CN115627654A - 一种带有超声波装置的斜网流浆箱及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有超声波装置的斜网流浆箱及其应用，属于造纸设备领域。所述带有超声波装置的斜网流浆箱包括多管进浆装置101、上唇板保险装置102、流浆箱上唇板高度调节装置103、流浆箱下唇板高度调节装置104、侧墙板106、支架107、起落装置108、观察孔109、水密封装置111，内部包括进浆管301、活动上盖302、固定上盖303、上唇板304、下唇板305、混浆室306、稳流室307、底板308、第一组管束装置311、第二组管束装置312；所述固定上盖303设置有超声波装置阵列202，本发明解决了因浆料中分散的纤维之间发生再次絮聚导致的成纸匀度不佳、抄纸浆料中的胶粘剂黏附流浆箱内壁等问题。

Description

一种带有超声波装置的斜网流浆箱及其应用

技术领域

本发明涉及一种带有超声波装置的斜网流浆箱及其应用，属于造纸设备领域。

背景技术

斜网纸机的出现是由于长纤维和非植物纤维在造纸中的应用。因为斜网成形具备脱水性能好、抄纸匀度高、透气性好、上网浓度低、可抄造的纤维长等特点，在某些特种纸生产上，与长网等其他纸机相比有着明显的优势。斜网成型装置是斜网纸机最重要的装置。到目前为止，全世界有几百台斜网成型器用于生产湿法特种纸，其中多半在欧洲。我国的斜网成型器是2003年从德国voith公司引进，用于生产高透气度咀棒成型纸。从2008年开始，国内的造纸机生产企业开始制造、改良斜网成型器，以适应更多种类的湿法特种纸的生产。斜网流浆箱，是斜网成型器上最为核心的部件，也是斜网纸机研究者进行改造、升级、研发的重点。

超声清洗技术的机理研究及设备开发与超声清洗工艺研究及应用在我国已有近50年的历史,几乎与国外同步进行的。特别是80年代末和90年代初，随着国民经济的飞速发展、科技的不断进步以及先进制造技术的迫切需求，超声清洗技术的研究与超声清洗设备的研制得到了迅速发展。超声波清洗与其它清洗相比具有洗净率高、残留物少、清洗时间短、清洗效果好等优点，并且不受清洗件表面形状限制。由于超声波发生器采用D类工作放大，换能器的电声效率高，因此超声清洗具有高效节能的优势。所以说超声波清洗技术是一种真正高速、高质量、绿色环保、能易实现自动化的清洗技术。有资料指出，超声波洗涤设备用于分散合成纤维特别是疏水性合成纤维有良好的效果，在合适的浆料浓度的前提下，只需要7min就可以将浆料分散成良好的抄纸悬浮液，是目前分散效率最高的分散方式。

将超声波装置应用于斜网纸机流浆箱，不但能够提高所抄造纸张的匀度和纸张品质，并且使得流浆箱具有自清洁功能，提高生产效率，甚至能够突破国内某些特种纸难以实现工业化生产的瓶颈。

目前尚未出现将超声波装置应用于纸机流浆箱特别是斜网纸机流浆箱的案例。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种带有超声波装置的斜网流浆箱。

所述带有超声波装置的斜网流浆箱外部结构包括多管进浆装置101、上唇板保险装置102、流浆箱上唇板高度调节装置103、流浆箱下唇板高度调节装置104、侧墙板106、支架107、起落装置108、观察孔109、水密封装置111，成型网112；

所述侧墙板106为箱体左右两侧的板，所述侧墙板106上设有所述观察孔，所述观察孔用于观察进浆情况，所述侧墙板106下方均设有水密封装置111，所述水密封装置111为迷宫式高分子密封条，用于预防侧墙板塞浆和成形网撕裂；所述支架107用于支承箱体，所述起落装置108连接支架107，用于调节流浆箱开合；

所述带有超声波装置的斜网流浆箱内部包括活动上盖302、固定上盖303、上唇板304、下唇板305、混浆室306、稳流室307、底板308、第一组管束装置311、第二组管束装置312；所述第一组管束装置311和第二组管束装置312均由多根管道组成，用于均匀分散抄纸浆料；

所述多管进浆装置101由多个进浆管301组成，用于保证抄纸浆料压力横幅均匀；

所述上唇板保险装置102位于上唇板304的上表面，包括气缸、气缸固定座、转轴、螺栓和压力传感器，由气动控制，压力传感器检测到箱体内部超压时会通过气缸、气缸固定座、转轴和螺栓作用自动抬起上唇板，以保护设备安全；

所述上唇板高度调节装置103位于活动上盖302的上表面，包括丝杆升降机及手轮，所述下唇板高度调节装置104包括丝杆升降机及驱动电机和手轮，均可进行电动调节和手动微调；

所述混浆室306为流浆箱箱体内两组管束装置之间的空间；所述稳流室307为流浆箱箱体内第二组管束装置312与成形网112之间的空间；

所述活动上盖302位于混浆室306顶部，设有气动开合装置105，所述气动开合装置包括气缸、气缸固定座、转轴和螺栓，由气动控制活动上盖302的开合，打开活动上盖302后可以便于检查和清洗箱体内部；

所述固定上盖303与上唇板304相连，位于稳流室307顶部；

所述固定上盖303设置有超声波装置阵列202，所述超声波装置202阵列由若干个超声波震动机构组成，所述超声波震动机构为超声波震板或超声波振子，所述超声波装置阵列可以根据实际生产需要选择全部开启或部分开启；

所述带有超声波装置的斜网流浆箱的外部还设有布浆器203，所述布浆器203连接所述进浆管301。

在发明的一种实施方式中，所有所述丝杆升降机均由SUS304不锈钢制作。

在发明的一种实施方式中，所述侧墙板106采用厚度为6-20mm的SUS304不锈钢板焊接制作，与抄纸浆料接触面打磨抛光处理，表面粗糙度等于或小于0.6，所述观察孔的材质为透明有机玻璃。

在发明的一种实施方式中，所述第一组管束装置311的管道为圆管，所述第二组管束装置312的管道为方管；所述第二组管束装置312与成形网112的平均直线距离为200-600mm；所述第一组管束装置311和所述第二组管束装置312的管道直径为10-18mm，管道长度为 30-80mm，管道数量根据设计上浆量确定。

在发明的一种实施方式中，所述第一组管束装置311和所述第二组管束装置312的管道为有机玻璃材料，内壁经打磨抛光处理，粗糙度等于或小于0.6。

在发明的一种实施方式中，所述带有超声波装置的斜网流浆箱的紧固件材质全部为 SUS304不锈钢。

所述一种带有超声波装置的斜网流浆箱的应用包括：

步骤一：将抄纸浆料打入所述布浆器203，所述布浆器203将抄纸浆料分散，使得抄纸浆料经过多个细出浆管道流出所述布浆器203，再通过通过所述多管进浆装置101进入所述第一组管束装置311；

步骤二：所述第一组管束装置311将抄纸浆料纵向切割成若干根圆柱形浆料，再送进所述混浆室306；

步骤三：混浆：圆柱形抄纸浆料在所述混浆室306内进行混合，从而变得均匀。；

步骤四：混浆后的抄纸浆料进入所述第二组管束装置312，所述第二组管束装置312将抄纸浆料再次纵向切割成方柱形浆料；

步骤五：抄纸浆料出所述第二组管束装置312后进入所述稳流室307，抄纸浆料进入所述稳流室307后浆料再次成为一个整体，进一步提升匀度；所述固定上盖303的内壁与抄纸浆料接触，开启所述超声波装置阵列202之后，超声波通过流浆箱箱体的固定上盖303传导至流浆箱箱体内部的抄纸浆料中，对抄纸浆料进行分散处理和保持流浆箱箱体内部清洁；

步骤六：抄纸浆料中的纤维开始在所述成形网112的表面沉积、絮聚，并在所述脱水箱 204的作用下脱水，抄纸浆料逐渐在所述成形网112上形成一层纤维层；所述成形网112拖着沉积的纤维层移动，然后经过所述上唇板304与所述成形网112的间隙出流浆箱。

从抄纸浆料进入流浆箱箱体到形成纤维层的整个过程中，超声波装置一直对抄纸浆料进行超声处理。

在本发明的一种实施方式中，所述第一组管束装置311和所述第二组管束装置312均设置有锥度，所述锥度设置为1°-10°范围内，用于产生压降和微湍流，阻碍纤维之间的缠绕和絮聚；所述微湍流在进入稳流室307内逐渐衰退，在抄纸浆料靠近所述成形网112时微湍流完全消失，纤维絮聚倾向逐渐增强。

本发明的有益效果：

1、本发明设置有超声波装置、多个进浆管以及管束装置，可以很好地分散抄纸浆料，解决了因抄纸浆料中分散的纤维之间发生再次絮聚导致的成纸匀度不佳的问题，提高了纸张品质。

2、本发明设置有活动上盖，便于随时打开检查和清洗箱体内部。

3、本发明设置有上唇板保险装置，可以保证设备的安全。

4、本发明利用超声波装置分散合成纤维的特性解决了抄纸浆料中的胶粘剂黏附流浆箱内壁等问题，使得流浆箱具有自清洁功能，提高了生产效率。

5、本发明能够利用长度为2～8mm的纤维抄造匀度好、透气度高的高品质特种纸；甚至能够突破国内某些特种纸难以实现工业化生产的瓶颈。

6、本发明设置水密封装置，可以预防侧墙板塞浆和成形网撕裂。

7、本发明的管束装置设置有锥度，有利于均匀分散浆料。

附图说明

图1为本发明的流浆箱箱体外部结构示意图。

图2为本发明的流浆箱箱体内部结构示意图。

图3为本发明的固定上盖结构示意图。

图4为本发明未开启超声波装置所抄造的芳纶纤维纸样图。

图5为本发明开启超声波装置所抄造的芳纶纤维纸样图。

图6为由于流浆箱内积累胶粘剂所导致的纸病纸样图。

图中，101：多管进浆装置，102：上唇板保险装置，103：流浆箱上唇板高度调节装置， 104：流浆箱下唇板高度调节装置，105：气动开合装置，106：侧墙板，107：支架，108：起落装置，109：观察孔，110：胸辊，111：水密封装置，112：成型网，202：超声波装置阵列， 203：布浆器，204：脱水箱，301：进浆管，302：活动上盖，303：固定上盖，304：上唇板， 305：下唇板，306：混浆室，307：稳流室，308：底板，311：第一组管束装置，312：第二组管束装置。

具体实施方式

实施例1

如图1、图3所示，所述带有超声波装置的斜网流浆箱外部结构包括多管进浆装置101、上唇板保险装置102、流浆箱上唇板高度调节装置103、流浆箱下唇板高度调节装置104、侧墙板106、支架107、起落装置108、观察孔109、水密封装置111，成形网112，所述支架107用于支承箱体，所述起落装置108连接支架107，用于调节流浆箱开合；

所述侧墙板106为箱体左右两侧的板，所述侧墙板106上设有所述观察孔，所述观察孔用于观察进浆情况，侧墙板106采用厚度为6-20mm的SUS304不锈钢板焊接制作，与抄纸浆料接触面打磨抛光处理，表面粗糙度等于或小于0.6，所述观察孔的材质为透明有机玻璃；所述侧墙板106下方均设有水密封装置111，所述水密封装置111为迷宫式高分子密封条，用于预防侧墙板塞浆和成形网撕裂；

所述多管进浆装置101由多个进浆管301组成，用于保证抄纸浆料压力横幅均匀；

所述上唇板保险装置102位于包括气缸、气缸固定座、转轴、螺栓和压力传感器，由气动控制，压力传感器检测到箱体内部超压时会通过气缸、气缸固定座、转轴和螺栓作用自动抬起上唇板，以保护设备安全；

所述上唇板高度调节装置103包括丝杆升降机及手轮，所述下唇板高度调节装置104包括丝杆升降机及驱动电机和手轮，均可进行电动调节和手动微调，所有所述丝杆升降机均由 SUS304不锈钢制作；

如图2，所述布浆器203连接多个所述进浆管301，所述带有超声波装置的斜网流浆箱内部包括活动上盖302、固定上盖303、上唇板304、下唇板305、混浆室306、稳流室307、底板308、第一组管束装置311、第二组管束装置312；所述第一组管束装置311和第二组管束装置312均由多根管道组成；所述混浆室306为流浆箱箱体内两组管束装置之间的空间；所述稳流室307为流浆箱箱体内第二组管束装置312与成形网112之间的空间。

优先的，所述第一组管束装置311和所述第二组管束装置312均带有锥度，所述锥度在1°-10°之间，用于产生压降和微湍流，阻碍纤维之间的缠绕和絮聚，所述第一组管束装置311 的管道为圆管，所述第二组管束装置312的管道为方管；所述第二组管束装置与成形网的平均直线距离为200-600mm；所述第一组管束装置311和所述第二组管束装置312的管道直径为10-18mm，管道长度为30-80mm，管道数量根据设计上浆量确定，所述第一组管束装置 311和所述第二组管束装置312的管道为有机玻璃材料，内壁经打磨抛光处理，粗糙度等于或小于0.6。

所述活动上盖302设有气动开合装置105，所述气动开合装置包括气缸、气缸固定座、转轴和螺栓，由气动控制活动上盖302的开合，打开活动上盖302后可以便于检查和清洗箱体内部，所述固定上盖303与上唇板304相连，位于稳流室307顶部。

如图3所示，所述固定上盖303设置有超声波装置阵列202，所述超声波装置202阵列由若干个超声波震动机构组成，所述超声波震动机构为超声波震板或超声波振子，所述超声波装置阵列可以根据实际生产需要选择全部开启或部分开启。

优先的，所述带有超声波装置的斜网流浆箱的紧固件材质全部为SUS304不锈钢。

本发明的工作原理：

抄纸浆料进入布浆器203，布浆器203将抄纸浆料分散，经过多个细出浆管道流出布浆器 203，布浆器203上的多个出浆管道与流浆箱上的多管进浆装置101上的进浆管301一一对应并相连接，于是抄纸浆料通过多管进浆装置101进入第一组管束装置311。在第一组管束装置311中抄纸浆料被纵向切割成若干根圆柱形浆料，管束装置的管道带有锥度，在锥度的作用下浆料的流速和压力产生变化，浆料产生压降和微湍流，微湍流能够减少纤维之间的絮聚，有利于均匀分散浆料。抄纸浆料出第一组管束装置311后进入混浆室306，圆柱形抄纸浆料在混浆室306内混合成一个整体，抄纸浆料整体上变的更加均匀。混浆后的抄纸浆料进入第二组管束装置312，第二组管束装置312将抄纸浆料再次纵向切割成方柱形浆料，管束装置的管道带有锥度，在锥度的作用下浆料的流速和压力产生变化，浆料产生压降和微湍流，微湍流能够减少纤维之间的絮聚，有利于均匀分散浆料。抄纸浆料出第二组管束装置312后进入稳流室307，抄纸浆料进入稳流室307后浆料再次成为一个整体，匀度更好，微湍流在稳流室内逐渐衰退，纤维有絮聚倾向，抄纸浆料到达稳流室307的末端时微湍流完全消失，抄纸浆料中的纤维开始在成形网的表面沉积、絮聚，并在脱水箱204的作用下脱水，抄纸浆料逐渐在成形网112上形成一层纤维层。成形网112拖着沉积的纤维层移动，然后经过上唇板与成形网112的间隙出流浆箱。所述超声波装置阵列202位于流浆箱箱体的固定上盖303的外壁上，固定上盖303的内壁与抄纸浆料接触，开启超声波装置阵列202之后，超声波通过流浆箱箱体的固定上盖303传导至流浆箱箱体内部的抄纸浆料中，超声波能够对抄纸浆料进行分散处理和保持流浆箱箱体内部清洁。从抄纸浆料进入流浆箱箱体到形成纤维层的整个过程中，超声波装置一直对抄纸浆料进行超声处理，目的是减少纤维的絮聚和保持流浆箱内壁的清洁。实验证明，超声波有助于动态浆料中纤维的分散但不影响静态浆料中的纤维的沉降。

对比例1

在实施例1的情况下，未开启超声波装置阵列202。

参见图4，关闭超声波装置阵列202所抄造的芳纶纤维纸，由于芳纶纤维发生絮聚，导致纸页匀度较差。

如图5所示，使用实施例1提供的带有超声波装置的斜网流浆箱所抄造的芳纶纤维纸，纸页匀度明显好于图5所示的未带有超声波装置的斜网流浆箱所抄造的芳纶纤维纸。

对比例2

使用未带有超声波装置的斜网流浆箱进行连续生产，其他与实施例1相同。

参见图6，由于未带有超声波装置的斜网流浆箱不具备自清洁功能，抄造化纤纸张时，浆料内含有较多胶粘剂，随着生产的连续进行，胶粘剂在流浆箱内黏附和积累，最终脱落，导致纸页表面黏附大量胶粘物絮团，产生纸病，影响生产效率。

测试：使用电动厚度测定仪和微电脑抗张强度测定仪分别测定实施例1和对比例1所得纸样的厚度和抗张指数。实施例1和对比例1所得纸样定量均为40g/m²；两种纸样的厚度各测12个点；两种纸样的抗张指数各测4个点，每个点均测了纵向和横向抗张指数。厚度测试结果如下表1所示，抗张指数测试结果如下表2所示。

表1两种纸样的厚度(单位：μm)

表2两种纸样的抗张指数(单位：N·m/g)

从表1中结果可以看出对比例1所得纸样厚度的方差明显大于实施例1所得纸样厚度的方差，这说明实施例1纸样的厚度的均匀性明显好于对比例1所得纸样。

从表2中结果可以看出实施例1所得纸样的抗张指数明显好于对比例1所得纸样的抗张指数，对比例1所得纸样的抗张指数低是由于纸样中的纤维排布均匀性差导致的。

表1和表2的数据充分说明实施例1所得纸样的匀度明显好于对比例1所得纸样的匀度，带有超声波装置的斜网流浆箱所抄纸张的匀度明显好于现有斜网流浆箱所抄纸张匀度。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，外部结构包括多管进浆装置(101)、上唇板保险装置(102)、流浆箱上唇板高度调节装置(103)、流浆箱下唇板高度调节装置(104)、侧墙板(106)、支架(107)、起落装置(108)、观察孔(109)、水密封装置(111)，成形网(112)；

所述多管进浆装置(101)由多个进浆管(301)组成；

所述上唇板保险装置(102)位于上唇板(304)的上表面，包括气缸、气缸固定座、转轴、螺栓和压力传感器；

所述上唇板高度调节装置(103)位于活动上盖(302)的上表面，包括丝杆升降机及手轮，所述下唇板高度调节装置(104)包括丝杆升降机及驱动电机和手轮；

所述侧墙板(106)为箱体左右两侧的板，所述侧墙板(106)上设有所述观察孔(109)，所述侧墙板(106)下方均设有水密封装置(111)，所述水密封装置(111)为迷宫式高分子密封条，用于预防侧墙板塞浆和成形网撕裂；

所述支架(107)用于支承箱体，所述起落装置(108)连接支架(107)，用于调节流浆箱的开合；

所述带有超声波装置的斜网流浆箱内部包括活动上盖(302)、固定上盖(303)、上唇板(304)、下唇板(305)、混浆室(306)、稳流室(307)、底板(308)、第一组管束装置(311)、第二组管束装置(312)；

所述混浆室(306)为流浆箱箱体内两组管束装置之间的空间；所述稳流室(307)为流浆箱箱体内第二组管束装置(312)与成形网(112)之间的空间；

所述活动上盖(302)位于混浆室(306)顶部，设有气动开合装置(105)，所述气动开合装置包括气缸、气缸固定座、转轴和螺栓，由气动控制活动上盖(302)的开合；

所述固定上盖(303)与上唇板(304)相连，位于稳流室(307)顶部；

所述固定上盖(303)设置有超声波装置阵列(202)，所述超声波装置(202)阵列由若干个超声波震动机构组成，所述超声波震动机构为超声波震板或超声波振子；

所述第一组管束装置(311)和第二组管束装置(312)均由多根管道组成，用于均匀分散抄纸浆料。

2.根据权利要求1所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所述带有超声波装置的斜网流浆箱的外部还设有布浆器(203)，所述布浆器(203)连接所述进浆管(301)。

3.根据权利要求1所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所有所述丝杆升降机均由SUS304不锈钢制作。

4.根据权利要求1所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所述侧墙板(106)采用厚度为6-20mm的SUS304不锈钢板焊接制作，与抄纸浆料接触面打磨抛光处理，表面粗糙度等于或小于0.6，所述观察孔的材质为透明有机玻璃。

5.根据权利要求6所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所述第一组管束装置(311)的管道为圆管，所述第二组管束装置(312)的管道为方管；所述第二组管束装置与成形网的平均直线距离为200-600mm；所述第一组管束装置(311)和所述第二组管束装置(312)的管道直径为10-18mm，管道长度为30-80mm，管道数量根据设计上浆量确定。

6.根据权利要求7所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所述第一组管束装置(311)和所述第二组管束装置(312)的管道为有机玻璃材料，内壁经打磨抛光处理，粗糙度等于或小于0.6。

7.根据权利要求1所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱，其特征在于，所述带有超声波装置的斜网流浆箱的紧固件材质全部为SUS304不锈钢。

8.如权利要求1所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱的应用，其特征在于，所述应用包括：

步骤一：将抄纸浆料打入所述布浆器(203)，所述布浆器(203)将抄纸浆料分散，使得抄纸浆料经过多个细出浆管道流出所述布浆器(203)，再通过通过所述多管进浆装置(101)进入所述第一组管束装置(311)；

步骤二：所述第一组管束装置(311)将抄纸浆料纵向切割成若干根圆柱形浆料，再送进所述混浆室(306)；

步骤三：混浆：圆柱形抄纸浆料在所述混浆室(306)内进行混合，从而变得均匀；

步骤四：混浆后的抄纸浆料进入所述第二组管束装置(312)，所述第二组管束装置(312)将抄纸浆料再次纵向切割成方柱形浆料；

步骤五：抄纸浆料出所述第二组管束装置(312)后进入所述稳流室(307)，抄纸浆料进入所述稳流室(307)后浆料再次成为一个整体，进一步提升匀度；所述固定上盖(303)的内壁与抄纸浆料接触，开启所述超声波装置阵列(202)之后，超声波通过流浆箱箱体的固定上盖(303)传导至流浆箱箱体内部的抄纸浆料中，对抄纸浆料进行分散处理和保持流浆箱箱体内部清洁；

步骤六：抄纸浆料中的纤维开始在所述成形网(112)的表面沉积、絮聚，并在所述脱水箱(204)的作用下脱水，抄纸浆料逐渐在所述成形网(112)上形成一层纤维层；所述成形网(112)拖着沉积的纤维层移动，然后经过所述上唇板(304)与所述成形网(112)的间隙出流浆箱；

从抄纸浆料进入流浆箱箱体到形成纤维层的整个过程中，超声波装置一直对抄纸浆料进行超声处理。

9.如权利要求8所述的一种带有超声波装置的斜网流浆箱的应用，其特征在于，所述第一组管束装置(311)和所述第二组管束装置(312)均设置有锥度，所述锥度设置为1°-10°范围内，用于产生压降和微湍流，阻碍纤维之间的缠绕和絮聚；

所述微湍流在进入稳流室(307)内逐渐衰退，在抄纸浆料靠近所述成形网(112)时微湍流完全消失，纤维絮聚倾向逐渐增强。

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