流浆箱简介
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流浆箱是造纸机上纸浆上网的装置。
它与纸机前的纸浆流送系统相衔接,并通过其中的布浆装置、整流原件(如匀浆辊)、堰板喷嘴、堰池等部件的作用,均匀一致,稳定的延造纸机横幅全款流送上网,为在造纸机网部纸页的成形创造良好的前期条件。
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因此,纸浆上网对流浆箱提出如下要求:
1)沿着纸机的横幅全款均匀的分布纸浆
2)有效的分散纤维,防止絮聚。
3)按照工艺压要求,保证浆速与网速相适应的协调关系,并且要便于控制和调节
4)歌流道要平滑,避免在流送过程中,纸浆可能发生的挂浆现象,并且便于清洗
5)在结构上,应有足够的刚度,并在充分满足工艺要求的情况下,尽量做到结构简单、制作容易、操作维修方便
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流浆箱由布浆器(纸浆的分布装置)、堰池(纸浆的整流装置)和堰板(上网装置)等三个主要部分组成。
布浆器把从一根浆管送来的纸浆均匀稳定的步到流浆箱全横幅方向上,匀整元件把浆流中可能有的流态缺陷和分散不匀的纤维进行匀整,使之成为适当湍东状态的均匀浆流。
箱体是各元件的支承与组合体,也发挥溢流、除沫作用。
上网装置最后加速浆流使其达到上网要求的速度,并控制上网浆速的截面面积及控制浆束在网上的落浆点。
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1、布浆器
布浆器一般由总管和分布元件所组成
布浆器的布浆有两层含义,其一是展开浆流;其二是匀布浆流。
据此可以理解布浆器的作用是将上网纸浆沿网全宽均匀的分布至流浆箱的堰池中。
布浆器有扩展流道布浆器、多重对分布浆器、多支管布浆器、错流布浆器和锥管布浆器,但前四种已经基本淘汰,现在通用的就是锥管布浆器。
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2、堰池和匀整装置
流浆箱的堰池是指流浆箱箱体及其在其中形成的由布浆器到上浆装置之间的浆流通道。
这是上浆后,上浆前浆流被匀整、混合、稳定流态的流道。
堰池的作用是根据造纸机车速的要求,提供与网速相适应的静压头,并借助安置在其中的匀整元件(如隔板、匀浆辊、孔板、阶梯扩散器、管束、导流片等)对纸浆进行匀整并产生适当的湍动,以分散纸浆中的纤维絮聚物,稳定浆流,保证上网纸浆均匀分布。
堰池流道内浆流的深度应保持不变,避免浆流不稳定或产生二次流动。
为了更好地稳定浆位,排除泡沫,堰池内常设有溢流装置,溢流浆一般送到网下白水池。
为了消除泡沫盒清洗箱壁,堰池内都装有喷水管。
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匀整装置是配置在流浆箱本体中的主要部件。
它的作用是把来自布浆器的浆流中的缺陷尽可能的消除,是不均匀的流速分布得到匀布,使动能过大,流速过高的流股得到抑制,消除或抑制尺度过大的湍流和涡流,产生有利于防止纤维絮聚和促进纤维絮聚团束解散的高强微湍动流型,消除送往上浆装置去的浆流中的横流等。
下面是各种匀整装置。
排栅是沿着造纸机横向排成一排,竖立在浆流中的立柱,花瓣形或水滴形的排栅还制成为可以在原位置上转动的,以便调节流过它的浆流的流速和方向。
浆流通过孔辊的流动可近似的看做通过两个孔板的流动,浆流在通过孔辊时首先是向辊中心流入,然后再由中心沿半径方向流动,浆流通过孔辊后,在两孔之间形成了强烈的小漩涡,使浆流处于微湍流状态,从而使浆流中的纤维分散,避免了纤维的絮聚。
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飘片,浆流通过狭小的收敛流道,会受到强烈的流体剪力的作用,可以得到均匀分散的纤维悬浮液。
管束的匀整机理是使浆流通过较小的管径和较大的管壁摩擦面积、较长的摩擦时间而产生小尺度的湍动和较大的摩阻来起匀整浆流的作用。
而且,由于浆流被分为细小而平行的小股流,就消除了浆流中的错流、偏流、横流和大涡流。
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3、上浆装置(堰板)
上浆装置主要作用是把在流送部分经过匀整的浆流,按照造纸机的纸幅成形所需的流速和方向,并在正确的位置上,均匀而稳定的喷步到成型网面上,以期获得良好组织的纸幅。
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流浆箱比较常用的有敞开式、气垫式和水力式,此外还有水力气垫结合式、多层型和稀释型水力式
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1、敞开式流浆箱
早期比较常用,现在在一些低速纸机上还有应用敞开式流浆箱箱体上部没有密封,直接面对大气,所以上网浆速由流浆箱箱体内纸浆的液位高度(也可以认为是对界大气的相对压差)决定。
箱体内部通常通过溢流槽把浆料上面的气泡和浮浆等杂质排掉,并能对箱体内的液位有一定的调节作用。
2、气垫式流浆箱
流浆箱的发展和改进的最大动力是纸机车速的提高和对质量要求的提高。
敞开式流浆箱只能应用于低速纸机。
当车速提高时(>250m/min),一般就不能采用敞开式流浆箱,因为要达到适应车速的上网浆速就必须提高液位,导致增加设备高度,这样流浆箱的质量和尺寸都很大,结构不合理。
所以采用气垫式流浆箱或其他类型的设备成为必然和必需。
气垫式流浆箱可以看作是一个密闭的箱体,液面通常维持在一个合适高度,当车速变化时通过改变密闭箱体内浆料上方的气垫压力来满足很大范围内的车速变化要求。
第一个流浆箱的原理是:气垫压力由空气压缩机或鼓风机提供,小孔的中心位置与需要保的液位高度一致,小孔外接管道排放气和浆,稳定时小孔一半被浆料堵住用来排浆,另外一半排气,当进浆量改变导致液位改变时,会引起排气小孔的实际开VI面积的变化,使箱体内的气垫压力相应改变,可以保持流浆箱内的浆位高度基本不变,此时需要控制的只是流浆箱的总压力,这可以通过改变进浆量来控制。
另外一种常见气垫式流浆箱的结构为上面图2中的第二个。
这时流浆箱的排气孔在液位上面,液位维持在比溢流槽的高度稍高的位置。
手动调节排气孔阀门的开度,风机的进气量和冲浆泵的进浆量都是可调的,需要调节和控制的参数是总压
和浆位。
3、水力式流浆箱
水力式流浆箱很少采用匀浆辊,并且多用于夹网成形器,现在在长网纸机上也有应用。
其特点是:(1)采用水力布浆整流元件;(2)利用狭长流道产生微细湍流;
(3)一般采用稀释水浓度控制;(4)配置机外脉冲衰减器;(5)适用性增加和功能增多等。
目前在我国应用还比较少。
由于水力式流浆箱消除了“自由表面”,允许在更高流速下应用使浆流均一并产生湍动的固定元件,有利于改善抗絮聚问题,并且使喷出浆流更为稳定。
所以采用水力式流浆箱必将是将来纸机发展的趋势,适用于更高车速和生产更优质的产品等。