一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备的制作方法

本发明涉及一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备，尤其涉及一种通过旋转破碎装置实现硬质碎料的初步破碎并生成搅拌碎浆装置所需的部分水，通过柔性转子装置实现转子的柔性搅拌并消除搅拌盲区，通过搅拌碎浆装置实现均质料浆的生成，属于碎浆设备的技术研发领域。

背景技术：

水力碎浆机作为制浆造纸工业中最常用的碎浆设备之一，主要碎解浆板、废旧书本、废旧纸箱等。但是由于目前碎浆机工作方式以及结构的单一性，造成以下问题：一是碎浆方式单一，主要是转子带动料浆旋转碎料，并且转子固定，搅拌区域有限，如果想搅拌均匀，需增加搅拌时间，从而造成碎浆效率低；二是料浆品质低，制浆过程中，针对硬质碎料，易存在碎料分解不完全，生成的碎料颗粒大小不均匀，从而造成料浆不均匀。

因此，针对现有碎浆机在使用中普遍存在的效率低和料浆品质低等问题，应从碎浆机工作方式及结构上进行综合考虑，设计出效率高且料浆品质高的一种制浆设备。

技术实现要素：

本发明针对现有碎浆机在使用中普遍存在的效率低和料浆品质低等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备。

本发明的一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备采用以下技术方案：

一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备，主要包括旋转破碎装置、柔性转子装置和搅拌碎浆装置，柔性转子装置安装在旋转破碎装置内，搅拌碎浆装置安装在柔性转子装置下端；所述旋转破碎装置主要包括料筒、滚架、滚球和导轨，料筒为圆筒形结构，料筒的上端设有筒盖，筒盖中心处设有内螺纹孔，料筒的下端内侧设有出浆口，料筒的下端外侧设有滚架，滚架数量为8个且周向均布，滚架内设有滚球，滚球下端为导轨，滚架与导轨非接触，导轨为圆环形结构，导轨安装在支柱上，支柱数量为4个且周向均布；所述柔性转子装置主要包括上定子、下定子、上连接节、下连接节、万向节和十字轴，上定子上端设有外螺纹，上定子下端设有外螺纹头，上定子上端的外螺纹与筒盖中心孔的内螺纹配合并经垫片、螺栓固定，上定子下端的外螺纹头与上连接节的内螺纹盲孔配合，上连接节下端经十字轴与万向节联接，上连接节下端设有3个万向节，各万向节间经十字轴联接，最下端万向节经十字轴与下连接节联接，下连接节下端内螺纹盲孔内安装有下定子的外螺纹头，下定子的上端设有外螺纹头，下定子下端设有内螺纹盲孔；所述搅拌碎浆装置主要包括水平扰流板、竖直扰流板a、竖直扰流板b和小钻头，水平扰流板安装在下定子上，竖直扰流板a和竖直扰流板b安装在水平扰流板上端面，竖直扰流板a在内侧，竖直扰流板b在外侧，小钻头安装在下定子下端的内螺纹盲孔上。

所述滚架的横截面呈“y”形，滚架上端设有凹槽，滚架下端设有凸块；所述支柱上端设有凹槽，支柱上端凹槽与滚架下端凸块配合安装。

所述上定子和上连接节连接处设有上缓冲垫，下定子和下连接节连接处设有下缓冲垫。

所述水平扰流板、竖直扰流板a和竖直扰流板b的数量分别为4个且周向均布，竖直扰流板a和竖直扰流板b的宽度相等且小于水平扰流板宽度，竖直扰流板b的高度为竖直扰流板a的高度的2倍。

所述水平扰流板为呈等腰梯形的长薄板结构，竖直扰流板a和竖直扰流板b为分别呈等腰梯形的短薄板结构，水平扰流板的短端面与下定子连接，竖直扰流板a和竖直扰流板b的短端面分别与水平扰流板连接。

本发明通过旋转破碎装置实现硬质碎料的初步破碎并生成搅拌碎浆装置所需的部分水,即通过料筒的旋转带动碎料和冰块的相互碰撞、破碎，具体为当该装置工作时，料筒内的碎料与碎料之间、碎料与冰块之间、碎料与料筒内壁、碎料和柔性转子都发生相互碰撞，碎料在碰撞中逐渐破碎为小碎料；而冰块在碰撞过程中，发生物态变化，由固态转变为液态，生成搅拌碎浆装置中所需的水。

本发明通过导轨、滚球和滚架实现料筒的旋转，即当该装置工作时，电机经主轴驱动料筒和滚架旋转，滚球在滚架内且在导轨上，则料筒的旋转运动经滚球实现由滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低料筒的运动阻力，进而降低能耗。

本发明通过柔性转子装置实现转子的柔性搅拌并消除搅拌盲区，即通过柔性转子的万向节，将刚性转子转为柔性转子且增加转子的搅拌区域，具体为当该设备工作时，柔性转子在经料筒、筒盖旋转带动下，由于采用多个万向节联接，柔性转子经旋转离心力作用会发生偏移，柔性转子的偏移实现多区域的搅拌且消除搅拌盲区；此外柔性转子的设计降低旋转破碎过程中对转子的损坏，如当硬质碎料和冰块撞击柔性转子时，柔性转子通过位置的偏移来消耗碰撞动能，并且在上定子和下定子间的上缓冲垫和下缓冲垫吸收碰撞能量，降低柔性转子的损坏。

本发明通过万向节实现柔性转子的多角度调节，即通过万向节与十字轴的联接，将刚性转子变为柔性转子，在传递动力的同时实现多角度调节，增加柔性转子的作用区域。

本发明通过搅拌碎浆装置实现均质料浆的生成，即通过水平扰流板、竖直扰流板a和竖直扰流板b实现料浆的搅拌，通过小钻头实现硬质碎料的二次破碎，具体为当该设备工作时，经过旋转破碎装置对硬质碎料的初步破碎且冰块转变为水后，为便于搅拌碎浆装置工作，再向料筒中添加定量水，此时柔性转子的转动将带动水平扰流板、竖直扰流板a和竖直扰流板b一起旋转，而柔性转子的离心力偏转，将带动水平扰流板、竖直扰流板a和竖直扰流板b实现多区域的搅拌，为实现均质料浆的生成提供条件；而小钻头的设计，在柔性转子偏转时，对接触区域的硬质碎料进行二次破碎，消除碎料的不均匀性，从而生成均质料浆。

本发明将小钻头安装在料筒的下端区域，通过这种设计消除积聚硬质碎料，即硬质碎料在重力作用下易下沉积聚，将小钻头安装在下端区域，正好作用于下沉积聚的硬质碎料，对硬质碎料进行二次破碎，使料浆均质化。

本发明将竖直扰流板a和竖直扰流板b设计在水平扰流板上方，通过这种设计增加料筒上端区域流体的搅拌；此外，将竖直扰流板b的高度设计为竖直扰流板a的高度的2倍，通过这种设计增加外围搅拌区域，从而提高碎浆效率。

本发明的有益效果是：通过旋转破碎装置实现硬质碎料的初步破碎并生成搅拌碎浆装置所需的部分水，通过柔性转子装置实现转子的柔性搅拌并消除搅拌盲区，通过搅拌碎浆装置实现均质料浆的生成。

附图说明

图1是本发明的旋转破碎工作状态下的整体结构示意图。

图2是本发明的滚架、滚球和导轨的局部放大示意图。

图3是本发明的导轨的俯视示意图。

图4是本发明的柔性转子工作状态下的整体结构示意图。

图5是本发明的转子装置的局部结构示意图。

图6是本发明的万向节连接处的局部放大示意图。

图7是本发明的十字轴的结构示意图。

图8是本发明的搅拌碎浆工作状态下的整体结构示意图。

图9是本发明的搅拌碎浆装置的结构示意图。

图10是本发明的水平扰流板、竖直扰流板a和竖直扰流板b的布置示意图。

其中：1、出浆口，2、电机，3、主轴，4、支柱，5、导轨，6、滚球，7、滚架，8、料筒，9、碎料，10、冰块，11、筒盖，12、上定子，13、垫片，14、螺栓，15、万向节，16、下定子，17、竖直扰流板a，18、竖直扰流板b，19、水平扰流板，20、小钻头，21、下缓冲垫，22、上缓冲垫，23、十字轴，24、上连接节，25、下连接节。

具体实施方式

实施例：

如图1、图2和图3所示，本发明的一种基于柔性转子且物化碎浆的制浆设备，主要包括旋转破碎装置、柔性转子装置和搅拌碎浆装置，柔性转子装置安装在旋转破碎装置内，搅拌碎浆装置安装在柔性转子装置下端。

旋转破碎装置主要包括料筒8、滚架7、滚球6和导轨5，料筒8为圆筒形结构，料筒8的上端设有筒盖11，筒盖11中心处设有内螺纹孔，料筒8的下端内侧设有出浆口1，料筒8的下端外侧设有滚架7，滚架7数量为8个且周向均布，滚架7内设有滚球6，滚球6下端为导轨5，滚架7与导轨5非接触，导轨5为圆环形结构，导轨5安装在支柱4上，支柱4数量为4个且周向均布。

滚架7的横截面呈“y”形，滚架7上端设有凹槽，滚架7下端设有凸块；支柱4上端设有凹槽，支柱4上端凹槽与滚架7下端凸块配合安装。

本发明通过旋转破碎装置实现硬质碎料的初步破碎并生成搅拌碎浆装置所需的部分水,即通过料筒8的旋转带动碎料9和冰块10的相互碰撞、破碎，具体为当该装置工作时，料筒8内的碎料9与碎料9之间、碎料9与冰块10之间、碎料9与料筒8内壁、碎料9和柔性转子都发生相互碰撞，碎料9在碰撞中逐渐破碎为小碎料；而冰块10在碰撞过程中，发生物态变化，由固态转变为液态，生成搅拌碎浆装置中所需的水。

本发明通过导轨5、滚球6和滚架7实现料筒8的旋转，即当该装置工作时，电机2经主轴3驱动料筒8和滚架7旋转，滚球6在滚架7内且在导轨5上，则料筒8的旋转运动经滚球6实现由滑动摩擦转变为滚动摩擦，降低料筒8的运动阻力，进而降低能耗。

结合图4、图5、图6和图7所示，柔性转子装置主要包括上定子12、下定子16、上连接节24、下连接节25、万向节15和十字轴23，上定子12上端设有外螺纹，上定子12下端设有外螺纹头，上定子12上端的外螺纹与筒盖11中心孔的内螺纹配合并经垫片13、螺栓14固定，上定子12下端的外螺纹头与上连接节24的内螺纹盲孔配合，上连接节24下端经十字轴23与万向节15联接，上连接节24下端设有3个万向节15，各万向节15间经十字轴23联接，最下端万向节15经十字轴23与下连接节25联接，下连接节25下端内螺纹盲孔内安装有下定子16的外螺纹头，下定子16的上端设有外螺纹头，下定子16下端设有内螺纹盲孔；上定子12和上连接节24连接处设有上缓冲垫22，下定子16和下连接节25连接处设有下缓冲垫21。

本发明通过柔性转子装置实现转子的柔性搅拌并消除搅拌盲区，即通过柔性转子的万向节15，将刚性转子转为柔性转子且增加转子的搅拌区域，具体为当该设备工作时，柔性转子在经料筒8、筒盖11旋转带动下，由于采用多个万向节15联接，柔性转子经旋转离心力作用会发生偏移，柔性转子的偏移实现多区域的搅拌且消除搅拌盲区；此外柔性转子的设计降低旋转破碎过程中对转子的损坏，如当硬质碎料和冰块10撞击柔性转子时，柔性转子通过位置的偏移来消耗碰撞动能，并且在上定子12和下定子16间的上缓冲垫22和下缓冲垫21吸收碰撞能量，降低柔性转子的损坏。

本发明通过万向节15实现柔性转子的多角度调节，即通过万向节15与十字轴23的联接，将刚性转子变为柔性转子，在传递动力的同时实现多角度调节，增加柔性转子的作用区域。

结合图7、图8和图9所示，搅拌碎浆装置主要包括水平扰流板19、竖直扰流板a17、竖直扰流板b18和小钻头20，水平扰流板19安装在下定子16上，竖直扰流板a17和竖直扰流板b18安装在水平扰流板19上端面，竖直扰流板a17在内侧，竖直扰流板b18在外侧，小钻头20安装在下定子16下端的内螺纹盲孔上。

水平扰流板19、竖直扰流板a17和竖直扰流板b18的数量分别为4个且周向均布，竖直扰流板a17和竖直扰流板b18的宽度相等且小于水平扰流板19宽度，竖直扰流板b18的高度为竖直扰流板a17的高度的2倍。

水平扰流板19为呈等腰梯形的长薄板结构，竖直扰流板a17和竖直扰流板b18为分别呈等腰梯形的短薄板结构，水平扰流板19的短端面与下定子16连接，竖直扰流板a17和竖直扰流板b18的短端面分别与水平扰流板19连接。

本发明通过搅拌碎浆装置实现均质料浆的生成，即通过水平扰流板19、竖直扰流板a17和竖直扰流板b18实现料浆的搅拌，通过小钻头20实现硬质碎料的二次破碎，具体为当该设备工作时，经过旋转破碎装置对硬质碎料的初步破碎且冰块10转变为水后，为便于搅拌碎浆装置工作，再向料筒8中添加定量水，此时柔性转子的转动将带动水平扰流板19、竖直扰流板a17和竖直扰流板b18一起旋转，而柔性转子的离心力偏转，将带动水平扰流板19、竖直扰流板a17和竖直扰流板b18实现多区域的搅拌，为实现均质料浆的生成提供条件；而小钻头20的设计，在柔性转子偏转时，对接触区域的硬质碎料进行二次破碎，消除碎料9的不均匀性，从而生成均质料浆。

本发明将小钻头20安装在料筒8的下端区域，通过这种设计消除积聚硬质碎料，即硬质碎料在重力作用下易下沉积聚，将小钻头20安装在下端区域，正好作用于下沉积聚的硬质碎料，对硬质碎料进行二次破碎，使料浆均质化。

本发明将竖直扰流板a17和竖直扰流板b18设计在水平扰流板19上方，通过这种设计增加料筒8上端区域流体的搅拌；此外，将竖直扰流板b18的高度设计为竖直扰流板a17的高度的2倍，通过这种设计增加外围搅拌区域，从而提高碎浆效率。