CN105293144A

CN105293144A - 一种造纸机换卷装置

Info

Publication number: CN105293144A
Application number: CN201510746262.7A
Authority: CN
Inventors: 樊慧明; 齐亚楠; 刘建安
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2015-11-03
Filing date: 2015-11-03
Publication date: 2016-02-03

Abstract

本发明公开一种造纸机换卷装置。该装置包括水针切割系统、喷胶系统、水针横梁、伺服电机、高压泵站；所述水针切割系统包括水针喷嘴、移动车架和同步带传动装置；所述喷胶系统包括胶桶、喷胶泵、喷胶喷嘴和输胶管道；所述水针横梁沿纸机横向水平设置于纸幅上方，内部设置同步带传动装置；所述同步带传动装置包含前后平行的两条直线轨道；所述两条直线轨道上分别设置有移动车架；所述移动车架上配置有水针喷嘴，伺服电机通过同步带传动装置驱动移动车架分别沿各自直线轨道运动。与传统的切刀或气刀换卷方式相比，整个换卷过程高速、清洁且可控，新换的纸卷几乎从第一层起完全没有皱褶，换卷表面平整，同时减少损纸率。

Description

一种造纸机换卷装置

技术领域

本发明涉及造纸领域，具体涉及一种造纸机换卷装置。

背景技术

造纸过程及造纸的后期加工过程涉及到卷曲、复卷等工艺，在这些工艺过程中都需要换卷。而传统的换卷方式是利用纸带或者吹气，靠撕裂纸幅完成换卷。它们都受到纸机速度、高定量和纤维排向的限制。此类换卷过程是不可控的。撕裂的褶皱和叠层纸头还会不平整地绕在卷纸轴芯上，而需要更多的后续措施来克服皱褶和压痕。此外飞扬的碎纸片极易飞回新卷而难以控制。这些问题都造成了换卷成功率低，以及因此引起的材料浪费、成本增加、效率降低等问题。

为了解决目前传统换卷方式存在的问题，提高造纸行业生产效率及自动化程度，本发明提出了一种新的造纸机换卷装置。

发明内容

本发明克服上述缺陷，提供一种造纸机换卷装置。

本发明技术方案如下：

一种造纸机换卷装置，包括水针切割系统、喷胶系统、水针横梁、伺服电机和高压泵站；

所述水针切割系统包括水针喷嘴、移动车架和同步带传动装置；所述喷胶系统包括胶桶、喷胶泵、喷胶喷嘴和输胶管道；

所述水针横梁沿纸机横向水平设置于纸幅上方，内部设置同步带传动装置；所述同步带传动装置包含前后平行的两条直线轨道；所述两条直线轨道上分别设置有移动车架；所述移动车架上配置有水针喷嘴，所述伺服电机通过同步带传动装置驱动移动车架分别沿各自直线轨道运动；所述伺服电机设置于水针横梁的末端；所述喷胶喷嘴安装固定于水针横梁的中部位置；所述高压泵站通过管道与水针喷嘴连接；所述胶桶、喷胶泵和喷胶喷嘴通过输胶管道顺次连接。

装置主体是一个稳固的横穿纸机的横梁组件，上面安装两条直线轨道，配备水针的移动车架沿其运动。采用同一套伺服电机同时驱动2套水针，在接收到换卷信号后水针随车架沿着各自轨道高速运动，从而稳定地横切高速运行的纸页；伺服电机安装在横梁末端用于驱动移动车架；横梁中间位置安装固定的喷胶喷嘴用于切割后的新纸卷纸面和卷纸辊表面的黏合；高压水泵站提供可靠的高压切割水源，胶泵提供一定压力的喷射胶液；PLC控制系统用作整个系统的集中监控。

进一步的，还包括操作台和PLC控制系统；所述PLC控制系统通过数据传输线分别与操作台、喷胶系统、水针切割系统、伺服电机和高压泵站连接。

进一步的，还包括转向辊、纸卷、卷纸缸和卷纸辊；所述卷纸缸和卷纸辊相互外切，纸幅通过相切面送入纸卷收卷，收卷动力由纸卷中心轴和卷纸缸共同提供。

进一步的，所述移动车架横向移动速度为2～3m/s，水针喷嘴中喷出的水速度为400～1000m/s，控制水针在喷嘴前方20～30mm的地方不发散。

进一步的，喷胶泵的压力控制在30～250Bar范围之内。

进一步的，高压泵站的压力控制在500～2500Bar范围之内。

进一步的，所述水针喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成90度的夹角。

进一步的，所述喷胶喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成45度的夹角。

装置基本构造和技术指标如下：

水针切割系统:该系统的组成包括水针横梁、水针喷嘴、前后车架以及同步带传动装置，在伺服电机驱动下，通过同步带带动前后两个车架由沿纸机横向相向运动，完成纸的横向切割。其中车架横向移动速度为2～3m/s，水针喷嘴中喷出的水速度为400～1000m/s，控制水针在喷嘴前方20～30mm的地方不发散。水针喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成90度的夹角，从而增加切割的力度和效果。

喷胶系统：该系统是为水针切割纸时为纸面上提供胶液，以保证切断纸时，纸面能与辊面相粘连，主要靠固定在水针横梁上中间位置固定的喷胶喷嘴完成。该系统采用高品质喷枪和活塞泵，系统通过气压控制活塞泵，抽吸胶液，并保持压力精确均匀出胶量稳定，采用ADP功能设计保证活塞泵压缩空气断开后，胶机内部压力释放回胶缸以保证安全。喷胶泵的压力控制在30～250Bar范围之内。喷胶喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成45度的夹角，减少胶水对于纸张的冲击作用，同时又不影响胶粘的效果。

伺服电机：采用高精度伺服电机主体和伺服驱动器，具有性能稳定、控制精度高的优点。

高压泵站：高压泵站是专为水刀提供切割用水，由电机驱动水泵增压，再通过增压器使水压达到超高压，以满足切割用水所需的压力和流速的要求。高压泵的压力控制在500～2500Bar范围之内。

PLC控制系统：利用PLC控制器、流程软件、传感器和执行器对系统进行驱动、测量和控制,实现对全系统的集中监控。全系统连锁控制包括伺服电机启停、方向、速度及连锁控制，断纸、引纸、走纸、换卷等状态的检测和切换，以及与纸机传动系统、DCS、传动、管理系统的连接，最终实现整个换卷装置协调控制。

与现有技术相比，本发明的优势在于：由于整个换卷过程高速、清洁且可控，新换的纸卷几乎从第一层起完全没有皱褶，换卷表面平整，减少了损纸率。

附图说明

图1为一种造纸机换卷装置结构示意图；

图2为一种造纸机换卷装置主要设备位置侧视图；

图3为一种造纸机换卷装置主要设备位置俯视图；

图4为水针切割系统和喷胶系统各部件连接关系示意图。

图中各个部件如下：操作台1、PLC控制系统2、喷胶系统3、转向辊4、纸卷5、卷纸缸6、卷纸辊7、水针切割系统8、水针横梁9、伺服电机10、高压泵站11、水针喷嘴12、移动车架13、同步带传动装置14、胶桶15、喷胶泵16、喷胶喷嘴17、输胶管道18。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

如图1-3所示，一种造纸机换卷装置，包括水针切割系统8、喷胶系统3、水针横梁9、伺服电机10和高压泵站11；

所述水针切割系统8包括水针喷嘴12、移动车架13和同步带传动装置14；所述喷胶系统3包括胶桶15、喷胶泵16、喷胶喷嘴17和输胶管道18；

所述水针横梁9沿纸机横向水平设置于纸幅上方，内部设置同步带传动装置14；所述同步带传动装置14包含前后平行的两条直线轨道；所述两条直线轨道上分别设置有移动车架13；所述移动车架上配置有水针喷嘴12，所述伺服电机10通过同步带传动装置14驱动移动车架13分别沿各自直线轨道运动；所述伺服电机10设置于水针横梁9的末端；所述喷胶喷嘴17安装固定于水针横梁9的中部位置；所述高压泵站11通过管道与水针喷嘴12连接；所述胶桶15、喷胶泵16和喷胶喷嘴17通过输胶管道18顺次连接。还包括操作台1和PLC控制系统2；所述PLC控制系统2通过数据传输线分别与操作台1、喷胶系统3、水针切割系统8、伺服电机10和高压泵站11连接。还包括转向辊4、纸卷5、卷纸缸6和卷纸辊7；所述卷纸缸6和卷纸辊7相互外切，纸幅通过相切面送入纸卷5收卷，收卷动力由纸卷5中心轴和卷纸缸6共同提供。所述移动车架13横向移动速度为2～3m/s，水针喷嘴12中喷出的水速度为400～1000m/s，控制水针在喷嘴前方20～30mm的地方不发散。喷胶泵16的压力控制在30～250Bar范围之内。高压泵站11的压力控制在500～2500Bar范围之内。所述水针喷嘴12与喷嘴附近纸的前进方向成90度的夹角。所述喷胶喷嘴17与喷嘴附近纸的前进方向成45度的夹角。

（1）换卷准备:

当系统收到预换卷信号之后，高压泵站会启动，分切喷嘴会从“停车位”交叉停止在横梁中心附近。

（2）换卷过程:

开始换卷时高压阀打开，两个高压喷嘴开始分切纸张。同时喷胶阀打开，胶水会喷在新卷纸辊中心部位。两个喷胶喷嘴会分别向两侧移动，同时卷纸辊上的胶水会把喷嘴分切形成的纸条粘到卷纸辊上。

水针喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成90度的夹角。从而增加切割的力度和效果。而喷胶喷嘴与喷嘴附近纸的前进方向成45度的夹角，减少胶水对于纸张的冲击作用，同时又不影响胶粘的效果。

（3）停车待命：高压喷嘴到达纸幅外侧的“停车位”时，高压阀关闭，高压喷嘴停止分切，等待下次接收换卷信号后启动。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种造纸机换卷装置，其特征在于：包括水针切割系统（8）、喷胶系统（3）、水针横梁（9）、伺服电机（10）和高压泵站（11）；

所述水针切割系统（8）包括水针喷嘴（12）、移动车架（13）和同步带传动装置（14）；所述喷胶系统（3）包括胶桶（15）、喷胶泵（16）、喷胶喷嘴（17）和输胶管道（18）；

所述水针横梁（9）沿纸机横向水平设置于纸幅上方，内部设置同步带传动装置（14）；所述同步带传动装置（14）包含前后平行的两条直线轨道；所述两条直线轨道上分别设置有移动车架（13）；所述移动车架上配置有水针喷嘴（12），所述伺服电机（10）通过同步带传动装置（14）驱动移动车架（13）分别沿各自直线轨道运动；所述伺服电机（10）设置于水针横梁（9）的末端；所述喷胶喷嘴（17）安装固定于水针横梁（9）的中部位置；所述高压泵站（11）通过管道与水针喷嘴（12）连接；所述胶桶（15）、喷胶泵（16）和喷胶喷嘴（17）通过输胶管道（18）顺次连接。

2.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：还包括操作台（1）和PLC控制系统（2）；所述PLC控制系统（2）通过数据传输线分别与操作台（1）、喷胶系统（3）、水针切割系统（8）、伺服电机（10）和高压泵站（11）连接。

3.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：还包括转向辊（4）、纸卷（5）、卷纸缸（6）和卷纸辊（7）；所述卷纸缸（6）和卷纸辊（7）相互外切，纸幅通过相切面送入纸卷（5）收卷，收卷动力由纸卷（5）中心轴和卷纸缸（6）共同提供。

4.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：所述移动车架（13）横向移动速度为2～3m/s，水针喷嘴（12）中喷出的水速度为400～1000m/s，控制水针在喷嘴前方20～30mm的地方不发散。

5.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：喷胶泵（16）的压力控制在30～250Bar范围之内。

6.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：高压泵站（11）的压力控制在500～2500Bar范围之内。

7.根据权利要求1和2所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：所述水针喷嘴（12）与喷嘴附近纸的前进方向成90度的夹角。

8.根据权利要求1所述的一种造纸机换卷装置，其特征在于：所述喷胶喷嘴（17）与喷嘴附近纸的前进方向成45度的夹角。