槽式打浆机
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68页（9700字）
大约于1690年，在荷兰发明了打浆机，后来人们把它称之为荷兰打浆机(Ho1lander)。原始的打浆机，通过不断地革新，已出现了不同型式的打浆机。虽然打浆机与其他打浆设备比较，有间歇操作、占地面积大、动力消耗大、生产效率低等缺点，但由于它能处理各种不同性质的浆料，尤其是棉、麻、破布等长纤维浆料，并通过操作条件的改变，可获得不同要求的纸料，适应范围广和灵活性大。它适宜在造纸原料和纸张品种多变的纸厂中使用。
打浆机的工艺适应性强这一特点使它一直保留到今天，在现今国外的纸厂中的某些情况下仍有所采用，在国内的纸厂中也仍有使用，因此，它还有一定的生命力。
1．打浆机的性能参数
(1)飞刀辊(打浆辊)线速度
式中 v——飞刀辊线速度(1n／s)飞
D——飞刀辊直径(m)
n——飞刀辊转速(r／min)
一般，v=7～12m／s。
(2)打浆面积(飞刀与底刀的有效接触面积)
式中 F——打浆面积(cm2)
k——接触率
m1——飞刀数
S1——飞刀厚度(cm)
b——飞刀长度(cm)
D——飞刀辊直径(cm)
m2——底刀数
S2——底刀厚度(cm)
α——底刀排列方向与飞刀辊轴线所成的夹角
(3)切断能力(切断速度)
它表示打浆机飞刀对底刀每秒钟切断纤维的刀口长度，即切断纤维的能力，或称切断速度。
式中 vs——切断能力(m／s)
m1——飞刀数
m2—底刀数
b——飞刀长度(cm)
α——底刀排列方向与飞刀辊轴线所成的夹角
n——飞刀辊转速(r／min)
(4)打浆比压
式中 p——打浆比压(飞刀辊作用于飞刀与底刀之间的浆层单位面积上的力)(Pa或kgf／cm2)；
Q——飞刀辊作用于底刀上的有效重力(N或kgf)
F——打浆面积(cm2)
通常，p≈100～2000kPa(1～20kgf／cm2)。打游离浆，选较大值；打粘状浆，选较小值。
(5)撕裂能力
它表示打浆机打粘状浆的能力。
H=FV
式中 H——撕裂能力(cm3／s)
F——打浆面积(cm2)
V——飞刀辊线速度(cm／s)
(6)刀口系数
它表示打浆机打游离浆、半粘状浆、粘状浆或者特别粘状浆的能力。
式中 γ——刀口系数(cm—2)
vs——切断能力(cm／s)
S1——飞刀厚度(cm)
S2——底刀厚度(cm)
H——撕裂能力(cm3／s)
通常，γ值为5时，打游离浆；
γ值为2．5时，打半粘状浆；
γ值为2时，打粘状浆；
γ值≤1时，打特别粘状浆。
(7)打浆系数
式中 μ——打浆系数〔1／(cm·s)
vs——切断能力(cm／s)
F——打浆面积(cm2)
打浆系数表示打浆机打游离浆或粘状浆的特性。u值增大，可提高打游离浆的能力；μ值减少，则提高打粘状浆的能力。
(8)打浆效率
打浆时的有效功率消耗与总功率消耗的比值称之为打浆效率。
式中 N0——打浆的有效功率(kw)
N—打浆的总功率(kw) 通常，η＜50%
以上这些性能参数，可根据需要进行选用。
2．打浆机的刀辊、底刀和浆槽
(1)刀辊
①刀辊结构型式：刀辊的结构有铁鼓式、铁盘式和石刀辊三种。其中，铁盘式使用较为普遍；石刀辊适用于打高粘状的纸料。
②刀辊直径大小：一般为1000～1800mm。我国通用的槽式打浆机的刀辊直径是：Φ1000，Φ1350，Φ1400和Φ1500mm四种。
③刀辊宽度：刀辊宽度一般为刀辊直径的1～1．2倍。打游离浆时，刀辊宽度可窄些，大约等于刀辊的直径；打粘状浆时，刀辊宽度可宽些，为刀辊直径的1．1～1．25倍左右。
我国通用的半浆机的宽径比为0．71和0．93两种；成浆机的宽径比为1和1．25两种。
④刀槽的宽度：用于疏解或混合作用时，刀槽宽度为50～60mm；用于切断或分裂纤维为主时，刀槽宽度为30～40mm。
⑤刀槽的深度：一般等于刀槽的宽度；当刀槽的宽度较大时，则刀槽的深度可浅些。
⑥飞刀片厚度
打极游离浆时，飞刀厚度1～3mm；
打游离浆时，飞刀厚度6～7mm；
打中等粘状浆时，飞刀厚度为8mm；
打粘状浆时，飞刀厚度用9～10mm；
打特别粘状浆时，飞刀厚度11～15mm。
⑦飞刀的材质：飞刀材料一般采用高碳钢。为克服飞刀生锈而沾污浆料的缺点，以及提高刀片的使用期，需采用高锰钢或不锈钢飞刀。在处理不允许铁质混入纸料的高级纸(如照相原纸、钞票纸等)时，需采用磷青铜、铝青铜之类的飞刀。处理高粘状纸料(如电容器纸、描图纸等)，通常需采用玄武岩石刀。
⑧刀辊的线速度：刀辊的线速度一般为7～12m／s。半浆机取较低值，成浆机取较高值。
(2)底刀
①底刀的结构型式：刀片数为15以下的，常用单组底刀；底刀数为15～20片以上的，则常采用2～3组的多组底刀。一般，半浆机采用单组底刀，成浆机采用多组底刀。多组底刀对于飞刀辊的包角以58°～60°为宜，一般不超过70°。
②底刀的刀纹布置：底刀刀纹布置有人字形、倾斜形和波纹形等排列形式，但通常采用制造方便的倾斜形。倾斜角度一般为3°～7°．
③底刀的材质：通常，底刀取与飞刀相同的材料。玄武岩底刀用整块岩石凿打而成，刀纹直接刻在石块上，安装时直接放入底刀盒内。
④底刀片的尺寸：底刀厚度一般取飞刀片厚度的
～
，通常小于飞刀片厚度2～3mm左右。
打游离浆，底刀厚度为3～4mm；
打粘状浆，底刀厚度为6～7mm；
打高粘状浆，底刀厚度为8～12mm；
玄武岩底刀刀纹厚度一般为5～35mm。
(3)浆槽
①浆槽的结构材料：浆槽一般采用钢筋混凝土结构，内壁磨光或衬以瓷砖。
②浆槽的长宽比：浆槽全长与全宽的比值一般为1．5～1．8。比值小，浆料循环较快。老式浆槽的长度比有的达2．5。
③浆槽隔墙两侧浆沟宽度的比例：安装飞刀辊的浆沟较宽，称为宽沟；另一侧的浆沟，提供浆料循环，称为窄沟。宽沟与窄沟的比值—般为1∶0．7。为提高浆料的循环速度，其比值可增至1∶0．6。
④浆槽壁厚度：根据土建施工的需要以及保证有良好的防水性，浆槽壁总厚度应取120mm(中间钢筋基础壁80mm，内部防水层及衬瓷砖层30mm，外部抹灰10mm)或120mm以上。
⑤隔墙厚度：取100mm。
⑥隔墙端部圆弧过渡的半径，取150mm。
⑦浆槽底部的倾斜度，一般取7～8%。
⑧山形部尺寸(图10—1—41)：山形顶端至刀辊水平中心线的垂直距离H，一般为100～250mm。半浆机取低值，成浆机取较高值。
图10—1—41 打浆机浆槽山形部尺寸
山形顶端宽度α，一般小于20mm。
山顶与飞刀辊边缘的水平距离S，一般取如下数值：
小型打浆机为100～110mm；
中型打浆机为150～170mm；
大型打浆机不超过250mm。
⑨浆槽的长度：浆槽容量的规格为3～12m3，则浆槽长度一般为飞刀辊直径的3．5～4．5倍。
⑩浆槽前墙高度，一般为飞刀辊直径的0．6～0．7倍。
⑾浆槽后墙高度，一般等于飞刀辊直径，或者再加高50～100mm。
3．打浆机动力消耗的计算
(1)打浆机动力消耗的实用计算法
①打浆机有效功率消耗的计算
式中 N1——打浆时有效功率(kw)
p——打浆比压(kgf／cm2)
F——打浆面积(cm2)
v——飞刀辊线速度(m／s)
μ——飞刀与底刀间的浆料摩擦阻力系数，也称打浆系数。在比压0．686～0．882MPa(7～9kgf／cm2)时各种浆料的μ值如表10—1—28所示。
表10—1—28
②打浆机总功率消耗的计算：在老式打浆机中，无效功率占总功率的70～80%；在新式打浆机中，无效功率占总功率的50～60%。所以，打浆机总功率为
或
(2)打浆机无效功率消耗的分项计算法
①飞刀辊转动使浆料速度提高所消耗的功率
式中 N2—飞刀辊转动使浆料速度提高所消耗的功率(kw)
q——单位时间浆料循环量(kg／s)
g——重力加速度(9．81m／s2)
v2——飞刀辊线速度(m／s)
v1——浆料循环速度(m／s)
②飞刀辊转动时与浆槽内浆料摩擦所消耗的功率
式中 N3——飞刀辊转动时与浆槽内浆料摩擦消耗的功率(kw)
R——飞刀表面与浆料的摩擦力(kgf)
ν——飞刀辊的线速度(m／s)
K——系数，钢刀K=0．153
青铜刀K=0．143
玄武岩刀K=0．415
F——浸没在浆料中除了与底刀构成打浆区之外的飞刀片面积(m2)
m——指数，钢刀m=1．86～2．00
青铜刀m=1．85
玄武岩刀m=1．90～2．05
③飞刀辊转动时与空气摩擦所消耗的功率
式中 N4——飞刀辊转动时与空气摩擦消耗的功率(kw)
R1——飞刀表面与浆料的摩擦力(kgf)
v—飞刀辊的线速度(m／s)
K1——系数，K1=0．07～0．08(刀的表面粗糙时取高值)
F1——未被浆料浸没的飞刀片面积(m2)
④飞刀辊转动时转轴与轴承摩擦所消耗的功率
式中 N5——飞刀辊转动时转轴与轴承摩擦消耗的功率(kW)
μ0——轴承摩擦系数
滑动轴承：μ0=0．05～0．1
滚动轴承：μ0=0．005～0．01
P——由飞刀辊重量及皮带张力对轴承产生的压力(kgf)
va——轴颈的线速度(m／s)
因此，打浆机的无效功率应为
4．打浆机的类型与技术特征
我国生产中使用的打浆机有荷兰式(图10—1—42)、改良荷兰式、伏特式(图10—1—43)、华格纳式、EW式、PMB式等。
图10—1—42 荷兰式打浆机
图10—1—43 伏特式打浆机
我国打浆机产品经整顿后的通用型号有：ZDC1、ZDC2、ZDC3、ZDC4等四种。
通用型号打浆机的技术特征见表10—1—29。
表10—1—29
伏特式打浆机的技术特征见表10—1—30。
表10—1—30
*用玄武岩刀时，需用功率约大25～30%。
PMB式打浆机的主要技术特征见表10—1—31。
表10—1—31
5．打浆机的图例
打浆机的图例如图10—1—44至图10—1—51所示。
图10—1—44 3m3槽式打浆机(左手机)外形尺寸图
a—主视图 b—俯视图 c—左视图
图10—1—45 3m3槽式打浆机(左手机)安装基础图
图10—1—46 4．5m3槽式打浆机(左手机)安装基础图
图10—1—47 4．5m3槽式打浆机(左手机)外形尺寸图
a—主视图 b—俯视图 c—左视图
图10—1—48 7m3槽式打浆机(左手机)外形尺寸图
a—主视图 b—俯视图 c—左视图
图10—1—49 10m3槽式打浆机(右手机)外形图
a—主视图 b—俯视图
图10—1—50 12m3槽式打浆机(右手机)安装基础图
图10—1—51 12m3槽式打浆机(右手机)外形尺寸图
a—主视图 b—俯视图 c—右视图
6．打浆机的维护
(1)换刀
随着打浆操作的进行，打浆机的飞刀与底刀，由于摩擦作用(有时还伴随有腐蚀作用)而逐渐损蚀，刀片的高度会逐渐减少，刀间的槽变得越来越浅，通过刀槽的送浆量因而减少，致使浆料在打浆机浆槽中的循环速度降低，直接影响了打浆机的生产效率。因此，在打浆机操作一段时间后，刀片已损蚀到一定程度时，必须把刀片间的填木去掉一部分，使刀槽的深度加深。一当刀片磨损严重，再不能用上述做法来加大刀槽深度时，则必须进行换刀。
换上新刀的飞刀辊，先在车床上加工刀辊的圆柱面，然后再装入打浆机内。飞刀辊装进打浆机之后，通常在飞刀辊附近撒上些砂子，并放入一部分水于浆槽中，然后开动打浆机，慢慢降下飞刀辊，让飞刀与底刀相对自磨吻合。研磨一段时间之后，停机检查飞刀与底刀的吻合情况。检查时，可先在飞刀辊表而上涂上一层色料，并在飞刀辊与底刀之间放入浆板，然后落下飞刀辊，使飞刀触压着浆板，这时浆板上即印出飞刀的痕迹。当痕迹的长度与飞刀片的长度一致时，即可停止磨刀；若不一致，则还需继续研磨至吻合。
底刀磨损到一定程度，飞刀辊降下时离山形部就会很近，此时应将底刀从底刀盒中抽出，在下面垫上木板把底刀位置升高。当底刀磨损严重时，则需将飞刀间的填木去掉一部分，或者更换新刀。
底刀磨损比飞刀快，一般在更换一次飞刀的期间内，底刀需更换数次。
(2)清洗作业
打浆机操作一段时间之后，浆槽内壁和输浆管道的管壁会粘附上一些脏浆和脏杂物，必须注意清洗干净，以保证浆料洁净以及流动、循环通畅无阻。另外，还必须经常保持打浆机及其辅助设备或附属设备的清净。为了生产出洁白的纸张，清洗作业是打浆机维护工作的重要一环。
(3)木质结构的保湿工作
通常，打浆机中的飞刀辊罩、洗鼓、溜浆槽等均为木质结构。停机时间，需用水把这些木质结构喷淋润湿，以免干涸龟裂。停机时间较长，必须在浆槽中注满清水，并不时开动飞刀辊，让它转动而均匀湿润，以免飞刀间的填术干燥收缩、刀片松动。