一种带有超声设备的斜网纸机流送系统

1.本发明涉及一种带有超声设备的斜网纸机流送系统，属于造纸设备领域。


背景技术：

2.特种纸又称特种加工纸，是将不同的纤维利用抄纸机抄制成具有特殊机能的纸张，例如单独使用合成纤维、合成纸浆或混合木浆等原料，配合不同材料进行修饰或加工，赋予纸张不同的机能及用途。特种纸应用范围广泛，性能及附加价值高，需求旺盛。有数据显示，2021年全球特种纸产量为2509万吨，预计未来5年特种纸将以2.4％的复合年均增长率稳步增长，2026年需求将达到2826万吨。国内对特种纸需求日益增大，但目前国产特种纸的质量和产量远远未能满足我国对特种纸的使用需要。很多特种纸产品被国外垄断，严重依赖进口。
3.由于斜网纸机上网浓度低，可抄造的纤维长度较长，一般为3～10mm，最长可达50mm，纸机的脱水性能较好，所抄造的纸张匀度好、透气度高，斜网纸机是目前最适合抄造合成纤维特种纸的纸机。
4.但是，在利用疏水性合成纤维抄造特种纸时，纤维往往成束，现有的分散设备和流送系统难以将疏水性纤维束在水中分散成单根纤维，即便是能够分散成单根纤维，也很容易发生纤维之间的再次缠绕和絮聚。有资料指出，超声洗涤设备用于分散合成纤维特别是疏水性合成纤维有良好的效果，在合适的浆料浓度的前提下，只需要7min就可以将浆料分散成良好的抄纸悬浮液，是目前分散效率最高的分散方式。将超声设备应用于斜网纸机的流送系统，在相同时间内能够提高所抄纸页的匀度；在同一匀度的情况下能够节省分散时间，提高分散效率，节能减排。
5.目前尚未出现将超声设备应用于纸机流送系统特别是斜网纸机流送系统的案例。


技术实现要素：

6.本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带有超声设备的斜网纸机流送系统，该系统解决了合成纤维特别是疏水性合成纤维难以在水中分散成单根纤维、分散的纤维之间再次絮聚、成纸匀度不佳等问题，适合利用长度为2～8mm的合成纤维在较短分散时间的情况下抄造匀度好、透气度高的高品质特种纸。
7.本发明的目的在于提供一种带有超声设备的斜网纸机流送系统，包括依次连接的纤维分散机、超声分散罐、稳浆箱、中心布浆罐、超声分散箱和斜网流浆箱，所述纤维分散机与超声分散罐之间、超声分散罐与稳浆箱之间、稳浆箱与中心布浆罐之间均设置有浆泵；所述超声分散罐包括罐体，所述罐体内存储有浆料，罐体的内侧壁设有超声震板；所述超声分散箱包括箱体，所述箱体内设置有若干个浆料输送管道，箱体内还设有超声介质，若干个浆料输送管道位于超声介质内。
8.本发明的一种实施方式中，所述罐体内还设置有搅拌叶轮，所述搅拌叶轮连接于搅拌轴上，所述搅拌轴连接有减速箱，所述减速箱连接有搅拌电机，所述减速箱和搅拌电机
均位于所述罐体外。
9.本发明的一种实施方式中，所述罐体内的底部设置有斜底结构。
10.本发明的一种实施方式中，所述超声分散罐分散的纤维的长度为2～8mm；超声分散时间为5～15min；超声处理纤维的温度为20～60℃；超声功率为400～1500w；超声频率为15～100khz；超声分散罐内加入有分散剂。
11.本发明的一种实施方式中，所述浆料输送管道的形状为直管或蛇形弯管。
12.本发明的一种实施方式中，所述超声介质布满于箱体内，超声介质为水。
13.本发明的一种实施方式中，所述箱体内的底部还设置有若干个超声震动机构，所述超声震动机构为超声震板或震棒。
14.本发明的一种实施方式中，所述超声震板与浆料的接触面采用抛光处理，所述罐体采用厚度为3～6mm不锈钢板焊接制作，罐体的材质为sus304；所述搅拌叶轮和搅拌轴采用sus304不锈钢制作，罐体的内壁以及搅拌叶轮、搅拌轴与浆料的接触面均采用抛光处理。
15.本发明的一种实施方式中，所述浆料输送管道的材质为sus304或有机玻璃；浆料输送管道的内壁与浆料接触，并采用抛光打磨处理，粗糙度等于或小于0.6，所述超声分散箱的箱体由厚度为2～5mm不锈钢板焊接制作，材质为sus304。
16.本发明的一种实施方式中，所述超声分散箱超声功率为400～1500w；超声频率为15～100khz。
17.有益效果
18.1.本发明将超声设备，即超声分散罐、超声分散箱应用于斜网纸机的流送系统。
19.2.在相同的分散时间内，本发明引入的超声设备对合成纤维的分散的效果明显好于现有技术的其他分散方式；在相同纸页匀度的的情况下，采用本发明能够节省分散时间，提高分散效率，节能减排。
20.3.本发明解决了合成纤维特别是疏水性合成纤维难以在水中分散成单根纤维、分散的纤维之间再次絮聚、成纸匀度不佳等问题。
21.4.本发明适合利用长度为2～8mm的合成纤维在较短分散时间的情况下抄造匀度好、透气度高的高品质特种纸。
附图说明
22.图1是一种带有超声设备的斜网纸机流送系统的结构示意图。
23.图2是一种带有超声设备的斜网纸机流送系统中的超声分散罐的结构示意图。
24.图3是一种带有超声设备的斜网纸机流送系统中的超声分散箱的立体图以及三视图。
25.图4是一种带有超声设备的斜网纸机流送系统中的超声分散箱的内部结构示意图。
26.图5是未使用超声设备分散碳纤维所抄造的碳纤维纸。
27.图6是使用超声设备分散碳纤维所抄造的碳纤维纸。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照
附图，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向。使用的词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
29.实施例1
30.参见图1，一种带有超声设备的斜网纸机流送系统，包括依次连接的纤维分散机、超声分散罐、稳浆箱、中心布浆罐、超声分散箱和带有匀整元件和成形装置的斜网流浆箱，所述纤维分散机与超声分散罐之间、超声分散罐与稳浆箱之间、稳浆箱与中心布浆罐之间均设置有浆泵。
31.如图2所示，所述超声分散罐包括罐体201，所述罐体201内存储有浆料207，罐体201的内侧壁设有多组超声震板203，所述超声震板203与浆料207的接触面采用抛光处理，避免挂纤维；超声震板203从低到高分为多组控制，根据罐内浆料207液位的高低，开启相应的组控。所述罐体201内还设置有搅拌叶轮206，所述搅拌叶轮206连接于搅拌轴上，所述搅拌轴连接有减速箱205，所述减速箱205连接有搅拌电机204，所述减速箱205和搅拌电机204均位于所述罐体201外，搅拌电机204驱动搅拌轴旋转，搅拌轴带动搅拌叶轮206旋转，继而将罐体201内的浆料204搅拌均匀，其中设置的减速箱205可以降低搅拌轴的转速，增大搅拌轴的扭矩，以增强浆料207的搅拌效果，其中搅拌轴和搅拌叶轮206的转速可调。
32.进一步地，所述罐体201内的底部设置有斜底结构202，所述斜底结构202能够确保在放浆时能够将浆料207完全放出。
33.优先的，所述罐体201采用厚度为3～6mm不锈钢板焊接制作，罐体201的材质为sus304；所述搅拌叶轮206和搅拌轴采用sus304不锈钢制作，罐体201的内壁以及搅拌叶轮206、搅拌轴与浆料207的接触面采用抛光处理，避免挂纤维。
34.优选的，所述超声分散罐可分散的纤维的长度为2～8mm，超声分散时浆料浓度不高于千分之一，超声分散时间为5～15min，超声处理纤维的温度为20～60℃；超声功率为400～1500w，超声功率大小可调节；超声频率为15～100khz，超声频率高低可调节，可以根据不同种类的纤维加入不同的分散剂。
35.如图3或4所示，所述超声分散箱包括箱体301，所述箱体301内设置有若干个用于浆料输送的浆料输送管道302，浆料输送管道302的内径和根数由实际生产所需的上浆量确定，所述浆料输送管道302的形状为直管或蛇形弯管，所述蛇形管道可以有效延长超声分散处理的时间；所述箱体301内设有超声介质304，所述超声介质304布满于箱体301内，若干个浆料输送管道302位于超声介质304内。
36.进一步地，所述箱体301内的底部还设置有若干个超声震动机构303，所述超声震动机构303为超声震板或震棒。
37.进一步地，所述超声介质304为水。
38.优选的，所述浆料输送管道302的材质为sus304或有机玻璃；浆料输送管道302的内壁与浆料207接触，并采用抛光打磨处理，粗糙度等于或小于0.6。
39.优选的，所述超声分散箱的箱体301由厚度为2～5mm不锈钢板焊接制作，材质为sus304。
40.优选的，所述超声分散箱超声功率为400～1500w，超声功率大小可调节；超声频率为15～100khz，超声频率高低可调节，通过调整浆料输送管道302的长度、内径以及管道内
浆料207的流速来决定浆料207被超声分散处理的时间。
41.优选的，所述超声分散罐和超声分散箱，根据实际生产需要，两者可以分别单独使用，两者也可以配合一起使用。
42.本发明的工作原理：
43.斜网纸机开机前，将一定量的水加入到纤维分散机中，开启纤维分散机，按照配比加入造纸助剂，搅拌均匀后按照浆浓加入一定量的合成纤维，搅拌分散一段时间。开启浆泵1，将纤维分散机中一定量的浆料输送至超声分散罐，开启超声分散罐的搅拌电机204和超声震板203，对浆料进行超声分散处理；超声分散罐体积较大，既起到超声分散的作用，又起到贮存浆料的作用。当超声分散罐达到一定液位和浆料分散程度良好时，满足斜网纸机开机上浆条件。开机时，开启浆泵2、浆泵3和超声分散箱。浆泵2将浆料输送至稳浆箱，稳浆箱又称高位箱，其作用是除去浆料中大部分游离的气体和提供稳定的上浆压力，还可以作为一些造纸助剂的加入点。浆泵3将稳浆箱的浆料输送至中心布浆罐，浆料经中心布浆罐处理后从多根细管道流出，这些细管道与超声分散箱中所设的浆料输送管道一一对应并相接，浆料穿过超声分散箱中的浆料管道进入斜网流浆箱，完成上浆。中心布浆罐又称等压布浆罐，其作用是均匀等压分散纤维絮，衰减浆流脉冲，释放游离气体并避免浆流横向流动，保证纤维良好取向，且每个出口具有相同出口压力和流速，保证浆料均匀进入流浆箱。从中心布浆罐到斜网流浆箱输送浆料的所有管道穿过超声分散箱，超声分散箱的作用是将从中心布浆罐到斜网流浆箱这一输送过程中可能形成的纤维絮分散。斜网流浆箱包括布浆器、匀整元件和成形装置三个部分。布浆器的作用是将浆料横向分布，匹配成形网的幅宽；匀整元件的作用是将横向分布的浆料匀整，消除多管道输送浆料导致的浆股；成形装置的作用是把速度一致、纤维分散良好的浆料上网。之后，浆料会在斜网纸机成形网上脱水成形为纤维组织定形的湿纸页。
44.参见图6，使用本实施例提供的超声设备分散碳纤维所抄造的碳纤维纸，纸页匀度明显好于未使用超声设备分散碳纤维所抄造的碳纤维纸。
45.对比例1
46.未开启超声分散罐的超声震板203，未开启超声分散箱的超声震动机构303。其他与实施例1相同。
47.参见图5，未使用超声设备分散碳纤维所抄造的碳纤维纸，由于碳纤维束未解离成单根纤维或者碳纤维在流送系统中再次絮聚，导致纸页匀度较差。
48.测试：使用电动厚度测定仪和微电脑抗张强度测定仪分别测定实施例1和对比例1所得纸样的厚度和抗张指数。实施例1和对比例1所得纸样定量均为30g/m2；两种纸样的厚度各测12个点；两种纸样的抗张指数各测4个点，每个点均测了纵向和横向抗张指数。厚度测试结果如下表1所示，抗张指数测试结果如下表2所示。
49.表1两种纸样的厚度(单位：μm)
[0050][0051]
表2两种纸样的抗张指数(单位：n
·
m/g)
[0052][0053]
从表1中结果可以看出对比例1所得纸样厚度的方差明显大于实施例1所得纸样厚度的方差，这说明实施例1纸样的厚度的均匀性明显好于对比例1所得纸样。
[0054]
从表2中结果可以看出对比例1所得纸样的四个点的抗张指数差距更大；实施例1所得纸样的1、3、4三点的抗张指数明显好于对比例1所得纸样，实施例1所得纸样的点2的纵向抗张指数低于对比例1所得纸样，出现此种情况是由于对比例1所得纸样纤维排布不均匀导致的。
[0055]
表1和表2的数据充分说明实施例1所得纸样的匀度明显好于对比例1所得纸样的匀度，带有超声设备的斜网纸机流送系统所抄纸张的匀度明显好于现有斜网纸机流送系统所抄纸张匀度。
[0056]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同更换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。