一种造纸设备

摘要

本发明涉及造纸技术领域，具体而言，涉及一种造纸设备。包括固定架、成型部、干燥部、卷纸部以及传递辊，成型部用于将造纸原料成型为纸幅，干燥部用于对纸幅进行干燥，传递辊用于在各个部之间传递原料或纸幅，干燥部包括烘缸、加热机构和第一电机，加热机构用于给烘缸加热，第一电机用于带动烘缸旋转，烘缸表面设有均匀分布的可控气孔，烘缸内设有吸风机，吸风机用于通过可控气孔吸附烘缸表面的纸幅，还包括用于控制每个可控气孔开启和关闭的控制器。本发明提供的造纸设备，能够解决现有造纸设备需要单独对纸张进行压花加工的问题，同时能够解决现有造纸设备无法快速改变压花图案的问题。

权利要求

1.一种造纸设备，包括固定架、成型部、干燥部、卷纸部以及传递辊，成型部用于将造纸原料成型为纸幅，干燥部用于对纸幅进行干燥，传递辊用于在各个部之间传递纸幅，其特征在于：所述干燥部包括烘缸、加热机构和第一电机，所述加热机构用于给烘缸加热，所述第一电机用于带动烘缸旋转，所述烘缸表面设有均匀分布的可控气孔，所述烘缸内设有吸风机，所述吸风机用于通过可控气孔吸附烘缸表面的纸幅，还包括用于输入预定图案的输入模块和用于根据预定图案控制每个可控气孔开启和关闭的控制器；所述干燥部还包括刮刀，所述刮刀安装在固定架上并压在烘缸表面上，所述刮刀用于将贴在烘缸上的纸幅剥离下来完成对纸幅的起皱；所述可控气孔和吸风机之间设有固定挡板和可动挡板，所述固定挡板和可动挡板不随烘缸转动，烘缸内还设有用于带动可动挡板转动的第二电机，所述固定挡板和可动挡板用于阻挡吸风机通过可控气孔吸气，所述第二电机和可动挡板还用于通过正反转动调节吸风机的吸气区域进而调节烘缸表面对纸幅的吸附范围。

2.如权利要求1所述的造纸设备，其特征在于：所述第二电机为步进电机。

3.如权利要求1所述的造纸设备，其特征在于：所述干燥部还包括与烘缸配套设置的罩盖。

4.如权利要求1至3任一项所述的造纸设备，其特征在于：所述干燥部还包括转速调节模块，所述转速调节模块用来调节第一电机的转速。

说明书

一种造纸设备

技术领域

[0001] 本发明涉及造纸技术领域，具体而言，涉及一种造纸设备。

背景技术

[0002] 生活用纸在日常生活中的应用非常广泛，如面纸、卫生纸、擦拭纸等都是公众所熟知的。在生活用纸的制造过程中， 为了提升生活用纸的某些物理特性，如松厚性、吸水性等以及增加生活用纸的美观程度，在生活用纸生产完成后，都会在后期加工工段对纸张进行压花。

[0003] 为了使压出的花纹图案有较为合适的凹凸深度，加工工段的压花工艺通常是使纸张通过由两辊形成的压花辊隙来达到在纸张表面形成图案的目的，其中的一个辊或两个辊表面设置有凸起或凹陷的压花图案。

[0004] 现有的压花工艺固然可在生活用纸上形成需要的压花图案，但是毕竟作为一种后段加工工艺，使得生活用纸的加工流程变长，从而降低了生产效率，增加了企业成本；并且压花辊的图案只能是固定的，因此现有的造纸设备在制造过程中只能向纸张压印一种图案，功能比较单一。如果后期更换图案则需要重新定制模具，制造新的压花辊，那无疑会提高生产成本。

发明内容

[0005] 本发明意在提供一种造纸设备，能够解决现有造纸工艺中需要独立设备对纸张进行压花加工的问题，同时能够解决现有压花设备无法快速改变压花图案的问题。

[0006] 为了解决上述技术问题，本专利提供如下基础技术方案：

[0007] 一种造纸设备，包括固定架、成型部、干燥部、卷纸部以及传递辊，成型部用于将造纸原料成型为纸幅，干燥部用于对纸幅进行干燥，传递辊用于在各个部之间传递原料或纸幅，所述干燥部包括烘缸、加热机构和第一电机，所述加热机构用于给烘缸加热，所述第一电机用于带动烘缸旋转，所述烘缸表面设有均匀分布的可控气孔，所述烘缸内设有吸风机，所述吸风机用于通过可控气孔吸附烘缸表面的纸幅，还包括用于输入预定图案的输入模块和用于根据预定图案控制每个可控气孔开启和关闭的控制器。

[0008] 本发明的工作原理及有益效果为：

[0009] 成型部将造纸原料成型为纸幅，干燥部上游的传递辊将成型部已经成型的纸幅传递到烘缸的表面上，加热机构将整个烘缸加热，吸风机通过可控气孔将烘缸表面传递来的纸幅紧紧吸附在烘缸表面上，烘缸旋转的同时带动纸幅旋转，并将纸幅烘干，由于气流的压力作用，吸风机通过可控气孔在吸附纸幅的同时还会在纸张的表面留下可控气孔的凹陷印记，可控气孔均匀分布，通过输入模块向控制器输入预定图案，控制器将图案进行解析，转化为对各个气孔的控制指令，通过控制相应的气孔的开启，配合烘缸的转动即可实现在纸幅的表面上印出预设的图案，从而实现压花工艺，烘干后的纸幅由下游的传递辊将纸幅传到卷纸部卷成纸卷。

[0010] 与现有的技术相比，本发明技术方案所提供的造纸设备能够在干燥纸幅的同时实现对纸幅的压花处理，无需单独进行压花加工，进而减少加工流程，提高生产效率，降低企业生产成本；且由于纸幅传到烘缸表面时是湿润状态，因而压花所需的压力或气压比单独在纸张干燥完成后再进行压花要小的多；且在压花的同时进行干燥处理，有利于花纹图案的成型保留；吸风机的气流在一定程度上也可以加速纸幅水分的散失，进而加速纸幅的干燥；

[0011] 现有的造纸设备造纸时，为了使纸张更好地贴合在烘缸上通常还会用到剥离剂和粘合剂等化学助剂，然而化学助剂的安全性和毒性会引发消费者的质疑，给造纸厂商带来压力和负面影响，而且使用化学助剂时，化学助剂涂层的均匀性、硬度、脆度、厚度等物理参数以及化学成分都会影响纸张的品质，增加了生产商的控制难度和成本，化学助剂长时间使用后会在烘缸两端形成固化带，产生“黄边”问题，会使得化学助剂涂层厚度不均匀，导致刮刀工作时不稳定，在纸幅上会产生震痕，或是容易造成断纸的现象，给生产带来很大的困扰，影响生产效率；

[0012] 本发明的技术方案中，吸风机在对纸幅压花的同时还将纸幅吸附在烘缸的表面，因而无需使用剥离剂和粘合剂等化学助剂，增加产品的安全性，使消费者更加放心；同时吸风机比化学助剂涂层更容易控制，可以降低企业的控制成本；又由于没有使用化学助剂，本方案不会存在“黄边”现象，不会因为化学助剂而影响生产效率；

[0013] 通过控制器控制相应的可控气孔的开启和关闭可以形成不同的图案和纹理，方便企业快速应用各种个性化图案，降低成本，提高企业竞争力。

[0014] 进一步，所述干燥部还包括刮刀，所述刮刀安装在固定架上并压在烘缸表面上，所述刮刀用于将贴在烘缸上的纸幅剥离下来完成对纸幅的起皱。

[0015] 采用刮刀将附着在烘缸表面的纸幅剥离下来，烘缸旋转时，刮刀与纸幅的相对速度较大，两者相遇时会发生的剧烈碰撞而产生破坏力，进而可以破坏纸幅内的纤维键，可以增大纸张厚度使纸张更加柔软，这个过程业内被称为起皱。

[0016] 刮刀对纸幅进行起皱时可能会产生粉尘或纸屑，可控气孔和吸风机还可以将这些纸屑收集起来改善工作环境同时还可以实现纸屑回收利用。

[0017] 进一步，所述可控气孔和吸风机之间设有固定挡板和可动挡板，所述固定挡板和可动挡板不随烘缸转动，烘缸内还设有用于带动可动挡板转动的第二电机，所述固定挡板和可动挡板用于阻挡吸风机通过可控气孔吸气，所述第二电机和可动挡板还用于通过正反转动调节吸风机的吸气区域进而调节烘缸表面对纸幅的吸附范围。

[0018] 通过控制第二电机可以控制可动挡板的位置，进而控制烘缸对纸幅的吸附范围，如果使烘缸一直吸附纸幅，并使纸幅最终在刮刀作用下离开烘缸则可以生产出起皱后的纸张；

[0019] 如果通过调节可动挡板的位置使烘缸在纸幅转动到刮刀之前松开对纸幅的吸附，使纸幅自动脱落进入下一工序，则可以生产出没有褶皱的纸幅。

[0020] 通过控制第二电机转动调节可动挡板的位置即可实现制造不同类型的纸张，可以增强造纸设备的通用性，降低企业的成本。

[0021] 进一步，所述电机为步进电机。

[0022] 步进电机通过脉冲数量控制旋转角度，可以更加精准的控制可动挡板的位置。

[0023] 进一步，所述干燥部还包括与烘缸配套设置的罩盖。

[0024] 罩盖用于防止烘缸热量散失，同时罩盖可以减小气流通道的面积，增加吸风机气流的强度。

[0025] 进一步，所述干燥部还包括转速调节模块，所述转速调节模块用来调节第一电机的转速。

[0026] 通过转速调节模块调节第一电机的转速，进而调节烘缸转速，保证烘干效果。

附图说明

[0027] 图1为本发明一种造纸设备实施例一的结构示意图；

[0028] 图2为本发明一种造纸设备实施例一中干燥部的结构示意图；

[0029] 图3为本发明一种造纸设备实施例二中制造光滑纸面时的干燥部的结构示意图；

[0030] 图4为本发明一种造纸设备实施例二中制造起皱纸面时的干燥部的结构示意图。

具体实施方式

[0031] 下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[0032] 附图标记说明：固定架1、罩盖2、刮刀3、传递辊4、纸幅5、烘缸6、可控气孔7、吸风机8、可动挡板9、固定挡板10、成型部100、干燥部200、卷纸部300。

[0033] 实施例一

[0034] 如图1所示，本实施例一种造纸设备包括固定架1、成型部100、干燥部200、卷纸部300以及传递辊4，成型部100用于将造纸原料成型为纸幅5，干燥部200用于对纸幅5进行干燥，传递辊4用于在各个部之间传递原料或纸幅5。

[0035] 成型部100可以采用现有的造纸设备中功能相同或相似的机构，其结构通常如图1所示的那样，包括一系列的导辊和围绕导辊移动的织物以及流浆箱。织物构成一个环形回路。通过流浆箱将用于造纸的原料纤维悬浮液浇注在织物上并在移动的织物上形成纸幅5。纸幅5通过织物的移动带到成型部100与后续传递辊4的接合处，并由传递辊4向干燥部200传递。现有的其他结构类型的成型部100均可用于本发明中的生活用纸的成型抄造，并不限于图中所示的结构。

[0036] 卷纸部300采用现有造纸设备中的结构设计，其通常包括卷轴安装轴、副卷轴安装轴、偏移检测机构、切割机构和喷涂机构，其中卷轴安装轴和副卷轴安装轴用以安装卷轴，两个卷轴可以轮流进行卷纸，偏移检测机构安装在两个安装轴上用来检测当前转轴的半径，即卷纸量，切割机构用于在换卷时切割纸幅5，喷涂机构用于喷涂沾粘胶体，使纸幅5粘贴到新卷轴上。

[0037] 干燥部200结构如图2所示，包括烘缸6、第一电机、加热机构、刮刀3和罩盖2，所述加热机构用于给烘缸6加热，烘缸6可以在第一电机的带动下旋转，传递辊4用于支承从该造纸设备S1的上游成型并传递过来的纸幅5，该传递辊4可绕其转轴旋转，从而将纸幅5传递至烘缸6的表面；传递辊4、烘缸6以及罩盖2固定在固定架1上，加热机构可以使烘缸6产生热量并传递至烘缸6的表面以对吸附在烘缸6表面的纸幅5进行干燥，加热机构采用现有的技术，例如常见的杨克氏烘缸6的加热结构。与烘缸6配套设置的罩盖2用于维持烘缸6的表面温度。

[0038] 刮刀3焊接在固定架1上，刮刀3位于烘缸6出纸一侧的下方并压在烘缸6表面上，刮刀3用于将贴在烘缸6上的纸幅5剥离下来完成对纸幅5的起皱；

[0039] 烘缸6表面设有均匀分布的可控气孔7，烘缸6内设有吸风机8，吸风机8用于通过可控气孔7将纸幅5牢牢吸附在烘缸6的表面，还包括用于输入预定图案的输入模块和用于根据预定图案控制每个可控气孔开启和关闭的控制器，本实施例中，控制器由STM32系列单片机控制芯片和相应的外围电路组成，输入模块由输入电路、电平转换电路和输入接口组成。

[0040] 控制器根据图案控制可控气孔的过程包括以下步骤：

[0041] 图案输入，通过输入模块向控制器内输入定制的图案；

[0042] 图案解析，控制器将图案调整为与烘缸表面可控气孔数量以及分布相适应的分辨率；

[0043] 图案转码，控制器将图案二值化，然后按照预设关系将图案转化为对每一个可控气孔的控制命令；

[0044] 图案生成，控制器执行相应的控制命令，控制相应的可控气孔开启。

[0045] 实施例二

[0046] 如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于，可控气孔7和吸风机8之间设有固定挡板10和可动挡板9，所述固定挡板10和可动挡板9不随烘缸6转动，烘缸6内还设有用于带动可动挡板9转动的第二电机，所述固定挡板10和可动挡板9用于阻挡吸风机8通过可控气孔7吸气，所述第二电机和可动挡板9还用于通过正反转动调节吸风机8的吸气区域进而调节烘缸6表面对纸幅5的吸附范围，本实施例中第二电机优选为步进电机。固定挡板10和可动挡板9的形状和位置可以依照烘缸6具体的情况以及具体需求设定，本实施例中，固定挡板10设置在烘缸6的下半部分，其主要遮挡的位置是烘缸6下半部分刮刀3到烘缸6进纸口的一段，可动挡板9套装在固定挡板10上，其可绕烘缸6轴心旋转，当其与固定挡板10错开时，相当于拓展了固定挡板10的范围，即缩小了吸风机8的吸气范围，为了保证密封性可在固定挡板10与可动挡板9以及可动挡板9与烘缸6内壁之间设置用于密封的耐磨胶条。本实施例中，可动挡板9的活动范围是刮刀3到烘缸6出纸口的一段，干燥部200还包括用于控制第一电机转动的转速调节模块。

[0047] 如图3所示，当可动挡板9伸展至烘缸6出纸口位置时，烘缸6在纸幅5转动到刮刀3之前就会松开对纸幅5的吸附，使纸幅5自动脱落进入下一工序，则可以生产出没有褶皱的纸幅5；

[0048] 如图4所示，当可动挡板9收到刮刀3与烘缸6进纸口之间的位置时，烘缸6将一直吸附纸幅5，并使纸幅5最终在刮刀3作用下离开烘缸6，则可以生产出起皱后的纸张。

[0049] 通过控制第二电机转动调节可动挡板9的位置即可实现制造不同类型的纸张，可以增强造纸设备S1的通用性，降低企业的成本。

[0050] 所述转速调节模块可以采用现有的脉冲宽度调节技术实现，通过数控脉冲发生器调节输出脉冲频率与占空比，实现对烘缸6的第一电机的转速调节。为了使生产的纸更加平滑，可以适当的减小吸风机8的速度，降低对纸幅5的吸附压力，同时可以通过转速调节模块降低烘缸6转速增加纸幅5与烘缸6接触时间，保证干燥效果。

[0051] 以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。