圆柱磨浆机

出处：按学科分类—工业技术中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第八分册纸料的准备》第112页（7533字）

1．圆柱磨浆机的功用

圆柱磨浆机的打浆作用主要是使纤维纵向分裂和帚化，而切断作用微小。它一般安置于造纸机之前作为纸料的精整设备较为适宜，但也可以在一定范围内扩大它的使用范围。只要小心操作或者结构上作一些改进，也可以把它安置于蒸煮、洗涤工段之后作为粗浆的打浆设备使用。

2．圆柱磨浆机的性能参数

(1)刀辊(转子)的线速度

式中 V——刀辊的线速度(m／s)

D——刀辊直径(m)

n——刀辊转速(r／min)

(2)磨浆面积

式中 F——磨浆面积(cm²)

i——定子刀的组数(通常为4组)

m₁——刀辊上的刀片数(飞刀数)

m₂——每组定子刀上的刀片数(底刀数)

S₁——飞刀厚度(cm)

S₂——底刀厚度(cm)

b——飞刀长度(通常等于刀辊宽度)(cm)

α——底刀对刀辊轴线的偏角(°)

D——刀辊直径(cm)

(3)切断能力(切断速度)

式中 Vs——切断能力(m／s)

i——定子刀的组数

m₁——刀辊上的飞刀数

m₂——每组定子刀上的底刀数

b——飞刀长度(通常等于刀辊宽度)(cm)

α——底刀对刀辊轴线的偏角(°)

n——刀辊转速(r／min)

(4)磨浆比压

(Pa)

式中 p—磨浆比压(Pa)

i——定子刀的组数

G——每组定子刀对刀辊圆柱面的正压力(通常各组定子刀对刀辊的正压力视为相同)(N)

F——磨浆面积(cm²)

(5)撕裂能力

式中 H——撕裂能力(cm³／s)

F——磨浆面积(cm)

V——刀辊线速度(cm／s)

i——定子刀的组数

m₁——刀辊上的飞刀数

m₂——每组定子上的底刀数

S1——飞刀厚度(cm)

S₂——底刀厚度(cm)

b——飞刀长度(通常等于刀辊宽度)(cm)

α——底刀对刀辊轴线的偏角(°)

n——刀辊转速(r／min)

(6)刀口系数

式中 v——刀口系数(cm^—2)

Vs——切断能力(cm／s)

H—撕裂能力(cm³／s)

S1——飞刀厚度(cm)

S₂—底刀厚度(cm)

(7)打浆系数

式中 μ——打浆系数〔1／(cm·s)〕

Vs——切断能力(cm／s)

F——磨浆面积(cm²)

D——刀辊直径(cm)

S₁—飞刀厚度(cm)

S₂——底刀厚度(cm)

n——刀辊转速(r／min)

3．圆柱磨浆机的刀片

圆柱磨浆机刀辊和底刀上的刀片有钢刀、天然石刀和砂轮刀等。刀的材质不同，使用寿命和磨浆效能也不相同。

(1)钢刀

钢刀片的厚度有6、8、10、12mm不等，可按需要选用。

根据生产工艺上的需要和材料的提供情况，可选用如下的钢刀：

①45号中碳钢。它的硬度低，不耐磨，通常是运行7天左左就得换刀，但取材方便。

②经热处理的45号中碳钢。即将做好的飞刀和底刀进行表面淬火，使飞刀硬度达到HRC50—55，底刀硬度达到HRC40—45。它较中碳钢耐磨，运行一个月左右才换刀。但它的加工工艺复杂，费用较高。

③废旧的打浆机刀片。即利用废旧的打浆机刀片做成一定规格的飞刀和底刀片，然后镶嵌在圆柱磨浆机的转子和定子上。这样可节约金属材料，刀片的耐磨性也较高。

④不锈钢刀。它的耐磨性和耐蚀性均较好，使用期在半年左右或半年以上(依材质及生产条件的不同而异)。这在材料来源充足、价格适宜的情况下可以采用。

(2)天然石刀

天然石刀的表面有许多气孔，且气孔的直径较大，单位面积上的气孔总周长和气孔总面积都较大。因此，这种材料对纤维的压溃、分丝、帚化的作用比较大而切断作用微弱，有利于在打浆时保留纤维的长度，对草类纤维和阔叶材纤维这些短纤维浆料的打浆有利。通常使用的天然石刀有玄武岩刀、小麻石刀等。天然石刀的产地不同，材质也有所差异。

(3)砂轮刀

砂轮刀与天然玄武岩石刀和小麻石石刀比较，孔隙率更高、耐磨性更好。它对纤维的帚化、分丝的能力很强，对草类浆的打浆尤为有利。

我国常用的天然玄武岩材质如表10—1—39所示。

表10—1—39

(4)材质的选用

选用圆柱磨浆机刀片材料时，首先根据工艺要求来定。需要对纤维切断作用强的，可选用钢刀，需要对纤维帚化，分丝作用大而切断作用微弱的，可选用石质刀。

表10—1—40为圆柱磨浆机使用钢刀与石质刀(天然玄武岩刀)效能的比较。

表10—1—40

在选用石质刀处理短纤维纸浆(草类浆、阔叶材浆)时，在有可能的情况下，先选用砂轮刀，其次选用天然石刀。在选用天然石刀时，要求帚化效果较好可先选用小麻石刀，其次选用玄武岩刀；要求石刀的耐磨性较高，则先选用玄武岩刀，其次选用小麻石刀。

石质刀的耐磨性与孔隙率比较见表10—1—41。

表10—1—41

4．圆柱磨浆机的类型与技术特征

我国自60年代开始使用圆柱磨浆机以来，结合生产实际，经革新和研制，已有多种型号。旧型号是：50型、100型和300型。产品经整顿后，圆柱磨浆机通用规格相应有：ZDY1、ZDY2和ZDY3三个型号。我国小纸厂中使用得最多的是50型(相当ZDY1型)，为了操作、维修方便，扩大使用范围，结构上已作了许多改进。

我国通用的圆柱磨浆机的主要技术特征如表10—1—42所示。

表10—1—42

5．圆柱磨浆机的图例

圆柱磨浆机的图例如图1G—1—68至10—1—73所示。

图10—1—68 ZDY1型(Φ280×210)圆柱磨浆机结构图

c—主视图 b—右视图

1—进口泵壳座 2—进浆叶轮 3—刀辊 4—出浆叶轮 5—出口泵壳座 6—定子刀

图10—1—69 ZDY1型(Φ280×210)圆柱磨浆机安装图

图10—1—70 ZDY2型(Φ400×300)圆柱磨浆机结构图

a—主视图 b—左视图

1—进口泵壳座 2—进浆叶轮 3—刀辊 4—出浆叶轮 5—出口泵壳座 c—定子刀

图10—1—71 ZDY2型(Φ400×300)圆柱磨浆机安装图

图10—1—72 ZDY3型(560×440)圆柱磨浆机结构图

a—主视图 b—左视图

1—进口泵壳座 2—进浆叶轮 3—刀辊 4—进浆叶轮 5—出浆泵壳座 6—定子刀

图10—1—73 ZDY3型(Φ560×440)圆柱磨浆机安装图

6．圆柱磨浆机磨浆压力调节装置

圆柱磨浆机通过磨浆压力调节装置调节刀辊与定子刀间浆层所承受的比压力(磨浆比压)，以满足预定的打浆工艺要求。

磨浆压力调节装置由两部分组成：定子刀盒(圆柱磨浆机本体的组成部分)和加压装置(安置于磨浆机本体之外)。

(1)圆柱磨浆机定子刀盒的结构形式

①膜片—活塞式定子刀盒(图11—1—74)；

图10—1—74 圆柱磨浆机膜片—活塞式定子刀盒

1—出浆口 2—放气阀① 3—密封橡胶圈 4—放气阀② 5—进刀加压管按头 6—膜片 7—缸体 8—活塞体 9—退刀加压管路接头 10—油毡 11—定子刀壳 12—定子刀 13—刀辊 14—主轴

②膜片式定子刀盒(图10—1—75)；

图10—1—75 圆柱磨浆机膜片式定子刀盒

1—出浆口 2—加压管路接头 3—压盖 4—膜片 5—定子刀盒 6—粘固层 7—定子刀 8—刀辊 9—主轴

③简单膜片式定子刀盒(图1G—1—76)。

图10—1—76 圆柱磨浆机简单膜片式定子刀盒

大型的圆柱磨浆机采用膜式—活塞式定子刀盒；小型的圆柱磨浆机多采用膜片式定子刀盒或简单膜片式定子刀盒。

图10—1—77为采用膜片式定子刀盒的ZDY1—50型圆柱磨浆机。这样的结构紧凑，制造和维护都比较方便。

图10—1—77 圆柱磨浆机压缩空气加压装置

1—空气压缩机气罐 2—空气压缩机 3—冷却器 4—油水分离器 5—操作台

(2)圆柱磨浆机加压装置的型式

①压缩空气加压装置(图10—1—78)：圆柱磨浆机采用压缩空气加压装置。配置方法可参照如下方案。

图10—1—78 固有膜片式定子刀盒的圆柱磨浆机(ZDY1—50型)

每两台ZDY1型(Φ280×210)圆柱磨浆机或每两台ZDY2型(Φ400×300)圆柱磨浆机可配用一台容量300L／min、压力980kPa(10kgf／cm²)的空气压缩机。多台使用时，则选用一台容量较大、压力980kPa(10kgf／cm²)的空气压缩机共用。

每两台ZDY3型(Φ560×400)圆柱磨浆机可配用一台容量460L／min、压力980kPa(10kgf／cm²)的空气压缩机。多台使用时，则选用一台容量较大、压力980kPa(10kgf／cm²)的空气压缩机共用。

②水压加压装置(图10—1—79)：来水通过水泵加压后送进缓冲罐5，通过调压阀(安全阀)4调整至适当的压力。水泵规格可按需要配用。例如，选用流量222L／min、扬程80m，口径30mm、转速1450r／min的水泵—台，便可供四台ZDY2型圆柱磨浆机加压用。需要操作压力较高时，则可选用高压水泵配入加压系统。

图10—1—79 圆柱磨浆机水压加压装置

1—阀门 2—水泵 3—加压管道 4—调压阀 5—缓冲罐 6—压力表 7—排水管道

③汽—水加压装置(图10—1—80)：圆柱磨浆机汽—水加压装置是利用纸厂中的蒸汽通入加压水缸(工作水缸)3而获得压力水的。使用这一装置时，先将工作水缸3充水，水位离缸顶约100cm，然后开启阀门1，让蒸汽经调压阀2而进入工作水缸3的顶部。在蒸汽压力的作用下，清水由工作水缸3的下部流入支管，由支管向上经阀门1而到达定子刀盒。通入定子刀盒的压力水的压力由压力表5示出。调节调压阀2，即可改变压力的大小。