一种间歇式磨浆机及其磨浆工艺技术领域
本发明属于造纸制浆领域，具体涉及一种间歇式磨浆机及其磨浆工艺。
背景技术
在造纸工业中，来自制浆工序的纸浆不能直接用于造纸，而是首先要经过打浆，原因在于此时的纸浆纤维硬挺而有弹性，还含有大量未分离的纤维束，这些纤维束硬度大，且有的太长，有的太粗，缺乏必要的切短和分离，如用其造纸，则所得的产品疏松、多孔，表面粗糙且硬度很低，不能满足使用要求。水力打浆是利用机械装置处理水中的纸浆纤维，对纤维进行均匀的挤压、揉搓、切断、梳理等机械作用，使纤维发生切断、分丝、帚化、润胀等各种形态变化，从而使其生产的纸张能达到预期质量的操作过程。在打浆过程中，纤维除了受物理作用外，纤维的细胞壁还会发生位移、变形与破裂等现象，进而导致纤维发生吸水润胀，产生细纤维化，使制得的纸张具有柔软性和可塑性，同时通过打浆，增加了纤维素分子链中的羟基与氢链结合的机会，提高了纤维间的结合力。
现有技术中用于打浆的机械设备可分为间歇式打浆机和连续式打浆机两大类，其中间歇式打浆机指的是各类槽式打浆机，常用的槽式打浆机的结构为：在一个椭圆形槽体的中间设有夹墙，所述夹墙将所述槽体分隔成两个区域，在较宽的区域内设置有回转的刀辊，在所述刀辊的外表面上安装有飞刀，飞刀与所述刀棍同轴设置，所述打浆机内还固定设置有底刀，所述底刀与所述飞刀平行设置，该打浆机在运行时，刀辊沿轴线旋转，由于飞刀相对于刀棍有一定的凸起，从而使得纸浆在飞刀的推动下在槽内循环流动，并通过飞刀和底刀之间的配合产生切断、分裂、压溃、润胀等作用，从而制成符合造纸要求的浆料。槽式水力打浆机是制浆领域早期使用的一种打浆设备，其对纸浆种类的适应性较强，但是槽式水力打浆机的打浆效率很低，能耗较大，因此目前基本已经被淘汰，仅在一些小型造纸厂使用。
为了提高打浆效率，在槽式打浆机之后又出现了连续式打浆机，所述连续式打浆机包括磨盘式磨浆机和锥式磨浆机，其中关于磨盘式打浆机，中国专利文献CN201132123Y公开了一种磨盘式磨浆机，包括电动机、磨浆室、与磨浆室连通的进料室，将物料从进料室输送到磨浆室内的送料螺旋、位于磨浆室内设置在机壳上的静磨片和与静磨片相匹配的动磨片，磨浆室位于由机壳与机盖形成的空腔内，在所述空腔的壁面上设置有排浆口。该装置还设置有用于调节静磨片与动磨片之间的调节机构，所述调节机构由通过螺纹副安装在机盖上的调节螺杆、安装在支架套上的调节块和位于调节螺杆和调节块之间的钢球构成，钢球轴向分别作用于调节螺杆与调节块。该装置在工作时，利用调节机构将动磨块和静磨块之间的间隙调整好后，由锁紧螺母锁紧固定即可进行磨浆。除了上述调节机构，中国专利文献CN101122102A还公开了一种对盘式磨浆机的磨浆间隙进行在线测量和控制的装置，该装置除了用于磨盘打浆机启动或者运行时磨盘进盘、退盘的操作外，还可用于在线调磨盘间隙从而弥补运行过程中发生的磨损。磨盘式磨浆机在操作时连续进浆、连续出浆，具有优良的打浆效率。
上述磨盘式打浆机为单磨区式打浆机，由于浆料在磨具内的停留时间较短，只有几秒钟，从而就导致打浆机的打浆质量不高，从上述打浆机出来的纸浆的叩解度仍旧达不到造纸的要求，出浆中还含有大量未处理的纤维和纤维束，从而影响了造纸产品的质量。因此，为了提高制浆的打浆质量，现有技术中通常是设置多台打浆机串联使用或者在一台打浆机内设置多个磨区，如现有技术中中国专利文献CN2892938Y公开了一种设置有多个磨区的双圆盘磨浆机，该双圆盘磨浆机的转动磨盘的侧面对应的机壳内壁上制有与转动磨盘的侧面动配合的凸环，从而在机壳内形成两个磨区，左右两磨区所处的机壳上分别加制有串联两磨区的出浆口和进浆口，浆料先后通过两个磨区从而提高了纸浆的叩解度。
上述打浆机通过设置多个磨区从而在一定程度上提高了纸浆的叩解度，但是，现有技术中的打浆设备仍旧存在的缺陷在于：无论是设置多台打浆机串联还是在一台打浆机内设置多个磨区，都存在设备冗杂的问题，尤其是当使用上述打浆机打木浆时，由于木浆内含有大量的木片和纤维束，因此在打木浆时，为了保证初始木浆能够通过磨具，磨具的初始间隙通常设置的较大，在这种情况下，为了保证木浆的打浆质量，就必须要设置非常多的打浆机或者在一台打浆机内设置非常多的磨区，并且设置纸浆通过的各个磨区的间隙依次减小，这就导致设备过于冗杂。并且在实际打浆工艺中，一旦进浆发生了变化，就需要再次增加或减少磨区，而上述打浆机一旦设置完毕，就很难再进行调整，因此上述打浆机不够灵活，难以适应实际工艺中进浆的变化。
发明内容
为了解决现有技术中的打浆机为了提高纸浆的叩解度，设置多台打浆机串联或者在一台打浆机内设置多个磨区时存在的设备冗杂的问题以及现有技术中打浆机一旦设置完毕，就很难再增加或减少磨区，难以适应实际工艺中进浆变化的问题。本发明提供了一种设备简单、操作灵活的间歇式磨浆机，本发明还公开了使用所述间歇式磨浆机的磨浆工艺。
本发明所述的间歇式磨浆机的技术方案为：
一种间歇式磨浆机，包括：
壳体，在所述壳体上设置有进浆口和可控制通断的出浆口；
磨盘，包括同轴设置的动磨盘和定磨盘，所述动磨盘和定磨盘设置在所述壳体内，所述动磨盘和定磨盘之间设置有磨浆间隙；
传动轴，与所述动磨盘同轴连接，带动所述动磨盘做同步旋转；
间隙调整机构，用于调整所述动磨盘和定磨盘之间的间隙；
还设置有：
推流装置，设置在所述壳体内，在所述定磨盘或所述动磨盘上设置有进液通道，所述进液通道贯穿所述定磨盘或所述动磨盘的两个底面设置，所述推流装置的出料端面向所述进液通道设置；
在所述推流装置和所述壳体之间以及所述磨盘和所述壳体之间设置有连通的回流间隙。
所述推流装置与所述定磨盘和所述动磨盘同轴设置。
所述推流装置为绞龙。
所述传动轴贯穿所述定磨盘与所述动磨盘连接，所述推流装置与所述动磨盘连接，所述推流装置与所述传动轴位于所述动磨盘的两侧。
所述的间歇式磨浆机磨浆的工艺，包括：
（1）调整动磨盘和定磨盘之间的初始间隙为0.5-5mm，关闭所述出浆口，将浆液送入所述磨浆机壳体内，开启所述推流装置和所述动磨盘，所述推流装置推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆；
（2）逐次减少动磨盘和定磨盘之间的间隙，直至所述间隙减少至0.005-0.1mm；
（3）关闭所述推流装置和所述动磨盘，开启所述出浆口放出磨好的纸浆。
所述的磨浆的工艺包括：
（1）调整动磨盘和定磨盘之间的初始间隙为0.5mm，将浓度为5-20wt%的化学木浆送入所述磨浆机壳体内，开启所述推流装置和所述动磨盘，所述推流装置推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，磨浆时间为5-10min；
（2）将所述间隙调至0.4mm，运行5-10min；
（3）步骤（2）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.1mm，直至所述间隙调至0.1mm；
（4）步骤（3）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.01mm，直至所述间隙调至0.01mm后再运行5-10min；
（5）关闭所述推流装置和所述动磨盘，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
所述的磨浆的工艺包括：
（1）调整动磨盘和定磨盘之间的初始间隙为2.5mm，将浓度为5-20wt%的分丝木片浆或者分丝草片浆送入所述磨浆机壳体内，开启所述推流装置和所述动磨盘，所述推流装置推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，每隔5-10min将所述间隙减少0.3-0.5mm，直至所述间隙调至1mm；
（2）步骤（1）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.1mm，直至所述间隙调至0.1mm；
（3）步骤（2）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.01mm，直至所述间隙调至0.01mm后再运行5-10min；
（4）关闭所述推流装置和所述动磨盘，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
所述的磨浆的工艺包括：
（1）调整动磨盘和定磨盘之间的初始间隙为3-5mm，将浓度为5-20wt%的木片或浆者草片浆送入所述磨浆机壳体内，开启所述推流装置和所述动磨盘，所述推流装置推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，每隔5-10min将所述间隙减少0.2-0.5mm，直至所述间隙调至1mm；
（2）步骤（1）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.1mm，直至所述间隙调至0.1mm；
（3）步骤（2）结束后，每隔5-10min将所述间隙减少0.01mm，直至所述间隙调至0.01mm后再运行5-10min；
（4）关闭所述推流装置和所述动磨盘，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
在所述步骤（1）中，向所述浆液中加入漂白剂和化学处理剂。
所述漂白剂和化学处理剂为H2O2和NaOH。
本发明所述的磨浆工艺针对不同的纸浆设置了不同的制备工艺，这样设置的优点在于：
本发明所述的工艺通过在不同的时段依次设置逐渐减小的磨浆间隙，在保证低磨浆电耗的同时还能够制备得到长纤维组份含量较高的纸浆，原因在于如果初始间隙设置的较小，则进入所述磨盘间的粗纤维束容易被切断，从而使得制得的浆液中长纤维的组份含量较小，进而导致制得的纸张抗张强度较小，本发明通过设置较大的初始间隙，能够保证纤维束在进行叩解的同时还不被切断，然后在此后的工艺中逐渐减小磨浆间隙，使得长纤维得到了有效的保护，从而能够制备得到具有高抗张强度和耐破强度的纸张。
其中，通过本发明所述的用于磨木片浆或者草片浆的工艺，可以省去磨浆前的分丝工序，不但可减少设备投资，而且相比传统的配有分丝设备的工艺流程具有更低的磨浆电耗和更好的成浆质量。
本发明所述的磨浆的工艺，还限定在磨分丝木片浆或分丝草片浆或木片浆或草片浆时，在所述步骤（1）中，向所述浆液中加入漂白剂和/化学处理剂，这样的优点在于化学反应过程会减少甚至破坏植物纤维原料中的纤维与纤维间的结合力，这样在磨浆的时候一是会降低对纤维的切断作用，有利于大大提高成浆质量；二是会减少离解植物纤维原料所需要的能量，大大减少动力消耗。更重要的是，磨浆产生的强烈的机械物理过程会将化学反应产物及时地从纤维的表面剥离出去，从而使新的化学剂同新的纤维表面接触，这样会使化学反应速度加快十倍以上，在消耗同样的化学剂的前提下，可获得更高的成浆质量，而且制浆流程有所减化，设备投资也随之减少。
本发明所述的间歇式磨浆机的优点在于：
（1）本发明所述的间歇式磨浆机，在设置壳体、磨盘、传动轴、间隙调整机构的基础上，还设置有推流装置，并在所述定磨盘或所述动磨盘上设置有进液通道，所述进液通道贯穿所述定磨盘或所述动磨盘的两个底面设置，所述推流装置的出料端面向所述进液通道设置；在所述推流装置和所述壳体之间以及所述磨盘和所述壳体之间设置有回流间隙。本发明所述的间歇式磨浆机，在运行时，所述推流装置推动所述浆液通过所述进液通道进入所述动磨盘和所述定磨盘之间，从所述动磨盘和所述定磨盘之间流出的浆液再通过所述回流间隙回到所述推动装置附近；通过浆料在所述磨盘间的循环即可实现多次磨浆，磨浆的次数不受设备的限制；并且通过所述间隙调整机构可实现磨盘间隙的调整，从而能够适应浆料的变化，本发明所述的间歇式磨浆机设备简单，操作灵活；
此外，本发明所述的间歇式磨浆机，对打磨的浆料具有选择性，原因在于，制浆开始后，从磨浆间隙出来的纸浆在磨具的离心力作用下被甩出，再经所述回流间隙回到所述推流装置附近，在这一过程中，打磨好的细纤维由于比重较大，在离心力的作用下被甩到远离所述推流装置的回流间隙内；而未打磨好的粗纤维或粗的木片和草片由于含有大量完好的细胞腔，比重较小，因此会聚集在推流装置的附近，在推流装置的推动作用下实现反复磨浆，从而保证了磨浆机能够对所有纸浆均匀磨浆，提高了打浆的效率和质量。
（2）本发明所述的间歇式磨浆机，设置所述推流装置为绞龙，原因在于所述绞龙具有较高的推流效率。本发明还进一步设置所述传动轴贯穿所述定磨盘与所述动磨盘连接，所述推流装置与所述动磨盘连接，所述推流装置与所述传动轴位于所述动磨盘的两侧。通过这种设置方式，当所述传动轴旋转时，可带动所述动磨盘和所述绞龙同时旋转，从而在实现磨浆的同时也实现了绞龙的旋转推流，不必再为绞龙设置单独的动力装置，有效节省了能耗。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被理解，本发明将结合附图和具体实施方式对本发明的内容进行进一步的说明。
如图1所示是本发明所述的间歇式磨浆机的结构图；
如图2所示是本发明所述的间歇式磨浆机的可变换方式的结构图；
如图3和图4所示是本发明所述的间隙调整机构的结构图；
其中，附图标记为：
1-定磨盘；2-动磨盘；3-推流装置；4-壳体；5-传动轴；6-进液通道；7-回流间隙；8-电机；9-蜗杆；10-蜗轮；11-螺纹杆；12-联动轴。
具体实施方式
实施例1
本实施例中所述的间歇式磨浆机，如图1所示，包括：
壳体4，在所述壳体4上设置有进浆口和可控制通断的出浆口；
磨盘，包括同轴设置的动磨盘2和定磨盘1，所述动磨盘2和定磨盘1设置在所述壳体4内，所述动磨盘2和定磨盘1之间设置有磨浆间隙；
传动轴5，与所述动磨盘2同轴连接，带动所述动磨盘2做同步旋转；
间隙调整机构，用于调整所述动磨盘2和定磨盘1之间的间隙；
推流装置3，设置在所述壳体4内，在所述定磨盘1上设置有进液通道6，所述进液通道贯穿所述定磨盘1的两个底面设置，所述推流装置3的出料端面向所述进液通道6设置；作为优选的实施方式，本实施例中所述推流装置3为绞龙，且所述绞龙与所述定磨盘1和所述动磨盘2同轴设置；
在所述推流装置3和所述壳体4之间以及所述磨盘和所述壳体之间设置有连通的回流间隙7。
利用本发明中所述的间歇式磨浆机打化学木浆的工艺，包括：
（1）调整动磨盘2和定磨盘1之间的初始间隙为0.5mm，关闭所述出浆口，将经漂白后的浓度为15wt%的阔叶木化学浆送入所述磨浆机壳体4内，开启所述推流装置3和所述动磨盘2，所述推流装置3推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，磨浆时间为10分钟；
（2）减少动磨盘2和定磨盘1之间的间隙至1mm，磨浆10分钟；
（3）减少动磨盘2和定磨盘1之间的间隙至0.5mm，磨浆10分钟；
（4）减少动磨盘2和定磨盘1之间的间隙至0.005mm，磨浆10分钟，即得到磨好的浆液；
（5）关闭所述推流装置3和所述动磨盘2，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
本实施例中动磨盘的转速为300转/分，绞龙每分钟的输浆量与壳体内浆液总量的比值为1/3。
实施例2
本实施例中所述的间歇式磨浆机，如图2所示，包括：
壳体4，在所述壳体4上设置有进浆口和可控制通断的出浆口；
磨盘，包括同轴设置的动磨盘2和定磨盘1，所述动磨盘2和定磨盘1设置在所述壳体4内，所述动磨盘2和定磨盘1之间设置有磨浆间隙；
传动轴5，与所述动磨盘2同轴连接，带动所述动磨盘2做同步旋转；本实施例中所述传动轴5贯穿所述定磨盘1与所述动磨盘2连接。
间隙调整机构，用于调整所述动磨盘2和定磨盘1之间的间隙；
推流装置3，设置在所述壳体4内，在所述动磨盘2上设置有进液通道6，所述进液通道6贯穿所述动磨盘2的两个底面设置，所述推流装置3的出料端面向所述进液通道6设置；所述推流装置3与所述动磨盘2连接，所述推流装置3与所述传动轴5位于所述动磨盘2的两侧；本实施例中所述推流装置3为与所述定磨盘1和所述动磨盘2同轴设置的绞龙。
在所述推流装置3和所述壳体4之间以及所述磨盘和所述壳体之间设置有连通的回流间隙7。
利用本发明中所述的间歇式磨浆机打化学木浆的工艺，包括：
（1）调整动磨盘2和定磨盘1之间的初始间隙为0.5mm，关闭所述出浆口，将浓度为5wt%的阔叶木化学浆送入所述磨浆机壳体4内，开启所述推流装置3和所述动磨盘2，所述推流装置3推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，磨浆时间为5min；
（2）将所述间隙调至0.4mm，运行5min；
（3）步骤（2）结束后，每隔5min将所述间隙减少0.1mm，直至所述间隙调至0.1mm；
（4）步骤（3）结束后，每隔5min将所述间隙减少0.01mm，直至所述间隙调至0.01mm后再运行5分钟；
（5）关闭所述推流装置3和所述动磨盘2，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
动磨盘的转速为1000转/分，绞龙每分钟的输浆量与壳体内浆液总量的比值为1/3。
实施例3
本发明所述的一种间歇式磨浆机，如图2所示，包括：
壳体4，在所述壳体4上设置有进浆口和可控制通断的出浆口；
磨盘，包括同轴设置的动磨盘2和定磨盘1，所述动磨盘2和定磨盘1设置在所述壳体4内，所述动磨盘2和定磨盘1之间设置有磨浆间隙；
传动轴5，与所述动磨盘2同轴连接，带动所述动磨盘2做同步旋转；本实施例中所述传动轴5贯穿所述定磨盘1与所述动磨盘2连接。
间隙调整机构，用于调整所述动磨盘2和定磨盘1之间的间隙；
推流装置3，设置在所述壳体4内，在所述动磨盘2上设置有进液通道6，所述进液通道贯穿所述动磨盘2的两个底面设置，所述推流装置3的出料端面向所述进液通道6设置；所述推流装置3与所述动磨盘2连接，所述推流装置3与所述传动轴5位于所述动磨盘2的两侧；本实施例中所述推流装置3为与所述定磨盘1和所述动磨盘2同轴设置的绞龙。
在所述推流装置3和所述壳体4之间以及所述磨盘和所述壳体4之间设置有连通的回流间隙7。
利用本发明中所述的间歇式磨浆机打化学木浆的工艺，包括：
（1）调整动磨盘2和定磨盘1之间的初始间隙为0.5mm，关闭所述出浆口，将浓度为20wt%的阔叶木化学浆送入所述磨浆机壳体4内，开启所述推流装置3和所述动磨盘2，所述推流装置3推动浆液进入所述磨浆间隙进行磨浆，磨浆时间为10min；
（2）将所述间隙调至0.4mm，运行10min；
（3）步骤（2）结束后，每隔10min将所述间隙减少0.1mm，直至所述间隙调至0.1mm；
（4）步骤（3）结束后，每隔10min将所述间隙减少0.01mm，直至所述间隙调至0.01mm后再运行10分钟；
（5）关闭所述推流装置3和所述动磨盘2，开启所述出浆口放出打磨好的纸浆。
动磨盘的转速为500转/分，绞龙每分钟的输浆量与壳体内浆液总量的比值为1/10。
实施例4-7
实施例4-7中所述的间歇式磨浆机同实施例3，所述实施例4-7中的打浆工艺如下表所示：
在上述实施例中，所述推流装置优选为绞龙，做为可选择的实施方式，所述推流装置也可以选择诸如加泵开式叶轮等现有技术中的推流装置。本发明中所述的推流装置的出料端为所述推流装置推动所述物料远离所述推流装置的一端。
同样作为优选的实施方式，在上述实施例的磨浆过程中，动磨盘的转速为300-1500转/分，绞龙每分钟的输浆量与壳体内浆液总量的比值为1/3-1/10。
此外，上述实施例中的间隙调整机构如图3和图4所示，包括：
电机8；
蜗杆9与蜗轮10，所述蜗杆9与所述电机连接设置，所述蜗轮10与所述蜗杆配套设置，在所述蜗轮的内圈设置有内圈螺纹；
螺纹杆11，所述螺纹杆11嵌套设置在所述蜗轮的内圈，在所述螺纹杆11的外壁上设置有与所述内圈螺纹相吻合的外壁螺纹；
联动杆12，所述联动杆12的一端与所述螺纹杆11固定连接，另一端与所述定磨盘1连接；
该间隙调整机构的工作过程为：
蜗杆将电机8的转动传递至蜗轮，带动所述蜗轮转动，当所述蜗轮转动时再带动所述螺纹杆11上下移动，并通过联动杆将这种上下移动的动作传递至所述定磨盘1，从而对所述定磨盘1和所述动磨盘2之间的磨浆间隙进行调整。
作为可选择的实施方式，所述间隙调整机构也可以设置成现有技术中任意的手动或者在线控制的调整装置。
实验例
为了证明本发明中所述设备及工艺的效果，本发明对实施例1-7制得的纸浆进行抄纸，测得的纸张的抗张强度（纵横向平均）为：
对比例
为了进一步证明本发明中所述设备及工艺的效果，本发明还设置有对比例，对比例中使用现有技术中两台串联的连续式磨浆机，第一台磨浆机的磨盘间隙为0.5mm，第二台磨浆机的磨盘间隙为0.005mm，所述对比例中的进浆浆液与实施例1中的进浆浆液相同，浆液先进入第一台磨浆机，从第一台磨浆机出口排出的浆液再进入第二台磨浆机，利用第二台磨浆机的出口浆液进行抄纸，测得的纸张的抗张强度（纵横向平均）为60N/m。
从上述结果可以看出，本发明实施例1所述的设备及工艺制备得到的浆液制成的纸张抗张强度要优于对比例中的设备和工艺。
虽然本发明已经通过具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本发明所要保护的范围。