專利名稱：一種用于造紙制漿的草料纖維拉絲機及其系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于造紙制漿制備原料的纖維碾磨設備，尤其涉及一種以麥稈、 稻草、秸稈等草料為原料的造紙制漿制作一次性紙餐具的草料纖維拉絲機，還涉及由該草 料纖維拉絲機組成的草料纖維拉絲系統。
背景技術：
現有的造紙工藝包括制漿、抄紙、表面施膠等工藝段，其中以制漿為成紙工藝中的 基礎工序，是將植物中的纖維分離出來獲得紙漿纖維。由于傳統的機械制漿設備將纖維植 物粉碎的程度較粗，需要對粉碎后的纖維進行發酵或化學處理后才能進入磨機研磨制漿。另外，目前成熟的機械制漿僅限于木漿，草漿仍需采用化學或半化學的方法處理 獲得紙漿。因為傳統的草料機械制漿預處理設備，是無法將草料纖維直接撕拉成可直接進 入磨機研磨的纖維絲的，它們大都是先對草料粉碎碾磨后，將草料制成粉狀或者片狀。由于 粉狀的草料缺少纖維，因而無法進行碾磨，需要蒸煮發酵后，再對其進行碾磨；而片狀的草 料則需要進行后續的化學處理工藝才能離解出制漿所需的纖維素。因此，現有的機械造紙 制漿，往往存在以下缺陷(1)對秸稈等草料處理得還不夠徹底，秸稈等原料會存留于紙張 內而影響紙的質量；(2)工藝步驟多而繁瑣，增加制漿工序的工藝難度；(3)能耗大，制造成 本較高。另外，通過現有造紙工藝生產出來的紙張還存在以下缺點(1)紙張中的重金屬、 農藥等含量往往超過規定含量，需要在紙張表面復合一層膜才能用作食品包裝材料；(2) 廢紙的處理方法一般是回收作為造紙原料或者將其分解，但是食品包裝紙由于復合膜的作 用，導致其難以實現降解，仍會對環境造成污染。如中國實用新型專利《造紙草料預處理拉絲機》(申請號97215355. 1)，該種拉 絲機可將麥、草料等碾壓、齒輥打拉梳理變成柔軟純凈的絲狀，然后送到下道工序進行 處理，雖然是采用機械設備大大提高了草料的純凈度，使其便于蒸煮和制漿，但是仍然 要采取化學或者半化學方法進行工藝處理，對環境仍存在較大的污染，工藝操作的復雜 程度也沒有大大降低；還有，中國發明專利申請《提取秸梗纖維的方法及設備》(申請號 200710143948. 2)，其是先將秸稈破碎成小片，再通蒸汽快速韌化膨脹，最后提取纖維，雖然 可省去現有技術中的長時間將整體秸稈蒸煮、脫水、產生污水的弊端，但是也仍然要進行蒸 汽快速韌化膨脹、提取纖維等工序，生產成本仍偏高，還需要排放廢水廢物，污染環境的現 象并沒有得到完全的改觀。

發明內容
本發明的第一個目的在于提供一種出品的纖維絲可直接進入磨機研磨的草料纖 維拉絲機。本發明的第一個目的通過以下的技術措施來實現一種用于造紙制漿的草料纖維 拉絲機，包括驅動機構、機架、拉絲機構和進、出料口，其特征在于所述的拉絲機構包括筒形 殼體以及設置在殼體內刀具定子裝置與刀具轉子裝置，所述的刀具定子裝置與刀具轉子裝置均具有數個刀具，所述刀具定子裝置中的刀具簡稱為定子刀具與轉子裝置的刀具簡稱為 轉子刀具相對設置，使所述轉子刀具與定子刀具互相穿插在彼此的刀具空隙中，且彼此間 留有相對運動的間隙；所述刀具轉子裝置與驅動機構連接，由所述驅動機構驅動刀具轉子 裝置轉動，使得轉子刀具在定子刀具的間隙中轉動，將從來自于進料口的草料打磨撕拉后 從出料口出料。本發明的工作原理是在加入草料原料的同時加入一定量的水，利用刀具轉子裝 置高速旋轉時產生的離心力和水分在高速運轉時產生的高溫，以及定子刀具與轉子刀具間 的相對運動將草料原料打磨牽拉，將草料纖維撕拉成絲狀。與現有技術相比，可省去采用化 學或者半化學對草料原料制漿處理的所有工序，做到零污染排放，實現一次性使用的紙餐 具造紙制漿的清潔生產，不但生產效率大大提高，而且生產成本也能明顯降低。作為本發明的一種實施方式，所述刀具轉子裝置與刀具定子裝置均由刀具垂直設 于安裝板上構成，其中，刀具轉子裝置在轉子安裝板中部安裝有與驅動機構連接的轉動軸， 并通過軸承將轉動軸安裝在機架上，轉子刀具則以該轉動軸為圓心沿圓周分布在轉子安裝 板上；所述定子刀具也對應于刀具轉子裝置的轉動軸沿圓周分布在定子安裝板，且定子安 裝板與筒形的殼體共同構成拉絲機構的封閉外殼。本發明可以在定子安裝板的中心部位進料，出料口則設于殼體的筒壁上。在離 心力等作用力的作用下，進入拉絲機構的原料會向四周散開，原料一般在拉絲機構中停留 幾秒后，在離心速下，打磨好的草料可自動從出料口流出，而無需另設泵等外部動力設備出 料。作為本發明的一種改進，所述殼體的筒壁內可再設置一圈篩網，所述篩網上分布 有多個篩孔。篩網可以進一步提供撕拉草料纖維的作用力，使得打磨后的草料更細，草料成 絲效果更好。作為本發明的一種優選的實施方式，所述轉子刀具及定子刀具分別在各自的安裝 板上分布有多圈，其中，轉子刀具好定子刀具的外圈刀具的形狀均可以采用長方體形 ’轉子 刀具的內圈刀具形狀可以采用圓柱體形，該刀具的端頭為外凸的弧形面，位于所述轉子刀 具的內、外圈刀具之間的中圈刀具可以采用圓柱體形的刀具與長方體形的刀具交錯設置； 所述定子刀具的內圈刀具形狀則可采用長方體形，位于所述定子刀具的內、外圈之間的中 圈刀具則或者采用圓柱體形刀具或者采用長方體形刀具。分布于外圈的長方體形轉子刀具 與定子刀具先將位于刀具間的草料原料切斷成一定的長度，切斷后的草料隨即向殼體中部 移動，圓柱體形定子刀具與長方體形轉子刀具將草料進一步打磨牽拉，將草料切斷為更小 的長度。作為本發明的一種優選實施方式，在所述安裝板上位于同一圈的刀具沿圓周均勻 分布，轉子刀具與相鄰的定子刀具之間的間隙在5 10mm的范圍內。本發明的第二個目的在于提供由上述草料纖維拉絲機組成的草料纖維拉絲系統。本發明的第二個目的通過以下的技術措施來實現一種由上述草料纖維拉絲機組 成的草料纖維拉絲系統，其特征在于至少由三臺所述草料纖維拉絲機通過各自的進、出料 口依次連接構成，所述各草料纖維拉絲機中篩網的篩孔孔徑依次減小，至少能依次按粗絲、 中絲、細絲三級進行拉絲加工，使草料原料逐級步撕拉成絲狀，以便其出料直接送入磨機研 磨制漿。本發明可為每臺草料纖維拉絲機配置驅動電機用于驅動刀具轉子裝置，也可采用一臺驅動電機通過傳動機構傳動而帶動所有的草料纖維拉絲機工作，所述的傳動機構可采 用皮帶傳動或者齒輪傳動，或者兩者組合傳動，也可采用其它現有的傳動機構。作為本發明的一種改進，本發明可采用三臺以上的草料纖維拉絲機，各機的篩網 篩孔孔徑依次減小，以實現對草料原料進行粗處理一精處理一精細處理一更精細處理的打 磨拉絲過程。本發明中的首臺草料纖維拉絲機也可由現有的切草機替代，同樣實現對草料 原料的粗處理過程。與現有技術相比，本發明具有如下顯著的效果(1)本發明采用刀具搓打的方式，加之轉子刀具高速旋轉時產生的離心力與水分 的高溫作用，可將麥稈、稻草、秸稈等草料打磨撕拉成絲，可直接送入磨機研磨制漿，可省去 現有技術中生產一次性紙餐具造紙制漿所需采用化學或半化學方法處理的所有工序，大大 簡化了造紙制漿的步驟，既大大提高了工作效率，又降低了生產成本。(2)本發明由于采用純粹的機械方式替代了生產一次性紙餐具的造紙制漿的化學 或半化學處理過程，使得整個制漿生產過程無污染，實現造紙制漿的清潔生產，有利于環境 保護。(3)本發明生產出來的紙張含降解材料為72%以上，甚至可達80 90%，紙張降 解后能夠成為有機肥料，解決了現有處理廢紙造成環境污染的問題。(4)本發明將草料碾磨成絲，草絲具有強韌的韌性，可以直接用于制造一次性餐具 的紙板，也可直接用作其它食品包裝材料，而無需另外的淋膜工序，因此大大降低了生產成 本。


下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
圖1是本發明實施例1中定子刀具與轉子刀具分離時的結構示意圖
圖2是圖1中定子刀具與轉子刀具互相插合的結構示意圖3是長方體形刀具的示意圖4是沿圖3中A-A線的剖視圖5是圓柱體形刀具的示意圖6是沿圖5中B-B線的剖視圖7是篩網篩孔分布結構示意圖8是篩網篩孔分布的另一種結構示意圖9是轉子刀具在其安裝板上分布的結構示意圖10是定子刀具在其安裝板上分布的結構示意圖11是本發明實施例2草料預處理設備的整體結構示意圖。
具體實施例方式實施例1如圖1 圖10所示，本發明一種用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，包括驅動機構、 機架、拉絲機構和進料口 6、出料口，拉絲機8構包括筒形殼體以及設置在殼體內刀具定子 裝置與刀具轉子裝置3，刀具定子裝置與刀具轉子裝置3均具有數個刀具，刀具定子裝置中的刀具簡稱為定子刀具22，與轉子裝置3的刀具簡稱為轉子刀具33相對設置，使轉子刀具 33與定子刀具22互相穿插在彼此的刀具空隙中，且彼此間留有相對運動的間隙；刀具轉子 裝置與驅動機構連接，由驅動機構驅動刀具轉子裝置轉動，使得轉子刀具33在定子刀具22 的間隙中轉動，將從來自于進料口 6的草料打磨撕拉后從出料口出料。刀具轉子裝置3與刀具定子裝置均由刀具垂直設于安裝板上構成，其中，刀具轉 子裝置在轉子安裝板32中部安裝有與驅動機構連接的轉動軸41，并通過軸承35將轉動軸 41安裝在機架上，轉子刀具33則以該轉動軸41為圓心沿圓周分布在轉子安裝板32上；定 子刀具22也對應于刀具轉子裝置3的轉動軸41沿圓周分布在定子安裝板21，且定子安裝 板21與筒形的殼體共同構成拉絲機構的封閉外殼。在本實施例中，驅動機構包括驅動電機和傳動機構，驅動電機通過傳動機構帶動 轉子刀具高速旋轉，進料口 6位于定子安裝板21的中心部位，出料口則設于殼體的筒壁 上，在殼體的筒壁內設置一圈篩網34，篩網34上分布有多個篩孔35，篩孔35的孔徑為4 12mm。轉子刀具33和定子刀具22的長度為殼體軸向長度的一半。在本實施例中，轉子刀具33及定子刀具22在各自的安裝板32、21上分布有三圈， 安裝板32上外圈的轉子刀具33為長方體形刀具，共8把，內圈的轉子刀具33為圓柱體形 刀具，共4把，圓柱體形刀具的端頭為外凸的弧形面，中圈的轉子刀具33為圓柱體形刀具與 長方體形刀具交錯設置，共8把；安裝板21上分布的內、外圈定子刀具22均為長方體形刀 具，其中，外圈定子刀具22為16把，內圈為8把，中圈的定子刀具22為圓柱體形刀具，共8 把；在安裝板32、21上位于同一圈上的刀具沿圓周均勻分布，刀具與其相鄰的刀具之間的 間隙為5 10mm，在安裝板上位于同一圈的刀具沿圓周均勻分布，轉子刀具與相鄰的定子 刀具之間的間隙在5 10mm的范圍內。為使安裝板21、32及刀具具有足夠強度，采用鑄鋼 材料制作。本發明的工作過程是從進料口 6放入草料原料，并加入水，啟動驅動電機，主軸 轉速為3000n/min，轉動軸帶動轉子刀具33高速旋轉產生離心力，同時水分在高速運轉時 產生高溫，在殼體內產生大量流動氣體形成風，轉子刀具33繞定子刀具22旋轉，同時打磨 撕拉草料，而氣體則在刀具之間游走，加之篩網34對草料的拉伸作用，草料纖維被打磨成 絲狀；從本發明殼體的中心部位進料，在離心力等作用力的作用下，原料向四周散開，在打 磨的過程中逐漸又向中心部位聚攏，草料在殼體中停留3 5秒后無需采用外部動力即可 從出料口流出。實施例2如圖11所示，是由上述草料纖維拉絲機組成的草料預處理設備，至少由三臺上述 草料纖維拉絲機8通過各自的進、出料口依次連接構成，在本實施例中，草料預處理設備由 4臺草料纖維拉絲機81、82、83及84連接構成，每臺草料纖維拉絲機均具有進料口和出料 口，該4臺草料纖維拉絲機81、82、83及84通過各自的進、出料口依次連接，即首臺草料纖 維拉絲機81的進料口用于放入草料原料，最后一臺草料纖維拉絲機84的出料口用于排出 絲狀草料作為后續造紙工序的原料，位于首、尾草料纖維拉絲機之間的草料纖維拉絲機的 進料口與上一臺草料纖維拉絲機的出料口連通，而該草料纖維拉絲機的出料口則與下一臺 草料纖維拉絲機的進料口連通，4臺草料纖維拉絲機由同一臺驅動電機5通過傳動帶與皮 帶輪傳動而被驅動。
草料纖維拉絲機81、82、83及84中篩網上的篩孔分別為12mm、10mm、6mm、4mm，篩孔 的孔徑依次減小，以實現草料纖維拉絲機81、82、83及84對草料粗處理一精處理一精細處 理一更精細處理的打磨拉絲過程，經過4臺草料纖維拉絲機的依次碾壓、擠壓、搓打等機械 動作，在草料纖維拉絲機81中，草料被切成10 20cm的長度，從草料纖維拉絲機84中流 出的草料為絲狀的草絲，該草絲的直徑為0. 005 0. 02mm，長度為1 2cm。當本發明作為精加工時，定子刀具只要是方形刀具，而轉子刀具要盡可能多的選 用圓柱體形刀具，一般刀具轉子裝置的外圈刀具需要增加圓柱體形刀具，以實現進一步地 精細撕拉過程。本發明的實施方式不限于此，按照本發明的上述內容，利用本領域的普通技術知 識和慣用手段，在不脫離本發明上述基本技術思想前提下，本發明刀具的長度為殼體軸向 長度的50 70%，外圈的定子刀具數量至少為16個；因此還可以做出其它多種形式的修 改、替換或變更，均落在本發明權利保護范圍之內。
權利要求
一種用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，包括驅動機構、機架、拉絲機構和進、出料口，其特征在于所述的拉絲機構包括筒形殼體以及設置在殼體內刀具定子裝置與刀具轉子裝置，所述的刀具定子裝置與刀具轉子裝置均具有數個刀具，所述刀具定子裝置中的刀具簡稱為定子刀具與轉子裝置的刀具簡稱為轉子刀具相對設置，使所述轉子刀具與定子刀具互相穿插在彼此的刀具空隙中，且彼此間留有相對運動的間隙；所述刀具轉子裝置與驅動機構連接，由所述驅動機構驅動刀具轉子裝置轉動，使得轉子刀具在定子刀具的間隙中轉動，將從來自于進料口的草料打磨撕拉后從出料口出料。
2.根據權利要求1所述的用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，其特征在于所述刀具轉 子裝置與刀具定子裝置均由刀具垂直設于安裝板上構成，其中，刀具轉子裝置在轉子安裝 板中部安裝有與驅動機構連接的轉動軸，并通過軸承將轉動軸安裝在機架上，轉子刀具則 以該轉動軸為圓心沿圓周分布在轉子安裝板上；所述定子刀具也對應于刀具轉子裝置的 轉動軸沿圓周分布在定子安裝板，且定子安裝板與筒形的殼體共同構成拉絲機構的封閉外殼。
3.根據權利要求2所述的用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，其特征在于進料口位于 定子安裝板的中心部位，出料口則設于殼體的筒壁上。
4.根據權利要求3所述的用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，其特征在于所述殼體的 筒壁內設置一圈篩網，所述篩網上分布有多個篩孔。
5.根據權利要求4所述的用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，其特征在于所述轉子刀 具及定子刀具分別在各自的安裝板上分布有多圈，其中，轉子刀具好定子刀具的外圈刀具 的形狀均可以采用長方體形；轉子刀具的內圈刀具形狀可以采用圓柱體形，該刀具的端頭 為外凸的弧形面，位于所述轉子刀具的內、外圈刀具之間的中圈刀具可以采用圓柱體形的 刀具與長方體形的刀具交錯設置；所述定子刀具的內圈刀具形狀則可采用長方體形，位于 所述定子刀具的內、外圈之間的中圈刀具則或者采用圓柱體形刀具或者采用長方體形刀 具。
6.根據權利要求5所述的用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，其特征在于在所述安裝 板上位于同一圈的刀具沿圓周均勻分布，轉子刀具與相鄰的定子刀具之間的間隙在5 IOmm的范圍內。
7.一種由權利要求1所述的草料纖維拉絲機組成的草料纖維拉絲系統，其特征在于 至少由三臺所述草料纖維拉絲機通過各自的進、出料口依次連接構成，所述各草料纖維拉 絲機中篩網的篩孔孔徑依次減小，依次按粗絲、中絲、細絲三級進行拉絲加工，使草料原料 逐級步撕拉成絲狀，以便其出料直接送入磨機研磨制漿。
全文摘要
本發明公開一種用于造紙制漿的草料纖維拉絲機，包括驅動機構、機架、拉絲機構和進、出料口，所述的拉絲機構包括筒形殼體以及設置在殼體內刀具定子裝置與刀具轉子裝置，所述的刀具定子裝置與刀具轉子裝置均具有數個刀具，所述刀具定子裝置中的刀具簡稱為定子刀具與轉子裝置的刀具簡稱為轉子刀具相對設置，使所述轉子刀具與定子刀具互相穿插在彼此的刀具空隙中，且彼此間留有相對運動的間隙。還公開了由上述草料纖維拉絲機組成的草料纖維拉絲系統。本發明與現有技術相比，可省去采用化學或者半化學對草料原料制漿處理的所有工序，做到零污染排放，實現一次性使用的紙餐具造紙制漿的清潔生產，不但生產效率大大提高，而且生產成本也能明顯降低。
文檔編號D21B1/12GK101838942SQ20101013536
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月1日 優先權日2009年2月27日
發明者劉鑫鋼 申請人:劉鑫鋼