆的生产方式，根据原料和生产工艺需要，在磨解前或磨解过程中加入蒸汽、化学药液，使植物纤维原料在低比能耗、低成本下，生产纤维长、结合强度高的化学机械浆。
本发明要解决的任务是：以植物纤维原料生产出合乎质量要求的化学机械浆；为保证设备运行安全可靠，设备内应有去除硬杂质块的装置。
本发明目的是这样实现的：利用中国实用新型专利(申请号：97214188.X，授权公告号：CN 2291435Y)所述双螺旋辊式磨浆机，并加以改进，完成本发明要解决的任务。双螺旋辊式磨浆机属于无刀式磨浆机。它是这样工作的：电动机经传动箱带动安装在壳体内的两根螺旋辊。为便于检测运行情况和更换螺旋套，壳体为剖分式，由上机壳和下机壳组成。机壳内设有与两根螺旋辊形状大小相应的空腔。上机壳一端开有进料口，植物纤维原料由此进入磨浆机，下机壳的另一端为出料口，以排出磨解后所得浆料。两根螺旋辊彼此啮合，平行、同向旋转。螺旋辊由芯轴和装在其上的几组正螺旋套和反螺旋套组成。第一组正螺旋套的螺距由大变小。反螺旋套的螺棱上开有几个由轴心向外的径向斜槽。每组正螺旋套和反螺旋套形成一个浆料磨解段，反螺旋套由几个导程的螺旋块组成，磨浆时此处形成高压区。在正螺旋段，由于螺旋套的啮合作用，使物料受到挤压力；在啮合区，由于螺旋辊同向旋转，对物料产生剪切力。在反螺旋套逆向推送作用下，物料逐渐积累、充满，并形成高压区，物料受到更大挤压力和剪切作用力。物料在正推送过程中，正螺旋套对纤维物料有定向挤压和输送作用；反螺旋辊反向推送时，也有这种定向作用。因此，纤维物料在高压磨浆区，纤维轴向受到较大的挤压力，有利于纤维物料在纤维轴向产生裂纹，强化了药液浸透和纤维分离作用。磨解细化了的物料，由反螺旋套螺棱上开的斜槽挤出，进入下一段磨浆区。通过斜槽的个数和大小的变化，可以控制药液渗透和磨浆效果。上机壳设有多个进液口，下机壳设有多个排液口。本发明就是利用上机壳的进液口，进入工艺所需压力的蒸汽和药液(NaOH、Na2SO3、NaHSO3等)，将植物原料加热、浸渍，使物料在机壳内发生化学反应，软化植物纤维原料。前几个磨浆段主要是完成原料的强化浸渍；后面的磨浆段，主要是完成磨浆作用。双螺旋辊式磨浆机的两根螺旋辊同向旋转。它对进入设备内形状较小的硬杂质块不很敏感。但为了避免大的硬杂质块损坏设备，除应强化进入设备前纤维原料的净化、除杂质外，本发明在双螺旋辊式磨浆机第一磨浆区前设有清除硬杂质块的装置，以保证设备安全运行。
下面结合附图，详细说明本发明的实施方法。
图1是本发明具体实施所采用的双螺旋辊式磨浆机侧视图。
图2是图1中磨浆机的俯视图。
图3是图1中磨浆机的磨浆机构纵断面简图。
图4是图1中磨浆机的磨浆机构俯视简图。
图1所示双螺旋辊式磨浆机由电动机1、传动箱3、上壳体10、下壳体11、进料口8、出料口12等组成。
图2所示双螺旋辊式磨浆机总体结构俯视图中，示出进料口8、出料口12、进液口9等。
图3所示双螺旋辊式磨浆机磨浆机构纵断面图中，示出由正螺旋套16和反螺旋套17组成的螺旋辊18，以及进液口9，排液口14和除硬杂质块装置15。
图4所示壳体内装有两根啮合、平行、同向旋转的螺旋辊18。
双螺旋辊式磨浆机工作时，电动机1经皮带带动皮带轮2和传动箱3，将动力由轴4输出，花键套5将轴4和螺旋辊的芯轴7连结起来，将动力传递给两根螺旋辊18，使之平行同向旋转。机座13上的轴承座6，支承着螺旋辊18的芯轴7。
原料由进料口8和化学反应所需药液一起，落入上机壳11、下机壳10形成的腔内。物料在A区腔内两根螺旋辊的正螺旋套16推送下，向出料口12移动。A区中的正螺旋套16的螺距由大变小，形成压缩比2左右，以强化药液浸渍。完成药液初步浸渍后，部分废液由下壳体排液口14排出。在A区末端和B区始端之间，物料受到激烈搅动，大于反螺旋套第一个导程螺棱开孔的物料和硬杂质块，被阻滞在此。物料在挤压力和剪切力作用下，形态变小后，穿过第一个导程反螺旋套螺棱开孔，进入下一个导程螺旋套形成的高压区。大于开孔的硬质杂块，最终被挤压入下机壳所设的去硬杂质块装置15的槽内。积累后，拆开装置将其排到机体外。物料在反螺旋套17形成的B区，被反向螺旋反向推送，形成高压区，此处物料浓度达30～35％，并在此高浓度下发生化学反应。当压力达到一定程度，部分物料被磨解到小于反螺旋套罗棱开孔，则由孔中穿过，顺流向C区流动。此时物料由压缩状态，变为松驰扩张状态。由此区上方机壳11开设的进液口9，根据工艺需要进入蒸汽加热物料，同时也可加入反应所需药液。物料在自摩擦热量和蒸汽热量及化学药液共同作用下，在C区正螺旋套16螺腔中，充分地浸渍吸足药液，在顺流推送下，发生化学反应和磨解过程。在C区末端，多余的反应废液由下机壳开设的排液口14挤出。然后，物料进入反螺旋套17形成的D区。以此类推，物料经过E、F、G、H区后，已经变成化学机械浆，由出料口12排出。
借助枢轴19可将上机壳11抬起，以便更换螺旋套和检查设备运行状况。
Claims (4)
1、一种用双螺旋辊式磨浆机生产化学机械浆的方法，采用由电动机(1)、皮带轮(2)、传动箱(3)、轴(4)、花键套(5)、轴承座(6)、芯轴(7)、进料口(8)、进液口(9)、上壳体(11)、下壳体(10)、出料口(12)、机座(13)、排液口(14)、除硬杂质块装置(15)、正螺旋套(16)、反螺旋套(17)、螺旋辊(18)组成的化学机械制浆设备即双螺旋辊式磨浆机，在植物纤维原料磨解前或磨解过程中加入蒸汽、化学药液，使植物纤维原料在低比能耗、低成本下，生产纤维长、结合强度高的化学机械浆，其特征在于：植物纤维原料由上壳体(11)上右方开的进料口(8)和化学反应所需药液(NaOH、Na2SO3、NaHSO3等)一起，进入上壳体(11)、下壳体(10)形成的腔内，在电动机(1)的作用下，动力经皮带轮(2)、传动箱(3)、轴(4)、花键套(5)、芯轴(7)传递给两根同向旋转、彼此啮合、平行的螺旋辊(18)，双螺旋辊式磨浆机的磨浆机构中自右至左分为A、B、C、D、E、F、G、H八个工作区，物料在A区腔内两根螺旋辊的正螺旋套(16)的推送下，向出料口(12)端移动，A区中的正螺旋套(16)的螺距由大变小，形成压缩比(2)左右，以强化药液浸渍，完成药液初步浸渍后，部分废液由下壳体(10)下方开设的排液口(14)排出，在A区和B区交界处，物料受到激烈搅动，大于反螺旋套第一个导程螺棱径向斜槽的物料和硬杂质块，被阻在此，物料在挤压力和剪切力的作用下，形态变小后，穿过第一个导程反螺旋套(17)螺棱径向斜槽，进入下一个导程螺旋套形成的高压区，大于径向斜槽的硬杂质块，最终被压入A区和B区交界处的、设在下机壳(10)下方的去除硬杂质块装置(15)的槽内；积累后，拆开装置将其排除到机体外；物料在反螺旋套(17)形成的B区，被反向螺旋反向推送，形成高压区，此处物料浓度达30～35％，并在此高浓度下发生化学反应，当压力达到一定程度、部分物料被磨解到小于反螺旋套(17)螺棱径向斜槽，由径向斜槽中穿过，顺流向C区流动；此时物料由压缩状态变为松驰扩张状态；根据工艺需要，在此区上机壳(11)上方开设的进液口(9)送入蒸汽加热物料，也可加入反应所需的药液(NaOH、Na2SO3、NaHSO3等)；物料在自摩擦热量和蒸汽热量及化学药液共同作用下，在C区正螺旋套(16)螺腔中，充分地浸渍吸足药液，在顺流推送下，发生化学反应和磨解过程；在C区末端，多余的反应废液由下机壳(10)下方开设的排液口(14)挤出；然后，物料进入反螺旋套(17)形成的D区；以此类推，物料经过E、F、G、H区后，已经制成了化学机械浆，由出料口(12)排出。
2.一种制取化学机械浆方法中采用的双螺旋辊式磨浆机，由电动机(1)、皮带轮(2)、传动箱(3)、轴(4)、花键套(5)、轴承座(6)、芯轴(7)、进料口(8)、进液口(9)、上壳体(11)、下壳体(10)、出料口(12)、机座(13)、排液口(14)、除硬杂质块装置(15)、正螺旋套(16)、反螺旋套(17)、螺旋辊(18)组成，其特征在于：电动机(1)的皮带轮(2)经皮带与固定在传动箱(3)的动力输入端的皮带轮(2)固定联接，传动箱(3)的动力输出端固定联接有两个平行轴(4)，轴(4)和芯轴(7)分别同花键套(5)的两端同轴固定联接，机座(13)上的轴承座(6)支承着位于上壳体(11)和下壳体(10)组成的腔件内的两根同向旋转、彼此啮合、平行的螺旋辊(18)的芯轴(7)，螺旋辊(18)由芯轴(7)和装于其上的几组正螺旋套(16)和反螺旋套(17)组成，第一组正螺旋套(16)的螺距由大变小，反螺旋套(17)的螺棱上开有由轴心向外的径向斜槽；上壳体(11)的上右方开有进料口(8)，上壳体(11)的上中、左方开有进液口(9)，磨浆机构内分A、B、C、D、E、F、G、H八个工作区，在A、C、E、G区的下机壳(10)下方开有排液口(14)，在磨浆机构的左下侧安有出料口(12)。
3.如权利要求2所述的一种制取化学机械浆方法中采用的双螺旋辊式磨浆机，其特征在于：在第一组正螺旋套(16)和反螺旋套(17)形成区域即A区末端和B区始端之间相对应的下机壳(10)下方设有去除硬杂质块装置(15)。
4.根据权利要求3所述的一种制取化学机械浆中采用的双螺旋辊式磨浆机其特征在于：利用正反螺旋套的搅动，将大于反螺旋套(17)螺棱径向斜槽的硬杂质块挤压入机壳设置的槽中，并定期打开槽，将其清理排至机外。
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