CN104294699B - 一种实验室纸页抄片器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实验室纸页抄片器，属于造纸实验设备领域，包括：传动装置、摆臂、气缸以及储浆槽，所述储浆槽底部密封连接有缓冲槽，并设置有手动打开装置；缓冲槽内紧贴储浆槽底部设置有下过滤装置，缓冲槽底部通过设置有底调节阀的管路与白水槽相连接，储浆槽内设置有能够沿储浆槽内壁移动的上过滤装置；储浆槽底部均匀设置有若干鼓气孔，鼓气孔与鼓气管相连接；传动装置与摆臂相连接，所述气缸固定在摆臂上，气缸的活塞杆与上过滤装置相连接。本发明能够实现实验室纸页抄片器的单面脱水和双面脱水，很好地模拟了顶网成形和夹网成形的纸张厚度方向上细小纤维和填料的分布情况，结构简单，制造成本低，使用方便，具有很好的使用前景。

Description

一种实验室纸页抄片器

技术领域

本发明属于制浆造纸领域的实验装置，具体涉及一种实验室纸页抄片器。

背景技术

纸页抄片器也叫纸页抄取器，是用于制备手抄纸页，以供纸样进行纸张性能试验、鉴别纸浆原料性能和打浆工艺规范的一种实验仪器，是造纸相关科研单位必备的实验设备之一。纸页抄片器的职责是抄造出更加接近于工业化纸张的手抄纸页。根据工业化纸张生产过程要求，其抄纸过程主要由浆料和化学品的混合配料、纸页成形、压榨和干燥组成。

纸页成形过程是纸页抄片器的关键组成部分。纸页成形主要包括匀浆和滤水两个操作，匀浆操作保证了纤维悬浮液中的纤维均匀分散在水中，并使纤维在悬浮液中产生适当的湍动，尽量减少纤维悬浮液中的絮聚团，以尽可能提高纸页的匀度。滤水操作的滤水速度将会影响细小纤维和填料的留着率，因此合理的滤水速度将会提高纸页成形质量。

一直以来，提高生产车速和纸张质量是造纸技术迅速发展的主要方向。传统长网造纸机是底面脱水，生产出的纸张厚度方向上细小纤维和填料分布不均匀，导致纸张匀度不好和两面差异较大。同时对于商业生产效率来讲，传统长网造纸机的单面脱水效率低，已经被顶网成形器或夹网成形器所替代。为了研究顶网成形器和夹网成形器的成形机理及成形质量，需要一种可以真实模拟顶网成形器和夹网成形器的实验室纸页抄片器。然而，传统的纸页抄片器并不能真实有效地模拟顶网成形器和夹网成形器的成形过程。因此，在实验室条件下，如何模拟顶网成形器和夹网成形器成为急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种实验室纸页抄片器装置，在实验室条件下能够真实有效的模拟顶网成形器和夹网成形器抄造手抄纸页的成形过程。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：包括：传动装置、摆臂、气缸以及储浆槽，所述储浆槽底部密封连接有缓冲槽，并设置有手动打开装置；所述缓冲槽内紧贴储浆槽底部设置有下过滤装置，所述缓冲槽底部通过设置有底调节阀的管路与白水槽相连接，所述储浆槽内设置有能够沿储浆槽内壁移动的上过滤装置；所述储浆槽底部均匀设置有若干鼓气孔，所述鼓气孔与鼓气管相连接；

所述传动装置与摆臂相连接，所述气缸固定在摆臂上，所述气缸的活塞杆与上过滤装置相连接。

进一步的，还包括设置在上过滤装置上部的气囊，所述气囊通过上排水管与白水槽相连接，所述上排水管靠近气囊的一端设置有顶调节阀；所述气囊顶部设置有过渡圆盘盖；所述白水槽底部设置有白水槽抽真空管。

进一步的，所述上排水管上还设置有三通阀，所述三通阀的一个输入口与上自来水水管相连接。

进一步的，所述气囊上还设置有通气管。

进一步的，所述缓冲槽底部还设置有下过滤装置清洗系统，该清洗系统包括分别与缓冲槽连接的下自来水水管、缓冲槽抽真空管和压缩空气管。

进一步的，所述白水槽通过白水循环泵与缓冲槽相连接。

进一步的，所述白水槽还设置有温度传感器和温度加热器。

进一步的，所述缓冲槽底部设置有pH测量计。

进一步的，所述上过滤装置包括由上至下叠加设置的钻孔基板、粗钢丝网和成型网；下过滤装置包括由下至上叠加设置的钻孔基板、粗钢丝网和成型网；

所述钻孔基板上开设有若干孔径为1cm的通孔，所述通孔呈正三角形排列。

进一步的，所述储浆槽旁侧设置有若干个干燥器，所述干燥器以传动装置为圆心均匀设置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：当储浆槽内倒入纤维悬浮液后，压缩空气通过鼓气管进入鼓气孔，迅速喷射到储浆槽中，带动周边纤维悬浮液运动，实现纸浆悬浮液的匀浆功能，使纤维悬浮液形成湍流，不易堵塞，改善了纤维悬浮液的匀度，为抄造手抄纸页做好准备。上过滤装置在气缸的带动下，可以置于储浆槽中上部或者悬置于储浆槽上空。当上过滤装置悬置于储浆槽上空时，关闭顶调节阀，对纸浆悬浮液进行匀浆，通过下过滤装置滤水实现一个单面脱水的纸页抄片器。当上过滤装置置于储浆槽内时，打开顶调节阀，上过滤装置沿着储浆槽匀速下压，使得上过滤装置与下过滤装置都进行脱水，实现纸页抄片器的双面脱水，改善了手抄纸页厚度方向上细小纤维和填料的分布趋势。因而，该纸页抄片器不仅可以抄造长网成形器的手抄纸样，而且可以抄造夹网成形器的手抄纸样，解决了实验室抄造夹网成形器手抄纸样难的问题，拓宽了纸页抄片器的适用范围。

进一步的，通过设置气囊，使气囊通过上排水管与白水槽相连接，并在上排水管上设置顶调节阀，通过调节顶调节阀与底调节阀的开度大小，可以控制纸页抄片器的上部及下部脱水速率，实现根据需求调节脱水速率；通过在白水槽底部设置白水槽抽真空管，进一步提高脱水速率，提高效率。

进一步的，通过在气囊上设置通气管，对通气管抽真空，把湿纸幅吸附到上过滤装置上，用气缸带出储浆槽，实现对湿纸幅的转移。

进一步的，通过在缓冲槽底部分别连接下自来水水管、缓冲槽抽真空管、压缩空气管，能够对缓冲槽进行清洗，提高实验室纸页抄片器的可靠性。

进一步的，白水槽通过白水循环泵与缓冲槽相连，形成了白水循环系统，真实地模拟了工业中的白水循环过程。

进一步的，通过在白水槽中设置温度传感器和温度加热器，实现了对白水温度的控制。

进一步的，通过在缓冲槽内设置pH测量计，对纤维悬浮液的酸碱性进行检测，提高了实验室纸页抄片器的可靠性。

进一步的，通过设置干燥器，对纸页进行烘干，再结合湿纸幅的自动转移，实现了纸页抄片器的自动抄造，减少实验误差。

附图说明

图1是本发明实验室纸页抄片器的结构示意图；

图2是本发明所述的上过滤装置和下过滤装置组成示意图；

图3是本发明所述的钻孔基板示意图；

图4是本发明所述的干燥器位置示意图；

其中，1为白水循环泵，2为温度加热器，3为温度传感器，4为白水槽，5为底调节阀，6为缓冲槽，7为下过滤装置，8为手动打开装置，9为鼓气管，10为储浆槽，11为密封圈，12为上过滤装置，13为气囊，14为过渡圆盘盖，15为通气管，16为气缸，17为顶调节阀，18为上排水管，19为三通阀，20a为上自来水水管，20b为下自来水水管，21为摆臂，22为鼓气孔，23a为缓冲槽抽真空管，23b为白水槽抽真空管，24为圆环盘，25为橡胶圈，27为压缩空气管，28为pH测量计，30为传动装置，31为钻孔基板，32为粗钢丝网，33为成形网，34为干燥器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

参见图1，本发明实验室纸页抄片器，包括储浆槽10，储浆槽10底部连接于缓冲槽6，并通过圆环盘24和橡胶圈25将储浆槽10与缓冲槽6密封对接，并在连接处设置有手动打开装置8，缓冲槽6中有下过滤装置7，缓冲槽6底部与白水槽4之间通过设置有底调节阀5的管路连接，储浆槽10上部有上过滤装置12，上过滤装置12与气缸16相连，气缸16被固定于摆臂21上，并用传动装置30带动摆臂21进行旋转，以上构成了实验室纸页抄片器的主体部分。白水槽4与缓冲槽6之间用白水循环泵1相连，形成了白水循环系统。在储浆槽10的底部有鼓气管9，鼓气管9均匀连接于鼓气孔22，构成了纸页抄片器的匀浆装置。上过滤装置12的上部连接于气囊13，气囊13顶部设置有过渡圆盘盖14；气囊13的一端连接有上排水管18，上排水管18通过顶调节阀17和三通阀19连接到白水槽4，缓冲槽6经过底调节阀5连接到白水槽4，白水槽4的底部开设有白水槽抽真空管23b，构成了上下脱水速率可调节系统。气囊13的另一端连接于通气管15，对通气管15抽真空，构成湿纸幅吸附转移系统。鼓气管9、鼓气孔22以及下自来水水管20b，构成了缓冲槽6的清洗系统。在缓冲槽6底部设置有下自来水水管20b、缓冲槽抽真空管23a和压缩空气管27，形成下过滤装置的清洗系统。在上自来水水管20a、上排水管18、顶调节阀17和气囊13，形成了上过滤装置12的清洗系统。缓冲槽6底部开设有pH测量计28，对纤维悬浮液的酸碱性进行检测。白水槽4上开设有温度传感器3和温度加热器2，实现了对白水温度的控制。储浆槽10和缓冲槽6之间设置有用于密封的圆环盘24和橡胶圈25；上过滤装置12与储浆槽10内壁之间设置有用于密封的密封圈11。

参见图2和图3，上过滤装置12与下过滤装置7的结构均由钻孔基板31、粗钢丝网32和成形网33叠加而成。钻孔基板31上孔洞直径为1cm，孔的排布方式为正三角形排列。上过滤装置12的成形网33在叠加结构的最下方，下过滤装置的成形网33在叠加结构的最上方设置。

参见图4，纸页抄片器配备有一个干燥器34，纸页抄片器与干燥器的排布方式为均匀圆环排布。

本发明实验室纸页抄片器，在使用时：关闭手动打开装置8和底调节阀5，气缸16向上提升上过滤装置12至储浆槽10上空，为注入纸浆悬浮液做好准备。

用温度传感器3和温度加热器2把白水槽4中的白水加热到恒定温度，通过白水循环泵1注入储浆槽10中，再从储浆槽10上口加入浆料或纤维悬浮液，通过pH测量计28测量纤维悬浮液中的酸碱性，对纤维悬浮液的酸碱性进行调节，实现了纸页抄片器的注浆过程。

压缩空气经过鼓气管9从鼓气孔22中喷射出来，带动纤维悬浮液运动，使纸浆悬浮液充分混合均匀，停止通压缩空气后，使纤维在悬浮液中形成微湍动，形成了纸页抄片器的匀浆过程。

把三通阀19的上自来水水管20a关闭，气缸16下压上过滤装置12，至纸浆纤维悬浮液液面与顶调节阀17平齐，打开底调节阀5和顶调节阀17，同时气缸16继续恒压力下压上过滤装置12，致使上过滤装置12与下过滤装置7对接，上过滤装置12不在下移，从真空管23b开始抽吸10秒钟，对湿纸幅进一步脱水，实现了手抄纸页的双面抄纸过程。

关闭底调节阀5和顶调节阀17，在压缩空气管27中鼓入空气，在通气管15进行抽真空，把湿纸幅吸附在上过滤装置12的成形网33上，停止对压缩空气管27进行鼓气，由气缸16带动上过滤装置12和湿纸幅一起向上运动至储浆槽10的上空，通过传动装置30带动摆臂21旋转一定角度，同时也带动气缸16、上过滤装置12以及湿纸幅一起旋转一定角度，通过气缸16对上过滤装置12和湿纸幅向下直线运动，将上过滤装置12和湿纸幅放置于干燥器34中，停止通气管15抽吸空气，反向通入压缩空气，将湿纸幅转移到干燥器34中，实现了湿纸幅的自动转移过程。

上过滤装置12按照原路返回至储浆槽10的上部，三通阀19导通上自来水水管20a，打开顶调节阀17，对上过滤装置12进行喷淋水清洗，防止堵塞成形网33；关闭底调节阀5，从下自来水水管20b通入与下过滤装置7的成形网33高10mm的自来水，通过缓冲槽6底部的压缩空气管27通入压缩空气，通过自来水的上下抖动，对下过滤装置7上的成形网33进行清洗；5秒钟后，继续通过下自来水水管20b向储浆槽10继续注入一定高度的清水，通过鼓气管9和鼓气孔22鼓入压缩空气，清洗储浆槽10，5秒钟后，打开底调节阀5，将清洗自来水排放到白水槽，完成对所有关键部件的清洗，防止堵塞，以保证手抄纸页的试验顺利和纸张的匀度。

本发明的实验室纸页抄片器，不仅可以实现单面脱水抄造手抄纸样，而且可以模拟顶网成形和夹网成形双面脱水抄造手抄纸页，很好地模拟了顶网成形和夹网成形的纸张厚度方向上细小纤维和填料的分布情况。通过调节顶调节阀17和底调节阀5的大小，可以适用于不同脱水速率的抄造过程。同时通过气动搅拌产生高强度微湍流，使纤维悬浮液分散更均匀，从而提高手抄纸样的匀度。

Claims (9)

1.一种实验室纸页抄片器，其特征在于，包括：传动装置(30)、摆臂(21)、气缸(16)以及储浆槽(10)，所述储浆槽(10)底部密封连接有缓冲槽(6)，并设置有手动打开装置(8)；所述缓冲槽(6)内紧贴储浆槽(10)底部设置有下过滤装置(7)，所述缓冲槽(6)底部通过设置有底调节阀(5)的管路与白水槽(4)相连接，所述储浆槽(10)内设置有能够沿储浆槽(10)内壁移动的上过滤装置(12)；所述上过滤装置(12)包括由上至下叠加设置的钻孔基板(31)、粗钢丝网(32)和成型网(33)；下过滤装置(7)包括由下至上叠加设置的钻孔基板(31)、粗钢丝网(32)和成型网(33)；所述钻孔基板(31)上开设有若干孔径为1cm的通孔，所述通孔呈正三角形排列；所述储浆槽(10)底部均匀设置有若干鼓气孔(22)，所述鼓气孔(22)与鼓气管(9)相连接；

所述传动装置(30)与摆臂(21)相连接，所述气缸(16)固定在摆臂(21)上，所述气缸(16)的活塞杆与上过滤装置(12)相连接。

2.根据权利要求1的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，还包括设置在上过滤装置(12)上部的气囊(13)，所述气囊(13)通过上排水管(18)与白水槽(4)相连接，所述上排水管(18)靠近气囊(13)的一端设置有顶调节阀(17)；所述气囊(13)顶部设置有过渡圆盘盖(14)；所述白水槽(4)底部设置有白水槽抽真空管(23b)。

3.根据权利要求2的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述上排水管(18)上还设置有三通阀(19)，所述三通阀(19)的一个输入口与上自来水水管(20a)相连接。

4.根据权利要求2的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述气囊(13)上还设置有通气管(15)。

5.根据权利要求1的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述缓冲槽(6)底部还设置有下过滤装置清洗系统，该清洗系统包括分别与缓冲槽(6)连接的下自来水水管(20b)、缓冲槽抽真空管(23a)和压缩空气管(27)。

6.根据权利要求1的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述白水槽(4)通过白水循环泵(1)与缓冲槽(6)相连接。

7.根据权利要求1的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述白水槽(4)还设置有温度传感器(3)和温度加热器(2)。

8.根据权利要求1或6的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述缓冲槽(6)底部设置有pH测量计(28)。

9.根据权利要求1的所述的一种实验室纸页抄片器，其特征在于，所述储浆槽(10)旁侧设置有若干个干燥器(34)，所述干燥器(34)以传动装置为圆心均匀设置。