CN101328694A - 用于废纸再循环设备的造纸装置 - Google Patents
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Abstract
本发明用于提供一种用于废纸再循环设备的造纸装置,所述废纸再循环设备安装在小商店的房间或类似位置处,实现环保、运行成本低并且确保了高度机密性。所述造纸装置包括:造纸处理单元,其利用从在先工艺的制浆部分输送的纸浆悬浮液制作湿纸;干燥处理单元,其用于对在造纸处理单元中制作的湿纸进行干燥并制作成再循环纸,一处理输送器布置在造纸处理单元和干燥处理单元之间且在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸。该处理输送器制作成具有网结构的运行网带的网带输送器的形式,所述网结构由用于过滤纸浆悬浮液并使其脱水的多个网格组成。在这种构造中,在从造纸过程至干燥过程改变湿纸制作工艺时不需要更换输送器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于废纸再循环设备的造纸装置,尤其涉及安装于废纸初始源处的家具大小的小型废纸再循环设备所用的一种造纸装置,其用于在现场将废纸再循环并加工成再生纸,而不用将所产生的废纸丢弃,在该造纸装置中将纸浆悬浮液制作成湿纸。
背景技术
不但政府机关或私营公司会产生各种类型的废纸,而且在日常生活或普通家庭中也会产生各种类型的废纸。这些废纸通常被当作废物丢弃、焚烧和处置。
另一方面,从有效利用地球上有限资源的全球需要出发,已经研发使被处理和丢弃的废纸再生和再次使用的各种技术。
这些废纸再循环技术主要在造纸工业中使用,像通常的造纸厂一样,废纸再循环工厂需要大量的用地、巨大的投资以及大量水和化学制品以便高速、大量、高质量地使纸张再循环。
废纸再循环还需要收集废纸的大量人力,所述废纸收集涉及许多问题,例如通过许多收集工人而混入异物,由于缺乏废纸再循环方面知识而造成的纸张不当分拣,以及混入了有害的物体,如果废纸被收集起来,则需要由专业工人进行的最终分拣和清洁处理来实现100%再循环。另外,机密文件不适于被循环而大部分被焚烧处理以进行安全保护,使得再循环效率不够高。
为了解决废纸再循环中出现的这些问题,一种有效的方法是在废纸初始源处使废纸再循环的技术,从这种观点来看,例如已经在待审查的日本专利申请公开No.H6-134331中提出了一种新系统。
这种设备为一种在加入少量水的同时将废纸撕成小片的湿加工粉碎机,来自粉碎机的碎片被向外送至再循环工厂并且用作再循环纸的原料。
因为从粉碎机传送的粉碎纸片变形为浆状而不呈纸片的状态,这样就确保了高度的机密性,从而促进了机密文件的再循环。
然而,这种湿加工粉碎机为安装在很大安装空间中的大型机器,因此,它只能在大办公室中使用,而不适用于小办公室或普通家庭,因为小办公室或普通家庭的安装空间有限且废纸的产量小。如果将碎片用作再循环纸原料的话,只能在大型再循环工厂中进行处理,并且再循环成本很高,也不经济。
为解决现有技术中的这种问题,本申请人已研发了一种废纸处理设备,就如在日本待审查专利申请No.2007-213450中披露的那样。
在家具大小的设备壳体中,这种废纸处理设备包括:通过浸软并捣碎废纸来制作废纸纸浆的制浆部分;通过对制浆部分中制作的废纸纸浆进行处理而制造再循环纸的造纸部分;通过使制浆部分和造纸部分联锁来进行驱动和控制所述制浆部分和造纸部分的控制部分。这种设备安装在产生废纸的房间中,废纸在制浆部分中被浸软和处理,从而可防止书写在废纸上的机密信息或私人数据的泄漏或外泄,此外,废纸纸浆在造纸部分中被制作成纸张,这样就制作出再循环纸。
根据这种废纸处理设备,其可被安装在小办公室或普通家庭中,确保了高机密性,实现了环保并且运行成本低。
发明内容
因此,本发明的主要目的在于提供一种能够解决现有技术中问题的、用于废纸再循环设备的新颖造纸装置。
本发明的另一个目的是提供具有如下特点的一种造纸装置,其具有简单的结构,与用于废纸再循环设备的常规造纸装置相比具有改进的结构,且利用废纸纸浆来制作再循环纸的循环和处理功能得以加强。
本发明的另一个目的在于提供具有上述造纸装置的废纸再循环设备,其不仅可以安装在大办公室中,而且可以安装在小商店或普通家庭的房间中,实现了环保并且运行成本低,能够防止机密信息、私人信息和其他信息的泄漏,确保了高机密性。
为了实现这些目的,本发明造纸装置为构成安装在废纸初始源处的家具大小废纸再循环设备一部分的造纸装置,其利用制浆装置在在先工艺中制作的废纸纸浆来制造再循环纸,该造纸装置包括:造纸处理单元,该造纸处理单元利用含水和从制浆部分输送的废纸纸浆的纸浆悬浮液制作湿纸;干燥处理单元,其用于对在造纸处理单元中制作的湿纸进行干燥并制作成再循环纸。所述造纸处理单元和干燥处理单元布置成上下层,在以上下层结构布置的造纸处理单元和干燥处理单元之间设置有处理输送器,所述处理输送器在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸,该处理输送器制作成网带输送器的形式,所述网带输送器具有网结构的运行网带,所述网结构由用于过滤纸浆悬浮液并使其脱水的多个网格组成。
优选实施例包括下述内容:
(1)网带输送器的网带在造纸处理单元中沿着运行方向平直运行,且在干燥处理单元的前后相反方向上平直运行。
(2)在造纸处理单元中,网带的造纸处理长度被设置成在家具大小设备壳体中网带平直运行方向长度范围内。
(3)网带的造纸处理长度足以根据网结构的过滤和脱水速率与网带的运行速度之间的关系而将纸浆悬浮液制成适当重量的纸,且所述造纸处理长度被设置成使得具有所述网带的造纸输送器可被容纳在家具大小的设备壳体中。
(4)所述网带被布置成沿其运行方向向上倾斜、平直地运行。
(5)网带的向上倾斜角度被设置在3度至12度的范围内。
(6)网带的网眼尺寸(mesh size)被设置在约25目网格(meshcells)至80目网格(mesh cells)的范围内。
(7)网带的运行速度被设置在0.1m/min至1m/min的范围内。
(8)所述造纸处理单元布置在处理输送器的造纸过程的起始端位置,并包括将纸浆悬浮液从制浆装置供应到造纸输送器上的纸浆进给单元,通过该纸浆进给单元的作用,纸浆悬浮液就被均匀地撒布并供应到处理输送器的网带的上侧上。
(9)在干燥处理单元中具有用于输送在造纸处理单元中制造的湿纸同时对其进行光滑和干燥处理的烘干输送器,该烘干输送器形成为光滑带输送器,所述光滑带输送器具有运行的光滑表面带,所述运行的光环表面带的光滑表面用于使在造纸处理单元中制作的湿纸光滑。该光滑表面带沿着网带输送器的网带运行路径的下侧运行,且与所述网带协作而在输送湿纸的同时从上下两侧保持湿纸。
(10)所述干燥处理单元还包括以均匀的压力压紧光滑表面带和网带的推压装置,所述推压装置具有在所述两种带的运行方向上以规定的间隔布置的多个压辊。
(11)在干燥处理单元中,湿纸的下侧由光滑表面带输送和支撑,湿纸的上侧由网带输送和支撑,所述多个压辊从上侧压紧所述网带。
(12)在所述干燥处理单元中,用于输送和支撑湿纸的下侧的光滑表面带由加热器加热。
(13)所述加热器具有加热盘,所述加热盘在光滑表面带的湿纸输送和支撑表面的相对侧上滑动。光滑表面带上的湿纸借助于光滑表面带而由所述加热盘间接加热和烘干。
(14)在干燥处理单元中布置有一盖件,所述盖件用于控制输送和支撑湿纸上侧的网带的通风。
(15)在造纸处理单元与干燥处理单元的结合处布置有脱水辊单元,所述脱水辊单元用于挤压湿纸并使之脱水,该脱水辊单元从上下两侧滚压和挤压造纸处理单元的网带和干燥处理单元的光滑表面带,且挤压网带上的湿纸并使之脱水。
(16)所述造纸处理单元、脱水辊单元和干燥处理单元由共用的驱动源驱动。
在本发明的废纸再循环设备的家具大小的设备壳体中包括:通过浸软并捣碎废纸来制作废纸纸浆的制浆部分;通过对制浆部分中制作的废纸纸浆进行处理而制造再循环纸的造纸处理单元;通过联锁的方式而对所述制浆部分和造纸部分进行驱动和控制的控制部分,所述造纸处理单元由本发明的上述造纸装置构成。
本发明的造纸装置包括:造纸处理单元,该造纸处理单元利用含水和从制浆部分输送的在在先工艺中制作的废纸纸浆的纸浆悬浮液制作湿纸;干燥处理单元,所述干燥处理单元通过将在造纸部分中制作的湿纸烘干来制作再循环纸,所述造纸处理单元和干燥处理单元布置成上下层,在以上下层结构布置的造纸处理单元和干燥处理单元之间设置有处理输送器,所述处理输送器在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸,该处理输送器制作成网带输送器的形式,所述网带输送器具有网结构的运行网带,所述网结构由用于过滤纸浆悬浮液并使其脱水的多个网格组成。因此,在造纸处理单元中制作的湿纸被直接输送至干燥处理单元并被烘干和加工。
也就是说,从在先工艺的制浆部分中输出的纸浆悬浮液在相同的网带输送器上顺次从造纸处理过程转到干燥处理过程,因此,当将已处理的湿纸从造纸处理过程传输至干燥处理过程时,不需要更换输送器,从而可避免传输过程(更换输送器)所带来的麻烦,例如湿纸的有缺陷传输、纸张的皱褶、撕扯或剪切及其他缺陷,从而得到高质量的再循环纸。
根据本发明的造纸装置实现了下述显著的效果,即本发明的废纸再循环设备不仅可安装在大办公室中,而且可以安装在小商店或普通家庭中,实现了环保并且运行成本低,能够防止机密信息、私人信息和其他信息的泄漏,确保了高机密性。
(1)所述废纸再循环设备是一种尺寸小且简单的结构,在家具大小的设备壳体中包括:制浆部分,其通过浸软和捣碎废纸来制作废纸纸浆;造纸部分(上述造纸装置),其利用在制浆部分中制作的废纸纸浆来生产再循环纸,因此,不必丢掉废纸,从而在同一初始源处将废纸再循环和重新利用,减少了废纸的处理,这样可解决废物问题,并可有效地利用有限的资源。
迄今为止,由于机密性问题而未促进废纸的再循环,但由于可在同一初始源处进行废纸的再循环和重新利用,因此资源的有效利用效果是很显著的。
(2)在废纸的初始源处安装结构紧凑的废纸再循环系统,这种系统与安装在造纸场或废纸再循环站中的大型系统具有相同的功能,在小商店或普通家庭中即可以封闭的回路连续地进行废纸的再循环,从而节省废物回收和输送费用、焚烧成本和其他成本,因此是非常经济的。
(3)此外,由于设备结构紧凑,因此其不仅可被安装在大办公室中,而且还可被安装在小商店或普通家庭中,从这点来看,可安全地防止机密信息和私人信息的泄露。
(4)在安装于废纸初始源处的情况下,废纸被浸软而制成废纸纸浆,所述造纸部分将该废纸纸浆制成再循环纸,由于废纸在同一初始源处作为再循环纸进行循环和使用,因此,印制在纸张上的符号和图案信息不会被扩散到废纸初始源之外,从而可安全地防止机密信息和私人信息的泄露,且可有效利用资源。
也就是说,通过利用具有本发明的造纸装置的废纸再循环设备,则不存在将信息从专门的机构(例如,学校、医院、政府办公室、法律公司、专利办公室、普通家庭)向外散布的风险,所述造纸装置用作为造纸部分。
换句话说,在使用传统粉碎机的情况下,即使废纸被切成小片并且印刷的符号和图形不易读取,且切碎的纸片在外部的焚烧场所被焚烧,但不能完全避免向外散布。从这一方面来说,废纸片可以被储存在内部仓库中,但是需要这种储存位置,而且资源只能被利用一次而不能被有效使用。
相比之下,利用根据本发明的废纸再循环设备,印制在废纸上的信息不会被散布到封闭系统之外,且可以有效利用资源。
通过结合附图和权利要求中提及的新颖事实阅读下面的详细说明,可以更加清楚地理解本发明的这些及其他目的和特征。
附图说明
图1是本发明优选实施例中的废纸再循环设备的造纸部分(造纸装置)的总体结构的正视图。
图2造纸部分的主要部件的概略性透视图。
图3A为造纸部分中脱水辊单元的具体挤压和脱水机构的示意图,图中显示了一基本的挤压和脱水机构。
图3B也显示了造纸部分中脱水辊单元的具体挤压和脱水机构的示意图,图中显示了当阻浆辊布置在脱水辊单元上游侧附近时的一挤压和脱水机构。
图4为造纸部分中的纸浆进给单元的结构放大透视图。
图5A是纸浆进给单元结构的截面正视图。
图5B是沿图5A中的线B-B所作的截面图,图中显示了纸浆进给单元的结构。
图6为废纸再循环设备整体结构正视图,图中显示了切开的设备壳体。
图7为废纸再循环设备整体结构侧视图,图中显示了切开的设备壳体。
图8为废纸再循环设备中制浆部分的捣碎单元基本部件的正向截面图。
图9是本发明的废纸再循环设备的总体结构的透视图。
具体实施方式
现在参照附图,下面将对本发明的优选实施例进行具体描述。在全部附图中相同的部件或元件采用相同的参考数字来指示。
图1-图9显示了本发明的废纸再循环设备,所述废纸再循环设备1特别安装在废纸初始源处,该设备用于在初始源处制造再循环纸而不需处理掉或丢弃废纸UP,所述废纸UP包括政府机关和私营公司的机密文件、普通家庭的私人信件以及其他用过的、不需要的文件。
如图9所示,废纸再循环设备1具有家具般大小的尺寸,也就是说,废纸再循环设备1的大小和形状类似于诸如文件架、储物柜、桌子、复印机或个人电脑的办公设备,且主要包括作为本发明主要部件的制浆部分(制浆装置)2、造纸部分(造纸装置)3以及如图6、7所示的控制部分4。这些部分2-4以紧凑设计的方式容纳在设备壳体5中,制浆部分2和造纸部分3的驱动源是由普通家庭交流电源驱动的驱动源。
设备壳体5为如上所述的家具大小,根据使用目的和用途来适当地设计特定形状和尺寸。所示优选实施例中的设备壳体5为方盒,其形状和尺寸类似于办公室中使用的复印机,脚轮6、6…布置在底部中而作为移动装置,从而可在地板上自由移动。在设备壳体5的顶部设置有入口5a以供应废纸UP,在侧面上布置有可拆卸的再循环纸接收盘7以接收再循环纸RP、RP、...。设备壳体5的排放口5b与再循环纸接收盘7相对布置,从排放口5b排出的再循环纸RP、RP、...被顺次层置接收。
造纸部分(造纸装置)3是废纸再循环设备1中最重要的单元,它的部件10-12具有如下功能,即在象安装于小办公室中的复印机那样小的尺寸和形状(家具大小)的设备壳体5中进行造纸,而迄今为止,再循环纸的制作只能在大的废纸再循环场中实现。
造纸部分3是一种处理单元,其用于利用由制浆部分(制浆装置)2在在先工艺中制作的废纸纸浆UPP来制作再循环纸RP,该造纸部分3造纸处理单元10、脱水辊单元11和干燥处理单元12。
造纸处理单元10和干燥处理单元12在附图1、2和6中以上下层的形式布置,在以上下层形式布置的造纸处理单元10和干燥处理单元12之间设置有处理输送器15,所述处理输送器15在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸。在下文中将对所述造纸处理单元10和干燥处理单元12进行具体描述。
造纸处理单元10是利用含水W和从制浆部分2输送的废纸纸浆UPP的纸浆悬浮液PS来制作湿纸的位置,且主要包括处理输送器15和纸浆进给单元16,所述处理输送器15组成造纸输送器。
所述处理输送器15具有环形带形式的网带20和用于驱动网带20的驱动马达21。
处理输送器15被设计来输送纸浆悬浮液,同时在造纸处理单元10中进行过滤和脱水,该处理输送器15形成网带输送器,所述网带输送器具有网结构的运行网带20。所述网结构具有无数的网格以对纸浆悬浮液PS进行过滤和脱水。网带20被布置成沿其运行方向在造纸部分单元10中平直运行。
所述网带20特别为环形带,其具有规定宽度的网结构的盘构件,所述盘构件连接成规定长度的环形式。
用于组成所述网带20的造纸网结构的盘构件由能够通过网结构无数的网格适当过滤纸浆悬浮液PS并使其脱水的材料制成,所述材料的优选示例包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)(注册的贸易名称通常称作尼龙)和不锈钢(SUS)和其他抗腐蚀性优异的材料,在所示实施例中,所述网带20为耐热性良好的PET网带20。
构成所述网带20的网结构优选网格细小或者编制结构光滑,特别是应根据将加工的纸的性能进行选择,并特别考虑以下几点。
(1)网带20的网格尺寸
网带20的网眼尺寸优选为25目网格(mesh cells)-80目网格(mesh cells),在所示优选实施例中使用的是50目网格的网带20。
(2)网带20的网线直径
网带20的网眼不仅由网格数(尺寸)确定,而且由网线的直径确定。在网格的数目相同的情况下,如果线直径较大,则网眼尺寸较小,或者在线直径较小的情况下,网眼尺寸较大,所述网眼尺寸由网的孔隙度表示,或由空气透气度(cm3/cm2/sec)表示。
例如,如果网眼细小且透气度较差,则过滤速率也较低。纸浆进给单元16的框架主体40(将在下文中描述)在网带20的运行方向上延伸,则设备的尺寸增大。相反,如果网眼较粗糙且透气度也高,则框架主体40较短且设备的尺寸也较小,但所产生的再循环纸PP的纹理也粗糙,纸的正面和反面之间的光滑度差别较大,从而会产生光洁度较差的纸。
(3)编制结构
网带20的网的编制方法包括单根编织、双根编织、改变径线直径和纬线直径以及其他方法。在所显示的优选实施例中使用了单根编织的网带20,这是因为如下文中所述,多根编织会引起用于驱转并支撑网带20的辊子直径增大,从而增大设备尺寸。
考虑到这些情况,则需要网带20为网线直径精细、网格数目较多且穿透性高的网结构,以防止废纸纸浆UPP在造纸过程中从网带20的网格滑出,所示优选实施例中的网带20为50目网格的平面编织PET网带20。通过使用该网带20,则已通过试验得知:实现了适用于撰写的高质量纸。
网带20的宽度尺寸被设置成稍大于将由纸浆悬浮液PS制作的再循环纸RP的宽度尺寸的特定宽度。
如图1和图2所示,网带20在造纸处理单元10中沿其运行方向平直运行,且在将在下文中描述的干燥处理单元12中的相反方向中平直地前后运行。在下文中将对网带20在干燥处理单元12中的动作进行描述。
网带20的特定干燥和支撑结构包括驱动辊25、随动辊26a、26b、支撑辊27a-27c、压辊28(28a,28b)、脱水辊29(29a,29b)和初级脱水辊30,所述网带20被可旋转地支撑,并且通过驱动辊25连接至驱动马达21并由其驱动。
在造纸处理单元10内,网带20的造纸处理长度L被限定为在网带20在家具大小的设备壳体5中的平直运动方向长度(在所显示的示例中,附图1、2和6中的横向长度)的范围内。
特别地,网带20中的造纸处理长度L被设置为长到根据网结构的过滤和脱水率与网带20的运行速度之间的关系而足以用于从纸浆悬浮液PS制造适当重量的纸,且具有所述网带20的所述处理输送器15被设置成小到足以被容纳在家具大小的设备壳体5中。
网带20的运行速度考虑上述情况来确定,其优选设置在大约0.1m/min-1m/min的范围内,且在该优选实施例中设置为0.2m/min。在常规的大型废纸再循环场站中,这种造纸带的运行速度被设置为至少100m/min或更多,或者在更快的情况下超过1000m/min。
网带20的运行速度特别与造纸过程中的湿纸重量相关,当网带20的运行速度降低时,所述重量增大,而当运行速度增大时,所述重量减小。在这种情况下,废纸纸浆UPP的捣碎程度与网带20的过滤程度相关,如果所述捣碎程度与纸浆浓度是恒定的,则可得到恒定的重量。
与网带20的这些结构状况相关,如图1和图2所示,网带20布置成向上倾斜并平直地沿其运行方向运行,造纸处理长度L在有限安装空间中被显著延伸,从而增大了与网带20的网结构相关的过滤和脱水效率。网带20的向上倾斜角度α依据使用目的而定,其优选设置在3度至12度的范围内,在所示优选实施例中设置为6度。
特别地,用于驱动网带20的驱动马达21是电动机,并电连接至控制部分4。所述驱动马达21也被共用作下文所述的脱水辊单元11和干燥处理单元12的驱动源,此处省略了对共用的结构,也就是以通常公知的驱动耦合结构实现的驱动耦合结构的详细描述,例如,在待审查日本专利申请No.2007-213450中披露的一种驱动耦合结构可被有利地使用。
纸浆进给单元16是用于将来自制浆部分2的纸浆悬浮液PS供应到处理输送器(造纸输送器)15的网带20上的场所,且该纸浆进给单元16安装在处理输送器15的造纸过程的起始端位置。所述纸浆悬浮液PS被均匀供给并散布在网带20的上侧上。
图4、5A和5B中显示了纸浆进给单元16的具体结构。也就是说,在该纸浆进给单元16中,网带20布置成朝着如上所述的运行方向向上倾斜,一框架主体40和分隔盘41布置在网带20的上侧和下侧位置上。
框架主体40滑动布置在网带20的上侧上并限定从制浆部分2发送的纸浆悬浮液PS的供应宽度,并且如图4和5A、5B所示,所述框架主体40包括主体框架45、布置在主体框架45内的通道46、布置在所述通道46的外侧位置处的平板构件47以及布置在主体框架45后端的溢流门48。
所述主体框架45形成为在其前端也就是在网带20的运行方向那一侧的部分开口的平坦U形,其下端面45a可以在倾斜运行的网带20的上侧滑动,主体框架45的框架内部宽度W(见图4)根据将被生产的再循环纸RP的宽度尺寸设定。
通道46为用于促进所供应的纸浆悬浮液PS均匀散布的弯曲路径,且该通道46布置在框架主体40的溢流门48的下游侧。
特别地,所述通道46由布置在主体框架45中的多个门构件49、49......构成,在所示的优选实施例中,所述通道46由用于形成主体框架45的底部的底盘50、在主体框架45中竖立的三个门构件49a、49b、49c以及溢流门48构成。
更具体地说,如图5A所示,三个门构件49a、49b、49c和溢流门48以规定的相等间隔在主体框架45中平行竖立,通道46曲折形成在竖向中,通道46的前进方向在从入口46a开始即从底盘50中制作的开口开始的向上的方向上延伸,并朝其出口46b向上延伸(参见附图5A中的箭头所示)。入口46a与用于供应纸浆悬浮液PS的纸浆进给箱55相连通。
在主体框架45中的竖立门构件49a、49b和49c中,用于将通道46从上至下方向的改变位置分开的门构件,即该优选实施例中门构件49a的上缘被设置成处于比平板构件47上流动和滞留的纸浆悬浮液PS的液位要低的位置处,也就是低于由溢流门48所限定的液位H。
在通道46的入口46a附近,布置有分隔盘51来分隔通道46,如图5B所示,该分隔盘51以规定间隔布置有多个连通孔51a、51a......。
所述平板构件47布置在通道46的出口46b一侧位置且以贴合状态从上侧覆盖网带20的网。该平板构件47在朝着网带20的运行方向向下的方向中布置成向下倾斜的斜坡。
特别地,所述平板构件47与门构件49c一起形成为具有图中所示三角形截面轮廓的中空盘框架,一下侧盘构件47a从上侧以贴合状态覆盖网带20的网,而一上侧盘构件47b在朝着网带20的运行方向向下的方向中布置成向下倾斜的斜坡。
如图5A中的箭头所示,慢慢流过该弯曲通道46的纸浆悬浮液PS从通道46的出口46b向下流到平板构件47的上侧盘构件47b上,并积聚至由溢流门48所限定的规定液位H,且均匀散布并供应到朝着运行方向向上倾斜运行的网带20的上侧上。
在这种情况下,由于平板构件47布置在在向下的方向上的向下倾斜的斜坡中,这样可有效地防止保持在平板构件47上的纸浆悬浮液PS产生紊流,从而可进一步改进再循环纸RP的纹理。
也就是说,如果所述平板构件47处于向上的斜坡中,则从通道46的出口46b流到平板构件47上的纸浆悬浮液PS会爬上平板构件47,这样可能会在纸浆悬浮液PS中产生紊流,如果停留在平板构件47上的纸浆悬浮液PS被干扰,则会对由网带20所制作的再循环纸RP的纹理产生负面影响。
考虑到这一点,在该优选实施例中,平板构件47形成为向下的斜坡,因此,从通道46的出口46b流到平板构件47上的纸浆悬浮液PS向下平顺地流到平板构件47的上侧上,从而有效地防止了紊流的产生,从而更进一步改进了再循环纸RP的纹理。
与此相关,分隔构件41具有由多个框架构件41a、41a......构成的能够排放的百叶窗结构,还具有用于滑动支撑网带20下侧的全部宽度的形状和尺寸。
平板构件47的前端布置有薄导引片52以确保纸浆悬浮液平顺流动到网带20上。导引片52的前端52a设置在与用于形成分隔构件41的百叶窗结构的梁件相应的位置处,也就是说,设置在与框架构件41a、41a......之一(在该优选实施例中为最后的梁件41a)相应的位置处,特别地,其布置成在由该梁件41a支撑的网带20的上侧位置上滑动。
溢流门48用于使框架主体40中的纸浆悬浮液PS的液位保持恒定,该溢流门48的上缘48a形成为水平平直的状态,且其高度根据如上所述的网带的不同状况来确定,从而将在网带20上制作的湿纸RP0的重量,或者将再循环纸RP稳定地保持在所需的值。
也就是说,为了保持在网带20上制作的湿纸RP0的稳定重量,框架主体40中的纸浆悬浮液PS的滞留作用是很重要的因素,这种滞留作用借助于框架主体40内的纸浆悬浮液PS的水量(滞留量)而极大地改变。因此,保持纸浆悬浮液PS中的水量恒定是非常重要的。
由于在该纸浆进给单元16中布置有溢流门48,则可稳定地保持框架主体40中的纸浆悬浮液PS的水量。
此外,由于溢流门48布置在通道46的入口侧位置处,也就是说布置在上游侧,而不是布置在通道46的出口侧位置处,从而可有效地避免纸浆悬浮液PS的液位H的脉动现象。
如果溢流门48布置在通道46的出口侧位置处,在由网带20的网结构对纸浆悬浮液PS进行过滤且液位H降低的情况下,则存在时间滞后直至离开通道46的出口46b的纸浆悬浮液PS漫过溢流门48,由此会出现液位H的脉动,且在再循环纸RP的纹理中会形成条纹图案。
相反,在所显示的优选实施例中,由于溢流门48布置在通道46的上游侧,从而可有效地避免这种问题的产生。
在溢流门48的后侧布置有形成在溢流门48和主体框架45的后壁部分上的纸浆悬浮液回收单元53。从溢流门48溢流的纸浆悬浮液PS向下流动并被收集到该纸浆悬浮液回收单元53中,并从在底盘50中开口的排放口53a收集到白水收集箱120中。
在纸浆进给单元16的上游侧布置有纸浆进给箱55,其用于将纸浆悬浮液PS供应到纸浆进给单元16中。
在纸浆进给箱55中,在制浆部分中制作的纸浆悬浮液PS被供应和存储。
存储在纸浆进给箱55中的纸浆悬浮液PS的高度由液位检测装置例如未显示的浮子开关检测,且所述纸浆悬浮液PS通过悬浮液进给泵连续地供应到纸浆进给单元16的框架主体40中。
当存储在纸浆进给箱55中的纸浆悬浮液PS通过悬浮液进给泵从入口46a供应入框架主体40中的通道46内时,其缓慢地穿过图5A中由箭头所指示的弯曲通道46,并从出口46b流到平板构件47上,且积聚至由溢流门48限定的规定液位,从而均匀地分散、散布、供应到朝着运行方向以向上倾斜的状态运行的网带20的上侧上。
在这种情况下,布置分隔盘51来分隔所述通道46,该分隔盘51布置有多个连通孔51a、51a......。当从纸浆进给箱55供应的纸浆悬浮液PS穿过分隔盘51的所述多个连通孔51a、51a......时,其在整个通道46中分布且被调整成在通道46的整个截面开口中具有均匀的流速。
在网带20的上侧上均匀分布的纸浆悬浮液PS与网带20一起输送,并通过网带20在箭头方向中的运行作用而保持由主体框架45所限定的规定宽度尺寸,且由网带20的网的自重作用进行过滤和脱水以变成湿纸RP0。通过过滤和脱水作用所产生的白水W(在造纸工艺中由所述网过滤的极低浓度的纸浆水)被收集到如下所述的供水单元114的白水收集箱120中。
另一方面,通过自溢流门48的溢流而收集在纸浆悬浮液收集单元53中的纸浆悬浮液PS也被收集到如上所述的白水收集箱120中。
在纸浆进给单元16中,网带20的运行形式是横向水平的,即,该网带20被支撑而使得位于垂直于网带20运行方向的部分的上侧轮廓线可以为水平状态。在这种配置中,通过主体框架45和分隔构件41的配合,可以有效地防止纸浆悬浮液PS的保持状态在横向宽度方向上出现偏差,并且所调节的湿纸RP0的厚度在横向宽度方向上是均匀的,使得整个纸表面的厚度均匀。
脱水辊单元11是用于挤压网带20上的湿纸RP0并使其脱水的场所,所述脱水辊11位于造纸处理单元10和如下所述的干燥处理单元12的接合处。特别地,网带20与光滑表面带60在干燥处理单元12处被从上侧和下侧辊压、碾压,网带20上的湿纸RP0则被挤压并脱水。
也就是说,如图1、2、6所示,位于上游侧的造纸处理单元10和位于下游侧的干燥处理单元12布置为上下层,在所述造纸处理单元10和干燥处理单元12的结合处,处于下游侧的干燥处理单元12的光滑表面带60与处于上游侧的造纸处理单元10的网带20的上下邻接部分相互连接,脱水辊单元11从上下侧碾压并挤压网带20和光滑表面带60。
由网带20构成的处理输送器15沿着以上下侧形式布置的造纸处理单元10和干燥处理单元12中的造纸过程和干燥过程的总体长度延伸,该处理输送器15用作为造纸处理单元10处的如上所述的造纸输送器,且在干燥处理单元12处与如下所述的光滑表面带60相协作来输送湿纸RP0且同时从上下两侧进行挤压。
脱水辊单元11包括两套(28a、29a,28b、29b)成对的上下压辊28,脱水辊29、驱动马达70、初级脱水辊30和阻浆辊71起到辅助作用。
脱水辊29(29a,29b)从下侧碾压并接触网带20,特别地,具有细小且连续的小孔的多孔材料制成的脱水层81卷绕在高硬度材料的圆柱形辊80的外周上。脱水层81由亲水性、吸水性及水保持性良好的材料制成,优选地,所述材料为具有细小且连续的小孔并且柔性良好的多孔材料。脱水层81在圆柱形辊80上的卷绕结构包括将较厚脱水层81在圆柱形辊80的外周上缠绕一圈形成的圆柱形辊80外周上的圆筒形脱水层81的单层卷绕,或者是将薄脱水层81在圆柱形辊80的外周上缠绕多层的多层卷绕结构。
所示优选实施例的脱水辊29(29a,29b)为单层结构,即由具有微米尺寸的极其细小且连续的小孔的泡沫材料制成的筒形脱水层81卷绕在由不锈钢制圆柱形辊80的外周上而形成的单层结构。
如下文所述,压辊28(28a,28b)从上侧碾压并挤压干燥处理单元12处的光滑表面带60。特别地,该压辊是由高刚性材料制成的圆柱形辊。所示优选实施例的压辊28(28a,28b)为不锈钢圆柱形辊。
这些脱水辊29(29a,29b)和压辊28(28a,28b)特别地被单个驱动马达70驱动并连接到该驱动马达70上,这两种辊子即脱水辊29(29a,29b)和压辊28(28a,28b)以联锁的方式以相同的转速被驱动。
在所示优选实施例中,驱动马达70通常与如下所述的造纸处理单元10的驱动马达21共用。
通过驱动马达70(21)的驱动,两种辊29(29a,29b)和28(28a,28b)从上下侧碾压并挤压两个带20、60而使其处于压紧状态,网带20上湿纸RP0所含的水分M通过网带20被脱水辊29(29a,29b)所吸收和脱水。挤压并被脱水而来的白水W被收集在供水单元114的白水收集箱120中。
通过参考图3A对具体的挤压及脱水机构进行解释。图中显示了脱水辊单元11的主要的一套成对压辊28a和脱水辊29a的示例,通过两个辊29a、28a的转动,网带20和在其上具有湿纸RP0的光滑表面带60在两个辊29a、28a之间被引导且湿纸RP0插入到它们之间,所述光滑表面带60和网带20从上下侧被碾压并挤压而处于压紧状态。因此,在湿纸RP0中所含的水分M被挤出至两个辊29a、28a的上游侧(图中的右侧),但由于上侧的光滑表面带60具有无孔的光滑表面,因此,被挤出的水分M全部穿过下侧网带20中的细小且连续的小孔,且为脱水辊29a的脱水层81所吸收。
该优选实施例中的脱水辊29(29a,29b)布置有处于自由辊压状态的排放辊31。
排放辊31用于挤压和排放含在脱水辊29的脱水层81中的水分,且形成为由高硬度材料制成的小直径圆柱形辊,并被推压而辊压在脱水辊29的外周面上。
脱水辊31随着脱水辊29一起转动而辊压和挤压脱水辊29的脱水层81,从而将脱水层81中所含的水分挤出并排放。
通过这种结构,进一步被捣碎的废纸纸浆UPP的过滤和脱水性能更差,水分不容易从网带20上除去,排放辊31用于辅助脱水辊29,脱水辊29的排放量被显著增大,从而有效地显示了脱水辊单元11的挤压和脱水作用。
针对同样的目的,下面描述的初级脱水辊30也布置排放辊31。
设置初级脱水辊30和阻浆辊71用于辅助脱水辊单元11中的压辊28a和脱水辊29a的挤压及脱水作用。
如图1和图2所示,初级脱水辊30被布置成通过在脱水辊单元11的上游侧从下侧碾压网带20而对网带20施加张力。
初级脱水辊30具有与脱水辊29(29a、29a)相似的特殊结构,所述初级脱水辊30包括:由高硬度材料制成的圆柱形辊82;和由卷绕在圆柱形辊82外周上的具有细小且连续的小孔的多孔材料制成的脱水层83。在所示优选实施例中的初级脱水辊30为单层结构,即由具有微米尺寸的极其细小且连续的小孔的细小多孔连续泡沫材料制成的圆筒形脱水层83安装在由不锈钢制圆柱形辊82的圆柱形外周上而形成的单层结构。
均匀散布在网带20的上侧上并且与网带20一起输送的湿纸RP0通过网带20进行过滤和脱水,并且通过初级脱水辊30全面地进行吸收和脱水,从而初步地辅助压辊28(28a,28b)和脱水辊29(29a,29b)的挤压和脱水作用。
如图1、2和3B所示,阻浆辊71布置成在脱水辊11的上游侧附近,通过从上侧碾压并挤压光滑表面带60而使光滑表面带60压紧位于下侧网带20上的湿纸RP0。
现在参照图3B,当网带20和其上侧安放有湿纸RP0的光滑表面带60被脱水辊29(29a,29b)和压辊28(28a,28b)从上下侧以压紧的状态碾压并挤压时,湿纸RP0中所含的水分M被挤出到两种辊29(29a,29b)、28(28a,28b)的上游侧(图中右侧),同时也将由于脱水辊29(29a,29b)的前面的挤压和脱水作用而保持的水分M挤出。
在这种情况下,如图3A所示,如果在所述辊29(29a,29b)、28(28a,28b)的上游侧附近不设置阻浆辊71,特别是在一套成对的压辊28a和脱水辊29a的上游侧附近不设置阻浆辊71,位于上侧的光滑表面带60与位于下侧的网带20的交叉角度(两种辊子29(29a,29b)、28(28a,28b)的压紧点的相交处由两个带20、60所包围的角度)相对较大,由此位于上侧的光滑表面带60与处于下侧的网带20上的湿纸RP0分开。这样,湿纸RP0中所含的被挤压到所述辊29(29a,29b)、28(28a,28b)上游侧的水分和保持在脱水辊29(29a,29b)中的水分的总水分M中的一部分M′不能通过环形网带20为脱水辊29(29a,29b)所吸收,而可以为湿纸RP0所吸收,所述湿纸RP0可能返回到浆料状态。
同时,如果上侧的光滑表面带60和下侧的网带20的交叉角度不是较大,则不会产生这种问题,从而可省略阻浆辊71。
通过脱水辊单元11进行挤压和脱水的湿纸RP0保持在处于下侧的网带20的上侧和处于上侧的光滑表面带60的下侧之间,并与上述带20、60一起输送,在干燥处理单元12处进行烘干。
在脱水辊单元11的下游侧位置处,即在如图1、2所示的干燥处理单元12的起始端处,来自造纸处理单元10的下侧网带20被折返至相对侧,并与光滑表面带60平行且贴合地一起平移,湿纸RP0被保持在所述带20、60之间并被平顺地从造纸处理单元10和干燥处理单元12输送,而不会产生湿纸RP0的缺陷输送或引起湿纸RP0的皱褶或撕裂。
即,就如在待审查日本专利申请No.2007-213450中所披露的那样,如果网带20仅用于造纸处理单元10,且被构造成在相对的方向,即在干燥处理单元12和脱水辊单元11的光滑表面带60的下游侧位置处,在下侧的方向上独立地运行,则在该位置处,湿纸RP0会从下侧网带20上剥离,并被吸引而被传输至上侧光滑表面带60。
这种吸引和传送作用被认为是由光滑表面带60的光滑表面结构所引起。即,下侧的网带20的表面为具有许多连续细小孔的细小波纹表面,而上侧光滑表面带60的表面为不具有孔的光滑表面,因此,稍微含有水分的湿纸RP0通过光滑表面带60表面上的表面张力作用而被吸附。
因此,由光滑表面带60的吸引力所传输的剥离作用力被施加到网带20上的湿纸RP0上,如果该剥离作用力不是均匀地施加在湿纸RP0的表面上,其可导致湿纸RP0的有缺陷传输。或造成纸张的皱褶或撕裂。由于所述带20、60的运行速度不能吸收在湿纸以完全相同的速度传输时所产生的湿纸的伸长,这样就需要在下一工艺之前提供所述两种带20、60之间的速度差。
相反,在该装置中,湿纸RP0从造纸处理单元10以下述状态被输送至干燥处理单元12,即在由上下带20、60从上下两侧贴合运行地保持和固定的状态下,湿纸RP0被平顺地输送而不会引起湿纸RP0的缺陷传输、皱褶或湿纸RP0的撕裂,其不需要两个带20、60之间的温度差。
干燥处理单元12是在对在造纸处理单元10中进行造纸工艺之后,通过对在脱水辊单元11中已经受挤压和脱水处理的湿纸RP0进行烘干后得到再循环纸RP的场所,所述干燥处理单元12布置在造纸处理单元10上的上层,并主要包括烘干输送机90和加热及烘干单元91。
烘干输送机90用于对在脱水辊单元11中经受挤压和脱水的湿纸RP0进行平顺的烘干和输送。所述烘干输送机90包括光滑表面带60和驱动马达93,所述驱动马达93用于驱动所述光滑表面带60。
烘干输送机90形成为用于驱动光滑表面带60的光滑带输送器,所述光滑表面带60具有光滑表面而用于使在造纸处理单元10中制作的湿纸RP0光滑。
如上所述,处理输送器15沿着形成为上下层的造纸处理单元10和干燥处理单元12中的造纸过程和干燥过程的整个长度布置且延伸,并与干燥处理单元12中的烘干输送器90相协作以输送湿纸RP0并使之光滑。
为此目的,所述光滑表面带60特别地形成为环形带,该环形带具有由规定宽度的光滑表面板构件相连而形成的规定长度的环形,如图1、2、6所示。该环形带沿着处理输送器15的网带20的运行路径的下侧运行,并与网带20相协作以通过从上下侧压紧来输送湿纸RP0。
与网带20相同,所述光滑表面带60的规定宽度被设置成略大于将生产的再循环纸RP的宽度。光滑表面结构的板构件是这样一种材料,其能够将湿纸RP0一侧精加工成适当的光滑表面,并能够承受在后面的工艺中由加热及烘干单元91的加热作用,优选地,所述板构件由例如氟塑料树脂、不锈钢或其他柔性耐热材料制成,并且在所示优选实施例中使用了氟塑料树脂带。所述规定长度足够长以将湿纸RP0加热和烘干成成品的再循环纸RP,并且所述规定长度被设置成小到足以能被容纳在位于设备壳体5中的烘干处理单元12的空间中的尺寸。
如图1和2所示,光滑表面带60包括驱动辊100、随动辊101、压辊28(28a,28b)、脱水辊29(29a,29b)、支撑辊27c、阻浆辊71。所述光滑表面带60被可转动地支撑,并且通过驱动辊100连接至驱动马达93并由其驱动。
也就是说,光滑表面带60沿着干燥处理的整个长度而形成在与来自造纸处理单元10的网带20共用的支撑结构中,且光滑表面带60布置成与网带20平行地相贴合平直运行。
用于驱动光滑表面带60的驱动马达93通常用作处理输送器15和脱水辊单元11的共用驱动源。这种共用结构,即驱动耦合机构是以通常公知的驱动耦合机构来实现地,例如,可有利地使用在待审查日本专利申请No.2007-213450中所披露地一种驱动耦合机构。
加热及烘干单元91是用于加热由网带20和光滑表面带60保持并输送的湿纸RP0并使其烘干的场所,并特别地设计成通过加热器94来加热对湿纸RP0的下侧进行输送并支撑的光滑表面带60。
该优选实施例中的加热器94形成为加热板,其与光滑表面带60中对湿纸RP0进行输送和支撑的那一侧相反的一侧相接触,且布置在光滑表面带60的运行路径上的水平运行部分中,且布置成与光滑表面带60中对湿纸RP0的保持面的上侧相反的一侧相接触,即布置在光滑表面带60的下侧。这样,光滑表面带60上的湿纸RP0由加热板94借助于光滑表面带64而被间接加热。
在干燥处理单元12中,推压装置95布置在处于网带20和光滑表面带60之间的运行路径上以均匀的压力推压所述这些带20、60。
该推压装置95设置成与所述带20、60运行路径中的水平运行部分中的加热板94相对布置,且特别地布置有在运行方向上以规定的小间隔布置的多个(在所显示的优选实施例中为七个)压辊95a、95a...。这些压辊95a、95a...为由高硬度材料制成的小直径圆柱形辊。
在干燥处理单元12中,湿纸RP0的下侧面由光滑表面带60输送并支撑,其上侧面由网带20输送并支撑,以精细的间隔布置的所述多个小直径压辊95a、95a...被设计成以均匀的作用力推压网带20的上侧。
因此,由所述带20、60保持并输送的湿纸RP0由所述95a、95a...顺次辊压和推压。与光滑表面带60的表面相接触的湿纸RP0的一侧相反的侧面,即在网带20的表面侧的湿纸RP0由网带20精加工成适当的光滑表面。另外,通过网带20的适当的通风作用,湿纸RP0就变成干纸。
压辊95a、95a...的数目可根据使用目的的不同而适当增减。
在干燥处理单元12的加热板94的相应位置处,即在压辊95a、95a...的位置处布置有盖子96,该盖子96用于控制对湿纸RP0的上侧表面进行输送和支撑的网带20的通风。因此,则可实现所需的网带20的通风作用,网带RP0的表面被均匀干燥,这样几乎不产生皱褶。
造纸部分3的干燥处理单元12处的加热及烘干单元91布置有蒸汽收集单元250用于收集由加热和干燥所产生的蒸汽。
如图6、7所示,蒸汽收集单元250包括形成在设备壳体5盖子即装饰壳盖251的一部分中的蒸汽收集腔252和用于排空蒸汽收集腔252的排气扇253。
特别地,从蒸汽收集腔252开始沿着装饰壳盖251的内侧布置排气道254以与供水单元114的白水收集箱120相连通。
因此,在加热及烘干单元91中,由加热和烘干行为所产生的蒸汽通过排气扇253的排气动作而被收集在蒸汽收集腔252中,并通过排气道254循环进入白水收集箱120中。
如图1所示,在所述带20、60的加热及烘干单元91的下游侧布置有分割构件97。该分割构件97为阻热弹性刮刀,所示优选实施例中的分割构件97是由厚度大约为0.1mm-0.13mm的弹性及可变形的不锈钢板制成,其外周上镀有特弗隆(Teflon)(注册商标),并且其底端支撑在固定侧(未显示),其前端边缘97a弹性停留在光滑表面带60的表面上。
在光滑表面带60上烘干并输送的再循环纸RP由分割构件97的前端边缘97a从光滑表面带60的保持面上顺次剥离。
就此而言,在分割构件97的下游侧,即,在所述带20、60运行路径的末端位置或在干燥处理单元12的末端位置,设置有用于将从光滑表面带60分离的再循环纸RP切割至规定尺寸的固定尺寸刀具101。
固定尺寸刀具101被设计来将从光滑表面带60剥离的再循环纸RP切割成规定的宽度和规定长度以形成规定的矩形尺寸。特别地,所述固定尺寸刀具101包括滚压纵断器101a而将再循环纸RP在宽度方向上进行切割来调整宽度尺寸,以及一用于在长度方向上切割再循环纸RP的所谓的切纸器101b用于调整长度尺寸,这些部件由驱动马达101c驱动。
从光滑表面带60剥离的再循环纸RP由固定尺寸刀具101切割规定的矩形尺寸(在所述优选实施例中为A4格式),而规定尺寸的再循环纸RP从设备壳体5的排出口5b排出。
接下来将特别地对造纸部分3的在先的工艺中的制浆部分2(制浆装置)进行描述。
如图6、7所示,制浆部分2是通过浸软和捣碎废纸UP来制作废纸纸浆的场所。该制浆部分2包括:用于搅动、磨碎和浸软废纸UP的浸软单元110;用于捣碎在浸软单元110中浸软的废纸UP的捣碎单元111,以及对已浸软和捣碎的废纸纸浆UP的浓度进行调节的纸浆浓度调节单元112。在所显示的优选实施例中,浸软单元110和捣碎单元111使废纸UP循环规定的时间。
浸软单元110包括用于搅动废纸UP的搅动装置113,和用于向搅动装置113供水的供水单元114。
搅动装置113具有搅动箱115、搅动叶轮116和驱动马达117。图7中显示了搅动箱115,其中,在顶壁上,可关闭的入口5a布置在设备壳体5的外侧,并且搅动叶轮116可旋转地设置在内部。搅动箱115的内部容积根据被成批搅动的废纸UP的张数决定。在所示优选实施例中,搅动箱115设计为能够通过加入大约1.5公升水来搅动成批处理的A4格式的平面纸复印机(PPC)的大约8张(大约132g)废纸。
搅动叶轮116布置在搅动箱115的倾斜底部位置上,并且结合至驱动马达117的旋转轴117a上,并由其驱动。并且所述搅动叶轮116由驱动马达117正反向连续或间歇性地旋转驱动。特别地,驱动马达117为电动机,并且该驱动马达117电连接到控制部分4。
当搅动叶轮116正反向转动时,如果被搅动的所述废纸UP的尺寸为A4格式,则所述废纸UP通过搅动叶轮116正转之后反转而产生的水的喷射作用被有效分散,且可有效防止缠绕在搅动叶轮116上,从而实现对废纸UP、UP、...的均匀浸软和捣碎作用。
供水单元114包括白水收集箱120和供水泵(未显示)。如上所述,白水收集箱120被用于收集在造纸部分3中过滤并脱水而来的白水(由造纸过程中的造纸网过滤的极低浓度的纸浆水),收集在白水收集箱120中的白水W作为搅动用水由下文中描述的供水泵供给到搅动装置113的搅动箱115中。
如下文所述,供水单元114还起到纸浆浓度调节装置(纸浆浓度调节设备)112的浓度调节水供应器的作用,为此,一用于浓度调节的供水泵(未显示)用于将白水收集箱120中的白水W供给到浓度调节箱136中而作为浓度调节用水。
在搅动装置113中,从设备壳体5的开口或入口5a装填到搅动箱115中的废纸UP、UP、...通过搅动叶轮116在驱动马达117驱动下的正反向旋转在来自供水单元114的水W中进行规定时间(在所示情况中为3-5分钟)的搅动,并被浸软和捣碎,且被转化成废纸纸浆UPP。
捣碎单元111具有至少一个捣碎机,在所示的优选实施例中显示了一个捣碎机130。
捣碎机130对在浸软单元110中浸软的废纸UP加压并将其捣碎,且对废纸UP上的由墨水形成的符号和图案进行研磨而研磨成末。
如图8所示,捣碎机130主要包括相对运动的多个(在该实施例中为两个)捣碎构件131、132,所述捣碎构件131、132跨微小的捣碎间隙相对布置。特别地,捣碎机30包括与浸软单元110的搅动箱115相连通的捣碎箱133,捣碎构件131、132可相对运动地布置在捣碎箱133中,一驱动源134用于驱动捣碎构件131、132的相对运动。
尽管在附图中未具体显示,但在捣碎机130中,捣碎构件131、132为相对运动的盘,更具体地说,上捣碎构件131是固定的,而下捣碎构件132是可转动的。
捣碎箱133具有上下分离的结构以在上箱133a和下箱133b相互接合而形成的封闭圆筒形状中容纳成对的捣碎构件131、132。捣碎箱133具有在上箱133a的顶部中心开口的进料口135和在下箱133b的圆筒形侧面中开口的出料口136,所述进料口135和出料口136相连以借助于图中未显示的管子与浸软单元110的搅动箱115相连通。尽管图中未特别显示,但进料口135与搅动箱115的底部位置相连通,而出料口136与搅动箱115的上部位置相连通。
固定侧的上捣碎构件131通过适当的固定装置而被固定在上箱133a的顶部内侧,可旋转的下捣碎构件132跨微小的捣碎间隙A与固定侧的捣碎构件131同心相对布置。
可旋转的捣碎构件132整体性地布置在旋转台138上,旋转台138的旋转支撑轴138a借助于捣碎箱133底部中的开口137而与捣碎箱133的外侧相对而被直接固定到作为直接驱动式马达结构中的旋转驱动源的驱动马达134的旋转轴134a上。特别地,该驱动马达134为电动机,且该驱动马达134与控制部分4电连接。
形成所述微小捣碎间隙A的两个捣碎构件131、132的相对侧131a、132a相协作而形成捣碎作用表面。这些相对的捣碎作用表面131a、132a为具有由粘合材料接合在一起的许多研磨粒子的研磨石表面,这两个捣碎作用表面131a、132a形成在朝着相对的方向上直径逐渐增大的锥形,如图8所示,且在所述捣碎作用表面之间形成锥形的捣碎间隙A。
在固定侧的捣碎构件131的捣碎作用表面131a的中心位置处形成有入口139以与捣碎箱133的进料口135同轴地相连通,在两个捣碎构件131、132的捣碎作用表面131a、132a的外周缘131b、132b之间形成有环形间隙140而作为与捣碎箱133的出料口136相连通的出口。
与此相关,在旋转捣碎构件132的捣碎作用表面132a中以相等的间隔在周向上布置多个导引肋141、141、...。此外,多个叶片142、142、...在用于支撑旋转捣碎构件132的旋转台138的外周上以相等的间隔在周向上布置。
通过旋转捣碎构件132的转动,所述多个导引肋141、141、...用于将废纸纸浆UPP从所述入口139导流入捣碎间隙A而到达所述出口140,所述多个叶片142、142、...用作为泵而将废纸纸浆UPP通过离心力的作用从所述出口140朝着捣碎箱133的出料口136压出。
捣碎间隙A的缝隙被设定为大约0.05mm-0.8mm。通过相对转动捣碎箱133的上箱133a和下箱133b并使结合部分前后移动可精细地调整捣碎间隙A的缝隙。在根据使用目的而对捣碎间隙A的缝隙进行精细调整时,在捣碎作用表面131a、132a的配合作用中可得到依赖于设备机械结构的强度和驱动力的较高压力和滑动作用力。另外,通过调节捣碎间隙A的缝隙,也可适当地调节捣碎单元111的捣碎速度(捣碎时间)。
在通过驱动马达134将旋转捣碎构件32在固定的捣碎构件131上旋转和驱动的状态下,从浸软单元110的搅动箱115供应至捣碎箱133的进料口135的废纸纸浆UPP从入口139流入并穿过捣碎间隙A并接受通过相对转动的捣碎作用表面131a、132a所施加的加压作用和捣碎作用,从而将由墨水在废纸UP上形成的符号和图案研磨并研磨成末,然后通过捣碎箱133的出料口136从出口140返回至搅动箱115。
捣碎箱133的进料口135和出料口136通过开启装置打开和关闭。开启装置的具体结构在图中未显示,但可使用任何常规的手动或自动开启阀。在停止捣碎单元111的操作时,开启阀关闭进料口135和出料口136,从而阻止废纸UP或废纸纸浆UPP从搅动装置113的搅动箱115进入捣碎箱133中,且在启动捣碎单元111的操作时,所述开启阀打开进料口135和出料口136,从而允许废纸纸浆UPP在搅动箱115和捣碎箱133之间进行循环。
在这种情况下,当同时驱动浸软单元110和捣碎单元111时,捣碎箱133构成一纸浆循环箱以允许废纸纸浆UPP与浸软单元110的搅动箱115一起循环,通过纸浆循环箱115、133流动且循环的废纸纸浆UPP顺次且反复地接受由浸软单元110施加的搅动和浸软作用、由捣碎单元111施加的加压和捣碎作用以及墨水研磨和研磨成末作用。这样,就得到适用于将在后一阶段中的造纸部分3中制作并再生出的再循环纸RP的适当的纸强度,并得到具有高洁白度的再循环纸RP(与脱墨水工艺具有相同的效果)。
纸浆浓度调节单元112从由搅动箱115所供应的废纸纸浆UPP的总量中分配规定的量,并将来自浓度调节供水单元114的水W添加到所述规定的分配量中,直至规定分配量的废纸纸浆UPP与水W的总体积达到规定量,从而得到规定浓度的纸浆悬浮液PS。
纸浆浓度调节单元112包括:布置在搅动箱115下游侧以暂时存储已浸软和捣碎的废纸纸浆UPP的纸浆存储箱136;布置在纸浆存储箱136下游侧的浓度调节箱200;和用于向浓度调节箱200供水的、进行浓度调节用的供水单元。用于浓度调节的该供水单元也通常使用上所述供水单元114。
纸浆存储箱136的内部容积根据在搅动装置113中成批处理的废纸UP的张数(重量)而确定。在所示优选实施例中,纸浆存储箱136被设计成其容积足以调节与成批处理大约8张(大约32g)上述A4格式废纸UP的能力相应的废纸纸浆UPP的浓度。
与此相关,尽管未详细显示,一排放口设置在搅动装置113的搅动箱115的底部,在搅动箱115(和捣碎箱133)中制作的废纸纸浆UPP的总体积在重力的作用下通过搅动箱115的排放口下降并被供应至纸浆存储箱136。所述排放口由排放阀打开和关闭。例如,排放阀是电磁阀,并且电连接至控制部分4。
浓度调节箱200包括两个小箱201、202且形成为浓度调节箱。
也就是说,所述浓度调节箱200包括纸浆分配箱201和储水箱202。所述纸浆分配箱201从由搅动箱115供应的废纸纸浆UPP的总体积中分配规定量,所述总体积为存储在纸浆存储箱136中的废纸纸浆的总体积。所述储水箱202用于接收与废纸纸浆UPP的分配部分相应量的水W,该相应量的水W来自进行浓度调节的供水单元114。
特别地,在储水箱202的上部位置中结合所述纸浆分配箱201以形成双箱式结构,将在下文中描述的排放口(未显示)布置在纸浆分配箱201的底部中。
纸浆分配箱201的内部容积是根据从存储在纸浆存储箱136中的废纸纸浆UPP中分配和供应的规定分配量来确定的,储水箱202的内部容积是根据纸浆分配箱201的体积与在纸浆分配箱201中存储和分配的废纸纸浆UPP相应的水量来确定的。在所示的优选实施例中,假定纸浆存储箱136的容积足够大以处理约25张(约100g)A4格式的废纸,并存储相应量的废纸纸浆UPP,纸浆分配箱201的内部容积设置成例如约150cc的容量,而储水箱202的内部容积设置成例如约13公升的容量。
与此相关,由电磁阀打开和关闭的排放口201a、202a布置在纸浆分配箱201和储水箱202的底部,这些排放口201a、202a的电磁阀与控制部分4电连接。
在浓度调节箱200中,从由搅动箱115供应并存储在纸浆存储箱136中的废纸纸浆UPP的总容积(约100g废纸UP+5公升水W)中分配规定的量(150cc),且将所述规定的量输送并供应到浓度调节箱200的纸浆分配箱201中。另一方面,与废纸纸浆UPP的分配量相对应,将约13公升的水W从用于浓度调节的供水单元114输送并供应至储水箱202中(精确地说,直至与废纸纸浆UPP的分配量(150cc)的总和达到13公升)。
接下来,借助于电磁阀来开启纸浆分配箱201的排放口201a,纸浆分配箱201中的废纸纸浆的总体积(150cc)在重力的作用下落入储水箱202中,并与储水箱202中的水W相混合,从而将储水箱202中的纸浆悬浮液PS混合至规定浓度(约0.1%,目标浓度)。
在初步实验的数据的基础上,下面将描述考虑造纸部分3的造纸能力而设定的混合纸浆悬浮液PS的目标浓度。
在这种方式中,在浓度调节部分9的浓度调节箱200中被调节至约0.1%(目标浓度)的纸浆悬浮液在重力的作用下全部下落,且在接下来的工艺中,由于纸浆分配箱201的排放口201a的开启而被供应并存储在造纸部分3的纸浆进给箱55中。
由纸浆浓度调节单元112以适当的时间确定的分配型的浓度调节间隔设置成使得纸浆进给箱55中的纸浆悬浮液PS的量不可少于规定的量,例如,当造纸部分3受控而在约1分钟内处理13公升的纸浆悬浮液PS时,而由纸浆浓度调节单元112所进行的浓度调节间隔设置在1分钟内。
这样,借助于纸浆浓度调节单元112,由于是在已分配部分中进行浓度调节的,而不是以总容积进行成批调节的,这样就显著减少了水的消耗,并显著减小了浓度调节箱200的尺寸,且使废纸再循环设备1的总体结构制作得更紧凑。
控制部分4以相配合的方式自动控制浸软单元110和造纸部分3的驱动部件的操作,并且特别地由包括CPU、ROM、RAM、和输入/输出(I/O)端口的小型电脑构成。
控制部分4存储用于连续执行制浆部分2的制浆程序和造纸部分3的造纸的程序,还通过键盘等存储用于驱动所述驱动单元所需的不同信息,例如浸软单元110中的搅动装置113的驱动时间、供水单元114的操作时间、造纸部分3中的输送器15、90的运行速度、加热及烘干单元91的驱动时间和固定尺寸刀具101的操作时间,所述不同信息可被作为数据初始存储或选择性地输入。
如上所述,控制部分4具有用于组成制浆部分2和造纸部分3的其他电连接驱动单元和检测器,控制部分4根据不同的测量值和数据对所述驱动单元进行控制。
这样构成的废纸再循环设备1在接通电力时启动,控制部分4以相互关系自动控制这些驱动单元,被供应到设备壳体5的入口5a中的废纸UP、UP......由制浆部分2、浸软单元110和捣碎单元111浸软和捣碎,并制作出废纸纸浆UPP,该废纸纸浆UPP由造纸部分3的造纸处理单元10、脱水辊单元11和干燥处理单元12加工再生成再循环纸RP,并从设备壳体5的出口5b排放到再循环纸接收盘。
在具有这种配置的废纸再循环设备1中,造纸部分(造纸装置)3具有:造纸处理单元10,其利用纸浆悬浮液PS制造湿纸,所述纸浆悬浮液含有水W和从制浆部分2在在先工艺中输出的废纸纸浆;干燥处理单元12,其通过将在造纸处理单元10中制作的湿纸RP0烘干而制作再循环纸,造纸处理单元10与干燥处理单元12布置成上下层。一处理输送器15布置在成上下层结构的造纸处理单元10和干燥处理单元12之间且在造纸过程和干燥过程的整个长度上延伸,该处理输送器15被加工成网带输送器的形式,该网带输送器具有网结构的运行网带20,所述网结构包括许多用于对纸浆悬浮液PS进行过滤和脱水的网格,因此,在造纸处理单元10中制作的湿纸RP0被直接输送至干燥处理单元12,且被烘干和处理。
也就是说,从在先工艺的制浆部分2输送的纸浆悬浮液PS从造纸过程至干燥过程均在同一网带输送器上被顺次处理,在从造纸过程至干燥过程中改变湿纸RP0的制作工艺的情况下不需要更换输送器,从而避免了传输处理中的麻烦(更换输送器),例如避免产生湿纸RP0的缺陷传输、纸张的皱褶、撕裂或切断等缺陷,从而得到高质量的再循环纸。
根据优选实施例的造纸部分3实现了下述显著效果,该优选实施例所提供的废纸再循环设备1不仅可以安装在大办公室中,而且可以安装在小商店或普通家庭的房间中,实现了环保并且运行成本低,能够防止机密信息、私人信息和其他信息的泄漏,确保了高机密性。
(1)在家具大小的设备壳体5中,本发明通过包括下述部分而实现了尺寸小且结构简单的废纸再循环设备1,该设备包括有:制浆部分2,所述制浆部分2用于通过浸软和捣碎废纸UP来制作废纸纸浆UPP;造纸部分3,其利用在制浆部分2制作的废纸纸浆UPP来制造再循环纸RP。因此不必丢弃废纸UP,废纸UP可以在初始源处再循环和使用,从而减少了对废纸UP的处理,垃圾问题得以解决,并且可以有效地利用有限资源。
迄今为止,由于保密问题,废纸UP的再循环不被支持,但是由于废纸UP可在初始源处再循环并使用,则可有效利用资源。
(2)因为起到与安装在造纸厂或废纸再循环工厂中的大型系统相同作用的紧凑的废纸再循环设备安装在废纸UP的初始源处,因此,在小商店或普通家庭中也可以以闭合回路使废纸UP连续再循环,从而可以节省废纸UP的收集、运输费用和焚烧成本及其他成本,并且极为经济。
(3)此外,所述设备结构为紧凑的,并且其不仅可以安装在大型办公室中,而且可安装在小商店或普通家庭中,从这种观点看,也可以可靠地防止机密信息和私人信息的泄漏。
(4)由于安装在废纸UP初始源处,制浆部分2通过浸软和处理废纸UP来制作废纸纸浆UPP,造纸部分3将废纸纸浆UPP制造成再循环纸RP,因此,可在初始源处进行废纸UP的再循环和重新用作为再循环纸RP,印刷在纸张上的符号和图形信息不会扩散到废纸UP初始源处以外。这样能够可靠地避免了机密信息和私人信息的泄漏,因此,可有效地利用资源。
也就是说,通过使用本优选实施例的废纸再循环设备1,该废纸再循环设备1具有作为造纸装置的造纸部分3,则不存在将信息从特定的机构(例如,学校、医院、政府办公室、法律公司、专利办公室、普通家庭)向外散布的风险。
换句话说,在使用传统粉碎机的情况下,即使废纸被切成小片并且印刷的符号和图形不易读取,且切碎的纸片在外部焚烧场所被焚烧,但不能完全避免向外散布。从这一方面来说,废纸可以被储存在内部仓库中,但是需要这种储存位置,而且资源只能被利用一次而不能被有效使用。
相比之下,利用根据优选实施例的废纸再循环设备1,印制在废纸UP上的信息不会被散布到封闭系统之外,且可以有效利用资源。
由于本发明在不脱离其必要特征的精神下可以多种形式实现,因此本发明优选实施例为示意性的而且不是限制性的,由于本发明的范围由所附权利要求书而不是由在它们之前的说明书所限定,所以落入权利要求范围和界限或者这种范围和界限的等效物之内的所有变化包含在权利要求中。
Claims (18)
1.一种废纸再循环设备的造纸装置,该造纸装置构成安装在废纸初始源处的家具大小的废纸再循环设备的一部分,用于利用从制浆装置在在先工艺中制作的废纸纸浆来制作再循环纸,所述造纸装置包括:
造纸处理单元,该造纸处理单元利用含水和从制浆部分输送的废纸纸浆的纸浆悬浮液制作湿纸;
干燥处理单元,该干燥处理单元用于对在造纸处理单元中制作的湿纸进行干燥并制作成再循环纸,
其中,所述造纸处理单元和干燥处理单元布置成上下层,在以上下层结构布置的造纸处理单元和干燥处理单元之间设置有处理输送器,所述处理输送器在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸,以及
该处理输送器制作成网带输送器的形式,所述网带输送器具有网结构的运行网带,所述网结构由用于过滤纸浆悬浮液并使其脱水的多个网格组成。
2.根据权利要求1所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,网带输送器的网带在造纸处理单元中朝着运行方向平直运行,且在干燥处理单元中沿前后相反方向上平直运行。
3.根据权利要求2所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在造纸处理单元中,网带的造纸处理长度被设置成在家具大小设备壳体中网带平直运行方向上的长度范围内。
4.根据权利要求3所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,网带的造纸处理长度足以根据网结构的过滤和脱水速率与网带的运行速度之间的关系而将纸浆悬浮液制成适当重量的纸,且所述造纸处理长度被设置成使得具有所述网带的造纸输送器能够被容纳在家具大小的设备壳体中。
5.根据权利要求3所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,所述网带被布置成朝着其运行方向向上倾斜、平直地运行。
6.根据权利要求5所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,网带的向上倾斜角度被设置在3度至12度的范围内。
7.根据权利要求4所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,网带的网眼尺寸被设置在约25目网格至80目网格的范围内。
8.根据权利要求4所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,网带的运行速度被设置在0.1m/min至1m/min的范围内。
9.根据权利要求1所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,所述造纸处理单元布置在处理输送器的造纸过程的起始端位置,并包括将纸浆悬浮液从制浆装置供应到造纸输送器上的纸浆进给单元,以及
通过该纸浆进给单元的作用,纸浆悬浮液就被均匀地撒布并供应到处理输送器的网带的上侧上。
10.根据权利要求1或2所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在干燥处理单元中具有用于输送在造纸处理单元中制造的湿纸同时对其进行光滑和干燥处理的烘干输送器,以及
该烘干输送器形成为光滑带输送器,所述光滑带输送器具有光滑运行表面带,所述光滑运行表面带的光滑表面用于使在造纸处理单元中制作的湿纸光滑,以及
该光滑表面带沿着网带输送器的网带运行路径的下侧运行,且与所述网带协作而在输送湿纸的同时由所述网带和光滑表面带从上下两侧保持湿纸。
11.根据权利要求10所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,所述干燥处理单元还包括以均匀的压力推压光滑表面带和网带的推压装置,以及
所述推压装置具有在所述两种带的运行方向上以规定的间隔布置的多个压辊。
12.根据权利要求11所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在干燥处理单元中,湿纸的下侧由光滑表面带输送和支撑,湿纸的上侧由网带输送和支撑,以及
所述多个压辊从上侧压紧所述网带。
13.根据权利要求10所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在所述干燥处理单元中,用于输送和支撑湿纸的下侧的光滑表面带由加热器加热。
14.根据权利要求13所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,所述加热器具有加热盘,所述加热盘在光滑表面带的湿纸输送和支撑表面的相对侧上滑动,光滑表面带上的湿纸借助于光滑表面带而由所述加热盘间接加热和烘干。
15.根据权利要求12所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在干燥处理单元中布置有一盖件,所述盖件用于控制输送和支撑湿纸上侧的网带的通风。
16.根据权利要求10所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,在造纸处理单元与干燥处理单元的结合处布置有脱水辊单元,所述脱水辊单元用于挤压湿纸并使之脱水,以及
该脱水辊单元从上下两侧滚压和挤压造纸处理单元的网带和干燥处理单元的光滑表面带,从而挤压网带上的湿纸并使之脱水。
17.根据权利要求16所述的废纸再循环设备的造纸装置,其中,所述造纸处理单元、脱水辊单元和干燥处理单元由共用的驱动源驱动。
18.一种废纸再循环设备,在家具大小的设备壳体中包括:制浆部分,该制浆部分通过浸软并捣碎废纸来制作废纸纸浆;造纸处理单元,该造纸处理单元通过对制浆部分中制作的废纸纸浆进行处理而制造再循环纸;和控制部分,该控制部分通过联锁的方式对所述制浆部分和造纸部分进行驱动和控制,
其中,所述造纸处理单元包括:一造纸处理单元,该造纸处理单元利用含水和从制浆部分输送的废纸纸浆的纸浆悬浮液制作湿纸;干燥处理单元,所述干燥处理单元通过将在造纸部分中制作的湿纸烘干来制作再循环纸,
所述造纸处理单元和干燥处理单元布置成上下层,在以上下层结构布置的造纸处理单元和干燥处理单元之间设置有处理输送器,所述处理输送器在造纸处理过程和干燥处理过程的整个长度上延伸,以及
该处理输送器制作成网带输送器的形式,所述网带输送器具有网结构的运行网带,所述网结构由用于过滤纸浆悬浮液并使其脱水的多个网格组成。
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