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1、第九章 打浆与疏解设备,制浆造纸设备,第一节 打浆设备概述,一、打浆设备的基本作用打浆设备是使要处理的纤维原料，在通过相对运动着的纤维初生壁和次生壁产生位移，并接着产生破裂，然后纤维吸水润胀、被切断，最后是细纤维化，即纤维表面的分丝、起毛等。打浆设备的功用就是使纸浆经打浆处理后，纤维具有良好的柔软性、可塑性和尺寸的合理性，并大大提高了细纤维间氢键结合机会和结合力。打浆设备还可以使各种的原料、辅料、添加剂均匀地混合。,最普通使用的打浆方法是利用金属齿牙之水力碾压作用。图1-1表明了各种磨浆状态。,二、对打浆设备的基本要求打浆在造纸生产中具有重要的地位，故对打浆设备的基本要求为：(1)磨浆作用状态
2、良好，浆料纤维形态经机械整理后符合纸张结合需要。(2)磨齿、齿沟形态随打浆工艺的不同要求而有区别，磨齿间歇能调节。(3)磨浆机构、磨浆腔体耐磨。(4)磨浆机构、磨浆腔体结构对称，有利于高速运行状态下的受力均匀，确保机构稳定口(5)节能低耗体积小，结构简单，维修操作容易。,三、打浆设备的分类根据打浆设备的结构原理，主要分类如下：1.按是否连续分(1)间隙式打浆机如：荷兰式打浆机，伏特式打浆机。(2)连续式打浆机如：圆柱磨浆机，锥形磨浆机，盘磨机。2.按转子结构形式分(1)鼓式：打浆机，圆柱磨浆机。(2)圆锥式：大锥度锥形磨浆机：锥度60-70；中锥度锥形磨浆机：锥度约20-30；小锥度锥形磨浆机
3、：锥度约10。,(3)盘式：按转动盘片数分。单动盘式磨浆机；双动盘式磨浆机。按总盘片数分。双盘磨；三盘磨；多盘磨。3.按打浆浓度分类(l)低浓打浆机（约2-6）：各类打浆机。(2)中浓打浆机（约8-20）：单盘式高浓磨浆机，圆柱形高浓磨浆机。(3)高浓打浆机（约20-35）：单盘式高浓磨浆机，圆柱形高浓磨浆机。,四、打浆设备的发展趋势现代打浆设备主要发展方向是连续化、大型化、高浓化、多功能化、高效率和集中自动控制。(1)工艺条件：向中、高浓化。(2)结构形式：向多样化、多功能化、集中自动控制。(3)处理能力：向大型化、连续化。(4)磨齿齿纹：向系列化、专用化、高效率。,第二节打浆机,一、打浆机
4、的类型、特点及用途打浆机有消耗功率高、占地面积大及间歇作业等缺点，但适应范围广而灵活性大。特别对处理棉、麻、硬布及半化学浆等专用工艺的生产线。打浆机的形式很多，它们不同之处主要是：浆辊的形状、隔墙两边循环沟的宽度、浆槽底的坡度、山形部的位置和形状、底刀的位置及飞刀辊的调节机构等。,打浆机应达到打浆均匀、节省动力以及使质量、产量容易控制等目的。在我国使用的打浆机中，按其用途不同，可分为两类。一类为半浆机，主要用于切断纤维；另一类为成浆机，主要用于打浆，使纤维帚化、分丝、增加纤维比表面积。在打浆机的结构设计中，应着重考虑以下问题：浆槽；飞刀辊以及飞刀、底刀；打浆机的调节机构。,二、打浆机的结构与原
5、理（一）浆槽打浆机的浆槽一般采用钢筋混凝土的结构。为使纸浆在槽内循环良好、减少纸浆的摩擦、保持纸浆清洁，要注意把槽的内壁磨光或衬瓷砖。目前使用中的打浆机，其浆槽的容量规格为3-12m3，浆槽长度一般为飞刀辊直径的3.5-1.5倍，浆槽的长宽比一般为1.5-1.80。浆槽的形状对纸浆的流动及混合等作用有很大的影响。,目前在比较完善的打浆机上，槽内侧的纸浆与外侧的纸浆互换，有利于均匀打浆；（参见前图三角形区域，背压流向原理。）隔墙两端做得特别肥大，符合流体特性，促进纸浆在转弯时混合良好与流速一致，也有利于均匀打浆。为了使纸浆容易循环流动，打浆机的浆槽底部均有一定的倾斜度。但斜度不宜过大，否则浆料在
6、槽的前端和边角等处会产生死浆现象。适宜的倾斜度一般为7一8，对浓度较高的浆料，有时可达13%。,（二）飞刀辊1.辊体其结构形式有鼓式和圆盘式两种。现在普遍采用圆盘式结构。它由2-4个轮盘、主轴等构成。轮盘的圆盘加工成凹槽后，再嵌入销铁，飞刀片用硬木镶嵌在有销铁的间隙内，并在飞刀片两端用环圈固紧。一般打浆机的飞刀辊线速为7-8m/s，成浆机为10-12m/s。,2.飞刀飞刀片安装在刀辊的圆周表面上。飞刀片断面一般为长方形，刀刃平直，两端开有U形缺口；也有某些飞刀片背部做成斜面的（图1-4)。,飞刀片的长度与辊面宽度相同，高度通常为100-120mm。飞刀片的厚度，通常为6-12mm，为了有效地切
7、断纤维，刀厚可小至于1-3mm。太薄了不行，因此必须考虑到刀的强度。被两片飞刀及硬木块所包围的空间称为刀槽。通常，刀槽深度一般以40-50mm为宜。飞刀片的数目与刀片厚度、刀槽宽度和刀辊直径有关。飞刀片的材料可采用碳素钢、不锈钢、磷青铜及玄武岩等。选用哪一种可按打浆的种类、浆料用途而定。,（三）底刀打浆机的底刀大多安装在山形部上。有利于充分利用飞刀辊推送纸浆的动能，保证纸浆获得较高的循环速度，防止产生涡流和回浆而降低打浆的动能。按照刀片数不同，底刀可分成1一3组进行装配。每组有15-20片刀片。每一组底刀片中刀片之间用硬木镶嵌，然后用螺栓夹紧，如图1-5所示。装好的底刀放在铸铁的底刀盒内，再用
8、楔铁固紧。底刀较易磨损，须经常更换，故安装在山形部的底刀盒在检修时可以从浆槽外壁侧面取出。,底刀刀片的排列方式多为斜形或人字形，可以防止飞刀可能嵌人底刀间隙内；同时又能与飞刀构成剪刀状剪切作用，有利于打浆。斜形底刀的斜角度通常多采用5-7。金属的底刀刀片的厚度约比飞刀厚度小2-3mm（见表1-1）。底刀片比飞刀片薄的原因是为了减少飞刀片的磨损速度，因为底刀比飞刀容易更换。在底刀组中，第一、二片底刀片应厚些，以承受纸浆的冲击。底刀刀片的间隔大多与刀片厚度相等或稍大1-2mm，也有较刀片厚度大1倍的。间隔过小，易被纸浆堵塞，降低打浆效率。,（四）调节机构在打浆过程中，飞刀辊与底刀间隙、刀形状及大小
9、、飞刀辊作用在浆料上的比压，都直接影响打浆质量，因此间隙和比压应当能够调节。常间隙和比压的调节装置是设计在一起的，成为一套完整的机构，如图1-6所示。,第三节圆柱形磨浆机,一、圆柱形磨浆机的结构原理（一）工作原理与基本结构组成是一种连续打浆设备。可以多台串联使用也可以多台并联使用，用它打高粘状浆、打粘状浆或者游离浆。1.工作原理圆柱磨浆机是由一个圆柱形刀辊（也称转子）和沿刀辊圆柱分布的四组扇形底刀（也称定子）所组成。它的工作原理如图1-7所示。图1-8表示圆柱磨浆结构图。,（二）飞刀辊1刀辊结构图1-9为圆柱磨浆机石刀辊的一种刀辊装置结构图。飞刀辊由主轴、刀辊、进出口叶轮、连接盘等组成。主轴两
10、端有滚动轴承分别装在进出口泵壳中的轴承座上。刀辊分石刀辊和钢刀辊两种。圆柱形刀辊通过两面端面处的进浆叶轮盘与主轴连接在一起。圆柱形刀辊靠轴套压紧或靠四个双头螺栓拉牢，夹紧在进口叶轮盘和出口叶轮盘上。,2.刀片的材料圆柱磨浆机刀辊和定子的刀片分为石刀和钢刀两类。与其他打浆设备一样，圆柱磨浆机刀片材质对该设备的打浆效率和浆料质量有很大的影响。石刀的表面有许多气孔，则对纤维的压溃、分丝、帚化作用较大而切断作用不大。为了提高切断能力，可采用钢刀。对于石刀来说，砂轮刀片的孔隙率最高，小麻石次之(1819），玄武岩最低（8 13）；而耐磨强度以砂轮刀片最高，玄武岩次之，小麻石最低。,（三）定子刀装置利用四
11、把定子刀向着刀辊表面施加压力来处理纸浆。操作中，根据工艺上的要求，定子刀可进可退；操作一定的周期后，需要更换。常用的底刀加压装置有:（气、液和汽-水加压）膜片-活塞式（如图1-10)，结构复杂，装拆麻烦；膜片式（如图1-11)，结构简单又能增加受压面积，操作维修都较简单；简单膜片式定子刀盒，（如图1-12）结构更简单，去掉定子刀壳，用整体的石刀或整体的钢刀制成，更换也方便得多，零部件少而制造成本低。,第四节 锥形磨浆机,一、锥形磨浆机的工作原理图1-13为锥形磨浆机的结构示意图。,（一）纸浆在磨腔内移动圆锥形的转子使得浆在大端的周向线速度和离心力比小端的周向线速度和离心力大。这种差异导致大端区
12、的静压比小端要小。锥形磨浆机工作时纸浆移动的动力源是靠进出口浆管的外来压差和上述磨腔内的导向力。（二）纸浆在磨腔内受到研磨浆料一旦进入磨腔，受转子表面飞刀和固定锥形磨套内表面底刀之间的复杂的机械作用力，产生打浆作用。齿纹的形态不同，打浆性能也各异。,（三）转子和外壳间隙的调节锥形磨浆机起刀与落刀是借助于间隙调节机构使转子与外壳作轴向相对移动来实现的。间隙调节机构不仅可以针对不同浆种调节适宜的间隙，而且出现磨损时进行间隙调节。二、锥形磨浆机的结构组成（一）典型的锥形磨浆机结构形式1.通轴式锥形磨浆机传统的锥形磨浆机如图1-13所示。特点是轴长而结构复杂，维修拆卸麻烦，设备体积大。,2.悬臂式锥形
13、磨浆机如图1-14(b)所示。悬臂式锥形磨浆机与通轴式锥形磨浆机比，其两轴承支点距离明显缩短，相对转速可以提高；纸浆进口方向为中心轴线向，在小端圆周分布均匀、直接；通轴式锥形磨浆机浆料进口方向为中心轴的上侧垂直向，浆流需要在腔体内改向，相对在小端圆周分布不均匀、不直接（尤其浓度高的纸浆）。这类磨浆机设计能力可较大，很适应现代大生产，赋予了锥形磨浆机的新的生命力。,（二）转子刀辊锥形磨浆机的转子，又可以称为刀辊。锥体的圆锥角小的为12-16，也有20-30,大的达60-70。最常见的是铸造结构。锥面上有供装飞刀片用的槽见图1-15，飞刀片安装成平行于锥体的母线，根据长短分布着2-4段飞刀片。长的
14、飞刀片和锥面一样长，短的飞刀片只有长飞刀片的1/2-2/3。短的飞刀片只装在锥体的大端，使辊面上刀片的分布密度较均匀。,飞刀片的材料一般是钢质，和打浆机一样，也有采用青铜、不锈钢和合金钢（铬钼钢）。刀片的厚度为6-l0mm。精整粘状浆时，可用厚至12mm的金属刀片。无论镶嵌形式或者整体结构的转子，制造时必须校静平衡或动平衡。现代锥形磨浆机的转子刀与底刀都是整体式合金钢磨套，这样更换方便、易于做到转子刀与底刀锥形配合。转子刀与底刀刀纹并非平行于母线，图1-16为悬臂式锥形磨浆机内外磨套。,（三）定子刀与外壳锥磨浆面的外壳也是锥形的，与转子锥面相配合。它可以是整体结构，也可以由上下两部组成。为了使
15、外壳有足够的强度，在外表面设有加强筋，外壳的内表面刀纹类似于转子刀纹，为了避免定子刀与飞刀片相互咬牙，定子刀片用人字形排列，倾斜角为3-5。为了便于底刀的装卸，现在锥形磨浆机的定子刀不直接装在外壳上，而是装在一个锥形的衬套上，这一衬套与外壳紧密地配合在一起。当要换刀时，只需把衬套取出即可。,（四）纸浆的进口及出口纸浆的进口通常在小端的上部，或在轴向进料的。为了使纸浆有一定的压力送入设备内，在入口端纸浆要具有30-60kPa的压头。对于浓度特别高的纸浆，在转子小端面前的轴上，安有螺旋推进叶片，迫使纸浆强行通过。在纸浆进口下部的壳体上设有小沟，作为捕砂及沉降金属异物用。在纸浆进口的上方，一般都安有
16、排气筒，便于排除由于纸浆流动而带入的空气，减免浆流的波动。,排出口一般在锥体的大端，可以设上中下三种排出口，依打浆的要求不同而使用。当使用上面排出口时，纸浆在设备内的停留时间增加，可提高打浆度；使用下部排出口时可增加纸浆的通过量，提高生产能力。（五）调节飞刀与底刀距离的机构为了处理不同的纸浆，就需要改变飞刀与底刀的距离及打浆压力；在精浆过程中，刀片磨损使飞刀与底刀的距离变大，这样也需要通过调节机构来调节刀距。（参见图1-14）,（六）轴承主轴不但受到径向力的作用，而且受到很大的轴向力作用，故主轴不但配有承受径向力的轴承，而且还要配承受轴向力的止推轴承。（七）传动一般多采用电动机通过挠性或齿轮联
17、轴器直接驱动。电动机可以由磨浆机的大端带动转子，也可以由磨浆机的小端带动转子，这一点主要取决于调节机构的安置及转子的装卸与维修的方便。悬臂式磨浆机由大端带动转子。,四、锥形磨浆机的性能特征,第五节 盘磨机,一、盘磨机的进展（一）发展现状与前景打浆机、圆柱磨浆机、锥形磨浆机，它们的飞刀和底刀均分布在曲面上，加工设计要求高。近20多年来，对盘磨机大量的研究，齿纹的形状、分区布置及结构更加合理，型号系列化、专用化，能适应各种打浆工艺。盘磨机已发展到高浓度、连续化、自动化、大能力、高效能、适用于大生产规模的造纸厂。,（二）盘磨机主要特点(1)盘磨机是一种连续打浆设备，容易做到质量均一性、稳定性，提高劳
18、动生产率，为自动化提供了技术基础，适应大生产发展的需要。(2)盘磨机占地少、效率高和电耗低。(3)磨纹、磨区结构安排上的灵活性，使得盘磨机能适应各种浆种和一些特殊的纸浆的打浆。(4)盘磨机有一个突出的优点，就是可以用它来实现高浓连续打浆(20-30以上浓度），能有效地提高磨浆的质量。(5)盘磨机不但可以用来作打浆设备，还可用来作制浆设备。,（三）主要用途纸浆在高速磨盘旋转产生的巨大离心力作用下，从磨盘中心向圆周方向运动，纤维受到多种力的作用而发生撕裂、分丝、帚化、弯曲、压溃和搓揉显著，而切断较少。因此盘磨机对短纤维原料（包括阔叶木和草类原料等）的打浆更有利。现在国内使用盘磨机处理的纸浆已扩展到
19、除了破布浆、麻浆以外的所有各种植物纤维纸浆，生产出各种工业用纸、文化用纸、生活用纸、包装用纸、特种用纸等。,二、盘磨机的类型（一）按主轴安装形式分类1.卧式盘磨机2.立式盘磨机（二）按磨盘的数量分类较正规的按动盘数分，但实际人们常常以总盘数去“称呼”。比较确切的按以下分类：1.双盘单动盘磨浆机2.双盘双动盘磨浆机3.三盘单动盘磨机4.多盘磨浆机,三、磨盘与磨浆特性（一）磨纹结构与磨浆特征1齿形(1)基本齿形类型磨片的基本齿形分疏解型和帚化型两种。通常正锯齿形和斜锯齿形（如图1-21a)的磨纹用来疏解纸浆；平齿形或圆齿形（如图1-21 b)的磨纹可用来帚化纸浆纤维。,(2)磨纹选择盘磨机上磨盘的
20、磨纹选择关系到盘磨机能否正常操作和达到预期打浆的效果。用金属的磨纹疏解纸浆时，一般选用锯齿形磨纹；要求帚化时，一般选用平齿形或圆齿形的磨纹。盘磨机是一次通过，在很短的时间里就得达到预期的效果。因此对磨纹的研究，是盘磨机发展中的重要一环。国外对于盘磨机磨纹的研究很重视，使用的磨纹类型很多，达上百种，并形成系列标准。,2.挡坝（封闭圈）(1)挡坝（封闭圈）作用为使纸浆不致在齿纹之间直通出去，在磨片上设有挡浆坝，称为挡坝或封闭圈。当磨纹的转动方向与磨纹的倾斜方向相同时，磨纹对浆料起着“拉入”的作用而导致浆料在盘面间停留的时间增加；当磨纹的转向与倾斜方向相反，则起“泵出”作用，浆料在盘面上停留时间较短
21、。,(2)挡坝形式根据不同工艺要求，采用不同形式的封闭圈。,研究表明，如果打浆浓度不高，使用无封闭边的开放式磨纹，对纸浆的泵送能力很强，出浆的压头和流量都比较大，打浆不匀。在转盘上设有周边封闭圈而定盘仍为开放式时，磨盘的泵送能力仍很强。当转盘和定盘的磨面上都设有周边封闭圈时，出浆质量得到明显改善，但流量很小。典型磨纹见图1-24。3.磨纹倾向（倾角）(1)对纸浆纤维的影响,当转盘和定盘的磨纹相对装配后，若磨纹互相平行，剪切作用最大，故对纸浆纤维的切断效果较大；当转盘和定盘磨纹互相垂直，主要是纸浆纤维相互摩擦而起着精整作用，故对纤维的撕裂和帚化能力大，生产能力也随之降低。(2)对磨盘的影响当转盘
22、和定盘的磨纹在相对装配后，若磨纹互相平行时，虽然可能造成卡齿，但这种径向放射状排列也有其优点，可使磨盘正、反转能交错运行而可延长磨片寿命及提高磨浆工艺的稳定性。,4.磨盘梯度两个磨盘组合安装而构成磨区以后，由于磨盘内区的直径小、线速度低，纸浆在此区域的离心力小。因此必须有一定的配合锥度，形成足够的进浆通道使纸浆迅速进入磨区，使纸浆流动畅通。适宜的梯度一方面有助于纸浆畅通地进入磨浆区，防止堵塞的现象，另一方面使纸浆沿着逐渐变小的间隙前进到达精磨区，在很短的时间内完成像打浆机一样从落轻刀到落重刀的打浆过程。对于处理较硬较浓的纸浆来说，磨盘上具有适宜的梯度就更为重要。,（二）磨纹的材料与加工1磨纹材
23、质磨纹材质直接影响到磨片的寿命。更换频繁，不但增加维修工时，而且使纸浆质量波动，因而直接影响盘磨机打浆的产量和质量，也直接影响造纸成本。常使用的有白口铁、堆焊碳化钨、不锈钢、合金钢等磨片。也有的使用陶瓷烧结磨片，寿命可达两年。还有少数厂使用砂轮磨盘，寿命六十左右。,2.磨片的制备(1)冷激铸铁(2)碳化钨镶焊磨片(3)砂轮磨片(4)合金钢磨片3.磨片的表面加工盘磨机装配后，两个磨盘面之间特别是精磨区之间的间隙必须高度均匀。磨片的材质坚硬，再加上精度要求高，必须在专用的磨片面磨床上加工，对于多块式的大磨片须拼合后加工。,（三）磨盘的直径和转速(1)磨盘直径当磨盘转速一定时，磨盘直径增大，则磨碎面
24、积增加，周边线速度增大，纸浆得到比较充分的处理。(2)磨盘转速当磨盘直径相同而转速提高时，则磨盘线速度增大，生产能力提高，但磨浆质量会有变化。当线速度约1200m/min时，主要是对纸浆纤维起切断作用，很少帚化；线速度约1500m/min时，切断与帚化相当；,线速度约1800m/min时，主要是帚化，很少切断；线速度在2100m/min以上时，则对于纤维或纸片，具有良好的疏解帚化作用。(3)磨盘直径和转速影响到功率消耗对于泵送进料的盘磨机来说，整个功率消耗可以分为三部分：磨盘在纸浆这样一种非牛顿型流体中旋转造成的消耗；由于轴承摩擦，填料函摩擦以及泵送作用等方面的消耗；有效的磨浆作业的消耗。,（
25、四）盘面间隙与调节机构盘面间隙与处理的纸浆的质量、处理量和动力消耗有着对应的密切关系。一般盘磨机工作时，精磨的盘磨机两盘面间的间隙必须保持在小纤维的直径大小。故盘面间隙的调节精度必须达到1/100mm。这就要求盘磨机有良好的结构精度，有精确的间隙调节机构来完成间隙的调节。生产中使用的有机械调节、电动一机械调节和液压调节三种机构。,(1)机械调节机械调节是用手轮摇动蜗杆蜗轮并通过梯形螺旋传动来使转盘移动达到调节盘间间隙的。调节量的大小可通过手轮处的指针和刻度盘表示出来。这种调节机构，虽然不够精确，但易于掌握，并且结构比较简单，容易操作，适用于小型盘磨机。(2)电动-机械调节电动-机械调节是借助于
26、小型电动机带动蜗杆蜗轮实现的。图1-26所示，是三盘磨盘面间隙电动蜗杆蜗轮调节机构。,(3)液压调节现今国内外新设计的盘磨机大多采用液压控制的调节机构（图1-2）。,四、盘磨机的动力消耗（一）盘磨机功率消耗的组成盘磨机操作时消耗的功率包括：磨浆区磨浆时消耗的功率；纸浆离开磨浆区时的泵送功率；磨室内纸浆与转盘非工作表面摩擦的功率；主轴传动时轴承、密封等摩擦消耗功率。所以，盘磨机磨浆时的功率消耗为上面四项功率之和。,（二）盘磨机功率消耗与磨浆关联分析盘磨机动力消耗的计算有不同的方法。设纸浆在转盘上与定盘所产生的摩擦，是高流速下水力摩擦。根据流体动力学原理，可以认为，在两盘间空隙中，纸浆旋转角速度约
27、为磨盘旋转角速度的一半。随着磨盘转速的提高和浆层厚度的减少，纸浆在盘间运动所绕的圈数也随之增加，速度加大。在转盘与定盘的间隙内，纸浆所产生摩擦可分为两种。,第一种是由于在盘间层流层的纸浆所产生的剪切力所引起。第二种是由于在盘间纸浆湍流流动所产生的阻力，这是主要的。湍流阻力随纸浆磨面间的距离减小及纸浆速度的增加而增大。在湍流情况下，磨盘间各层纸浆的平均圆周速度变化曲线如图1-28所示。曲线1表示单旋转盘（单盘磨）中纸浆的圆周速度；曲线2表示在回转方向相反的双旋转盘（双盘双动盘磨机）中纸浆的圆周速度。,五、盘磨机的选用1.单盘磨机（双盘单动盘磨机）单盘磨机结构较为简单，检修较为方便。由于只有一对磨
28、片组成的磨区，间隙大小可以在较大范围内调节，调节方便，灵敏度较高，单盘磨机这些优点，使它对纤维原料的不同种类、不同浓度的适应性较大。它既可以处理比较柔软的化学浆，也可以处理比较粗硬的半化学浆；可以处理一般浓度（3-5）的纸浆，也可处理较高浓度(5-7）的纸浆。,随着盘磨机进料结构、磨盘结构、磨室结构以及相关结构的改变，还可以用它处理中、高浓度（10-13以上）的化学浆、半化学浆，以及经过一定预处理的各种纤维原料，制取化学机械浆或机械浆。它的用途之广是目前使用的三盘磨机（双磨区的双盘磨机）不能比拟的。2.双盘磨机（双盘双动盘磨浆机）相对速度增加一倍，因此施加于纸浆纤维上的扭转、弯曲和摩擦力相应加
29、大，有利于纤维的分离和帚化。由于作用于纸浆纤维上的切向速度相互抵消，径向离心速度加大，对提高磨浆质量和产量均有好处。这是双盘磨机发展的主要依据。,双盘磨机两个磨盘都装配在主轴上，因此纸浆不能像单盘磨机一样轴向进入，而必须靠设在其中一个转盘上绕转轴作圆周分布的若干个孔口而进人盘磨机的磨区。对于小型的盘磨机，由于磨盘直径小，不宜开这些进浆孔口，否则进料困难，易于搭桥堵塞。因此，双盘磨机通常是适用于磨盘规格比较大的打浆操作单元。3.三盘磨机（双磨区单动盘磨机）相当于两台单盘磨的磨浆能力，因此它的生产能力大。,由于两对磨片装在一个磨室内磨浆，转轴（盘磨机主轴）只有一根，轴承装置和密封装置相应只有一套。
30、因此，三盘磨机比较单盘磨机来说，无用功率消耗大幅度降低。这是三盘磨机单位动力消耗较低的主要原因。另外，由于双磨区磨浆，磨浆时的轴向压力抵消，使主轴上轴承的负荷大幅减少，因而提高轴承的寿命，减少设备的维修量。,六、盘磨机的主要技术特征,第六节中、高浓打浆设备,一、概述按照工程上习惯，打浆浓度在10以下时称为低浓打浆，10-20浓度为中浓打浆，打浆浓度20以上时才称为高浓打浆。因为实际生产中，由于大部分生产一直沿用低浓打浆，故常把打浆浓度在5-8时称为中浓打浆或高浓打浆。发展中、高浓打浆，最主要效果是明显提高打浆质量和降低能耗。,二、中高浓盘磨机中高浓度盘磨机主要有卧式单盘磨机和双盘磨机，也有立式
31、单盘磨机。使用得广泛的是卧式中浓度盘磨机，其中卧式单盘磨机用得尤为普遍。,（一）中浓盘磨机的结构与特点(1)中浓盘磨机与通常的盘磨机比较，整体结构强固，刚性大。高浓磨浆的轴向力很大，几吨到十几吨。在这样大的轴向力作用下，要保持磨盘之间良好的平行度，机械结构必须有足够的刚度。为此，主轴的轴承滑座固定在箱式机座上，磨室壳体也直接支承和固紧在箱式机座上。这样，机座、轴承滑座和磨室壳体便成为一个整体，并通过箱式机座安装在底板或者直接安装在基础上。(2)中高浓盘磨机要求几何形状对称，热影响小。,磨浆时产生大量的热且变为蒸汽，具有一定的蒸汽压，必须迅速排出，否则会影响正常操作。为了尽量避免由于壳体和机座受
32、热变形而影响磨盘的平行度，壳体和机座的几何形状必须力求对称。对于大型的高浓盘磨机，机座可通过恒温装置保持一定的温度。(3)中高浓盘磨机要求盘径大。由于进浆相对困难，喂料螺旋的存在使盘中心区域的打浆作用减少，势必要求磨盘直径较大才能达到打浆效果。一般盘径在600mm以上。,(4)磨盘的齿纹面需有较大的梯度。用于中高浓打浆的磨盘齿纹面必须有比低浓打浆的磨盘有较大的梯度，对于不同的纤维原料或不同的浆料，梯度值也应有所不同。合适的梯度值通常由试验测定。相同的浆料，浓度不同要求的磨盘梯度也不相同。须通过试验确定合适的梯度值。图1-31为木浆中高浓磨浆时随浓度不同而相应的磨盘磨浆面的梯度参考值。图中梯度值
33、以两个磨盘合拢时磨浆面形成的锥度来表示。,(5)中高浓度盘磨机盘齿纹的结构及材质。由于磨盘的磨浆面的内区、中区和外区的线速度不同，内区和中区的磨损较慢，外区的磨损较快。金属磨面内区和中区的磨损量往往只是外区磨损量的1/3-1/2。因而可设计和制成三个区域的磨片能够单独更换，便可大大节省费用。中高浓度打浆的磨盘大多数采用Ni-Cr合金钢磨盘。除此之外，也发展了一些非金属磨盘，如人造石磨盘等。,(6)转盘轴头的锁紧螺母。转动磨片的底盘（或称托盘）通常与主轴一端以一定的锥度配合，然后用一个螺母锁紧。这个螺母称为转盘轴头锁紧螺母。它一方面是用来把转盘与主轴紧固，另一方面是把纸浆沿磨盘的径向送进磨区。因
34、此这个锁紧螺母上的旋翼与浆泵的泵翼相似，才能起到有效的甩浆作用。否则，高浓度纸浆就会在这个区域堵塞。(7)中高浓打浆的加料器和喂料螺旋。,连续均匀定量的进浆是中高浓度打浆的前提，以保证磨区连续均匀定量地进行操作，磨浆负荷始终保持稳定。螺旋的直径尽可能大些，以使高浓纸浆一经到达磨区，就获得较高的离心加速度，顺利导入磨区，螺旋端部伸入磨室内，与转盘轴头锁紧螺母的端部保持一个适当的间距，约20mm左右。这样，高浓度纸浆一到达喂料螺旋的端部，便会紧接着受到转盘轴头锁紧螺母上的翼片的加速作用而很快甩向磨区。,(8)中高浓盘磨机磨室的排料口。低浓打浆的盘磨机，纸浆出口有一定的压头，因而排料不成问题。中高浓
35、打浆的盘磨机，热磨时可靠蒸汽压力排放；非压力排放的则在磨室下方设有足够大的排料口（对于小型的非压力排放的中高浓度盘磨机则可以在磨室下方设全开式的垂直排料口），以使纸浆排出时畅通无阻。排放口与磨室弧形连接的地方必须圆滑过渡，以避免任何阻浆的现象发生。,（二）中、高浓度盘磨机的调节机构中、高浓盘磨机磨盘间隙和压力调节机构也是有手动的蜗杆蜗轮机械调节机构、电动的蜗杆蜗轮电动机械调节机构和油压系统调节机构等三类。用得较多的是油压系统调节机构，因为它调节方便、可靠，能产生巨大的轴向力且大小可以随意调节。对于小型的中、高浓盘磨机可采用简单的油压系统便能满足操作要求。大型的中、高浓盘磨机磨盘调节的油压系统比
36、较复杂。,三、圆柱高浓磨浆机（一）圆柱形高浓磨浆机的工作原理图1-33表示圆柱高浓磨浆机的工作原理。,A,当水和纤维的悬浮液以2-6的浓度从不动的分浆圆筒6的进浆口A的时候，楔形区域产生一定的压头使纤维悬浮液穿过转动磨环上的较大的锥形孔而到达转动磨环与可调的定子压板9之间的圆弧形缝隙，这就是磨浆区域。于是一边由定子压板的较小的较多的锥形孔脱水，一边受到磨浆处理。磨浆过程是在较高的浓度下进行。处理好了的纤维与先期排出的水混合在一起恢复了原来进浆时的低浓度状态。转环的空洞部分用来流送资料，实体部分用作飞刀，想法非常合理。,圆柱形高浓磨浆机的磨浆全过程是低浓度进浆、高浓度磨浆（一般可达到20以上的浓
37、度）、低浓度出浆的过程。因此，不需要另外配用高浓进浆装置，使流程简（二）圆柱形高浓磨浆机的类型和主要技术特征圆柱形高浓磨浆机机械调节和液压的两个类型。(1)机械调节的圆柱形高浓磨机。这种调节机构适用于小型的高浓磨浆机。,(2)液压调节的圆柱形高浓磨浆机。这种圆柱形高浓磨浆机的工作原理与机械调节的相同，但它的定子压板是由液压缸来调节的。这种调节机构调节方便，从小型号到大型号的圆柱形高浓磨浆机都适用。(3)国产ZDY11型高浓圆柱形磨浆机技术参数见表1-13。(4)瑞典威尔克圆柱形高浓磨浆机(Eur-Control Vargo Refiner)的型号及主要技术特征如表1-14所列。,第七节 疏解设
38、备,一、概述疏解的目标是将纤维团离解成单根的、润湿的、相当纤维化的纤维。疏解设备是在各类打浆设备的基础上，根据生产需要及打浆设备的功能趋向专门化时分离完善出来的，它的核心机构原理也与打浆设备有不同之处。疏解设备是作为废纸（商品废纸、回抄废纸）碎浆后与打浆之间的功能性中间单元设备；有时，采用疏解机来增加制浆机械的碎浆能力。,基本的疏解机型式为高速磨浆机型，齿纹相对粗糙、齿间疏解间隙较宽，一般疏解间隙为0.5mm（磨浆间隙，约为0.1mm），外周线速度约40m/s。当纸浆通过疏解机齿间时，受到强烈的水化剪切力、机械冲击力，且不断改变其运动方向速度数次。二、疏解机的类型与结构特征高频疏解机是一种疏解
39、设备。它是由一个高速回转的转盘和一个固定的定盘组成。通常使用的高频疏解机，分中间咬合型（圆盘式咬合型和锥盘咬合型）、平行板形和圆锥形。,（一）中间咬合型图1-34表示圆盘式中间咬合型高频疏解机的转盘和定盘图。转盘上的齿环套在定盘上齿环的内侧。齿环上的齿数自内向外逐渐增加，并且齿间间隙逐渐变小，使通过转盘与定盘间的浆流被逐次分散成更细的浆流，所受到机械冲击作用也就越来越大。在高频率的机械和水力的作用下，纤维束便分散成单根纤维。,（二）平行板型图1-35表示平行板型高频疏解机的转盘和定盘图。平行板装有的刀片或沟槽彼此相对的；或是转盘和定盘刀中的孔是相对的。除钻孔组件外，与盘磨机的组件相似，但效率低
40、。现较少采用。图1-35表示孔盘式高频疏解机转盘和定盘，转盘和定盘上都匀布着通孔，浆流沿着转盘和定盘上圆孔交替地迁回运动。在这样的运动过程中，同样地，由于机械和水力的作用，对通过的纸浆起疏解作用。,（三）圆锥形疏解机此类疏解机具有截锥转盘和定盘，两者间有一定锥度配合的齿盘式高频疏解机，有的称锥齿式高频疏解机。它的转盘和定盘齿槽通道与轴的中心线的夹角为140。齿盘转速为3000r/min左右，产量20-400t/d，配用电动机功率相应为55-400kW。目前应用较广泛。图1-36表示大锥度高频疏解机，图1-37为圆锥形疏解机的转齿盘和定齿盘图。,三、高频疏解机的技术指标与应用（一）主要技术指标国
41、外生产的高频疏解机生产能力为5-620t/d,配用电机功率为55-630kW,转子转速为1500-1000r/min。,（二）高频疏解机使用(1)齿环材料的选择齿环的材料对于高频疏解机很重要，特别是配用处理废纸时。齿环材料应耐磨且韧性好，以免断齿。理想的材料是优质合金钢，经表面渗碳淬火处理的铬钢，以达到外硬内韧，但考虑到齿环上齿密而单薄，在一般热处理时易产生裂纹。选择不需特殊处理的既耐磨、韧性又大的硅锰钢55C2。但要经过一次正火处理，使它的硬度达到一定硬度，否则太软不耐磨。,(2)转盘的平衡在转盘3000r/min的工作条件下，转动件的宽度B与直径D的比例不大于0.55时可以不考虑校动平衡。但是对于静平衡的要求很高，重心偏移量要求控制在0.013mm之内。(3)齿盘间隙需要通过间隙调节机构调整齿盘间隙，以保证疏解质量。(4)纸浆杂物分离为了避免金属、石块等杂物碰坏齿环或齿盘，应在高频疏解机前配置良好的纸浆净化设备。,
