一种双锥形高浓磨浆机

摘要

本发明涉及一种双锥形高浓磨浆机，包括机架、主轴、磨室座、磨室中部及磨室盖，在机架上水平固装轴承座，磨室盖、磨室中部和磨室座同轴构成并且在其内构成封闭的磨室，在磨室中部内同轴的主轴上固装一双锥形定子，在双锥形定子内间隙安装一双锥形转子，双锥形转子和双锥形定子形成三个磨浆机区，两个镜像对称的锥形磨浆机区和一个中间连接的圆柱形磨浆区。借助于机械臂和铰链，以磨室座为基础可以将磨室盖、磨室中部径向打开，便于磨室检修和磨片更换。在有效磨浆面积相同的情况下，本发明的双锥形高浓磨浆机比单盘高浓磨、三盘高浓磨空载功耗明显降低；当轴向长度相同时，双锥形高浓磨浆机转子比单锥形高浓磨浆机径向尺寸小，空载功耗小。

说明书

技术领域

本发明属于造纸领域，涉及制浆造纸机械设备，尤其是一种双锥形高浓磨浆机。

背景技术

高浓磨浆由于用水量少，得率高，能耗较低，在制浆工艺中得到广泛应用。目前，常用 的磨浆机械按照其转子(转盘)的形状可分为圆盘形、圆锥形(实际是没有顶角的锥台形) 和圆柱形磨浆机。圆盘磨浆机(又称盘磨机)主要分为单盘磨机、双盘磨机和三盘磨机，圆 锥磨浆机分为单锥磨浆机和三锥磨浆机，锥度有小锥度(锥角≤40°)和大锥度(锥角＞40 °)两类。由于盘磨机和锥形磨浆机具有低速端进料、高速端出料和磨片间隙容易调整的共 同特点，所以使用较为广泛。目前，高浓磨浆机大多是单盘磨机和锥形磨浆机，单盘磨机轴 向尺寸小，采用对开结构容易检修和更换磨片，使用最为广泛，但单盘磨机轴向力大，能耗 较高；锥形磨浆机由于多采用小锥角设计，虽然磨浆能耗较小，但轴向力大，维修拆卸比较 费事。

研究表明：不同类型磨浆机有效磨浆面积和转速相等时，磨浆效率相等。在有效磨浆面 积相等时，锥形磨浆机转子尺寸最小。磨浆机转子尺寸减小，可以减小转子的质量和转动惯 量，意味着减少磨浆机的空载功耗，可以明显减少磨浆能耗，这一点已经在生产中得到证实。 在保证磨浆质量和效率的前提下，减少磨浆机能耗，一直是制浆造纸行业不懈追求的目标。

此外，经过分析，有些新型锥形高浓磨浆机发明存在着一些问题，如带双螺旋进料的双 锥形高浓磨(US5383608，1995-06-24)由于采用通轴式，双螺旋推进器进料，结构复杂，维修 不方便；又如高浓三锥双流式磨浆机(ZL200820029691.8，2009-6-24)三锥体方向相同，轴向 力很大，且安装维修不方便。由于这些原因，这些发明的应用受到制约。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种双锥形高浓磨浆机，该磨浆机利用 锥形磨浆机能耗低的优势，通过结构对称尽可能减少轴向力，并采用径向对开结构使磨室便 于打开，改善其维修性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双锥形高浓磨浆机，包括机架、主轴、磨室座、磨室中部及磨室盖，在机架上水平 固装轴承座，在该轴承座内同轴安装主轴，主轴的后端通过联轴器与主电动机联接；磨室盖、 磨室中部和磨室座同轴构成并且在其内构成封闭的磨室，在磨室中部上端连通设置有进料管， 该进料管与进料系统连接，在磨室盖及磨室座的下部均连通设置有左出浆管和右出浆管；在 磨室中部内同轴的主轴上固装一双锥形定子，该双锥形定子由左锥形定子、定子连接环和右 锥形定子三部分组成，在双锥形定子内间隙安装一双锥形转子，该双锥形转子由镜像对称的 左锥形转子、右锥形转子和转子连接盘构成；双锥形转子和双锥形定子形成三个磨浆机区， 两个镜像对称的锥形磨浆机区和一个中间连接的圆柱形磨浆区。

而且，所述双锥形转子采用大锥度小高度锥形结构设计，双锥形转子的两个圆锥台的锥 角为80°～100°，圆锥台的高度为大端直径的20％～30％，圆柱体连接段的宽度小于或等于进 料管内径，在双锥形转子的两侧端中轴部位分别安装有锥帽和右拨盘。

而且，所述磨室盖、磨室中部以磨室座为基础径向打开，其具体结构为：在磨室座的一 侧边固装一磨室盖拆装的机械臂，该机械臂通过铰轴与磨室座相连接，在磨室座的另一侧边 固装一磨室中部铰链，该铰链通过铰轴与磨室座相连接；

而且，所述双锥形转子和双锥形定子的每个磨浆区均安装有由耐磨材料制成的磨片，该 磨片分别为左转子磨片、左定子磨片、右定子磨片、右转子磨片、圆柱转子磨片和圆柱定子 磨片；左转子磨片与右转子磨片形状、尺寸参数相同，左定子磨片与右定子磨片形状、尺寸 参数相同，圆柱转子磨片和圆柱定子磨片均为沿转子轴向的直齿纹，其齿纹倾角为零。

而且，在左锥形转子、转子连接盘和右锥形转子之间设置了左转子调整垫和右转子调整 垫，两侧转子调整垫的形状、厚度尺寸均相同。

而且，在磨室座及磨室盖上分别固装有磨室座衬环和磨室盖衬环，为了便于磨室中部与 磨室座、磨室盖与磨室中部的安装，在结合面均设置了磨室右止口和磨室左止口，磨室止口 是一段凸出或下凹的圆柱面，两安装件的止口具有配合表面的关系。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明中，由于双锥形转子由两个尺寸、齿纹完全相同、面对面组合而成，中间连接 的圆柱面转子、定子不产生轴向力，加上进料管处于双锥形转子的中部，所以，作用在转子 上的轴向力在理论上相互抵消，主轴上的轴向力平衡，轴承和机座的布置可以不考虑轴向力 的作用，这样可以简化双锥形磨浆机设计和安装固定方式。

2、本发明径向对开结构的磨室便于磨损磨片的更换和检修；而且，为了实现磨室的径向 对开，采用悬臂式主轴结构及大锥度小高度的圆锥台转子设计、采用两次径向对开实现了锥 形转子、锥形定子的全部敞开。

3、本发明的锥形磨片间隙可以调整，打开磨室盖之后，卸下左锥形转子和中间连接圆盘， 更换厚度不同的转子调整垫可实现磨片间隙调整，这种磨片间隙调整方式虽然比较麻烦，但 是调整效果是可以保证的；考虑到转子中间连接圆盘部分主要承担破碎功能，故没有考虑其 圆柱形磨片间隙的调整问题。

4、本发明空载功耗小，可有效降低磨浆机能耗，在相同有效磨浆面积情况下，本发明的 双锥形高浓磨浆机比单盘高浓磨、三盘高浓磨空载功耗明显降低；当轴向长度相同时，双锥 形高浓磨浆机转子比单锥形高浓磨浆机径向尺寸小，质量轻，空载功耗小。

附图说明

图1是本发明的中轴截面剖视图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是图1的结构放大示意图；

图5是本发明磨室的二次径向打开过程示意组图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例做进一步详述；本实施例是描述性的，不是限定性的， 不能由此限定本发明的保护范围。

一种双锥形高浓磨浆机，包括机架18、主轴13、磨室座9、磨室中部5及磨室盖1，在 机架上水平固装由轴承座上盖14和轴承座下座17组成的轴承座，在该轴承座内同轴通过前 轴承组12和后轴承组15安装主轴(如图1)，前、后轴承组均采用圆柱滚子轴承，该轴承允 许主轴受到轴向载荷作用时沿轴向左右移动；主轴的前端通过密封带10同轴密封安装磨室 座，密封带的作用是防止浆料从磨室座与主轴连接处泄漏，也可以阻止前轴承组的润滑油泄 漏；在轴承座与磨室座之间固装一磨室斜支撑11，该磨室斜支撑的作用是增加磨室座安装的 稳定性；主轴的后端通过联轴器16与主电动机联接。磨室盖通过螺栓组3与磨室中部连接， 磨室中部通过螺栓组(没有标号)与磨室座连接。磨室盖、磨室中部和磨室座同轴构成并且 在其内构成封闭的磨室，在磨室中部5上端连通设置有进料管7，该进料管与进料系统连接， 在磨室盖及磨室座的下部均连通设置有左出浆管20和右出浆管26；在磨室中部内的主轴上 同轴通过螺栓固装一双锥形定子，该双锥形定子由左锥形定子4、定子连接环23和右锥形定 子8三部分组成，在双锥形定子内间隙安装一双锥形转子，该双锥形转子由镜像对称的左锥 形转子25、右锥形转子22和转子连接盘24构成，双锥形转子采用大锥度小高度锥形结构设 计，两个锥形转子的圆锥台面对面组合(即小直径端相对)，双锥形转子的两个圆锥台的锥角 为80°～100°，圆锥台的高度为大端直径的20％～30％，圆柱体连接盘的宽度略小于或等于进 料管内径，在双锥形转子的两侧端中轴部位分别安装有锥帽2和右拨盘19，其目的是通过其 上的凸缘将浆料散开，防止在磨室中部低速区停留。在磨室中部的下底部位安装有一磨室支 撑垫21，该磨室支撑垫的作用是承受磨室中部的重量，当磨室需要打开时，可以从侧面移开 磨室支撑垫(移开的状态见图5)。

本实施例中，所述磨室盖、磨室中部以磨室座为基础径向打开，其具体结构为：如图2 所示，在磨室座的一侧边固装一磨室盖拆装的机械臂27，该机械臂通过铰轴28等与磨室座 相连接，其作用是辅助磨室盖的打开和安装；在磨室座的另一侧边固装一磨室中部铰链29， 该铰链通过铰轴30与磨室座相连接；进料系统由进料螺旋6、进料斗32、进料系统支架33、 进料电机34和进料传动件35等组成，进料管和其内同轴安装的进料螺旋安装在磨室中部的 右侧，以不妨碍磨室中部铰链活动为宜(也可以安装在左侧)；进料支架滚轮36是为了方便 进料系统移动，当需要打开磨室中部(第二次打开)时，卸下螺栓组31，推动进料系统整体 向右滑移，可腾开磨室中部的旋转位置。

如图3所示，磨室盖拆装机械臂有两个铰轴28a、28b，两个铰轴及其支板27a、27c和连 杆27b可保证磨室盖和磨室座连接在一起；磨室中部铰链由支板29a、29b和铰轴组成。

如图4所示，双锥形转子和双锥形定子形成三个磨浆机区，即两个镜像对称的锥形磨浆 机区和一个中间连接的圆柱形磨浆区。在双锥形转子和双锥形定子每个磨区均有耐磨材料制 成的磨片，分别为左转子磨片37、左定子磨片38、圆柱转子磨片40、圆柱定子磨片41、右 定子磨片43、右转子磨片44，这些磨片分别用沉头螺钉固定在转子或者定子上。由于结构的 对称性，左转子磨片与右转子磨片形状、尺寸参数相同，左定子磨片与右定子磨片形状、尺 寸参数相同，圆柱转子磨片和圆柱定子磨片主要起破碎作用，均为沿转子轴向的直齿纹，其 齿纹倾角为零。为了调整磨片间隙，在左锥形转子、转子连接盘和右锥形转子之间设置了左 转子调整垫39和右转子调整垫42，两侧转子调整垫的形状、厚度尺寸均相同。

为了支撑双锥形定子，并防止其在磨浆过程中发生偏移，在磨室座及磨室盖上分别固装 有磨室座衬环45和磨室盖衬环48。此外，为了便于磨室中部与磨室座、磨室盖与磨室中部 的安装，在结合面均设置了磨室右止口46和磨室左止口47，磨室止口是一段凸出(或下凹) 的圆柱面，两安装件的止口具有配合表面的关系，其作用是便于在装配时对正，保证磨室中 部、磨室盖与磨室座的同轴。

本实施例设计了一组不同厚度的转子调整垫，当磨片使用一段时间发生磨损时，减小两 个转子调整垫的厚度即可以缩小转子两锥面之间的轴向距离，达到缩小磨片间隙的目的。由 于圆柱形磨区主要起破碎作用，故没有考虑该磨区的间隙调整问题。

本实施例的图5是本发明实施例磨室的二次径向打开过程示意组图。

磨室打开过程是，第一次径向打开磨室盖(如图5(a1、b1))，拆卸锥帽、左锥形转子和 转子连接盘，可以更换左、右转子调整垫，实现双锥形磨区磨片间隙调整。考虑到具体操作 的方便性，不拆卸转子连接盘，只更换左转子调整垫，也可以达到调整双锥形磨区磨片间隙 的目的。如需要更换磨损的磨片，需要继续移开进料螺旋(拆卸螺栓组，将整个进料系统右 移(如图2所示))和磨室支撑垫(如图5(a2、b2))；则可以第二次径向打开磨室中部(如图 5(a3、b3))。此时，双锥形转子和双锥形定子的所有区域全都敞开，便于更换和检修所有的磨 片。

本实施例的工作原理是：

高浓浆料在进料螺旋的作用下从磨室中部的进料管进入转子和定子组成的磨浆区中部， 先在圆柱形磨浆区经过破碎，然后在压力作用下分别进入两侧锥形磨浆区进行粗磨和精磨， 从锥形磨浆区大端甩出后，在重力作用下从两侧出浆管流出磨室。

本实施例的磨室内分别设置有三个磨浆区段，即两个镜像对称的圆锥形磨浆区段和中间 连接的圆柱形磨浆区段，这种设计可使转子和定子的轴向力相互抵消；圆柱形磨浆区段齿纹 的作用主要起破碎作用，两侧圆锥形磨浆区段的齿纹主要起粗磨和精磨作用。

本实施例的磨片可采用整体式锥形定子、转子磨片和圆柱形定子、转子磨片，磨片用沉 头螺钉紧固在定子座或转子座上，当双锥形高浓磨浆机直径较大时，为了便于制造加工可将 整体式定子、转子磨片分为尺寸相同、表面齿纹相同的扇形或者矩形磨片。

本发明磨片间隙的调整方式：

双锥形转子设计成分离式，即两端锥台和圆柱面均可以分离开，在其结合表面安装有两 个厚度相同的环形转子调整垫，当双锥形定子的轴向相对距离固定时，改变转子调整垫的厚 度，可以改变两锥形转子和锥形定子之间的磨片间隙。此外，转子主轴前、后两轴承组均采 用圆柱滚子轴承，当两锥形转子和定子之间磨片间隙有差别时，产生的轴向力使双锥形转子 沿轴向左右移动，可自动调整使两侧磨片间隙相等。因此，考虑到双锥形转子和主轴可以轴 向自由移动和具体操作的方便性，只更换左侧的环形转子调整垫，也可以达到调整两侧锥形 转子和定子磨片间隙的目的。