流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识
2023-05-04 08:58
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流浆箱被誉为造纸机的“心脏”,是造纸机的关键部件,是连接“流送”与“成形”两部分的枢纽,也是造纸机上发展最快的部件之一。在造纸中流浆箱的功能是把合乎要求的纸浆,按照造纸机成形部分的要求送到成形网上去,为纸幅的良好成形提供必要的前提。

流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识


 流浆箱的作用与性能


作为造纸机“流送”与“成形”的结合部,流浆箱的基本任务是为纸页成形提供良好的前提条件,即沿造纸机幅宽方向均匀地分布纸料,保证压力均布、速度均布、流量均布、浓度均布以及纤维定向可控性和均匀性;有效地分散纸浆纤维,防止纤维絮聚,按照工艺要求,提供和保持稳定的上浆压头和浆网速比。


在制浆造纸技术的长期发展过程中,尽管出现了多种结构形式的流浆箱,但其主要功能基本不变,即布浆、匀浆和喷浆。


流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识


流浆箱基本功能具体说来,表现为 5 个方面:


1、向纸机整个幅宽提供一种均匀稳定的喷出浆流,避免横向浆流,无定向支流或纵向条流;
2、提供一种几何尺寸合乎要求的稳定的唇板,不受温度、压力和唇板开启度的影响;
3、形成一种絮聚最少而分散良好的纤维悬浮体;
4、提供一种能满足工艺要求的横幅定量分布、落浆点、喷浆角度和喷浆速度的控制;
5、提供保持流浆箱清洁,并易于操作和维护的便利措施。


一台好的流浆箱必须具备如下性能:


1、能抄造出定量均匀稳定的纸幅,并在纸幅上不出现纵向条流;
2、流浆箱的唇板区应不受压力、温度和唇板开启度的影响,以保证横幅定量分布均匀;
3、流浆箱内应避免产生挂浆、附浆现象;
4、容易保持箱体内清洁;
5、浆网速比可控。


因此,流浆箱必须做到:能将浆料均匀地布向纸机方向;喷出的浆料要有一个均匀的速度剖面、浓度剖面和湍流剖面。


流浆箱的结构及功能:


流浆箱的功能,概括地说,就是沿着造纸机的幅宽方向以一定的喷射角度向网部喷射出纸机抄造工艺所需的均匀一致的一定压力、速度、流量且内部纤维尽可能地均匀分散的上网浆流,同时提供纸机幅宽方向的定量、水分的微细调节,以保证获得所要求质量的纸页。


实际上,任何一种形式流浆箱的功能都是由布浆器、整流部、纸料上网装置这三大部分具体承担、相互协调实现的,这三大部分的功能分别为:

流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识


1、布浆器:
根据流体动力学原理,利用有规律的变截面,将上网纸料流沿着造纸机的幅宽方向以一定的压力、速度、流量均匀地分布。


2、整流部:
 利用整流元件和湍流发生器产生适当规模和强度的湍动,有效地分散纤维,防止纤维絮聚,尽可能保持纤维的无定向排列,使上网纸料流中的纤维处于均匀分散状态。


3、纸料上网装置:
使纸料均匀地、以一定角度和喷浆速度喷射到网上的预定着网点,并提供纸机幅宽方向的定量、水分的微细调节和浆流的湍动、絮聚规模的控制调节,以保证获得所要求质量的纸页。


流浆箱发展情况及发展趋势


最早使用的流浆箱是翻浆闸板敞开式流浆箱,产生于 1804 年 Fourdrinier 兄弟发明长网纸机之前。它结构和形式比较简单,技术要求不高,只能适用于低速纸机,且匀浆效果差。


 随着造纸机车速的提高,要求堰池内纸料的形成的静压头必须与车速的平方关系增加,因而当造纸机车速提高时,所要求的静压头必须增加。在较高车速下,若采用敞开式流浆箱,其不论在体积、高度、结构、和重量方面均变得很大和比较复杂。而且对堰池内如此大体积的纸料进行高效布浆、整流和分散纤维以提供高质量的上网喷射纸料流是不可能的。为了解决这一问题,20 世纪 40 年代后期研究开发了封闭(气垫)式流浆箱。

流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识


20 世纪 70 年代以后,研制开发的气垫流浆箱吸收了一些流浆箱设计的优点,采用一些流浆箱新技术如锥形布浆总管、水力布浆整流元件、消除泡沫溢流、优化上下唇板结构等,在性能上有较大提高,因而还较广泛的用于中速长网造纸机和夹网造纸机。


20 世纪 70 代以来,为了适应新型多层成形技术发展的需要,研究开发了多层水力式流浆箱。多层水力流浆箱是多流道的满流式水力流浆箱。目前多层水力式流浆箱不但可以用于纸板的生产,而且还可以用于薄页纸和高级纸的生产,对于改进纸张质量,合理使用纤维原料起到很好的作用,因此多层水力流浆箱有很好的发展前景。目前已研究开发了多种结构的多层水力式流浆箱。


20世纪90年代以来,在流浆箱共性技术方面,流浆箱稀释水浓度控制调节技术的研究和开发是一项重大的成果和进展。流浆箱采用稀释水浓度控制调节技术,在堰板调节所带来的偏流和横流等问题。目前已开发了几种系统,新设计的流浆箱多采用这项技术。


从上述流浆箱发展的历程可以看到,流浆箱发展的主要目标和推动力在于使流浆箱能够适应造纸机车速的提高和生产更优质的产品。每一种流浆箱都具有最佳使用车速范围和生产最佳产品品种和质量范围。


 纵观现代新型高速纸机流浆箱,基本上都具有以下的主要特征:


1、采用高效水力布浆整流元件。通过对水力布浆整流元件进行不同的结构和尺寸的设计,调节和控制不同的浆流情况,以适应不同的工艺条件要求。


2、重视稳浆室的作用。稳浆室能起到消除、衰减能量波动,稳定浆流的作用,对于满流气垫结合式流浆箱,稳浆室又是产生气垫和消除气泡的场所。


3、采用狭长流道,产生可控的微细湍流。在流浆箱的出口段利用狭长的流道,可以控制出口浆流的湍流程度,以产生微细规模的湍流,这一点在飘片流浆箱中体现得比较突出。


4、向一次布浆整流的趋势发展。大多数的新型流浆箱均为二次布浆整流,但也有向一次布浆整流发展的尝试。如能很好地分布浆流,这可能会成为今后的一个发展趋势。


5、配置机外脉冲衰减装置。满流式流浆箱的一个弱点,是对压力脉动非常敏感。因此除对流浆箱本身进行改进外,有效的方法是在机外加设自动脉冲衰减器。


流浆箱,那些造纸人需要了解的基本知识


今后,流浆箱的设计将会朝着以下的趋势继续发展:


通过调节纸浆浓度控制全幅横向定量。20 世纪 90 年代最引人注目的新技术是全幅横向定量控制器。与传统流浆箱的唇板弯曲调节方法相比,它既能有效调节全幅横向定量的均匀一致,又能保持全幅纤维定向均匀一致,是更好的定量控制方法。


向着适应各种成形器的方向发展。在现有纸机改造中,保留原有机体而在网部改动已成为一种趋势。由于不同的成形器对流浆箱有不同的要求,因此流浆箱必须设计成能适应各种成形器。


向着调节更精确,控制更完美的方向发展。


进一步发展具有特殊性能的流浆箱,如多层流浆箱等。
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