CN103132354A - 纤维预处理装置 - Google Patents

Abstract

一种纤维预处理装置，包括腔体、螺旋机构、卷曲机构、挡料盘及动力源。腔体上具有供纤维进入的进料口及供纤维泻出的出料阀门，出料阀门设置预定的压力值，当腔体内的压力大于该预定的压力值时，出料阀门打开，以供纤维泻出。螺旋机构用于将从进料口进入的纤维推进腔室内。卷曲机构对螺旋机构推进的纤维进行搓揉、挤压而产生卷曲。挡料盘用于阻挡经过卷曲的纤维，从而使腔室内的压力上升。动力源用于提供螺旋机构及卷曲机构所需的动力。通过本发明的纤维预处理装置预处理后，可以有效地改变自然纤维的结构特性，使其制成的纸产品的松厚度和吸水性能都有很大提高。

Description

纤维预处理装置

技术领域

本发明涉及一种纤维预处理装置，特别涉及一种对作为造纸原料的纤维进行曲卷的预处理装置。

背景技术

近几十年来，我国经济水平有着飞跃性的发展，人民群众对生活用纸的需求不仅越来越多，也越来越高。目前我国对生活用纸需求的增长速度远高于世界平均水平，由此对资源的保护和合理利用构成一个巨大的压力。如果处理不当，不仅不能够有效地满足社会需要，也会对自然资源造成很大的损害。

合理地利用自然资源，改善纸的生产技术一直是世界范围内的重要研究课题。目前，国内外对于如何改善自然纤维的特性，在满足消费者的基本需求的前提下，通过减少对原浆料及化学药品的需求来降低成本，减少对环境的损害等方面的研究很活跃。但是，业内实用的纤维预处理技术还仅限于机械磨浆。对纤维进行预处理从而改善纸产品的特性，进而减少对化学药品的依赖的研究相对而言具有较大的发挥空间。

发明内容

本发明提供一种纤维预处理装置，通过该装置，可以对纸产品特别是生活用纸的原料纤维作曲卷的预处理。

一种纤维预处理装置，包括：

腔体，腔体内设有腔室，腔体上具有供纤维进入的进料口及供纤维泻出的出料阀门，出料阀门设置预定的压力值，当腔室内的压力大于该预定的压力值时，出料阀门打开，以供纤维泻出；

螺旋机构，设置在腔室内并与进料口相邻，用于将从进料口进入的纤维推进腔室内；

卷曲机构，设置在腔室内并对螺旋机构推进的纤维进行搓揉、挤压、卷曲；

挡料盘，设置在腔室内，并设置在出料阀门的远离进料口的一端，用于阻挡经过卷曲的纤维，从而使腔室内的压力上升；及

第一动力源，设置在腔体外，用于提供螺旋机构及卷曲机构所需的动力。

通过本发明的纤维预处理装置预处理后，可以有效地改变自然纤维的结构特性，使其制成的纸产品的松厚度和吸水性能都有很大提高。由此可以减少造纸生产过程对化学药品的依赖，也可以在相同的纸产品特性条件下减少自然浆料的使用。对于制造业而言，有效地降低了成本；对于社会和环境而言，亦有着非常积极的正面作用。

下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

附图说明

图1为本发明一实施例的纤维预处理装置的剖视示意图。

图2为图1的剖面示意图。

图3为本发明一实施例的纤维预处理装置中的第一刀盘的立体示意图。

图4为本发明一实施例的纤维预处理装置中的第二刀盘的立体示意图。

图5至图7为本发明一实施例的纤维预处理装置中的多棱刀的各方向视图。

图8为本发明一实施例的纤维预处理装置中的进料机构的示意图。

图9为图8中的进料机构的铰龙体的主视示意图。

图10为图9的左视图。

主要元件符号说明

腔体	10
		腔室	100
座体	101、723
		进料口	11
出料阀门	12
		压力测量仪	13
温度测量仪	14
		盖体	15
开口	150
		轴承座	16
多棱刀	17
		柄部	171
刃部	172
		固定孔	173
螺旋机构	20
		轴套	21
叶片	22、76
		卷曲机构	30
第一刀盘	31
		键槽	310、320
第一固定座	311
		刀臂	313
第二刀盘	32
		第二固定座	321
肋片	322
		出料板	323
挡料盘	40
		第一动力源	50
传动轴	60
		连接端	61
传动端	62
		进料机构	70
铰龙体	72
		进料斗	720
出料口	721
		铰龙轴心	74
挡料板	740
		第二动力源	78
机架	80

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参考图1，本发明一实施例的纤维预处理装置包括腔体10，螺旋机构20，卷曲机构30，挡料盘40及第一动力源50。

腔体10内设有腔室100，腔体10上具有供造纸用的纤维原料进入的进料口11及供纤维泻出的出料阀门12，出料阀门12设置预定的压力值，当腔室100内的压力大于该预定的压力值时，出料阀门12打开，以供纤维泻出。

螺旋机构20设置在腔室100内并与进料口11相邻，用于将从进料口11进入的纤维推进腔室100内。

卷曲机构30设置在腔室100内并对由螺旋机构20推进的纤维进行搓揉、挤压、卷曲。

挡料盘40设置在腔室100内，并设置在出料阀门12的远离进料口11的一端，用于阻挡经过卷曲的纤维，从而使腔室100内的压力上升。

第一动力源50设置在腔体10外，用于提供螺旋机构20及卷曲机构30所需的动力。

纤维从进料口11处进入腔室100后，螺旋机构20可沿着图1中的由右向左的方向将纤维推进腔室100，并到达卷曲机构30的位置，从而使卷曲机构30对纤维进行搅拌。搅拌的同时具有拉扯、搓揉、挤压、卷曲的功效，但不会对纤维本身造成断裂等方式的破坏。随着后续的纤维被螺旋机构20不断的推进，纤维会被挡料盘40阻挡并累积在腔室100中继续被搅拌。当纤维到达一定的量或者/以及卷曲到达一定的时间，腔室100中的压力会不断上升。可以理解地，压力上升的同时腔室100内的温度也会提升。当腔室100中的压力大于出料阀门12预定的压力值时，出料阀门12就会打开，以供纤维从腔体10泻出。

通过经由本发明提供的纤维预处理装置处理过的纤维，与没有经过曲卷处理的纤维相比，在造纸过程中有几个显著的优点：

第一，脱水性大大改善，此举可使纸机的速度增加，提升劳动生产率，或在相同生产速度的情况下，降低干燥纸幅所需要的能源。经过验证，干燥所需的能耗可降低10%甚至更多。

第二，纸张的松厚度（厚度除于单位面积内纸的克重）有明显提升，此举会改善纸张的吸水性能，对于生活用纸而言，这就意味着可以用相对少的纤维（自然资源）达到相同的产品性能。经过验证，纸张的松厚度可提高15%甚至更多，同时对于纸张的强度影响却很小。

第三，纸张的结构性柔软度得到改善，此意味着生产出来的纸张具有更好的手感，容易被消费者接受。

此外，与传统的用于再生纤维脱墨的混炼（Kneading）相比，本发明的纤维预处理装置能使纤维曲卷，且采用本发明的纤维预处理装置可以不需要阻垢分散剂等化药，再者本发明的纤维预处理装置能耗更小。

下文将结合其他视图对本发明作进一步的说明。

该腔体10优选呈圆筒状，进料口11及出料阀门12分别设置在腔体10的上下两侧。进料口11及出料阀门12在腔体10的轴向上有一定间距，从而保证纤维在腔室100内有一定的卷曲时间和空间。进料口11可设置在例如是图1所示的腔体10的右上侧，而出料阀门12可设置在例如是靠近腔体10的左下侧的部位。

在一实施例中，还可在腔体10上设置压力测量仪13和温度测量仪14，用于测量腔室100内的压力和温度。该腔体10上对应卷曲机构30的部位设有一开口150，开口150上设置盖体15，所述压力测量仪13和温度测量仪14设置在该盖体15上。此外，还可设置一个控制箱（图未示），该控制箱可用于控制腔体10外的第一动力源50，也可显示第一动力源50的相关工作状态。同时控制箱也可用于显示压力测量仪13和温度测量仪14的工作状态。

该纤维预处理装置还包括一个传动轴60，传动轴60连接螺旋机构20、卷曲机构30以及第一动力源50，将动力传输至螺旋机构20与卷曲机构30。该传动轴60包括设置在腔体10外的连接端61及延伸至腔体10内的传动端62。螺旋机构20及卷曲机构30均设置在该传动端62上。第一动力源50与传动轴60的连接端61相连。在其他实施例中可设置不同的传输轴分别与螺旋机构20、卷曲机构30相连以传输动力。

腔体10外还可设置轴承座16等结构以支撑、固定传动轴60。腔体10的底部还可设置座体101等结构，该纤维预处理装置可借由座体101固定在机架80等特定的位置处。

请同时参考图2，在一实施例中，还可在腔体10上设置若干多棱刀17。这些多棱刀17朝向腔室100内延伸，并可与卷曲机构30一起对纤维进行搓揉、挤压、卷曲。多棱刀17呈若干排设置，图2中显示呈四排，并位于传动轴60不同的周向上。优选多棱刀17在传动轴60的周向上呈对称分布，此更有利于发挥多棱刀17的辅助搓揉、挤压、卷曲功效。每一排的多棱刀17相互间隔设置。多棱刀17的延伸方向与传动轴60的轴向垂直，且延伸方向指向传动轴60的轴心。多棱刀17的延伸长度可视具体需求变更，但应保证不与传动轴60及固定在传动轴60上的卷曲机构30发生干涉。

请同时参考图5、图6、图7，其中图6是图5的左视图，图7是图6的左视图，每一多棱刀17包括柄部171和由柄部171延伸出的刃部172。柄部171上开设若干固定孔173供固定件（未标示）穿设以将多棱刀17固定在腔体10上。刃部172呈多棱柱状，且尺寸由连接柄部171的一端向自由端逐渐缩小。刃部172的棱边可用于对纤维的搓揉、挤压、卷曲。优选刃部172具有较多棱边的一侧可迎向纤维的运转方向设置，此可更好地发挥多棱刀17的搓揉、挤压、卷曲功效。在其他实施例中，刃部172亦可呈三棱柱等其他形状，且尺寸也可均一，只要刃部172的棱边可发挥搓揉、挤压、卷曲的功效即可。

请参考图1，该螺旋机构20包括固定在传动轴60的传动端62上的轴套21及由轴套21延伸出的叶片22。轴套21可通过键的方式在传动轴60的周向上固定。通过对叶片22的正确设置，可使螺旋机构20在转动时，将纤维从进料口11推进至腔室100内的卷曲机构30处。

该卷曲机构30包括固定在传动轴60上的若干第一刀盘31和一个第二刀盘32。

各个第一刀盘31与多棱刀17相互间隔设置，也即相邻的两个多棱刀17之间设有一个第一刀盘31。

请同时参考图3，每一第一刀盘31包括固定在传动轴60的传动端62上的第一固定座311及由第一固定座311上延伸而出的若干刀臂313。

刀臂313呈弧形。刀臂313的厚度d在朝远离第一固定座311的方向逐渐缩小。刀臂313的高度h以不与腔体10的内壁发生干涉为前提，优选可设置刀臂313的高度h使得刀臂313与腔体10的内壁之间的间距在2-50mm之间。相邻第一刀盘31的刀臂313在传动轴60的轴向上相互间隔设置。本实施例中相邻第一刀盘31的第一固定座311相互贴设，而采用设置第一刀盘31的刀臂313在传动轴60的轴向上的宽度小于第一固定座311在传动轴60轴向上的宽度的方式，使得相邻第一刀盘31的刀臂313在传动轴60的轴向上相互间隔一段距离。同时使得多棱刀17可设置在两个相邻的第一刀盘31的刀臂313之间。在一些实施例中还可设置相邻第一刀盘31的刀臂313在传动轴60的轴向上相互错开，即刀臂313在轴向上不同线，此种设置可更有利于纤维的卷曲。

第一固定座311上开设键槽310，可利用键，例如平键，将第一刀盘31在传动轴60的周向上固定并用于传递动力。

第二刀盘32的位置对应腔体10的出料阀门12。请同时参考图4，该第二刀盘32包括第二固定座321及由第二固定座321延伸出的若干出料板323。

第二固定座321上亦开设键槽320，可利用键将第二刀盘32在传动轴60的周向上固定并用于传递动力。

在出料阀门12打开时，出料板323可用于辅助纤维从腔室100内泻出。该第二刀盘32还包括由第二固定座321延伸而出的若干肋片322，每一肋片322与对应的出料板323相连，且肋片322在传动轴60的轴向上的宽度小于出料板323在传动轴60的轴向上的宽度。

可以理解地，螺旋机构20的叶片22的高度、第二刀盘32的出料板323的高度以及挡料盘40的半径均可参考第一刀盘31的刀臂313的高度而设定。

挡料盘40上亦可开设键槽并利用键将挡料盘40在传动轴60的周向上固定。该等螺旋机构20、卷曲机构30的第一刀盘31、第二刀盘32以及挡料盘40均可借由螺母/压套等元件在传动轴60的轴向上固定。

作为一较佳的实施例，在腔体10的进料口11处还可设置有一进料机构70。请同时参考图8、图9和图10，该进料机构70包括铰龙体72、设置在铰龙体72内的铰龙轴心74及叶片76，以及与铰龙轴心74连接的第二动力源78。所述铰龙体72上设有进料斗720及出料口721，所述出料口721与腔体10的进料口11对接。

所述铰龙轴心74上对应进料斗720及出料口721的位置处分别设有挡料板740，用于保持纤维在铰龙体72内朝正确的方向前进。

通过对叶片76的正确设置，可使铰龙轴心74在转动时，将纤维从进料斗720处送到出料口721，从而使纤维进入腔体10的进料口11以完成纤维的卷曲。

铰龙体72的底部也可设置座体723，该进料机构70也可借由座体723固定在机架80等特定的位置处。同样，控制箱也可同时用于控制和显示第二动力源78的工作状态。例如，可借由调整第一动力源50、第二动力源78的输出功率，以调整腔室100内的温度和压力的变化速度。

Claims (18)

1.一种纤维预处理装置，包括：

腔体，腔体内设有腔室，腔体上具有供纤维进入的进料口及供纤维泻出的出料阀门，出料阀门设置预定的压力值，当腔室内的压力大于该预定的压力值时，出料阀门打开，以供纤维泻出；

螺旋机构，设置在腔室内并与进料口相邻，用于将从进料口进入的纤维推进腔室内；

卷曲机构，设置在腔室内并对螺旋机构推进的纤维进行搓揉、挤压、卷曲；

挡料盘，设置在腔室内，并设置在出料阀门的远离进料口的一端，用于阻挡经过卷曲的纤维，从而使腔室内的压力上升；及

第一动力源，设置在腔体外，用于提供螺旋机构及卷曲机构所需的动力。

2.如权利要求1所述的纤维预处理装置，其特征在于：还包括传动轴，该传动轴包括延伸至腔体内的传动端及设置在腔体外的连接端，所述螺旋机构及卷曲机构均设置在该传动端上，第一动力源与传动轴的连接端相连以传输动力。

3.如权利要求2所述的纤维预处理装置，其特征在于：该卷曲机构包括若干第一刀盘，每一第一刀盘包括固定在传动轴的传动端上的第一固定座及由第一固定座上延伸而出的若干刀臂。

4.如权利要求3所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述刀臂呈弧形，且厚度在朝远离第一固定座的方向逐渐缩小。

5.如权利要求3所述的纤维预处理装置，其特征在于：相邻第一刀盘的刀臂在传动轴的轴向上相互间隔设置。

6.如权利要求5所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述第一刀盘的刀臂在轴向上的宽度小于第一固定座在轴向上的宽度。

7.如权利要求5所述的纤维预处理装置，其特征在于：相邻第一刀盘的刀臂在传动轴的轴向上相互错开设置。

8.如权利要求3所述的纤维预处理装置，其特征在于：还包括固定在腔体上且朝向腔室内延伸的若干多棱刀，这些多棱刀与各个第一刀盘相互间隔设置。

9.如权利要求8所述的纤维预处理装置，其特征在于：这些多棱刀呈若干排设置，且位于传动轴的不同周向上。

10.如权利要求8所述的纤维预处理装置，其特征在于：这些多棱刀的延伸方向与传动轴的轴向垂直，且延伸方向指向传动轴的轴心。

11.如权利要求8所述的纤维预处理装置，其特征在于：每一多棱刀包括固定在腔体上的柄部和由柄部延伸而出并伸入腔室的刃部，刃部呈多棱柱状，且尺寸由连接柄部的一端向自由端逐渐缩小。

12.如权利要求2所述的纤维预处理装置，其特征在于：该卷曲机构还包括固定在传动轴的传动端上的第二刀盘，该第二刀盘的位置对应腔体的出料阀门，该第二刀盘包括第二固定座及由第二固定座延伸出的若干出料板。

13.如权利要求12所述的纤维预处理装置，其特征在于：该第二刀盘还包括由第二固定座延伸而出的若干肋片，每一肋片与对应的出料板相连，且肋片在传动轴的轴向上的宽度小于出料板在传动轴的轴向上的宽度。

14.如权利要求1所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述腔体上还设置有压力测量仪和温度测量仪，用于测量腔室内的压力和温度。

15.如权利要求14所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述腔体上对应卷曲机构的部位设有一开口，开口上设置盖体，所述压力测量仪和温度测量仪设置在该盖体上。

16.如权利要求1或14所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述腔体的进料口处还设置有一进料机构，该进料机构包括铰龙体、设置在铰龙体内的铰龙轴心及叶片，以及与铰龙轴心连接的第二动力源，所述铰龙体上设有进料斗及出料口，所述出料口与腔体的进料口对接。

17.如权利要求16所述的纤维预处理装置，其特征在于：所述铰龙轴心上对应进料斗及出料口的位置处分别设有挡料板，用于保持纤维在铰龙体内朝正确的方向前进。

18.如权利要求16所述的纤维预处理装置，其特征在于：还包括控制箱，用于控制、显示第一动力源、第二动力源的工作状态或者显示压力测量仪和温度测量仪的工作状态。

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