一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，主要由两块有机玻璃PMMA板结合而成，该两块有机玻璃PMMA板之间的密封采用凹凸面或榫槽密封形式，其中一有机玻璃PMMA板上设有稀释水注入口；两块有机玻璃PMMA板结合后，内形成有连通的中空腔体和主流流道，主流流道内各点的静压相等；中空腔体由两块有机玻璃PMMA板上的沿各自长度方向延伸的型腔组成，其两端分别设有进浆口与回浆口，中空腔体自进浆口向回浆口的方向逐渐缩小；主流流道由两块有机玻璃PMMA板上的沿各自宽度方向延伸的凹槽组成，主流流道有多条沿有机玻璃PMMA板的长度方向间隔排列，并分别与相应稀释水注入口连通。本发明可以很方便地进行流场的测量和可视化研究，且密封性好、拆卸方便。
【专利说明】一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器
【技术领域】
[0001]本发明涉及水力式实验流浆箱的【技术领域】，尤其是指一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器。
【背景技术】
[0002]业内习知，方锥管布浆器是水力式流浆箱的关键部件之一，为了实现纸浆的等压布浆，国内、外研究人员对此开展了相关研究，并取得了许多重要的科研成果。
[0003]在国内，安徽省造纸公司的一种用于圆网造纸机的多管布浆器，由孔管体、布浆罩、方锥管、唇板和支架组成。福建希源纸业有限公司的造纸机方锥管布浆器，具有中空腔体，设有进浆口与回浆口，其外侧沿长度方向上均匀分布有出浆口，而且横截面自进浆口向回浆口方向逐渐缩小。天津天轻造纸机械有限公司的方锥管布浆器，是由两块直角梯形板通过连接两直角梯形斜腰边的连接板连接而成的方锥状，两块直角梯形板上分别设置有连接凸缘，每块直角梯形连接板通过连接凸缘与管箱连接，管箱内部设置有多条布浆管孔。华南理工大学刘伟等发明的互补式布器:由两个方锥管布浆器以互补方式上下叠放在一起构成，左右对称，互不相通，巧妙地利用了单个方锥管布浆器布浆不均匀的特点，实现了两个方锥总管及其对应的支管束浆料质量流量的互补。另外，华南理工大学刘建安的等压布浆器主要由进口法兰、阻尼元件、筒体、出口接头、筒盖及溢流口构成，主要适合于长网纸机。
[0004]在国际上，稀释水调浓流浆箱技术发展方面有几家很有影响的公司，如Beloit (metso)公司，Voith 公司，Valmet (metso)公司，以及 EsherWyss, Vaahto,Brandes&Heneze Gmbh,G&Lv公司、波兰的PMP0LAND公司等,其典型的方锥形布衆器产品主要有圆锥形布浆器和方锥形布浆器，结构大同小异，都是遵循等压原理进行设计加工的，显著地提高了纸张产品质量。这些锥形等压布浆器都有回流系统及其观察透明管。在回流系统中，采用回流阀控制纸浆的回流，确保一致的浆流速度，观测透明管内的纸浆流动确定回流阀的开启情况。
[0005]尽管国内、外研究的方锥管布浆器很多，且这些方锥管布浆器在工程实践中能发挥很大的作用，但是这些方锥管布浆器均不能满足布浆器流场测量的要求，无法获得可视化的流场。目前，在国、内外没有公开的满足PIV (Particle Image Velocimetry粒子图像速度仪)等测量系统进行测量和可视化研究的方锥管布浆器，基于此，本发明的方锥管布浆器在符合工程实践的基础上，可以对各种车速下的流场进行测量和可视化研究，从而使方锥管布浆器的流场结构获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可进行流场测量和可视化研究的水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，从而使方锥管布浆器的流场结构获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。
[0007]为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为:一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，它主要由配对的两块有机玻璃PMMA板结合而成，该两块有机玻璃PMMA板之间的密封采用凹凸面或者榫槽密封形式，其中一块有机玻璃PMMA板上设有稀释水注入口；所述两块有机玻璃PMMA板结合后，内形成有贯穿其两端面的中空腔体及贯穿其一侧面的主流流道，该主流流道与中空腔体连通，且其内各点的静压相等；所述中空腔体由两块有机玻璃PMMA板上的沿各自长度方向延伸的型腔组合而成，其两端分别设有进浆口与回浆口，且该中空腔体自进浆口向回浆口的方向逐渐缩小，形成方锥状结构；所述主流流道由两块有机玻璃PMMA板上的沿各自宽度方向延伸的凹槽组合而成，且该主流流道有多条沿有机玻璃PMMA板的长度方向间隔排列，并分别与相应稀释水注入口连通。
[0008]所述两块有机玻璃PMMA板结合后，通过夹紧块压紧，固为一整体。
[0009]所述两块有机玻璃PMMA板结合后，其由中空腔体贯穿的两端面经各自夹紧块对应连接带有进浆管的进浆端连接板和带有回流管的回流端连接板，且该进浆管与进浆口连通，该回流管与回浆口连通。
[0010]所述两块有机玻璃PMMA板结合后，其由主流流道贯穿的侧面设有密封用的凹面及连接用的螺纹孔。
[0011]所述主流流道为圆柱形流道，且每块有机玻璃PMMA板上的凹槽为半圆柱形凹槽。
[0012]所述两块有机玻璃PMMA板之间夹垫有垫圈。
[0013]所述进浆端连接板和回流端连接板与结合后的两块有机玻璃PMMA板之间分别夹
垫有垫圈。
[0014]所述垫圈为石棉橡胶垫圈。
[0015]本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果:
[0016]1、适用PIV (particle image velocimetry)粒子图像速度仪等流场测量系统进行测量以及可视化研究，可以清楚地反映方锥管布浆器的流道及其流场，对方锥管布浆器的特点包括速度、涡量、湍动能、耗散率等与速度相关的参数均可以很方便的进行测量和研究。
[0017]2、本可视化等压方锥管布浆器的形体小、结构简单、密封性好、拆卸方便、成本低，可以进行工程实践前的流体实验。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的结构示意图。
[0019]图2为图1的A向视图。
[0020]图3为图1的B向视图。
[0021]图4为图1的C向视图。
[0022]图5为本发明其中一块有机玻璃PMMA板的侧视图。
[0023]图6为本发明另外一块有机玻璃PMMA板的侧视图。
[0024]图7为采用PIV测量系统对可视化等压方锥管布浆器进行流场测量及可视化研究的示意图。
[0025]图8为PIV测量可视化等压方锥管布浆器湍流过程中的原始图像。
[0026]图9为PIV测量可视化等压方锥管布浆器涡流过程中的原始图像。
[0027]图10为经过图像分析处理后的可视化等压方锥管布浆器的湍流流线。[0028]图11为经过图像分析处理后的可视化等压方锥管布浆器的涡流流线。
【具体实施方式】
[0029]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0030]参见图1至图6所示，本实施例所述的水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，它主要由配对的两块有机玻璃PMMA板1、2结合而成，其后壁是由二次曲线组成，该两块有机玻璃PMMA板1、2之间的密封米用凹凸面或者榫槽密封形式,且其中一块有机玻璃PMMA板上设有稀释水注入口 5 (稀释水注入口 5通常是设置在位于上面的那块机玻璃PMMA板上)，通过对稀释水注入口 5注入稀释水来调节纸浆流体在方锥管布浆器的横幅定量，以保证纸浆流体在横向分布均匀；所述的两块有机玻璃PMMA板1、2结合后，通过夹紧块6压紧，固为一整体，其内形成有贯穿其两端面的中空腔体3及贯穿其一侧面的主流流道4，该主流流道4与中空腔体3连通，且其内各点的静压相等(按照流场各点静压相等的原理设计)；所述中空腔体3是由两块有机玻璃PMMA板1、2上的沿各自长度方向延伸的型腔组合而成，其两端分别设有进浆口 301与回浆口 302，且该中空腔体3自进浆口 301向回浆口302的方向逐渐缩小，形成方锥状结构；所述主流流道4为圆柱形流道，它是由两块有机玻璃PMMA板1、2上的沿各自宽度方向延伸的半圆柱形凹槽组合而成，在本实施例中，该圆柱形流道有七条沿有机玻璃PMMA板的长度方向等距间隔排列，并分别与相应的稀释水注入口 5连通，而稀释水注入口 5的个数与圆柱形流道的条数相一致。
[0031]此外，为了方便与外部元器件的连接，本实施例所述的两块有机玻璃PMMA板1、2结合后，其由中空腔体3贯穿的两端面经各自夹紧块12对应连接带有进浆管701的进浆端连接板7和带有回流管801的回流端连接板8，且该进浆管701与进浆口 301连通，该回流管801与回浆口 302连通，该进浆管701和回流管801可以很方便地与外部元器件连接，而且在实际应用中，考虑到防腐的问题，所以本实施例所述的进浆端连接板7、进浆管701、回流端连接板8、回流管801均采用不锈钢材料制作；同时，为了方便本可视化等压方锥管布浆器与水力式实验流浆箱的下一个部件的连接，本实施例所述的两块有机玻璃PMMA板1、2结合后，其由主流流道4贯穿的侧面设有密封用的凹面9及连接用的多个螺纹孔10，便于与后面的部件采用螺栓连接凹凸密封面。为了节省成本和加强密封性，本实施例所述的两块有机玻璃PMMA板1、2之间夹垫有石棉橡胶垫圈11，同时，所述进浆端连接板7和回流端连接板8与结合后的两块有机玻璃PMMA板1、2之间也分别夹垫有石棉橡胶垫圈13。
[0032]另外，在本实施例中，采用PIV测量系统对可视化等压方锥管布浆器进行流场测量及可视化研究，其测量安装具体如图7所示，其中，在PIV测量过程中，让激光器产生的片光和CCD相互垂直，且需要不断移动激光器产生的片光和CCD进行调整，针对不同部位进行测量，而循环水箱中装有低于0.01%的纸浆，纸浆通过纸浆输入泵从进浆管701进入可视化等压方锥管布浆器的进浆口 301，然后进入可视化等压方锥管布浆器的主流流道4，之后纸浆主流通过主流流道4进入水力式实验流浆箱的下一个部件，而少部分回流从可视化等压方锥管布浆器的回浆口 302流出，经回流管801进入纸浆循环管路，从而形成纸浆流的循环。工作时，对可视化等压方锥管布浆器的流场进行拍摄和测量，然后再对其图像进行分析处理，可以得到可视化等压方锥管布浆器湍流、涡流过程中的原始图像，具体如图8和图9所示，可以得到可视化等压方锥管布浆器经过图像分析处理后的湍流流线和涡流流线，具体如图10和图11所示。当然，利用这套系统，我们还可以进行方锥形布浆器的其他流场测量和可视化研究。
[0033]总之，在采用以上方案后，本发明在符合工程实践的基础上，可以对各种车速下的流场进行测量和可视化研究，从而使方锥管布浆器的流场结构获得理论上的突破，可以对工程实践有良好的指导作用。相比现有技术，本发明具有形体小、结构简单、密封性好、拆卸方便、成本低等优点，是一款理想的方锥管布浆器，值得推广。
[0034]以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:它主要由配对的两块有机玻璃PMMA板(1、2 )结合而成，该两块有机玻璃PMMA板(1、2 )之间的密封采用凹凸面或者榫槽密封形式，其中一块有机玻璃PMMA板上设有稀释水注入口(5);所述两块有机玻璃PMMA板(1、2 )结合后，内形成有贯穿其两端面的中空腔体(3 )及贯穿其一侧面的主流流道(4)，该主流流道(4)与中空腔体(3)连通，且其内各点的静压相等；所述中空腔体(3)由两块有机玻璃PMMA板(1、2)上的沿各自长度方向延伸的型腔组合而成，其两端分别设有进浆口(301)与回浆口(302)，且该中空腔体(3)自进浆口(301)向回浆口(302)的方向逐渐缩小，形成方锥状结构；所述主流流道(4)由两块有机玻璃PMMA板(1、2)上的沿各自宽度方向延伸的凹槽组合而成，且该主流流道(4)有多条沿有机玻璃PMMA板的长度方向间隔排列，并分别与相应稀释水注入口(5)连通。
2.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述两块有机玻璃PMMA板(1、2 )结合后，通过夹紧块压紧，固为一整体。
3.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述两块有机玻璃PMMA板(1、2)结合后，其由中空腔体(3)贯穿的两端面经各自夹紧块对应连接带有进浆管(701)的进浆端连接板(7)和带有回流管(801)的回流端连接板(8)，且该进浆管(701)与进浆口(301)连通，该回流管(801)与回浆口(302)连通。
4.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述两块有机玻璃PMMA板(1、2)结合后，其由主流流道(4)贯穿的侧面设有密封用的凹面(9)及连接用的螺纹孔(10)。
5.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述主流流道(4)为圆柱形流道，且每块有机玻璃PMMA板上的凹槽为半圆柱形凹槽。
6.根据权利要求1所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述两块有机玻璃PMMA板(1、2)之间夹垫有垫圈。
7.根据权利要求3所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述进浆端连接板(7)和回流端连接板(8)与结合后的两块有机玻璃PMMA板(1、2)之间分别夹垫有垫圈。
8.根据权利要求6或7所述的一种水力式实验流浆箱用的可视化等压方锥管布浆器，其特征在于:所述垫圈为石棉橡胶垫圈。
【文档编号】D21F1/06GK103437235SQ201310344232
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年8月8日
【发明者】曾劲松, 喻迪, 黄琨, 陈克复, 冯郁成 申请人:华南理工大学