CN106638102A - 一种高效节能型造纸系统 - Google Patents

Abstract

一种高效节能型造纸系统，其特征是，包括除铁装置和纸浆干燥装置；除铁装置的壳体上连通有纸浆料入口、浆料出口，浆料出口通过隔离阀与纸浆干燥装置的入浆管连通，壳体的底部设置有电磁铁吸盘，壳体的底部通过收集管连通收集箱，收集管上设置有控制阀；壳体的左端设置有控制箱。

Description

一种高效节能型造纸系统

技术领域

本发明涉及造纸领域，具体涉及一种高效节能型造纸系统。

背景技术

造纸行业中，原纸浆内往往会有一些铁类物质，这使得后续的加工程序收到一定的影响，导致造纸质量下降。同时，纸浆的高效节能干燥也是一个重要的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高效节能型造纸系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种高效节能型造纸系统，包括除铁装置和纸浆干燥装置；除铁装置的壳体上连通有纸浆料入口、浆料出口，浆料出口通过隔离阀与纸浆干燥装置的入浆管连通，壳体的底部设置有电磁铁吸盘，壳体的底部通过收集管连通收集箱，收集管上设置有控制阀；壳体的左端设置有控制箱。

本发明的有益效果为：通过电磁铁吸盘来去除纸浆中的铁类物质，能够有效保证造纸质量。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是纸浆干燥装置的侧视整体结构示意图；

图3是纸浆蒸汽转筒和布膜辊(只示出第三布膜辊)的正视图；

图4是接线盒内第一驱动线圈、第二驱动线圈的电路图。

附图标记：搅拌罐-1；纸浆回收网-4；入浆管-6；蒸汽入口-9；蒸汽出口-10；浆液泵-11；第一旋转接头-18；第一布膜辊-19；第二布膜辊-20；第三布膜辊-21；转筒主轴-22；刮刀-25；第二旋转接头-27；蒸汽喷口-30；入口隔离阀-39；出口隔离阀-40；下行交叉口-41；发光二极管-42；纸浆过滤控制阀体-44；直流超磁致伸缩棒-45；第一内壳体-46；第一外壳体-47；第一驱动线圈-48；第一底壳-49；第二外壳体-50；第二内壳体-51；第二驱动线圈-52；交流超磁致伸缩棒-53；第二底壳-54；物料压缩块-55；接线盒-56；纸浆回收排料阀-57；纸浆回收电加热器-58；泄压阀-60；电流检测器-64；第一可调电阻-66；交流电源-67；第二可调电阻-70；机架-71；纸浆干燥装置-100；壳体-101；纸浆料入口-102；浆料出口-103；隔离阀-105；电磁铁吸盘-106；收集管-107；收集箱-108；控制阀-109；控制箱-110；搅拌器-111；回液管-112；蒸汽回收口-113；速冷器-114；螺旋管-B；电加热干燥器-115；蒸汽抽送机-116；防溢辊-C；第一软管-D；第二软管-E；第三软管-F；反吹阀-G；纸浆回收网筒体-H；纸浆回收网电机-I；纸浆蒸汽转筒-J；含纸浆蒸汽下行管-117；绞龙回料机-118；集料器-K；气动马达-119；传动系统-120；水平总管-L；蒸汽喷管-M；布膜辊冷却介质入口-N；布膜辊冷却介质出口-O；反比例调节器-R；纸浆回收控制器-S；直流电源-T；光敏电阻-Z；

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示的一种高效节能型造纸系统，包括除铁装置和纸浆干燥装置100；除铁装置的壳体101上连通有纸浆料入口102、浆料出口103，浆料出口103通过隔离阀105与纸浆干燥装置100的入浆管6连通，壳体102的底部设置有电磁铁吸盘106，壳体101的底部通过收集管107连通收集箱108，收集管107上设置有控制阀109；壳体101的左端设置有控制箱110。

本发明通过电磁铁吸盘来去除纸浆中的铁类物质，能够有效保证造纸质量。

优选地，控制箱110用于控制电磁铁吸盘106的电源的连通和断开，以及控制阀109的开闭。

优选地，正常运行时，隔离阀105打开，控制阀109关闭，纸浆料由纸浆料入口102进入壳体101，纸浆料内的铁类物质被通电的电磁铁吸盘106吸下，并由浆料出口103进入纸浆干燥装置100进行干燥；运行设定的时间段后，停止纸浆料入口102的入料，并关闭隔离阀105，打开控制阀109，用清水(可使用外接冲洗软管)将壳体底部的铁类物质冲洗入收集箱108内。

优选地，如图2-3所示，纸浆干燥装置包括搅拌罐1、纸浆蒸汽转筒J、布膜辊、防溢辊C、纸浆回收网4和电加热干燥器115。搅拌罐1的顶部连通有入浆管6和回液管112，其内设置有由电机驱动旋转的搅拌器111。搅拌罐1的罐体采用夹层结构，夹层连通有用于加热浆液的蒸汽入口9和蒸汽出口10，通过调节蒸汽入口阀(图中未示出)的开度来调节搅拌罐1内的浆液温度。搅拌罐1的底部通过软管连通有浆液泵11，浆液泵11的出口软管分叉成第一软管D、第二软管E和第三软管F。

纸浆蒸汽转筒J整体设置在机架71上，纸浆蒸汽转筒J的一端通过转筒主轴22与传动系统120连接，传动系统120通过其右侧的气动马达119驱动，纸浆蒸汽转筒J的另一端连接第一旋转接头18(旋转接头是将流体介质从静止的管道输入到旋转或往复运动的设备中的一种连接密封装置，它的一端与静止管道相连，另一端与运动的设备连接，介质从其中间通过，可根据要求直接选配，属于现有技术范畴，本实施例中不再详细描述其结构)。布膜辊有3个，分别是第一布膜辊19、第二布膜辊20和第三布膜辊21，其中第三布膜辊21设置在纸浆蒸汽转筒J的正上方，第二布膜辊20和第一布膜辊19依次排列在第三布膜辊21的左侧且与第三布膜辊21位于同一同心圆上，相邻2个布膜辊之间的夹角为30°～35°。防溢辊C设置有第三布膜辊21的右侧，与第三布膜辊21的夹角为32°。第一软管D向第一布膜辊19和第二布膜辊20之间喷浆，第二软管E向第二布膜辊20和第三布膜辊21之间喷浆，第三软管F向第三布膜辊21和防溢辊C之间喷浆。

在传动系统中16，纸浆蒸汽转筒J的转筒主轴22通过齿轮分别与第一、第二和第三布膜辊的转轴啮合，同时纸浆蒸汽转筒J的转筒主轴22通过传动皮带与防溢辊转轴传动。在防溢辊C的右下方，固定设置有用于刮落纸浆蒸汽转筒J上的物料膜的刮刀25，刮刀25与纸浆蒸汽转筒J的表面接触。位于刮刀25与纸浆蒸汽转筒J表面接触处的下方，设置有固定于机架71上的集料器K，用于收集刮刀25刮下的干燥物料。第一、第二和第三布膜辊同样采用旋转接头连接，以下统称为第二旋转接头27，第二旋转接头27采用同端进水同端排水的方式，向三个布膜辊中通入冷却水。

如图2、3所示，第一旋转接头18采用同端进汽同端排水的方式，其进汽口连接加热蒸汽，在第一旋转接头18伸入纸浆蒸汽转筒J中的出汽口处螺纹连接有1个导向式加热管，该导向式加热管由水平总管L和连通在水平总管L上的多根弯曲的蒸汽喷管M组成，蒸汽喷管M的末端开有蒸汽喷口30，蒸汽喷口30位于第三布膜辊21和防溢辊C之间且靠近(但不触碰)纸浆蒸汽转筒J的内壁，蒸汽沿着纸浆蒸汽转筒J的圆周切向方向逆时针喷出。

该纸浆蒸汽转筒J工作时沿着逆时针方向旋转，第一、第二和第三布膜辊由于齿轮的啮合作用沿着顺时针的方向旋转，而防溢辊C由于采用传动皮带传动沿着逆时针的方向旋转，当第一、第二和第三软管喷下浆液时，浆液在纸浆蒸汽转筒J的表面快速干燥粘附，同时在纸浆蒸汽转筒J和第一、第二和第三布膜辊的相互碾压作用下成膜状，当膜状的物料转动到刮刀25位置时被挂下至集料器中26。而防溢辊C由于转动方向与纸浆蒸汽转筒J均是逆时针方向，因此在两者的间隙处无法成膜通过，能起到防止浆液直接从第三布膜辊21漏向刮刀的作用，保证干燥效果。同时，导向式加热管喷入的高温蒸汽首先在第三布膜辊21和防溢辊C之间的区域进行换热，这个区域附近(第一布膜辊19和防溢辊C之间的区域)的浆液水分最高，需要的热量最多，因此用未经过换热的新蒸汽干燥能保证干燥的效果，随着蒸汽的逆时针转动以及物料的逐渐干燥成型，第一布膜辊19之后的膜状物料需要的干燥热量逐渐减少，利用后续的蒸汽余热来干燥已经足够，这种利用与纸浆蒸汽转筒相同旋转方向的蒸汽来干燥加热的方式，实质是一种强化的局部加热，相对于传统的均匀加热方式来说，能够起到很好的节能和干燥效果。

现在回到图2，在纸浆蒸汽转筒J的上方设置有与蒸汽抽送机117连通的蒸汽回收口113，蒸汽回收口113用于抽出经过蒸发的浆液水分水蒸气。蒸汽抽送机117的出口连通有一段螺旋管B，该螺旋管B设置在充有冷凝剂的速冷器114中，蒸汽在螺旋管B中凝结成水，并由与螺旋管B末端连通的含纸浆蒸汽下行管117排出。含纸浆蒸汽下行管117一路与搅拌罐1顶部的回液管112连通，另一路通过布膜辊冷却介质入口阀(图中未示出)连通至第二旋转接头27的布膜辊冷却介质入口N，第二旋转接头27的布膜辊冷却介质出口O连通至回液管112。经发明人研究发现，布膜辊容易发生粘膜现象，即纸浆蒸汽转筒表面上已经成膜的物料在干燥过程中被粘附在后面的布膜辊上，严重影响成膜的连续性及成品的品质。粘膜现象和布膜辊的温度有关，一方面，与纸浆蒸汽转筒直接接触的料膜表面在高温的作用下，立即硬化，加之料膜与滚筒表面间的摩擦力较小，易于脱离另一方面与布膜辊接触的料膜表面由于水分蒸发汽化，温度升高，乳度增加，当温度达到糊化温度时，粘结力上升，致使料膜极易粘附在布膜辊上。因此，通过向布膜辊内通入冷却水来控制布膜辊的温度可以有效避免粘膜现象的发生。另外，本装置采用蒸汽的凝结水来控制温度，并最终回到搅拌罐1中，有利于冷量和物料的回收，有不错的节能降耗效果。

如图2所示，在含纸浆蒸汽下行管117上旁路设置有1个纸浆回收网4，纸浆回收网4的前后分别设置有入口隔离阀39和出口隔离阀40，用于检修隔离使用。在纸浆回收网4入口管道和含纸浆蒸汽下行管的连接口(下称下行交叉口41)上方，在含纸浆蒸汽下行管117的内壁上设置有一对相对设置的发光二极管42和光敏电阻Z，发光二极管42向光敏电阻Z发射特定波长的光波。在入口隔离阀39前到纸浆回收网4的管道上，设置有一个纸浆过滤控制阀体44，纸浆过滤控制阀体44的底端贴紧管道的底部时能阻断流体流通。纸浆过滤控制阀体44的上端固接直流超磁致伸缩棒45的下端，直流超磁致伸缩棒45容纳在第一内壳体46构成的空腔中，第一内壳体46外围设第一外壳体47，第一内壳体46和第一外壳体47之间构成的密闭空间中设置有第一驱动线圈48，直流超磁致伸缩棒45的上端固接在第一内壳体46和第一外壳体47之间的第一底壳49的内壁上。纸浆过滤控制阀体44在第一驱动线圈48的直流竖直磁场驱动下做竖直方向的运动，调节通过纸浆回收网4的流量。在下行交叉口41的对侧管道外壁上，设置有第二外壳体50和第二内壳体51，第二外壳体50和第二内壳体51之间构成的密闭空间中设置有第二驱动线圈52，第二内壳体51围成的容纳空间中设置有交流超磁致伸缩棒53，交流超磁致伸缩棒53的一端与第二内壳体51和第二外壳体50之间的第二底壳54的内壁固接，另一端与物料压缩块55的右侧固接，物料压缩块55在第二驱动线圈52的交流水平磁场驱动下做水平往返压缩运动。光敏电阻Z、第一驱动线圈48和第二驱动线圈52均引电接线至接线盒56内。

纸浆回收网4的出口管道一路水平地回到含纸浆蒸汽下行管117中，另一路竖直地通过纸浆回收排料阀57连通至电加热干燥器115的入口，电加热干燥器115的筒壁为夹层布置，夹层内布置有多个纸浆回收电加热器58。电加热干燥器115的筒体内设置有倾斜布置的绞龙回料机118，绞龙回料机118的出口在集料器K的上方。在纸浆回收排料阀57之前的管道上，还连接有一个放水管道，放水管道上设置有泄压阀60。在纸浆回收网4到入口隔离阀39的管道上，还连通有连接压缩空气气源的反吹管路，反吹管路上设置有反吹阀G。纸浆回收网4设置在纸浆回收网筒体H中，其由纸浆回收网电机I驱动，可沿纸浆回收网4的水平轴做180°翻转。

如图4所示，在接线盒56内，第一驱动线圈48、光敏电阻Z、电流检测器64、和直流电源T串联构成回路，第一驱动线圈48上还并联有第一可调电阻66，通过调节第一可调电阻66的阻值可以调整第一驱动线圈48对光敏电阻Z阻值变化的敏感度。第二驱动线圈52与第二可调电阻70、交流电源67串联连接，第二可调电阻70用于调节第二驱动线圈52对交流电源67幅值变化的敏感度，第二驱动线圈52中产生交流电流，从而在交流超磁致伸缩棒53周围产生不断变化的水平磁场，使得其不断反复伸长和缩短，推动物料压缩块55做往返运动；交流电源67为幅值可调的交流电源(现有技术)。纸浆回收控制器S接收电流检测器64检测到的电流值，并通过反比例调节器R按设定比例换算成交流电源67的目标电压辐值，据此调节交流电源67的电压幅值，从而调节第二驱动线圈52的交流电流幅值，换言之，即是调节物料压缩块55的运动极限幅度。反比例调节器R的具体换算比例，可以根据具体的需要来人为设定。反比例的意思，是指当纸浆回收控制器S检测到的第一驱动线圈48电流值变大时，反比例调节器R会换算出一个变小的交流电压幅值。优选地，反比例调节器R采用单片机。

纸浆回收网4、光敏电阻Z、第一驱动线圈48、第二驱动线圈52等部件构成了蒸汽物料回收装置，该蒸汽物料回收装置主要用于回收蒸汽中机械携带的物料，避免长时间运行中造成的大量物料损失，其工作原理为：发光二极管42向光敏电阻Z发射特定波长的光波，当含纸浆蒸汽下行管117中的凝结水含物料较多时，会变得浑浊，导致光敏电阻Z接收到的光波变弱，其电阻变大，从而使得第一驱动线圈48的电流变小。第一驱动线圈48的电流变小后，一方面直流超磁致伸缩棒45的竖直磁场会变弱，导致直流超磁致伸缩棒45缩短，则纸浆过滤控制阀体44上提，增大进入纸浆回收网4的流量进行过滤；另一方面，纸浆回收控制器S接收到的电流检测器64的电流反馈变小后，通过反比例调节器70来控制调大加在第二驱动线圈52两端的电压辐值，从而使得第二驱动线圈52的交流电流辐值变大，即使得物料压缩块55的压缩行程最大值变大，增大进入下行交叉口41的流量，并加强进入下行交叉口41的凝结水的强制沉淀作用(物料压缩块55向下行交叉口41运动的过程中其左表面会集聚一定量的物料，物料压缩块55将这些集中的物料强制推入下行交叉口41)，以提高过滤效果。当装置运行一段时间后，为了取出纸浆回收网4中过滤的物料，关闭纸浆回收网4的入口隔离阀39和出口隔离阀40，并打开泄压阀60放尽存水后，启动纸浆回收网电机I将纸浆回收网4反转180°，同时开启反吹阀G，打开纸浆回收排料阀60，将纸浆回收网4的物料吹落到电加热干燥器115中，经过干燥的回收物料最后送到集料器K(正常运行时入口隔离阀39和出口隔离阀40均打开，泄压阀60、反吹阀G和纸浆回收排料阀57均关闭)。该蒸汽物料回收装置能够根据纸浆蒸汽的凝结水的浑浊度，即含有物料的多少来自动调节过滤的流量，以及物料压缩块55的强制压缩效果，有很好的节能和回收效果，大大减少了物料的损失，每100L纸浆最后制成的纸张量较之未改造前至少提高了15％，虽然一次投资会有所增加，但是从长期的运行成本来说会大大下降；而且由于采用特殊的局部加热方式和布膜辊冷却方式，使得其受热均匀，经过后续加工造出的纸张热力特性好，不容易撕裂；同时利用超磁致材料来实现调节，调节速度快，灵敏度高；物料的反吹收集方便快捷，且易于实现自动化，通过电加热干燥统一回收到集料器K中。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种高效节能型造纸系统，其特征是，包括除铁装置和纸浆干燥装置；除铁装置的壳体上连通有纸浆料入口、浆料出口，浆料出口通过隔离阀与纸浆干燥装置的入浆管连通，壳体的底部设置有电磁铁吸盘，壳体的底部通过收集管连通收集箱，收集管上设置有控制阀；壳体的左端设置有控制箱。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能型造纸系统，其特征是，控制箱用于控制电磁铁吸盘的电源的连通和断开，以及控制阀的开闭。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能型造纸系统，其特征是，正常运行时，隔离阀打开，控制阀关闭，纸浆料由纸浆料入口进入壳体，纸浆料内的铁类物质被通电的电磁铁吸盘吸下；运行设定的时间段后，停止纸浆料入口的入料，并关闭隔离阀，打开控制阀，用清水将壳体底部的铁类物质冲洗入收集箱内。