CN104988786B - 一种超级压光机蒸汽装置及其纸张水分调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超级压光机蒸汽装置及其纸张水分调节方法，蒸汽装置中，沿纸张的输送方向，蒸汽箱和喷雾箱依次设置，空气雾化器设于喷雾箱内，蒸汽总管通过蒸汽支管与蒸汽箱连接，压缩空气总管通过压缩空气支管与空气雾化器连接，低压水总管通过低压水支管与空气雾化器连接。其纸张水分调节方法是，蒸汽总管通过蒸汽支管将蒸汽送至蒸汽箱内，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面；同时，压缩空气总管通过压缩空气支管将压缩空气送至空气雾化器中，低压水总管通过低压水支管将低压水也送至空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面，进一步调节纸张的温度和湿度。本发明可有效调节纸张的湿度和温度，提高压光效果。

Description

一种超级压光机蒸汽装置及其纸张水分调节方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种超级压光机蒸汽装置及其纸张水分调节方法。

背景技术

超级压光机是造纸的一种整饰设备，在纸机压光的基础上，纸幅通过超级压光机上的纸粕辊与金属辊间隔排列形成的若干压区，在较大的车速和较大的线压力下，靠压光辊间的摩擦和纸幅受热使纤维塑化，从而进一步提高纸的平滑度有光泽度，同时增加紧度和改善厚度均匀性。

影响纸张超级压光效果的因素中，除了压光线压、压光速度、辊子数目和硬度、纸的组成等因素外，纸的水分和温度也是影响超级压光效果的重要因素。增加纸的水分含量，纤维吸湿润胀，因而提高了柔性和塑性，故能增进超级压光的效果，一定条件下，纸张的水分越大，可塑性越大，压光越容易；提高纸的温度，纤维受热塑化，能增加超级压光的效果，但过高的温度和湿度将对纸张性能及软辊本身会产生破坏性的影响。

纸张的水分含量过高，在压光时压溃了的纤维会粘在一起，从而使纸张变黑和产生透明点。纸张温度太高，一方面会破坏纸张结构，另一方面将温度传给压光辊使纸粕辊表面在高温下受到破坏，纸粕变质产生鳞片状的剥落，光辊则在高温下产生不需要的膨胀变形。特别是涂布纸，过高的温度会使涂层粘附在辊上，但超级压光操作对温度和湿度的限制是不一样的，湿度可以更高些，而温度要升得更小些。因此控制超级压光前和超级压光中纸张水分和温度是非常重要的。

蒸汽箱是均匀提高纸张湿度的有效方法，蒸汽喷到纸张上产生两个直接作用：①蒸汽冷凝时释出它的汽化潜热，大大提高纸张温度；②冷凝的蒸汽选择性地增加表面纸张的水分含量。

但蒸汽箱在增加纸张湿度的同时，增加了纸张的温度，湿度增加越多，温度越高，在湿度还没达到理想状态前，温度可能己超过了超级压光规定的极限。

申请号为US6264795的专利申请提出了解决上述问题的方法，其中蒸汽箱包括两个区，一个区为蒸汽区，喷射足够多的蒸汽进入到纸张的特定部位，提高纸张的表面湿度，同时允许超过极限的温度，另一个区为冷却区，抽吸空气经过纸张的表面，从而冷却纸张至最高的允许温度，而保留了纸张表面的湿度。

但在实际用于中，这种方法明显存在以下几个问题：首先抽风冷却区与蒸汽区相邻，抽风时也会将蒸汽抽走，降低了蒸汽增湿的效果，同时浪费能源；其次，冷却效果不好，抽风量过大，则会把有用的蒸汽抽走，太小则达不到所需的冷却效果；最后，抽风控制温度不精确，难于达到理想效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超级压光机蒸汽装置，其结构简单，可有效调节超级压光机前和超级压光机中纸张的湿度和温度，从而更好地提高纸张超级压光的效果。

本发明的另一目的在于提供一种上述超级压光机蒸汽装置的纸张水分调节方法。

本发明的技术方案为：一种超级压光机蒸汽装置，包括蒸汽总管、蒸汽支管、压缩空气总管、压缩空气支管、低压水总管、低压水支管、蒸汽箱、喷雾箱和空气雾化器，沿纸张的输送方向，蒸汽箱和喷雾箱依次设置，空气雾化器设于喷雾箱内，蒸汽总管通过蒸汽支管与蒸汽箱连接，压缩空气总管通过压缩空气支管与空气雾化器连接，低压水总管通过低压水支管与空气雾化器连接；蒸汽箱内形成蒸汽区，喷雾箱内形成喷雾区。其中，采用喷蒸汽和喷雾相结合的方式共同控制进入超级压光机或超级压光机中纸张的湿度和温度，首先通过蒸汽箱提高纸张的温度和湿度，然后通过喷雾箱进一步提高纸张的湿度，并降低纸张的温度，从而满足超级压光操作对于纸张温度和湿度的要求，达到理想的压光效果。另外，根据实际需要，还可以采用外接的计算机对蒸汽室和喷雾室进行连锁控制，使用简单而方便。

在纵向上，所述蒸汽箱的长度大于喷雾箱，在横向上，蒸汽箱的宽度与喷雾箱相等；所述纵向为纸张的前进方向，横向为水平面内纸张前进方向的垂直方向；

蒸汽箱内为120℃～140℃的高温饱和蒸汽，喷雾箱内为常温水雾。

所述蒸汽箱内设有多个第一隔板，各第一隔板将蒸汽区分隔成多个独立的蒸汽室；所述喷雾箱内设有多个第二隔板，各第二隔板将雾化区分隔成多个独立的喷雾室，每个喷雾室对应设置一个空气雾化器。蒸汽区由第一隔板沿横向均匀分为多个蒸汽室，从而可对纸张横向的水份含量进行调节，蒸汽箱的左、右、前、后和顶面是箱体预热室，下面是底板；箱体预热室的一端与预热支管相连，另一端安装有蒸汽回流管和控制阀，可以使箱体预热室中的蒸汽循环利用并排出预热室中的冷凝水，从而确保箱体的温度。喷雾区由第二隔板沿横向均匀分为多个喷雾室，从而可对纸张横向的湿度和温度进行调节，喷雾室的左边是蒸汽室，下面是由蒸汽室延伸而来的底板，空气雾化器位于喷雾室的中间，每个喷雾室安装有一台空气雾化器。

所述蒸汽总管的进气端设有蒸汽总管控制阀，用于控制蒸汽总管内的蒸汽流量，蒸汽总管上设有多个蒸汽支管，每个蒸汽支管对应与一个蒸汽室连接，各蒸汽支管上分别设有蒸汽支管控制阀，用于控制进入蒸汽室的蒸汽流量；蒸汽总管的末端设有总管疏水阀，用于排出蒸汽总管中的冷凝水。

所述压缩空气总管的进气端设有压缩空气总管控制阀，用于控制压缩空气总管内的气流量，压缩空气总管上设有多个压缩空气支管，每个压缩空气支管对应与一个空气雾化器的顶部连接，压缩空气从空气雾化器的顶部进入空气雾化器中，各压缩空气支管上分别设有压缩空气支管控制阀，用于控制对应压缩空气支管内的压缩空气流量。

所述低压水总管的进水端设有低压水总管控制阀，用于控制低压水总管内的水流量，低压水总管上设有多个低压水支管，每个低压水支管对应与一个空气雾化器的侧壁连接，低压水从空气雾化器的侧壁进入空气雾化器中，各低压水支管上分别设有低压水支管控制阀，用于控制对应低压水支管内的水流量。

所述蒸汽箱包括本体和底板，本体为底部开放的箱状结构，底板设于本体底部并延伸至喷雾箱下方；本体外周还设有箱体预热室，本体与箱体预热室之间形成隔层，蒸汽总管上设有预热支管，预热支管与箱体预热室的一侧连接，箱体预热室的另一侧设有蒸汽回流管；预热支管上设有预热支管控制阀。

底板为孔板，对应于每个蒸汽室和喷雾室均匀地开有圆形通孔，使蒸汽和水雾均匀地喷到纸张上。

所述喷雾室底部为倾斜出口(即喷雾室的后侧板向蒸汽室方向收缩，使喷雾室底部的出口很窄，有利于雾气喷出)，空气雾化器设于喷雾室中部，空气雾化器的底部也带有锥度，空气雾化器喷出的水雾与纸张之间形成70～80°的夹角。

本发明一种超级压光机蒸汽装置的纸张水分调节方法，纸张从蒸汽箱和喷雾箱下方连续输送，蒸汽总管通过蒸汽支管将蒸汽送至蒸汽箱内，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，提高纸张的温度和湿度；同时，压缩空气总管通过压缩空气支管将压缩空气送至空气雾化器中，低压水总管通过低压水支管将低压水也送至空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面，进一步调节纸张的温度和湿度。

作为一种优选方案，所述蒸汽总管向蒸汽箱输送蒸汽之前，先对蒸汽箱进行预热，具体过程包括以下步骤：

(1)关闭蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，打开预热支管控制阀，蒸汽通过预热支管进入箱体预热室，对蒸汽箱进行预热；

(2)预热完成后，调节预热支管控制阀，减小预热支管中蒸汽的流量；

(3)打开蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，并调节蒸汽支管控制阀、压缩空气支管控制阀和低压水支管控制阀；蒸汽通过蒸汽支管进入蒸汽室，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，压缩空气通过压缩空气支管进入空气雾化器中，低压水通过低压水支管也进入空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、本超级压光机蒸汽装置通过设置一一对应的蒸汽室和喷雾室，使喷雾室喷出的水雾吸收了蒸汽室所提供的多余蒸汽和多余热量，有效地防止了蒸汽室内蒸汽外溢，减少了蒸汽用量，节省了能源。

2、喷雾室的设置，其喷出的水雾能更有效地降低纸张的温度，同时提高纸张湿度，从而满足超级压光操作对于纸张温度和湿度的要求，达到理想的压光效果。

3、本超级压光机蒸汽装置结构简单，容易控制，提高了控制精度，从而提高了超级压光前、超级压光中纸张湿度和温度的均匀性、合理性。

附图说明

图1为本超级压光机蒸汽装置的结构示意图。

图2为图1的A-A截面视图。

图3为图1的B-B截面视图。

图4为图2的C-C截面视图。

图5为底板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例一种超级压光机蒸汽装置，如图1或图2所示，包括蒸汽总管1、蒸汽支管3、压缩空气总管5、压缩空气支管12、低压水总管7、低压水支管9、蒸汽箱22、喷雾箱23和空气雾化器14，沿纸张的输送方向，蒸汽箱和喷雾箱依次设置，空气雾化器设于喷雾箱内，蒸汽总管通过蒸汽支管与蒸汽箱连接，压缩空气总管通过压缩空气支管与空气雾化器连接，低压水总管通过低压水支管与空气雾化器连接；蒸汽箱内形成蒸汽区，喷雾箱内形成喷雾区。其中，采用喷蒸汽和喷雾相结合的方式共同控制进入超级压光机或超级压光机中纸张的湿度和温度，首先通过蒸汽箱提高纸张的温度和湿度，然后通过喷雾箱进一步提高纸张的湿度，并降低纸张的温度，从而满足超级压光操作对于纸张温度和湿度的要求，达到理想的压光效果。另外，根据实际需要，还可以采用外接的计算机对蒸汽室和喷雾室进行连锁控制，使用简单而方便。

在纵向上，蒸汽箱的长度大于喷雾箱，在横向上，蒸汽箱的宽度与喷雾箱相等；纵向为纸张24的前进方向(如图2中的箭头所示)，横向为水平面内纸张前进方向的垂直方向；蒸汽箱内为120℃～140℃的高温饱和蒸汽，喷雾箱内为常温水雾。

如图3所示，蒸汽箱内设有多个第一隔板19，各第一隔板将蒸汽区分隔成多个独立的蒸汽室；如图4所示，喷雾箱内设有多个第二隔板21，各第二隔板将雾化区分隔成多个独立的喷雾室，每个喷雾室对应设置一个空气雾化器。蒸汽区由第一隔板沿横向均匀分为多个蒸汽室，从而可对纸张横向的水份含量进行调节，蒸汽箱的左、右、前、后和顶面是箱体预热室，下面是底板；箱体预热室的一端与预热支管相连，另一端安装有蒸汽回流管和控制阀，可以使箱体预热室中的蒸汽循环利用并排出预热室中的冷凝水，从而确保箱体的温度。喷雾区由第二隔板沿横向均匀分为多个喷雾室，从而可对纸张横向的湿度和温度进行调节，喷雾室的左边是蒸汽室，下面是由蒸汽室延伸而来的底板，空气雾化器位于喷雾室的中间，每个喷雾室安装有一台空气雾化器。如图2或图3所示，蒸汽箱包括本体和底板16，本体为底部开放的箱状结构，底板设于本体底部并延伸至喷雾箱下方；本体外周还设有箱体预热室15，本体与箱体预热室之间形成隔层，蒸汽总管上设有预热支管18，预热支管与箱体预热室的一侧连接，箱体预热室的另一侧设有蒸汽回流管20；预热支管上设有预热支管控制阀17。如图5所示，底板为孔板，对应于每个蒸汽室和喷雾室均匀地开有圆形通孔，使蒸汽和水雾均匀地喷到纸张上。如图2所示，喷雾室底部为倾斜出口(即喷雾室的后侧板向蒸汽室方向收缩，使喷雾室底部的出口很窄，有利于雾气喷出)，空气雾化器设于喷雾室中部，空气雾化器的底部也带有锥度，空气雾化器喷出的水雾与纸张之间形成α＝70～80°的夹角。

如图1或图2所示，蒸汽总管的进气端设有蒸汽总管控制阀2，用于控制蒸汽总管内的蒸汽流量，蒸汽总管上设有多个蒸汽支管，每个蒸汽支管对应与一个蒸汽室连接，各蒸汽支管上分别设有蒸汽支管控制阀11，用于控制进入蒸汽室的蒸汽流量；蒸汽总管的末端设有总管疏水阀4，用于排出蒸汽总管中的冷凝水。压缩空气总管的进气端设有压缩空气总管控制阀6，用于控制压缩空气总管内的气流量，压缩空气总管上设有多个压缩空气支管，每个压缩空气支管对应与一个空气雾化器的顶部连接，压缩空气从空气雾化器的顶部进入空气雾化器中，各压缩空气支管上分别设有压缩空气支管控制阀13，用于控制对应压缩空气支管内的压缩空气流量。低压水总管的进水端设有低压水总管控制阀8，用于控制低压水总管内的水流量，低压水总管上设有多个低压水支管，每个低压水支管对应与一个空气雾化器的侧壁连接，低压水从空气雾化器的侧壁进入空气雾化器中，各低压水支管上分别设有低压水支管控制阀10，用于控制对应低压水支管内的水流量。

上述超级压光机蒸汽装置的纸张水分调节方法，其原理是：纸张从蒸汽箱和喷雾箱下方连续输送，蒸汽总管通过蒸汽支管将蒸汽送至蒸汽箱内，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，提高纸张的温度和湿度；同时，压缩空气总管通过压缩空气支管将压缩空气送至空气雾化器中，低压水总管通过低压水支管将低压水也送至空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面，进一步调节纸张的温度和湿度。

蒸汽总管向蒸汽箱输送蒸汽之前，还可先对蒸汽箱进行预热，具体的操作过程包括以下步骤：

(1)关闭蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，打开预热支管控制阀，蒸汽通过预热支管进入箱体预热室，对蒸汽箱进行预热；

(2)预热完成后，调节预热支管控制阀，减小预热支管中蒸汽的流量；

(3)打开蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，并调节蒸汽支管控制阀、压缩空气支管控制阀和低压水支管控制阀；蒸汽通过蒸汽支管进入蒸汽室，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，压缩空气通过压缩空气支管进入空气雾化器中，低压水通过低压水支管也进入空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面。

其中，打开蒸汽总管控制阀，蒸汽通过蒸汽支管经蒸汽支管控制阀调节流量后进入到各蒸汽室中，再通过底板上的通孔喷射到纸张上，蒸汽支管是从侧面进入蒸汽室中的，也就是说进汽的方向与蒸汽喷向纸张的方向垂直，这样一方面避免了蒸汽冲击纸张产生的不利影响，另一方面防止了蒸汽中可能带有的冷凝水喷到纸张上。蒸汽支管沿纸机的横向均匀分布，与蒸汽箱的每个蒸汽室相对应，每个蒸汽室与一根蒸汽支管相通，蒸汽支管上安装有蒸汽支管控制阀，从而可以通过控制蒸汽支管控制阀来控制对应蒸汽室的蒸汽流量，达到调节纸张横幅湿度和温度的目的。

打开压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，压缩空气和低压水分别通过压缩空气支管和低压水支管进入到各喷雾室的空气雾化器中，形成水雾后与纸张成一定度角喷向纸面，调节纸张的温度和湿度。压缩空气支管和低压水支管沿纸机的横向均匀分布，与蒸汽箱喷雾区喷雾室相对应，每个喷雾室中安装有一个空气雾化器，与一根压缩空气支管和一根低压水支管相通，压缩空气支管上安装有压缩空气支管控制阀，低压水支管上安装有低压水支管控制阀，从而可以通过控制压缩空气支管和低压水支管来控制对应喷雾室的喷雾流量，达到调节纸张横幅湿度和温度的目的。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，包括蒸汽总管、蒸汽支管、压缩空气总管、压缩空气支管、低压水总管、低压水支管、蒸汽箱、喷雾箱和空气雾化器，沿纸张的输送方向，蒸汽箱和喷雾箱依次设置，空气雾化器设于喷雾箱内，蒸汽总管通过蒸汽支管与蒸汽箱连接，压缩空气总管通过压缩空气支管与空气雾化器连接，低压水总管通过低压水支管与空气雾化器连接；蒸汽箱内形成蒸汽区，喷雾箱内形成喷雾区；

所述蒸汽箱内设有多个第一隔板，各第一隔板将蒸汽区分隔成多个独立的蒸汽室；

所述喷雾箱内设有多个第二隔板，各第二隔板将雾化区分隔成多个独立的喷雾室，每个喷雾室对应设置一个空气雾化器；

所述喷雾箱的底部为倾斜出口，空气雾化器的底部也带有锥度，空气雾化器喷出的水雾与纸张之间形成70～80°的夹角。

2.根据权利要求1所述一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，在纵向上，所述蒸汽箱的长度大于喷雾箱，在横向上，蒸汽箱的宽度与喷雾箱相等；所述纵向为纸张的前进方向，横向为水平面内纸张前进方向的垂直方向；

蒸汽箱内为120℃～140℃的高温饱和蒸汽，喷雾箱内为常温水雾。

3.根据权利要求1所述一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，所述蒸汽总管的进气端设有蒸汽总管控制阀，蒸汽总管上设有多个蒸汽支管，每个蒸汽支管对应与一个蒸汽室连接，各蒸汽支管上分别设有蒸汽支管控制阀；蒸汽总管的末端设有总管疏水阀。

4.根据权利要求1所述一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，所述压缩空气总管的进气端设有压缩空气总管控制阀，压缩空气总管上设有多个压缩空气支管，每个压缩空气支管对应与一个空气雾化器的顶部连接，各压缩空气支管上分别设有压缩空气支管控制阀。

5.根据权利要求1所述一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，所述低压水总管的进水端设有低压水总管控制阀，低压水总管上设有多个低压水支管，每个低压水支管对应与一个空气雾化器的侧壁连接，各低压水支管上分别设有低压水支管控制阀。

6.根据权利要求1所述一种超级压光机蒸汽装置，其特征在于，所述蒸汽箱包括本体和底板，本体为底部开放的箱状结构，底板设于本体底部并延伸至喷雾箱下方；本体外周还设有箱体预热室，本体与箱体预热室之间形成隔层，蒸汽总管上设有预热支管，预热支管与箱体预热室的一侧连接，箱体预热室的另一侧设有蒸汽回流管；预热支管上设有预热支管控制阀。

7.一种权利要求1～6任一项所述超级压光机蒸汽装置的纸张水分调节方法，其特征在于，纸张从蒸汽箱和喷雾箱下方连续输送，蒸汽总管通过蒸汽支管将蒸汽送至蒸汽箱内，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，提高纸张的温度和湿度；同时，压缩空气总管通过压缩空气支管将压缩空气送至空气雾化器中，低压水总管通过低压水支管将低压水也送至空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面，进一步调节纸张的温度和湿度。

8.根据权利要求7所述的纸张水分调节方法，其特征在于，所述蒸汽总管向蒸汽箱输送蒸汽之前，先对蒸汽箱进行预热，具体过程包括以下步骤：

(1)关闭蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，打开预热支管控制阀，蒸汽通过预热支管进入箱体预热室，对蒸汽箱进行预热；

(2)预热完成后，调节预热支管控制阀，减小预热支管中蒸汽的流量；

(3)打开蒸汽总管控制阀、压缩空气总管控制阀和低压水总管控制阀，并调节蒸汽支管控制阀、压缩空气支管控制阀和低压水支管控制阀；蒸汽通过蒸汽支管进入蒸汽室，再通过底板上的通孔喷射到纸张表面，压缩空气通过压缩空气支管进入空气雾化器中，低压水通过低压水支管也进入空气雾化器中，压缩空气和低压水在空气雾化器中形成水雾，并喷射到纸张表面。