专利名称：一种利用锤式破碎机对禾草类制浆原料进行备料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制桨原料的备料方法，具体地说，本发明涉及一种利用缍式破 碎机对未草类制浆原料进行备料的方法。
背景技术：
在制浆造纸行业，利用禾草类原料进行制浆在我国是较为常见的一种制浆方法， 其制浆过程中一般都会对原料进行备料处理，主要目的是除掉一些较大的杂质以及 将草料切碎、除尘。禾草类植物制浆原料主要包括稻草、麦草、甘蔗渣、龙须草、 芦苇、竹、麦秆、棉秆、高粱秆等(《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》，38 40 页，中国造纸学会碱法草浆专业委员会《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》编写 组)，主要利用含纤维素较多的杆部，其它如叶、节、穗和鞘中含有大量对制浆造纸 没有什么使用价值的薄壁杂细胞，在制浆生产过程中造成化学药品消耗高，废物量 大、浆料洗涤困难、漂白度低和容易返黄的问题。此外，禾草原料中夹杂的泥沙、 尘土等杂质也会给制浆造纸造成困难并对纸张质量带来诸多不良的影响。因此，禾 草类植物制桨中备料的环节至关重要。禾草类原料的备料方法可以分为干法、湿法、综合法等。干法备料是指原料在一定水分下(即贮存水分)进行各种必要的处理，以满足制浆造纸生产过程及产品 质量的要求。该方法由于流程简单、设备少，操作方便，能耗低，且技术成熟，在 国内广泛采用。以稻草的备料为例，常见的工艺流程是(《制浆工艺及设备》，邝守 敏等，2000年10月，85-93页)(1)将稻麦草原料输送至切草机中进行切草；(2)将 切好的草片风送或输送带送至筛选除尘设备，除去较重的砂石及谷粒等重杂质；(3) 输送至蒸煮器中进行蒸煮。而对于芦苇、芒杆等原料的备料，则多采用以下步骤，(1) 将卢苹、芒杆等原料经输送带送至切苇机中切断；(2)将切好的原料送至旋风除尘 机中进行除尘；(3)将从旋风分离器中分离出来的原料送入筛选机进行筛选；(4) 筛选完的原料输送至蒸煮器中进行蒸煮。这类干法备料所存在的问题是备料工艺都使用切草机，主要实现的是将草料 切成一定长度(15-30mm)的草片，但是由于不能将草料尤其是其杆状的部分打开，
因而导致蒸煮时蒸煮液难以渗透至禾草原料的内部，造成蒸煮的不均匀。缍式破碎机又被称作锤磨机，是利用锤头的高速冲击作用，对物料进行中碎和 细碎作业的破碎机械。锤头铰接于高速旋转的转子上，机体下部设有篦条以控制排 料粒度。送入破碎机的物料首先受到高速运动的锤头的冲击而初次破碎，并同时获 得动能，高速飞向机壳内壁上的破碎板而再次受到破碎。小于篦条缝隙的物料被排 出机外，大于篦条缝隙的料块在篦条上再次受到锤头的冲击和研磨，直至小于篦条 缝隙后被排出。这种破碎机通常用来破碎石灰石、页岩、煤炭、石膏、白垩等中硬 以下的脆性物料，还可用于破碎碎木、树皮等。CN87211194U公开了一种竹子撕碎机，属锤式破碎机的改进，用于撕碎竹子， 作造纸厂制浆备料用。主要由转子部分、撕筛部分、机架部分组成，自进料口方向， 锤头与撕碎齿条间有阶梯形间隙，为竹子撕碎机的主要工作部分。该撕碎机能将竹 子撕裂成细丝，从而使蒸煮时间得到縮短。但是，该撕碎机主要适用于竹原料，并 且由于原料在进入撕碎机后是在经过撕碎齿条与锤头之间的间隙后立即进入有筛条 的区域并被筛出，因此会出现部分原料尚未达到较好的撕碎效果便被排出，影响了 撕碎的质量。发明内容因此，本发明的目的在于提供一种利用锤式破碎机对禾草类制浆原料进行备料 的方法，该方法可以较彻底的对原料进行锤打、搓揉以及切断，并且广泛适用于各 类禾草制浆原料的备料。为了实现本发明的目的，提供一种利用锤式破碎机对未草类制浆原料进行备料 的方法，包括切断搓揉，除尘以及筛选，所述的切断搓揉采用锤式破碎机，其特征在于，所述的原料在该綞式破碎机内依次经过以下过程a. 原料进入一推进段，在该破碎机的具有倾斜面的推进锤作用下沿着该破碎机 转子的轴线方向被推进；b. 原料进入一切断搓揉段，在该锤式破碎机的具有倾斜面的破碎锤的摩擦力、 碾压力以及冲击力的共同作用下被锤打、搓揉以及切断；c. 原料进入一出料分离段，在该綞式破碎机的出料锤作用下被排出。 经过此过程处理后的未草类原料，不仅可以达到将原料切断的效果，更可以通过锤打、搓揉，使得原料的秸秆被搓开，秸秆内部杂质得到排出，便于后续的蒸煮 时蒸煮液容易渗透，蒸煮的效果更好。
本发明优选采原料经过该切断搓揉段后，呈开裂的片状或条状。呈开裂的片状 或条状的原料更有利于蒸煮液的渗透，进一步提高蒸煮的效果。本发明优选原料在向该破碎机进料时的长度为300—800mm，在经过破碎处理后 出料时的长度为20—80mm。进料长度太长会影响处理效果，太短则会增加进料前的 处理时间和成本。经过试验，处理后长度为20—80mm有利于之后的蒸煮和其他工序。 值得一提的是， 一般的备料，尤其是稻草和麦草等的备料，是将原料处理至长度为 20—50mm，而本方法由于原料的秸秆被搓开，原料呈开裂的片状或条状，因此即使 长度大于50mm也仍然能取得好的蒸煮效果。本发明优选原料在切断破碎段内的停留时间为10—60秒。由于该段为是处理原 料的关键段，能将原料加工成开裂的片状或条状，因此需要保证一定的处理时间， 根据原料的不同，优选为10—60秒。停留时间可以通过破碎锤倾斜面相对轴线的角 度以及该段的长度来控制。本发明优选所述的切断搓揉段长度为400—800mm，其与该出料分离段长度的比 为1.5—3: 1，其与该推进段长度的比为1.5—2: 1。切断搓揉段的长度要比较大，主 要是为了满足彻底切断搓揉的要求。因为出料段可能会有原料尚未经过充分处理即 被排出，尤其是禾草类中的许多种原料如稻草、麦草、棉杆、芦苇等较为细小、硬 度较低，如果切断搓揉段处理的不够，则会造成原料尚未出现秸秆搓开以及呈开裂 的片状或条状的效果就被排出，严重影响切断搓揉的效果。本发明优选所述的锤式破碎机在工作时的转子的转速为500—720rpm。转速大则 切断搓揉力度大，但同时对机器的损耗也大。经过试验，500—720rpm的转速对于未 草类原料来说是比较适合的。本发明优选所述的推进锤的倾斜面与该破碎机转子的轴线的夹角为50—70度； 所述的破碎锤的倾斜面与该破碎机转子的轴线的夹角为30 — 50度。这样的推进锤倾 斜角度有利于原料由杂乱地混合在一起变成相对有规律地排列，并在此过程中逐渐 与转子的轴线大致平行，以便于接下来的破碎处理。这样的破碎缍倾斜角度在保证 一定的对原料的推进作用下满足了破碎的需要。本发明优选所述的推进锤、破碎綞和出料锤均铰接于锤盘，其中推进锤的最大 摆动角度为100 — 120度，破碎锤的最大摆动角度为2—6度，出料锤的最大摆动角度 为150 — 180度。推进锤的摆动角度较大有利于推进的顺利进行，而破碎锤的摆动角 度则必须较小，以满足破碎的要求，若摆动角度大则破碎效果差。出料锤则和现有 技术中破碎机的锤类似，没有对其摆动角度进行限制。本发明优选所述的锤式破碎机至少在该推进段的内表面分布有突起，也可以在 切断搓揉段和出料段均分布有突起，突起的形状可以是三角形、长方形、正方形、 梯形等，目的是为了增加切断搓揉的效果。本发明优选所述的推进锤或出料锤的顶端到该突起的距离为4一8mm。在没有突 起的情况下优选所述的推进段的锤、切断搓揉段或出料缍的顶端到相应处理段的内 表面的距离为4一8mm。该距离过小则容易造成堵塞而使机器停止，过大则无法保证 切断搓揉的效果。本发明还优选所述的推进锤为2 — 6个一组共3 — 5组，每组铰接在同一锤盘上； 优选破碎锤为2—6个一组共3 — 11组，每组铰接在同一锤盘上；优选出料锤为3—6个 一组共3组，每组铰接在同一锤盘上。即优选推进锤、破碎锤和出料锤的数量分别为 6—30个、6—66个以及6—18个。这些锤每组均匀分布在一个锤盘上，每个缍盘上可 均匀分布有2 — 6个锤。对于禾草类原料，多綞盘、多锤头更有利于提高切断搓揉的 效果。本发明处理的原料优选为稻草、麦草、棉杆、芦苇中的一种。 本发明所用的锤式粉碎机是在现有的锤式粉碎机的基础上加以改造而得到，主 要是进料口和出料口位置、转子长度以及缍子形状的改变。本发明的有益效果在于由于本发明在现有技术的切断搓揉段过程前加入一推 进段，使得原料可以得到额外的锤打、搓揉以及切断，并且由于在该过程中原料是 被逐渐向前推进，而不会被排出，既可以保证较为彻底的处理，又可以在推进的过 程中将原料不断的翻起，进一步保证了对原料的彻底锤打、搓揉以及切断，使得原 料的秸秆被搓开，秸秆内部杂质得到排出，同时原料呈现开裂的片状或条状，便于 后续的蒸煮时蒸煮液容易渗透，蒸煮的效果更好，即使是长度大于50mm的原料也仍 然能取得好的蒸煮效果。另外，原料被推进的速度也就是原料在切断搓揉段以及推 进段的停留时间可以很容易的通过锤子的倾斜面的倾斜角度来控制，而且本发明的 方法可以适用于多种禾草类制浆原料的备料。
图l为本发明实施例l的锤式破碎机结构示意图。 图2为图l的截面示意图。 图3为本发明的三种锤的纵向截面比较示意图。
具体实施方式
实施例l如图1所示，锤式破碎机包括进料口l，壳体10和转子6，转子上固定设有缍盘3， 锤盘3上铰接有复数锤。传统的锤式破碎机的进料口下方正对着出料口，而本实施例 将其改为如图的形式，并设置具有倾斜面的锤来推进和破碎原料，再将原料从出料 口排出。首先，将长度为300mm的麦草送入如图l所示的锤式破碎机。原料从进料口l进 入该破碎机内后即进入推进段2，该段内在转子6上共设有3个相同的锤盘3，每个綞 盘3上均匀间隔地铰接2个推进锤4，共6个推进锤4。该推进锤4具有一倾斜面，该倾 斜面与转子6的轴线方向的夹角5为50度。推进段2的内表面上均匀设有突起11，其形 状为长方形，突起ll的顶端到推进锤4顶端的距离为4mm。原料在推进段2内受到具 有倾斜面的推进缍4作用，沿着转子6的轴线方向被推进，并在此过程中由杂乱地混 合在一起变成相对有规律地排列，原料的长度方向逐渐与转子的轴线方向大致一致， 以便于接下来的破碎处理。随后原料进入切断搓揉段7，该段内在转子6上共设有3个相同的锤盘3，每个锤 盘3上均匀间隔地铰接2个破碎锤8，共6个破碎锤。该破碎锤8具有一倾斜面，该倾斜 面与转子6的轴线方向的夹角9为50度。切断搓揉段7的内表面上均匀设有突起11，其 形状为长方形，突起ll的顶端到破碎缍8顶端的距离为4mm。原料在该段内的停留时 间为10秒，在该锤式破碎机的具有倾斜面的破碎锤8的摩擦力、碾压力以及冲击力的 共同作用下被缍打、搓揉以及切断，原料变成片状或条状，且原料由于被锤打、搓 揉而呈开裂状。由于破碎锤8同样具有倾斜面，因此原料同样被推进至出料分离段12。在出料分离段12，转子6上共设有3个相同的锤盘3，每个锤盘3上均匀间隔地铰 接2个出料綞13，共6个出料锤。该出料锤13不具有倾斜面。出料分离段12的内表面 上不设置突起，出料锤13顶端到壳体10内表面的距离为4mm。在该段原料被打散、 分散、并被排出，由出料口处的筛(未示)来控制出料的大小，本实施例的出料大 小为80mm。在以上处理过程中，切断搓揉段7长度为400mm，其与出料分离段12长度的比为 2: 1，其与推进段2长度的比为1.5: 1。另外，本实施例中转子6的转速为720rpm。图2所示为本实施例的截面示意图，在锤盘3上，通过一短支撑条14和一长支撑 条15来限制锤在锤盘3上能够活动的最大角度。另外，请参见图3，为本实施例三种锤子的比较示意图。上面的为推进锤4的剖面图，利用如图2所示的结构调整支撑条 15使得其可以有120度的活动范围，在高速旋转下这组锤相当于螺旋将原料输送到切 断搓揉段7。中间的为破碎锤8的剖面图，利用如图2所示的结构调整支撑条15使得破 碎缍8的最大摆动角度为2度，保证破碎锤8和壳体10上的突起11对原料进行切断搓揉 的作用。下面为出料锤13的剖面图，利用如图2所示的结构调整支撑条15使得出料锤 13的最大摆动角度为180度，其主要作用是将切断搓揉后的原料分散通过筛缝。此外， 结合图l可以看出，三种锤子中破碎锤8最宽，而且锤头部分较大，可以得到更好的 破碎效果。实施例2在实施例l的基础上，本实施例的不同之处在于本实施例将长度为500mm的稻草送入锤式破碎机。推进段2内在转子上共设有5 个相同的锤盘3，每个锤盘3上均匀间隔地铰接6个推进锤4，共30个推进锤4。该推进 锤4具有一倾斜面，该倾斜面与转子6的轴线方向的夹角5为70度。推进段2不设置突 起，推进锤4顶端到壳体10内壁的距离为8mm。切断搓揉段7内在转子6上共设有11个相同的锤盘3 ，每个锤盘3上均匀间隔地铰 接6个破碎锤8，共66个破碎锤。该破碎锤8具有一倾斜面，该倾斜面与转子6的轴线 方向的夹角9为30度。突起形状为正方形，突起的顶端到破碎锤8顶端的距离为8mm。 原料在该段内的停留时间为60秒。在出料分离段12共设有3个相同的锤盘3，每个锤盘3上均匀间隔地铰接6个出料 锤13，共18个出料锤，出料锤13顶端到壳体10内表面的距离为8mm，本实施例的出 料大小为20mm。在以上处理过程中，切断搓揉段7长度为800mm，其与出料分离段12长度的比为 3: 1，其与推进段2长度的比为2: 1。另外，本实施例中转子6的转速为500rpm。推进锤4的最大摆动角度为100度；破碎锤8的最大摆动角度为6度；出料锤13的 最大摆动角度为150度。实施例3在实施例l的基础上，本实施例的不同之处在于-本实施例将长度为800mm的芦苇送入锤式破碎机。推进段2内在转子上共设有4 个相同的锤盘3，每个锤盘3上均匀间隔地铰接4个推进锤4，共16个推进锤4。该推进
锤4具有一倾斜面，该倾斜面与转子6的轴线方向的夹角5为60度。突起ll的顶端到推 进缍4顶端的距离为5mm，突起的形状为梯形。切断搓揉段7内在转子6上共设有6个相同的锤盘3，每个锤盘3上均匀间隔地铰接 4个破碎锤8，共24个破碎锤。该破碎锤8具有一倾斜面，该倾斜面与转子6的轴线方 向的夹角9为40度。突起形状为梯形，突起的顶端到破碎缍8顶端的距离为5mm。原 料在该段内的停留时间为20秒。在出料分离段12共设有3个相同的锤盘3，每个缍盘3上均匀间隔地铰接4个出料 锤13，共12个出料锤，出料锤13顶端到壳体10内表面的距离为5mm，本实施例的出 料大小为50mm。在以上处理过程中，切断搓揉段7长度为600mm，其与出料分离段12长度的比为 1.5: 1，其与推进段2长度的比为1.8: 1。另外，本实施例中转子6的转速为600rpm。推进锤4的最大摆动角度为110度；破碎锤8的最大摆动角度为4度；出料锤13的 最大摆动角度为160度。实施例4在实施例l的基础上，本实施例的不同之处在于本实施例的原料为棉杆，在切断搓揉段7和出料分离段12均设有突起，突起的形 状为正三角形。实施例5在实施例2的基础上，本实施例的不同之处在于本实施例的原料为芦竹。以上实施例用于解释本发明，而非限制本发明。如将多种禾草类混合作为原料、 进料大小的简单变化，所用设备的大小的简单变化，锤的重量、数量、转子转速等 的简单变化，锤的倾斜面倾斜角度的简单变化等本领域技术人员在所公开内容的基础上容易想到的都应属于本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种利用锤式破碎机对禾草类制浆原料进行备料的方法，包括切断搓揉，除尘以及筛选，所述的切断搓揉采用锤式破碎机，其特征在于，所述的原料在该锤式破碎机内依次经过以下过程a.原料进入一推进段，在该破碎机的具有倾斜面的推进锤作用下沿着该破碎机转子的轴线方向被推进；b.原料进入一切断搓揉段，在该锤式破碎机的具有倾斜面的破碎锤的摩擦力、碾压力以及冲击力的共同作用下被锤打、搓揉以及切断；c.原料进入一出料分离段，在该锤式破碎机的出料锤作用下被排出。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的原料经过该切断搓揉段后，呈开 裂的片状或条状。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的原料在向该破碎机进料时的 长度为300—800mm，在经过破碎处理后出料时的长度为20—80mm。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的原料在该切断破碎段内的停留时 间为10—60秒。
5. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的切断搓揉段长度为400 — 800mm， 其与该出料分离段长度的比为1.5 — 3: 1，其与该推进段长度的比为1.5 — 2: 1。
6. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的锤式破碎机在工作时其转子的转 速为500—720rpm。
7. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的推进锤的倾斜面与该破碎机转子 的轴线的夹角为50—70度；所述的破碎缍的倾斜面与该破碎机转子的轴线的夹 角为30—50度。
8. 如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述的推进锤、破碎锤和出料锤均 铰接于锤盘，其中推进缍的最大摆动角度为100—120度，破碎锤的最大摆动角 度为2—6度，出料锤的最大摆动角度为150—180度。
9. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的锤式破碎机至少在该切断搓揉段 的内表面分布有突起。
10. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述的原料为稻草、麦草、棉杆、芦苇 中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种利用锤式破碎机对禾草类制浆原料进行备料的方法，包括破碎，除尘以及筛选，破碎采用锤式破碎机。原料在该锤式破碎机内依次经过一推进段、切断搓揉段和出料分离段。由于本发明的切断搓揉段，使得原料可以得到额外的锤打、搓揉以及切断，并且由于在该过程中原料是被逐渐向前推进，不会被排出，既可以保证较为彻底的处理，又可以在推进的过程中将原料不断的翻起，进一步保证了对原料的彻底锤打、搓揉以及切断，使得原料出现秸秆搓开以及秸秆内部杂质排出的效果。另外，本发明的方法可以适用于多种禾草类制浆原料的备料。
文档编号D21B1/06GK101109156SQ20071014629
公开日2008年1月23日 申请日期2007年9月3日 优先权日2007年9月3日
发明者朋 张 申请人:朋 张