一种实现纸品材料含水率调节的预热装置和方法与流程

本发明涉及瓦楞纸生产设备技术领域，特别涉及一种实现纸品材料含水率调节的预热装置和方法。

背景技术：

在瓦楞纸的生产流水线中，一般需要对原料纸进行预热，促进原料纸中的水分蒸发，使原料纸的含水率达到预定的阈值范围内，然后再对原料纸进行上糊、粘合等作业，形成最终的瓦楞纸板产品。

目前，预热装置只能通过设定预热滚筒的温度、预热滚筒的转速、以及瓦楞纸在预热滚筒的包角，来调节预热后瓦楞纸原纸的含水率。但是，原纸预热之前的初始含水率，不同批次存在较大差异，又受到运输、仓储过程中环境空气湿度的影响比较大，是一个不稳定的值，因此如果上述预热滚筒的温度、转速、以及原纸在预热滚筒上的包角的大小，采用恒定值的话，无法适应不同原纸的初始含水率的波动，也就无法保障预热之后的原纸的含水率出于预设的范围之内。现有技术中有时还根据环境空气的湿度、环境温度、季节等推算原纸的初始含水率，进而来调整上述预热滚筒的温度、转速、以及原纸在预热滚筒上的包角的大小，但是这种推算的初始含水率与不同批次原纸的实际的初始含水率仍然有比较大的误差，无法精确的判断预热的效果。

技术实现要素：

（一）发明目的

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，通过设置湿度感应器，定时检测预热箱的实际湿度，根据预热箱的实际湿度变化，及时调整预热滚筒的温度、转速和包角的实际设定值，以确保瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内，本发明公开了以下技术方案。

（二）技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种实现纸品材料含水率调节的预热装置,包括：

预热滚筒，所述预热滚筒转动连接于预热箱内，用于对瓦楞纸原纸进行预热；

湿度感应器，所述湿度感应器包括第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述湿度感应器的感应端位于所述预热箱内，在所述第二状态下，所述湿度感应器的感应端位于所述预热箱外，所述湿度感应器能够在所述第一状态和所述第二状态之间切换，所述湿度感应器用于对所述预热箱内的湿度进行定时检测；

包角装置，所述包角装置设于所述预热箱内，用于调节瓦楞纸原纸与所述预热滚筒得接触面积，所述包角装置包括包角辊和角度调节机构，所述角度调节机构一端安装于所述预热箱顶壁，另一端与所述包角辊连接，所述包角辊的外壁与所述预热滚筒外壁抵接。

在一种可能的实施方式中，所述湿度感应器包括升降机构、湿度传感器和支撑架，所述支撑架固定于所述预热箱上，所述升降机构设在所述支撑架，所述升降机构与所述湿度传感器连接，用于带动所述湿度传感器移动，以使所述湿度感应器在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

在一种可能的实施方式中，所述升降机构包括丝杠、丝母和驱动电机，所述驱动电机固定于所述支撑架上，所述丝杠的一端与所述驱动电机连接，另一端转动连接于所述支撑架，所述丝母与所述丝杠螺纹连接，所述丝母滑动连接于所述支撑架，所述湿度传感器与所述丝母连接。

在一种可能的实施方式中，所述包角装置还包括伸缩机构，所述伸缩机构的一端与所述包角棍连接，另一端与所述角度调节机构连接，所述角度调节机构与所述预热箱连接。

在一种可能的实施方式中，所述伸缩机构包括伸缩杆、伸缩筒和弹性件，所述伸缩杆的一端与所述包角辊连接，所述伸缩筒同轴套设与所述伸缩杆背离所述包角辊一端的外周上，所述弹性件设置于所述伸缩杆与所述伸缩筒之间，所述伸缩筒背离所述伸缩杆的一端与所述角度调节机构连接。

在一种可能的实施方式中，所述角度调节机构包括齿条、扇形齿和驱动件，所述扇形齿与所述伸缩筒固接，所述扇形齿与所述齿条啮合，所述驱动件驱动所述齿条作沿所述预热滚筒轴向方向做直线运动，所述齿条带动所述扇形齿作摆动，从而调节瓦楞纸原纸与所述预热滚筒的接触面积。

作为本发明的第二方面，本发明还公开了上述任一技术方案所述的一种实现纸品材料含水率调节的预热装置的预热方法，包括以下步骤：

获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，预判预热箱内的湿度增量-时间变化的曲线；

获取定时检测预热箱的实际湿度，获得湿度增量-时间变化的曲线；

根据预热箱的实际湿度增量-时间变化的曲线和预判的湿度增量-时间变化的曲线，判断实际湿度增量-时间变化的曲线和湿度增量-时间变化的曲线的偏差；

根据所述偏差，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值。

在一种可能的实施方式中，所述获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，具体包括：

根据初始含水率，获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值。

在一种可能的实施方式中，所述根据初始含水率，获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，之前还包括：

检测预热箱外或瓦楞纸原纸仓储的环境空气湿度，根据所述环境空气湿度，推算瓦楞纸的初始含水率。

在一种可能的实施方式中，所述根据所述偏差，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值，具体包括：

根据预热箱内实际湿度增量偏差-预热参数组合的参照表，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值。

（三）有益效果

本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热装置和方法，具有如下有益效果：

根据预热箱的实际湿度-时间变化曲线与预测湿度-时间变化曲线的偏差，调整预热滚筒的温度、转速和包角的实际设定值，以保障经过实际预热之后，瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内；利用升降机构带动湿度传感器滑动在预热箱上，使其湿度传感器在一定时间内对预热箱内的湿度进行检测，防止湿度传感器在预热箱内损坏；通过包角调节装置调节包角辊与预热滚筒之间相对的位置，从而调节瓦楞纸原纸与预热滚筒之间的接触面积。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热装置的三维结构示意图；

图2是本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热装置的结构示意图；

图3是本发明公开的湿度感应器三维结构示意图；

图4是本发明公开的包角装置的三维结构示意图；

图5是本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热方法的流程图；

图6是本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热方法的具体流程图。

附图标记：

100、预热滚筒；200、湿度感应器；210、升降机构；211、丝杠；212、丝母；213、驱动电机；220、湿度传感器；230、支撑架；300、包角装置；310、包角辊；320、角度调节机构；321、齿条；322、扇形齿；323、驱动件330、伸缩机构；331、伸缩杆；332、伸缩筒；333、弹性件。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面参考图1-4详细描述本发明公开的一种实现纸品材料含水率调节的预热装置的第一实施例。本实施例主要应用于瓦楞纸生产设备，通过在预热箱上设湿度感应器，定时检测预热箱的实际湿度，根据预热箱的实际湿度变化，及时调整预热滚筒的温度、转速和包角的实际设定值，以确保瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内。

如图1-2所示，本实施例主要包括预热滚筒100、湿度感应器200和包角装置300。

预热箱内开设有预热腔室，预热腔室内壁中心位置转动连接有预热滚筒100，预热滚筒100内开设有加热腔室，用于对瓦楞纸原纸的预热。预热箱与预热滚筒100直径垂直的两个端面上分别设有进纸口和出纸口，预热滚筒100的两侧分别设有导向辊，导向辊转动连接于预热箱内。

湿度感应器200包括第一状态和第二状态，在第一状态下，湿度感应器200的感应端位于预热箱内，在第二状态下，湿度感应器200的感应端位于预热箱外，湿度感应器200能够在第一状态和第二状态之间切换，湿度感应器200用于对预热箱内的湿度进行定时检测。

包角装置300用于调节瓦楞纸原纸与预热滚筒100得接触面积，包角装置300包括包角辊310和角度调节机构320，角度调节机构320一端安装于预热箱顶壁，另一端与包角辊310连接，包角辊310的外壁与预热滚筒100外壁抵接。预热箱内至少设置有四个包角装置300，四个包角装置300分为两组，分别位于预热滚筒100的左侧和右侧，且同一组中的两个包角装置300一个位于预热箱上部分，另一个位于预热箱下部分，同一组中的两个包角装置300的包角辊310外侧壁相互抵接。

瓦楞纸原纸从进纸口进入预热箱，通过引导辊的引导，瓦楞纸原纸的两面分别与设置在靠近进纸口处的两个包角辊310抵接，绕过预热滚筒100，瓦楞纸原纸的两面分别与设置在出纸口处的两个包角辊310抵接，通过引导棍的引导，从预热箱的出纸口穿出，控制器控制湿度感应器200在第一状态和第二状态之间的切换，并对预热箱内的湿度进行定时检测，以便及时获得预热箱的实际湿度，控制器根据实际湿度的变化，调整预热滚筒100温度、转述和包角的实际设定值，以确保瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内。

如图3所示，在一种实施方式中，湿度感应器200包括升降机构210、湿度传感器220和支撑架230，支撑架230固定于预热箱上，升降机构210设在支撑架230，升降机构210与湿度传感器220连接，用于带动湿度传感器220移动，以使湿度感应器200在第一状态和第二状态之间切换。

支撑架230设置为“c”形，包括一个竖板、第一横板和第二横板，第一横板和第二横板分别位于竖板的两端，支撑架230通过第一横板固定连接于预热箱上，升降机构210设置于支撑架230上，预热箱上开设有能够使湿度传感器220穿过的通孔，升降机构210带动湿度传感器220移动，以使湿度感应器200在第一状态和第二状态之间切换。

在预热箱上可设有多个湿度感应器200，利用多个湿度感应器200对预热箱内的湿度进行检测，通过多个湿度感应器200的平均值确定预热箱内的湿度，以确保实际湿度的准确性。

在一种实施方式中，升降机构210包括丝杠211、丝母212和驱动电机213，驱动电机213固定于支撑架230上，丝杠211的一端与驱动电机213连接，另一端转动连接于支撑架230，丝母212与丝杠211螺纹连接，丝母212滑动连接于支撑架230，湿度传感器220与丝母212连接。

驱动电机213固定在第二横板上，驱动电机213的输出轴穿过第二横板向第一横方向延伸，丝杠211的一端与输出轴连接，另一端转动与第一横板转动连接，丝母212与丝杠211螺纹连接，丝母212的侧面设有限位块，支撑架230的竖板上设有限位槽，限位块插入限位槽内，沿竖板长度方向滑动，湿度传感器220与丝母212连接。驱动电机213带动丝杠211转动，丝杠211带动丝母212做沿丝杠211直径方向的直线运动，从而带动湿度传感器220进入预热箱内或离开预热箱内的运动。

如图4所示，在一种实施方式中，包角装置300还包括伸缩机构330，伸缩机构330的一端与包角棍连接，另一端与角度调节机构320连接，角度调节机构320与预热箱连接。

包角辊310与预热滚筒100抵接，包角辊310通过角度调节机构320实现与预热滚筒100抵接的相对位置变化，伸缩机构330为包角辊310提供一个贴近预热滚筒100的弹性支撑力。

在一种实施方式中，伸缩机构330包括伸缩杆331、伸缩筒332和弹性件333，伸缩杆331的一端与包角辊310连接，伸缩筒332同轴套设与伸缩杆331背离包角辊310一端的外周上，弹性件333设置于伸缩杆331与伸缩筒332之间，伸缩筒332背离伸缩杆331的一端与角度调节机构320连接。

包角装置300还包括包角支架，包角支架呈“c”形，包角辊310转动连接于包角支架内，包角直接的背离包角辊310的一端与伸缩杆331的一端固接，伸缩杆331的另一端与弹性件333的一端固接，弹性件333的一端与伸缩筒332的底壁固接，伸缩筒332同轴套设与伸缩杆331背离包角辊310的一端外周上，弹性件333为包角辊310提供一个贴近预热滚筒100的弹性支撑力。

进一步的，伸缩筒332设为具有开口的筒状，并在其开口处设有防止伸缩杆331从伸缩筒332内滑出的第一挡圈，伸缩杆331与弹性件333固接连接的一端上设有第二挡圈，第一挡圈的直径小于第二挡圈的直径。

进一步的，弹性件333可设置为弹簧。

进一步的，伸缩机构330可以采用任何一种具有伸缩功能的机构。

在一种实施方式中，角度调节机构320包括齿条321、扇形齿322和驱动件330，扇形齿322与伸缩筒332固接，扇形齿322与齿条321啮合，驱动件330驱动齿条321作沿预热滚筒100轴向方向做直线运动，齿条321带动扇形齿322作摆动，从而调节瓦楞纸原纸与预热滚筒100的接触面积。

齿条321的一端与驱动件330固定连接，齿条321背离齿面的一端面上设有引导块，预热箱上设有引导槽，扇形齿322转动连接于预热箱内，且扇形齿322与齿条321啮合，扇形齿322背离齿面的一端与伸缩筒332背离伸缩杆331的一端固接，通过驱动件330驱动齿条321移动，齿条321带动扇形齿322转动，从而调节包角辊310与预热滚筒100抵接的相对位置，实现调节瓦楞纸原纸与预热滚筒100的接触面积。

进一步的，驱动件330可以采用伸缩杆331、气缸或液压缸等。

下面参考图5-图6详细描述，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种实现纸品材料含水率调节的预热方法的第一实施例。由于该方法所解决问题的原理与前述一种实现纸品材料含水率调节的预热装置相似，因此该方法的实施可以参见前述装置的实施，重复之处不再赘述。本实施例主要应用于瓦楞纸生产设备，通过在预热箱上设湿度感应器，定时检测预热箱的实际湿度，根据预热箱的实际湿度变化，及时调整预热滚筒的温度、转速和包角的实际设定值，以确保瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内。

如图5和图6所示，本实施例主要包括以下步骤：

s100、获得预热滚筒100的温度、转速、包角的原始值，预判预热箱内的湿度增量-时间变化的曲线；

s200、获取定时检测预热箱的实际湿度，获得湿度增量-时间变化的曲线；

s300、根据预热箱的实际湿度增量时间变化的曲线和预判的湿度增量-时间变化的曲线，判断实际湿度增量-时间变化的曲线和湿度增量-时间变化的曲线的偏差；

s400、根据偏差，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值。

在一种可能的实施方式中，获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，具体包括：

根据初始含水率，获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值。

在一种可能的实施方式中，根据初始含水率，获得预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，之前还包括：

s110、检测预热箱外或瓦楞纸原纸仓储的环境空气湿度，根据环境空气湿度，推算瓦楞纸的初始含水率。

在一种可能的实施方式中，根据偏差，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值，具体包括：

根据预热箱内实际湿度增量偏差-预热参数组合的参照表，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值。

该预热方法具体为：

第一步：通过湿度传感器测量当前瓦楞纸生产线的环境空气湿度，可以测量预热箱外部或瓦楞纸原纸仓储的环境空气湿度，根据环境空气湿度，推算出瓦楞纸的初始含水率；

第二步：根据推算的初始含水率，利用预设的初始含水率-预热参数组合参照表，获得当前预热滚筒的温度、转速和包角的原始值；

第三步：根据推算的初始含水率，以及初始含水率-预热参数组合参照表当中预热滚筒的温度、转速、包角的原始值，预判预热过程中由于水分蒸发导致的预热箱内的湿度增量随时间变化的曲线；

第四步：在实际预热中，按照第二步获得的原始值来实际设定预热滚筒的温度、转速、包角，执行瓦楞纸原纸预热；

第五步：通过在预热箱上设置的湿度传感器，对预热箱内的湿度进行定时检测，获得预热箱内实际湿度；

第六步：根据预热箱的实际湿度增量随时间变化的曲线，以及预判的湿度增量随时间变化的曲线，分析二者的偏差，根据偏差，以及预热箱内实际湿度增量偏差-预热参数组合的参照表，根据预热箱内实际湿度增量偏差-预热参数组合的参照表，调整预热滚筒的温度、转速、包角的实际设定值，以保障经过实际预热之后，瓦楞纸原纸的含水率在预定范围之内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。