一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，包括配对的两块PMMA连接板及多条两段式PMMA扩散管，其中，所述两块PMMA连接板在各自长度方向上间隔设有相对应的多个流体通道，且每块PMMA连接板上的流体通道的数量应与两段式PMMA扩散管的数量相一致；所述两段式PMMA扩散管对应设在两块PMMA连接板之间，其两端分别嵌插入该两块PMMA连接板上的相应流体通道内，且顺着流体流向，每条两段式PMMA扩散管的第一段管道的内径均小于其第二段管道的内径。本实用新型可以很方便地进行流场的测量和可视化研究，能有效地实现与水力式实验流浆箱的其他部件之间的非金属与非金属密封，且拆卸非常方便。
【专利说明】 一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水力式实验流浆箱的【技术领域】，尤其是指一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器。
【背景技术】
[0002]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。而阶梯扩散器作为稀释水调浓水力式流浆箱的重要部分，主要起到布浆、整流和产生微湍流分散纤维絮聚的作用，国内外研究人员对此开展了相关研究，并取得了许多重要的科研成果。
[0003]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。
[0004]在国际上，法国ALLIMAND纸机分别在三处位置设有阶梯扩散器，保证了纸浆纤维良好的分散状态；Escher Wyss流衆箱以阶梯扩散器作为核心,实现了衆料的均勻分散,并有着结构紧凑、体积小的优点。
[0005]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。另外，国外研究的先进稀释水调浓水力式流浆箱也较多，虽然这些流浆箱及其关键部件(如阶梯扩散器)在工程实践中能发挥较大的作用，但是均不能满足阶梯扩散器流场测量的要求，无法获得可视化的流场。阶梯扩散器作为流浆箱的重要组成部分，目前在国内外没有公开的满足PIV(ParticleImage Velocimetry粒子图像速度仪)等测量系统进行测量和可视化研究的阶梯扩散器,基于此，本实用新型的实验阶梯扩散器在符合工程实践的基础上，可以对各种车速下，阶梯扩散器内的流场进行测量和可视化研究，从而使流浆箱中阶梯扩散器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】
[0006]本实用新型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用的可视化阶梯扩散器，从而使阶梯扩散器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。
[0007]为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为:一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，包括有配对的两块PMMA连接板及多条两段式PMMA扩散管，其中，所述两块PMMA连接板在各自长度方向上间隔设有相对应的多个流体通道，且每块PMMA连接板上的流体通道的数量应与两段式PMMA扩散管的数量相一致；所述两段式PMMA扩散管对应设在两块PMMA连接板之间，其两端分别嵌插入该两块PMMA连接板上的相应流体通道内，且顺着流体流向，每条两段式PMMA扩散管的第一段管道的内径均小于其第二段管道的内径。
[0008]每块PMMA连接板相对两段式PMMA扩散管的一侧面形成有凸面。[0009]每块PMMA连接板上设有连接用的螺纹孔。
[0010]所述两段式PMMA扩散管与两块PMMA连接板之间采用胶接的方式密封。
[0011]每条两段式PMMA扩散管均由其第一段管道与第二段管道胶接而成。
[0012]所述流体通道为内径不一致的两段式通道，且两段式PMMA扩散管嵌插入较大内径的那段通道内。
[0013]本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0014]1、适用PIV (particle image velocimetry)粒子图像速度仪等测量系统进行流场测量以及可视化研究，可以清楚地反映阶梯扩散器的流道及其流场，对阶梯扩散器流场的特点包括速度、涡量、湍动能、耗散率等与速度相关的参数均可以很方便的进行测量和研究。
[0015]2、本阶梯扩散器的形体小、结构简单、密封性好、拆卸方便、成本低，可以进行工程实践前的流体实验和流场预测。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构示意图。
[0017]图2为图1的A向视图。
[0018]图3为图1的B向视图。
[0019]图4为采用PIV测量系统对可视化阶梯扩散器进行流场测量及可视化研究的示意图。
[0020]图5为经过图像分析处理后的可视化阶梯扩散器的原始图像之一。
[0021]图6为经过图像分析处理后的可视化阶梯扩散器的原始图像之二。
[0022]图7为经过图像分析处理后的可视化阶梯扩散器的流线示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0024]参见图1至图3所示，本实施例所述的水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，包括有配对的两块PMMA连接板1、2及多条两段式PMMA扩散管3，其中，所述两块PMMA连接板1、2在各自长度方向上间隔设有相对应的多个流体通道4，且每块PMMA连接板上的流体通道4的数量应与两段式PMMA扩散管3的数量相一致，而在本实施例中，该两段式PMMA扩散管3的数量有七条，该七条两段式PMMA扩散管3对应设在两块PMMA连接板1、2之间，并彼此平行，其两端分别嵌插入该两块PMMA连接板1、2上的相应流体通道4内，且顺着流体流向，每条两段式PMMA扩散管3的第一段管道301的内径均小于其第二段管道302的内径,具体为20mm和30mm，同时,所述流体通道4为内径不一致的两段式通道，该两段式PMMA扩散管3是嵌插入较大内径的那段通道内。
[0025]此外，为了拆卸方便，本实施例中的每块PMMA连接板相对两段式PMMA扩散管3的一侧面均形成有凸面，同时，每块PMMA连接板上设有多个连接用的螺纹孔5，使得本阶梯扩散器能与水力式实验流浆箱的其他部件(方锥管布浆器6、稳流室7)之间采用螺栓连接凹凸密封面。为了实现有效密封，本实施例所述的两段式PMMA扩散管3与两块PMMA连接板
1、2之间采用胶接的方式密封，且每条两段式PMMA扩散管3均由其第一段管道301与第二段管道302胶接而成。
[0026]另外，在本实施例中，采用PIV测量系统对可视化阶梯扩散器进行流场测量及可视化研究，其测量安装具体如图4所示，其中，在PIV测量过程中，让激光器产生的片光和CXD相互垂直，且需要不断移动激光器产生的片光和CXD进行调整，针对不同部位进行测量，而循环水箱中装有低于0.01%的纸浆，纸浆通过纸浆输入泵进入方锥管布浆器6的主流流道，然后依次经第一块PMMA连接板的流体通道4、两段式PMMA扩散管3的管道、第二块PMMA连接板的流体通道4后再进入稳流室7，实现布浆、整流和产生微湍流分散纤维絮聚的作用。工作时，对可视化阶梯扩散器的流场进行拍摄和测量，然后再对其图像进行分析处理，可以得到可视化阶梯扩散器的原始图像，具体如图5和图6所示，可以得到可视化阶梯扩散器经过图像分析处理后的流线图，具体如图7所示。当然，利用这套系统，我们还可以进行阶梯扩散器的其他流场测量和可视化研究。
[0027]总之，在采用以上方案后，本实用新型在符合工程实践的基础上，可以对各种车速下的流场进行测量和可视化研究，从而使阶梯扩散器的流场结构获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。相比现有技术，本实用新型具有形体小、结构简单、密封性好、拆卸方便、成本低等优点，是一款理想的阶梯扩散器，值得推广。
[0028]以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:包括有配对的两块PMMA连接板(1、2 )及多条两段式PMMA扩散管(3 )，其中，所述两块PMMA连接板(1、2 )在各自长度方向上间隔设有相对应的多个流体通道(4)，且每块PMMA连接板上的流体通道(4)的数量应与两段式PMMA扩散管(3)的数量相一致；所述两段式PMMA扩散管(3)对应设在两块PMMA连接板(1、2)之间，其两端分别嵌插入该两块PMMA连接板(1、2)上的相应流体通道(4 )内，且顺着流体流向，每条两段式PMMA扩散管(3 )的第一段管道(301)的内径均小于其第二段管道(302)的内径。
2.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:每块PMMA连接板相对两段式PMMA扩散管(3)的一侧面形成有凸面。
3.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:每块PMMA连接板上设有连接用的螺纹孔(5 )。
4.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:所述两段式PMMA扩散管(3)与两块PMMA连接板(1、2)之间采用胶接的方式密封。
5.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:每条两段式PMMA扩散管(3 )均由其第一段管道(301)与第二段管道(302 )胶接而成。
6.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化阶梯扩散器，其特征在于:所述流体通道(4)为内径不一致的两段式通道，且两段式PMMA扩散管(3)嵌插入较大内径的那段通道内。
【文档编号】D21F1/06GK203429504SQ201320485060
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】曾劲松, 喻迪, 黄琨, 陈克复, 冯郁成 申请人:华南理工大学