CN109804117B - 用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统(1)和方法。该系统(1)包括负压源(2)和沿纵向轴线延伸的长形收集器(4)，该长形收集器(4)通过至少一个抽吸管(7)被连接到负压源(2)，以便能够在长形收集器(4)内产生负压。长形收集器(4)具有入口(5)和出口(6)，含尘空气能够通过该入口进入长形收集器(4)，该出口通向抽吸管(7)，含尘空气能够通过出口(6)从长形收集器(4)排出。水源(8)通过至少一个水供应管(10)被连接到长形收集器(4)，使得来自水源(8)的水能被引入到长形收集器，以便含尘空气中的灰尘能够暴露于被引入到长形收集器(4)中的水并且与被引入到长形收集器中的水混合。流量计(12)被功能性地连接到系统(1)用以测量从水源(8)到长形收集器(4)的水流或通过长形收集器(4)的出口(6)从长形收集器(4)排出的水流的至少一者，并且设置为发送表示到达或离开长形收集器(4)的水流的数值的信号，以使得该值能够与预定的最小值进行比较。该系统被用于实施本发明的方法。

Description

用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统和方法。

背景技术

在使用造纸机制造卫生纸(tissue paper，棉纸)的房间中会产生大量灰尘。例如，当从杨克(Yankee)烘缸刮离卫生纸幅材时可能产生灰尘。所产生的灰尘可能导致工人健康危害和清洁问题。另外，由于含尘空气可能是易燃的，所以灰尘可能增加失火的风险。因此，习惯上会试图将含尘空气从造纸机的区域排出。在美国专利No.6,176,898中公开了一种已知的用于收集和处理造纸环境中的灰尘的装置。该文献公开了一种装置和过程(process，工艺)，其中使用了带有入口和出口的长形(elongated，细长的)收集器。真空发生源被连接到收集器，并且含尘空气能够被吸入到收集器中，从而引发在入口与出口之间流动的空气涡流。水被引入到收集器中，使得其与含尘空气碰撞并且包裹灰尘颗粒。水的引入能够冲洗收集器的内壁，使得收集器的内部保持相对清洁的状况，并且灰尘被润湿。灰尘的润湿还降低了失火的风险。在美国专利No.8,034,192中也公开了一种在其中引入水的灰尘收集器。

本发明的目的在于提供一种对使用引入水的原理的灰尘处理装置的改进设计。特别地，本发明的目的在于实现一种具有改进的操作可靠性的灰尘收集器。

发明内容

本发明涉及一种用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统。本发明的系统包括负压源和沿纵向轴线延伸的长形收集器，该长形收集器通过至少一个抽吸管被连接到负压源，以便能够在该长形收集器内产生负压。该长形收集器具有入口和出口，含尘空气能够通过该入口进入长形收集器，并且该出口通向抽吸管，含尘空气能够通过该出口从长形收集器排出。水源通过至少一个水供应管被连接到长形收集器，并且至少一个泵可以被可选地设置为通过水供应管将水从水源供给到长形收集器，使得水能够被引入到长形收集器中。当水被引入到长形收集器中时，含尘空气中的灰尘能够暴露于被引入到长形收集器中的水并与被引入到长形收集器中的水混合。根据本发明，流量计被功能性地连接到该系统，以便测量从水源到长形收集器的水流或者通过长形收集器的出口从长形收集器排出的水流的至少一者。流量计被设置为发送表示到达或离开长形收集器的水流的数值的信号，使得这个值可以与预定的最小值进行比较。

在本发明的实施例中，长形收集器的入口被设置为与长形收集器的纵向轴线相关联，使得在将含尘空气吸入长形收集器中时，借助含尘空气引发空气涡流，其中被引发的空气涡流在收集器入口与收集器出口之间流动。

在本发明的实施例中，流量计被设置为将表示到达或离开长形收集器的水流的当前值的信号发送到显示器，使得操作人员能够将该值与预定的最小值进行比较。

在本发明的其他实施例中，流量计被连接到逻辑控制单元，并且被设置为将该信号发送至逻辑控制单元。在这些实施例中，逻辑控制单元优选地被设置为能够控制负压源或抽吸管中的阀的至少一者，使得逻辑控制单元能够减少在长形收集器内产生的负压。于是，该逻辑控制单元被设定为(编程为)，当来自流量计的信号表示水流处于预定值之下时，减少在长形收集器内产生的负压。

负压源可以包括风扇，逻辑控制单元可以被连接到风扇并且被设定成，当来自流量计的信号表示水流低于预定的最小值时，减小风扇的作用。

在本发明的实施例中，逻辑控制单元可以被设定为，当来自流量计的信号表示水流低于预定的最小值时，完全地中断风扇的操作。

流量计可以被可选地放置于从水源通向长形收集器的水供应管中。

在本发明的其他实施例中，该系统可以包括控制阀，该控制阀被定位在抽吸管中，并且被连接到逻辑控制单元，使得逻辑控制单元能够控制该控制阀的作用，并且其中，逻辑控制单元被设定为启动控制阀来减小长形收集器中的负压。

逻辑控制单元可以被设定为完全地中断负压源与长形收集器之间的连接。

本发明还可以根据用于收集和处理造纸环境中的灰尘的方法来定义。本发明的方法包括：提供负压源；提供沿纵向轴线延伸的长形收集器，将长形收集器连接到负压源，以在长形收集器内产生负压，将含尘空气吸入到长形收集器中。长形收集器具有入口和出口，含尘空气能够通过该入口进入长形收集器，该出口通向抽吸管，含尘空气能够通过该出口从长形收集器排出。在该方法中，通过连接到长形收集器的水供应管将水从水源供给到长形收集器，使得水被引入到长形收集器中。当水被供给到长形收集器，水与含尘空气中的灰尘混合，并且通过出口离开长形收集器，使得还将具有离开长形收集器的水流。本发明的方法包括测量水供应管中的水流或者离开长形收集器的水流的至少一者，并且将测量的流与预定的最小值进行比较。

本方法还可选地包括：如果该测量表示水流低于预定的最小值，则减小在长形收集器内产生的负压。

在本发明的实施例中，如果该测量表示水流低于预定的最小值，则长形收集器内的负压的产生被完全地中断。

附图说明

图1是造纸机的一部分的立体图，本发明可以与该造纸机一起使用。

图2是可以被用在本发明实施例中的长形灰尘收集器的局部剖视立体图。

图3是示出长形灰尘收集器中的灰尘和水的流动的立体图。

图4是在本发明的第一实施例中的不同部件可以如何彼此连接的示意图。

图5是本发明的第二实施例的示意图。

图6是本发明的第三实施例的示意图。

图7是本发明的第四实施例的示意图。

具体实施方式

首先将参考图1，其示出采用灰尘处理系统的一实施例的造纸机的一部分的立体图。附图标记21表示本发明将被使用的环境，并且附图标记24表示造纸机的一部分。在实际情况中，造纸机包括缸26，其通常是烘缸，诸如杨克烘缸，已烘干的纸幅材28从该缸被进一步输送以卷绕成纸卷30。在这个阶段，来自造纸过程的大量灰尘可能会填充造纸机的环境。这特别是在当纸幅材28已经通过刮刀片从缸26起皱时的情况下。空气中的灰尘可能包含纤维以及造纸过程中使用的粘土、淀粉和化学品的残留物。为了降低对工人的健康危害以及失火的风险，造纸机设置有大体上由附图标记1表示的灰尘处理系统。顶篷罩(canopyhood)34被用于形成受限空间(confined space)32，灰尘能够借助于一个或若干个灰尘处理装置从该受限空间排出。灰尘处理系统1包括一个或若干个长形收集器4，其为灰尘收集器，如将在下面阐释的。长形收集器4设置有入口，灰尘能够通过该入口被吸入，并在随后被排出。

参考图2，一个或多个长形收集器4可以被设计成例如在美国专利No.6,176,898中所示的那样。图2示出了在该专利中所示的收集器。如在图2中可以看出，长形收集器4沿纵向轴线延伸，并且具有入口5，含尘空气能够通过该入口进入长形收集器4。在图2的实施例中，入口5形成在两个壁部42、44之间，并且入口5可以被理解为沿着长形收集器4的纵向方向(即平行于长形收集器4的纵向轴线)延伸的狭槽。壁部42可以被连接到长形收集器4的悬垂部分，并且入口5可以选择性地具有通过护栏38形成的入口防护件。在其他实施例中，入口5可以通过简单地弯曲用于形成长形收集器4的金属板来形成。本领域技术人员将理解，入口5可以以很多种其他的方式形成。

进一步参考图3和图4-图7，可以看到，长形收集器4具有出口6，含尘空气和水能够通过该出口从长形收集器4排出。进一步参考图3和图4，水供应管10被连接到长形收集器4，使得来自水源8的水能够被引入到长形收集器4。参考图4，负压源2通过至少一个抽吸管7被连接到长形收集器4，以便能够在长形收集器4内产生负压。抽吸管7被连接到出口6，以使出口6通向抽吸管7。图4中的附图标记3代表风扇，该风扇能够被用于产生负压。当负压源2被连接到长形收集器4并且负压源2是起作用的(active，活动的)时，例如当风扇3正在运行时，负压会到达长形收集器4，以便在长形收集器4内产生负压，并且含尘空气能够通过入口5被吸入并进入长形收集器4。

在本发明的优选实施例中，长形收集器4的入口5被设置成与长形收集器4的纵向轴线相关联，使得在含尘空气被吸入到长形收集器4中时，借助含尘空气引发空气涡流，其中所引发的空气涡流在收集器的入口5与收集器的出口6之间流动。

在有利的实施例中，至少一个泵9被设置为通过至少一个水供应管10将水从水源8供给到长形收集器4。这个泵9可以允许所使用的水的再循环。但是，应该理解的是，泵9是一可选特征，并且也可以考虑没有泵的实施例。例如，水可以从被定位在比长形收集器4更高的水平位置处的水源8或者从主供水(main water supply)获得，并且用于该过程的水不一定需要再循环。

通过水供应管10，水可以被引入到长形收集器4，使得来自水源的水能够被引入到长形收集器，从而含尘空气中的灰尘能够被暴露于被引入到长形收集器中的水并且与被引入到长形收集器中的水混合。为了进一步解释这是如何具体设置的，可参考美国专利No.6,176,898。但是，应该理解的是，供水和长形收集器4的准确设计不需要完全地根据美国专利No.6,176,898。可以有各种变化，并且长形收集器4和供水可以以其他方式设计，例如，在美国专利No.8,034,192中所公开的，并且为了进一步解释长形收集器4可以被如何设计，还可参考美国专利No.8,034,192。但是应该理解的是，本发明并不限于在这两篇专利中公开的准确的实施例，而是可以被用在造纸环境中的任何灰尘收集系统中，其中收集器吸入通过出口排出的含尘空气，同时水被引入到长形收集器中。

根据美国专利No.6,176,898或美国专利No.8,034,192的灰尘收集系统代表了不引入水的设备的显著改进。其中的一个原因是失火的危险被显著降低。但是，本发明的发明人已经认识到，这种系统如果出于任何原因使得供水被中断，则可能无法正常地操作。供水被中断的一个原因是水是否被再循环。造纸过程产生的纤维和其他颗粒可能会堵塞水供应管，使得供水被减少，或者甚至被完全中断。其他原因可能包括例如泄露的水供应管或者发生故障的泵。

如果出于任何原因被引入到长形收集器4中的水量应该被明显减少或者如果供水应该被完全地中断，则吸入到长形收集器内的含尘空气中的灰尘颗粒将不再被充分地包裹在水滴中。结果，从长形收集器4排出的空气将包含干燥灰尘颗粒，其可能引起火灾，并且还可能导致在造纸环境中有害于人员健康的环境。

为了解决这个问题，本发明的发明人已经发现，流量计可以被设置为测量从水源8到长形收集器4的水流或者通过出口6与灰尘和空气一起排出长形收集器4的水流的至少一者。流量计12被设置为发送表示到达或离开长形收集器4的水流的数值的信号，使得该值能够与预定的最小值进行比较。

参考图4，该系统可以包括水源8和泵9，该泵通过水供应管10将水从水源8输送到长形收集器4。流量计12被功能性地连接到系统1，以便测量通过水供应管的水流。优选地，流量计12可以被放置在水供应管中。

在图4的实施例中，流量计12被连接到逻辑控制单元14，并且被设置为发送信号至逻辑控制单元14。逻辑控制单元14被连接到负压源2，并且能够控制负压源2。这可以例如通过控制风扇3来完成。例如，可以通过逻辑控制单元命令风扇3减小其转速(每单位时间的转动)，从而减小抽吸效果，并且在长形收集器4内产生较小的负压。备选地，风扇可以被命令为改变风扇叶片的节距，以改变风扇的效果，特别地，减小来自风扇3的效果。当风扇3的效果被这样减小时，从负压源2通向长形收集器4的出口6的抽吸管7中的负压也将被减小。以此方式，在长形收集器4自身内产生的负压将被减小。因此，逻辑控制单元14能够减小在长形收集器4内产生的负压。在图4的实施例中，逻辑控制单元14被设定为(即，被编程为)，当来自流量计12的信号表示水流在预定值之下时，即当来自流量计12的信号向逻辑控制单元14表示水流不足时，减小在长形收集器4中产生的负压。

在本发明的实施例中，逻辑控制单元14被设定为，当来自流量计12的信号表示水流不足，即处于预定的最小值之下时，完全地中断负压源2的操作。

在本发明的实施例中，流量计12可以被设定为，当水流已经略微低于设定值，例如为设定值的90％，则给出预警信号。这并不必然导致负压源的中断，但是可以给操作人员显示警报，然后操作人员可以检查水流是否足以用于连续操作。流量计12由此可以被设置为发送两个信号，一个是当水流只是减小了少量时的“预警信号”，一个是“关闭信号”(或“减小负压”信号)。

应该注意的是，预定的最小值可以是系统已经被设定输送的水流的值，使得一旦流量计12表示通过水供应管10的水流中的任何减少，就减小或者中断负压源的操作。

现在将参考图5解释一备选的实施例。通过出口6离开长形收集器的水可以通过再循环管11被再循环到水源8，并且流量计12可以被连接到再循环管11，以便测量从长形收集器4出来的水流。流量计12被连接到逻辑控制单元14，该逻辑控制单元可以以与参考图4描述的相同方式来减小长形收集器4内的负压，亦即，该逻辑控制单元可以改变风扇3的转速和/或节距(pitch)，或者其可以完全地关闭风扇3。

现在将参考图6解释另一实施例。在图6中，所示的流量计12被放置为用以测量水供应管10内的流，但是流量计也可以被放置为用以测量再循环管11内的流。与图4和图5的实施例相比不同的是，在图6的实施例中，流量计12发送表示水流的测量值的信号给逻辑控制单元，逻辑控制单元14被连接到被放置于抽吸管7中的控制阀15。如果来自流量计12的信号表示水供应管10中的水流太小，则逻辑控制单元14将使得控制阀15或者减小通过抽吸管7的空气流，或者完全地关闭抽吸管7，从而使长形收集器4的出口6不再与负压源2接触。可选地，控制阀15可以被设定到从另一个地方而不是从长形收集器4的出口6吸入空气的位置。

现在将参考图7解释又一实施例。在图7中，来自流量计12的信号被发送到显示器13，该显示器显示通过水供应管道12或者备选地通过该再循环管道11的水流的测量值。操作人员能够监视显示在显示器13上的值。如果操作人员看到这些值太低，他或她就可以使用连接到负压源2的开关50关闭风扇3或者减小风扇3的效果。备选地，开关50可以被用于操作控制阀15，如参考图6所解释的那样。

应该理解，不同的实施例可以彼此组合。例如，流量计12可以被连接到水供应管道10和再循环管道11这两者，并且这两个流量计12可以结合开关50被连接到逻辑控制单元14或显示器13。如果来自流量计12中的任一个的信号表示水流不足，则可以使负压源2减少其效果或者可以借助于控制阀15来断开连接。还可以设想多个实施例，其中一个或若干个流量计12被连接到逻辑控制单元14和显示器13这两者。如果基于任何原因当水流不足时逻辑控制单元14应该未能减小长形收集器4内的负压，则操作人员还可以在显示器13上看到需要采取的行动并使用开关50。

当然，如果测量的值从未表示水流非常低，则无需采取任何行动来减少长形收集器内的负压。

由于本发明，降低了因为中断到长形收集器4的供水所引起的干燥灰尘聚集的风险。由此，降低了失火的危险。

虽然上面已经就方法和系统描述了本发明，但是应该理解，这些类型仅反映了同一个发明的不同方面。该方法因此可以包括将是操作本发明系统的必然结果的步骤，而不管这些步骤是否已经被明确地提及。

Claims (13)

1.一种用于收集和处理造纸环境中的灰尘的系统(1)，其中所述系统(1)包括：负压源(2)；沿纵向轴线延伸的长形收集器(4)，所述长形收集器(4)通过至少一个抽吸管(7)被连接到所述负压源(2)，使得在所述长形收集器(4)内能够产生负压，所述长形收集器(4)具有入口(5)和出口(6)，含尘空气能够通过所述入口进入所述长形收集器(4)，所述出口通向所述抽吸管(7)，含尘空气能够通过所述出口(6)从所述长形收集器(4)排出；水源(8)，通过至少一个水供应管(10)连接到所述长形收集器(4)，使得来自所述水源(8)的水能够被引入到所述长形收集器，以便所述含尘空气中的灰尘能够暴露于被引入到所述长形收集器(4)中的水并且与被引入到所述长形收集器中的水混合，其特征在于，流量计(12)被功能性地连接到所述系统(1)，以便测量从所述水源(8)到所述长形收集器(4)的水流或者通过所述长形收集器(4)的出口(6)从所述长形收集器(4)排出的水流的至少一者，并且所述流量计被设置为发送表示到达或离开所述长形收集器(4)的水流的数值的信号，以使得这个值能够与预定的最小值进行比较。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述长形收集器(4)的入口(5)被设置为与所述长形收集器(4)的纵向轴线相关联，使得在将所述含尘空气吸入到所述长形收集器(4)中时，借助所述含尘空气引发空气涡流，其中被引发的空气涡流在所述收集器的入口(5)与所述收集器的出口(6)之间流动。

3.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个泵(9)被设置为将水从所述水源(8)通过至少一个水供应管(10)供给到所述长形收集器(4)。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述流量计(12)被设置为将所述信号发送到显示器(13)，所述信号表示到达或离开所述长形收集器(4)的水流的当前值，使得操作人员能够将所述当前值与所述预定的最小值进行比较。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述流量计(12)被连接到逻辑控制单元(14)并且被设置为将所述信号发送到所述逻辑控制单元(14)，所述逻辑控制单元(14)被设置为能够控制所述负压源(2)或所述抽吸管中的控制阀(15)的至少一者，以便所述逻辑控制单元(14)能够减小在所述长形收集器(4)内产生的负压，并且所述逻辑控制单元(14)被设定为，当来自所述流量计(12)的信号表示水流处于预定值之下时，减小在所述长形收集器(4)内产生的负压。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述负压源(2)包括风扇(3)，所述逻辑控制单元(14)被连接到所述风扇(3)并被设定为，当来自所述流量计(12)的所述信号表示水流低于所述预定的最小值时，减小所述风扇(3)的作用。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述逻辑控制单元(14)被设定为，当来自所述流量计(12)的所述信号表示水流低于所述预定的最小值时，完全地中断所述风扇(3)的操作。

8.根据权利要求6所述的系统，其中所述流量计(12)被放置在从所述水源(8)通向所述长形收集器(4)的所述水供应管(10)内。

9.根据权利要求5所述的系统，其中所述系统(1)包括控制阀(15)，所述控制阀被定位在所述抽吸管(7)中并且被连接到所述逻辑控制单元(14)，使得所述逻辑控制单元(14)能够控制所述控制阀(15)的作用，并且其中，所述逻辑控制单元(14)被设定为启动所述控制阀(15)来减小所述长形收集器(4)内的负压。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述逻辑控制单元(14)被设定为完全地中断所述负压源(2)与所述长形收集器(4)之间的连接。

11.一种用于收集和处理造纸环境中的灰尘的方法，其中所述方法包括：提供负压源(2)；提供沿纵向轴线延伸的长形收集器(4)，并且通过抽吸管(7)将所述长形收集器(4)连接到所述负压源(2)，以在所述长形收集器(4)内产生负压，将含尘空气吸入到所述长形收集器中，所述长形收集器(4)具有入口(5)和出口(6)，含尘空气能够通过所述入口进入所述长形收集器，所述出口通向所述抽吸管(7)，含尘空气能够通过所述出口(6)从所述长形收集器(4)排出，通过连接到所述长形收集器(4)的水供应管(10)将水供应到所述长形收集器，使得水被引入到所述长形收集器(4)中，并与含尘空气中的灰尘混合，且通过所述出口(6)离开所述长形收集器(4)，由此还将具有离开所述长形收集器(4)的水流，其特征在于，所述方法还包括：测量所述水供应管(10)中的水流或者离开所述长形收集器(4)的水流的至少一者，并且将所测量的水流与预定的最小值进行比较。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法还包括：如果所述测量表示水流低于预定的最小值，则减小在所述长形收集器(4)内产生的负压。

13.根据权利要求11所述的方法，其中如果所述测量表示水流低于预定的最小值，则所述长形收集器(4)内的负压的产生被完全地中断。

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