稳定打浆强度的中浓打浆进料装置及其进料方法
【专利摘要】本发明公开了稳定打浆强度的中浓打浆进料装置及其进料方法。该装置包括流量控制系统、进浆管、缓冲管和溢流管；缓冲管的进料端通过进浆管与中浓浆泵的出料口连接，出料端与中浓盘磨机的进料口连接；缓冲管的进料端为内径由小变大的扩张口，缓冲管的出料端为内径由大变小的收缩口，进料端的扩张口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°～45°；出料端的收缩口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°～45°；该方法通过流量控制系统根据中浓盘磨机的工作功率和实时检测的通过盘磨机的纸浆流量，计算实时打浆强度，控制实时打浆强度和设定的打浆强度的比值为95～105%；本发明保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆，而获得稳定的打浆效果。
【专利说明】稳定打浆强度的中浓打浆进料装置及其进料方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种中浓打浆进料装置，具体涉及一种稳定打浆强度的中浓打浆进料装置及其进料方法，属于制浆造纸的打浆【技术领域】。
【背景技术】
[0002]打浆所采用的盘磨机的动磨盘和定磨盘之间构成磨区，纸浆纤维通过磨区时受到挤压、剪切等机械力的作用，纤维形态发生变化而获得所需的特性，以满足造纸机抄造性能和所抄造的纸张性能的要求。理想的打浆过程是使纤维原料在打浆过程中受到恒定的打浆强度的处理，以获得性质均一、稳定的纸浆纤维，保证所抄造纸张的稳定的物理性能。当纸浆的浓度一定时，打浆强度取决于打浆过程中盘磨机电机的功率和通过盘磨机的纸浆流量，如果在打浆过程中盘磨机的功率与纸浆的流量均维持在一个设定的允许的变化范围内，或者盘磨机电机的功率与纸浆流量的比值维持在一个设定的允许的变化范围内，则可保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆，而获得稳定的打浆效果。
[0003]中浓打浆技术是近年来在我国造纸厂应用较为广泛的打浆新技术，中浓盘磨机在较高的纸浆浓度6%?12%下打浆，在此浓度下纸浆的流动性很差，必须使用配套有真空泵和湍流器等辅助设备的中浓浆泵来输送。但是，在实际生产应用中，发现采用中浓浆泵输送浆料进入中浓盘磨机存在着纸浆的压力和流量波动较大的问题，对盘磨机的正常工作造成较大的影响。尤其是当生产中的工况条件不稳定，使纸浆的流量存在一定的波动时，中浓浆泵放大了这种波动。因此，采用中浓浆泵直接泵送纸浆进入中浓盘磨机，由于通过中浓盘磨机磨区的纸浆压力和流量均存在较大波动，中浓盘磨机无法在稳定的打浆强度下打浆，磨浆工艺难以控制，磨浆质量和效果不稳定，从而影响了纸浆性能和所抄造纸张的物理性能。
[0004]中国发明专利申请申请号为200910192224.6提供了一种用于中浓打浆进料的稳压稳流装置，在一定程度上调节了中浓浆泵和中浓盘磨机之间的纸浆压力和纸浆流量的脉动。但是，缓冲器的容量是有限的，且纸浆是不可压缩的流体，因此经过缓冲器的纸浆流量和压力仍然存在一定程度的波动；同时，该申请提供的用于中浓打浆进料的稳压稳流装置中，缓冲器与中浓盘磨机之间的管道及管道上安装的浆料调节阀门扩大了进入中浓盘磨机之前的纸浆的压力和流量波动的程度。此外，在中浓打浆过程中，盘磨机的功率也会发生波动。以上这些因素使纸浆通过盘磨机时所受到的打浆强度产生波动，而影响打浆效果的稳定性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆的稳定打浆强度的中浓打浆进料装置及其进料方法。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0007]稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于包括流量控制系统、进浆管、缓冲管和溢流管；所述缓冲管的进料端通过进浆管与中浓浆泵的出料口连接，出料端与中浓盘磨机的进料口连接；所述溢流管与缓冲管上的溢流口连接，缓冲管上的溢流口设置在靠近进料端的前1/3 - 1/2直管段的管壁上；所述中浓盘磨机的出料口与出浆管连接；
[0008]所述缓冲管的进料端为内径由小变大的扩张口，缓冲管的出料端为内径由大变小的收缩口，进料端的扩张口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°?45° ;出料端的收缩口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°?45° ;
[0009]所述的缓冲管的内径为进浆管内径的2.5?4倍，且缓冲管的内径为中浓盘磨机的进料口的内径的1.5?2.5倍，缓冲管的直管段轴向长度不小于3米；
[0010]所述流量控制系统包括流量计、进浆调节阀、溢流调节阀和可编程控制器；流量计包括第一流量计、第二流量计和第三流量计；所述的进浆管上设置有用于调节中浓浆泵输出纸浆流量的进浆调节阀，所述溢流管上设置有用于调节纸浆溢流量的溢流调节阀；所述进浆管上设置有第一流量计，溢流管上设置有第二流量计，出浆管上设置有第三流量计，第一流量计、第二流量计和第三流量计都与可编程控制器连接；第三流量计与第一流量计相连接。
[0011]为进一步实现本发明目的，优选地，所述缓冲管上的溢流口设置在距离进料端端面1/3处的直管段的管壁上。所述进浆管的内径为125mm，缓冲管的内径为400mm，中浓盘磨机的进料口的内径为200mm。所述的进浆调节阀和溢流调节阀为手动调节阀或者为自动调节阀；进浆调节阀和溢流调节阀为自动调节阀时，进浆调节阀和溢流调节阀分别与可编程控制器连接。所述的第一流量计与进浆调节阀相连接；第一流量计还与第二流量计相连接，第二流量计与溢流调节阀相连接。
[0012]应用上述装置的稳定打浆强度的中浓打浆进料方法，包括以下工艺:根据纤维原料特性和所抄造纸张性能的要求，设定中浓盘磨机打浆过程所需要的打浆强度值R0，再依据中浓盘磨机的额定功率WO，确定基于额定功率WO的通过中浓盘磨机的纸浆流量值QO，使R0=W0/Q0 ；
[0013]通过中浓浆泵将纸浆经进浆管输送到缓冲管，在缓冲管中纸浆的流速下降，纸浆的流量脉动有效减弱或消除后，进入中浓盘磨机，经中浓盘磨机处理的浆料从出浆管输出；
[0014]进料过程中，流量控制系统通过进浆管上的流量计实时检测中浓浆泵输出的纸浆流量Qin，通过出浆管上的流量计实时检测通过盘磨机的纸浆流量Qout，通过溢流管上的流量计实时检测从溢流管中溢流出的纸浆流量Qy ;然后通过流量控制系统控制进浆阀门和溢流阀门的开度，使进料过程中中浓浆泵输出的纸浆流量Qin比盘磨机设定的纸浆流量QO大10%或以上,从而使溢流管中始终有纸衆溢流出；
[0015]流量控制系统根据中浓盘磨机的工作功率W和实时检测的通过盘磨机的纸浆流量Qout，计算实时打浆强度R=W/Qout，控制实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0为95?105%，当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0〈95%时，通过流量控制系统加大溢流阀门的开度，增加通过溢流管的纸衆流量Qy，减少通过盘磨机的纸衆流量Qout ;当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0>105%时，通过流量控制系统减小溢流阀门的开度，减少通过溢流管的纸浆流量Qy，增加通过盘磨机的纸浆流量Qout ;最终使实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0为95?105%。
[0016]与现有技术相比，本发明具有以下优点:[0017]1、本发明通过流量控制系统实时检测、控制溢流量和通过中浓盘磨机磨区的纸浆流量，使盘磨机的打浆功率与通过磨区的纸浆流量的比值维持在一个设定的允许的变化范围内，保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆，而获得稳定的打浆效果。
[0018]2、本发明通过设置与中浓盘磨机进料口直接相连的缓冲管及在缓冲管上设置与溢流管相连接的溢流口，使通过缓冲管后的纸浆的压力和流量脉动大大减小，有效减小了进入中浓盘磨机的纸浆的压力和流量的波动；
[0019]3、本发明通过流量控制系统设定、调节进浆管、出浆管和溢流管中纸浆的流量，在保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆而获得稳定的打浆效果的同时，减少了中浓浆泵出口阀门调节的频率，使中浓浆泵在稳定的流量下运行，而有效减少了纸浆流量和压力的脉动。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本稳定打浆强度的中浓打浆进料装置在中浓打浆系统中安装的示意图。
[0021]图2为图1中的缓冲管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明做进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0023]如图1、2所示，一种稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，包括流量控制系统、进浆管2、缓冲管3和溢流管4 ;所述缓冲管3的进料端3-1通过进浆管2与中浓浆泵I的出料口连接，缓冲管3的出料端3 - 2与中浓盘磨机5的进料口连接；所述溢流管4与缓冲管3上的溢流口 3 - 3连接；所述中浓盘磨机5的出料口与出浆管6连接；
[0024]缓冲管3的进料端3 -1为内径由小变大的扩张口，缓冲管3的出料端3 - 2为内径由大变小的收缩口 ；所述的进料端3 -1的扩张口的斜壁与缓冲管3中心轴的夹角A为15°?45°，如可选用45° ;出料端3-2的收缩口的斜壁与缓冲管3中心轴的夹角B为15°?45°，如可选用30° ;缓冲管3的内径为进浆管2内径的2.5?4倍，且缓冲管3的内径为中浓盘磨机5的进料口的内径的1.5?2.5倍，缓冲管3的直管段不包括进料端3 -1和出料端3-2的轴向长度不小于3米，使通过缓冲管后的纸浆的压力和流量脉动大大减小，有效减小进入中浓盘磨机的纸浆的压力和流量的波动；如可选用进浆管2内径为125_，缓冲管3的内径为400_，中浓盘磨机5的进料口的内径为200_，缓冲管3的直管段不包括进料端3 -1和出料端3 - 2的轴向长度为3米。缓冲管的出料端3 - 2直接与中浓盘磨机5的进料口连接。
[0025]从中浓浆泵输出的压力和流量波动较大的纸浆经进浆管进入缓冲管，由于缓冲管3的内径是进浆管2内径的2.5?4倍，在缓冲管中纸浆流速下降，纸浆的流量和压力脉动大大下降；流量控制系统使溢流管中始终有纸浆溢流出，有一部分纸浆通过溢流管溢流出去，大大减少了中浓浆泵出口阀门调节的频率，使中浓浆泵在较为稳定的工况条件下运行，减少了频繁调节中浓浆泵出口阀门而增加的压力和流量的脉动，使通过缓冲管后的纸浆的压力和流量脉动大大减小，有效减小了进入中浓盘磨机的纸浆的压力和流量的波动。所述的进料端3 -1的扩张口的斜壁与缓冲管3中心轴的夹角A为15°?45°以及出料端3 -2的收缩口的斜壁与缓冲管3中心轴的夹角B为15°?45°保证了纸浆连续稳定进入和输出缓冲管而不过度增加进料端3 -1及出料端3 - 2的长度。
[0026]缓冲管3上的溢流口 3 - 3设置在靠近进料端3 -1的前1/3 - 1/2直管段的管壁上；如在缓冲管3上的溢流口 3 - 3设置在距离进料端3 -1端面800mm的直管段的管壁上(为缓冲管距离进料端1/3处)，溢流口内径为125mm。
[0027]进浆管2上设置有用于调节中浓浆泵输出纸浆流量的进浆调节阀7，所述溢流管4上设置有用于调节纸浆溢流量的溢流调节阀8 ；
[0028]流量控制系统包括流量计、进浆调节阀7、溢流调节阀8和可编程控制器(PLC);流量计与可编程控制器连接；流量计包括第一流量计9、第二流量计10和第三流量计11 ;进浆调节阀7和溢流调节阀8为手动调节阀或者为自动调节阀。进浆调节阀7和溢流调节阀8为自动调节阀时，分别与可编程控制器连接；进浆管2上设置有第一流量计9，溢流管4上设置有第二流量计10，出浆管6上设置有第三流量计11，第一流量计9、第二流量计10和第三流量计11都与可编程控制器连接；流量控制系统设定、实时检测、控制调节进浆管、出浆管和溢流管中纸浆的流量，使盘磨机的打浆功率与通过磨区的纸浆流量的比值维持在一个设定的允许的变化范围内，使溢流管中始终有纸浆溢流出，保证盘磨机在稳定的打浆强度下进行打浆，而获得稳定的打浆效果。第三流量计11与第一流量计9相连接，第一流量计9与进浆调节阀7相连接，第一流量计9控制进浆调节阀7的开度(根据第一流量计的数据控制);第一流量计9还与第二流量计10相连接，第二流量计10与溢流调节阀8相连接,第二流量计10控制溢流调节阀8的开度(根据第二流量计的数据控制)；第三流量计11显示出浆管6的流量。
[0029]本稳定打浆强度的中浓打浆进料方法，包括以下工艺:
[0030]根据纤维原料特性和所抄造纸张性能的要求，设定中浓盘磨机打浆过程所需要的打浆强度值RO (如取R0=42kWh/t)，再依据中浓盘磨机的额定功率WO (如可取W0=132kW)，计算、设定一个基于额定功率WO的通过中浓盘磨机的纸衆流量值QO (如可取=3.14t楽;/小时)，使 R0=W0/Q0 ；
[0031]通过中浓浆泵将浓度为9±1%的废纸浆美国废旧箱板纸浆经进浆管2输送到缓冲管3，在缓冲管3中纸浆的流速下降，纸浆的流量脉动有效减弱或消除后，进入中浓盘磨机5，经中浓盘磨机5处理的浆料从出浆管6输出；
[0032]进料过程中，流量控制系统通过进浆管2上的第一流量计9实时检测中浓浆泵输出的纸浆流量Qin，通过出浆管上的第三流量计11实时检测通过盘磨机的纸浆流量Qout，通过溢流管上的第二流量计10实时检测从溢流管中溢流出的纸浆流量Qy ；
[0033]通过流量控制系统控制进浆调节阀7和溢流调节阀8的开度，使进料过程中中浓浆泵输出的纸浆流量Qin为设定的通过盘磨机的纸浆流量QO的110?115%，从而使溢流管中始终有纸浆溢流出。
[0034]然后，流量控制系统根据中浓盘磨机的工作功率W和实时检测的通过盘磨机的纸浆流量Qout，计算实时打浆强度R=W/Qout，控制实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/RO为95?105%，当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0〈95%时，通过流量控制系统加大溢流阀门的开度，增加通过溢流管的纸浆流量Qy，从而减少通过盘磨机的纸浆流量Qout ;当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0>105%时，通过流量控制系统减小溢流阀门的开度，减少通过溢流管的纸衆流量Qy，从而增加通过盘磨机的纸衆流量Qout ;通过以上调节，最终使实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0为95?105%，达到稳定打浆强度的目的。
【权利要求】
1.稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于包括流量控制系统、进浆管、缓冲管和溢流管；所述缓冲管的进料端通过进浆管与中浓浆泵的出料口连接，出料端与中浓盘磨机的进料口连接；所述溢流管与缓冲管上的溢流口连接，缓冲管上的溢流口设置在靠近进料端的前1/3 - 1/2直管段的管壁上；所述中浓盘磨机的出料口与出浆管连接； 所述缓冲管的进料端为内径由小变大的扩张口，缓冲管的出料端为内径由大变小的收缩口，进料端的扩张口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°~45° ;出料端的收缩口的斜壁与缓冲管中心轴的夹角为15°~45° ; 所述的缓冲管的内径为进浆管内径的2.5~4倍，且缓冲管的内径为中浓盘磨机的进料口的内径的1.5~2.5倍，缓冲管的直管段轴向长度不小于3米； 所述流量控制系统包括流量计、进浆调节阀、溢流调节阀和可编程控制器；流量计包括 第一流量计、第二流量计和第三流量计；所述的进浆管上设置有用于调节中浓浆泵输出纸浆流量的进浆调节阀，所述溢流管上设置有用于调节纸浆溢流量的溢流调节阀；所述进浆管上设置有第一流量计，溢流管上设置有第二流量计，出浆管上设置有第三流量计，第一流量计、第二流量计和第三流量计都与可编程控制器连接；第三流量计与第一流量计相连接。
2.根据权利要求1所述的稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于:所述缓冲管上的溢流口设置在距离进料端端面1/3处的直管段的管壁上。
3.根据权利要求1所述的稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于:所述进浆管的内径为125mm，缓冲管的内径为400mm，中浓盘磨机的进料口的内径为200mm。
4.根据权利要求1所述的稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于:所述的进浆调节阀和溢流调节阀为手动调节阀或者为自动调节阀；进浆调节阀和溢流调节阀为自动调节阀时，进浆调节阀和溢流调节阀分别与可编程控制器连接。
5.根据权利要求1所述的稳定打浆强度的中浓打浆进料装置，其特征在于:所述的第一流量计与进衆调节阀相连接；第一流量计还与第二流量计相连接，第二流量计与溢流调节阀相连接。
6.应用权利要求1-5任一项所述装置的稳定打浆强度的中浓打浆进料方法，其特征在于包括以下工艺:根据纤维原料特性和所抄造纸张性能的要求，设定中浓盘磨机打浆过程所需要的打浆强度值R0，再依据中浓盘磨机的额定功率W0，确定基于额定功率WO的通过中浓盘磨机的纸浆流量值QO，使R0=W0/Q0 ； 通过中浓浆泵将纸浆经进浆管输送到缓冲管，在缓冲管中纸浆的流速下降，纸浆的流量脉动有效减弱或消除后，进入中浓盘磨机，经中浓盘磨机处理的浆料从出浆管输出； 进料过程中，流量控制系统通过进浆管上的流量计实时检测中浓浆泵输出的纸浆流量Qin，通过出浆管上的流量计实时检测通过盘磨机的纸浆流量Qout，通过溢流管上的流量计实时检测从溢流管中溢流出的纸浆流量Qy ;然后通过流量控制系统控制进浆阀门和溢流阀门的开度，使进料过程中中浓浆泵输出的纸浆流量Qin比盘磨机设定的纸浆流量QO大10%或以上,从而使溢流管中始终有纸衆溢流出； 流量控制系统根据中浓盘磨机的工作功率W和实时检测的通过盘磨机的纸浆流量Qout,计算实时打浆强度R=W/Qout，控制实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0为95~105%，当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0〈95%时，通过流量控制系统加大溢流阀门的开度，增加通过溢流管的纸衆流量Qy，减少通过盘磨机的纸衆流量Qout ;当实时打浆强度和设定的打浆强度的比值R/R0>105%时，通过流量控制系统减小溢流阀门的开度，减少通过溢流管的纸浆流量Qy，增加通过盘磨机的纸浆流量Qout ;最终使实时打浆强度和设定的打浆强 度的比值R/R0为95~105%。
【文档编号】D21D1/02GK103774482SQ201410035745
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】雷利荣, 李友明 申请人:华南理工大学