CN204626153U - 一种办公废纸再生设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种办公废纸再生设备，包括壳体、纸张粉碎模块、制浆模块、抄纸模块、烘干模块和废水处理模块；壳体为长方体，内部为空心结构，纸张粉碎模块包括吸纸机构和粉碎腔，粉碎腔在壳体左边的上半部分，吸纸机构在粉碎腔右边顶部；制浆模块包括打浆室和添加剂箱，打浆室位于粉碎腔下面，添加剂箱在粉碎腔的右边，吸纸机构的下方；抄纸模块在添加剂箱的下边；烘干模块包块传送带和辊筒，位于壳体右边的上半部分，并延伸至抄纸模块的下面；废水处理模块位于打浆室的右边，烘干模块的下边。本设备占用空间小，操作简便，再造纸效率高，材料循环利用率高，对环境无污染。可在办公环境下使用。

Description

一种办公废纸再生设备

技术领域

本实用新型属于办公用品领域，具体涉及一种办公废纸再生设备。

背景技术

能源和环保问题成为政府日益关注的问题。2006年来国家陆续出台了倡导低能耗绿色办公的政策法规，甚至宣布“未来所有财政拨款的采购都将优先考虑节能产品”。另一方面，居高不下的日常办公成本困扰着越来越多的企业。由此，一系列环保节能产品应运而生，从佳能、惠普等品牌的节能打印机，到亚商诺威的环保复印纸，有专家预测，环保与节能将在未来几年中办公采购市场中唱主角。环保问题日益被重视，使得国内不少纸张生产企业与办公用纸消费者在生产和购买纸品是也开始将环境无害化考虑在首位。

针对办公废纸回用这一问题，国外研制了诸多的设备.2009年Papierfabrik Palm公司的子公司英国Palm Paper公司正式启动全球最大的再生新闻纸机印刷技术，研发了一台再生纸设备PM7纸机；这台备受瞩目的PM7纸机的净宽为10.63米，每年大约能生产400万吨新闻纸，但是由于其体积过大、造价过高，这台设备并不能应用于办公环境下。2010年日本Oriental CoLtd.公司研发了一款名叫“白山羊”的机器，使用一个自动化系统，操作方法也很简单，可以在30分钟内将40张A4纸制成一卷厕纸。但是它重达60公斤的重量，以及高达10万美元的售价让众多公司望而却步。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种办公废纸再生设备，本设备占用空间小，操作简便，再造纸效率高，材料循环利用率高，对环境无污染。可在办公环境下使用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种办公废纸再生设备，包括壳体、纸张粉碎模块、制浆模块、抄纸模块、烘干模块和废水处理模块；壳体为长方体，内部为空心结构，纸张粉碎模块包括吸纸机构和粉碎腔，粉碎腔在壳体左边的上半部分，吸纸机构在粉碎腔右边顶部；制浆模块包括打浆室和添加剂箱，打浆室位于粉碎腔下面，添加剂箱在粉碎腔的右边且位于吸纸机构的下方；抄纸模块在添加剂箱的下边；烘干模块包块传送带和辊筒，位于壳体右边的上半部分，并延伸至抄纸模块的下面；废水处理模块位于打浆室的右边且位于烘干模块的下边。

所述吸纸机构包括辊子、收容室和收容室盖子，所述辊子有若干个，分别安装在收容室内部和收容室盖子上，每个辊子由多个安装在一根轴上的短辊子组成，收容室盖子闭合后，安装在上面的辊子与收容室内部的辊子完全啮合，进入收容室之前的辊子为碎纸辊。

所述粉碎腔呈不规则的菱形，在菱形夹角处安装有交流电机，交流电机轴上安装有两层螺旋桨式刀片，螺旋桨式刀片呈90°交错安装，并且螺旋桨式刀片与吸纸机构垂直。

所述打浆室包括外壁、内壁、螺旋式搅拌器和循环泵，外壁的底面有出浆孔，外壁的圆筒面顶部有入浆孔，出浆孔和入浆孔分别与循环泵的入口和出口连接；内壁圆筒表面有粗糙凸起，并且均匀分布着若干渗浆孔；添加剂箱内有若干个空腔，每个空腔都装有带控制器的阀门，阀门上的控制器分别与单片机的输出端连接。

所述传送带采用层叠式装配，由三个独立传送带组成，分别呈不规则七边形，不规则四边形和倒三角形，三个独立传送带外圈刚好啮合；辊筒包括脱水辊、导网辊、导纸辊和烘干辊，延伸至抄纸模块的下面的传送带使用导网辊，不规则七边形传送带和不规则四边形传送带啮合部分使用脱水辊，不规则四边形传送带和倒三角传送带啮合部分使用烘干辊，倒三角传送带独立部分使用导纸辊；烘干辊为空心结构，内置有电阻丝。

所述废水处理模块底面装有四个轮子，包括反应池、搅拌器、挡板、接触池、分离室、刮渣机和气浮池，反应池位于废水处理模块左侧，里面装有搅拌器；反应池和接触池由挡板隔开，两池底部相通；接触池与气浮池由挡板隔开，两池上部相通；分离室位于气浮池的上半部分；集渣槽在气浮池右边上半部分，刮渣机安装在集渣槽上，正好与液面接触。

本实用新型的工作原理为：

本设备由五大系统组成，分别为传动系统、动力系统、传感系统、控制系统、交互系统。将废纸放入废纸收容室，废纸入口处送纸辊吸取纸张进入到粉碎腔，螺旋桨式刀片将纸张粉碎并送入打浆室利用打浆叶片循环正反转进行浸解、打浆处理，以制造适宜浓度的纸浆。外置水泵从腔室底部抽取废纸浆液再次注入腔室从而实现循环打浆。在此同时，分解剂及其它添加剂将由单片机控制剂量添加到打浆室。水泵将纸浆液通过过滤阀从打浆系统抽取至抄纸模块形成“纸胎”，匀浆辊使浆料更加平整，以形成厚薄均匀的纸张。通过两级脱水辊对纸进行滚压脱水，并由多个圆柱辊将纸传送至烘干平台烘干。通过电热板对纸张进行烘干，同时，两对烘干辊对纸张进行烘干，最后切纸机构将纸切成要求规格，成品纸输出。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型体积小、操作简单，易于推广，实现办公领域废弃纸张的再利用。

(2)本实用新型通过单片机控制四通磁阀实现对未满足条件的浆料实现循环打浆使浆料得到充分细化，实现多重节能的效果。

(3)本实用新型采用碎纸辊对废纸进行预碎处理，提高碎纸效率。

(4)本实用新型参考化工生产工艺，在打浆过程采用化学综合法对废弃办公用纸进行脱墨处理，从而较大程度上降低成品纸的ERIC值(有效残余油墨浓度)，使成品纸白度提高，从而拓展了再生纸的应用领域。

(5)本实用新型传送带采用层叠式装配，有效的缩小了设备体积。并在传送带中设置若干有内置电阻丝(可达120℃)的烘干辊，保证成品纸烘干效果。

(6)本实用新型拥有合理的人机交互界面，从而更加方便使用者的操作，更易上手。

附图说明

图1为本实用新型的系统构成图；

图2为本实用新型的主视图示意图；

图3为本实用新型的俯视图示意图；

图4-1和图4-2分别为本实用新型的左视图示意图和左视图的局部放大图；

图5为本实用新型的结构简图；

图6为本实用新型的纸张粉碎模块示意图；

图7为本实用新型的制浆模块示意图；

图8为本实用新型的烘干模块示意图；

图9为本实用新型的废水处理模块示意图；

其中，1为废水处理模块，1-1为反应池，1-2为接触池，1-3为气浮池，1-4为进水口，1-5为溶气水，1-6为集渣槽，1-7为排渣孔，1-8为出水口，2为抄纸模块，3为烘干模块，3-1为脱水传送带，3-2为烘干传送带，3-3为导致传送带，4为壳体，5为控制系统，6为纸张粉碎模块,6-1为吸纸机构，6-2为粉碎腔，6-3为废纸收容室，7为制浆模块，7-1为打浆室，7-2为添加剂箱。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种办公废纸再生设备，采用了子系统模块化的设计理念，把一个复杂的系统分解为传动系统、动力系统、控制系统、传感系统和交互系统五个子系统，其中传动系统又分为五个模块。

如图2—5所示，一种办公废纸再生设备的传动系统，包括壳体4、对纸张进行粉碎处理的纸张粉碎模块6、对废纸进行浸解和打浆处理制造废纸纸浆的制浆模块7、进行纸浆造纸的抄纸模块2、干燥初成型湿纸的烘干模块3和处理设备供水的废水处理模块1。壳体4为长方体，有不锈钢板制成，内部为空心结构，罩在整台设备的外面。如图6所示，纸张粉碎模块6包括吸纸机构6-1、粉碎腔6-2和废纸收容室6-3，粉碎腔6-2在壳体4左边的上半部分，位于整台设备的左上角位置，与废纸收容室6-3相通，粉碎腔6-2顶部有可以掀起的密封盖，底部与打浆室之间装有拉开门，拉开门上安装有压力传感器，用于检测纸张粉碎模块产生碎纸的重量并将信号传送到控制系统，控制系统再根据信号计算出用水量进而控制水泵抽水时间，并且关闭粉碎电机和吸纸机构电机；吸纸机构6-1在粉碎腔6-2右边顶部，位于废纸收容室6-3内，由安装在盖子上的外部送纸辊和安装在收容室里面的内部送纸辊组成，送纸辊有两种，一种是表面包胶的橡胶辊，另一种是表面滚花的金属辊，收容室底部设有放置办公废纸的送纸盘，安装在盖子上的外部送纸辊在盖子闭合后能与内部送纸辊啮合而保持同步转动，外部送纸辊采用橡胶辊，能与叠放在送纸盘上的纸张的上表面接触，通过摩擦力将纸导入吸纸机构，进入粉碎腔6-2之前的送纸辊采用的是金属辊，其表面的滚花可以通过滚压切碎纸张，使纸张在进入粉碎腔前6-2提前进行初步的粉碎处理，从而达到粉碎更彻底。如图7所示，制浆模块7包括打浆室7-1和添加剂箱7-2，打浆室7-1位于粉碎腔6-2下面，添加剂箱7-2在粉碎腔6-2的右边且位于吸纸机构6-1的下方；打浆室7-1对已粉碎的纸片进行浸解、打浆处理，具有两层结构，内部安装有通过离合器实现连续正反转的螺旋式搅拌器，内壁表面有粗糙突起以增大纸浆的扰动，使打浆更充分，并且内壁均匀分布着渗浆孔，使达标的精细纸浆通过渗浆孔渗到内外壁之间的夹缝里等待直接利用，通过外置水泵从腔室底部抽取废纸浆液再次注入腔室从而实现循环打浆。添加剂箱7-2中存放脱墨剂及其它添加剂，由单片机控制剂量添加到打浆室完成脱墨过程，本过程参考化工生产工艺，利用化学综合法对废弃办公用纸进行脱墨处理，从较大程度上降低成品纸的ERIC值(有效残余油墨浓度)，使成品纸白度更高。试剂在碎浆机里投放顺序是：废纸料→脱墨辅料→脱墨剂→碎浆25---30分钟→漂白剂→碎浆10分钟→放浆；抄纸模块2在添加剂箱7-2的下边，抄纸模块2又称“网前箱”，为现有技术，这里不再展开论述。主要包括使适当浓度的浆流分布成与造纸铜网宽度相同并在整个幅宽上流量一致的布浆器、使网上浆料流速进一步稳定的整流器、堰池、将浆料以某一角度喷到铜网上，以形成厚薄均匀纸张的堰板(唇板)喷口。如图8所示，烘干模块3包块传送带和辊筒，位于壳体右边的上半部分，并延伸至抄纸模块的下面；浆料从通过堰板喷口喷射到导网辊的铜网上之后，在网布上形成湿纸页并靠浆料重力进行脱水，随后纸张进入脱水辊驱动的相互挤压的网状传送带进行挤压脱水，网状传送带的内测有脱水板，可以使两网状传送带收拢，并刮走滤出的水分，具有脱水效果好，占地面积小，纸页的两面一致，纤维结合均匀等特点，经过脱水后的纸张进入安装有烘干辊的传送带区域，烘干辊内置有电阻丝(可达120℃)，保证成品纸烘干效果，每两个烘干辊之间装有烘干板，烘干板上面装有温度传感器，优选的，选用具有独特的一线接口的数字式温度传感器DS18B20。只需要一条口线通信，多点能力，简化了分布式温度传感应用，当温度达到预设值时，系统停止加热，低于预设值时继续加热，温度采集在控制纸浆烘干时对提高纸张的干度，同时改善纸页的表面性质，消除网痕和增加平滑度、紧度和强度等质量指标起着决定作用，最后烘干后的纸张由导纸辊导出，再经剪裁等后续工序直至成品纸输出。如图9所示，废水处理模块位1于打浆室的右边且位于烘干模块的下边，废水处理模块1底面装有四个轮子；该模块包括反应池1-1、搅拌器、挡板、接触池1-2、分离室、刮渣机和气浮池1-3，反应池1-1位于废水处理模块左侧，里面装有搅拌器；反应池1-1和接触池1-2由挡板隔开，两池底部相通；接触池1-2与气浮池1-3由挡板隔开，两池上部相通；分离室位于气浮池的上半部分；集渣槽1-6在气浮池右边上半部分，刮渣机安装在集渣槽上，正好与液面接触。其处理过程为：废水由反应池1-1上方的入水口1-4进入，加入絮凝剂经搅拌器搅拌均匀，由反应池1-1和接触池1-2之间的挡板底部进入接触池1-2，通过向接触池1-2底部通入容器水，使颗粒粘附在上浮的气泡上经接触池1-2和气浮池1-3之间的挡板上面进入气浮池1-3，刮渣机将絮凝后的废物刮到集渣槽1-6内并由排渣孔1-7排出。经过处理后达标的用水由出水口1-8排出。

所述吸纸机构包括辊子、收容室和收容室盖子，所述辊子有若干个，分别安装在收容室内部和收容室盖子上，每个辊子由多个安装在一根轴上的短辊子组成，收容室盖子闭合后，安装在上面的辊子与收容室内部的辊子完全啮合，进入收容室之前的辊子为碎纸辊。

所述粉碎腔呈不规则的菱形，在菱形夹角处安装有交流电机，交流电机轴上安装有两层螺旋桨式刀片，螺旋桨式刀片呈90°交错安装，并且螺旋桨式刀片与吸纸机构垂直。

所述打浆室包括外壁、内壁、螺旋式搅拌器和循环泵，外壁的底面有出浆孔，外壁的圆筒面顶部有入浆孔，出浆孔和入浆孔分别与循环泵的入口和出口连接；内壁圆筒表面有粗糙凸起，并且均匀分布着若干渗浆孔；添加剂箱内有若干个空腔，每个空腔都装有带控制器的阀门，阀门上的控制器分别与单片机的输出端连接。

所述传送带采用层叠式装配，由三个独立传送带组成，脱水传送带3-1呈不规则七边形，烘干传送带3-2呈不规则四边形，导纸传送带3-3呈倒三角形，三个独立传送带外圈刚好啮合；辊筒包括脱水辊、导网辊、导纸辊和烘干辊，延伸至抄纸模块的下面的传送带使用导网辊，不规则七边形传送带和不规则四边形传送带啮合部分使用脱水辊，不规则四边形传送带和倒三角传送带啮合部分使用烘干辊，倒三角传送带独立部分使用导纸辊；烘干辊为空心结构，内置有电阻丝。

动力系统用到的电源多样，包括：220V交流电、12V直流电和5V直流电。其中，220V交流电给交流电动机供电，12V驱动直流电机，5V供单片机工作。采用线性电源供电模块，将220V的交流电经过变压器，变换成12V的交流电，经整流、滤波、稳压得到的直流电压给负载提供电能。线性电源电压稳定度及负载稳定度高，输出纹波电压小，电路的瞬态响应速度快，电路结构简单，没有高频干扰。该动力系统中主要有三种电机，包括：交流电机、直流电机和伺服电机。其中，碎纸电动机M2和打浆电动机M3功率要求比较大，控制精度相对粗糙，宜采用交流电动机。因为设备主要应用于办公场所，供电为220V的单相交流电，所以应该使用单相交流电动机。直流电机，系统中送纸电动机M1，抽水电动机M4，皮带传送电动机M5，所需功率不大并且需要平稳控制，宜采用直流电动机。直流电机的驱动采用电机驱动芯片L298，L298可以提供电机旋转所需要的大电流，并且把控制电路和驱动电路通过光电耦合器分开，保证了单片机可以正常工作，可方便的控制电机。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，系统中伺服电机用于控制粉碎腔的拉开门，使被打碎的纸张能够进入到打浆室当中，并且通过定时可以保证纸张在未被完全粉碎前始终在粉碎腔中，而不会流入到打浆室内。

控制系统采用微控制器模块，采用增强型低压超低功耗STC51单片机STC12LV5410AD。该单片机具有宽电压和宽温度范围(-40℃～85℃)的特点，适应恶劣环境。功耗极低(正常工作模式:典型功耗2mA-4mA)，掉电模式可由外部中断唤醒,十分适用于电池供电系统。自带AD转换器，方便使用模拟量传感器。废水处理模块的水阀控制采用数字式多段电磁阀作为水阀控制装置，由多重传感器采集的信号经过微控制器处理分析后输出数字信号直接控制该数字电磁阀。相比于传统的机械式控制阀精度高。该循环系统包括循环泵、四个电磁水阀，四个电磁水阀K1、K2、K3、K4分别安装在打浆室顶部入口、抄纸模块、打浆室底部出口和水箱出口；通过控制水阀的闭合实现流体的三个流动通路。流动通路1：K1、K4开，K2、K3闭，水泵从水箱抽水至打浆室，为打浆准备；流动通路2：K1、K3开，K2、K4闭，水泵从打浆室底部抽取纸浆液再次注入腔室从而实现循环打浆；流动通路3：K2、K3开，K1、K4闭,水泵从打浆室底部抽取纸浆到抄纸模块，进入抄纸环节。

传感系统在设备运行时，操作人只需将纸张放入收容室，收容室的传感器感应到信号，并传递给单片机，使外部送纸辊开始动作将收容室里的纸张送入粉碎腔。纸张在粉碎腔内被精细粉碎后聚集在粉碎腔底部，当质量达到一定程度后，压力传感器反馈信号给单片机，由单片机控制底部腔室门打开，碎纸屑进入打浆室。与此同时，脱墨剂也将由单片机控制剂量添加到打浆室，在打浆过程中完成脱墨。随后，浆液经过抄纸模块后形成湿纸页进入传送带，在传送过程中设置有若干烘干辊，安装在位于烘干辊之间的烘干板上的温度传感器采集烘干温度，并将信号传给单片机，再由单片机控制烘干辊中的电阻丝，实现对温度的实时监控和调节。

人机交互系统主要有控制命令输入的按键和负责显示菜单的液晶屏。采用液晶菜单，使人机操作界面友好，可以选择纸张的大小，更方便整个系统的控制，实现了人机交互。另外可以将温度显示到液晶屏上，使系统更加安全可靠。作为系统输入的媒介，按键输入的操作和控制在系统中起着桥梁的作用，使用者可以通过按键很方便的输入自己想传达的指令，系统接收到指令后进行相关的动作。按键输入和液晶菜单一起构成了系统的输入输出结口，实现了完备的人机交互界面。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种办公废纸再生设备，其特征是：包括壳体、纸张粉碎模块、制浆模块、抄纸模块、烘干模块和废水处理模块；壳体为长方体，内部为空心结构，纸张粉碎模块包括吸纸机构和粉碎腔，粉碎腔在壳体左边的上半部分，吸纸机构在粉碎腔右边顶部；制浆模块包括打浆室和添加剂箱，打浆室位于粉碎腔下面，添加剂箱在粉碎腔的右边且位于吸纸机构的下方；抄纸模块在添加剂箱的下边；烘干模块包块传送带和辊筒，位于壳体右边的上半部分，并延伸至抄纸模块的下面；废水处理模块位于打浆室的右边且位于烘干模块的下边。

2.如权利要求1所述的一种办公废纸再生设备，其特征是：所述吸纸机构包括辊子、收容室和收容室盖子，所述辊子有若干个，分别安装在收容室内部和收容室盖子上，每个辊子由多个安装在一根轴上的短辊子组成，收容室盖子闭合后，安装在上面的辊子与收容室内部的辊子完全啮合，进入收容室之前的辊子为碎纸辊。

3.如权利要求1所述的一种办公废纸再生设备，其特征是：所述粉碎腔呈不规则的菱形，在菱形夹角处安装有交流电机，交流电机轴上安装有两层螺旋桨式刀片，螺旋桨式刀片呈90°交错安装，并且螺旋桨式刀片与吸纸机构垂直。

4.如权利要求1所述的一种办公废纸再生设备，其特征是：所述打浆室包括外壁、内壁、螺旋式搅拌器和循环泵，外壁的底面有出浆孔，外壁的圆筒面顶部有入浆孔，出浆孔和入浆孔分别与循环泵的入口和出口连接；内壁圆筒表面有粗糙凸起，并且均匀分布着若干渗浆孔；添加剂箱内有若干个空腔，每个空腔都装有带控制器的阀门，阀门上的控制器分别与单片机的输出端连接。

5.如权利要求1所述的一种办公废纸再生设备，其特征是：所述传送带采用层叠式装配，由三个独立传送带组成，分别呈不规则七边形，不规则四边形和倒三角形，三个独立传送带外圈刚好啮合；辊筒包括脱水辊、导网辊、导纸辊和烘干辊，延伸至抄纸模块的下面的传送带使用导网辊，不规则七边形传送带和不规则四边形传送带啮合部分使用脱水辊，不规则四边形传送带和倒三角传送带啮合部分使用烘干辊，倒三角传送带独立部分使用导纸辊；烘干辊为空心结构，内置有电阻丝。

6.如权利要求1所述的一种办公废纸再生设备，其特征是：所述废水处理模块底面装有四个轮子，包括反应池、搅拌器、挡板、接触池、分离室、刮渣机和气浮池，反应池位于废水处理模块左侧，里面装有搅拌器；反应池和接触池由挡板隔开，两池底部相通；接触池与气浮池由挡板隔开，两池上部相通；分离室位于气浮池的上半部分；集渣槽在气浮池右边上半部分，刮渣机安装在集渣槽上，正好与液面接触。