[發明專利]用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗設備及方法

無效

• 申請號: 200910192237.3
• 申請日: 2009-09-11
• 公開（公告）號: CN101655417A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 朱小林;劉煥彬;黃運賢;李繼庚
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明涉及造紙技術領域，特別涉及一種用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗設備及方法。

背景技術

紙漿的分散作用在造紙過程中是一個重要的作用過程，目前國內外采用的熱分散機有輥式熱分散機和盤式熱分散機，其中輥式熱分散機處理的溫度較盤式熱分散機低，盤式熱分散機的操作溫度在90℃～130℃之間，而輥式熱分散機的操作溫度低于100℃。根據國內外的經驗和資料，在廢紙處理系統中，盤式熱分散機對膠粘物的處理效果比輥式熱分散有一定的優勢，在以廢紙為原料生產中、高檔紙時，普遍使用的是盤式熱分散機。然而，目前常用的盤式熱分散機存在很多缺陷，如：采用漿葉螺旋進料的方式導致進料均勻性差，熱分散片之間的間隙控制精度低影響熱分散效率；加熱效率低，加熱時間長，使COD的排放量偏大，影響紙漿的強度，不利于降低紙漿返黃等。

為了改善目前熱分散機存在的各種缺陷，國內外進行了大量的研究，但多為理論推導，缺乏具體的實驗證明。在熱分散機理研究方面，至今沒有任何關于廢紙回收工藝中熱分散機理研究的詳細報告。只有一種較普遍的看法，那就是需要一個快速切變區，在這個區域中將產生足夠大的切變力以克服雜質內在的結合力或雜質與纖維表面的結合力；也有文章認為壓力脈沖至少對分散效果有幫助，壓力脈沖在雜質上會產生一種足夠大的瞬間壓力梯度以克服結合力；也有人認為，在討論剪切力的情況下，把熱分散濃度條件下的漿料以牛頓流體的形式進行推導，從而得出齒盤刀距、漿料濃度、速度等之間的關系。但在實際生產中，通常都是根據熱分散機的型號、轉速、磨片齒形等具體情況進行分析，從而確定熱分散的控制參數。這就容易造成盤式的熱分散機存在上述缺陷，因此，對熱分散機分散機理的研究，需要通過理論和實驗的結合，才能更好地應用于生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗設備，該設備結構簡單，并能較好地應用于熱分散機分散機理的實驗研究。

本發明的另一目的在于提供一種通過上述設備實現的用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗方法。

本發明通過以下技術方案實現：一種用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗設備，包括盤磨機構和數據采集機構，所述盤磨機構包括底座、靜片組件和動片組件，靜片組件和動片組件分別設于底座上，并通過主軸同軸設置，動片組件一側的主軸末端通過聯軸器與電機連接；所述數據采集機構包括與電機依次連接的電流檢測裝置、轉速控制裝置和拍攝機，拍攝機設于盤磨機構的靜片組件前方，數據采集機構外接實驗數據處理系統。

所述靜片組件包括靜磨座和固定于靜磨座上的靜磨片，靜磨座固定于所述底座上。

所述靜磨片的材料為有機玻璃等透明材料，經過拋光、噴涂等特殊處理后，靜磨片具有透明、表面耐磨的特點。

所述動片組件包括動磨座和固定于動磨座上的動磨片，動磨座通過軸承座固定于所述底座上。

所述動磨片的材料為有機玻璃等透明材料，經過拋光、噴涂等特殊處理后，動磨片具有透明、表面耐磨的特點。

所述底座的底部為燕尾槽結構；所述靜片組件的靜磨座底部和動片組件的軸承座底部分別為與底座底部相配合的燕尾狀結構；確保了靜磨片與動磨片之間的間隙可調，同時保證了兩者之間的平行度和同心度。

所述電流檢測裝置為電流表；所述轉速控制裝置為變頻器。

所述盤磨機構上還可設有透明的外罩。

通過上述設備可實現一種用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗方法，包括以下步驟：

(1)根據漿料的濃度設定動磨片與靜磨片之間的距離，然后調節靜磨片，使動磨片與靜磨片之間的距離達到設定值；

(2)同時啟動盤磨機構和數據采集機構，向盤磨機構中輸送漿料并開始磨漿；

(3)數據采集機構的拍攝機實時拍攝盤磨機構中的磨漿情況，并將其圖片數據送至實驗數據處理系統；電流檢測裝置和轉速控制裝置分別實時檢測磨漿過程中電機的電流和轉速，并分別將電流數據和轉速數據送至實驗數據處理系統。

上述用于磨片分散作用機理研究的可視化實驗設備使用時，先根據漿料濃度調節動磨片與靜磨盤之間的距離，然后在磨漿過程中通過數據采集機構分別采集磨漿情況的圖片數據、電機的電流數據和轉速數據，并傳送給外接于可視化磨片分散設備的實驗數據處理系統，通過實驗數據處理系統對各數據的處理分析，從而對熱分散機進行實驗研究。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明通過對磨漿過程進行拍攝并實時檢測電機工作情況的相關數據，然后送至實驗數據處理系統進行處理分析，能較好地應用于熱分散機分散機理的實驗研究。