余章書 福建 廈門（361009）

水力碎漿機是制漿碎解廢紙或碎商品紙漿的最重要設備。老式標準型伏克斯葉輪（VokesRotor），實際上仍有使用上的缺陷，但近二十年卻沒什么突破性的創(chuàng)新改進，早已適應不了處理廢紙的需要。水力碎漿機工作效能的影響因素是：葉輪結構、葉輪線速度、碎漿濃度、碎漿溫度、碎漿時間、廢紙種類。

水力碎漿機的關鍵部件之一是葉輪，它的結構形式和技術參數(shù)直接影響著水力碎漿機的碎解能力和能量消耗。例如葉輪的直徑大小，刀片的數(shù)目、長度、寬度、形狀、和排列位置等都是其重要因素。

1 碎漿機碎漿運行原理

一般來說，葉輪直徑小，轉速低，可以降低動力消耗，但不能保證全部漿料在槽內(nèi)充分循環(huán)，對濃度較高的漿尤其如此；采用高轉速大葉輪可以得到良好的循環(huán)狀況，卻大大地增加動力消耗。因此，為保證漿料循環(huán)良好，動力消耗低，且碎漿效率高，葉輪直徑以選用1.2.1 /3的槽體直徑為宜。對于單葉輪水力碎漿，由于葉輪要同時擔負循環(huán)和碎漿任務，葉輪上的刀片數(shù)目要多，且分布在兩個區(qū)域內(nèi)，中心區(qū)域有數(shù)量少而較高的刀片，用來推進漿料，起到循環(huán)作用，外圍則放置數(shù)量多而高度低的刀片，主要起碎漿作用。

廢紙在水力碎漿機中的碎解，主要靠葉輪的機械作用和葉輪旋轉產(chǎn)生的強力渦旋作用，而后者往往起主導地位。但單旋渦，如圖1（a）所示，由于廢紙被卷入旋渦中心，被旋渦間空氣托住而不易下沉，造成碎解困難。水力碎漿機在使用中遇到實際問題，應均有增加并設齒形齒的特殊導向葉片，就可以形成雙旋渦見圖1（b）所示，獲得更多的翻滾和摩擦作用，使廢紙更好地進行循環(huán)撕裂擴散，產(chǎn)生良好的碎漿疏解。設置齒形齒導向葉片是提高碎漿機效率的輔助作用，為葉輪進一步研究創(chuàng)新改革、打下良好基礎創(chuàng)造有利條件。

圖1碎漿機葉片旋渦形式示意圖（穩(wěn)藏圖）

2 葉輪結構改進［1～10］

葉輪結構的一種改進形式是廣泛采用老式的標準型伏克斯葉輪（VokesRotor），亦叫旋翼式葉輪，如圖2所示。它有八個翼狀葉片，既起碎解作用，也起循環(huán)作用，從而有效地改善了廢紙碎解。如果配合使用一個環(huán)形底刀（即底刀環(huán)），不僅可以碎解濃度高的漿料，而且能促進碎解作用，提高碎解效果，并能有效利用動力和提高生產(chǎn)力。這種具有底刀環(huán)的水力碎漿機，還可以通過調(diào)節(jié)刀片與底刀環(huán)之間的距離來控制碎漿質量。

圖2改造前老式標準伏克斯葉輪示意圖（穩(wěn)藏圖）

為了順應碎漿機老式伏克斯葉輪創(chuàng)新改造的發(fā)展趨勢，筆者經(jīng)歷艱辛，反復琢磨，形成了“獨具匠心”的創(chuàng)新設計。將標準型伏克斯葉輪的斜直形刀刃改為尖銳齒形刀刃（圖3所示）的葉輪。則是切實可行提高碎漿機效率、產(chǎn)量、質量，降低動力消耗的有效途徑。

圖3葉輪改造尖銳齒形刀刃結構示意圖（隱藏圖）

某紙業(yè)公司生產(chǎn)高強瓦楞紙和掛面箱紙板，20萬t/a產(chǎn)量規(guī)模，該公司有兩臺35m3水力碎漿機系老式標準伏克斯葉輪，直徑為φ1550mm，其轉速為190r/min，配電機為315kW，滿負荷運轉為電流600～630A，碎漿原料為國內(nèi)廢紙和進口OCC廢紙，對這兩臺水力碎漿機難適應，碎漿有嚴重的紙片存在，增加了除渣、篩選、磨漿系統(tǒng)的負擔，單臺日產(chǎn)量只在180～200t/d，只能適合于間歇碎漿。該公司下決心將兩臺水力碎漿機由斜直形刀刃葉輪改為尖銳齒形刀刃葉輪，經(jīng)創(chuàng)新改造后，單臺日產(chǎn)量增加至380～400t/d，電機運行負荷降為380～400A，兩臺碎漿機一年可節(jié)約用電450萬度電，節(jié)能效果顯著。碎漿葉輪改造后可適應連續(xù)碎漿或間歇碎漿，碎漿可在3%～8%濃度進行，碎漿原料種類適應性廣，消除了碎漿后小紙片的存在現(xiàn)象，比改造前碎漿打漿度提高6～8oSR，大大減輕除渣、篩選、磨漿的負擔。

3 水力碎漿機葉輪創(chuàng)新改造的優(yōu)點

⑴碎漿機葉輪在高速運轉時，發(fā)揮銳利齒形刀刃強離心力“快刀斬亂麻”的性能效應作用，避開并消除雙旋渦碎漿的障礙，同時，削弱了碎漿的阻力，使葉輪碎漿“暢通無阻”降低設備噪聲輕松地運行，增強碎漿葉輪刀刃剪切能力和促進雙旋渦擴散碎解能力，以及增強良好的循環(huán)效果，使碎漿功率消耗降低了30%，為200（A）安。

⑵單臺碎漿產(chǎn)量可增加一倍，等于改造前兩臺碎漿機產(chǎn)量總和，碎漿可在3%～8%濃度進行，適應碎解國內(nèi)廢紙和進口OCC廢紙，間歇碎漿和連續(xù)碎漿均適應。

⑶碎漿打漿度可提高6～8oSR，大大減輕除渣、篩選、磨漿的負擔,解決漿和紙的平衡。排渣量比改造前減少30%，充分利用粗纖維，減少排渣運輸負擔。

⑷水力碎漿機設有斗式除渣機、絞索裝置等設備來幫助除廢紙中含有的雜質，碎漿運行過程可以連續(xù)性，且碎漿電耗較間歇式低,設備利用率高。

⑸由于廢紙中雜質在水力碎漿機被打碎機會較少,故能適應各種廢紙?zhí)幚砹鞒獭?/p>

⑹葉輪設尖銳齒形的鑄鋼刀刃時，直接鑄造鋼齒形或鑄造鋼在銑床銑齒。刀刃一旦磨損可反復修復使用。具體方法是用氣割修平,焊上備用鑄齒的鋼條（亦可在銑床銑齒），因電焊過熱可能會“退鋼”,有條件經(jīng)熱處理使用壽命會更長（耐磨），不經(jīng)熱處理也可使用,材料采用耐磨工具鋼、鎢鉻鈷合金或410#鉻合鋼等的耐磨材料，也可在葉輪底面上焊上上述材料的刮料條。在篩板頂面亦可設防磨損擋條，以保護篩板，延長其使用壽命。另外，篩板與葉輪間的間隙是可調(diào)的，通常保持在1mm距離。刀刃磨損后可以反復修復4～6次，不必更換葉輪從而降低維修成本。

⑺改造35m3水力碎漿機葉輪，投資省，見效快，運行安全可靠。亦適應30、25、20、15、10m3水力碎漿機葉輪改造。

結束語

碎漿機老式伏克斯葉輪在碎廢紙漿的使用上存在的缺陷，經(jīng)歷艱辛的反復琢磨，俗話說，“功夫不負有心人”，終于自行創(chuàng)新設計，開發(fā)出“大有作為”尖銳齒形刀刃的碎漿葉輪，適應當前碎解廢紙實用的需要，取得了碎漿良好的效果，亦是幾十年技術實踐經(jīng)驗付出辛勤汗水的豐碩成果，碎漿機葉輪的創(chuàng)新改革，是整臺碎漿機發(fā)揮作用的重要部位（部件），與企業(yè)的技術改造背景條件也有密切的關系，企業(yè)重視技術創(chuàng)新改造，體現(xiàn)了企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

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