CN101748661B - 一种用纸浆制造纸管的方法和机械 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用纸浆直接生产纸管的方法和机械。现行“铸模法”机械动作复杂，加热效率低，制造成本高。用本发明的装置真空网模芯凭真空吸力两次在不同的浆池中抄纸制成复合纸管坯；内燃式燃气加热定型辊构成环形将纸管坯围于其中旋转、碾压、加热、同时真空内吸、使其快速脱水定型。抄纸只需主轴转一定角度，加热定型采用真空高温技术，实现了全自动控制，机械和热效率都非常高。解决了用廉价劣质纸浆制造纸管保质量和卫生安全的问题，有效降低了纸管制造成本。特别适合于制造各种锥度的纺织用纸管。

Description

一种用纸浆制造纸管的方法和机械

技术领域

本发明涉及纸管的制造方法和机械。

背景技术

用纸浆直接制造纸管是替代用纸板制造纸管传统工艺的发展趋势。目前此领域已有不少方案付诸实施，用专利检索网在名称字段以“％纸浆％纸管％”为关键词检索到申请号分别为02143870.6和200610085243.5及94108470.1的专利信息反映了基本技术状况：(一)抄纸形成纸管坯的技术，基本都属于“铸模法”，即：使纸浆进入由内外铸模具构成的闭合腔中，压缩脱水得到湿纸管坯，其中纸浆入模有泵吸入、泵压入、机械压入等，压缩的方向有沿模具径向、轴向、从内向外、从外向内，压缩方式有机械、气动、液压等，(二)加热定型技术，是用加压、加热方法使湿纸管坯在干燥中固化，具体方法大致有带着铸模加热和脱模移至专门加热装置(塑模)加热，热源形式主要是蒸汽、热风。然而用这些技术生产的纸管并未在需求量最大的纺织行业推广，究其原因主要是：(1)“铸模法”必须有“浆进入、挤出水、脱出活”三步动作，其机械必然相对复杂，(2)带着铸模加热热量浪费严重，(3)定型必须托于模具因而影响加热效率，(4)热源装置庞大复杂。现状说明此领域技术尚且效率低、成本高，不能满足市场需求。

发明内容

针对本领域技术不足，着重于提高效率，发明如下内容：

1)一种利用负压吸浆形成纸管坯的装置-真空网模芯，(见(附图1)实线部分)真空网模芯由网体WMX和齿轮座CLZ组成。网体WMX外形轮廓同纸管的内轮廓，用低导热系数、不锈的有机材料制成，中空、表面密布沟槽W2、槽底密布小孔W3通中孔、覆盖一层不锈钢网W1，有良好的透气性。齿轮座CLZ由金属制成，以螺丝与网体连接，其表面有上下两圈齿轮C1、C2用以接受和传递动力，中空、内壁镶嵌铜套TT和密封圈MQ以使与真空网模芯一起套在空心轴B上转动灵活、且有良好的气密性。本装置体积小、结构简单，既可替代铸模生成纸管坯、又可以在加热定型工序中充当塑模的一部分。

2)用真空网模芯抄纸生产纸管的方法(见(附图1)虚线部分)，水平设置的空心主轴A一端有驱动装置，另一端有气密连接装置连通真空源(负压-0.05至-0.06MP)，主轴上垂直连接若干空心的支轴B，真空网模芯套在支轴B上，真空网模芯可绕B轴自转、也可随主轴A公转，在主轴下方设有纸浆池J1、J2，主轴携真空网膜芯转至G2、G3位置时没入浆池，此时开启真空，纸浆吸附于真空网模芯上形成湿纸管坯。调节真空网膜芯在池滞留时间和真空度可控制纸管壁厚度。主轴继续转至位置G4进行加热定型，之后再转至位置G1取下纸管，完成一个制管周期。此法采用真空网膜芯仅以主轴转动一定角度就可实现“铸模法”三步动作才能完成的功能，因而效率大增、且设备得以简化。

3)一种用不同浆料双层复合制管的方法(见(附图1)虚线部分)，主轴A携真空网模芯从起始位置G1先转到位置G2、于浆池J1中吸附较劣质的纸浆形成纸管的基础层，再转到位置G3、于浆池J2中吸附一层较优质的纸浆作为面层，当主轴A转到位置G4后两层经辊压、加热紧密复合为一体(期间负压持续保持)。此法解决了其它方法若使用劣质或废纸浆制造纸管无法确保质量和卫生安全的问题，有效降低了纸管制造成本。

4)一种用于对湿纸管坯加热定型的装置-内燃式燃气加热定型辊JRG(见(附图2)，由辊筒体GT、接头JT、轴座ZZ、燃气喷嘴PZ、调节帽TJ组成。辊筒筒体为铸钢件，外轮廓线与纸管吻合，空腹作为燃烧室，壁厚约6毫米，外壁有花纹以对纸管压花，表面喷涂聚四氟乙烯以防高温下与纸浆粘连。接头JT中空、是燃气与空气的预混室HS，用螺丝与辊筒筒体连接，连接端面有外部通燃烧室的二次通气孔QK、有预混室往燃烧室的喷火出口HK，其外圈有齿轮C2J在工作时与C2啮合，辊筒筒体与接头结合后其两端有滚珠轴承ZC分别与上支架ZJ和通过轴座ZZ与下支架相连，使其转动灵活。中空的轴座ZZ内插燃气喷嘴PZ，喷出的燃气在喉部HB与由调节帽TJ上进气孔JQ进入的空气混合后进入预混室，火焰从燃烧室底部喷向其内壁，热气贴内壁上升从上出口CK排出。调节燃气喷量使本辊有两个状态：工作状态、温度150-260℃；等待状态、仅保留火种。本装置温度高、热量大，体积小，取代了庞大的热源装置(如锅炉等)；与真空网模芯一起取代了传统加热的塑模装置，由于采用直接内燃技术、无热能的转换环节和中间传递过程，所以热效率为本领域现有各类加热装置无法比拟。

5)一种用于加热定型湿纸管坯的方法-环辊式加热定型法，本方法采用内燃式燃气加热定型辊组RGZ(见附图3))围成可开合的环形，平时张开置于主轴工作位置G4两侧，当真空网模芯携湿纸管坯转入位置G4时，环形闭合(见(附图4))，期间外部动力由链条ZL、LT经互相啮合的齿轮QD、C1/C2、C2J使周围的加热定型辊与湿纸管坯同步转动(见(附图5))；在转动中对湿纸管坯径向施加压力、传递热量；同时真空网膜芯保持负压，将产生的蒸汽抽走。这一过程中真空网模芯起塑模的内模作用、加热定型辊起塑模的外模作用。通过调节转速、加热定型辊的压力、温度、真空网模芯真空度、时间来控制纸管的质量和生产效率。本过程结束前先撤负压使纸管与真空网模芯间松动以便脱模。此法没有湿纸管坯的转移过程，解决了现有技术纸管坯不脱铸模加热无功热损耗高和难脱模的问题，由于采用了内燃式加热定型辊和真空加热技术，所以效率比其它方法倍增。

6)一种纸管生产中利用热能的方法(见(附图6))，湿纸管坯形成后未经滚压和在负压使其逐渐压缩变密实之前有一段时间(10秒左右)呈疏松良好透气状态，此时直接用等离子态燃气火焰喷射装置PHK烘烤湿纸管坯，在负压作用下热量贯穿纸管壁达深层，从整体上迅速将其自常温加热到100℃，控制火焰温度和时间使不致表面烧焦。这一方法还可以有效防止使用高温加热辊易产生辊面“粘糊”的问题。

附图说明

附图1是真空网模芯、主轴A、支轴B的结构图(实线部分)及纸管生产过程中其位置变化图(虚线部分)，为A轴径向剖视图

附图2是内燃式燃气加热定型辊结构图，为侧向剖视图

附图3是环辊式加热定型法热辊组张开态图，为G4位置B轴径向俯视图

附图4是环辊式加热定型法热辊组闭合态图，为G4位置B轴径向俯视图

附图5是环辊式加热定型法动力传递图，为三维示意图

附图6是直喷火焰加热的三维示意图

附图7是纸管制造机总体结构图，为三维示意图。

具体实施方式

采用上述发明的纸管制造机总体结构见(附图7)，前文及附图1至6已描述了本机的一个工作单元，长度3米的主轴A1、A2各并联10个工作单元，两根主轴并列分别用两个减速电机DJ1、DJ2驱动，时序分开使其一根(A2)处于吸浆状态；另一根(A1)处于加热定型状态。各单元旋转动力由减速电机DJ3经主链条ZL提供。各加热定型辊组RGZ的开启动作由软钢丝绳接绕驱动轴C1、C2；微型减速电机DJ4、DJ5旋转同步拉动，闭合靠自身弹簧。真空源装置、供浆装置均采用常规技术。在机器上部设置干燥窑GZY收集利用直喷火焰、加热定型辊的废热以烘干纸管。整机封闭于保护罩中仅留取活窗口，排气口轴流排风使燃气废气不致泄露。本机器自动控制***按下表时序进行控制：

序号

历时秒

主轴转动

RGZ状态

喷火

JRG火

主轴真空

起始信号

终止信号

意义

T1

任意

停于G1

开

停

小

停

触G1开关

按启动键

取活待机

T2

0.5

G1至G2

开

停

小

停

启动键

触G2开关

T3

6-10

停于G2

开

停

小

开

触G2开关

T3延时器

吸主浆

T4

1.5

G2至G3

开

停

小

开

T3延时到

触G3开关

T5

6-10

停于G3

开

停

小

开

触G3开关

T5延时器

吸面浆

T6

0.7

G3至G4

开

停

小

开

T5延时到

触G4开关

T7

8-15

停于G4

开

喷

小

开

触G4开关

T7延时器

喷火

T8

40-90

停于G4

合

停

大

开

T7延时到

T8延时器

加热定型

T9

1-5

停于G4

合

停

小

停

T8延时到

T9延时器

碾松

T10

0,5

停于G4

开

停

小

停

T9延时到

RGZ已张

T11

0.5

G4至G1

开

停

小

停

RGZ已张

触G1开关

取活待机

使按下启动键后一切自动进行，只等取活。实施效果：产量：600个/小时至800个/小时，消耗：纸浆(干)30至40千克/小时；人工、2人其中一人值机取活一人辅助备料；电、小于6度/小时；燃气(液化气)、少于15千克/小时；水、少于30千克/小时，排放：无固体液体排放。

Claims (7)

1.一种用纸浆制造纸管的机械，其特征是：用真空网模芯抄纸产生纸管坯和作为纸管加热定型的内模，用内燃式燃气加热定型辊及其组成的环辊式加热定型辊组(RGZ)当外模、对湿纸管坯加热定型，用主轴组合并控制真空网模芯在浆池与加热定型工作位置(G4)间运行完成制管，在湿纸管坯尚呈疏松透气状态时用等离子态燃气火焰喷射装置(PHK)直接对纸管坯加热。

2.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述真空网模芯由网体和齿轮座组成，网体由低导热系数不锈刚性材料制成，外形轮廓同纸管的内轮廓，网体中空、外包滤网、有良好的透气性，齿轮座可套在通负压源的空心轴上受驱动旋转、有良好的气密性，当其在纸浆池中时负压吸引纸浆附于网面形成纸管坯，当携纸管坯进行加热定型时其充当内模、并通过其将产生的蒸汽抽走。

3.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述主轴是水平设置的空心轴，通过气密连接装置连接负压源，具有驱动装置，其上垂直地连接若干空心的支轴，使各真空网模芯套在支轴上一起随主轴旋转、由起始位置(G1)起先后到两抄纸位置(G2、G3)形成不同浆料的复合纸管坯、再到加热定型工作位置(G4)制成纸管、最后返回起始位置完成一次纸管周期，各位置的滞留时间、真空度及其作用时间可调。

4.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述内燃式燃气加热定型辊的辊筒筒体为金属件、空腹结构，辊筒体侧视轮廓线与纸管相吻合、辊压湿纸管坯可对其加热和塑形，空腹内有燃烧室和燃气与空气预混室，有燃气喷嘴、二次通气孔、调节帽，可调控燃烧状态，有轴承与外部连接、可在旋转中烧燃气供热。

5.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述环辊式加热定型辊组是若干内燃式燃气加热定型辊围成可开合的环形组合，可对环抱其中的、附在真空网模芯表面的湿纸管坯进行施压、传热、塑形。

6.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述主轴控制制管是纸浆池在主轴的下方、主轴旋转至各抄纸位置时刚好使真空网模芯没入相应浆液，环辊式加热定型辊组在主轴上方加热定型工作位置(G4)处，当主轴将携有纸管坯的真空网模芯转至该处时、环辊式加热定型辊组的环形闭合正好将湿纸管坯环抱其中。

7.根据权利要求1所述机械，其特征在于：所述燃气火焰喷射装置是在辊压湿纸管坯使之加热定型前直接对其喷火的装置，用以使湿纸管坯迅速升温和防止加热定型辊辊面“粘糊”。