专利名称：从旧瓦楞纸板中自动脱纤维和提取牛皮纸浆的设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种设备和方法，其通过从旧(废)瓦楞纸板中提取箱纸板(linerboard)而再生牛皮纸浆；本发明尤其涉及一种有效地提取长纤维的未漂白牛皮纸浆的设备和方法，所述长纤维形成旧瓦楞纸板中的箱纸板。
背景技术：
一般，瓦楞纸板包括短纤维的瓦楞介质和长纤维的箱纸板，以保护其中的物品不受外部的震动，并安全地分布所述物品。目前，瓦楞纸板一直被用作外包装箱。尤其是，箱纸板中的长纤维的比率是决定瓦楞纸板的商业价值的一个因素，并且所述瓦楞纸板是根据长纤维的比率来估价的。箱纸板的强度应该保持在预定的范围以安全地保护其中的物品，从而，在再生瓦楞纸板中有效地提取长纤维变得非常重要，因为长纤维的比率决定了箱纸板的强度。
此外，在瓦楞纸板中所用的箱纸板可以来自于原牛皮纸浆，但是由于对自然的保护和节省成本的策略，将这些箱纸板从旧瓦楞纸板中再生利用。再生箱纸板的常规方法没有把瓦楞纸板系统地分为长纤维类和短纤维类，这样具有以下缺点第一，长纤维的比率下降，因为由短纤维组成的瓦楞介质混合到脱纤维的箱纸板中。第二，决定再生牛皮纸浆的质量的长纤维的比率降低，因为长纤维的未漂白牛皮纸浆(UKP)与污染物一起被除去，其中由再生旧瓦楞纸板所需的各种清洁器处理所述污染物。第三，尽管有可能分离出短纤维，但是由于分离器的限制，不容易提取出混合在脱纤维的箱纸板中的短纤维。第四，来自旧瓦楞纸板的初始成浆过程的原纤维，可能再次脱纤维，从而形成微原纤维，并减小有效氢键区，使得没有原UKP而不可能达到市场上需求的强度。
尤其是，常规的分离器通过压力筛分离再生纸浆，所述压力筛具有多个孔径固定的开孔，从而长和短纤维互相混合而缠在一起。因此，可以将长纤维与短纤维筛开，但是对长纤维或短纤维的选择性筛选是不容易的。
为了解决上述问题，在另一个常规技术中，使用串联的多个分离器。但是，难于得到增大箱纸板的抗张强度所需的长纤维的比率。因此，必须使用昂贵的原UKP，以获得高强度的箱纸板。在再生旧瓦楞纸板中，必然需用例如细网筛的压力筛以除去污染物，而压力筛还将UKP与污染物一起除去，从而长纤维的比率进一步下降。还使用提纯器来提高再生纸浆的质量，但是该提纯器将原纤维从纤维体中分离出，从而减小了纤维素间的有效氢键区，这是再生纸浆的抗张强度降低的主要原因。
解决该问题的另一种方法在美国专利6,340,407中公开，该专利由本发明的发明人提出，其中说明了手动二次分批(manual dual batch)类型。
然而，在用于将旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维的所述手动二次分批类型的成浆机中，操作员将在用肉眼观察所述纸板脱纤维的程度后，排出脱纤维的瓦楞介质，然后，将加速箱纸板脱纤维的试剂放入成浆机中，并将脱纤维的箱纸板排出。因此，操作员应该连续观察成浆机中瓦楞介质的脱纤维状态。当在大成浆机中将旧瓦楞纸板压碎和分割的情况下，再生箱纸板的质量(即未漂白牛皮纸浆的比率)将会下降，因为操作员不能精确地观察大成浆机的内部状态，并对旧瓦楞纸板的脱纤维状态进行了主观判断。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个目的是，提供一种用于再生牛皮纸浆的设备和方法，所述设备和方法通过中央处理单元或类似系统的控制，自动对旧瓦楞纸板中的瓦楞介质和箱纸板脱纤维。
本发明的另一目的是，提供一种有效地并大规模地提取旧瓦楞纸板的箱纸板中包含的优质未漂白牛皮纸浆的设备和方法。
根据本发明的一个方面，其中提供一种从旧瓦楞纸板中脱纤维和提取牛皮纸浆的方法，所述方法包括以下步骤给成浆机提供旧瓦楞纸板和第一预定量的白水，并将旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维；检测旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态；当旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态达到第一目标值时，将短纤维悬浮液排出；给成浆机提供第二预定量的白水，并将剩下的旧瓦楞纸板碎片压碎、分割和脱纤维，以及检测剩余旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态；以及，当剩余旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态达到第二目标值时，将长纤维悬浮液排出。
图1是根据本发明的流程图，示出了将旧瓦楞纸板分割和脱纤维的过程；图2是根据本发明的一个实施例的示意图，示出了将旧瓦楞纸板分割和脱纤维的成浆系统；图3是根据本发明的另一个实施例的示意图，示出了将旧瓦楞纸板分割和脱纤维的成浆系统；以及图4是根据本发明的详细透视图，示出了在白水管端部的喷嘴。
具体实施例方式
在下文中，将描述一种根据本发明的再生牛皮纸浆的设备和方法。
本发明利用了这样的事实当成浆机将旧瓦楞纸板压碎并在白水中对其脱纤维时，所述成浆机容纳有白水和旧瓦楞纸板并用于分割和脱纤维，首先对短纤维的瓦楞介质脱纤维，然后对长纤维的箱纸板脱纤维，从而有效地分离了短纤维和长纤维。也就是说，当瓦楞介质在用于分割和脱纤维的成浆机(下文称为“成浆机”)中基本脱纤维时，通过从旧瓦楞纸板中提取瓦楞介质的过程，首先将短纤维的脱纤维瓦楞介质存储在瓦楞介质浆池中。在提取所述瓦楞介质后，当箱纸板在用于分割和脱纤维的成浆机中基本脱纤维时，通过从瓦楞纸板中提取脱纤维的箱纸板悬浮液的过程，将长纤维的脱纤维箱纸板存储在箱纸板浆池中。通过有效地提取脱纤维的箱纸板，从而通过只利用存储在箱纸板浆池中的箱纸板而再生了未漂白牛皮纸浆。
参考图1，图1示出了根据本发明的对旧瓦楞纸板的分割和脱纤维的过程，在步骤S1中，将旧瓦楞纸板投放到成浆机中，并在步骤S2中，对成浆机的缸内提供对应于投入的瓦楞纸板的预定量的白水。在步骤S3中，本发明根据白水注入管的流速，检验是否对成浆机精确提供了计算量的白水。此时，为了缩短注入时间，可以在上一步骤中预先对成浆机中注入一些白水，然后在后面对成浆机添加白水，直到成浆机中的白水量达到目标水平。
在步骤S4中，利用连续脱纤维过程，首先对短纤维的瓦楞介质脱纤维，所述过程为在容纳有白水的成浆机中的旋转发动机。从而，根据本发明的成浆机在步骤S4中检测瓦楞介质完全脱纤维的状态，并在步骤S5中首先提取脱纤维的瓦楞介质。
接着，在步骤S6中，将添加的白水注入到成浆机中，所述添加的白水用于对旧瓦楞纸板中的箱纸板脱纤维。同时，可以将用于加速箱纸板脱纤维的试剂与白水一起添加到成浆机中。在步骤S7中，在对箱纸板连续脱纤维的过程同时，自动检测箱纸板的脱纤维状态，以及将在步骤S8中提取的脱纤维的箱纸板用于再生牛皮纸。
在本发明的优选实施例中，通过测量成浆机中的白水的稠度，自动检测旧瓦楞纸板的瓦楞介质和箱纸板的完全脱纤维的状态。也就是说，将第一目标值与当前的稠度值相比较，第一目标值为在预先进行的实验中对瓦楞介质完全脱纤维之后所得的稠度，所述实验基于旧瓦楞纸板和白水的重量。在注入白水后，利用稠度计连续检测瓦楞介质的脱纤维状态。如果白水的测量稠度达到第一目标值，由中央处理单元控制的成浆系统便假定瓦楞介质被完全脱纤维，并提取瓦楞介质的纤维悬浮液。
在提取瓦楞介质后，将添加的白水注入到成浆机中。以同样的方式，将第二目标值与当前稠度值相比较，所述第二目标值为在预先进行的实验中对箱纸板完全脱纤维之后所得的稠度，所述实验基于剩余箱纸板和白水的重量。在注入白水后，利用稠度计连续检测箱纸板的脱纤维状态。如果白水的测量稠度达到第二目标值，由中央处理单元控制的成浆系统便假定箱纸板被完全脱纤维，并提取脱纤维的箱纸板。
此外，在本发明的另一个实施例中，可以修改为一种方法，用于自动测量旧瓦楞纸板中的瓦楞介质和箱纸板的脱纤维时间。
在该实施例中，根据由实验数据和模拟建立的旧瓦楞纸板和白水的输入量的重量，将第一目标水平设置为时间值，然后，当瓦楞介质的脱纤维过程的进行时间与第一目标水平相同时，便自动将脱纤维的瓦楞介质排出。同样，根据由实验数据和模拟建立的箱纸板和白水的输入量的重量，将第二目标水平设置为时间值，在对应于第二目标水平的时间内进行所述脱纤维过程，并且然后进行对箱纸板的第二次排出。
此外，对于本主题的相关领域中的一般技术人员显然的是，在不偏离本发明要求的范围下，可以对所述方法进行修改，所述方法推测旧瓦楞纸板的脱纤维状态，以分别自动提取脱纤维的瓦楞介质和箱纸板。
另一方面，在成浆机中的白水水位和/或其流速可以用于确定提取瓦楞介质或箱纸板的时间点。如果在提供的旧瓦楞纸板中包含颗粒或污染物，在成浆机的排出口前端的具有多个孔的平板将会被这些颗粒或污染物阻塞，从而难于通畅地排出白水。在该情况下，因为在排出过程进行一段预定时间后，测量的成浆机中的白水水位可能低于当前值或者为连续恒定的值，因此，控制器应该检测白水的水位和/或其流速，以便实行后续的步骤。
因此，为了实现自动二次分批过程，本发明根据在实验上建立的脱纤维时间，自动确定瓦楞介质和箱纸板的脱纤维时间。与常规成浆系统不同的是，根据在实验上建立的脱纤维时间，首先排出脱纤维的瓦楞介质，然后排出脱纤维的箱纸板。
参考图2，根据本发明实施例的用于自动再生牛皮纸浆的设备包括成浆机1，用于将旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维；具有称重传感器10的传送器9；水位仪4，用于测量成浆机中的白水的水位；环流泵8；稠度计5；吸滤器6；排气口7；设备控制电路面板2；白水泵11；存储泵12；阀门17和18；以及用于自动控制这些部分的计算机3。
由传送器9将旧瓦楞纸板提供到成浆机1中。此时，传送器9中的称重传感器10测量供给的瓦楞纸板的重量，并将重量数据传送到设备控制电路面板2中，从而计算机根据测得的供给瓦楞纸板的重量，确定将要注入成浆机1的白水量，并起动白水泵11，将白水供给到成浆机1中。
可选的是，为了缩短供给白水的时间，可以在投入旧瓦楞纸板前或其投入过程中，预先将预定量的白水注入到成浆机中，然后可以提供添加的所述白水，直到白水的水位在成浆机中达到目标值。
在注入白水时，通过在成浆机1中连续转动的转子式发动机将旧瓦楞纸板压碎。旧瓦楞纸板被分解成碎片，并且在压碎的旧瓦楞纸板中的瓦楞介质首先吸收白水，即，瓦楞介质的吸收比箱纸板的吸收快。此时，同时溶解粘合剂，使得通过成浆机中搅动白水和旧瓦楞纸板的力，使瓦楞介质与箱纸板分离。
后吸收白水的箱纸板漂浮在白水上，而瓦楞介质沉在成浆机1的底部，因为瓦楞介质的比重大于箱纸板的比重。通过电机的大功率转动容易将沉在成浆机底部的瓦楞介质脱纤维，从而增大成浆机1中的白水(脱纤维的瓦楞介质)的稠度。
通过利用环流泵8环流成浆机中的白水、并通过吸滤器6吸取来自成浆机1底部的白水，从而使得稠度计5连续检测成浆机中包括纤维悬浮液的白水的稠度。排气口7连接吸滤器6，以排出通过环流泵8的白水中的气体。排气口7设置在白水水位的上方。
通过设备控制电路面板2，将通过稠度检测得到的数据传送到计算机3中，并且计算机3接收由称重传感器10检测的旧瓦楞纸板的重量数据、以及从水位仪4获得的白水的水位信息。计算机3通过比较从稠度计5输入的稠度值与由实验数据建立的目标值，来确定瓦楞介质的脱纤维过程完成的时间。
当计算机3确定瓦楞介质的脱纤维已完成时，用于排出脱纤维的瓦楞介质的存储泵12立即开始工作，并且打开通向介质存储浆池15的阀门17，以排出脱纤维的瓦楞介质。根据从水位仪4获得的白水水位数据，确定完成对瓦楞介质脱纤维的时间，并且白水泵11在该确定后立即工作，以提供对箱纸板脱纤维所需的白水。必要时，可以使用加速箱纸板脱纤维的试剂。
同样，环流泵8连续不断地环流成浆机1中的白水，使白水连续地通过稠度计5，从而，设置在成浆机1外的稠度计5连续地检测脱纤维的箱纸板的稠度。当由稠度计5检测的值与存储在计算机3中的目标值相同时，存储泵12开始工作，从而经由阀门18将脱纤维的箱纸板排出到箱纸板存储浆池14中。
另一方面，在瓦楞介质和箱纸板的脱纤维过程中，如果水位仪4在经过脱纤维悬浮液的排出时间后指示白水的水位为零，则在停止存储泵12的同时关闭阀门17和18，并随后进行例如污染物清除步骤的后续过程，从而实现本发明的二次分批过程。
本发明的另一个实施例如图3所示。图3中的用于自动再生牛皮纸浆的设备与图2中的设备基本相同，除了在成浆系统中设置第一和第二流量计19和20来取代水位仪4。如同图2中的水位仪4检测白水的输入量和输出量，通过由第一流量计19推测供给到成浆机1中的白水量，以及由第二流量计20推测从成浆机1中排出的白水量，精确地检测注入到成浆机1中的白水量和从成浆机1中排出的白水量。
图4是根据本发明的详细透视图，示出了用于给成浆机1提供白水的在白水管端部的喷嘴。管嘴具有这样的结构，所述结构可以使喷射到提供的瓦楞纸板上的白水是旋转的。也就是说，在白水管的出口23上设置底板21，以便在出口23和底板21之间喷出白水。另外，在出口23的侧面上向上形成狭缝22，使得通过底板21和狭缝23将白水横向喷射到旧瓦楞纸板上。通过从白水管的出口23喷出的横向喷射，所述白水使漂浮在成浆机中的白水上的纸板旋转。底板21的部分固定在出口23上，并且其向下倾斜朝向漂浮的纸板。在出口23的侧面上向上形成的狭缝22，预防了虹吸现象，并使白水在成浆机1中旋转。
另一方面，为了提高在本发明的优选实施例中的成浆机1的生产率，可以增多瓦楞纸板的投入量，以及增大白水泵11和存储泵12的容量。然而，在常规的手动二次分批类型中，因为对白水的控制以及对瓦楞介质和箱纸板的脱纤维的推测只取决于操作员，从而易受到对白水的需要量的精确控制及对脱纤维的精确推测的限制。
因此，对于常规手动二次分批类型的成浆机，在不增大成浆机的容量下，很难通过增大旧瓦楞纸板的投入量和白水的输入量来提高所述成浆机的生产率；但是，本发明通过使用自动二次分批类型解决了该问题，因为使用了自动控制单元。因此，本发明在成浆机的生产率方面是有利的，因为其可以增加旧瓦楞纸板和白水的输入量，并且还可以增加对脱纤维的悬浮液的排出的输出量。
工业应用从上述显然可知，本发明具有这样的效果，其可以提高用于生产再生高强度牛皮纸浆(或箱纸板)的成浆系统的生产率，从而本发明可以用从旧瓦楞纸板中得到的再生未漂白牛皮纸浆替代昂贵的原未漂白牛皮纸浆。因此，相比于常规的手动二次分批类型，本发明提高了牛皮纸浆再生的生产率，并改进了大规模生产过程。
权利要求
1.一种从旧瓦楞纸板中脱纤维和提取牛皮纸浆的方法，所述方法包括以下步骤给成浆机提供所述旧瓦楞纸板和第一预定量的白水，并将所述旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维；检测旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态；在所述旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态达到第一目标值时，排出短纤维悬浮液；给所述成浆机提供第二预定量的白水，并将剩余的所述旧瓦楞纸板碎片压碎、分割和脱纤维，然后检测所述剩余的旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态；以及在所述剩余的旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态达到第二目标值时，排出长纤维悬浮液。
2.如权利要求1所述的方法，还包括如下步骤，其根据供给的所述旧瓦楞纸板的重量确定所述白水的量。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的稠度，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的脱纤维时间，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述第二目标值是在所述成浆机中的所述长纤维悬浮液的稠度，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述第二目标值是在所述成浆机中的所述长纤维悬浮液的脱纤维时间，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二预定量的白水分别由水位仪确定，所述水位仪用于测量在所述成浆机中的所述白水的水位。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二预定量的白水分别由流量计确定，所述流量计用于测量注入所述成浆机中的所述白水的输入量和从所述成浆机中输出的所述白水的输出量。
9.如权利要求1所述的方法，其中给所述成浆机提供所述白水，使所述白水旋转。
10.一种从旧瓦楞纸板中脱纤维和提取牛皮纸浆的设备，所述设备包括成浆机，用于利用白水将所述旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维；检测装置，用于检测旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态，并输出检测的数据；排出装置，用于选择性地从所述成浆机中排出短和长纤维悬浮液；以及控制装置，用于存储第一目标值和第二目标值，所述第一目标值指示所述旧瓦楞纸板碎片的所述短纤维悬浮液的脱纤维状态，所述第二目标值指示所述旧瓦楞纸板碎片的所述长纤维悬浮液的脱纤维状态；将从所述检测装置获得的所述检测的数据与所述第一和第二目标值相比较；以及控制所述排出装置，以选择性地从所述成浆机中排出所述短和长纤维。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述检测装置是稠度检测装置，用于检测所述短和长纤维悬浮液的稠度。
12.如权利要求11所述的设备，其中所述稠度检测器包括吸滤器，用于从所述成浆机中提取所述短和长纤维悬浮液；环流泵，用于将所述提取的短和长纤维悬浮液从所述吸滤器环流到所述成浆机中；稠度检测器，其设置在所述成浆机和所述环流泵之间，用于检测所述短和长纤维悬浮液的稠度。
13.如权利要求11所述的设备，还包括水位仪，其用于测量在所述成浆机中的所述白水的水位。
14.如权利要求11所述的设备，还包括用于检测在所述成浆机中的所述白水的量的装置，其中，所述装置包括设置在白水管上的第一流量计，用于测量提供给所述成浆机的所述白水的量；以及设置在所述排出装置上的第二流量计，用于测量从所述成浆机中排出的所述白水的量。
15.如权利要求10所述的设备，还包括传送器，用于给所述成浆机提供所述旧瓦楞纸板；以及重量检测装置，用于检测所述旧瓦楞纸板的重量。
16.如权利要求11所述的设备，其中所述排出装置包括泵，用于排出在所述成浆机中的所述短和长纤维悬浮液；第一和第二浆池，分别用于容纳所述短和长纤维悬浮液；第一和第二阀门，其被分别设置在所述第一和第二浆池的入口上。
17.如权利要求11所述的设备，其中所述第一目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的稠度，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
18.如权利要求10所述的设备，其中所述第一目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的脱纤维时间，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
19.如权利要求17所述的设备，其中所述第二目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的稠度，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
20.如权利要求18所述的设备，其中所述第二目标值是在所述成浆机中的所述短纤维悬浮液的脱纤维时间，并且其由所述旧瓦楞纸板和所述白水的重量确定。
21.如权利要求14所述的设备，其中所述白水管包括底板，其在出口处阻塞所述出口的部分，并且是倾斜的；以及狭缝，其在所述出口的侧面上向上地形成。
全文摘要
一种自动从旧瓦楞纸板中脱纤维和提取牛皮纸浆的设备及方法。所述设备包括a)成浆机(1)，其利用白水将旧瓦楞纸板压碎、分割和脱纤维；b)第一装置，用于连续检测旧瓦楞纸板碎片的脱纤维状态并输出检测的数据；c)第二装置，用于选择性地从成浆机中排出脱纤维的瓦楞介质和箱纸板；d)第三装置，用于分别推测第一和第二目标值，所述第一和第二目标值分别指示在成浆机(1)中脱纤维的瓦楞介质和箱纸板的碎片的脱纤维状态；以及第四装置，其通过将检测的数据分别与推测的第一和第二目标值相比较，控制用于从成浆机(1)排出脱纤维的瓦楞介质和箱纸板的第二装置。第一装置具有比较稠度计(5)，并且所述设备还包括水位仪(4)，所述水位仪用于检测在成浆机(1)中的白水的水位。
文档编号C12N15/867GK1662703SQ02829535
公开日2005年8月31日 申请日期2002年9月2日 优先权日2002年9月2日
发明者郑善昊 申请人:Gkp技术公司