CN104746379B - 一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱及调节纸张水分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱及调节纸张水分的方法，包括热风总管、蒸汽总管、蒸汽室、箱体预热室；蒸汽支管连接蒸汽总管的连接段为水平连接段，该水平连接段上具有一阻力段，阻力段的直径小于蒸汽支管的直径；热风总管通过热风支管连接在蒸汽支管的阻力段与蒸汽入口之间的管路上；热风支管与蒸汽支管水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°。与现有技术相比，只改变蒸汽箱横幅各蒸汽室蒸汽与热风的比例，来调节纸张横幅的水分含量和干度，不改变各蒸汽室气体流量和压力，从而避免了蒸汽在各蒸汽室之间的流动。本蒸汽箱及方法不仅减少了阀门的数量和尺寸，降低了控制成本，而且避免了混合蒸汽冲击纸页产生的不利影响。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，尤其涉及一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱及调节纸张水分的方法。
背景技术
蒸汽箱沿纸张横幅喷射蒸汽，蒸汽在纸张中冷凝，释放潜热，从而提高湿纸幅的温度、降低湿纸幅中水的表面张力和粘度，能改善网部、压榨部的脱水能力和烘缸部的干燥能力，同时能调节纸张横幅水分含量的均匀性，能改善压光后纸张的印刷性能和涂布纸的涂布性能，及印刷性能的横幅均匀性，因此蒸汽箱广泛地应用于各种纸机上，特别是对产品质量要求比较高的特种纸机上。
传统的蒸汽箱调节纸张横幅水分含量的功能是通过将蒸汽箱沿横幅分为多个蒸汽室，单独调节进入每个蒸汽室的蒸汽流量来实现的。这种方法的缺点是当一个蒸汽室流量比较低时，周围流量高的蒸汽室的蒸汽就会流过来补充，特别是当蒸汽箱安装在网部与真空箱配合使用时，这种方法的缺点就非常明显，当某一个室的蒸汽流量下降，低于真空抽吸的能力时，真空箱将从周围的蒸汽流量大的蒸汽室中抽取蒸汽，即使流量小的蒸汽室位于两边，由于边板比中间的隔板厚，甚至还有其它隔离装置，因此抽取空气补充的可能性比较小，这样真空箱就使各处的蒸汽流量向均匀方向发展，从而影响了蒸汽箱的调节效果。
美国专利US3945881为了解决上述问题，通过将真空箱也分为与蒸汽箱同样数量的真空室，且单独进行控制，从而当某一室蒸汽流量降低时，相对应的真空室的抽气流也降低，但这种方法的缺点是要采用两套控制系统，同时使真空箱变得更复杂。
美国专利US4249992和US4331510提出了另一个解决方法，横幅各室蒸汽流量与压力相同，通过改变横幅各室蒸汽与纸张的接触面积来调节纸张横幅水分含量，对湿度大的部位提供更大的蒸汽作用时间，而湿度小的部位则减少蒸汽与纸张的接触面积，由于各室的蒸汽流量是相同的，因此蒸汽流量不会在各室之间流动，但这种方法需要复杂、独特的内部结构。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱及调节纸张水分的方法。与现有技术相比，只改变蒸汽箱横幅各蒸汽室蒸汽与热风的比例，来调节纸张横幅的水分含量和干度，不改变各蒸汽室气体流量和压力，从而避免了蒸汽在各蒸汽室之间的流动。
本发明通过下述技术方案实现：
一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱，包括热风总管1、蒸汽总管5、蒸汽箱11、多个通过隔板间隔的蒸汽室11-1、蒸汽箱11外部的箱体预热室13；箱体预热室13通过预热支管10连接蒸汽总管5；蒸汽室11-1通过多根蒸汽支管6连通热风总管1及蒸汽总管5；
所述热风总管1设置在蒸汽总管5的上方，所述蒸汽支管6连接蒸汽总管5的连接段为水平连接段，该水平连接段上具有一阻力段6-1，阻力段6-1的直径小于蒸汽支管6的直径；
所述热风总管1通过热风支管3连接在蒸汽支管6的阻力段6-1与蒸汽入口之间的管路上；所述热风支管3与蒸汽支管6水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管3内的热风与蒸汽总管5内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管6中。
所述蒸汽支管6连接在蒸汽箱11湿纸页的出纸端的侧壁上，使每根蒸汽支管6内的蒸汽进入相应的蒸汽室11-1时的方向与湿纸页运行方向相反。
所述蒸汽总管5为方锥形总管，热风总管1为圆形管；热风总管1的入口端设有热风总控制阀2，热风总管1的末端封堵。所述热风支管(3)上设置有支管控制阀(4)。
所述热风支管3的直径小于蒸汽支管6的直径；阻力段6-1的长度为80～150mm。
所述蒸汽总管5蒸汽进入段设有蒸汽控制阀6，所述预热支管10连接在蒸汽控制阀6的上游，预热支管10上设置有预热控制阀9。
所述箱体预热室13还设有一带阀门的蒸汽回流管14。
所述蒸汽总管5的末端安装有疏水阀8。
所述蒸汽室11-1的蒸汽出口设有孔阵列底板12。
蒸汽箱调节纸张横幅水分含量的方法如下：
蒸汽箱预热阶段
首先关闭热风总控制阀2和蒸汽控制阀7，打开预热支管10上的预热控制阀9和蒸汽回流管14上的阀门，此时蒸汽总管5内的过热蒸汽进入箱体预热室13内，对蒸汽箱11在工作之前先进行预热，目的是防止蒸汽支管6内的蒸汽进入蒸汽室11-1中时产生冷凝水；当蒸汽箱11的温度达到过热蒸汽温度时，完成蒸汽箱的预热；
蒸汽箱工作阶段
蒸汽箱11预热完成后，同时打开热风总控制阀2和蒸汽控制阀7，此时，热风支管3与蒸汽支管6水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管3内的热风与蒸汽总管5内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管6中混合，形成混合蒸汽；
当混合蒸汽经过阻力段6-1时，增加了混合蒸汽的通行阻力，以减少热风流量变化对进入各蒸汽室11-1中混合蒸汽流量的影响，混合蒸汽通行阻力段6-1后继续沿蒸汽支管6向下进入相应的蒸汽室11-1内，混合蒸汽进入相应的蒸汽室11-1内时的方向与湿纸页运行方向相反；接着，蒸汽室11-1内的混合蒸汽再通过设置在蒸汽箱11混合蒸汽出口的孔阵列底板12喷到纸张的页面上。
过热蒸汽温度为120℃～130℃；热风总管1内的热风温度为70℃～90℃。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明蒸汽总管为按拜纳斯方程设计的锥形总管，热风与过热蒸汽在蒸汽支管6的水平连接段进行混合，混合后又经过阻力段，当混合蒸汽经过阻力段6-1时，增加了混合蒸汽的通行阻力，减少了热风流量变化对进入各蒸汽室11-1中混合蒸汽流量的影响，再加上热风与过热蒸汽的前进方向呈30°～60°的角度相向进入蒸汽支管中，因此进入蒸汽箱各蒸汽室混合蒸汽的流量是基本相等的，也就是说增加热风流量就会相应减少进入蒸汽支管的蒸汽流量。每根蒸汽支管内的混合蒸汽进入相应的蒸汽室时的方向与湿纸页运行方向相反，也就是说进入蒸汽室内的混合蒸汽喷射方向与纸页的方向垂直。这样一方面避免了混合蒸汽冲击纸页产生的不利影响，另一方面防止了混合蒸汽中可能带有的冷凝水喷到纸页上，从而影响纸张的品质。
蒸汽箱提高纸机脱水效率、降低纸张水分含量的功能主要是通过蒸汽在湿纸页中冷凝释放潜热来实现的，而热风热含量小于蒸汽，同时热风只能对纸张的表面起加热作用，因此热风降低纸张水分含量的效果远远不如蒸汽，再加上本蒸汽箱采用过热蒸汽和温度低于蒸汽的热风，相对而言热风的效果就更差了，另一方面，热风是不凝气体，会阻止蒸汽在纸张中的冷凝，因此减少蒸汽的流量相应增加热风的流量就能降低相应部位的蒸汽箱效果，从而通过调节热风和蒸汽的比例就能达到调节纸张水分含量的目的。
另外，采用热风和过热蒸汽混合调节，确保各蒸汽室中的气体流量和压力相等，从而避免了由蒸汽在各蒸汽室之间流动而影响调节效果。
只在热风支管上设置支管控制阀，仅通过支管控制阀对热风流量进行控制，而不控制过热蒸汽的流量，由此可见，本蒸汽箱及其调节纸张水分的方法，不仅减少了阀门的数量和尺寸，降低了控制成本，而且避免了混合蒸汽冲击纸页产生的不利影响，并且防止了混合蒸汽中可能带有的冷凝水喷到纸页上，从而影响纸张的品质。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1中A-A剖面结构示意图。
图3为本发明蒸汽总管结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至3所示。本发明采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱，包括热风总管1、蒸汽总管5、蒸汽箱11、多个通过隔板间隔的蒸汽室11-1、蒸汽箱11外部的箱体预热室13；箱体预热室13通过预热支管10连接蒸汽总管5；蒸汽室11-1通过多根蒸汽支管6连通热风总管1及蒸汽总管5；
所述热风总管1设置在蒸汽总管5的上方，所述蒸汽支管6连接蒸汽总管5的连接段为水平连接段，该水平连接段上具有一阻力段6-1，阻力段6-1的直径小于蒸汽支管6的直径；
所述热风总管1通过热风支管3连接在蒸汽支管6的阻力段6-1与蒸汽入口之间的管路上；所述热风支管3与蒸汽支管6水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管3内的热风与蒸汽总管5内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管6中。用于增加蒸汽的通行阻力，减少热风流量变化对各蒸汽支管6中蒸汽流量的影响。
所述蒸汽支管6连接在蒸汽箱11湿纸页的出纸端的侧壁上，使每根蒸汽支管6内的蒸汽进入相应的蒸汽室11-1时的方向与湿纸页运行方向相反。
所述蒸汽总管5为方锥形总管(或者圆锥形总管)，其尺寸按拜纳斯方程进行设计，从而确保从蒸汽支管6出来的蒸汽压力和流量相等。热风总管1为圆形管；热风总管1的入口端设有热气总控制阀2，热风总管1的末端封堵；在热风支管3上设置有支管控制阀4。调节支管控制阀4的开度，从而控制沿纸机横向各蒸汽室11-1中的热风流量，反过来控制进入各蒸汽室11-1中的蒸汽流量，热风支管3的直径小于蒸汽支管6的直径0.4～0.6倍。
所述热风支管3的直径小于蒸汽支管6的直径(热风支管3的直径等于蒸汽支管6直径的0.4～0.6倍)；阻力段6-1的长度为80～150mm。由于阻力段6-1的作用，从而增加过热蒸汽和热风的通行阻力，减少热风流量变化对进入各蒸汽室11-1中蒸汽流量的影响。
所述蒸汽总管5蒸汽进入段设有蒸汽控制阀7，所述预热支管10连接在蒸汽控制阀7的上游，预热支管10上设置有预热控制阀9。预热控制阀9用于控制过热蒸汽进入箱体预热室13内的流量。
所述箱体预热室13还设有一带阀门的蒸汽回流管14。可以使箱体预热室13中的蒸汽加热后循环利用并排出箱体预热室13中的冷凝水，从而确保蒸汽箱箱体的温度。
所述蒸汽总管5的末端安装有疏水阀8，用于排出蒸汽总管5中的冷凝水。
蒸汽室11-1的蒸汽出口设有孔(或者缝)阵列底板12，用于喷射蒸汽到湿纸页上。
调节纸张横幅水分含量的方法，可通过如下两个阶段实现：
蒸汽箱预热阶段
首先关闭热风总控制阀2和蒸汽控制阀7，打开预热支管10上的预热控制阀9和蒸汽回流管14上的阀门，此时蒸汽总管5内的过热蒸汽进入箱体预热室13内，对蒸汽室11-1在工作之前先进行预热，目的是防止蒸汽支管6内的蒸汽进入蒸汽室11-1中时产生冷凝水；当蒸汽箱11的温度达到过热蒸汽温度时，完成蒸汽箱的预热；
蒸汽箱工作阶段
蒸汽箱11预热完成后，同时打开热风总控制阀2和蒸汽控制阀7，此时，热风支管6与蒸汽支管6水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管3内的热风与蒸汽总管5内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管6中混合，形成混合蒸汽；蒸汽支管6上没有阀门，各蒸汽支管6的蒸汽流量不单独进行调节；
当混合蒸汽经过阻力段6-1时，增加了混合蒸汽的通行阻力，以减少热风流量变化对进入各蒸汽室11-1中混合蒸汽流量的影响，混合蒸汽通行阻力段6-1后继续沿蒸汽支管6向下进入相应的蒸汽室11-1内；接着，蒸汽室11-1内的混合蒸汽再通过设置在蒸汽箱11混合蒸汽出口的孔阵列底板12喷到纸张的页面上。
通过适当调节预热控制阀9及蒸汽回流管14上的阀门开度，可控制箱体预热室13内的蒸汽流量。
如上所述，混合蒸汽进入相应的蒸汽室11-1内时的方向与湿纸页运行方向相反，也就是说混合蒸汽进入蒸汽室11-1的方向与蒸汽喷向湿纸页的方向垂直，这样一方面避免了混合蒸汽冲击纸页产生的不利影响，另一方面防止了蒸汽中可能带有的冷凝水喷到纸页上，进一步保证了纸张的品质。
过热蒸汽温度为120℃～130℃；热风总管1内的热风温度为70℃～90℃。热风与过热蒸汽的比为0～30％。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种采用热风和过热蒸汽的蒸汽箱，包括热风总管(1)、蒸汽总管(5)、蒸汽箱本体(11)、多个通过隔板间隔的蒸汽室(11-1)、蒸汽箱本体(11)外部的箱体预热室(13)；箱体预热室(13)通过预热支管(10)连接蒸汽总管(5)；蒸汽室(11-1)通过多根蒸汽支管(6)连通热风总管(1)及蒸汽总管(5)；其特征在于：
所述热风总管(1)设置在蒸汽总管(5)的上方，所述蒸汽支管(6)连接蒸汽总管(5)的连接段为水平连接段，该水平连接段上具有一阻力段(6-1)，阻力段(6-1)的直径小于蒸汽支管(6)的直径；
所述热风总管(1)通过热风支管(3)连接在蒸汽支管(6)的阻力段(6-1)与蒸汽入口之间的管路上；所述热风支管(3)与蒸汽支管(6)水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管(3)内的热风与蒸汽总管(5)内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管(6)中。
2.根据权利要求1所述的蒸汽箱，其特征在于：所述蒸汽支管(6)连接在蒸汽箱本体(11)湿纸页的出纸端的侧壁上，使每根蒸汽支管(6)内的蒸汽进入相应的蒸汽室(11-1)时的方向与湿纸页运行方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽箱，其特征在于：所述蒸汽总管(5)为方锥形总管，热风总管(1)为圆形管；热风总管(1)的入口端设有热气总控制阀(2)，热风总管(1)的末端封堵；所述热风支管(3)上设置有支管控制阀(4)。
4.根据权利要求3所述的蒸汽箱，其特征在于：所述热风支管(3)的直径小于蒸汽支管(6)的直径，即热风支管(3)的直径等于蒸汽支管(6)直径的0.4～0.6倍；阻力段(6-1)的长度为80～150mm。
5.根据权利要求3所述的蒸汽箱，其特征在于：所述蒸汽总管(5)蒸汽进入段设有蒸汽控制阀(7)，所述预热支管(10)连接在蒸汽控制阀(7)的上游，预热支管(10)上设置有预热控制阀(9)。
6.根据权利要求3所述的蒸汽箱，其特征在于：所述箱体预热室(13)还设有一带阀门的蒸汽回流管(14)。
7.根据权利要求3所述的蒸汽箱，其特征在于：所述蒸汽总管(5)的末端安装有疏水阀(8)。
8.根据权利要求3所述的蒸汽箱，其特征在于：蒸汽室(11-1)的蒸汽出口设有孔阵列底板(12)。
9.采用权利要求1至8中任一项所述蒸汽箱调节纸张横幅水分含量的方法，其特征在于包括蒸汽箱预热阶段和蒸汽箱工作阶段；
蒸汽箱预热阶段
首先关闭热风总控制阀(2)和蒸汽控制阀(7)，打开预热支管(10)上的预热控制阀(9)和蒸汽回流管(14)上的阀门，此时蒸汽总管(5)内的过热蒸汽进入箱体预热室(13)内，对蒸汽箱本体(11)在工作之前先进行预热，目的是防止蒸汽支管(6)内的蒸汽进入蒸汽箱本体(11)中时产生冷凝水；当蒸汽箱本体(11)的温度达到过热蒸汽温度时，完成蒸汽箱本体(11)的预热；
蒸汽箱工作阶段
蒸汽箱本体(11)预热完成后，同时打开热风总控制阀(2)和蒸汽控制阀(7)，此时，热风支管(3)与蒸汽支管6水平连接段的轴线呈夹角α＝30°～60°，使热风支管(3)内的热风与蒸汽总管(5)内的过热蒸汽以30°～60°的夹角相向进入蒸汽支管(6)中混合，形成混合蒸汽；
当混合蒸汽经过阻力段(6-1)时，增加了混合蒸汽的通行阻力，以减少热风流量变化对进入各蒸汽室(11-1)中混合蒸汽流量的影响，混合蒸汽通行阻力段(6-1)后继续沿蒸汽支管(6)向下进入相应的蒸汽室(11-1)内，混合蒸汽进入相应的蒸汽室(11-1)内时的方向与湿纸页运行方向相反；接着，蒸汽室(11-1)内的混合蒸汽再通过设置在蒸汽箱本体(11)混合蒸汽出口的孔阵列底板(12)喷到纸张的页面上。
10.根据权利要求9所述采用蒸汽箱调节纸张横幅水分含量的方法，其特征在于：过热蒸汽温度为120℃～130℃；热风总管(1)内的热风温度为70℃～90℃。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170315 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |