CN112411241A - 一种纤维分级方法和分级式布浆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纤维分级方法及分级式布浆装置，其方法是利用布浆装置的离心力作用对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行分离，然后利用布浆装置上不同的出浆管将含有长纤维的浆料和含有短纤维/细小纤维的浆料分别送至流浆箱中对应的布浆支管中，最后由流浆箱喷浆上网形成对应的纸张层级。其装置包括进浆管、外筒、内筒、长纤稳浆室、短纤稳浆室、长纤出浆管和短纤出浆管，内筒设于外筒中部，且内筒底部高于外筒底部，外筒下部设有进浆管，外筒上部设有长纤稳浆室，长纤稳浆室侧壁分布有多个长纤出浆管，内筒上部设有短纤稳浆室，短纤稳浆室侧壁分布有多个短纤出浆管。本发明可有效简化纤维分级的工艺流程，且装置结构简单，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种纤维分级方法和分级式布浆装置。
背景技术
随着社会的发展和人们生活水平的提高，市场对于纸张的质量提出了越来越高的要求，例如生活用纸，既有要良好的强度，又要求非常好的柔软性，包装纸要求一面光滑，适于印刷，一面要粗糙，适于与其它材料紧密粘贴。另外为了降低成本，纸板的面层和底层要用长纤维，而芯层要采用质量比较差的短纤维。
为了满足纸张的这种要求，目前的长网纸机是通过采用多层流浆箱或多个流浆箱、多套布浆系统和多套供浆系统来实现的，每套布浆和供浆系统输送一种浆料进入流浆箱或多层流浆箱的一层中。有些情况下，需要采用纤维分级筛先对浆料进行分级，然后再将不同长度的纤维输送到对应的供浆系统中。
上述方法很好地解决了纸张的各层对纤维的不同要求，既提高了产品质量，又降低了产品成本。但这种方法增加流程的复杂性、增加了设备的投资成本和维护成本，特别是对于低附加值的纸种而言，增加纸张的生产成本，降低了产品的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纤维分级方法，该方法可有效简化纤维分级的工艺流程，对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行快速分离，降低生产成本。
本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述纤维分级方法的分级式布浆装置，该装置结构简单，且可灵活应用于多层或多个流浆箱生产中各层具有不同定量的纸张生产。
本发明的技术方案为：一种纤维分级方法，利用布浆装置的离心力作用对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行分离，然后利用布浆装置上不同的出浆管将具有长纤维的浆料和具有短纤维/细小纤维的浆料分别送至流浆箱中对应的布浆支管中，最后由流浆箱喷浆上网形成对应的纸张层级。
所述分离过程中，含有长纤维的浆料位于布浆装置内的外围处，含有短纤维/细小纤维的浆料位于布浆装置内的中心处。
本发明一种分级式布浆装置，用于实现上述纤维分级方法，分级式布浆装置包括进浆管、外筒、内筒、长纤稳浆室、短纤稳浆室、长纤出浆管和短纤出浆管，内筒设于外筒中部，且内筒底部高于外筒底部，外筒下部设有进浆管，外筒上部设有长纤稳浆室，长纤稳浆室侧壁分布有多个长纤出浆管，内筒上部设有短纤稳浆室，短纤稳浆室侧壁分布有多个短纤出浆管。
所述进浆管安装于外筒侧壁的切线方向上，且进浆管向下倾斜，倾斜角度为80～85°，即进浆管的轴线与外筒中心线之间形成80～85°的夹角。
所述外筒为中空的圆柱体，外筒的底部封闭，外筒的顶部与长纤稳浆室相通；外筒的高度为1000～1500mm，外筒的内径为600～1200mm。一般情况下，外筒的内径取决于进浆管处进浆量的大小，进浆量越大，外筒的内径就越大。
所述长纤稳浆室也为中空的圆柱体，长纤稳浆室的高度为250～400mm，长纤稳浆室的内径比外筒的内径大200～400mm。
所述长纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根长纤出浆管，各长纤出浆管均为圆柱形管，在长纤稳浆室外周的安装高度相同；各长纤出浆管为一组直径相同的圆柱形管组；或各长纤出浆管分为两组或三组数量相等但直径不同的圆柱形管组，同一圆柱形管组中的各长纤出浆管直径相同。其中，长纤出浆管的实际分布数量取决于出浆量和所配套流浆箱的幅宽，一般要求大于八个，各长纤出浆管的直径一般为30～60mm。多组长纤出浆管可以使纸张中的两个层级或三个层级利用长纤维抄造，同时对应纸张各层级具有相同或不同的定量，满足不同的纸张质量要求。
所述内筒也为中空的圆柱体，设于外筒的中部，与外筒同轴设置，向上穿过长纤稳浆室后与短纤稳浆室相接，向下伸入外筒中，伸入的深度为200～300mm。内筒的内径取决于进浆量的大小和浆料的分配比例，一般情况下，进浆量越大，内筒的内径就越大，浆料中短纤维的比例越大，内筒的内径也越大。
所述短纤稳浆室为顶部呈圆弧状的中空圆柱体，短纤稳浆室的顶部设有排气管，便于浆料中的气泡和轻杂质聚集，短纤稳浆室的高度为250～400mm，短纤稳浆室的内径比内筒的内径大200～400mm。其中，排气管为圆柱形管，管道上设有阀门，通过阀门的启/闭可控制短纤稳浆室内浆料中气泡和轻杂质的排出。
所述短纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根短纤出浆管，各短纤出浆管均为圆柱形管，在短纤稳浆室外周的安装高度相同；各短纤出浆管的直径相同，均为30～60mm。短纤出浆管的实际安装数量取决于出浆量和所配套流浆箱的幅宽，短纤出浆管的数量可与长纤出浆管的数量相等，也可以不相等，从而对应不同浆料的分配需求，一般要求大于八个。
在上述分级式布浆装置中，布浆装置的出浆管通过软管与流浆箱中对应的各层布浆支管相连，长纤出浆管与流浆箱中的长纤布浆支管连接，短纤出浆管与流浆箱中的短纤布浆支管连接，含有不同长度纤维的浆料经过流浆箱中不同的布浆元件，上网形成纸张的不同层级，在成型后的纸张中发挥不同的作用。
上述分级式布浆装置和纤维分级方法使用时，其原理如下：首先浆料从布浆装置的切线方向进入到布浆装置的底部，然后在离心力的作用下呈螺旋型向上流动；由于离心力的作用，在浆料螺旋向上的过程中，布浆装置的外筒中，长纤维等质量较重的浆料向外筒壁区域移动，短纤维、细小纤维等质量轻的浆料向外筒的中心区域移动，随着离心力的作用，浆料不断横向移动，大部分长纤维靠近外筒壁区域，大部分细小纤维和短纤维靠近中心区域，随后包含长纤维的浆料进入到长纤稳浆室并经长纤维出浆管送出，进入到多层流浆箱或单层流浆箱对应的长纤维布浆支管中，而包含短纤维、细小纤维的浆料穿过布浆装置的内筒进入到短纤稳浆室并经短纤出浆管送出，进入到多层流浆箱或单层流浆箱对应的短纤布浆支管中，最后经流浆箱喷浆上网形成所需纤维分布的纸张层级，从而达到纤维分级并充分利用各种纤维优点的目的。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
本纤维分级方法和分级式布浆装置可有效简化制浆造纸生产中纤维分级的工艺流程，对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行快速分离，降低生产成本，同时，其装置结构简单，且可灵活应用于多层或多个流浆箱生产中各层具有不同定量的纸张生产，其灵活性强，应用范围较广。
将本纤维分级方法和分级式布浆装置应用于制浆造纸生产中，可充分利用不同长度纤维的优点，在同等质量要求前提下可以采用相对较差的浆料，节省了原料成本。
本分级式布浆装置同时具有纤维分级和布浆的功能，可有效简化生产设备的结构，节省设备成本和投资成本，简化生产流程。
附图说明
图1为本分级式布浆装置实施例1的结构示意图。
图2为图1所示分级式布浆装置的俯视图。
图3为图1所示分级式布浆装置的剖面视图。
图4为图1所示分级式布浆装置与流浆箱连接使用时的结构示意图。
图5为本分级式布浆装置实施例2的结构示意图。
图6为图5所示分级式布浆装置的俯视图。
图7为本分级式布浆装置实施例3的俯视图。
上述各附图中，各附图标记所示部件如下：a为分级式布浆装置，b为流浆箱，c为布浆支管，d为软管，1为进浆管，2为外筒，3为内筒，4为长纤出浆管，4-1为小直径的长纤出浆管，4-2为大直径的长纤出浆管，5为长纤稳浆室，6为短纤出浆管，7为短纤稳浆室，8为排气管。
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1
本实施例一种纤维分级方法及实现该方法的分级式布浆装置。
纤维分级方法是利用布浆装置的离心力作用对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行分离，然后利用布浆装置上不同的出浆管将具有长纤维的浆料和具有短纤维/细小纤维的浆料分别送至流浆箱中对应的布浆支管中，最后由流浆箱喷浆上网形成对应的纸张层级。在分离过程中，含有长纤维的浆料位于布浆装置内的外围处，含有短纤维/细小纤维的浆料位于布浆装置内的中心处。
分级式布浆装置的结构如图1至图3所示，包括进浆管1、外筒2、内筒3、长纤稳浆室5、短纤稳浆室7、长纤出浆管4和短纤出浆管6，内筒设于外筒中部，且内筒底部高于外筒底部，外筒下部设有进浆管，外筒上部设有长纤稳浆室，长纤稳浆室侧壁分布有多个长纤出浆管，内筒上部设有短纤稳浆室，短纤稳浆室侧壁分布有多个短纤出浆管，短纤稳浆室顶部设有排气管8。
如图3所示，进浆管安装于外筒侧壁的切线方向上，且进浆管向下倾斜，倾斜角度为80～85°，即进浆管的轴线与外筒中心线之间形成80～85°的夹角，在本实施例中，该倾斜角度A为85°。
外筒为中空的圆柱体，外筒的底部采用底板封闭，外筒的顶部与长纤稳浆室相通；外筒的高度为1000～1500mm，外筒的内径为600～1200mm，如图3所示，在本实施例中，外筒的高度H1为1000mm，外筒的内径为600mm。一般情况下，外筒的内径取决于进浆管处进浆量的大小，进浆量越大，外筒的内径就越大。
长纤稳浆室也为中空的圆柱体，长纤稳浆室的高度为250～400mm，长纤稳浆室的内径比外筒的内径大200～400mm。如图3所示，本实施例中，长纤稳浆室的高度H3为300mm，长纤稳浆室的内径比外筒的内径大300mm。
如图2所示，长纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根长纤出浆管，各长纤出浆管均为圆柱形管，在长纤稳浆室外周的安装高度相同；各长纤出浆管为一组直径相同的圆柱形管组。其中，长纤出浆管的实际分布数量取决于出浆量和所配套流浆箱的幅宽，一般要求大于八个(本实施例中采用十六个)，各长纤出浆管的直径一般为30～60mm(本实施例中取值为34mm)。
内筒也为中空的圆柱体，设于外筒的中部，与外筒同轴设置，内筒的高度为800～1000mm(本实施例中，内筒的高度为800mm)，内筒向上穿过长纤稳浆室后与短纤稳浆室相接，向下伸入外筒中，伸入的深度为200～300mm(如图3所示，本实施例中，伸入的深度H2为300mm)。内筒的内径取决于进浆量的大小和浆料的分配比例，一般情况下，进浆量越大，内筒的内径就越大，浆料中短纤维的比例越大，内筒的内径也越大。
短纤稳浆室为顶部呈圆弧状的中空圆柱体，短纤稳浆室的顶部设有排气管，便于浆料中的气泡和轻杂质聚集，短纤稳浆室的高度为250～400mm，短纤稳浆室的内径比内筒的内径大200～400mm。本实施例中，短纤稳浆室的高度为300mm，短纤稳浆室的直径比内筒的直径大400mm。其中，排气管为圆柱形管，管道上设有阀门，通过阀门的启/闭可控制短纤稳浆室内浆料中气泡和轻杂质的排出。
如图2所示，短纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根短纤出浆管，各短纤出浆管均为圆柱形管，在短纤稳浆室外周的安装高度相同；各短纤出浆管的直径相同，均为30～60mm，本实施中为34mm。短纤出浆管的实际安装数量取决于出浆量和所配套流浆箱的幅宽，短纤出浆管的数量与长纤出浆管的数量相等，一般要求大于八个，本实施例中为十六个。
上述分级式布浆装置应用时，如图4所示，布浆装置a的出浆管通过软管d与流浆箱b中对应的各层布浆支管c相连，长纤出浆管与流浆箱中的长纤布浆支管连接，短纤出浆管与流浆箱中的短纤布浆支管连接，含有不同长度纤维的浆料经过流浆箱中不同的布浆元件，上网形成纸张的不同层级，在成型后的纸张中发挥不同的作用。本实施例所示分级式布浆装置可与双层流浆箱或两个流浆箱配套供浆，实现两层级的纸张成形的目的。
上述分级式布浆装置和纤维分级方法使用时，其原理如下：首先浆料从布浆装置的切线方向进入到布浆装置的底部，然后在离心力的作用下呈螺旋型向上流动；由于离心力的作用，在浆料螺旋向上的过程中，布浆装置的外筒中，长纤维等质量较重的浆料向外筒壁区域移动，短纤维、细小纤维等质量轻的浆料向外筒的中心区域移动，随着离心力的作用，浆料不断横向移动，大部分长纤维靠近外筒壁区域，大部分细小纤维和短纤维靠近中心区域，随后包含长纤维的浆料进入到长纤稳浆室并经长纤维出浆管送出，进入到多层流浆箱或单层流浆箱对应的长纤维布浆支管中，而包含短纤维、细小纤维的浆料穿过布浆装置的内筒进入到短纤稳浆室并经短纤出浆管送出，进入到多层流浆箱或单层流浆箱对应的短纤布浆支管中，最后经流浆箱喷浆上网形成所需纤维分布的纸张层级，从而达到纤维分级并充分利用各种纤维优点的目的。
实施例2
本实施例一种分级式布浆装置，与实施例1相比较，其不同之处在于：如图5或图6所示，短纤出浆管为10根，长纤出浆管为20根，长纤出浆管的数量是短纤出浆管的两倍。因此，本实施例的分级布浆装置可应用于三层流浆箱或给三个流浆箱供浆，长纤出浆管与流浆箱的面层和底层或面层流浆箱和底层流浆箱的布浆支管相连，而短纤出浆管则与流浆箱的芯层或芯层流浆箱的布浆支管相连。
实施例3
本实施例一种分级式布浆装置，与实施例2相比较，其不同之处在于：如图7所示，长纤出浆管分为两组，各组长纤出浆管的直径不相等，直径小的长纤出浆管4-1和直径大的长纤出浆管4-2各占一半，分别为10根，且沿长纤稳浆室的圆周交错排列，长纤出浆管直径的大小会影响出浆量，从而影响对应浆层的定量，于是，可以据此调节纸张中面层和底层的定量，满足不同的纸张质量要求。
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 (10)
1.一种纤维分级方法，其特征在于，利用布浆装置的离心力作用对浆料中的长纤维和短纤维/细小纤维进行分离，然后利用布浆装置上不同的出浆管将含有长纤维的浆料和含有短纤维/细小纤维的浆料分别送至流浆箱中对应的布浆支管中，最后由流浆箱喷浆上网形成对应的纸张层级。
2.根据权利要求1所述一种纤维分级方法，其特征在于，所述分离过程中，具有长纤维的浆料位于布浆装置内的外围处，具有短纤维/细小纤维的浆料位于布浆装置内的中心处。
3.一种分级式布浆装置，其特征在于，包括进浆管、外筒、内筒、长纤稳浆室、短纤稳浆室、长纤出浆管和短纤出浆管，内筒设于外筒中部，且内筒底部高于外筒底部，外筒下部设有进浆管，外筒上部设有长纤稳浆室，长纤稳浆室侧壁分布有多个长纤出浆管，内筒上部设有短纤稳浆室，短纤稳浆室侧壁分布有多个短纤出浆管。
4.根据权利要求3所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述进浆管安装于外筒侧壁的切线方向上，且进浆管向下倾斜，倾斜角度为80～85°。
5.根据权利要求3所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述外筒为中空的圆柱体，外筒的底部封闭，外筒的顶部与长纤稳浆室相通；外筒的高度为1000～1500mm，外筒的内径为600～1200mm。
6.根据权利要求5所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述长纤稳浆室也为中空的圆柱体，长纤稳浆室的高度为250～400mm，长纤稳浆室的内径比外筒的内径大200～400mm。
7.根据权利要求3所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述长纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根长纤出浆管，各长纤出浆管均为圆柱形管，在长纤稳浆室外周的安装高度相同；各长纤出浆管为一组直径相同的圆柱形管组；或各长纤出浆管分为两组或三组数量相等但直径不同的圆柱形管组，同一圆柱形管组中的各长纤出浆管直径相同。
8.根据权利要求3所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述内筒也为中空的圆柱体，设于外筒的中部，向上穿过长纤稳浆室后与短纤稳浆室相接，向下伸入外筒中，伸入的深度为200～300mm，其内径取决于进浆量的大小和浆料的分配比例，进浆量越大，内筒的内径就越大，浆料中短纤维的比例越大，内筒的内径也越大。
9.根据权利要求8所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述短纤稳浆室为顶部呈圆弧状的中空圆柱体，短纤稳浆室的顶部设有排气管，短纤稳浆室的高度为250～400mm，短纤稳浆室的内径比内筒的内径大200～400mm。
10.根据权利要求3所述一种分级式布浆装置，其特征在于，所述短纤稳浆室的侧壁上，沿圆周方向分布有多根短纤出浆管，各短纤出浆管均为圆柱形管，在短纤稳浆室外周的安装高度相同；各短纤出浆管的直径相同，均为30～60mm。
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