敞开式流浆箱试验与设计DOC

中国造纸学会机构设备专业委员会二届一次大会论文

论文题目：敞开式流浆箱试验与设计

作者：林美婵孙朝阳柴伯贤

朱金林刘悦

孙信根江美嫒

单位：轻工业部杭州轻工机械设计研究所

本文执笔：林美婵

校阅：张展鹤马伯龙

一九九○年十月

敞开式流浆箱试验与设计

一、前言

造纸机流浆箱是造纸的关键设备，不同的纸机类型，不同的原料、不同的抄造工艺其流浆箱的型式、箱体尺寸及结构往往是不同的，没有一台流浆箱能适应所有的纸种及车速。在造纸技术先进的国家中，流浆箱的设计是建立在试验基础上的，而我国流浆箱设计长期以来大多数只停留在经验设计阶段，因此当生产中出现问题时，往往束手无策，难以分析原因。我所从事造纸机设计几十年，深感设计流浆箱必须有试验手段，因此从85年开始就着手筹建流浆箱试验室，配备较为完善的试验系统和测试手段。目前已初具试验能力并开始为流浆箱的设计服务。

今年，我所受黑龙江省加南造纸厂和上海轻机二厂的委托为门幅为1092mm纸袋纸机设计一台流浆箱，要求纸机的设计车速范围为120-200m/min，工作车速范围为150-180m/min，原料为东北落叶松未漂硫酸盐木浆、成浆叩解度23-25SR、纤维平均长度1.9-2mm，成纸定量80g/m2、上网浓度0.35%。用户要求提供流浆箱操作说明指导，以抄造匀度好、横幅定量差小，并达到各种物理性能的水泥袋纸。

为了满足用户的要求，我们决定采用试验与经验设计相结合的办法，并根据用户的工艺要求首先按经验资料提出了流浆箱的设计方案再通过模型试验以验证和修改方案；在试验的基础上由纸厂、制造厂和设计单位共同商议，最后确定正式设计方案。这种设计方法，大家

都感到满意。

二、方案设计与试验目的：

1、根据用户的要求和原料特性，初步确定选用平底敞开式匀浆辊流浆箱。针对袋纸原料纤维长、叩解度低、上网浓度低、流量大的特点，为使布浆均匀、稳定及悬浮体中的纤维分散良好、布浆顺采用单程方锥总管进浆、台阶扩散管束布浆。匀整区内备有二根开孔率不同的匀浆辊和高度尺寸不同隔板。唇口区喷咀采用敛唇式和结合式。

模似试验模型其截面尺寸与设计方案的尺寸基本相同，宽度取300mm左右。

2、模型的技术参数与结构

a. 主要技术参数

纸种：水泥袋纸

浆料：100%未漂硫酸盐木浆

成浆叩解度：23-25SR

上网浆料浓度：0.35%

纸机工作车速：150-180m/min

设计车速：120-200 m/min

成纸定量：80g/m2

b. 模型主要结构：

模型箱体材料全部采用有机玻璃，以便于观察各元件运转情况和流浆箱浆坑内悬浮体的流态。浆坑中部配有组合隔板，可根据不同试验要求交换隔板总高度，并可调节隔板与箱体低面之间的间隔、让浆

流从隔板底下通过，也可以从隔板上翻越，还可以将隔板全部拆掉。

箱体前墙有溢流口，并有阀门可调节溢流口开启度。

模型由三个主要部分组成：

a、布浆区

采用单程方锥总管进浆、台阶扩散管束布浆。

进浆总管配有回流、进浆量和回流量均由电磁流量计准确控制。

台阶扩散管束材质为有机玻璃，分三段直径分别为∮20mm、∮26mm、∮35mm总长度为280mm。

b. 匀整区

由两根直径相同、开孔率不同的匀浆辊组成，其中：喉辊∮159mm、辊面孔径∮20、开孔率33%，闸辊∮159mm、辊面孔径∮20、开孔率45%，匀浆辊转速17.22r/min。

c. 唇板区

喷浆口采用敛唇式和结合式两种，唇口开启度可调节，本次试验根据工艺计算分别采用22mm 和20mm。

图1为模型的简图。。

3．试验目的：

a．选择最佳的整

流元件组合。

图1

1、方锥管；

2、台阶扩散管束；

3、喉部匀浆辊（喉辊）；

4、后墙溢流口；

5、隔板；

6、前墙溢流口；

7、唇部匀浆辊（闸辊）；

8、唇板

b．观察各种流态、测定箱体内各部流速分布、确定最合适的箱体流道尺寸。

c．求出准确的车速与浆位高度关系；亦即验证测取喷浆口有关系数的值。

d．检查箱体各部有否挂浆。

三、试验内容和测试方法

1、试验流程

由于这次试验是用加南造纸厂提供的未漂硫酸盐木浆浆板，浆料洁净度较好，不必再经除砂和筛选，所以我们用较简单的流送过程，具体表示如下：

浆板打浆机成浆池1#、2# 送浆泵高位箱闸板阀

流进浆电磁流量计球阀流浆箱流浆箱体浆槽浆池

回流

（1#、2#）浆料回收

说明：

△本系统最大供浆量为200m3/h，本次试验所需最大供浆量为116m3/h。

△本系统高位箱液面至流浆箱喷口底面高度为5.5m，本次试验所需高度为5.3m。

△流浆箱进浆和锥管回流量均由电磁流量计准确控制，其读数

自动显示。

2、测试方法

浆料流速的测定是采用我所研制的纸浆流速测定仪。它由传感器和计算机组成。传感器为应变片式，所测得的信号放大后经计算机测量、数据处理和计算、显示和打印，要以直接读出测定点的瞬时流速（m/s）。

传感器按不同的实验条件选取，每个传感器均经我所标定装置精确标定。

3、试验方案

根据工艺要求、设计需要，通过选配不同的匀整元件定出四种试验方案。每一种方案均经三档车速（与之相应的三档水位）运行、观察流态、测定有关部位的流速分布，经分析比较后选取其中一种为最终产品设计依据。

匀整元件组合的四种方案

Ⅰ、台阶扩散管束+∮159喉辊+∮159闸辊

Ⅱ、台阶扩散管束+∮159喉辊+隔板+∮159闸辊

Ⅲ、台阶扩散管束+隔板+∮159闸辊

Ⅳ、台阶扩散管束+∮159闸辊

当试验选定其中较为理想的一组时，再试验组合唇板效果。

试验时三档运行车速的选定是针对工艺要求的工作车速选取的数值，分别为括号所示：流浆箱浆坑浆位高（mm）（626），（508），