CN102230303B - 一种纸浆模塑助剂添加装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纸浆模塑助剂添加装置，其包括：用于储存助剂的储存单元；用于添加助剂的添加单元；连接所述储存单元和所述添加单元的输入管道；连接至所述添加单元的输出管道；用于控制添加单元的控制单元；用于将助剂均匀分散地添加到注浆管道中的助剂分散管；以及用于将助剂与注浆管道中的浆料均匀混合的搅拌共混单元。本发明通过调节气动单元的压力和气量，实现助剂在浆料中的间歇加入，通过助剂分散管道将助剂均匀分散到注浆管道中，利用搅拌共混单元的搅拌混合，将助剂与注浆管道中的浆料混合均匀，大大提高纸浆模塑用助剂的均匀性和添加效率，有效防止助剂长时间分散失效，对提高纸浆模塑产品的质量和生产效率具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于添加纸浆模塑助剂的装置。
背景技术
随着经济的发展，人们环境保护的意识逐渐增强，新型环保生物可降解的复合材料越来越得到人们的重视，并得到迅速的发展。纸浆模塑的原料来源主要是竹浆、麦草浆、蔗渣浆、废纸等非木材纤维原料，这些原料来源广泛，完全符合“减少浪费、回收利用、循环利用”的绿色环保要求，具有很高社会价值。纸质材料由于其植物纤维对环境无污染、可回收再利用的特点，使得它在很多领域里有了更广阔的应用潜力。
纸浆模塑采用非木材的纤维原料或者是废纸原料等低端纤维原料，纸浆模塑助剂是提高其性能的重要的途径，在制浆模塑行业起到举足轻重的作用。特别是随着纸浆模塑产品应用的领域逐渐扩大，对纸浆模塑制品提出了更高的要求，越来越多的新型的造纸助剂开始大量的应用到纸浆模塑行业以求改善纸浆模塑制品的质量，但是纸浆模塑的成型和纸张生产工艺不同，纸浆模塑制品不能连续进行生产。纸浆模塑制品的间歇性成型工艺特点，制约了很多新型助剂的应用。例如对于助留剂而言，按照纸浆模塑助剂传统的添加方式，助剂应在浆池中加入。但是，在浆池搅拌和泵送的过程中，由于剪切作用，会极大地削弱其助留效果。而且，其他很多助剂也会出现类似的局限性。
现有助剂添加单元通过使用控制单元控制助剂添加单元，实现间歇式添加助剂，但是添加到注浆管道中的助剂分散性较差，助剂与注浆管道中的浆料混合不均匀，严重影响了纸浆模塑制品的产量质量及生产效率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可间歇性地将纸浆模塑助剂均匀分散地添加到注浆管道的浆料中的纸浆模塑助剂添加装置。
本发明的纸浆模塑助剂添加装置包括：用于储存助剂的储存单元；用于添加助剂的添加单元；连接所述储存单元和所述添加单元的输入管道；连接至所述添加单元的输出管道；以及用于控制添加单元的控制单元；所述添加单元接收来自控制单元的信号联动所述储存单元、输入管道和输出管道；用于将助剂分散地添加到注浆管道中的助剂分散管，所述助剂分散管的一端与所述输出管道连接，所述助剂分散管的另一端密封，所述助剂分散管上设有若干分散孔；用于将助剂与注浆管道中的浆料均匀混合的搅拌共混单元，所述搅拌共混单元中设有用于为其转动提供动力的电机。
在本发明的优选实施例中，所述助剂分散管的形状、横截面尺寸与所述输出管道的形状、横截面尺寸相同。优选地，所述助剂分散管为圆筒形，所述助剂分散管的直径为1-5cm。
在本发明的优选实施例中，所述助剂分散管上的分散孔为直径1-3mm、均匀分布的圆孔，所述助剂分散管呈圆柱筒筛结构，使得注浆管道中注入助剂的均匀性更好。
在本发明的优选实施例中，所述搅拌共混单元包括若干搅拌片，所述搅拌共混单元的中间设有用于为搅拌片的转动提供动力的电机。常用的搅拌片的数量为四片。更优选地，所述搅拌共混单元的搅拌片材质为工程塑料材质，所述搅拌共混单元中间的电机为防水变频电机。
在本发明的优选实施例中，所述助剂分散管沿注浆管道直径固定，用于使助剂在注浆管道中均匀分布；所述搅拌共混单元平行于管道横截面安装与注浆管道中，用于将注浆管道中的浆料与从助剂分散管添加的助剂均匀混合，所述搅拌共混单元与助剂分散管之间的垂直距离为5-50cm，所述搅拌共混单元在注浆管道中的转速可根据助剂的性质、助剂的添加量、工艺参数等选择不同的大小；优选地，所述搅拌共混单元在注浆管道中的转速为30 r/min -200r/min。
在本发明的优选实施例中，所述添加单元包括气缸、在气缸内活动的活塞以及控制所述活塞活动的气动单元，所述气动单元接收所述控制单元的信号而工作。优选地，所述气缸包含至少两个单向阀，分别与所述输入管道和所述输出管道相连接。
在本发明的优选实施方式中，所述助剂为纸浆模塑用助留剂和/或增强剂。
在本发明的优选实施例中，所述添加单元的气缸的有效容积为10至500 mL，每次可添加10至500ml的量的助剂。
在本发明的优选实施例中，所述添加单元中气动单元的气动压力为0.5-2MPa。
在本发明的优选实施例中，所述储存单元的容积为50至400 L。
在本发明的具体实施方式中，所述控制单元使得气动单元的控制信号与模塑成型机的动作信号保持一致，从而使助剂注入时间和注浆时间保持一致。
在本发明的装置的运行过程中，通过控制活塞的相对运动，将经过计算的所需体积的助剂经由输入管道抽吸到带有活塞的气缸一端，助剂的添加与注浆工序同步进行，通过调节气动单元的压力和气量，调整助剂添加的时间与注浆时间配合一致，做到与注浆时间同步，实现了纸浆模塑制备工艺中助剂添加量和添加时间的可控和助剂在浆料由高位箱注入成形机的过程中间歇加入，大大提高纸浆模塑用助剂的添加效率和均匀性，有效地防止助剂长时间分散失效。沿注浆管道直径方向固定的助剂分散管，所述助剂分散管通过其上的分散孔将助剂均匀分散的注浆管道中。平行于管道横截面安装于注浆管道中的搅拌共混单元，通过自身的搅拌将注浆管道中的浆料与从助剂分散管分散添加的助剂均匀混合，有效改善助剂在浆料中的均匀性，对提高纸浆模塑产品的质量和生产效率具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明一种实施例的纸浆模塑助剂添加装置的结构示意图。
图2为本发明一种实施例助剂分散管固定在注浆管道中的结构示意图。
图3为本发明一种实施例助剂分散管的结构示意图。
图4为本发明另一实施例助剂分散管的结构示意图。
图5为本发明一种实施例搅拌共混单元的结构示意图。
图6为本发明一种实施例搅拌共混单元安装于注浆管道中的结构示意图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如附图1、2和6所示，本发明一种实施例的纸浆模塑助剂添加装置，其包括：用于储存助剂的储存单元10，所述储存单元的容积一般为50-400L，可根据需要设计的更大或更小；用于添加助剂的添加单元；连接所述储存单元和所述添加单元的输入管道12；连接至所述添加单元的输出管道14；用于控制添加单元的控制单元30；用于将助剂均匀分散到注浆管道中的助剂分散管；以及用于将助剂与注浆管道中的浆料均匀混合的搅拌共混单元。添加单元包括气缸22、在气缸22内活动的活塞28以及控制所述活塞活动的气动单元40，实践中，所述气缸22的有效容积一般为10-50mL，可根据需要设计的更大或更小。气动单元40通过使用不同的压力和气量经由活塞杆27使活塞28在气缸22内移动，气动单元40的气动压力一般为0.5-2MPa。在本实施例中，气缸22包含两个单向阀24和26，分别与所述输入管道12和所述输出管道14相连接。控制单元30使得气动单元40的控制信号与模塑成型机的动作信号保持一致，从而使助剂注入时间和注浆时间保持一致；助剂分散管50的一端与所述输出管道14连接，助剂分散管50的另一端密封，所述助剂分散管50上设有若干分散孔52，助剂通过分散孔52在注浆管道60中均匀分布，保证了注入助剂的均匀性。用于将助剂均匀分散到注浆管道60中。搅拌共混单元62中设有用于为其转动提供动力的电机66，搅拌共混单元62的转动，将注浆管道60中的浆料与从助剂分散管50分散出的助剂均匀混合。
较佳地，所述分散孔52在助剂分散管50上均匀分布，可使助剂在注浆管道60中的均匀性更好，所述分散孔52可为圆形、方形等各种形状的孔。更佳地，所述分散孔52为直径1-3mm、均匀分布的圆孔，可根据需要将分散孔52的直径设计的更大或更小，也可根据需要选择其他形状的分散孔。
较佳地，所述助剂分散管50的形状、横截面尺寸与所述输出管道14的形状、横截面尺寸相同，可方便助剂分散管50与输出管道14的连接；更佳地，所述助剂分散管50为与所述输出管道14等直径的圆筒形不锈钢管，实践中，所述助剂分散管50的直径一般为1-5cm，也可根据需要设计的更大或更小。
较佳地，所述搅拌共混单元62包括若干搅拌片64，常用的搅拌片64的数量为四片，可根据实际需要选择搅拌片64的多少，所述搅拌片64的材质为工程塑料材质；所述搅拌共混单元62的中间设有用于为搅拌片64的转动提供动力的电机66，更佳地，所述电机66为防水变频电机。
所述搅拌共混单元62在注浆管道中60的转速可根据助剂的性质、助剂的添加量、工艺参数等选择不同的大小；较佳地，所述搅拌共混单元62在注浆管道60中的转速为30 r/min -200r/min。
实施例1
如附图1、2、3、5和6所示，本发明一种实施例纸浆模塑助剂添加装置，主要由助剂储存罐10、助剂输送管道12和14、气缸22、可移动限位调节活塞28、气动单元40、进出液单向阀门24和26以及控制系统30组成。助剂储存罐10的储存量为50 L。储存罐10与助剂输入管道12通过单向阀24相连接并密封。可移动限位调节活塞28在气动元件40的控制下在气缸22内相对移动，实现助剂的吸入和排出。排出的助剂通过单向阀26并经过输出管道14连接至助剂分散管50。气动单元40是活塞运动的直接动力提供和控制部件。气动压力设置为0.5MPa，通过气动控制实现活塞的定向运动以及进出液单向阀门的响应开关。助剂分散管50为沿注浆管道60直径固定的直径为1cm、一端封闭的不锈钢管，其上均匀分布有若干圆形分散孔52，以保证助剂在注浆管道60内分布的均匀性，所述圆形分散孔52的直径为1mm。在所述助剂分散管50下方5cm处设有平行于注浆管道60横截面的搅拌共混单元62，所述搅拌共混单元62包括四片搅拌片64，也可根据需要选择搅拌片64数量的多少，所述搅拌共混单元62中间设有用于为搅拌片64的转动提供动力的防水变频电机66，所述搅拌共混单元62在注浆管道60中的转动速度为200r/min，可将从注浆分散管50的分散孔52均匀分散到注浆管道60中的助剂与注浆管道60中的浆料均匀混合。同步控制单元30实现气动控制部件控制信号与模塑成型机的动作信号保持一致，使助剂注入时间和注浆时间保持一致。
实施例2
如附图1、2、3、5和6所示，本发明一种实施例纸浆模塑助剂添加装置，主要由助剂储存罐10、助剂输送管道12和14、气缸22、可移动限位调节活塞28、气动单元40、进出液单向阀门24和26以及控制系统30组成。助剂储存罐10的储存量为200 L。储存罐10与助剂输入管道12通过单向阀24相连接并密封。可移动限位调节活塞28在气动元件40的控制下在气缸22内相对移动，实现助剂的吸入和排出。排出的助剂通过单向阀26并经过输出管道14连接至助剂分散管50。气动单元40是活塞运动的直接动力提供和控制部件。气动压力设置为1.25 MPa，通过气动控制实现活塞的定向运动以及进出液单向阀门的响应开关。助剂分散管50为沿注浆管道60直径固定的直径为2.5cm、一端封闭的不锈钢管52，其上均匀分布有若干圆形分散孔52，以保证助剂在注浆管道60内分布的均匀性，所述圆形分散孔52的直径为3mm。在所述助剂分散管50下方25cm处设有平行于注浆管道60横截面的搅拌共混单元62，所述搅拌共混单元62包括四片搅拌片64，也可根据需要选择搅拌片64数量的多少，所述搅拌共混单元62中间设有用于为搅拌片64的转动提供动力的防水变频电机66，所述搅拌共混单元62在注浆管道60中的转动速度为120r/min，可将从注浆分散管50的分散孔52均匀分散到注浆管道60中的助剂与注浆管道60中的浆料均匀混合。同步控制单元30实现气动控制部件控制信号与模塑成型机的动作信号保持一致，使助剂注入时间和注浆时间保持一致。
实施例3
如附图1、2、4、5和6所示，本发明一种实施例纸浆模塑助剂添加装置，主要由助剂储存罐10、助剂输送管道12和14、气缸22、可移动限位调节活塞28、气动单元40、进出液单向阀门24和26以及控制系统30组成。助剂储存罐10的储存量为400 L。储存罐10与助剂输入管道12通过单向阀24相连接并密封。可移动限位调节活塞28在气动元件40的控制下在气缸22内相对移动，实现助剂的吸入和排出。排出的助剂通过单向阀26并经过输出管道14连接至助剂分散管50。气动单元40是活塞运动的直接动力提供和控制部件。气动压力设置为2 MPa，通过气动控制实现活塞的定向运动以及进出液单向阀门的响应开关。助剂分散管50为沿注浆管道60直径固定的直径为5cm、一端封闭的不锈钢管52，其上均匀分布有若干方形分散孔52，以保证助剂在注浆管道60内分布的均匀性，所述方形分散孔52的边长为2mm。在所述助剂分散管50下方50cm处设有平行于注浆管道60横截面的搅拌共混单元62，所述搅拌共混单元62包括四片搅拌片64，也可根据需要选择搅拌片64数量的多少，所述搅拌共混单元62中间设有用于为搅拌片64的转动提供动力的防水变频电机66，所述搅拌共混单元62在注浆管道60中的转动速度为200r/min，可将从注浆分散管50的分散孔52均匀分散到注浆管道60中的助剂与注浆管道60中的浆料均匀混合。同步控制单元30实现气动控制部件控制信号与模塑成型机的动作信号保持一致，使助剂注入时间和注浆时间保持一致。
在本发明中，控制单元可根据实际情况计算出需要添加的助剂的量，进而通过使用适量的气动压力控制气动单元使活塞移动相应距离，从而将相应量的助剂抽吸到气缸内，并在活塞向下移动时将这些助剂经由另一阀门排出气缸。优选地，以每次10至500mL的量添加所述助剂。多次反复进行上述动作，即可实现本发明的助剂间歇式添加。另外，根据需要，可在气缸上设置两个以上的单向阀以便同时给多个系统间歇式供给助剂。上述助剂可为用于纸浆模塑的各种助剂，例如助留剂和/或增强剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于，包括：
用于储存助剂的储存单元；
用于添加助剂的添加单元；
连接所述储存单元和所述添加单元的输入管道；
连接至所述添加单元的输出管道；
以及用于控制添加单元的控制单元；所述添加单元接收来自控制单元的信号联动所述储存单元、输入管道和输出管道；
用于将助剂均匀分散地添加到注浆管道中的助剂分散管，所述助剂分散管的一端与所述输出管道连接，所述助剂分散管的另一端密封，所述助剂分散管上设有若干分散孔；
用于将助剂与注浆管道中的浆料均匀混合的搅拌共混单元，所述搅拌共混单元中设有用于为其转动提供动力的电机；
所述搅拌共混单元包括若干搅拌片，所述搅拌共混单元的中间设有用于为搅拌片的转动提供动力的电机。
2.如权利要求1所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述助剂分散管的形状、横截面尺寸与所述输出管道的形状、横截面尺寸相同。
3.如权利要求2所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述助剂分散管为圆筒形，所述助剂分散管的直径为1-5cm。
4.如权利要求1所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述助剂分散管上的分散孔为直径1-3mm、均匀分布的圆孔。
5.如权利要求1所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述添加单元包括气缸、在气缸内活动的活塞以及控制所述活塞活动的气动单元，所述气动单元接收所述控制单元的信号而工作。
6.如权利要求5所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述气缸包含至少两个单向阀，分别与所述输入管道和所述输出管道相连接。
7.如权利要求5所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述添加单元的气缸的有效容积为10至500mL。
8.如权利要求5所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述添加单元中气动单元的气动压力为0.5-2MPa。
9.如权利要求1所述的纸浆模塑助剂添加装置，其特征在于所述储存单元的容积为50至400L。
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