一种物理脉冲破壁制浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种物理脉冲破壁制浆装置，以及所述制浆装置的使用方法。所述物理脉冲破壁制浆装置的使用使得制浆原料(如稻草、玉米等禾本植物)在未经软化，或经过少量碱水进行软化后即可利用物理脉冲技术实现其破壁，使得整个工艺过程中碱的投入量大大降低，纸浆物料的碱性降低，从而排出的废水经过简单处理即可达到排放标准，节省了制浆工序和成本。不仅如此，利用本发明专利技术的物理脉冲破壁制浆装置对禾本科植物秸秆进行制浆，粗得浆率高达99.45％以上，且所述物理脉冲破壁制浆装置处理过程自动化及可控程度高，也大大减少了人工操作的步骤。

A physical pulse wall breaking pulping device

【技术实现步骤摘要】
一种物理脉冲破壁制浆装置
本专利技术属于制浆装置
，具体涉及一种物理脉冲破壁制浆装置。
技术介绍
传统的造纸工艺是将造纸原料经过制浆、调制、抄造、加工等主要处理步骤，其中，制浆为造纸的第一步，也是最为关键的步骤，制浆的过程就是脱出制浆原料中的木质素的过程；该脱除过程主要分为化学制浆法、机械制浆法和半化学制浆法，化学制浆法是应用最为广泛的生产方法，其利用化学药液在高温条件下使制浆原料中的木质素与化学试剂发生反应生产水溶物，与纤维分离成浆料；碱液向制浆原料内部浸透，其中的木质素、淀粉、果胶、脂肪、树脂及低分子量的半纤维素会溶解到碱液中；化学制浆保留了纤维的天然长度，除去了大部分的木质素，但是浆料得率低，污染大，在后续的挤水和洗涤过程中，还会产生大量的黑液。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种物理脉冲破壁制浆装置，以及所述制浆装置的使用方法。所述物理脉冲破壁制浆装置的使用使得制浆原料(如稻草、玉米等禾本植物)在未经软化，或经过少量碱水软化后即可利用物理脉冲技术实现其破壁，使得整个工艺过程中碱的投入量大大降低，纸浆物料的碱性降低，从而排出的废水经过简单处理即可达到排放标准，节省了制浆工序和成本。不仅如此，利用本专利技术的物理脉冲破壁制浆装置对禾本科植物秸秆进行制浆，粗得浆率高达99.45％以上，且所述物理脉冲破壁制浆装置处理过程自动化及可控程度高，也大大减少了人工操作的步骤。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种物理脉冲破壁制浆装置，其中，所述装置具有一外壳；沿外壳的轴向方向，在所述外壳上开设一进料口；在靠近所述外壳内壁处设置一内桶，且所述内桶的开口设置在进料口所在的一侧；内桶壁由具有多处开孔的筛板组成；在靠近所述进料口的内桶壁上设置转动轴，所述转动轴带动所述内桶在外壳内沿轴向方向转动；沿所述轴向方向，在所述内桶的内壁上设置多条高压水压脉冲管路，在每条高压水压脉冲管路上设置若干脉冲单元，所述脉冲单元设置一顶尖具有开口的棱锥型或圆形结构，在该结构内设置高压水脉冲喷头和电磁阀组件，所述高压水脉冲喷头与高压水压脉冲管路连接。本专利技术中，所述的术语“若干”和“多处”代表一个、两个或三个以上。根据本专利技术，所述装置是卧式或是立式。当是卧式时，所述内桶沿水平轴向方向转动，当是立式时，所述内桶沿垂直轴向方向转动。所述外壳的材质可以是防腐防锈金属，例如不锈钢、碳钢。所述外壳的形状没有特别的定义，可以实现对物料物理脉冲破壁制浆即可，示例性地，所述外壳具有圆筒结构，所述外壳的尺寸也没有特别的限定，可以根据所述装置的处理量进行合理的设计，例如所述外壳的容积例如为3-10立方米，例如可以为5-8立方米。若所述装置是卧式圆筒结构，则其沿轴向方向的长度可以为2-5米，例如3米，沿径向方向的直径可以为1-4米，例如1.5米。根据本专利技术，所述进料口用于送入待处理的物料，所述待处理的物料可以是未软化的制浆原料，也可以是经过碱水软化的制浆原料。根据本专利技术，所述进料口的开口大小没有特别的限定，能够实现将待处理的物料送入即可。在靠近进料口处设置阀门，当进料完毕后，即利用阀门将进料口关闭。根据本专利技术，所述装置还包括出料口，所述出料口设置在所述外壳上，所述出料口用于排出最终获得的物料，所述出料口与泵相连，用于将物料抽出。示例性地，所述出料口设置在进料口同侧，优选所述出料口设置在进料口的下方，这里的下方是指更靠近底面处。根据本专利技术，在所述外壳的底部还设置排水口，所述排水口用于排出从筛板的开孔流至外壳的废水等。这里所述的底部是指更靠近地面一侧，所述排水口的具体设置位置也需要根据所述外壳是立式结构，还是卧式结构进行调整。根据本专利技术，所述排水口还可以与真空泵、压力筛、排水泵等相连。所述真空泵用于排出所述装置内的水分，为实现高压水脉冲做准备。所述压力筛用于过滤废水中含有的浆料，避免物料的浪费，也减少了后续程序的过滤问题。所述排水泵可以辅助排出装置内的水分。根据本专利技术，所述内桶的结构没有特别的限定，首先要能与所述装置的外壳相适配，所述内桶可以全部放置在所述外壳内，此外，所述内桶还能在所述转动轴的带动下，在所述外壳内沿轴向方向进行旋转。所述内桶的开口大小也没有特别的限定，只需要与所述进料口的开口大小适配或者是大于所述进料口的开口大小，使物料能通过进料口顺利地进入所述内桶中。示例性地，当装置是立式结构时，所述内桶的截面可以是U型，当装置是卧式结构时，其截面是开口为水平方面的U型。根据本专利技术，所述高压水压脉冲管路穿过内桶和外壳，与能产生高压水的设备连接，所述高压水的压力为100-250个标准大气压。例如为150个标准大气压。所述高压水压脉冲管路中高压水的流量为5吨/小时。高压水压脉冲管路中的高压水在脉冲破壁的过程中，可以对被扬起的物料进行高效的破壁作用，此外，由于此时高压水仅是压力较大，在脉冲破壁的过程中，由于物料不断被扬起，故不会吸附过多的水分。所述高压水进入高压水压脉冲管路，继而进入内桶中，通过脉冲单元的顶尖，将高压水脉冲喷射至在内桶翻滚的物料上，装置内的物料随着内桶的转动不断被翻起，继而被高压水破碎，实现破壁的目的。根据本专利技术，所述内桶壁(即筛板)的厚度为5-15mm，例如10mm的碳钢板筛板。所述内桶壁(即筛板)的筛孔大小为3-5mm。根据本专利技术，所述内桶外壁与外壳内壁的距离为10-20cm。根据本专利技术，所述转动轴带动所述内桶在外壳内转动，所述转动可以是沿一个方向进行转动，也可以是周期性或非周期性沿两个方向转动，例如一个周期内先沿顺时针方向进行转动，后沿逆时针方向进行转动。根据本专利技术，所述内桶的转速为50-100转/分，例如为70转/分。根据本专利技术，所述高压水压脉冲管路的数量没有特定的限定，其可以均匀分布设置在内桶轴向内壁上，例如可以是4、8、12或者是16条。在高压水压脉冲管路上设置的脉冲单元的数量也没有特别限定，可以根据所述装置沿轴向方向的长度进行设置，例如可以是每隔20-50cm设置一个。根据本专利技术，所述顶尖的口径为1-2mm。根据本专利技术，所述高压水脉冲喷头内包括铁球和挡板，所述挡板设置在靠近顶尖处，所述铁球设置在挡板和高压水压脉冲管路出口处；所述高压水脉冲喷头在使用过程中，当所述高压水脉冲喷头转动到水平轴下方时，其顶尖开口朝向上方，此时，通过电子感应开关控制脉冲水关闭，所述高压水脉冲喷头内的铁球依靠自身重力，可以堵住高压水压脉冲管路出口处，实现对管道的关闭，避免装置内部的水分从顶尖处倒灌进入高压水压脉冲管路内；当所述高压水脉冲喷头转动到水平轴上方时，其顶尖开口朝向下方，所述高压水脉冲喷头内的铁球依靠自身重力移向挡板，来自高压水压脉冲管路的高压水从挡板两侧喷出顶尖。根据本专利技术，所述装置还设置有加热单元，其可以实现加热物料的目的即可。例如，其可以是蒸汽脉冲单元，例如蒸汽管路的设置同高压水压脉冲管路设置，蒸汽管路一端设置在内桶内壁上，另一端穿过内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物理脉冲破壁制浆装置，其中，所述装置具有一外壳；沿外壳的轴向方向，在所述外壳上开设一进料口；在靠近所述外壳内壁处设置一内桶，且所述内桶的开口设置在进料口所在的一侧；内桶壁由具有多处开孔的筛板组成；/n在靠近所述进料口的内桶壁上设置转动轴，所述转动轴带动所述内桶在外壳内沿轴向方向转动；/n沿所述轴向方向，在所述内桶的内壁上设置多条高压水压脉冲管路，在每条高压水压脉冲管路上设置若干脉冲单元，所述脉冲单元设置一顶尖具有开口的棱锥型或圆形结构，在该结构内设置高压水脉冲喷头和电磁阀组件，所述高压水脉冲喷头与高压水压脉冲管路连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种物理脉冲破壁制浆装置，其中，所述装置具有一外壳；沿外壳的轴向方向，在所述外壳上开设一进料口；在靠近所述外壳内壁处设置一内桶，且所述内桶的开口设置在进料口所在的一侧；内桶壁由具有多处开孔的筛板组成；
在靠近所述进料口的内桶壁上设置转动轴，所述转动轴带动所述内桶在外壳内沿轴向方向转动；
沿所述轴向方向，在所述内桶的内壁上设置多条高压水压脉冲管路，在每条高压水压脉冲管路上设置若干脉冲单元，所述脉冲单元设置一顶尖具有开口的棱锥型或圆形结构，在该结构内设置高压水脉冲喷头和电磁阀组件，所述高压水脉冲喷头与高压水压脉冲管路连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置是卧式或是立式。当是卧式时，所述内桶沿水平轴向方向转动，当是立式时，所述内桶沿垂直轴向方向转动。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述进料口用于送入待处理的物料，所述待处理的物料可以是未软化的制浆原料，也可以是经过碱水软化的制浆原料。


4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其中，所述装置还包括出料口，所述出料口设置在所述外壳上，所述出料口用于排出最终获得的物料，所述出料口与泵相连，用于将物料抽出。示例性地，所述出料口设置在进料口同侧，优选所述出料口设置在进料口的下方，这里的下方是指更靠近底面处。
优选地，在所述外壳的底部还设置排水口，所述排水口用于排出从筛板的开孔流至外壳的废水等。这里所述的底部是指更靠近地面一侧，所述排水口的具体设置位置也需要根据所述外壳是立式结构，还是卧式结构进行调整。


5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其中，所述排水口还可以与真空泵、压力筛、排水泵等相连。


6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其中，所述高压水压脉冲管路穿过内桶和外壳，与能产生高压水的设备连接，所述高压水的压力为100-250个标准大气压。例如为150个标准大气压。
优选地，所述内桶壁(即筛板)的厚度为5-15mm，例如10mm的碳钢板筛板。所述内桶壁(即筛板)的筛孔大小为3-5mm。
优选地，所述内桶外壁与外壳内壁的距离为10-20cm。
优选地，所述转动轴带动所述内桶在外壳内转动，所述转动可以是沿一个方向进行转动，也可以是周期性或非周期性沿两个方向转动，例如一个周期内先沿顺时针方向进行转动，后沿逆时针方向进行转动。
优选地，所述内桶的转速为50-100转/分，例如为70转/分。
优选地，所述高压水压脉冲管路的数量没有特定的限定，其可以均匀分布设置在内桶轴向内壁上，例如可以是4、8、12或者是16条。
优选地，所述顶尖的口径为1-2mm。


7.根据权利要求1-6任一项所述的装置，其中，所述装置还设置有加热单元，其可以是蒸汽脉冲单元，例如蒸汽管路的设置同高压水压脉冲管路设置，蒸汽管路一端设置在内桶内壁上，另一端穿过内桶和外壳与能产生蒸汽的设备连接，在蒸汽管路上设置蒸汽脉冲喷头，该喷头也设置在脉冲单元的棱锥型结构内，所述蒸汽脉冲单元为所述破壁装置提供热量。
优选地，所述蒸汽脉冲喷头喷出的蒸汽的压力为50-100个标准大气压。例如为80个标准大气压。通过蒸汽管路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱柏安，王福涛，钱文波，
申请(专利权)人：黑龙江如柏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23