一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，尤其涉及一种通过上层气流输送管、中层气流输送管和下层气流输送管的内径逐次减半实现气流的加压提速，通过上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口的对称异向布置实现三层气流涡旋的生成，通过上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的交错均匀布置防止引起较大气流周期脉动，属于造纸业制浆设备的技术研发领域。
【背景技术】
[0002]在造纸行业中，纸浆的生成需要将浆板、废旧书本、废旧纸箱等放入水力碎浆机中，并通过转子的转动进行碎解，以制成均匀悬浮液。但是由于目前碎浆机工作方式及结构的单一性，造成以下问题:一是过度依靠机械转子，现有碎浆机主要是通过转子的搅拌来实现碎料的分解，碎料的分解速度往往取决于转子的转动速度；二是搅拌不充分且效率低，部分碎浆机主要依靠底部的转子带动整体流体转动，这造成上、中、下层液浆搅拌不均匀，并且在碎浆过程中，有一部分能量消耗在机械的无功损耗上，因此造成机械制浆的效率很低；三是能耗大，机械转子的转动需要消耗大量的电能，并且转子在运动过程中不仅要带动流体转动，而且还要克服流体的阻力，这在一定程度上增大电能的消耗。
[0003]因此，针对现有制浆设备中普遍存在的过度依靠机械转子、搅拌不充分且效率低、能耗大等问题，应从碎浆机工作方式及结构上进行综合考虑，设计出无转子、搅拌充分且效率高、能耗小的一种制浆设备。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有制浆设备存在的过度依靠机械转子、搅拌不充分且效率低、能耗大等问题，提供了一种可有效解决上述问题的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备。
[0005]本发明的一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备采用以下技术方案:
一种基于三层气流涡旋为搅拌动力的无转子制浆设备，主要包括三层气流涡旋生成装置和液浆生成装置；所述三层气流涡旋生成装置主要由空气压缩机和气流涡旋生成器组成，空气压缩机通过空气压缩机固定螺钉固定在液浆筒盖上，气流涡旋生成器的顶端连接在空气压缩机下端，气流涡旋生成器由上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管组成，上层气流涡旋生成管安装在上层气流输送管上，并且在上层气流涡旋生成管最外端设有上层气流出口，中层气流涡旋生成管安装在中层气流输送管上，并且在中层气流涡旋生成管最外端设有中层气流出口，下层气流涡旋生成管安装在下层气流输送管上，并且在下层气流涡旋生成管最外端设有下层气流出口 ；所述液浆生成装置由液浆筒和液浆筒盖组成，液浆筒盖通过液浆筒盖固定螺钉安装在液浆筒上，液浆筒内装有液态水和碎料的混合液，液浆筒下底面安装有支柱，液浆筒下端侧面安装有出料口，液浆筒盖由液浆筒盖外圈、液浆筒盖支撑梁、液浆筒盖内圈和空气压缩机座组成，其间的空隙为进水进料口，空气压缩机座中心处开有圆孔，用于安装上层气流输送管。
[0006]所述上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管、上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管为圆筒形结构，上层气流输送管的长度为I1'内径为ο?，中层气流输送管的长度为Λ且Λ=2Λ/3、内径为4且4=??/2，下层气流输送管的长度为Λ且Λ=Λ/3、内径为4且4=4/2;上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的长度相同，各管呈交错均匀布置，且其内径分别与上层气流输送管、中层气流输送管、下层气流输送管的内径相同；上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口呈对称异向布置。
[0007]所述液浆筒盖上的液浆筒盖外圈、液浆筒盖内圈和空气压缩机座为圆环形结构，液浆筒盖支撑梁为梯形梁结构，其数量为8根且周向均匀分布，进水进料口为扇形结构；液浆筒为圆筒形结构；支柱为4根且周向均匀分布。
[0008]本发明将中层气流输送管的内径设计为上层气流输送管的一半，下层气流输送管的内径设计为中层气流输送管的一半，通过这种设计实现气流的加速传输，即通过减小气体传输的截面积来加压提速，使得中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管内的气流具有足够的动能，从而保证中层、下层气流涡旋动能的破碎力，保证碎浆效率；相比于中层气流输送管、下层气流输送管，将上层气流输送管的长度设计为最长，一是该管需要与空气压缩机相连接，二是经空气压缩机进入上层气流输送管的压缩空气，其需要足够的传输管道使其运动平稳，以防止不稳定气流对后续管道的冲击损坏；将中层气流输送管设计为较长，是由于该管段具有气体传输及加速功能，而将下层气流输送管设计为最短，是由于该管段只是用于气体传输；将上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管设计为长度相同，且上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口呈对称异向布置，通过这种设计实现三层气流涡旋的生成，而将各管呈交错均匀布置，防止因同截面布置而引起较大的气流周期脉动，从而引起整体设备的振动，以及因上、中、下三层的同周期脉动所引起的整个涡流的不连续运动。
[0009]本发明将进水进料口设计为若干个扇形结构，通过这种设计既可实现液态水的添加、液浆筒中气体的排出，又可防止较大的异物进入液浆筒，污染液浆；将液浆筒盖支撑梁设计为8根周向均布的梯形梁结构，通过这种设计增强整个液浆筒盖的抗压强度。
[0010]本发明的有益效果是:通过上层气流输送管、中层气流输送管和下层气流输送管的内径逐次减半，实现气流的加压提速，保证三层气流涡旋动能的破碎力，并且通过其不同长度的设计实现气流的平稳传输及加速功能；通过上层气流出口、中层气流出口和下层气流出口的对称异向布置，实现三层气流涡旋的生成；通过上层气流涡旋生成管、中层气流涡旋生成管和下层气流涡旋生成管的交错均匀布置，防止引起较大气流周期脉动；通过若干扇形进水进料口实现添加液态水、排气和防止进入较大异物；通过8根周向均布梯形液浆筒盖支撑梁增强液浆筒盖的抗压强度。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的整体结构示意图； 图2是本发明的气流涡旋生成器的布置示意图；
图3是本发明的气流涡旋生成器的结构尺寸示意图；
图4是本发明的液浆筒盖结构示意图。
[0012]其中:1、支柱，2、液浆筒，3、液态水，4、碎料，5、空气，6、气流涡旋生成器，7、液浆筒盖，8、进水进料口，9、空气压缩机，10、空气压缩机固定螺钉，11、液浆筒盖固定螺钉，12、出料口，13、液浆筒盖外圈，14、液浆筒盖支撑梁，15、液浆筒盖内圈，16、空气压缩机座，17、下层气流涡旋生成管，18、下层气流输送管，19、中层气流涡旋生成管，20、中层气流输送管，21、上层气流涡旋生成管，22、上层气流输送管，23、上层气流出口，24、中层气流出口，