专利名称：碱纤生产装置的超声降聚仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于粘胶纤维制造领域，具体的说是对碱纤生产装置中的浆粥进行 超声降聚的超声降聚仪。
背景技术：
纤维素的降聚(降低聚合度)是在粘胶生产中不可缺少的工艺步骤，只有把植物 纤维素的降低到一定程度才能满足后续粘胶纤维的生产要求，而在其中降聚的均勻性和 降聚程度是纤维素降聚的关键。制备粘胶的纤维素的降聚方法有有氧降聚和碱降聚。实际运用中以有氧降聚 为主，而碱降聚温度要求相对较高、而且对纤维素原有特性损害较大，因此较少使用。200810044654.9棉短绒氧解制备溶解浆的方法、200810044655.3氧解连蒸法制 备溶解浆的生产方法、200810044656.8纸浆氧解制备溶解浆的方法、20081004452.x —种 植物纤维的降聚工艺等专利文献均系有氧降聚。20081004452.x 一种植物纤维的降聚工艺，采用了以造纸级浆板为原料，通过 制浆、反应釜内降聚最后生产出能用于粘胶纤维生产的溶解级植物浆粕。获得的溶解级 植物浆粕可直接用于粘胶纤维生产。该发明专利申请所公开的技术方案的实质是将不能 用于粘胶纤维生产的造纸级植物纤维浆板，通过在反应釜能有氧高温降聚溶解级浆粕， 原料经处理过直接用于常规粘胶纤维生产工艺获得粘胶纤维。常规粘胶纤维生产工艺包 括浸渍、压榨老成、黄化、过滤、脱泡、纺丝、精炼、烘干。上述现有技术虽然有效利用了造纸级植物浆板价格低廉的优势来生产粘胶纤维 生产用的溶解级浆粕，但也使粘胶纤维生产一段式生产变为两段式生产，先把把浆板浸 渍获得浆粥再降聚压榨获得碱纤，再进行纤维生产，20081004452.x工艺仍然属于浆粕变 性工艺，先将如造纸级植物纤维浆板进行浸渍，然后在反应釜内进行高压有氧降聚，降 聚后压榨获得碱纤，然后才用碱纤生产粘胶纤维，虽然能使浆粕的变性与粘胶纤维生产 相衔接，但是由于其降聚过程在高温有氧的反应釜内进行，使其存在着诸多弊端，这些 弊端也是有氧降聚共同的问题，主要包括—、降聚不均勻由于反应釜体积大、搅拌死角多，导致搅拌不均；而氧气的 加入也不能均勻渗入浆粥参加反应，最终导致降聚不均；二、反应釜占地面积大，且需要压缩空气和高温环境，使整个粘胶纤维生产工 艺过程变得庞大、耗时、设备多、占地厂房面积大，不便于生产管理；三、反应釜工作需要压缩空气和蒸汽，能耗大。四、反应釜内的反应在高温、有氧、搅拌条件下，工艺控制点多、控制难度 大，造成产品质量不稳定。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于碱纤生产装置的超声降聚仪，该装置对植物纤维降聚后通过压榨生产出的碱纤可直接用于粘胶纤维生产环节，无需再制成浆粕，以 超声降聚仪代替了传统的反应釜，克服了采用反应釜的有氧降聚方式存在的降聚不均 勻、能耗大、设备多、占地空间大、产品质量不稳定的弊端。为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是碱纤生产装置的超声降聚仪，包括超声产生机构和超声发射机构，其特征在 于超声发射机构设置在碱纤生产装置中的浆粥管道外部，超声发射机构发射的超声波 作用在浆粥管道内的浆粥上。降聚原理是超声声波对高分子的降解作用，高分子在超声波作用下可降解为单 体，这里纤维素(聚糖)在超声降解达到一定时间和强度下可降解为单糖。所述超声发射机构是超声波仪的组成部分，不同的超声波仪其发射机构构造原 理都不尽相同。超声波仪可采用现有技术的构造原理，比如包括超声发生器、输出变 压器、阻抗元件、超声换能器、共振薄片等构成。这里的超声换能器、共振薄片即是超 声发射机构，超声发生器、输出变压器、阻抗元件即为超生产生机构。采用以上超声波仪降聚的工作原理是首先输出变压器及阻抗元件对超声换 能器或者超声发生器进行阻抗变换，使超声换能器的阻抗与超声发生器的负载相匹配， 目的是使超声换能器能接受超声波发生器所发出的特征频率信号和通过输出变压器线圈 调整输出功率，超声发生器把交流电转化为直流电，驱动内部高频信号发生器产生一个 特定频率的震荡信号，然后把这特定频率的信号输入超声换能器，引起共振薄片机械振 动，就能产生这个特定频率的超声波，通过控制电路系统控制输出频率，通过输出电压 变压器控制输出功率，还可以通过控制浆粥流速及通过泵让浆粥在通过超声的循环来控 制降聚时间，从而控制降聚程度。现有超声波仪有各种类型，本发明不排斥任何一种，关键在于超声波仪中超声 发射机构，如前述的超声换能器和共振薄片(有可能是其他结构形式，都是现有技术)， 将其包围在浆粥管道上，浆粥在通往压榨机过程中完成降聚。所述超声换能器及共振薄片可以是条状，间隔、对称地分布在浆粥管道外部。 可以是套管状，包覆在浆粥管道外部。可以是瓦状，两片或多片对称布置在浆粥管道 上。超声换能器和共振薄片即超声发射机构在本发明称为超声降聚管。所述超声波的功率0.5KW 3.5KW，超声波的频率20 60KHz。本实用新型的有益效果表现在一、由于超声波穿透性强，再加上以管道形式包裹在浆粥管圆周外部，因此避 免了降聚死角的产生；二、由于采用超声波降聚，不需蒸汽和氧参与反应，杜绝了反应不均勻的弊 端；三、本发明采用的超声波降聚管是包覆在浆粥管到之上，占用空间小；而且由 于无需再配置送氧和蒸汽的设备，减少了设备数量，减少了能耗，且方便了生产管理；四、由于降聚不再需要高温、有氧、搅拌条件下反应，减少了繁琐的工艺控制 点、大大降低了控制难度，保证了产品质量的稳定。五、在粘胶纤维行业，对浆粥的降聚都是采用蒸煮方式降聚，如背景技术给出 的有氧降聚和碱降聚，它们都有一个共同点——蒸煮，无论是教科书还是产业界均是采用相同理论。本发明首次把超声波对聚合物的降聚作用应用于粘胶纤维生产当中，丰富 了粘胶纤维降聚的生产当中降聚的方法。本发明跳出了传统的纤维素降聚理论，创新的在粘胶生产行业中对纤维素采用 超声波降聚，改变了传统的纤维素降聚方式，是一种新的理论探索和尝试，并实现了包 括以上几点在内的意想不到的技术效果。
图1为本实用新型应用在碱纤生产装置的原理图图2为本实用新型采用的超声降聚管结构原理图图3为本实用新型结构原理图图中标记1喂粕机、2浸渍桶、3辅助浸渍桶、4浆粥管道、5压榨机、6超声 降聚管(超声发射机构)、7整流器、8高频信号发生器(7、8属于超声发生器)、9阻抗 元件及输出变压器、10超声换能器、11共振薄片
具体实施方案使用本实用新型的植物纤维超声降聚碱纤生产装置，包括浸渍桶、压榨机，浸 渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口，浆粥出口经浆粥管道与压榨机连接，浆粥管 道上设置超声降聚仪。如图1所示。对管道内浆粥发射超声的是超声发射机构，是超声波仪的一部分，本发明所使 用的超声波仪的原理可以采用现有技术，本发明不限定它的构造，关键在于向浆粥管道 内发送超声(方向以横截面围绕浆粥管道为宜，切向浆粥)的超声发射机构，在本实施例 中为超声换能器和共振薄片，包围在浆粥管道上，浆粥在通往压榨机过程中完成降聚。根据制造工艺和安装条件等实际情况，可将超声换能器和/或共振薄片做成适 当的形状，可以是条状，间隔地分布在浆粥管道外部，如图2a。可以是套管状，包覆在 浆粥管道外部，如图2b。可以是瓦状，两片或多片贴在浆粥管道上并连接在一起，如图 2c。包括以上形状在内的其他形状，超声换能器、共振薄片在本发明称作超声降聚管， 整套超声波仪称作超声降聚仪。所述超声降聚仪还可增设配套的自动控制机构等，超声波仪的所有结构、功能 变化，从理论上讲，只要能向浆粥管道作用超声的仪器均能适用于本实用新型，均在本 实用新型保护范围之内。超声降聚的原理是首先输出变压器及阻抗元件对超声换能器或者超声发生器 进行阻抗变换，使超声换能器的阻抗与超声发生器的负载相匹配，目的是使超声换能器 能接受超声波发生器所发出的特征频率信号和通过输出变压器线圈调整输出功率，超声 发生器把交流电转化为直流电，驱动内部电路产生一个特定频率的震荡信号，然后把这 特定频率的信号输入超声换能器，就能产生这个特定频率的超声波，通过控制电路系统 控制输出频率，通过输出电压变压器控制输出功率，通过控制浆粥流速控制降聚时间， 从而控制降聚程度。所述超声波的功率选用0.5KW 3.5KW，超声波的频率20 60KHz。根据不 同的生产原料作适当调整。而根据生产量、浆粥流速、浆粥管道长度等条件，适当设置超声换能器的长度，如0.5-2M，长度较小时还可在浆粥管道上多点设置降聚管或整套超 声波仪。 另外还可通过控制浆粥在降聚管内的流速及循环次数来控制浆粥的超声降聚时 间，并继续溶出木质素等杂质。
权利要求1.碱纤生产装置的超声降聚仪，包括超声产生机构和超声发射机构，其特征在于 超声发射机构设置在碱纤生产装置中的浆粥管道外部，超声发射机构发射的超声波作用 于浆粥管道内的浆粥上。
2.根据权利要求1所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于所述超声发射 机构为条状，间隔、对称地分布在浆粥管道外部。
3.根据权利要求1所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于所述超声发射 机构为套管状，包覆在浆粥管道外部。
4.根据权利要求1所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于所述超声发射 机构为瓦片状，两片或多片对称布置在浆粥管道上。
5.根据权利要求1-4任一所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于超声波 的功率0.5KW 3.5KW，超声波的频率20 60KHz。
6.根据权利要求5所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于所述超声发 射机构为超声换能器和共振薄片，超声产生机构包括超声发生器、输出变压器、阻抗元 件。
7.根据权利要求1所述的碱纤生产装置的超声降聚仪，其特征在于所述碱纤生产 装置包括浸渍桶、压榨机，浸渍桶设有喂料进口、碱液进口、浆粥出口，浆粥出口经浆 粥管道与压榨机连接。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种用于碱纤生产装置的超声降聚仪，包括超声产生机构和超声发射机构，其特征在于超声发射机构设置在碱纤生产装置中的浆粥管道外部，超声发射机构发射的超声波作用于浆粥管道内的浆粥上。该装置对植物纤维降聚后通过压榨生产出的碱纤可直接用于粘胶纤维生产环节，无需再制成浆粕，以超声降聚仪代替了传统的反应釜，克服了采用反应釜的有氧降聚方式存在的降聚不均匀、能耗大、设备多、占地空间大、产品质量不稳定的弊端。
文档编号D01F2/06GK201793514SQ201020502678
公开日2011年4月13日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者严青平, 冯涛, 唐孝兵, 施洋, 李蓉玲, 梁建军, 田启兵, 胡小东, 范怀熙, 邓传东 申请人:宜宾丝丽雅集团有限公司, 宜宾海丝特纤维有限责任公司