[发明专利]中浓纸浆输送方法及输送装置

说明书

技术领域：

本发明涉及中浓纸浆的输送方法及装置。

背景技术：

由于纸浆浓度超过8％后就没有流动性且含有大量气体，不能用离心泵输送，常规的输送方法是先将纸浆稀释到8％以下，再用普通离心泵输送，稀释的水分在后续的工艺中通过烘干蒸发掉。纸的品质与纸浆稀释的程度直接相关，纸浆的浓度越高纸的质量越好。同时造纸生产工艺排出的水会严重污染环境，进行污水处理也增加了大量的资金投入，所以提高纸浆的输送浓度可以节省淡水资源，降低生产过程中的能源消耗，减少污水排放，具有极大的经济效益，社会效益和环境效益。

目前提高纸浆输送浓度的方法有：在普通离心泵的基础上，减少叶片数量增加叶轮的通过性能，如通道型叶轮，螺旋叶轮，螺杆泵输送，或在叶轮进口处焊接螺旋叶片来改善输送性能。经过研究发现，通过改进纸浆泵的结构，对提高中浓纸浆的输送作用是有限的，甚至对浓度超过6％以后没有流动性的纸浆是没有作用的。能否通过一定方法处理后，使得中浓纸浆流动性增强，使中浓纸浆具有液体一样的流动性，利用一般的离心泵就可以对中浓纸浆进行输送？针对上述问题进行广泛检索，尚未发现相关技术方案。

本发明内容：

本发明的目的之一就是为了提高中浓纸浆流动性并使之达到流态化，以便能够使用普通离心泵进行输送的问题；本发明的另一目的就是提供一种使中浓纸浆流态化并将其输送的装置。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种中浓纸浆的输送方法，其特征在于，首先在容器中对中浓纸浆进行旋转搅拌，直至纸浆呈流态化，然后将流态化的纸浆通过纸浆泵进行输送。

纸浆流态化与旋转搅拌的转子转速和转子提供的扭矩有关，当纸浆达到流态化后，转子的扭矩与转速的关系就与水流的平行，与纸浆的浓度没有关系。纸浆的类型、浓度和通过量决定了搅拌装置的转速和几何尺寸。纸浆的浓度和粘度决定了搅拌装置的转速。当纸浆的浓度和粘度一定时，总存在一临界转速，当搅拌转子的转速达到该临界转速时，中浓纸浆就实现了流态化，可以用离心泵输送。流态化后的转子的转矩与纸浆的浓度无关，只和转速有关。纸浆流态化需要的搅拌时间与纸浆的浓度、纸浆的类型有关，可以通过测试来确定。

转子应带倾斜的螺旋叶片，用于给纸浆提供强剪切力，使其流态化。在转子旋转时，接近转子处的纸浆受到剪切作用，纸浆内的纤维网络表面受到破坏，随着转子转速的增加，对纸浆的剪切作用逐渐增加，受到破坏并分散的纤维网络的厚度逐渐增大，直到搅拌桶内的纤维网络都被分散，在转子产生的剪切力作用下，搅拌桶内的纸浆都在运动并进一步强烈脉动，达到湍流状态。此时，就在搅拌桶和转子之间的区域产生了高强剪切力场。只要对转子施加足够的转矩M就可以产生足以破坏纤维网络使纸浆流体化的剪切应力τ。当转子直径增大时，转子外圆处的线速度加大，产生的剪切应力越大，因此可以针对不同的浓度来设置转子的尺寸，浓度大的纸浆可增加转速或增大转子直径来满足要求。搅拌转子的转速越高产生的转矩越大，在转子周围产生的剪切应力越大，经过一段时间的运转，就可以使纸浆的纤维网络破坏达到流态化。

关于搅拌方式，水平圆周搅拌，转子搅拌，垂直搅拌都是可以提高流态化，不管什么样的搅拌方式，只要能提供强剪切力就可以使纸浆流态化。

本发明还提供了一种中浓纸浆输送装置，其特征在于它包括一个搅拌桶，搅拌桶的顶部设置动力传动装置，动力传动装置连接一根传动轴伸入搅拌桶内，传动轴上连接一个带有螺旋叶片的搅拌转子，搅拌桶底部设有输送纸浆的离心泵。

基于上述基本技术方案，本发明的装置中还设有以下技术措施：搅拌桶的桶壁上设有一组与搅拌转子对应的剪切筋板，离心泵的叶轮直接与传动轴相连，搅拌桶顶部设有排气孔。

本发明的优点在于：

(1)、中浓纸浆不需稀释加水、输送容易，节省工序、降低成本，另外还可以减少废水对环境的污染。

(2)、中浓纸浆输送装置加工很容易，适合批量生产。

附图说明：

图1是本发明提供的中浓纸浆输送装置的主视图；

图2是速度场数值模拟图；

图3是压力场数值模拟图；

具体实施方式：

一、输送工艺

目前造纸工艺一般的输送过程是：浓浆稀释-输送-烘干-成纸，无法直接输送浓度在6％以上的纸浆，本发明的输送方法是浓浆-输送(在一个输送装置里进行了除气-剪切稀化-浆料收集输送三个功能)-烘干-成纸，省略了稀释过程，减少了烘干的水分。