本實用新型涉及制漿造紙技術領域，特別涉及一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，市場對于紙張的橫幅定量分布水平提出了越來越高的要求。與傳統(tǒng)流漿箱的橫幅定量調節(jié)方法相比，通過局部調節(jié)漿濃控制全幅定量的方法具有調節(jié)定量精確、靈敏度高、調節(jié)和校正定量偏差的幅值大、既能有效調節(jié)全幅橫向定量的均勻一致，又能保持全幅纖維排列均勻一致等優(yōu)點，因而在全世界得到了非常廣泛的應用。

局部調節(jié)漿濃控制全幅定量的工作原理是：沿流漿箱橫向選擇適當?shù)拈g隔距離，向流漿箱內注入稀釋水，通常為造紙白水，用以局部調節(jié)漿料濃度，實現(xiàn)全幅橫向定量均勻調節(jié)。

根據(jù)上述原理，人們設計了多種不同的稀釋水添加方法和裝置，主要有以下幾種：

美國專利文件US005843281中，公開了從稀釋水總管來的稀釋水通過稀釋水支管進入方錐管后的布漿管束中，稀釋水支管安裝在布漿管束之間，通過調節(jié)閥控制稀釋水的流量來調節(jié)橫幅定量。

美國專利文件US005196091A中，公開了多根稀釋水管與布漿管束的上游端相連，稀釋水通過稀釋水管進入到管束中，并通過稀釋水閥控制稀釋水的流量，從而控制成紙的橫幅定量分布。

美國專利文件US005800678A中，公開了稀釋水總管與進漿總管上下排列，中間通過一個壁分開。從稀釋水總管來的稀釋水通過調節(jié)閥和支管進入布漿管束的每個管中，不同量的稀釋水在管束中與主漿流混合，從而通過改變稀釋水的流量及漿料的濃度來調節(jié)紙張的橫幅定量。

美國專利文件US006136152A中，公開了稀釋水加入進漿總管與布漿管束間的連接塊中，稀釋水與主漿流成一個角度注入到布漿管束入口的主漿流中，稀釋水流以小于180°的轉向與主漿流混合進入布漿管束中，通過調節(jié)稀釋水的流量來獲得均勻的定量分布。

顯然，由上述所公開的各個方案可見，現(xiàn)有的稀釋水添加方法大多將稀釋水注入布漿管束中或布漿管束的入口處，通過改變稀釋水的流量來控制橫幅定量。這些方法充分利用了錐形總管均勻布漿的機理，減小加入稀釋水后每根布漿支管的流量變化，但在實際生產應用中，仍存在以下問題：

其一、由于每列管中加入的稀釋水量是不完全相等的，因此出布漿支管后，由于沿流漿箱橫向漿流量不完全相等，從而或多或少地存在橫流。

其二、流漿箱通常在布漿管束與唇口區(qū)之間會有一個中間平衡室和湍流發(fā)生器，稀釋水與主漿流在布漿支管中混合，但從布漿管束出來的小股漿流，相互之間不可避免將產生部分混合，同時，平衡室出口處湍流發(fā)生器所產生的阻力也會促進平衡室中漿流的混合，從而影響稀釋水的調節(jié)效果。也就是說，稀釋水最理想的加入地點并不是在布漿管束的上游，而應該是靠近唇口的湍流發(fā)生器中。

其三、稀釋水支管安裝在布漿支管之間，那么稀釋水支管的大小、數(shù)量及安裝位置都受到布漿支管間距的限制，這一方面影響了稀釋水調節(jié)效果的發(fā)揮；另一方面，稀釋水支管又必須與每列布漿管中的每根管相連，這無疑又增加了加工制造的難度。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置，該裝置不改變稀釋水的流量，而通過改變稀釋水的濃度來實現(xiàn)紙張橫幅定量的調節(jié)，可有效地避免由于布漿管束出來的各股漿流濃度不一致而在流漿箱平衡室中混合對稀釋水調節(jié)效果的影響。

本實用新型的技術方案為：一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置，包括相連接的一級調節(jié)系統(tǒng)和二級調節(jié)系統(tǒng)，流漿箱的外側設有第一稀釋水模塊，流漿箱中平衡室與湍流發(fā)生器之間設有第二稀釋水模塊，二級調節(jié)系統(tǒng)的出口端與湍流發(fā)生器相連接；一級調節(jié)系統(tǒng)包括第一稀釋水總管、多個第一稀釋水支管、第一稀釋水模塊和第二稀釋水總管，第一稀釋水總管通過多個并聯(lián)的第一稀釋水支管與第一稀釋水模塊連接，第二稀釋水總管設于第一稀釋水模塊的一側；二級調節(jié)系統(tǒng)包括并聯(lián)設置的多個第二稀釋水支管和第二稀釋水模塊，第二稀釋水總管通過各第二稀釋水支管與第二稀釋水模塊連接。

所述各第一稀釋水支管上設有稀釋水調節(jié)閥，可以獨立調節(jié)各個第一稀釋水支管上的流量，從而實現(xiàn)對第二稀釋水模塊中各個稀釋單元內的高濃度稀釋水進行獨立調節(jié)。各稀釋水調節(jié)閥可采用線性V型球閥，安裝在相應的稀釋水支管上，并與步進電機連接，用以調節(jié)低濃度稀釋水流量，步進電機可以通過紙機的控制系統(tǒng)，根據(jù)紙張橫幅定量的測定結果，通過計算機控制稀釋水調節(jié)閥的開度。而第二稀釋水支管上不設置稀釋水調節(jié)閥，對第二稀釋水支管不進行流量控制，以確保進入第二稀釋水模塊的經過濃度調節(jié)的稀釋水流量相等。

所述第一稀釋水模塊中，來自第二稀釋水總管的水流方向與流漿箱中的漿流方向相平行，流入第二稀釋水支管的水流方向也與流漿箱中的漿料方向相平行，來自第一稀釋水支管的水流方向與流漿箱中的漿流方向之間形成夾角；第二稀釋水模塊中，來自第二稀釋水支管的水流方向與流漿箱中的漿流方向之間形成夾角。也就是說，第一稀釋水支管可垂直于第一稀釋水模塊的頂面或底面，第二稀釋水總管和第二稀釋水支管分別設于第一稀釋水模塊的兩側，第二稀釋水支管垂直于第二稀釋水模塊的頂面或底面。

所述第一稀釋水總管中的稀釋水為清水或澄清的白水；第二稀釋水總管中的稀釋水為濃白水，濃白水的濃度為0.05％～0.2％。

所述一級調節(jié)系統(tǒng)的稀釋比范圍為10％-30％，二級調節(jié)系統(tǒng)的稀釋比范圍為10％-15％。

所述第一稀釋水模塊的結構與第二稀釋水模塊的結構相同，均由多個稀釋單元沿流漿箱的橫截面方向排列組成；各稀釋單元包括依次連接的進漿段、混合段和出漿段，進漿段上方設有稀釋水入口。其中，進漿段的橫向截面為長方形，縱向截面為梯形，出漿段的結構和尺寸與進漿段相同(即進漿段和出漿段為結構對稱的擴散狀結構)，兩者對稱設于混合段的兩端，進漿段的進口處寬度及出漿段的出口處寬度取決于所控制管束的列數(shù)，可以等于一列或多列湍流管束的寬度，其高度與湍流發(fā)生器的進口高度相等?；旌隙蔚慕孛嫘螤顬閳A形、方形或多邊形，當為圓形時，其直徑為15～25mm，當為方形時，其邊長為15～25mm。稀釋單元的整體長度為100～200mm，其中進漿段、混合段和出漿段的長度各占1/3左右。

所述第一稀釋水模塊中，進漿段與第二稀釋水總管連接，稀釋水入口與第一稀釋水支管連接，出漿段與第二稀釋水支管連接；第二稀釋水模塊中，進漿段與平衡室連接，稀釋水入口與第二稀釋水支管連接，出漿段與湍流發(fā)生器連接。

所述進漿段的中心線與稀釋水入口的中心線之間成80°夾角。即漿流方向與稀釋水的水流方向之間形成的夾角優(yōu)選為80°。根據(jù)實際情況的需要，該夾角可在0-90°之間取值。

上述裝置結構中，流漿箱主要由進漿總管、布漿器、平衡室、湍流發(fā)生器和唇口區(qū)依次連接組成，本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置設于流漿箱的上方或下方，其中第二稀釋水模塊設于平衡室和湍流發(fā)生器的連接處。其中，第一稀釋水總管為市面通用的錐形管或圓形管，第二稀釋水總管為錐形管，按拜納斯方程設計，帶有回流，第二稀釋水總管帶有入口控制閥和回流閥，從而可以控制通過第二稀釋水模塊進入到流漿箱中的稀釋水的總流量，確保稀釋比在合理的范圍內，通過回流閥調節(jié)稀釋水總管的壓力均衡，從而保證通過第一稀釋水模塊進入每根第二稀釋水支管的流量和壓力完全相等。

從第一稀釋水總管來的稀釋水(低濃度稀釋水)與第二稀釋水總管來的稀釋水(高濃度稀釋水)在第一稀釋水模塊中充分混合，由稀釋水調節(jié)閥調節(jié)各第一稀釋水支管的流量，從而調節(jié)進流漿箱中稀釋水(即經過濃度調節(jié)的稀釋水)的濃度，使其濃度和流量均滿足要求后，進入第二稀釋水模塊，然后在第二稀釋水模塊中與漿料充分混合后進入湍流發(fā)生器中。由于第二稀釋水支管不是安裝在湍流管束之間，因而第二稀釋水支管的大小不受湍流管束間距的影響，可以采用相對較大的管徑，避免稀釋水中的纖維等物質堵塞稀釋水支管。第二稀釋水以一定的角度注入漿流中，并在混合段中充分混合，然后由出漿段進入各列管束或其它湍流元件中。在第二稀釋水模塊中，由于各稀釋單元結構完全相同，進入各稀釋單元中稀釋水流量和進入角度也完全相同，因此，稀釋水的加入不影響各列管束中漿料的相對流量，卻有效地調節(jié)了各列管束中的漿料濃度，從而達到了通過添加稀釋水調節(jié)紙張橫幅定量的目的。

本實用新型根據(jù)上述裝置可實現(xiàn)一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的方法，先采用一級調節(jié)系統(tǒng)對第二稀釋水總管中的稀釋水濃度進行調節(jié)，再利用已經過濃度調節(jié)的稀釋水對流漿箱中的漿料濃度進行調節(jié)。

該方法具體包括以下步驟：

(1)第一稀釋水總管中的稀釋水為低濃度稀釋水，通過各第一稀釋水支管送入第一稀釋水模塊中；第二稀釋水總管中的稀釋水為高濃度稀釋水，直接送入第一稀釋水模塊中；高濃度稀釋水與低濃度稀釋水在第一稀釋水模塊中進行混合，形成經過濃度調節(jié)的稀釋水，然后通過第二稀釋水支管送入第二稀釋水模塊中；其中，由各第一稀釋水支管進入第一稀釋水模塊的低濃度稀釋水流量不同；經過濃度調節(jié)的稀釋水，由各第二稀釋水支管進入第二稀釋水模塊時，流量和壓力相同，但濃度不同；

(2)流漿箱中的漿料通過平衡室后直接送入第二稀釋水模塊中，在第二稀釋水模塊中，經過濃度調節(jié)的稀釋水與漿料混合，形成經過濃度調節(jié)的漿料后，送至流漿箱的湍流發(fā)生器中。

上述改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置及方法使用時，其工作原理是：首先，調節(jié)第二稀釋水總管上的控制閥，根據(jù)要求，調節(jié)進入流漿箱中稀釋水的總流量。然后由第一稀釋水總管來的清水或稀白水利用稀釋水調節(jié)閥調節(jié)流量后，通過第一稀釋水支管與從第二稀釋水總管來的濃白水在第一稀釋水模塊中充分混合，得到流量相同但濃度不同的稀釋水后，通過相應的第二稀釋水支管進入第二稀釋水模塊中，與平衡室來的漿料充分混合此時，由于各第二稀釋水支管加入的稀釋水流量是完全相等的，因此不會改變流漿箱中漿流的軌跡及湍流發(fā)生器各支管的流量，又由于各第二稀釋水支管加入的稀釋水濃度是不相同的，這樣通過調節(jié)漿料濃度達到調節(jié)橫幅定量的目的。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果：

本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置及方法使用時，通過改變稀釋水的濃度來調節(jié)紙張橫幅定量，而不改變稀釋水的流量，將經過濃度調節(jié)后的稀釋水等量地注入流漿箱的湍流發(fā)生器上游，從而通過改變漿料的濃度來調節(jié)紙張的橫幅定量，同時可有效地避免了由于布漿管束出來的各股漿流在流漿箱平衡室中混合對稀釋水調節(jié)效果的影響。

本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置及方法中，稀釋水添加在流漿箱的湍流發(fā)生器中，而不是在布漿管束中，有效避免了多股支流在流漿箱平衡室中的混合對稀釋水調節(jié)效果的影響。

本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置及方法中，加入流漿箱橫幅各點上的稀釋水流量完全相同，從而確保不影響湍流發(fā)生器中各支管的流量，避免了在唇口區(qū)產生橫流，也避免了支流間相互混合對橫幅定量調節(jié)效果的影響。

本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置中，稀釋水支管安裝在稀釋水模塊的上方或下方，而不是在湍流發(fā)生器支管之間，因而可根據(jù)需要選取較大的管徑，避免了稀釋水支管的堵塞，可采用較濃的白水作稀釋水。

本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置加工制作簡單，設備成本低。既適合新流漿箱的制作，又非常適合現(xiàn)有流漿箱的改造，改造過程中，只需新增兩套稀釋水調節(jié)系統(tǒng)，然后把其中一個稀釋水模塊安裝在流漿箱平衡室與湍流發(fā)生器之間即可，而無須對流漿箱結構進行大的改造，其應用前景較好。

附圖說明

圖1為本改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置的結構示意圖。

圖2為圖1的A-A截面視圖。

圖3為圖2的D局部中單個稀釋單元與湍流發(fā)生器連接的結構示意圖。

圖4為圖2的C方向上第二稀釋水模塊的部分結構示意圖。

圖5為單個稀釋單元的結構示意圖。

圖6為圖1的B-B截面視圖。

上述各圖中，各標號所示部件如下：1為第一稀釋水總管，2為第二稀釋水總管，3為第一稀釋水模塊，4為稀釋水調節(jié)閥，5為第一稀釋水支管，6為第二稀釋水支管，7為第二稀釋水模塊，8為進漿總管，9為布漿器，10為平衡室，11為湍流發(fā)生器，12為唇口區(qū)，13為進漿段，14為混合段，15為出漿段，16為稀釋水入口，a為夾角。

具體實施方式

下面結合實施例，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1

本實施例一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置，如圖1所示，安裝并應用于流漿箱上，流漿箱主要由進漿總管8、布漿器9、平衡室10、湍流發(fā)生器11和唇口區(qū)12依次連接組成。

改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的裝置包括一級調節(jié)系統(tǒng)(調節(jié)稀釋水濃度用)和二級調節(jié)系統(tǒng)(調節(jié)漿料濃度用)，一級調節(jié)系統(tǒng)主要由第一稀釋水總管1、第二稀釋水總管2、稀釋水調節(jié)閥4、第一稀釋水支管5和第一稀釋水模塊3構成，第一次調節(jié)系統(tǒng)稀釋比為15％。二級調節(jié)系統(tǒng)與一級調節(jié)系統(tǒng)相連，由第二稀釋水支管6和第二稀釋水模塊7構成，二級調節(jié)系統(tǒng)的稀釋比為10％。

第一稀釋水總管可為普通的錐形管或圓形管。第一稀釋水總管中的稀釋水可采用清水或澄清的白水，本實例中采用澄清白水。

第二稀釋水總管為錐形總管，按拜納斯方程設計，帶有回流，能保證通過第一稀釋水模塊進入第二稀釋水支管的流量和壓力完全相等。第二稀釋水總管帶有入口控制閥和回流閥，從而可以控制通過第二稀釋水模塊進入到流漿箱中的稀釋水的流量，確保稀釋比在要求的范圍內。通過回流閥調節(jié)第二稀釋水總管的壓力均衡，從而保證通過第一稀釋水模塊后進入每根第二稀釋水支管的稀釋水的流量和壓力完全相等。第二稀釋水總管中的稀釋水采用濃白水。

從第一稀釋水總管來的稀釋水與第二稀釋水總管來的稀釋水在第一稀釋水模塊中充分混合，由稀釋水調節(jié)閥調節(jié)第一稀釋水支管的流量，從而調節(jié)進入第二稀釋水支管的稀釋水的濃度，混合均勻且濃度達到要求后的稀釋水進入第二稀釋水模塊，在第二稀釋水模塊中與漿料充分混合后進入湍流發(fā)生器中。

第一稀釋水模塊與第二稀釋水總管的出口相接，第二稀釋水模塊安裝在流漿箱的平衡室與湍流發(fā)生器之間；稀釋水調節(jié)閥安裝在第一稀釋水支管上。其中，稀釋水調節(jié)閥為線性V型球閥，安裝在第一稀釋水支管上，并與步進電機連接，用以調節(jié)稀釋水流量；步進電機可以通過紙機的控制系統(tǒng)，根據(jù)紙張橫幅定量的測定結果，通過計算機控制稀釋水閥的開度。

第二稀釋水支管上不安裝任何控制閥。

如圖2所示，第二稀釋水模塊由多個稀釋單元組成。湍流發(fā)生器的管束中，各管的直徑為Φ18mm，相鄰兩個管之間的中心距為30mm，設計要求第二稀釋水模塊的每個單元控制相鄰兩列管束的漿料濃度，因而，第二稀釋水模塊每個單元的出口寬度大于48mm，考慮到各個單元間的壁厚，每個稀釋單元的寬度為60mm，其內部高度等于平衡室的出口高度，每個單元的出口可以完全包含兩列管束的進口，如圖3所示。由此可見，組成第二稀釋水模塊的稀釋單元數(shù)為整個湍流發(fā)生器中管束列數(shù)的一半。

如圖4所示，第一稀釋水支管安裝在第二稀釋水模塊中各稀釋單元的中間位置，各稀釋單元寬度為60mm，相鄰兩個第一稀釋水支管的間距也為60mm，也可根據(jù)需要，減小或增加第一稀釋水支管的間距，由第二稀釋水模塊的每個稀釋單元向一列或更多列的管束供漿，通過一個稀釋單元調節(jié)一列或多列的漿料濃度，從而調節(jié)紙張的橫幅定量。

組成第一稀釋水模塊或第二稀釋水模塊的各稀釋單元的結構如圖5所示，主要由進漿段13、混合段14、出漿段15及稀釋水入口16組成，其進漿段和出漿段的口部均為長方形?；旌隙螢楣苄?，位于稀釋單元的中間，進漿段由口部逐漸對稱收縮到混合段的進口，然后又由混合段的出口逐漸對稱擴大至出漿段的口部。稀釋水流與漿流之間形成的夾角a約為80°。第二稀釋水模塊中，混合段的直徑為Φ20mm，混合段的長度為30mm，第二稀釋水模塊的總長度(即進漿段、混合段和出漿段的長度之和)為100mm，漿料與稀釋水在混合段的管中得到充分混合，經過濃度調節(jié)后的漿料進入流漿箱的湍流發(fā)生器中，最后通過唇口區(qū)噴漿上網(wǎng)，控制紙張的橫幅定量分布。第二稀釋水模塊與第一稀釋水模塊的結構和尺寸完全相同。

如圖6所示，第一稀釋水模塊安裝在第二稀釋水總管與第二稀釋水支管之間，同時與第一稀釋水支管相接，第一稀釋水模塊與第二稀釋水模塊的結構及尺寸完全相同，每個稀釋單元的寬度為60mm，其內部高度等于第一稀釋水總的出口高度，相鄰兩個第一稀釋水支管的間距也為60mm。

上述裝置結構中，由于第二稀釋水支管不是安裝在湍流發(fā)生器的管束之間，因而第二稀釋水支管的大小不受湍流發(fā)生器中管束間距的影響，可以采用相對較大的管徑，避免稀釋水中的纖維等物質堵塞稀釋水支管。第二稀釋水支管中的稀釋水以一定的角度注入漿流中，并在混合段中充分混合，然后由出漿段進入湍流發(fā)生器的各列管束或其它湍流元件中。由于各稀釋單元結構完全相同，進入各稀釋單元中稀釋水流量和進入角度也完全相同，因此，稀釋水的加入不影響各列管束中漿料的相對流量，卻有效地調節(jié)了各列管束中的漿料濃度，從而達到了通過添加稀釋水調節(jié)紙張橫幅定量的目的。

上述裝置使用時，其工作原理是：首先，調節(jié)第二稀釋水總管上的控制閥，根據(jù)要求，調節(jié)進入流漿箱中稀釋水的總流量。然后由第一稀釋水總管來的清水或稀白水利用稀釋水調節(jié)閥調節(jié)流量后，通過第一稀釋水支管與從第二稀釋水總管來的濃白水在第一稀釋水模塊中充分混合，得到流量相同但濃度不同的稀釋水后，通過相應的第二稀釋水支管進入第二稀釋水模塊中，與平衡室來的漿料充分混合此時，由于各第二稀釋水支管加入的稀釋水流量是完全相等的，因此不會改變流漿箱中漿流的軌跡及湍流發(fā)生器各支管的流量，又由于各第二稀釋水支管加入的稀釋水濃度是不相同的，這樣通過調節(jié)漿料濃度達到調節(jié)橫幅定量的目的。

實施例2

本實施例通過實施例1所述裝置實現(xiàn)一種改變稀釋水濃度調節(jié)紙張橫幅定量的方法，先采用一級調節(jié)系統(tǒng)對第二稀釋水總管中的稀釋水濃度進行調節(jié)，再利用已經過濃度調節(jié)的稀釋水對流漿箱中的漿料濃度進行調節(jié)。具體包括以下步驟：

(1)第一稀釋水總管中的稀釋水為低濃度稀釋水，通過各第一稀釋水支管送入第一稀釋水模塊中；第二稀釋水總管中的稀釋水為高濃度稀釋水，直接送入第一稀釋水模塊中；高濃度稀釋水與低濃度稀釋水在第一稀釋水模塊中進行混合，形成經過濃度調節(jié)的稀釋水，然后通過第二稀釋水支管送入第二稀釋水模塊中；其中，由各第一稀釋水支管進入第一稀釋水模塊的低濃度稀釋水流量不同；經過濃度調節(jié)的稀釋水，由各第二稀釋水支管進入第二稀釋水模塊時，流量和壓力相同，但濃度不同；

(2)流漿箱中的漿料通過平衡室后直接送入第二稀釋水模塊中，在第二稀釋水模塊中，經過濃度調節(jié)的稀釋水與漿料混合，形成經過濃度調節(jié)的漿料后，送至流漿箱的湍流發(fā)生器中。

如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型，上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內容所作的均等變化與修飾，都為本實用新型權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。