高速纸机流浆箱大多采用从单侧进浆的锥形总

管布浆

,

它也是至今为止布浆效果最好的布浆器

.

锥

形布浆器通常是由过渡管 、

锥管和分布元件等主要

部件组成

.

2

.

1

.

1 　过渡管
锥形布浆器是侧向进浆的

,

锥管进口附近需使

用弯头

,

有时候还需装设闸门

.

浆流通过急剧的弯头

或闸门等部件时

,

会产生不稳定的二次流或发生流

体与管壁分离的现象

.

如果这种不稳定的流态尚未

消失之前就进入布浆器的锥管

,

势必影响浆流的分

布效果

.

因此

,

必须较远地装设闸门和采用缓和的弯

头

,

并使用一定长度的过渡管

[

3

]

或采用专门设计的

较长的和变化和缓的由圆变成方的过渡管段

,

使浆

流在进入锥管之前处于稳定的流动状态

.

过渡管的

长度推荐采用 6～8 倍管径

,

流速应在 1

.

8 至 2

.

6

m/ s

范围之内

.

2

.

1

.

2 　锥管
锥管的形状可以是矩形 、

圆形或弓形

,

现在最常

采用的锥管

,

是一个等宽单斜薄壁的锥形管道

.

锥管

的管体是用 2～5

m m

厚度的钢板制成

,

管表面焊有

加强刚度防止变形的框架

.

方锥管设计的关键是确定总管的断面形状和锥

度

.

目前有几种不同的设计方法

:

直线锥形法 、

拜纳

斯方程法和修正直线法

[

1

]

.

常采用拜纳斯方程法进

行设计

,

但按拜纳斯公式设计的矩形锥管后壁是抛

物线型

,

加工制造相当困难

,

故一般用直线连接抛物

线的首末两点

,

然后用直线代替抛物线

,

以便于加工

制造

,

但用直线又会造成沿管长的浆流压头的变化

,

对宽幅纸机误差较大

,

为了弥补这个不足

,

可以采用

折线来近似代替抛物线

,

分段加工锥管的后壁

.

为防止总管浆流中的纤维絮聚和沉降

,

总管进

口截面的平均流速控制在 1

.

3～4

.

5

m

・

s

- 1

(

实际设

计中多取 2

.

6～3

.

1

m

・

s

- 1

) .

为了便于排孔并使总

管始末端浆流的方向不变

,

采用等宽矩形锥管

,

进口

处的“高宽比”

为 1∶2～1∶3

[

4

]

.

等速锥形总管中的浆流并非等压流

,

故浆流不

能沿纸机幅宽均匀布浆

,

其不均匀度达 10

%

以上

.

等压锥形总管的设计必须考虑到总管中浆流的分岔

压头损失 、

收缩压头损失及沿着整根锥管长度方向

的摩擦损失

,

以消除浆流静压头沿总管长度降低的

现象

.

为此可以采用减小总管锥度的办法来减小浆

流的速度

,

从而增加浆流的静压头以弥补摩擦阻力

所造成的压头损失

.

支管与总管加速比

i

应大于 1

.

5～3

.

总管流速

的变化率

d V

0

V

0

和孔流速的变化率

d V

1

V

1

之比与加速比

i

的平方成正比

.

若

i

大于 3 时

,

d V

1

V

1

将等于

d V

0

V

0

的

1

/

9

,

若

d V

0

V

0

的波动变化能控制在

V

0

的 1

/

10 以下

,

则

d V

1

V

1

的变化率可降至约 1

/

100

,

这对生产不会造

成影响

.

当

i

= 1

.

9～2

.

3 时

,

孔喷出的浆料与总管约

呈 90°

,

即有利于浆料的转向

.

锥管的小端设有回流

,

这可保证支管浆流压头

的稳定与浆料的均匀分布

,

同时可以防止在锥管末

端有死角

,

防止浆团聚集

,

排除气泡

,

起着自清洗作

用

.

调节回流量可以为控制总管中流态的变化提供

手段

.

回流量控制在 15

%

以下

,

通常按 5

%

～10

%

考

虑

.

回浆送回冲浆池

.

2

.

1

.

3 　分布元件
在高速流浆箱中通常选用孔板或管束把从总管

来的浆料分成大量的小支流

,

以使浆料分布比较均

匀

,

并且使它通过匀整后容易获得均一的浆流

.

为了防止出口浆流混合不匀及孔口的挂浆和堵

孔现象

,

孔板孔径常采用 14～18

m m .

孔板用有机

玻璃制成

,

与纸浆接触的表面应有很低的粗糙度

.

采

用齿形孔板可解决纤维搭在入口处的问题

.

孔板的

流速通常取 3

.

5～5

m/ s ,

其加速比以 1

.

5～2 左右

为宜

.

如流速过低容易产生挂浆堵孔

,

流速太高又会

造成浆流速度分布不匀

.

管束式锥形布浆器有很高

的布浆效能

,

布浆管束开孔面积较低

,

因而有很大的

流阻

,

有利于浆流的分布

.

管内流速在最小与最大流

量时应保持在 1

.

5～4

.

5

m/ s

的范围之内

,

管径通常

为 14～30

m m .

孔或管的长度必须使其能有效地把

浆流转 90°

方向或至少大于 3 倍直径

.

2

.

2

　堰池的设计

堰池的主要作用是接受从布浆器来的浆流并把

浆流稳定成受控制的、

小尺寸湍动的均一浆流

.

高速

纸机流浆箱是利用固定组件来衰减高速浆流中的动
能以形成一种稳定、

均一的浆流

,

并通过固定元件所

产生的适当的浆流湍动来分散纤维

,

这些元件可以结

合在一起同时起匀整浆流和形成浆流湍动的作用

.

满

流式流浆箱内充满纤维悬浮体

,

因此浆流能以比较高

的速度通过箱体

,

并可利用减速、

横截面积成台阶变

化来改变浆流方向及利用壁板的剪切作用产生湍动

.

一般有三种基本原理可完成上述作用

,

它们分别是

:

喷嘴型、

阶梯扩散型以及固定匀浆装置型

[

5

]

.

2

.

2

.

1 　喷嘴型匀整装置

　第

6

期

刘建安 等

:

高速纸机流浆箱的设计与发展

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