木片水洗机的设计

木材加工 �< Timber Processing 60��� PRACT ICA L FORESTRY TECHNOLOGY 二�一一年第六期�林业实用技术 木 片 水 洗机 的 设 计 谭红江 (贵港职业学院 � 广西 � 贵港 � 537100) [摘要] � 阐述和分析了木片水洗机的过程以及需要注意 的事项, 为设计开发木片水洗系统及其木片水洗机提供技术 支持。 [关键词] � 木片 � 水洗机 � 设计 1 � 概述 在中密度纤维板生产中, 木片备料工段包括 削片、贮存、筛选、水洗、输送等工序。由于本地的原料 结构特点决定了其在生产中需要大量使用外购木片作 为原材料。而进行原料采购工作的调查时发现, 外购 的木片的生产厂家对木片的质量控制不好, 很多木片 生产厂家把原木削片后直接堆放在地面,地面一般是 用泥土或石子简单铺设而成的, 因此外购木片在生产、 堆放、运输和装卸等过程中, 常常会混进一些石子、沙 子、甚至金属等对热磨工序不利的杂物,在使用外购商 品木片或制材剩余物作为生产原料时,有必要对木片 进行水洗,以便将木片里所混杂的金属、石子和沙子等 杂物在木片进入热磨工序之前剔除掉,以保护热磨机 等重要设备。综合考虑这些因素后, 为了保护中纤板 生产线上的重要、关键设备, 在此工段设置水洗系统, 就显得非常必要。 我国中密度纤维板生产与国外相比起步较晚, 在 生产设备方面,技术相对还比较落后,对于木片制备设 备,国产生产线都没有木片水洗这一对产品的质量有 重要影响工序。 鉴于此,我们自行开发设计了一套与年产 15万 m3 中密度纤维板生产线相配套的木片水洗系统(如图 1所 示) ,用于清洗掉木片中对热磨机有重要影响的沙石、 铁屑等杂物,以延长热磨机磨片的寿命,从而使国产的 木片制备设备能形成一条完整的木片备料生产线。木 片水洗机是木片水洗系统的关键设备,水洗系统主要 就是用它来实现木片洗涤功能, 分离出木片中所含 图 1 � 木片水洗系统总体 说明: 1� 冲洗泵, 2� 木片泵, 3� 水洗机废渣闸, 4� 水洗 机, 5� 木片混合罐, 6� 脱水螺旋废渣闸, 7� 脱水螺旋, 8� 木 塞螺旋, 9� 废渣处理罐, 10� 循环水箱, 11� 沉渣池, 12� 循环 水泵, 13� 回水泵 速度,不使异构过剧, 低温工艺则采取槽车保温、松香 桶加盖保温等措施, 可低结晶趋势又无结晶现象的产 品。从而提高松香质量。 ( 3) 蒸汽的干度和湿度: 保证过热蒸汽的温度和 干度,蒸馏设备中闭汽加热盘管不泄漏,使松香中的雾 状水分尽量降低。 ( 4) 保持清洁:保持松香包装工场和放香槽的清 洁,清除放香槽中的白色浑浊物,勿使晶种带入松香包 装桶内。 参考文献: [ 1] � 云南林业科学院研究所� 云南主要树种造林技术 [ M ]� 昆明:云南人民出版社, 1990� [ 2] � 南京林产工业学院� 林产化学工业手册: 上[ M ]� 北京: 中国林业出版社, 1980� [ 3] � 沈美英,梁忠云, 何正洪, 等� 湿地松树脂酸热异构反应 的研究[ J]� 林产化工通讯, 2001, 35( 2) , 7�10� [ 4] � 陈玉湘,赵振东, 古 � 研, 等� 松香中海松酸型树脂酸热 作用变化规律的研究[ J]� 林产化学与工业, 2009, 29( 2) , 33�38� � 木材加工 � Timber Processing PRACT ICA L FORESTRY TECHNOLOGY< 61��� 二�一一年第六期�林业实用技术 的如石头、砂粒、泥巴、树皮、金属等废渣杂物的。水洗 机的结构如图 2、图 3和图 4所示。 图 2 � 水洗机结构组成 图 3 � 水洗机结构组成 说明: 1� 速度探测器, 2� 密封填料箱, 3� 鼓轮 (搅拌 器) , 4� 电机, 5� 轴承, 6� 减速机, 7� 废渣闸 图 4 � 水洗机结构 说明: 1� 搅拌叶片, 2� 蝶阀 A, 3� 废渣闸的观察清理 口, 4� 蝶阀 B 2 � 水洗机的工作原理 首先,经木片筛选机筛选合格的木片,从木片筛选 机出来后,一般经过一个运输机(可以是皮带运输机, 也可以是螺旋运输机)或直接从木片筛机通过一个溜 槽送到水洗机。 主要的洗涤用水是从水洗机的顶部注入水洗机, 木片也是从水洗机的顶部进入水洗机。木片在水洗机 内进行水洗:水洗机里一个带搅拌叶片的鼓轮通过旋 转迫使木片沉入水面之下, 搅拌叶片的不断旋转的同 时又对木片进行搅动, 使粘在木片上的树皮、沙子、泥 巴、碎石等杂物与木片分离而下沉;在水中, 混杂在木 片里的石子、金属等杂物, 也因比重比木片大而下沉, 从而达到使木片与各种杂物分离的目的。 由于整个系统是不断地向水洗机输入木片和持 续地供水, 不断旋转的叶片也在搅拌的同时不断地 将浸在水中已与杂物分离了的木片拨出水洗机, 另 外水流也将木片带出水洗机, 送到通往木片混合罐 的出料槽, 然后进入木片混合罐, 实现木片洗涤的连 续性。 在水洗机内与木片分离出来的比重大的废渣, 如 石头、大砂粒、金属和其它比重大的物质将向下沉积到 水洗机搅拌器底下的废渣闸内。废渣闸由在垂直的管 道上设置两个交替开闭的阀门组成, 这两个交替开闭 的阀门,称为 AB 阀。当上面的 A 阀打开, 下面的 B 阀关闭时,废渣进入闸内, 然后反过来,上面的 A 阀关 闭锁住水洗机内的木片和水,下面的 B 阀打开把闸内 的废渣排走。这样,这一个闸阀系统就可以定时清空, 把水洗机内沉积在锥形底部的废渣排走。废渣闸排空 的时间间隔(即 AB阀交替开闭的频率) , 根据木片的 干净程度不同而做不同的设置, 可以调整,以利于能及 时将废渣排走。 在水洗机的底部, 还有一股水流进入水洗机内。 从底部注入的水流通过手动控制阀门使之在水洗机的 锥形底部内形成向上的水流, 其作用是防止太多过重 木片沉积到废渣闸口而造成堵塞, 影响废渣的排放。 该向上水流的流速要控制在能使一定大小尺寸的重物 如石头、大砂粒、金属等沉积, 又能迫使木片上浮防止 太多过重木片通过排料阀(废渣闸)排掉或堵塞废渣 闸。该水由洗涤水供水泵(循环泵)的提供, 经研究和 实验以及生产的实践摸索, 调整时反冲流速不超过 0� 8 m/ s,才能保证木片与杂物的分离效果。 在这一工艺过程中,绝大部分的废渣杂物如石头、 大砂粒、泥巴、树皮、金属等,被洗涤分离出来。 木材加工 �< Timber Processing 62��� PRACT ICA L FORESTRY TECHNOLOGY 二�一一年第六期�林业实用技术 3 � 水洗机设计中保证木片的洗净率的因素 水洗机设计得好坏,将影响到整个水洗系统的效 率和效果。因此,对它进行设计时,需要解决好生产能 力和木片洗净率的关系问题。即既要保证能够通过足 够量的木片和水的混合物,以满足生产能力的要求,这 就要提高木片和水的混合物的通过速度。另一方面, 为了提高木片洗涤效果,保证木片的洗净率,又希望木 片和水的混合物在水洗机内停留的时间尽可能长, 被 旋转鼓轮的叶片搅拌的次数更多, 这就要降低木片和 水的混合物的通过速度。这是一对矛盾。对于这一对 矛盾,可以通过合理设计它的机体容积和鼓轮的旋转 速度来解决。 4 � 水洗机的机体容积 水洗机的机体容积由它的上部箱体的容积和下部 锥体的容积组成,如图 1所示。已经知道, 年产 15 万 m 3中密度纤维板生产线中的木片水洗系统每小时要处 理 500~ 600 m3 木片和水的混合物,平均为 550 m3。也 就是说, 木片和水的混合物通过水洗机的流量为 9� 2 m 3 / min。经研究和实验以及生产的实践摸索,木片和 水的混合物在水洗机内停留的时间以 20~ 25 s 比较 合适。这样, 就可以确定水洗机的机体容积为 3 ~ 3� 8 m3。 5 � 水洗机下部箱体的形状、锥度 为了使水洗机内从木片中分离出来的废渣杂物在 沉淀过程中更易于往水洗机下部的废渣闸集中, 将水 洗机下部箱体的形状设计成了四棱锥形。而对于水洗 机的下部四棱锥体, 在设计时应控制它不能超过一定 的锥度。因为此锥度设计得是否合理,将影响到废渣、 杂物的沉淀集中和是否堵塞。在实际设计应用中, 一 般控制在 90�以内为宜。 6 � 水洗机鼓轮的旋转速度 对于水洗机鼓轮的旋转速度的确定,同样经研究 和实验以及生产的实践摸索得到木片和水的混合物在 水洗机内所停留的 20~ 25 s的时间,需要得到叶片搅 拌 10次以上,才能得到较为理想的洗净率。这样, 水 洗机鼓轮的旋转速度就可以定为 24~ 30 r/ min了。 7 � 水洗机鼓轮上的搅拌叶片 鼓轮上的搅拌叶片在径向设置八组均匀分布, 在 轴向设置四组均匀分布。搅拌叶片除了起搅拌洗涤木 片的作用外, 还要担负把木片拨出水洗机的任务, 因 此,还要将搅拌叶片布置成与鼓轮的轴线成一定的角 度。根据实践经验, 这个角度设置成 45�比较合适, 而 且搅拌叶片要布置成对称地从鼓轮两端往中间相向的 形式,既利于将木片从水洗机的中部拨出,又可避免搅 拌叶片将木片挤向水洗机的端部而将水洗机胀鼓甚至 胀破。 8 � 水洗机的废渣闸 水洗机的废渣闸处于水洗机的最底部。它由一段 垂直的圆管在顶底分别设置两个交替开闭的阀门构 成,这两个交替开闭的阀门,称为 AB阀。可以采用推 拉式闸阀或蝶阀来做 AB阀,它们由气动自动控制, 按 设定频率交替开闭。为了使在下面的 B 阀打开把闸 内的废渣排走时,能够将粘在闸壁的废渣清除干净,不 影响阀门关闭的密封性, 在紧靠 B 阀的上部, 设置了 一个冲洗用的进水口, 用于每次排渣时进行冲洗。另 外,为了便于观察闸内的情况,在闸壁上还设置了用有 机玻璃封盖的观察口。 9 � 水洗机的材料 为了防止腐蚀,凡是与水接触部分的材料,都应采 用不锈钢材料(如 0Cr18Ni9或 1Cr18Ni9Ti等)。 10 � 结束语 通过实际运行的检验, 按上述方法设计出来的水 洗机,能够很好的满足整个木片水洗系统得要求,洗涤 过的木片能够分离出如石头、砂粒、泥巴、树皮、金属等 废渣杂物,在调试时,由于不慎曾经掉进一颗 M8的螺 母到正在运行的水洗机里, 在它紧接下来的那次排渣 中,就马上找到了该螺母, 由此可见其洗涤效果。有效 地保护了热磨机等重要设备, 并使木片的含水率更均 匀,更符合中纤板生产的工艺要求, 提高了产品的 质量。 参考文献: [ 1] � 李华忠,王随轩, 刘标友� 中纤板生产线木片风洗改水洗 的成功实例[ J]� 人造板通讯, 2004( 6) : 28� [ 2] � 马小伍,喻心洲,张双保, 等� MDF 备料工段和设备对木 材纤维的影响[ J]� 人造板通讯, 2004( 6) : 8�10, 17� [ 3] � 张 � 共� 中密度纤维板生产线水洗系统 B 阀的改进设计 [ J]� 福建林业科技, 2005( 1) : 57�59� � (栏目责任编辑 � 蒋旭东)