CN113373737B - 一种纸浆分散均匀工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纸浆分散均匀工艺，包括如下步骤：步骤1，用进浆管将浆液送入成型浆槽底部，并控制浆液穿过转动的匀浆辊，到达吸滤模具吸浆网面；步骤2，用导流板引导成型浆槽内缓存的浆液穿过匀浆辊到达吸滤模具吸浆网面；步骤3，用匀浆辊对汇聚的浆液进行整流及分散纤维。浆液内蕴含大量纤维，通过进浆管供浆，使用匀浆辊对浆液整流分散，再通过导流板引导浆液完成吸浆，匀浆系统结构简单，降低了浆液的纤维絮聚和沉积，解决了成型浆槽供浆均匀性的问题，提高了成型效率。

Description

一种纸浆分散均匀工艺

技术领域

本发明涉及纸浆模塑制品生产技术领域，特别涉及一种纸浆分散均匀工艺。

背景技术

纸浆模塑以废纸、竹浆、甘蔗浆、木浆等植物纤维为原料，经碎浆、磨浆、添加助剂、调浓等工序制备成植物纤维浓度1%以下的浆液，泵送到成型机的成型浆槽内；利用吸滤模具在成型浆槽内抽吸浆液中的植物纤维，吸滤成型制成湿坯，再经热压定型制得成品；该技术不需要任何胶粘剂，可以制成型状复杂、尺寸精度要求较高的纸制品，是获得理想的包装材料的一种技术，制品经使用废弃后能够完全降解，具有绿色环保、可降解、可循环再生利用等诸多优点，已成为一种新兴的环保包装材料。

纸浆模塑制品替代塑料类传统包装材料时，在绿色环保方面是巨大进步，已各行各业采用，市场对纸浆模塑制品的质量要求也越来越高，吸浆时纤维分散均匀性至关重要，将直接影响产品表观质量、均一性、稳定性。表面上看浆液只是简单的植物纤维悬浮液，而实际上浆液是一种复杂的热力学亚稳定体系，其中包含植物纤维（纤维长度主要分布在0.5~5.0 mm的范围内）和细小组分（细小组分指能通过200目、孔径0.071mm筛网的组分，如：细小纤维、杂细胞、填料、助剂等等），浆液中除纤维长度外的其他各组分的粒度均属于胶体粒子的范畴，各种粒子比表面积大，存在复杂的界面力、表面电荷等作用力；湍动的浆液中，各种组分产生布朗运动，粒子之间相互碰撞，碰撞时纤维彼此之间以及各组分之间都会产生范德华力，使得它们很容易产生絮聚，纤维相互交织纠缠；从宏观上看，浆液没有足够的微湍流时，悬浮的纤维立刻絮聚成“小云朵”状。现有成型浆槽起到浆液缓冲槽的作用，进浆冲击力弱，进入浆槽后并不是马上吸浆，在浆槽内又没有动力维持浆液微湍流，尽管部分设备利用间歇时间，对浆液吹气、鼓泡等来防止纤维絮聚和沉积，为了不干扰吸浆效果，不能在吸浆同时进行吹气，一旦停止吹气，纤维在浆液中迅速絮聚成“小云朵”状，分散效果并不理想。

发明内容

因此，本发明要解决现有技术中成型浆槽供浆均匀性的问题。

为此，采用的技术方案是，本发明的一种纸浆分散均匀工艺，包括如下步骤：

步骤1，用进浆管将浆液送入成型浆槽底部，并控制浆液穿过转动的匀浆辊，到达吸滤模具吸浆网面；

步骤2，用导流板引导成型浆槽内缓存的浆液穿过匀浆辊到达吸滤模具吸浆网面；

步骤3，用匀浆辊对汇聚的浆液进行整流及分散纤维。

优选的所述步骤1包括：

进浆管安装在成型浆槽底部，进浆管内浆液喷入成型浆槽内并流向匀浆辊，经匀浆辊整流、分散后，再流向吸滤模具吸浆网面；

进浆管采用锥体结构，进浆端粗，设进浆阀，回流端细，设回流阀，可调节进浆管内浆液整体压力平衡。

优选的，所述步骤2包括：

导流板平行于匀浆辊安装，上下端悬空，两边焊接到成型浆槽侧壁，导流板上沿比回浆口溢流板低30-50 mm；

回浆口分别设置在成型浆槽两侧外壁上，回浆口顶端与成型浆槽顶端连通，回浆口底端与送浆槽连通，送浆槽与进浆管连通，送浆槽内的浆液通过泵送至进浆管内；

导流板上半部分竖直，下半部分倾斜，呈广口“V”字型，导流板上半部分竖直安装，两块导流板平行间距与吸滤模具外沿尺寸匹配；

两块导流板下半部分收拢至匀浆辊中心偏下，与匀浆辊表面间隙小于3mm，导流板收拢斜板与水平面夹角为60-80°；

导流板材质为不锈钢，厚度为2-10mm。

优选的，所述步骤3包括：

匀浆辊位于成型浆槽内，进浆管上方，平行进浆管，匀浆辊两端与浆槽侧壁间隙小于6mm，吸滤模具四周与成型浆槽侧壁、导流板之间间隙小于6mm；

辊面分布规则小孔的薄壁中空辊筒，材质为不锈钢或铜，壁厚为3~10 mm，孔优选直径20~25 mm的圆孔，辊径为200~350 mm。

优选的，所述吸滤模具设置的高度符合以下公式：

L=(K/138)(v^4/3b^1/2)/D^1/3

L：吸滤模具距离匀浆辊的距离，单位为mm；

K：波迹常数；

v：通过匀浆辊孔眼的浆液流速，单位为mm/s；

b：匀浆辊孔眼直径，单位为mm；

D：匀浆辊直径，单位为mm。

优选的，还包括吸滤模具升降装置，所述吸滤模具顶端四角分别设置有液压缸，所述吸滤模具上方设置有若干机架，所述液压缸的活塞杆向上与所述机架连接，所述机架的截面为U型，所述机架两端分别与所述成型浆槽两侧壁顶端连接。

优选的，还包括匀浆辊传动机构，所述成型浆槽一侧外壁上设置有传动箱，所述传动箱的内壁上依次设置有第一电动机、第二电动机，所述第一电动机的输出轴延伸至所述成型浆槽内与一个匀浆辊同轴连接，所述第二电动机的输出轴延伸至所述成型浆槽内与另一个匀浆辊同轴连接。

优选的，所述传动箱外壁上设置有检修口。

本发明技术方案具有以下优点：本发明的一种纸浆分散均匀工艺，包括如下步骤：步骤1，用进浆管将浆液送入成型浆槽底部，并控制浆液穿过转动的匀浆辊，到达吸滤模具吸浆网面；步骤2，用导流板引导成型浆槽内缓存的浆液穿过匀浆辊到达吸滤模具吸浆网面；步骤3，用匀浆辊对汇聚的浆液进行整流及分散纤维。由于浆液内蕴含大量纤维，通过进浆管供浆，使用匀浆辊对浆液整流分散，再通过导流板引导浆液完成吸浆，匀浆系统结构简单，降低了浆液的纤维絮聚和沉积，解决了成型浆槽供浆均匀性的问题，提高了成型效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明进浆管安装图；

图4为本发明匀浆辊结构示意图；

图5为本发明浆流通过匀浆辊的流线图；

图6为本发明匀浆辊的波迹效应图；

图7为本发明吸滤模具升降装置结构示意图；

图8为本发明匀浆辊传动机构结构示意图；

其中，1-进浆管，2-成型浆槽，3-匀浆辊，4-吸滤模具，5-导流板，6-进浆阀，7-回流阀，8-回浆口，9-传动箱，10-第一电动机，11-第二电动机，12-液压缸，13-机架。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明提供了一种纸浆分散均匀工艺，如图1-4包括如下步骤：

步骤1，用进浆管1将浆液送入成型浆槽2底部，并控制浆液穿过转动的匀浆辊3，到达吸滤模具4吸浆网面；

步骤2，用导流板5引导成型浆槽2内缓存的浆液穿过匀浆辊3到达吸滤模具4吸浆网面；

步骤3，用匀浆辊3对汇聚的浆液进行整流及分散纤维。

所述步骤1包括：

进浆管1安装在成型浆槽2底部，进浆管1内浆液喷入成型浆槽2内并流向匀浆辊3，经匀浆辊3整流、分散后，再流向吸滤模具4吸浆网面；

进浆管1采用锥体结构，进浆端粗，设进浆阀6，回流端细，设回流阀7，可调节进浆管1内浆液整体压力平衡。

所述步骤2包括：

导流板5平行于匀浆辊3安装，上下端悬空，两边焊接到成型浆槽2侧壁，导流板5上沿比回浆口8溢流板低30-50 mm；

回浆口8分别设置在成型浆槽2两侧外壁上，回浆口8顶端与成型浆槽2顶端连通，回浆口8底端与送浆槽连通，送浆槽与进浆管1连通，送浆槽内的浆液通过泵送至进浆管1内，回浆口8控制成型浆槽2内液位，当液位超过回浆口8的溢流板时，就从回浆口8溢流，回浆口8收集溢流的浆液，送回至送浆槽内，重新供浆，如此循环；

导流板5上半部分竖直，下半部分倾斜，呈广口“V”字型，导流板5上半部分竖直安装，两块导流板5平行间距与吸滤模具4外沿尺寸匹配，导流板5表面光滑，防止浆液中的纤维粘附在导流板5上，产生腐浆；

两块导流板5下半部分收拢至匀浆辊3中心偏下，与匀浆辊3表面间隙小于3mm，导流板5收拢斜板与水平面夹角为60-80°；

导流板5材质为不锈钢，厚度为2-10mm。

所述步骤3包括：

匀浆辊3位于成型浆槽2内，进浆管1上方，平行进浆管1，匀浆辊3两端与浆槽侧壁间隙小于6mm，吸滤模具4四周与成型浆槽2侧壁、导流板5之间间隙小于6mm；

辊面分布规则小孔的薄壁中空辊筒，材质为不锈钢或铜，壁厚为3~10 mm，孔优选直径20~25 mm的圆孔，辊径为200~350 mm。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：由于浆液内蕴含大量纤维，通过进浆管1供浆，使用匀浆辊3对浆液整流分散，再通过导流板5引导浆液完成吸浆，匀浆系统结构简单，降低了浆液的纤维絮聚和沉积，解决了成型浆槽2供浆均匀性的问题，提高了成型效率。

在一个实施例中，纸浆模塑吸浆时间很短，只有几秒或十几秒，浆液浓度又很低（1%以下），吸滤模具4瞬间抽吸大量浆液，因此成型浆槽2发挥缓冲池的作用。据测算吸浆瞬间流量可高达到150 m³/h，甚至更高，鉴于纸浆模塑吸浆是间歇操作，为控制能耗，一般1台送浆泵供多台成型机，平均每台成型机进浆流量在20~50 m³/h，所以通常情况下成型浆槽2进浆流量小于瞬间吸浆流量。

在一个实施例中，纸浆模塑成型为间隙吸浆，不吸浆时，浆液持续进入成型浆槽2并从回浆口8溢流，浆槽内浆液流速较慢，纤维存在絮聚和沉积问题；吸浆时，吸滤模具4除了进浆管1流送的浆液外，还会吸取成型浆槽2内储存的浆液，浆液流动复杂，扰动因素较多，影响吸滤成型效果。

在一个实施例中，如图5所示，加装导流板5后，吸浆时，在吸滤模具4大力抽吸作用下，无论是进浆管1喷入的浆液，还是浆槽内缓存的浆液，都汇流到匀浆辊3的下方，浆液以较高的流速集中穿过转动的匀浆辊3，利用匀浆辊3产生的强烈小涡流，使浆流处于微湍流状态，分散纤维，避免絮聚。浆液通过匀浆辊3后因压头损失而降低流速，匀浆辊3具有整流作用，能够控制浆液进入吸滤模具4吸浆网面的流态。

在一个实施例中，如图6所示，所述吸滤模具4设置的高度符合以下公式：

L=(K/138)(v^4/3b^1/2)/D^1/3

L：吸滤模具距离匀浆辊的距离，单位为mm；

K：波迹常数；

v：通过匀浆辊孔眼的浆液流速，单位为mm/s；

b：匀浆辊孔眼直径，单位为mm；

D：匀浆辊直径，单位为mm。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：匀浆辊的转动使浆流产生波动的流型，要持续一段距离才会消失，称为波迹效应。波迹刚刚消失而纤维未重新絮聚时，整流、分散效果最佳，利于成型，计算波迹距离来预设吸滤模具下潜深度，保证与匀浆辊上表面有合适的间距。

在一个实施例中，如图7所示，还包括吸滤模具升降装置，所述吸滤模具4顶端四角分别设置有液压缸12，所述吸滤模具4上方设置有若干机架13，所述液压缸12的活塞杆向上与所述机架13连接，所述机架13的截面为U型，所述机架13两端分别与所述成型浆槽2两侧壁顶端连接。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：在生产的过程中，需要根据计算的“无波迹”距离L，预设吸滤模具吸浆网面与匀浆辊上表面距离，再根据产品实际生产情况微调距离，启动液压缸12，活塞杆上下移动，带动吸滤模具4上下移动，吸滤模具4移动到所需位置后，关闭液压缸12，吸滤模具4就不能移动，调节方便，操作简单。

在一个实施例中，如图8所示，还包括匀浆辊传动机构，所述成型浆槽2一侧外壁上设置有传动箱9，所述传动箱9的内壁上依次设置有第一电动机10、第二电动机11，所述第一电动机10的输出轴延伸至所述成型浆槽2内与一个匀浆辊3同轴连接，所述第二电动机11的输出轴延伸至所述成型浆槽2内与另一个匀浆辊3同轴连接；

所述传动箱9外壁上设置有检修口。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：当成型机准备生产时，分别启动第一电动机10、第二电动机11，带动两个匀浆辊3转动，每个匀浆辊3都有独立的传动系统，无级变速（转速），转向可通过电源接入方式切换，两匀浆辊3之间间隙很小，但无传动关联，调节方便，匀浆辊3的数量可随生产需求增加或减少。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，用进浆管（1）将浆液送入成型浆槽（2）底部，并控制浆液穿过转动的匀浆辊（3），到达吸滤模具（4）吸浆网面；

步骤2，用导流板（5）引导成型浆槽（2）内缓存的浆液穿过匀浆辊（3）到达吸滤模具（4）吸浆网面；

步骤3，用匀浆辊（3）对汇聚的浆液进行整流及分散纤维；

所述步骤2包括：

导流板（5）平行于匀浆辊（3）安装，上下端悬空，两边焊接到成型浆槽（2）侧壁，导流板（5）上沿比回浆口（8）溢流板低30-50mm；

回浆口（8）分别设置在成型浆槽（2）两侧外壁上，回浆口（8）顶端与成型浆槽（2）顶端连通，回浆口（8）底端与送浆槽连通，送浆槽与进浆管（1）连通，送浆槽内的浆液通过泵送至进浆管（1）内；

导流板（5）上半部分竖直，下半部分倾斜，呈广口“V”字型，导流板（5）上半部分竖直安装，两块导流板（5）平行间距与吸滤模具（4）外沿尺寸匹配；

两块导流板（5）下半部分收拢至匀浆辊（3）中心偏下，与匀浆辊（3）表面间隙小于3mm，导流板（5）收拢斜板与水平面夹角为60-80°；

导流板（5）材质为不锈钢，厚度为2-10mm。

2.如权利要求1所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，所述步骤1包括：

进浆管（1）安装在成型浆槽（2）底部，进浆管（1）内浆液喷入成型浆槽（2）内并流向匀浆辊（3），经匀浆辊（3）整流、分散后，再流向吸滤模具（4）吸浆网面；

进浆管（1）采用锥体结构，进浆端粗，设进浆阀（6），回流端细，设回流阀（7），可调节进浆管（1）内浆液整体压力平衡。

3.如权利要求1所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，所述步骤3包括：

匀浆辊（3）位于成型浆槽（2）内，进浆管（1）上方，平行进浆管（1），匀浆辊（3）两端与浆槽侧壁间隙小于6mm，吸滤模具（4）四周与成型浆槽（2）侧壁、导流板（5）之间间隙小于6mm；

辊面分布规则小孔的薄壁中空辊筒，材质为不锈钢或铜，壁厚为3~10mm，孔直径为20~25mm的圆孔，辊径为200~350mm。

4.如权利要求1所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，还包括吸滤模具升降装置，所述吸滤模具（4）上方设置有若干机架（13），所述机架（13）的截面为U型，所述机架（13）两端分别与所述成型浆槽（2）两侧壁顶端连接，所述机架（13）底端设置有若干液压缸（12），所述液压缸（12）的活塞杆向下与所述吸滤模具（4）顶端连接。

5.如权利要求1所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，还包括匀浆辊传动机构，所述成型浆槽（2）一侧外壁上设置有传动箱（9），所述传动箱（9）的内壁上依次设置有第一电动机（10）、第二电动机（11），所述第一电动机（10）的输出轴延伸至所述成型浆槽（2）内与一个匀浆辊（3）同轴连接，所述第二电动机（11）的输出轴延伸至所述成型浆槽（2）内与另一个匀浆辊（3）同轴连接。

6.如权利要求5所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，所述传动箱（9）外壁上设置有检修口。

7.如权利要求1所述的一种纸浆分散均匀工艺，其特征在于，所述吸滤模具（4）设置的高度符合以下公式：

L=(K/138)(v^4/3b^1/2)/D^1/3

L：吸滤模具距离匀浆辊的距离，单位为mm；

K：波迹常数；

v：通过匀浆辊孔眼的浆液流速，单位为mm/s；

b：匀浆辊孔眼直径，单位为mm；

D：匀浆辊直径，单位为mm。

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