CN117587653A - 一种水松纸点阵式动态干燥装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水松纸点阵式动态干燥装置及方法，涉及水松纸生产技术领域。本发明主要包括干燥器、排气连管、第一分流支管、第二分流支管、湿气处理管、集气罐、热气流回流管、回流分支管、注入支管等结构。本发明通过外部注气管注入外界干燥气流，按照水松纸移动方向进行逐级升温式水平气流干燥，并将加热干燥后气流经排气连管导出，并进行湿度检测，将符合干燥性要求的热气流导入集气罐中，并进行二次温度检测，按照各个干燥气流导槽所需的气流参考温度，进行最高标准的热气流循环利用，从而既提高了水松纸的干燥效率，也保证了水松纸的干燥成型品质，同时也较为高效的循环利用了干燥散失的热能。
Description
技术领域
本发明涉及水松纸生产技术领域，尤其涉及一种水松纸点阵式动态干燥装置及方法。
背景技术
水松纸是一种以纤维素为主要原料制成的纸张，制造原料中含有的纤维原材料主要来源于杉、松、竹子等树种。水松纸具有纤细柔软、均匀柔韧、透气性好、吸水性强、耐久性高等特点。由于其良好的机械性能，水松纸被广泛应用于建筑、手工艺、书籍、画册、烟草、化妆品等各个领域。
水松纸加工工艺流程主要包括原料处理、成型、干燥、模压、质检等几个步骤。其中原料成型后，进行干燥是加工工艺中的核心环节之一，需要严格控制干燥参数机相应的干燥处理过程，确保成品的质量和稳定性。
现有的干燥设备都是直接将水松纸送入干燥设备中，然后干燥设备内设定一个干燥温度直接进行干燥，但水松纸刚进入干燥区域时，水松纸含水量较大，高温环境导致水松纸内水分蒸发过快、蒸发量较大，导致水松纸干燥成型后出现“粗糙”问题。另外，现有的干燥方式都会损失较大的热能，无形中增加了企业生产成本。因此，面对提高水松纸干燥效率和干燥成型品控问题，以及较为高效的利用干燥散失的热能，成为水松纸生产环节中需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水松纸点阵式动态干燥装置及方法，从而既提高了水松纸的干燥效率，也保证了水松纸的干燥成型品质，同时也较为高效的循环利用了干燥散失的热能。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种水松纸点阵式动态干燥装置，水松纸经传送机构匀速前进，匀速前进的水松纸途中配置有朝向水松纸表面的干燥器，干燥器设有多个相互平行的干燥气流导槽，每个干燥气流导槽内都配置有多个加热杆。以水松纸前进方向为基准：下游侧干燥气流导槽中加热杆的加热功率大于上游侧干燥气流导槽中加热杆的加热功率。同一干燥气流导槽中：中间位置加热杆的加热功率小于两侧位置加热杆的加热功率。
干燥器包括位于干燥气流导槽两侧端的注入腔，注入腔朝向干燥气流导槽一侧设有导气端口，干燥器侧端还设有与注入腔连通的注气顶管，每个注气顶管连接有外部注气管，外部注气管配置有第一流速传感器、第一阀门，干燥器中间位置设有与干燥气流导槽连通的排出管。每个排出管都连接有排气连管，排气连管配置有湿度传感器，排气连管的湿度传感器下游端通过三通连接有第一分流支管、第二分流支管，第一分流支管、第二分流支管各自都独立配置有第二阀门。
所有第一分流支管都共同连接有一湿气处理管，湿气处理管配置有位于所有第一分流支管下游侧的第一气泵。所有第二分流支管都共同连接有集气罐，集气罐下游连接热气流回流管，热气流回流管依次配置有第二气泵、温度传感器和第二流速传感器，热气流回流管下游端通过三通连接有两个回流分支管。干燥器的每个注入腔水平侧端都连接一个注入支管，注入支管配置有第三阀门，干燥器一侧所有注入支管共同与其中一个回流分支管连接，干燥器另一侧所有注入支管共同与另一个回流分支管连接。
作为本发明干燥装置的一种优选技术方案：干燥气流导槽分布方位与水松纸运动方向相互垂直。
作为本发明干燥装置的一种优选技术方案：干燥器内设有多个相互平行的横隔板，相邻的干燥气流导槽通过横隔板隔开，横隔板下侧端与水松纸表面之间存在2～5mm间隙，加热杆下侧端与水松纸表面之间存在2～5mm间隙。
作为本发明干燥装置的一种优选技术方案：干燥气流导槽中多个加热杆横向分布的范围与水松纸横向宽度相配合。
作为本发明干燥装置的一种优选技术方案：每个干燥气流导槽中的气流速率相同。
作为本发明干燥装置的一种优选技术方案：以水松纸前进方向为基准，上游侧干燥气流导槽中的气流速率大于下游侧干燥气流导槽中的气流速率。
本发明提供一种水松纸点阵式动态干燥装置的控制方法，包括以下内容：
S1.水松纸经传送机构匀速前进，所有外部注气管的第一阀门打开，气流从外部注气管、注气顶管、注入腔进入干燥气流导槽中，各个干燥气流导槽中的加热杆开始按照系统预设的加热功率进行初始加热。
S2.湿气处理管上的第一气泵、热气流回流管上的第二气泵开始工作，各个干燥气流导槽中的气流经过排出管进入排气连管，各个排气连管上的湿度传感器对排气连管中气流湿度进行检测：
若气流湿度Wx不低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管所连接第一分流支管的第二阀门打开、所连接第二分流支管的第二阀门关闭，潮湿气流进入第一分流支管并进入湿气处理管。
若气流湿度Wx低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管所连接第二分流支管的第二阀门打开、所连接第一分流支管的第二阀门关闭，湿度达标热气流进入第二分流支管并进入集气罐。
S3.进入集气罐中的湿度达标热气流进入热气流回流管，温度传感器对气流温度进行检测，记作Tx，热气流回流管的第二流速传感器传感检测气流流速，记作Vx。
其中，以水松纸前进方向为基准：系统预设各个干燥气流导槽所需的干燥气流参考温度依次为{T1，T2，T3，...，Tn}，系统预设各个干燥气流导槽所需的参考气流流速为{V1，V2，V3，...，Vn}。
系统分析气流温度Tx与{T1，T2，T3，...，Tn}各个干燥气流参考温度之间的大小关系，分析出{T1，T2，T3，...，Tn}中Ts、Ts+1，Ts≤Tx<Ts+1，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽所连接注入支管的第三阀门打开，气流进入符合温度标准的干燥气流导槽，并分析干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽所对应的参考气流流速Vs：
若气流流速Vx不低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽所连接外部注气管的第一阀门关闭。
若气流流速Vx低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽所连接外部注气管的第一阀门线性打开，使第一流速传感器检测到的气流流速为Vs-Vx，同时干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽中加热杆的功率P与外部注气管注入气流流速Vs-Vx之间存在关系：F(P)∝F(Vs-Vx)。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在干燥器中设置多条干燥气流导槽，在各个干燥气流导槽中配置多个加热杆，通过外部注气管注入外界干燥气流，按照水松纸移动方向进行逐级升温式水平气流干燥，并将加热干燥后气流经排气连管导出，并进行湿度检测，将符合干燥性要求的热气流导入集气罐中，并进行二次温度检测，按照各个干燥气流导槽所需的气流参考温度，进行最高标准的热气流循环利用，从而既提高了水松纸的干燥效率，也保证了水松纸的干燥成型品质，同时也较为高效的循环利用了干燥散失的热能。
附图说明
图1为本发明中干燥器对水松纸进行气流干燥时的(俯视)结构示意图。
图2为本发明中热气流从干燥器中排出时的配合结构示意图。
图3为本发明中达标热气流重新导回干燥器的配合结构示意图。
其中：1-水松纸；2-干燥器，201-干燥气流导槽，202-注入腔，203-注气顶管，204-导气端口，205-外部注气管，206-第一流速传感器，207-第一阀门，208-排出管，209-加热杆，210-横隔板；3-排气连管；4-湿度传感器；5-第一分流支管；6-第二分流支管；7-第二阀门；8-湿气处理管；9-第一气泵；10-集气罐；11-热气流回流管；12-第二气泵；13-温度传感器；14-第二流速传感器；15-回流分支管；16-注入支管；17-第三阀门。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一、本发明设计了一种水松纸点阵式动态干燥装置，主要包括干燥器2、排气连管3、第一分流支管5、第二分流支管6、湿气处理管8、集气罐10、热气流回流管11、回流分支管15、注入支管16等结构，具体内容如下：
请参阅图1，水松纸经传送机构匀速前进，匀速前进的水松纸途中配置有朝向水松纸表面的干燥器2，干燥器2内设有多个相互平行的横隔板210，相邻的横隔板210之间形成干燥气流导槽201，多个干燥气流导槽201相互平行，干燥气流导槽201横分布，与水松纸运动方向相互垂直，横隔板210下侧端与水松纸表面之间留有较小间隙，例如2～5mm的间隙。
每个干燥气流导槽201内都配置有多个加热杆209，干燥气流导槽201中多个加热杆209横向分布的范围与水松纸横向宽度相配合，加热杆209下侧端与水松纸表面之间留有较小的间隙，例如2～5mm的间隙。
以水松纸前进方向为基准：下游侧干燥气流导槽201中加热杆209的加热功率大一些，越少上游侧的干燥气流导槽201，加热杆209的加热功率就越小，这是为了防止水松纸刚进入干燥区时，干燥温度突然过高，水松纸中水分突然大量蒸发，可能会导致水松纸损伤，导致水松纸粗糙成型问题。通过线性化的逐渐提高干燥温度，线性化的将水松纸中的水分蒸发出来，尽可能的减少干燥蒸发过程中对水松纸的损伤。
同一干燥气流导槽201中：中间位置加热杆209的加热功率小于两侧位置加热杆209的加热功率，气流刚进入干燥气流导槽201时，干燥气流温度不足，需要快速升温，而中间位置的几个加热杆209只要对升温后的气流进行“保温”即可。
干燥器设置了注入腔202，注入腔202位于干燥气流导槽201两侧端，注入腔202朝向干燥气流导槽201一侧设有导气端口204，干燥器2侧端还设置注气顶管203，注气顶管203与注入腔202连通。
一个外部注气管205独立与一个注气顶管203连接，第一流速传感器206、第一阀门207配置在外部注气管205上，干燥器2中间位置设置排出管208，排出管208与干燥气流导槽201连通。
每个干燥气流导槽201中的气流速率可以相同，也可以不相同，不相同时，以水松纸前进方向为基准：上游侧干燥气流导槽201中的气流速率大于下游侧干燥气流导槽201中的气流速率。
请参阅图2，一个排气连管3独立连接着一个排出管208，排气连管3配置有湿度传感器4，排气连管3的湿度传感器4下游端通过三通连接有第一分流支管5、第二分流支管6，第一分流支管5上安装了一个第二阀门7，第二分流支管6上也安装有一个第二阀门7。排气连管3、第一分流支管5、第二分流支管6以及第二阀门7的相互配合功能，通过一个三通结构的控制阀即可完成。另外，所有第二分流支管6都共同连接有集气罐10。
所有第一分流支管5都共同连接有一湿气处理管8，湿气处理管8上安装了一个第一气泵9，第一气泵9位于所有第一分流支管5下游侧。
请参阅图2、图3，热气流回流管11连接在集气罐10下游的出气端，热气流回流管11上依次安装了第二气泵12、温度传感器13和第二流速传感器14。
请参阅图3，热气流回流管11下游端通过三通连接有两个回流分支管15。注入支管16有多个，每个注入支管16都与干燥器2的每个注入腔202水平侧端进行连接，注入支管16上安装了第三阀门17。
干燥器2一侧所有注入支管16共同与其中一个回流分支管15连接，干燥器2另一侧所有注入支管16共同与另一个回流分支管15连接，例如图3中，干燥器2左侧的所有注入支管16都与一个回流分支管15连接，干燥器2右侧的所有注入支管16都与另一个回流分支管15连接。
实施例二、本发明设计了一种水松纸点阵式动态干燥装置的控制方法，包括以下内容：
首先，流水线启动后，水松纸经传送机构匀速前进，所有外部注气管205的第一阀门207打开，气流从外部注气管205、注气顶管203、注入腔202进入干燥气流导槽201中，各个干燥气流导槽201中的加热杆209开始按照系统预设的加热功率进行初始加热。
然后，开始进行湿热气流排出操控：
湿气处理管8上的第一气泵9、热气流回流管11上的第二气泵12开始工作，各个干燥气流导槽201中的气流经过排出管208进入排气连管3，各个排气连管3上的湿度传感器4对排气连管3中气流湿度进行检测。
情形一：若气流湿度Wx不低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管3所连接第一分流支管5的第二阀门7打开、所连接第二分流支管6的第二阀门7关闭，潮湿气流进入第一分流支管5并进入湿气处理管8，湿气处理管8将潮湿的热气流导入水汽分离设备，既回收了水源，也可以将热气流重新二次利用。
情形二：若气流湿度Wx低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管3所连接第二分流支管6的第二阀门7打开、所连接第一分流支管5的第二阀门7关闭，湿度达标热气流进入第二分流支管6并进入集气罐10。
然后，进行相对干燥的热气流回流利用操控：
进入集气罐10中的湿度达标热气流进入热气流回流管11，温度传感器13对气流温度进行检测，记作Tx，热气流回流管11的第二流速传感器14传感检测气流流速，记作Vx。
其中，以水松纸前进方向为基准：系统预设各个干燥气流导槽201所需的干燥气流参考温度依次为{T1，T2，T3，...，Tn}，系统预设各个干燥气流导槽201所需的参考气流流速为{V1，V2，V3，...，Vn}。
系统分析气流温度Tx与{T1，T2，T3，...，Tn}各个干燥气流参考温度之间的大小关系，分析出{T1，T2，T3，...，Tn}中Ts、Ts+1，Ts≤Tx<Ts+1，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽201所连接注入支管16的第三阀门17打开，其它注入支管16的第三阀门17关闭，气流进入符合温度标准的干燥气流导槽201，并分析干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽201所对应的参考气流流速Vs，Vs∈{V1，V2，V3，...，Vn}。
情形一：若气流流速Vx不低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽201所连接外部注气管205的第一阀门207关闭。
情形二：若气流流速Vx低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽201所连接外部注气管205的第一阀门207线性打开，使第一流速传感器206检测到的气流流速为Vs-Vx，同时干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽201中加热杆的功率P与外部注气管205注入气流流速Vs-Vx之间存在关系：F(P)∝F(Vs-Vx)，也就是外部注气管205注入外界气流流速越大，加热杆209的功率就越大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种水松纸点阵式动态干燥装置，水松纸经传送机构匀速前进，匀速前进的水松纸途中配置有朝向水松纸表面的干燥器(2)，其特征在于：
所述干燥器(2)设有多个相互平行的干燥气流导槽(201)，每个干燥气流导槽(201)内都配置有多个加热杆(209)；
以水松纸前进方向为基准：下游侧干燥气流导槽(201)中加热杆(209)的加热功率大于上游侧干燥气流导槽(201)中加热杆(209)的加热功率；
同一干燥气流导槽(201)中：中间位置加热杆(209)的加热功率小于两侧位置加热杆(209)的加热功率；
所述干燥器(2)包括位于干燥气流导槽(201)两侧端的注入腔(202)，所述注入腔(202)朝向干燥气流导槽(201)一侧设有导气端口(204)，所述干燥器(2)侧端还设有与注入腔(202)连通的注气顶管(203)，每个注气顶管(203)连接有外部注气管(205)，所述外部注气管(205)配置有第一流速传感器(206)、第一阀门(207)，所述干燥器(2)中间位置设有与干燥气流导槽(201)连通的排出管(208)；
每个排出管(208)都连接有排气连管(3)，所述排气连管(3)配置有湿度传感器(4)，所述排气连管(3)的湿度传感器(4)下游端通过三通连接有第一分流支管(5)、第二分流支管(6)，所述第一分流支管(5)、第二分流支管(6)各自都独立配置有第二阀门(7)；
所有第一分流支管(5)都共同连接有一湿气处理管(8)，所述湿气处理管(8)配置有位于所有第一分流支管(5)下游侧的第一气泵(9)；
所有第二分流支管(6)都共同连接有集气罐(10)，所述集气罐(10)下游连接热气流回流管(11)，所述热气流回流管(11)依次配置有第二气泵(12)、温度传感器(13)和第二流速传感器(14)，所述热气流回流管(11)下游端通过三通连接有两个回流分支管(15)；
所述干燥器(2)的每个注入腔(202)水平侧端都连接一个注入支管(16)，所述注入支管(16)配置有第三阀门(17)，所述干燥器(2)一侧所有注入支管(16)共同与其中一个回流分支管(15)连接，所述干燥器(2)另一侧所有注入支管(16)共同与另一个回流分支管(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，其特征在于：
所述干燥气流导槽(201)分布方位与水松纸运动方向相互垂直。
3.根据权利要求1所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，其特征在于：
所述干燥器(2)内设有多个相互平行的横隔板(210)，相邻的干燥气流导槽(201)通过横隔板(210)隔开，所述横隔板(210)下侧端与水松纸表面之间存在2～5mm间隙，所述加热杆(209)下侧端与水松纸表面之间存在2～5mm间隙。
4.根据权利要求1所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，其特征在于：
所述干燥气流导槽(201)中多个加热杆(209)横向分布的范围与水松纸横向宽度相配合。
5.根据权利要求1所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，其特征在于：
每个干燥气流导槽(201)中的气流速率相同。
6.根据权利要求1所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，其特征在于：
以水松纸前进方向为基准：上游侧干燥气流导槽(201)中的气流速率大于下游侧干燥气流导槽(201)中的气流速率。
7.一种水松纸点阵式动态干燥装置的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的一种水松纸点阵式动态干燥装置，包括以下内容：
S1.水松纸经传送机构匀速前进，所有外部注气管(205)的第一阀门(207)打开，气流从外部注气管(205)、注气顶管(203)、注入腔(202)进入干燥气流导槽(201)中，各个干燥气流导槽(201)中的加热杆(209)开始按照系统预设的加热功率进行初始加热；
S2.湿气处理管(8)上的第一气泵(9)、热气流回流管(11)上的第二气泵(12)开始工作，各个干燥气流导槽(201)中的气流经过排出管(208)进入排气连管(3)，各个排气连管(3)上的湿度传感器(4)对排气连管(3)中气流湿度进行检测：
若气流湿度Wx不低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管(3)所连接第一分流支管(5)的第二阀门(7)打开、所连接第二分流支管(6)的第二阀门(7)关闭，潮湿气流进入第一分流支管(5)并进入湿气处理管(8)；
若气流湿度Wx低于系统预设的参考湿度Wb，则排气连管(3)所连接第二分流支管(6)的第二阀门(7)打开、所连接第一分流支管(5)的第二阀门(7)关闭，湿度达标热气流进入第二分流支管(6)并进入集气罐(10)；
S3.进入集气罐(10)中的湿度达标热气流进入热气流回流管(11)，温度传感器(13)对气流温度进行检测，记作Tx，热气流回流管(11)的第二流速传感器(14)传感检测气流流速，记作Vx；
其中，以水松纸前进方向为基准：系统预设各个干燥气流导槽(201)所需的干燥气流参考温度依次为{T1，T2，T3，...，Tn}，系统预设各个干燥气流导槽(201)所需的参考气流流速为{V1，V2，V3，...，Vn}；
系统分析气流温度Tx与{T1，T2，T3，...，Tn}各个干燥气流参考温度之间的大小关系，分析出{T1，T2，T3，...，Tn}中Ts、Ts+1，Ts≤Tx<Ts+1，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽(201)所连接注入支管(16)的第三阀门(17)打开，气流进入符合温度标准的干燥气流导槽(201)，并分析干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽(201)所对应的参考气流流速Vs：
若气流流速Vx不低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽(201)所连接外部注气管(205)的第一阀门(207)关闭；
若气流流速Vx低于参考气流流速Vs，则干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽(201)所连接外部注气管(205)的第一阀门(207)线性打开，使第一流速传感器(206)检测到的气流流速为Vs-Vx，同时干燥气流参考温度为Ts的干燥气流导槽(201)中加热杆的功率P与外部注气管(205)注入气流流速Vs-Vx之间存在关系：F(P)∝F(Vs-Vx)。
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