废纸再循环设备的脱水装置以及废纸再循环设备的制作方法

专利名称：废纸再循环设备的脱水装置以及废纸再循环设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及废纸再循环设备的脱水装置以及废纸再循环设备，更特别地，涉及安 装于废纸原始地点的家具大小的废纸再循环设备中的脱水技术，用于在不丢弃已生成的废 纸的情况下就地再循环和处理成可再次使用的纸。
背景技术：
各种类型的废纸不仅存在于政府机关或私营公司中，而且存在于日常生活或普通 家庭中。废纸通常当作垃圾丢弃、焚烧和处置。另一方面，从有效利用地球上有限资源的全球需要出发，已经研发出使迄今为止 被处置和丢弃的废纸再生和再循环的各种技术。这些废纸再循环技术主要在造纸工业中安装和实践，像普通的造纸工厂一样，废 纸再循环工厂需要大量的工厂用地，巨大的投资，以及大量水和化学制品以便高速、大量、 高质量地使纸张再循环。废纸再循环还需要收集废纸的巨大人力，废纸收集涉及许多问题，例如通过许多 垃圾收集工混合异物，由于缺乏废纸再循环方面知识而造成的纸张不当分拣，以及引入有 害对象，如果废纸被收集起来，为了 100%再生成为再循环纸，需要专业工人进行的最终检 验和清洁处理。另一方面，机密文件不容易进行再循环而主要进行焚烧处理，使得再循环效 率较低。为了解决废纸再循环中出现的这些问题，一种有效的方法是研究能够在废纸原始 地点进行再循环的技术，出于这样的考虑，本申请人提出了一种作为废纸再循环设备的新 颖系统，如日本专利申请早期公开No. 2007-084967中公开的那样。这种废纸再循环设备是例如废纸再循环工厂的大规模废纸再循环技术小型化的 实现，所述废纸再循环设备可以安装在小商店或通常家庭房间内，并且在家具大小的设备 壳体内包括用于浸解和对废纸进行打浆处理以制造废纸纸浆的制浆单元，用于以在所述制 浆单元中制造的废纸纸浆为原料制造再循环纸的造纸单元，以及协同驱动和控制制浆单元 和造纸单元的控制单元，其中，制浆单元由用于搅拌、捣碎和浸解废纸的浸解单元和用于对 在该浸解单元中浸解的废纸进行打浆处理的打浆单元组成。这里，废纸由制浆单元的浸解单元搅拌、浸解和打浆处理并且制成纸浆，通过打浆 单元进一步打浆处理和碎化处理，从而获得希望的废纸纸浆，随后废纸纸浆在造纸单元中 处理，即，过滤脱水、压榨脱水和加热烘干，从而获得再循环纸。在这个过程中，在纸浆状态 下，废纸分解成纤维级，印刷的字符和图形完全分解和丢失，并且不能修复，从而可以可靠 地避免由印刷字符和图形构成的机密信息及私人信息的泄漏或公开。

发明内容
本发明的主要目的是提供一种新颖的废纸再循环设备的脱水装置，进一步改进了 传统废纸再循环设备的脱水工艺。
本发明的其它目的是提供一种废纸再循环设备的脱水装置，其通过进一步改进废 纸再循环设备中的造纸单元的脱水技术，从而能够在家具大小的废纸再循环设备(不仅要 安装在大型办公室内，而且要安装咋小商店或通常家庭房间内)的非常狭小的废纸再循环 空间内顺利且有效地执行作为制造废纸纸浆的造纸工艺的主要组成的脱水工艺。为了实现这些目的，本发明的废纸再循环设备的脱水装置是位于安装在废纸初始 源处的家具大小的废纸再循环设备中，构成用于以在先前工艺的制浆单元中制造的废纸纸 浆为原料制造再循环纸的造纸单元的脱水单元的装置，形成为设置在位于造纸网输送器单 元和烘干带输送器单元之间的联接部分处的脱水辊装置，所述造纸网输送器单元用于以送 自制浆单元的废纸纸浆和水混合的浆状纸浆悬浮液为原料制造湿纸，所述烘干带输送器单 元用于将在造纸网输送器单元中制造和形成的湿纸烘干来获得再循环纸，所述脱水辊装置 通过在压紧状态下从上下侧滚压和挤压造纸网输送器单元的网带和烘干带输送器单元的 光滑表面带使网带上的湿纸挤压和脱水，并且该脱水辊装置包括至少初级脱水辊压单元和 末级脱水辊压单元，所述初级脱水辊压单元用于使网带上的湿纸受到初步挤压和脱水，所 述末级脱水辊压单元用于使在初级脱水辊压单元中进行初步脱水的网带上的湿纸挤压和 脱水以获得具有规定含水率的干纸。优选实施例包括下列配置。(1)用于使网带上的湿纸初步挤压和脱水的初级脱水辊压单元的初步挤压力如此 设定，使得网带上的湿纸的含水率在初步挤压脱水处理之后为80-75%。(2)初级脱水辊压单元包括初级挤压辊对，其由用于从下侧滚压网带的初级脱水 辊和与该初级脱水辊相配合从上侧滚压和压紧光滑表面带的初级压辊构成，通过该初级挤 压辊对，在压紧状态下以规定初步压力对网带和光滑表面带从上下侧进行滚压和挤压，从 而初步去除网带上的湿纸中所含的水分。(3)初级压辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。(4)初级压辊具有由硬橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱形 辊的外周上。(5)初级脱水辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。(6)初级脱水辊具有由软橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱 形辊的外周上。(7)初级脱水辊具有由吸水材料制成的吸水层，其形成在由高硬度材料制成的圆 柱形辊的外周上。(8)初级脱水辊的吸水层由具有微小连续气孔的多孔材料制成。(9)初级脱水辊的吸水层由细纤维材料制成，所述细纤维材料具有超细纤维的束 状结构。(10)初级脱水辊的吸水层由克拉里诺(Clarino)材料制成。(11)用于使网带上的湿纸最终挤压和脱水的末级脱水辊压单元的最终挤压压力 如此设定，使得网带上的干纸在最终脱水处理之后的含水率为70-65 %。(12)末级脱水辊压单元包括至少一组末级挤压辊对组，其由用于从下侧滚压网带 的末级脱水辊和与该末级脱水辊相配合从上侧滚压和压紧光滑表面带的末级压辊构成，通 过该末级挤压辊对在压紧状态下以规定末级压力对网带和光滑表面带从上下侧进行滚压和挤压，从而最终去除网带上的湿纸中所含的水，从而可以获得具有希望含水率的干纸。(13)末级脱水辊压单元中的末级挤压辊对的挤压力设定为相同大小。(14)末级脱水辊压单元中的末级挤压辊对的挤压力从排列方向的上游侧向下游 侧逐渐增大。(15)末级压辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。(16)末级压辊具有由硬橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱形 辊的外周上。(17)末级脱水辊具有由吸水材料制成的吸水层，其形成在由高硬度材料制成的圆 柱形辊的外周上。(18)末级脱水辊的吸水层由具有微小连续气孔的多孔材料制成。(19)末级脱水辊的吸水层由细纤维材料制成，所述细纤维材料具有超细纤维的束 状结构。(20)末级脱水辊的吸水层由克拉里诺(Clarino)材料制成。(21)在初级脱水辊压单元的上游侧，设置角度限定装置以限定网带和光滑表面带 进入初级脱水辊压单元的插入角。(22)通过该角度限定装置，网带和光滑表面带的倾斜角设定为1-20度。(23)角度限定装置包括网带导引辊和光滑表面带导引辊，所述网带导引辊通过从 下侧滚压网带来限定网带进入初级脱水辊压单元的插入角，所述光滑表面带导引辊通过从 上侧滚压光滑表面带来限定光滑表面带进入初级脱水辊压单元的插入角。(24)网带导引辊具有形成在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外周上的脱水层，所 述脱水层由具有微小连续孔的多孔材料制成。(25)光滑表面带导引辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。本发明的废纸再循环设备在家具大小的设备壳体内包括用于通过浸解和对废纸 进行打浆处理来制造废纸纸浆的制浆单元，用于以从制浆单元制造的废纸纸浆为原料制造 再循环纸的造纸单元，和用于协同驱动和控制制浆单元和造纸单元的控制单元，其中，造纸 单元包括作为脱水单元的脱水装置。根据本发明，形成有设置在位于造纸网输送器单元和烘干带输送器单元之间的联 接部分处的脱水辊装置，所述造纸网输送器单元用于以送自制浆单元的废纸纸浆和水混合 的浆状纸浆悬浮液为原料制造湿纸，所述烘干带输送器单元用于将在造纸网输送器单元中 制造和形成的湿纸烘干来获得再循环纸，所述脱水辊装置通过在压紧状态下从上下侧滚压 和挤压造纸网输送器单元的网带和烘干带输送器单元的光滑表面带使网带上的湿纸受挤 压并脱水，该脱水辊装置包括至少初级脱水辊压单元和末级脱水辊压单元，所述初级脱水 辊压单元用于使网带上的湿纸初步挤压和脱水，所述末级脱水辊压单元用于使在初级脱水 辊压单元中进行初步脱水的网带上的湿纸受到挤压和脱水以获得具有规定含水率的干纸， 因此，在安装于小商店或通常家庭房间内的家具大小的废纸再循环设备的非常狭小的废纸 处理空间中，用于作为以废纸纸浆造纸的造纸工艺的主要组成的脱水工艺可以顺利有效地 进行。也就是说，首先，网带上的湿纸通过初级脱水辊压单元初步挤压和脱水，网带上经 初步脱水的湿纸通过末级脱水辊压单元最终挤压和脱水，从而获得具有规定含水率的干纸，因此，在位于造纸网输送器单元和烘干带输送器单元之间的连接部分处的非常狭小的 脱水处理空间中，可以使具有高含水率的湿纸进行有效且可靠地挤压和脱水，从而获得干 纸，因此通过随后的加热和干燥处理，可以制造高质量的再循环纸。因此，本发明提供了一种不仅可以安装在大型办公室，而且可以安装在小商店或 普通家庭中的家具大小的废纸再循环设备，对环境没有污染，运行成本低，能够防止机密信 息、私人信息和各类信息的泄露或公开，并且能够保持高机密性。通过结合附图和权利要求中提及的新颖事实阅读下面的详细说明，可以更加清楚 地理解本发明的这些及其他目的和特征。


图1是本发明优选实施例1中的废纸再循环设备的总体结构的前视剖面图。图2是同一废纸再循环设备的总体结构的侧部剖视图。图3是废纸再循环设备的打浆单元的废纸纸浆循环路径结构的线路图。图4是废纸再循环设备的纸浆浓度调节单元结构的方框图。图5是废纸再循环设备的脱水辊压单元结构的放大前视图。图6是废纸再循环设备的总体结构的透视图。图7是本发明优选实施例2中的废纸再循环设备的脱水辊压单元结构的放大前视 图。图8是本发明优选实施例3中的废纸再循环设备的脱水辊压单元结构的放大前视 图。
具体实施例方式现在参照附图，下面将对本发明的优选实施例进行具体描述。在所有附图中，相同 的零件或部件利用相同的参考数字进行识别。图1-6显示了本发明的废纸再循环设备，所述废纸再循环设备1特别地安装在废 纸初始源处，该设备用于将所产生的废纸UP在该场所循环加工成再次使用的纸张，而不用 将废纸处置或丢弃。这种废纸UP包括政府机关或私营公司的机密文件、普通家庭的私人信 件和其他用过的无用纸张。如图6所示，废纸再循环设备1具有家具大小的尺寸，也就是说其较小尺寸和形 状类似于办公设备，例如书架、储物柜、书桌、复印机或个人电脑。如图1所示，该废纸再循 环设备1主要包括制浆单元2、纸浆浓度调节单元3、造纸单元4和设备控制单元(控制单 元)5。所述造纸单元4包括脱水装置10，其为本发明的特征性部件而作为脱水单元。该脱 水装置10被组成为脱水辊压单元(脱水辊器具)，其用于对将在下文中描述的造纸网输送 器95的网带105上的湿纸RP0进行辊压、碾压和脱水处理。这些设备单元2-5以紧凑设计的方式安装在设备壳体6中。如上所述，设备壳体6 为家具大小，其具体的尺寸和形状依据其使用目的和用途来适当设计。在所示的优选实施 例中，设备壳体6为方盒，其形状和尺寸类似于办公室中使用的复印机。在设备壳体6的顶 板布置有可被打开和封闭的入口 7以供应废纸UP，在设备壳体的侧面布置有出口 8以排放 再循环纸RP、RP...。在该出口 8的下边缘部分处设置有可拆卸的循环纸接收盘9以用于接收从出口 8排出的循环纸RP、RP...。制浆单元2执行对废纸UP进行浸解和打浆处理以制作废纸纸浆的处理工艺，其包 括浸解单元20 (对废纸UP进行搅拌、挤压和浸解处理)以及对在浸解单元20中浸解的废 纸UP进行打浆处理的打浆单元21。浸解单元20为对废纸UP进行搅拌、挤压和浸解处理的处理单元，其主要包括浸解 箱25、搅拌装置26和供水装置27。浸解箱25在图2所示的顶壁处具有用于充填和供应废纸UP的入口 7。用于将浸 解的废纸纸浆UPP排放至下游侧的排放口 28布置在底壁上。浸解箱25的内部容积由成批 处理的废纸UP的张数决定。在所示优选实施例中，添加了大约98升的水，浸解箱25具有 能够搅拌和处理来自普通纸复印机(PPC)的大约500张(大约2000g) A4格式的废纸UP的 能力(成批处理)。在这种情况下，浸制的废纸纸浆UPP的浓度大约为2%。通过从供水装 置27供应水而对该浓度进行调节，该供水装置27形成将在下文中描述的纸浆浓度调节单 元3的一部分。所述入口 7具有能够开通至设备壳体6的壳罩6a的外部并可被关闭的结构。排 放口 28能够由启闭阀29打开和关闭且与下面将描述的废纸纸浆循环路径49相连通。在 排放口 28的位置处布置有碎屑过滤器30以除去诸如纸夹、图钉、销以及用于将废纸UP、 UP....限定在一起的其他物件，这些物件在随后的打浆过程中可能会带来麻烦。特别地，启闭阀29由曲柄机构36的曲柄运动而打开和闭合，所述曲柄机构36由 驱动马达35驱动。所述驱动马达35特别是一种电动机，该驱动马达35与设备控制单元5 电气连接。搅拌装置26布置在浸解箱25的内部，且布置有搅拌叶轮40和驱动马达41。搅拌叶轮40具有可转动地以竖向姿势支撑在浸解箱25的底部中心位置的转动轴 40a,且该搅拌叶轮40布置成能够在水平方向上转动。转动轴40a的下端通过传动器具42 而与驱动马达41的转动轴41a相耦合且由该转动轴41a驱动，所述传动器具42包括传动 皮带轮42a、传动带42b和传动皮带轮42c。供水装置27将水供应至浸解箱25中，该供水装置27形成将在下文中描述的纸浆 浓度调节单元3的打浆浓度调节单元3A。在所显示的优选实施例中，如图1所示，供水装置27包括白水收集箱45、用于 对打浆浓度进行调节的供水泵46以及用于对造纸浓度进行调节的供水泵47。就如将在下 文中描述的那样，白水收集箱45设计成用于收集在造纸单元4中过滤和脱水而来的白水 W(即在造纸过程中由造纸网过滤出的浓度非常低的纸浆水)。在该白水收集箱45中收集 的白水W从供水泵46首先供入浸解箱25中，然后从供水泵47供入将在下文中描述的浓度 调节箱85中。与此相关，在浸解箱25的底部布置重量传感器48，从而对在浸解箱25中成批处理 的废纸UP、UP....的量以及水量进行称重和控制，该重量传感器48电气连接至设备控制单 兀5。所示优选实施例的重量传感器48为负载测力器，其被设计为检测和测量废纸UP、 UP....的重量以及供应至浸解箱25的水的重量在内的总重量。在浸解单元20的一种具体控制构造中，工作人员首先打开入口 7而将废纸UP、UP....填入浸解箱25中，利用重量传感器48来检测和测量重量，当达到规定的量(纸张数 目)时，则通过声音和/或显示来通知工作人员。根据所产生的显示，工作人员关闭入口 7， 供水装置27被驱动，供水泵46将白水收集箱45中的水W以与所填入的废纸UP、UP....的 重量(纸张数目)相应的量供入浸解箱25中。如果工作人员在将任意量(该任意量小于规定重量(纸张数目))的废纸UP、 UP....从所述入口 7填入浸解箱25中之后关闭入口 7，利用重量传感器48检测和测量重 量，驱动供水装置27，将与所测的重量相应的水W借助于供水泵46从白水收集箱45供入浸 解箱25中。在所示的优选实施例中，如上所述，当将大约500张(约2000g)A4格式的废纸 UP (来自普通纸复印机)填入浸解箱25中时，此时则通过声音和/或显示来通知工作人员， 当入口 7被关闭时，则将从供水装置27供应大约98升的水，或者在将任意量(该任意量小 于规定重量(纸张数目))的废纸UP、UP...填入时，向供水装置27添加与该废纸供应量相 应的水，从而对浸解的废纸纸浆UPP的浓度进行控制且将其调节至约2%。因此，在搅拌装置26中，从设备壳体6的充填开口即入口 7填入浸解箱25中的废 纸UP、UP....在搅拌叶轮40 (由驱动马达41驱动)的正转和反转作用下而于从供水装置 27所供应的水中搅拌和混合规定的时间(在所示优选实施例中为大约10分钟至20分钟)， 由此将废纸UP、UP....浸解并进行打浆处理，且被转变成废纸纸浆UPP。在浸解单元20的操作期间，浸解箱25的排放口 28由启闭阀29关闭，从而阻止废 纸UP流或废纸纸浆UPP流从浸解箱25流入废纸纸浆循环路径49。在下面将描述的打浆单 元21的操作期间，通过启闭阀29打开排放口 28，从而允许废纸纸浆UPP流从浸解箱25流 入废纸纸浆循环路径49中而进行循环流动。打浆单元21是对在浸解单元20中浸解过的废纸UP进行打浆处理的处理单元，更 具体地说，在浸解单元20中浸解过的废纸UP受到压力作用以及打浆处理，这样，在废纸UP 上由墨形成的符号和图案(包括利用不同的印刷技术在废纸UP上形成的墨质印刷符号和 图案，或由铅笔、圆珠笔、墨水笔或其他书写工具在废纸UP上形成的墨质符号和图案)被研 磨掉并粉化(直至形成微小纤维)。打浆单元21主要包括研磨器50。如图3所示，该研磨器50包括一对能够被驱动 而相对旋转的打浆盘51、52。成对的打浆盘51、52具有跨微小的打浆间隙G相对且同心布 置的打浆作用表面51a、52a。研磨器50的打浆作用表面51a、52a的打浆间隙G被确定成从研磨器50打浆过程 的初始阶段至在后的阶段逐渐变窄，该内容将在下文中描述。在本优选实施例的打浆单元21中，如图3所示，形成有具有研磨器50的废纸纸浆 循环路径49，在研磨器50的作用下，废纸纸浆UPP在循环系统中循环并被打浆处理规定的 时间。通过在废纸纸浆循环路径49中执行所述打浆过程，尽管家具大小的设备壳体6的 处理空间较小且狭窄，但可形成长度基本不受限制的无限长度的废纸纸浆打浆处理路径。 这样就可实现与在大型设备中进行打浆处理相接近的打浆处理空间，从而可根据应用目的 而实现优化的打浆效果。此外，在整个打浆过程中只使用一个研磨器50进行打浆处理，该一个研磨器50起
10到从打浆过程初始阶段的研磨器至打浆过程在后阶段的研磨器的多个研磨器的功能。特别 地，研磨器50的打浆作用表面51a、52a的打浆间隙G受控且被调整成从打浆过程的初始阶 段至结束阶段逐渐变窄。如图2所示，所示优选实施例中的研磨器50布置在用于构成所述设备壳体6的设 备机器主体54上，且与浸解单元20的浸解箱25相邻布置。如图3所示，该研磨器还包括 与浸解单元20的浸解箱25相连通的打浆箱55、可相对转动地布置在打浆箱55中的成对打 浆盘51、52、对所述一对打浆盘51、52进行驱动而使其相对转动的旋转驱动源56、用于对所 述一对打浆盘51、52的打浆间隙G进行调整的间隙调整器具57。打浆箱55形成为封闭的圆筒形状以容纳所述成对的打浆盘51、52，并具有进给口 55a和排放口 55b，所述进给口 55a用于供应来自上游侧的废纸纸浆UPP，而所述排放口 55b 则将经打浆处理的废纸纸浆UPP排放到下游侧。更具体地说，所述进给口 55a在打浆箱55的底部中心沿竖向开放，而排放口 55b 在打浆箱55的周向侧面沿水平方向开放。进给口 55a和排放口 55b分别通过循环管路49a、 49b而与浸解单元20的浸解箱25相连通，如图3所示。所述排放口 55b还通过排放管路 59而与废纸纸浆收集箱60相连通。附图标记61指示的是一换向阀，通过该换向阀61的换向作用，从排放口 55b排放 的废纸纸浆UPP被选择性地回流入浸解箱25中，或者被收集在废纸纸浆收集箱60中。所 述换向阀61特别是一电磁阀且与所述设备控制单元5电气连接。所述成对的打浆盘51、52中的一个是在转动方向上固定的固定侧打浆盘，而另一 个是能够转动的可转动侧打浆盘。在所示的优选实施例中，上侧打浆盘51是可转动的一 侧，而下侧打浆盘52是固定侧，上侧的可转动打浆盘51与下侧的固定打浆盘52相对同心 布置，且跨微小的打浆间隙G进行转动。可转动侧的打浆盘51通过一转动主轴56而与驱 动马达56相耦合并由其驱动，所述转动主轴64可转动地枢接在设备机器基体54的固定侧 上且可在轴向上移动。尽管在图中未具体显示，但转动主轴64可转动地枢接在间隙调整器具57的提升 部件55上。所述可转动侧的打浆盘51同心且整体性地布置于转动主轴的前端部上，转动 主轴的基端部与驱动马达56的转动轴相结合并由其驱动，所述基端部与所述转动轴在转 动方向上形成一整体且可在轴向上相对移动。驱动马达56为旋转驱动源，其使所述成对的打浆盘51、52相对转动。特别地，该 驱动马达使用电动机，作为驱动源的该驱动马达56电气连接至所述设备控制单元5。形成所述微小打浆间隙G的所述打浆盘51、52的相对侧51a、52a相协作而形成打 浆作用表面。这些相对的打浆作用表面51a、52a形成为轮式侧面，所述轮式侧面具有由粘 合剂粘合在一起的多个研磨颗粒。如图3所示，两个打浆作用表面51a、52a形成为锥形，这 样它们的直径尺寸在相对的方向上连续变大，且在外周缘处形成为相互平行的环形平坦表 面，这些环形的平坦表面形成所述打浆间隙G。换句话说，在所述成对的打浆盘51、52中，在固定侧打浆盘52的打浆作用表面42a 的中心位置处形成有与打浆箱的进给口 55a同心地相连通的入口 70。形成在成对打浆盘 51、52的打浆作用表面5la、52a的外周缘上的两个环形平坦表面形成出口 71，该出口 71与 打浆箱55的排放口 55b相连通并具有打浆间隙G。
在旋转侧打浆盘51的外周上沿周向方向以规定的间隔布置多个叶片72、
72.......这些叶片72、72......起到泵的作用，其借助于由所述旋转侧打浆盘51的旋转
所产生的离心力的作用而将从出口 71排放的废纸纸浆UPP朝着打浆箱5b的排放口 55b推
出o旋转侧打浆盘51在作为驱动源的驱动马达56的作用下相对于固定侧打浆盘52 而被驱转，从浸解单元20的浸解箱25供应的废纸纸浆UPP通过打浆箱55的进给口 55a和 入口 70而进入打浆空间B，且穿过打浆空间B而承受由相对旋转的打浆作用表面51a、52a 所产生的加压和打浆作用，在废纸UP上形成符号和图案的墨就被粉化且被毁坏，废纸纸浆 UPP就通过出口 71从打浆箱55的排放口 55b排放出去。在废纸纸浆UPP从所述出口 71排放时，其在具有打浆间隙G的出口 71的位置处 会进一步受到压力作用和打浆作用，并被粉碎为由打浆间隙G所限定的规定的微米级大小 (变成微小纤维)。与此相关，在如上所述的本优选实施例中，在循环打浆过程的废纸纸浆循环路径 49中只安装有一个研磨器50 (参见图3)，所述一个研磨器50起到多个研磨器的作用，即起 到从打浆过程开始阶段的研磨器到打浆过程结束阶段的研磨器的作用，更具体地说，研磨 器50的打浆间隙G受到间隙调整器具57的控制和调节而从打浆过程初始阶段直至结束阶 段逐渐变窄。尽管在图中未特别显示间隙调整器具57，其中，但其设计为使成对的打浆盘51、 52在转动轴线方向上相对运动，从而对这些打浆盘51、52的打浆间隙G进行控制和调节。 该间隙调整器具57主要包括移动装置(未显示)和用于驱动该移动装置的驱动源66。所 述移动装置用于使旋转侧打浆盘51在转动轴线方向(即在转动主轴64的轴向方向)上移 动。所述驱动源特别为电动机，该驱动马达66电气连接至所述设备控制单元5。通过该驱动马达66的转动，转动主轴64在所述移动装置的作用下上升和下降。因 此使与转动主轴64成为一体的旋转侧打浆盘51在竖向上朝着固定侧打浆盘52移动，即为 在转动轴线方向上移动，由此对两个打浆盘51、52的打浆间隙G进行控制和调节。为此目的，布置有一位置检测传感器(未显示)以检测旋转侧打浆盘51的升降位 置。根据该位置检测传感器的检测结果而对驱动马达66进行驱动和控制。该位置检测传 感器电气连接至所述设备控制单元5。利用如图3所示的间隙调节器具57与循环泵69相互协作而对在废纸纸浆循环路 径49中进行的循环打浆过程中的所述打浆盘51、52的打浆间隙G进行控制和调节。所述 循环泵69在循环打浆过程中用作为循环器具。也就是说，如图3所示，由浸解单元20所浸解的废纸纸浆UPP在循环泵69的作用 下在废纸纸浆循环路径49中循环，并由研磨器50对其进行打浆处理，与此同时通过所述间 隙调整装置57对研磨器50的打浆作用表面51a、52a的打浆间隙G进行控制以使其从打浆 过程的初始阶段直至结束阶段逐渐变窄。在废纸纸浆循环路径49中包含了浸解单元20的浸解箱25，在该打浆过程中，浸解 单元20的搅拌装置26被驱动和控制，且所述浸解单元20与打浆单元21被同时驱动。也 就是说，在循环系统的打浆过程中，废纸纸浆UPP从浸解箱25流出而进入废纸纸浆循环路 径49中，而由研磨器50进行打浆处理的废纸纸浆UPP则流入浸解箱25中，因此，在浸解箱
1225中，废纸纸浆UPP的成分的打浆程度是不同的，借助于搅拌装置36的搅拌作用，浸解箱 25中的废纸纸浆UPP的打浆程度变得更均勻，从而改善了打浆过程。废纸纸浆收集箱60为对由打浆单元21打浆和碎化至所需尺寸的废纸纸浆UPP进 行收集的位置。在该位置收集的废纸纸浆UPP在被送入接下来的造纸过程的造纸单元4中 之前被混合和调节至与将再生的再循环纸RP的最终纸质量相应的造纸浓度，从而制备出 纸浆悬浮液PS。纸浆浓度调节单元3为称重型装置，其通过测量供入所述设备的废纸UP和水W的 重量而对供入所述设备的废纸UP和水W的混合比率进行调节，并对供入造纸单元4的废纸 纸浆UPP的浓度进行调节。如图4中具体显示的那样，该纸浆浓度调节单元3包括打浆浓 度调节单元3A、造纸浓度调节单元3B和纸浆浓度控制单元3C。打浆浓度调节单元3A用于根据打浆单元21的打浆效率对制浆单元2中的废纸纸 浆UPP的打浆浓度进行调节。该打浆浓度调节单元3A主要包括供水装置27的用于对打浆 浓度进行调节的供水泵46 (如上所述)以及打浆浓度控制单元75。由打浆浓度调节单元3A的供水泵46供应的白水W的供应量优选确定为使得由搅 拌装置26浸解和打浆处理的废纸纸浆UPP的打浆浓度例如为最大浓度，该最大浓度为用于 执行接下来的打浆过程所用的打浆单元21的研磨器50的打浆能力所允许的最大浓度。如 上所述，在该优选实施例中，该打浆浓度设定为约2%的打浆浓度。打浆浓度控制单元75驱动和控制供水泵46而根据重量传感器48的测量结果将 所需量的水供入浸解箱25中，如上所述。该打浆浓度控制单元75形成所述设备控制单元 5的一部分，该内容将在下文中描述。造纸浓度调节单元3B将造纸单元4中的废纸纸浆UPP的造纸浓度调节至与将再 生的再循环纸RP的最终纸质量相应的适当的浓度，该造纸浓度调节单元3B特别设计为通 过分离系统而对在制浆单元2中制作的废纸纸浆UPP的浓度进行调节，该造纸浓度调节单 元3B主要包括分离抽取单元80、悬浮液制备单元81、以及造纸浓度控制单元82。分离抽取单元80用于从在制浆单元2的在先过程中制作的废纸纸浆UPP的总体 积中只分离和抽取规定的小部分，其主要包括用于分离和抽取的废纸纸浆供给泵86，该废 纸纸浆供给泵86用于抽取废纸纸浆收集箱60中的废纸纸浆UPP，并将其送入浓度调节箱 85中。悬浮液制备单元81通过对由分离抽取单元80分离抽取的所述规定量的小部分废 纸纸浆UPP添加规定量的水而对其浓度进行调节，从而制备出规定浓度的纸浆悬浮液PS。 该悬浮液制备单元81主要包括供水装置27的供水泵47。尽管在附图中没有具体显示，但在浓度调节箱80的底部布置有与上述浸解箱25 中相同的重量传感器87 (其由负载测力器构成)，该重量传感器87设置来对供入浓度调节 箱85中的废纸纸浆UPP以及用于浓度调节的水的重量进行测量和控制，该重量传感器87 电气连接至所述设备控制单元5。所述造纸浓度控制单元82通过与所述分离抽取单元80和悬浮液制备单元81相 协作而起到控制作用，其形成为设备控制单元5的一部分，而对所述分离抽取单元80和悬 浮液制备单元81的泵86、47进行协作控制以执行造纸浓度调节过程的下述步骤。首先，从来自打浆单元21而收集在废纸纸浆收集箱60内的废纸纸浆UPP的总体积(在所显示的优选实施例中，大约2000g的废纸UP+100升的水W)中，由废纸纸浆供给泵 86分出废纸纸浆UPP的规定部分(在所示的优选实施例中为1升)，并将其输送到浓度调 节箱85中并容装在其中。这样，利用重量传感器87对其重量进行检测和测量，且将该测量 结果发送到设备控制单元5。接下来，对应于废纸纸浆UPP所分离出的规定部分，利用供水泵47将规定量的稀 释水W(在所显示的优选实施例中，该稀释水为9升，其实际上是由重量传感器87称重和测 量的)从白水收集箱45供入浓度调节箱85中。因此，在浓度调节箱85中，打浆浓度(在所显示的优选实施例中为2%)的废纸纸 浆UPP与水W混合并被稀释，从而混合而制备出规定浓度的纸浆悬浮液PS (在所示优选实 施例中为约0. 2%的浓度或称为目标浓度)。将制备的纸浆悬浮液PS的目标浓度是基于初步的试验结果考虑下述造纸单元4 的造纸能力来确定的，在所显示的优选实施例中，该目标浓度被设置为约0. 2%的浓度。这样，在浓度调节箱85中制备的造纸浓度为目标浓度(0.2%)的纸浆悬浮液PS 从该浓度调节箱85借助于一第一悬浮液供给泵88传输并供给到纸浆供给箱89中，且在纸 浆供给箱89中存储以在造纸单元4的接下来的过程中使用。然后，对在废纸纸浆收集箱60 中的废纸纸浆UPP的总体积类似地重复进行上述造纸浓度调节过程。该纸浆供给箱89布 置有第二悬浮液供给泵90，其用于将纸浆悬浮液PS供给到造纸单元4的造纸网输送器95 中。在纸浆供给箱89中布置搅拌装置91，借助于该搅拌装置87的搅拌作用，所存储的 纸浆悬浮液PS的整体造纸浓度被均勻地保持为特定值。这样，利用该造纸浓度调节单元3，其不是以批量的形式进行浓度调节，而是以少 量的分离部分的形式进行浓度调节，从而显著地降低了水量消耗，并可明显减小浓度调节 箱85的形状和尺寸，从而使得该废纸再循环设备1整体上可以紧凑的尺寸构建。纸浆浓度控制单元3C用于以协作的形式驱动控制所述打浆浓度调节单元3A和所 述造纸浓度调节单元3B，特别地，其从打浆浓度调节单元3A的打浆浓度控制单元75收集 纸浆浓度控制信息(废纸UP的填充量、供入浸解箱25的供水量、废纸纸浆UPP的打浆浓度 等)，并根据该控制信息而将造纸浓度信息(废纸纸浆UPP的目标造纸浓度、从废纸纸浆收 集箱60分离抽取的废纸纸浆UPP的分离抽取量、供入浓度调节箱85的供水量等)传输到 造纸浓度调节单元3B的造纸浓度控制单元82，从而执行如上所述的造纸浓度调节过程。所 述造纸浓度信息用于将在制浆单元2中制作的废纸纸浆UPP的浓度调节至目标值(造纸浓 度)。造纸单元4为利用在制浆单元2中制作的废纸纸浆UPP来制作再循环纸RP的处 理位置，其主要包括造纸网输送器单元95、作为脱水单元的脱水辊压单元(脱水装置)10和 烘干带输送器单元96。造纸网输送器单元95是利用来自制浆单元2的纸浆供给箱89的废纸纸浆UPP与 水W混合产生的纸浆悬浮液PS的浆料制作湿纸的场所，其主要包括造纸输送器100和纸浆 供给单元101。造纸输送器100用于输送纸浆悬浮液同时利用纸浆悬浮液进行造纸，它具有平直 地布置在其运行方向上的造纸网结构的网带105，所述造纸网结构由用于对纸浆悬浮液PS进行过滤和脱水的无数的网格构成。特别地，所述造纸输送器100包括环形带形式的网带105，其用于输送纸浆悬浮 液PS同时利用该纸浆悬浮液进行造纸；一驱动马达106，其用于驱动网带105并使所述网 带105运动。用于组成所述网带105的造纸网结构的盘件的材料为能够对纸浆悬浮液PS进 行适当过滤和脱水的材料，其由造纸网结构的无数的网格构成，所述材料优选包括聚丙烯 (PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)(注册商标，通常称作尼龙)和不锈钢 (SUS)和其他抗腐蚀性优异的材料，在所示实施例中，使用了由耐热性良好的PET制成的网 带 105。如图1所示，网带105通过驱动辊107、从动辊108、支撑辊109、脱水辊压单元10
可旋转地支撑，并且通过驱动辊107驱动并连接至驱动马达106。网带105的造纸处理长度被确定为网带105在家具大小的设备壳体6中的上侧运 行方向长度(在所述的情况下，为附图1中从纸浆供给单元101至脱水辊压单元10的横向 长度)的范围内。网带105的运行速度考虑造纸过程中的不同情况来设置，其优选设置在0. lm/ min-lm/min的范围内，且在该优选实施例中设置为0. 2m/min。在常规的废纸再循环场站中 或其他大型工厂中，这种造纸网带的运行速度被设置为至少高于lOOm/min，在更快的模式 中远超过1000m/min。如图1所示，网带105布置成向上倾斜并线性地沿其运行方向运行，在有限安装空 间中，网带105的造纸处理长度被尽可能延伸，从而增大了与网带105的造纸网结构相关的 过滤和脱水速率。特别地，用于驱动网带105的驱动马达106是电动机，并电连接至设备控制单元5。 所述驱动马达106也被用作下文所述的脱水辊压单元10和烘干带输送器单元96的运转驱动源。纸浆供给单元101是用于将来自制浆单元2的纸浆悬浮液PS供应到网带105上 的场所，尽管未详细显示，来自该纸浆供给单元101的纸浆悬浮液PS均勻供给并散布在网 带105上。所述纸浆供给单元101布置在造纸输送器100的造纸过程的起始位置。借助于第二悬浮液供给泵90而从纸浆供给箱89供给到纸浆供给单元101中的纸 浆悬浮液PS以规定的量被存储在该纸浆供给单元101中，并通过该存储作用而均勻地分布 在网带105的顶面上。均勻分布在网带105顶面上的纸浆悬浮液PS通过网带105在箭头 指示方向上的运行作用而与网带105 —起输送，并且在重力作用下通过网带105的网格过 滤且脱水，从而制成湿纸RP0 (在该优选实施例中的含水率为90-80% )。通过网带105过滤和脱水得到的白水W(在造纸过程中由造纸网过滤的极低浓度 的纸浆水)被收集到如上所述的供水装置27的白水收集箱45中。脱水辊压单元10形成用于挤压网带105上的湿纸RP0并使其脱水的场所，所述脱 水辊压单元10位于造纸网输送器单元95和如下所述的烘干带输送器单元96的接合处。特别地，如图1所示，位于下游侧的烘干带输送器单元96的光滑表面带145(将在 下文中描述)和位于上游侧的造纸网输送器单元95的网带105布置为上下层，光滑表面带 145和网带105的上下邻接部分形成在所述接合部处，在该接合部处，脱水辊压单元10从上下侧碾压并挤压网带105和光滑表面带145，从而使湿纸脱水。脱水辊压单元10至少包括作为主要部件的初级脱水辊压单元10A和末级脱水辊 压单元10B。初级脱水辊压单元10A为对处于网带105上的湿纸进行挤压而使其初步脱水的场 所。而末级脱水辊压单元10B为对网带105上由初级脱水辊压单元10A进行初步脱水处理 的湿纸进行进一步挤压并使其脱水的场所，由此得到具有规定含水率的干纸，也就是说，脱 水过程包括两个阶段，其中一个为由初级脱水辊压单元10A对网带105上含水率较高的湿 纸RP0进行挤压和脱水，另一个为由末级脱水辊压单元10B对经初步脱水的湿纸RP0进行 进一步的挤压和脱水处理，从而得到具有规定含水率的湿纸，即再循环纸RP。因此，则在本 发明的非常紧凑的家具大小的空间中实现了在大型工场例如废纸再循环工场中常规操作 的废纸再循环技术。这种废纸再循环技术是由本发明人作为新的实验和研究来实现的。也就是说，将利用纸浆悬浮液PS制作的含水率较高的湿纸RP 0进行脱水至具有 规定含水率的干纸RP (适于进行加热和烘干处理)所用的挤压和脱水技术是非常重要的技 术，其在随后的及最后的加热和烘干处理步骤之后能够得到高质量的再循环纸RP，这种重 要的挤压和脱水技术必须在本发明的家具大小(窄而短)的加工工作空间中以较高的精度 有效地实施。本发明人在待审查的日本公开申请No. 2007-084967中披露了一种基础性的挤压 和脱水处理技术，例如就如在上面所述的那样，该技术集中了大量研究和实验，用以以较高 的效率和较高的精度实现良好的挤压和脱水效果，而不会对纸质量产生任何负面影响。本 发明人最终发现通过将挤压和脱水过程分为两个步骤，即采用较小挤压作用力的初级脱 水过程和采用较大挤压作用力的末级脱水过程来取代采用大作用力的常规单个过程，则能 够在家具大小的非常窄、短的加工工作空间中实现高效、高精度的良好挤压和脱水效果。此 外，由本发明所进行的实验和修整的结果，能够完成本发明的挤压和脱水结构。特别如图5所示，脱水辊压单元10主要包括初级脱水辊压单元10A、末级脱水辊压 单元10B，以及作为辅助装置的角度限定辊压单元(角度限定装置)10C。初级脱水辊压单元10A用于对网带105上的湿纸RP0进行初步挤压和脱水，其特 别包括初级挤压辊对122，该初级挤压辊对122包括从下侧对网带105进行滚压的初级脱水 辊122和与所述初级脱水辊120相协作而从上侧对光滑表面带145进行滚压和挤压的初级 压辊121。初级脱水辊120的具体结构优选包括，例如(i) 一种形式为由高硬度材料制成的 圆柱形辊；(ii) 一种形式为在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外周上形成有软橡胶材料 的弹性层；(iii) 一种形式为在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外周上形成有吸水材料的 吸水层。在所显示的优选实施例中，初级脱水辊120形成为在由高硬度材料制成的圆柱形 辊120a的外周上通过卷绕而形成有软橡胶材料的弹性层120b。所述圆柱形辊120a特别地 是由不锈钢制成，而在其内部为中空的圆筒形空间。因此，对初级脱水辊120的外周赋予了 特定的弹性性能，从而在初级脱水过程中施加适当的挤压作用力(如上所述)。初级压辊121的具体结构优选包括，例如(i) 一种形式为由高硬度材料制成的圆 柱形辊；(ii) 一种形式为在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外周上形成有硬橡胶材料的弹性层。在所显示的优选实施例中，初级压辊121形成为由高硬度材料制成的圆柱形辊。 该圆柱形辊特别地是由不锈钢制成，而在其内部为中空的圆筒形空间。利用由所述初级脱水辊120和所述初级压辊121所构成的所述初级挤压辊对 122，则可在压紧的状态下以规定的初始压力从上下两侧滚压和挤压网带105和光滑表面 带145，从而初步除去在网带105上的湿纸RP0中所含的水分(在优选实施例中含水率为 90-80% )。在这种情况下，初始压力，也就是用于对网带105上的湿纸RP0进行初步挤压和脱 水的初级脱水辊压单元10A的初级挤压作用力的大小设置成不对含水率较高的湿纸RP0造 成损坏。因此，基本上来说，在对该初级挤压作用力进行设置和调节的过程中，通过对湿纸 RP0进行初步挤压之前、之后的状态进行判断来设置初级挤压作用力，同时对由所述初级脱 水辊120和所述初级压辊121施加的所述初级挤压作用力直接进行测量。但作为大量测试 和研究的结果已发现通过设置所述初级挤压作用力而使得网带105上的湿纸的含水率在 经初级脱水处理之后为规定的值(在所显示的优选实施例中含水率在80-75%的范围内) 则能够稳定地实现所需的效果。在对所述初级挤压作用力进行实际的设置和调节过程中， 对所述初级脱水辊120的旋转支承轴123与所述初级压辊121的旋转支承轴124之间的轴 向距离进行测量。在由所述初级脱水辊压单元10A对网带105上的湿纸RP0进行初级脱水之后，末 级脱水辊压单元10B用于进一步对网带105上的湿纸RP0进行挤压和脱水以得到具有规定 含水率的干纸(再循环纸)RP。特别地，所述末级脱水辊压单元10B包括至少一组末级挤压 辊对127，所述末级挤压辊对127由从下侧对网带105进行滚压的末级脱水辊125和与所述 末级脱水辊125相协作而从上侧对光滑表面带145进行滚压和挤压的末级压辊126组成。在末级脱水辊125的具体构造中，在由高硬度材料制成的圆柱形辊125a的外周上 形成有吸水材料的吸水层125b。该吸水层125b优选为具有连续细小孔的多孔材料或为具 有超细纤维的束状结构的细纤维材料。在所显示的优选实施例中，末级脱水辊125是通过在由不锈钢制成的圆柱形辊 125a的外周上形成具有超细纤维材料的束状结构的细纤维材料(作为吸水层125b)来构成 的，特别地，采用克拉里诺(Kuraray公司的注册商标)。圆柱形辊125a的内部为中空的圆 筒形空间。因此，末级脱水辊125的外周具有规定的弹性性能和吸水性能，因此，其结构适 于确保进行下文中所述的末级脱水处理。在圆柱形辊125a上的吸水层125b的卷绕结构包括围绕圆柱形辊125a的外周卷 绕一圈具有一定厚度的吸水层125b，单层结构的圆筒形吸水层125b安装在圆柱形辊125a 的外部；以及围绕圆柱形辊125a的外周卷绕多圈较薄的吸水层125b而形成多层结构。在 所示优选实施例中的末级脱水辊125为单层结构，其具有在不锈钢制成的圆柱形辊125a的 圆柱形外周上卷绕一圈克拉里诺材料的吸水层125b。与上述初级压辊121相同，末级压辊126的具体结构优选包括，例如(i) 一种形式 为由高硬度材料制成的圆柱形辊；(ii) 一种形式为在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外 周上形成有硬橡胶材料的弹性层。
17
在所显示的优选实施例中，末级压辊126形成为由高硬度材料制成的圆柱形辊。 该圆柱形辊特别地是由不锈钢制成，而在其内部为中空的圆筒形空间。利用由所述末级脱水辊125和所述末级压辊126所构成的所述末级挤压辊对127， 则可在压紧的状态下以规定的末级压力从上下两侧滚压和挤压网带105和光滑表面带 145，从而最终除去网带105上的湿纸RP0中所含的水分，从而得到再循环纸RP。在这种情况下，末级压力，也就是用于对网带105上的湿纸RP0进行最终挤压和脱 水的末级脱水辊压单元10B的末级挤压作用力的大小设置成能够确保使经初级脱水的湿 纸RP0可靠地实现规定的脱水效果。在对该末级挤压作用力进行设置和调节的过程中，与上述的初级挤压作用力的设 置和调节情况相同，将所述末级挤压作用力设置为使得经脱水后的网带105上的干纸(再 循环纸)RP的含水率为规定的值(在所显示的优选实施例中含水率在70-65%的范围内)。 但在对末级挤压作用力的实际设置和调节过程中，该末级挤压作用力是通过对所述末级脱 水辊125的旋转支承轴128与所述末级压辊126的旋转支承轴129之间的轴向距离进行调 整而确定的。图中未具体显示脱水辊压单元10中的这些辊子120、121、125、126，但其旋转支承 轴123、124、128、149经由齿轮机构的驱动和耦合装置与单个驱动马达106相耦合且由其驱 动，所有的辊子120、121、125、126均相互作用而被驱动旋转。在这种情况下，这些辊子120、121、125、126受控制旋转而进行滚压和接触，而使 得在上下辊子120、125、121、126的外周表面上存在相互的旋转速度差，从而在压紧状态 下，在所述外周表面之间滚压和挤压的网带105和光滑表面带145的接触面(网带105的 下侧和光滑表面带145的上侧)上也存在速度差。特别地，上侧初级压辊121和末级压辊126的旋转速度设置成稍大于下侧的初级 脱水辊120和末级脱水辊125的旋转速度，从而使光滑表面带145的运行速度稍大于网带 105的运行速度。在这种构造中，如下所述，当由脱水辊压单元10所挤压和脱水的湿纸RP0 从下侧网带105的上侧转移并输送至上侧的光滑表面带145的下侧时，则对湿纸RP0施加 了张力，从而有效地防止湿纸RP0产生褶皱。角度限定辊压单元(角度限定装置)10C用于有效地对初级脱水辊压单元10A和 末级脱水辊压单元10B的挤压和脱水作用进行辅助，该角度限定辊压单元10C布置在初级 脱水辊压单元10A的上游侧，其限定了插入初级脱水辊压单元10A中的网带105与光滑表 面带145之间的倾斜角。特别地，该角度限定辊压单元10C用于限定插在初级脱水辊压单元10A之间的网 带105与光滑表面带145之间的角度a，更具体地说，该角度限定辊压单元10C包括从下 侧对网带105进行辊压并限定网带105在初级脱水辊压单元10A中的插入角度的网带导引 辊130 ；光滑表面带导引辊131，其从上侧对光滑表面带145进行滚压，并限定光滑表面带 145在所述初级脱水辊压单元10A中的插入角度。网带导引辊130的具体结构通过如下方式构成的，即通过在由高硬度材料的圆柱 形辊130a的外周上形成具有连续细小孔的多孔材料的脱水层130b而构成。在所显示的优 选实施例中，网带导引辊130为单层结构，其具有外在地配置在不锈钢制圆柱形辊130a的 圆柱形外周上的圆柱形脱水层130b，该圆柱形脱水层130b是由具有微米尺寸的超细连续孔的超细连续泡沫材料形成。圆柱形辊130a的内部为中空圆筒形空间。均勻分布在网带105的上侧且与网带105 —起输送的湿纸RP 0由网带105过滤 和脱水，且由网带导引辊130对其施加吸水和脱水作用，因此，网带导引辊130辅助所述初 级脱水辊压单元10A的初级挤压和脱水作用并限定网带105在所述初级脱水辊压单元10A 中的插入角度。光滑表面带导引辊131的具体结构为由高硬度材料制成的圆柱形辊。在所显示的 优选实施例中，该光滑表面带导引辊131是由不锈钢制成的圆柱形辊。所显示优选实施例 中的光滑表面带导引辊131的内部为中空圆筒形空间。借助于所述网带导引辊130则能够确定网带105在所述初级脱水辊压单元10A中 的插入角度。借助于所述光滑表面带导引辊131则能够确定光滑表面带145在所述初级脱 水辊压单元10A中的插入角度，因此则能够间接地将网带105与光滑表面带145之间的倾 斜角度a限定在规定的范围内。这样，则能够独立地确定网带105的插入角度和光滑表面带145的插入角度，从而 将网带105与光滑表面带145之间的倾斜角度a限定在规定的范围内。如果网带105与 光滑表面带145依据使用目的而进行单独的结构设计，则总能实现理想的倾斜角度a。所述倾斜角度a被确定为在通过所述初级脱水辊压单元10A的初步脱水作用而 将含在湿纸RP0中的水分大体上挤压到初级脱水辊压单元10A的上游侧之后，该倾斜角度 能够有效地防止湿纸再次将大量的被挤压出的水吸收到湿纸RP0中而回复成浆状。也就是说，如图5所示，借助于所述初级脱水辊压单元10A的所述初级脱水辊120 和初级压辊121的作用，当在其上侧布置有湿纸RP0的网带105和光滑表面带145在上下 两侧受到滚压和挤压的压紧状态下，湿纸RP0中的水分被挤出至所述两个辊子120、121的 上游侧(图中的右侧)。在这种情况下，如果网带105与光滑表面带145之间的倾斜角度a太大，则在所 述辊子120、121上游侧附近的位置处，处于上侧的光滑表面带145与处于下侧的网带105 上的湿纸RP0相分离，因此使得湿纸RP0所含的水被挤压出的富余部分则被再次吸收到湿 纸RP0中，从而可能使湿纸RP0变为浆状。相反，如果网带105与光滑表面带145之间的倾斜角度a太小，则在所述辊子 120、121上游侧附近的位置处，处于上侧的光滑表面带145被推压至处于下侧的网带105上 的湿纸RP0，因此从湿纸RP0挤出的所有水分则会通过网带105滴向下侧而不会被湿纸RP0 再次吸收，从而防止湿纸RP0再次变为浆状。但是，当倾斜角a变得更小时，所述角度限定 辊压单元10C与所述初级脱水辊压单元10A之间的距离增大，这就受到安装空间的结构限 制。网带105与光滑表面带145之间的倾斜角度a依据不同的测试结果而优选设置 在1度至20度的范围内，更优选设置在3-7度的范围内。在所示的优选实施例中其设置为5度。这样，通过驱动马达106的驱动，脱水辊压单元10中的初级脱水辊压单元10A和 末级脱水辊压单元10B的辊子120、121、125、126进行转动，首先是所述初级脱水辊压单元 10A中的初级挤压辊对122进行转动，从而以规定的初始压力以压紧状态从上下两侧对所 述网带105和光滑表面带145进行辊压和挤压，容纳在网带105上的湿纸RP0中的水则被初步去除(在所显示的优选实施例中，湿纸RP0中的含水率从90-85%被减小至80-75% )。接下来，借助于所述末级脱水辊压单元10B中的末级挤压辊对127而以规定的末 级压力在压紧状态下从上下两侧对所述网带105和光滑表面带145进行辊压和挤压，从 而使网带105上的湿纸RP0中所含的水分被最终去除，从而得到具有规定含水率的干纸 即再循环纸RP(在所示的优选实施例中，含水率为80-75%的湿纸RP0被脱水至含水率为 70-65%的干纸)。在上述系列的操作中，从湿纸RP0挤压并脱水而来的白水W被收集在供 水装置27内的白水收集箱45中。由脱水辊压单元10挤压和脱水之后得到的干纸(再循环纸)RP从处于下侧的网 带105的上侧传输至处于上侧的光滑表面带145的下侧，且在所述脱水辊压单元10的下游 侧位置处与所述光滑表面带145 —起传输，并由烘干带输送器单元96在烘干过程中烘干。该传输作用被认为是由光滑表面带145的光滑表面结构引起的。也就是说，处于 下侧的网带105的表面为具有许多连续细小孔的大体精细的表面，而处于上侧的光滑表面 带145的表面则是没有孔的光滑表面，因此，稍微含有水分的干纸RP由表面张力作用而被 吸附到该光滑表面带145的表面上。烘干带输送器单元96是在对在造纸网输送器单元95中进行的造纸过程之后、通 过对由脱水辊压单元10挤压和脱水的干纸RP进行进一步的加热烘干处理而得到再循环纸 RP的场所，所述烘干带输送器单元96主要包括烘干输送器140和加热烘干单元141。烘干输送器140用于输送在脱水辊压单元10中挤压和脱水的湿纸RP0且使其平 滑，该烘干输送器140主要包括光滑表面带145和用于驱动所述光滑表面带145的驱动马 达 106。所述光滑表面带145用于在加热和烘干湿纸RP0的同时输送湿纸RP0，特别地，它 是由具有规定宽度的光滑表面结构的板材料连接而形成的具有规定长度的环状环带。光滑 表面结构的板材料在湿纸RP0 —侧被加工成适当的平滑表面，所述板材料由承受如下所述 的加热烘干单元141的加热作用的材料制成，优选地，所述板材料由弹性的耐热材料制成， 例如氟树脂或不锈钢，并且在所示优选实施例中使用了氟树脂带。如图1所示，光滑表面带145通过驱动辊146、随动辊147、148和脱水辊压单元10 可转动地被支撑和保持，并且通过驱动辊146连接至驱动马达106并由其驱动。用于驱动光滑表面带145的驱动马达106通常也用作如上所述的造纸输送器100 和脱水辊压单元10的运转驱动源。加热烘干单元141是用于加热位于光滑表面带145上的湿纸RP0并使其烘干的场 所，并且具有加热板150，所述加热板150作为加热单元而布置在光滑表面带145的运行路径上。特别地，所述加热板150设置为通过光滑表面带145而对处于光滑表面带145上 的湿纸RP0进行间接加热并烘干。在光滑表面带145的运行路径上，设置两个光滑表面精轧辊149、149。两个光滑表 面精轧辊149、149构造成顺次碾压并压紧光滑表面带145上的湿纸RP0，由此将与光滑表面 带145的表面相接触的湿纸RP0的一侧表面和相对侧的表面加工成适当的光滑表面。在光滑表面带145的加热烘干单元141的下游侧，设置分割构件151。在光滑表面 带145上烘干并输送的干纸即再循环纸RP (含水率为10-7% )通过该分割构件而与光滑表面带145的保持表面顺次剥离分开。就此而言，在分割构件151的下游侧，在光滑表面带145运行路径的末端位置设置 固定尺寸的切割单元152，从光滑表面带145分离的再循环纸RP被该固定尺寸的切割单元 152切割至规定尺寸(在优选实施例中为A4格式尺寸)，并从设备壳体6的出口 8排出。设备控制单元5以协作的方式自动控制制浆单元2的驱动单元、纸浆浓度调节单 元3的驱动单元和造纸单元4的驱动单元的操作。所述设备控制单元5特别地由包括CPU、 ROM、RAM和输入/输出(I/O)端口的微型计算机构成。设备控制单元5组合用于执行如下过程的程序，所述过程为制浆单元2的制浆过 程、纸浆浓度调节单元3的浓度调节过程以及造纸单元4的造纸过程，并使上述单元互联操 作。所述设备控制单元5存储用于驱动制浆单元2 (20，21)、浓度调节单元3(3A，3B)、造纸 单元4(90，91，92)的驱动所需的不同信息，例如浸解单元20中的搅拌装置26的驱动时间 和转速；供水装置27的供水时刻和供水量；打浆单元21中的循环泵69的驱动时间和循环 量；研磨器50的驱动时间和转速；间隙调节器具57的打浆间隙G的调节时刻和调节量；造 纸单元4中的输送器100、141的运行速度；加热烘干单元141的驱动时间；固定尺寸切割单 元152的操作时间，并将这些信息预先作为数据或者作为适当选择的输入数据而通过键盘 输入。如上所述，在所述设备控制单元5中，重量传感器48、87、位置检测传感器以及驱 动单元35、56、61、66、106电气连接，所述设备控制单元5根据测量值和控制数据而对这些 驱动单元35、56、61、66、106进行控制。在接通电源时启动具有这种结构的废纸再循环设备1，由设备控制单元5相互协 作地自动控制制浆单元2 (20，21)、浓度调节单元3 (3A，3B)、造纸单元4 (90，91，92)这些部 件，由此，使填入设备壳体6的入口 7中的废纸UP、UP...由制浆单元2中的浸解单元20和 打浆单元21对其进行浸解和打浆处理，从而制作废纸纸浆UPP。然后在纸浆浓度调节单元 3中制备具有造纸浓度的纸浆悬浮液PS。在造纸单元4的造纸网输送器单元95、脱水辊压 单元10以及烘干带输送器98中对该纸浆悬浮液PS进行处理而产生再循环纸RP，且将所产 生的再循环纸RP从设备壳体的出口 8排放至循环纸接收盘9中。在这种情况下，脱水辊压单元10布置在造纸网输送器单元95和烘干带输送器单 元96的连接位置处。所述造纸网输送器单元95利用由从制浆单元2在在先过程中发送的 废纸纸浆UPP与水混合产生的浆状纸浆悬浮液PS来制作湿纸RP0。所述烘干带输送器单元 96通过对在造纸网输送器95上制作的湿纸RP0进行烘干来制作再循环纸RP。该造纸网输 送器单元95的网带105和烘干带输送器单元96的光滑表面带145从上下两侧受到滚压和 挤压而处于压紧状态。所述脱水辊压单元10包括用于对网带105上的湿纸RP0进行初步 挤压和脱水处理的初级脱水辊压单元10A ；以及末级脱水辊压单元10B，该末级脱水辊压单 元10B对网带105上由初级脱水辊压单元10A进行初步脱水处理的湿纸进行最终挤压并使 其脱水而得到具有规定含水率的干纸。由此，在可安装于小商店或普通家庭房间的家具大 小的废纸再循环设备的非常狭小的废纸处理空间中，能够平顺且有效地执行造纸过程所用 主要单元的脱水操作而利用废纸纸浆UPP进行造纸。也就是说，如上所述，由初级脱水辊压单元10A对网带105上的湿纸RP0进行初步 挤压和脱水，并由末级脱水辊压单元10B对网带105上经初步脱水的湿纸RP0进行最终的挤压和脱水处理，从而得到具有规定含水率的干纸RP。因此，则在本发明的非常短的脱水操 作空间(在造纸网输送器单元95和烘干带输送器单元96的相结合位置处)中，通过对含 水率较高的湿纸RP0进行安全、有效的挤压和脱水处理，则得到干纸RP，并通过加热烘干单 元141的连续加热和干燥处理而制造出高质量的再循环纸RP。因此，该废纸再循环设备不限于安装在大办公室中，而且可以安装在小商店或普 通家庭的房间中，实现了环保，降低了成本，能够可靠地防止机密信息、私人信息和其他信 息的泄漏或披露，由此提供了能够确保高机密性的家具大小的废纸再循环设备1。优选实施例2在附图7中显示了该优选实施例，其与优选实施例1相类似，除了对脱水辊压单元 10和末级脱水辊压单元10B的结构进行变更之外。S卩，该优选实施例中的末级脱水辊压单元10B包括在网带105和光滑表面带145 的运行方向上并排布置的两组末级挤压辊对127A、127B。在这两组末级挤压辊对127A、127B中，组成所述两组末级挤压辊对127A、127B的 末级脱水压辊125和末级压辊126的结构相同，且其具体结构与优选实施例1中基本相同。上游侧末级挤压辊对127A和下游侧末级挤压辊对127B在配置方向上的挤压作用 力设置为(i)大小相同，或者(ii)在配置方向上从上游侧至下游侧逐渐变大，也就是说，依 据使用目的而在下游侧末级挤压辊对127B中比在上游侧末级挤压辊对127A中要大。在每一种情况下，末级脱水辊压单元10B的末级挤压作用力总体上与优选实施例 1中相同，这样就在经初级脱水的湿纸RP 0中确保实现规定的脱水效果，更具体地说是将 经下游侧末级挤压辊对127B进行末级挤压和脱水后的网带105上的干纸(再循环纸)RP 的含水率设置为在70-65%的范围内(与优选实施例1相同)。根据下游侧的末级挤压辊 对127B的末级挤压作用力来确定处于上游侧的末级挤压辊对127A的末级挤压作用力。也就是说，处于上游侧的末级挤压辊对127A的末级挤压作用力设置成与处于下 游侧的末级挤压辊对127B的末级挤压作用力相同或小于末级挤压辊对127B的末级挤压作 用力，但大于所述初级挤压辊对122的初步挤压作用力。其他结构和效果与优选实施例1相同。优选实施例3在附图8中显示了该优选实施例，其与优选实施例2相类似，除了对优选实施例1 中的脱水辊压单元10中的末级脱水辊压单元10B的结构进行变更之外。S卩，该优选实施例中的末级脱水辊压单元10B包括在网带105和光滑表面带145 的运行方向上并排布置的三组末级挤压辊对127A、127B、127C。在这三组末级挤压辊对127A、127B、127C中，组成所述三组末级挤压辊对127A、 127B、127C的末级脱水辊压单元125和末级压辊126的结构相同，且其具体结构与优选实施 例1中基本相同。末级挤压辊对127A、127B、127C的挤压作用力在结构方向上从上游侧至下游侧设 置为(i)大小相同，或者(ii)在配置方向上从上游侧至下游侧逐渐变大，或者(iii)为(i) 和(ii)中两种情况的组合，也就是说，在最终的下游侧末级挤压辊对127C中的挤压作用 力比在最终的上游侧末级挤压辊对127A中的挤压作用力要大，而在中间的中间挤压辊对 127B中的挤压作用力与末级挤压辊对127A或127C中的挤压作用力相同。
在任何情况下，末级脱水辊压单元10B的末级挤压作用力总体上与优选实施例1 中相同，即在经初级脱水的湿纸RP0中确保实现了接近相同的规定脱水效果。更具体地说， 在由最终的下游侧末级挤压辊对127C进行末级挤压和脱水之后的网带105上的干纸(再 循环纸)RP的含水率设置在与优选实施例1中相同的70-65%的范围内。根据最终的下游 侧末级挤压辊对127C的末级挤压作用力而确定处于上游侧的末级挤压辊对127A、127B的 末级挤压作用力。此外，处于最终的上游侧处的末级挤压辊对127A的末级挤压作用力被设 置成大于初级挤压辊对122的初级挤压作用力。
其他结构和效果与优选实施例1相同。在上述的优选实施例1-3中，在结构上可进行如下改变。例如，脱水辊压单元10的具体结构不限于所示优选实施例1-3，而可利用具有类 似功能的不同结构实现。由于本发明在不脱离其必要特征的精神下可以多种形式实现，因此本发明优选实 施例为示意性的而且不是限制性的，由于本发明的范围由所附权利要求书而不是由在它们 之前的说明书所限定，所以落入权利要求范围和界限之内的所有变化或者这种范围和界限 的等效物包含在权利要求中。
权利要求
一种位于要安装在废纸初始源处的家具大小的废纸再循环设备中的废纸再循环设备的脱水装置，所述脱水装置构成造纸单元的脱水单元，所述造纸单元利用在在先工艺中的制浆单元中制造的废纸纸浆制造再循环纸，形成为设置在位于造纸网输送器单元和烘干带输送器单元之间的联接部分处的脱水辊装置，所述造纸网输送器单元利用送自制浆单元的废纸纸浆与水混合的浆状纸浆悬浮液制造湿纸，所述烘干带输送器单元用于通过将在造纸网输送器单元中制造和形成的湿纸烘干来获得再循环纸，所述脱水辊装置在压紧状态下从上下侧滚压和挤压造纸网输送器单元的网带和烘干带输送器单元的光滑表面带，从而对网带上的湿纸进行挤压并使其脱水，其中，该脱水辊装置包括至少一初级脱水辊压单元和末级脱水辊压单元，所述初级脱水辊压单元用于使网带上的湿纸受到初步挤压并脱水，所述末级脱水辊压单元用于对在初级脱水辊压单元中经初步脱水的网带上的湿纸进行挤压并使其脱水以获得具有规定含水率的干纸。
2.如权利要求1所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，用于使网带上的湿纸初步挤压和脱水的初级脱水辊压单元的初步挤压力如此设 定，使得网带上的湿纸的含水率在初步挤压脱水处理之后为80-75%。
3.如权利要求1所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级脱水辊压单元包括由初级脱水辊和初级压辊组成的初级挤压辊对，所述初 级脱水辊用于从下侧滚压网带，所述初级压辊与初级脱水辊配合从上侧滚压和压紧光滑表 面带，和通过该初级挤压辊对，网带和光滑表面带在压紧状态下以规定初级压力从上下侧受到 滚压和挤压，从而初步去除网带上的湿纸中所含的水分。
4.如权利要求3所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级压辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。
5.如权利要求3所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级压辊具有由硬橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱形辊 的外周上。
6.如权利要求3所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级脱水辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。
7.如权利要求3所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级脱水辊具有由软橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱形 辊的外周上。
8.如权利要求3所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，初级脱水辊具有由吸水材料制成的吸水层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱 形辊的外周上。
9.如权利要求8所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由具有微小连续孔的多孔材料制成。
10.如权利要求8所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由细纤维材料制成，所述细纤维材料具有超细纤维的束状结构。
11.如权利要求10所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由克拉里诺材料制成。
12.如权利要求1所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，用于对网带上的湿纸进行挤压并使其脱水的末级脱水辊压单元的末级挤压压力 如此设定，使得在末级脱水处理之后网带上的干纸的含水率为70-65%。
13.如权利要求1所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级脱水辊压单元包括至少一组末级挤压辊对组，其由用于从下侧滚压网带的 末级脱水辊和与该末级脱水辊相配合从上侧滚压和压紧光滑表面带的末级压辊构成，和通过该末级挤压辊对，网带和光滑表面带在压紧状态下以规定末级压力从上下侧受到 滚压和挤压，从而最终去除网带上的湿纸所含的水分，从而能够获得具有希望含水率的干 纸。
14.如权利要求13所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级脱水辊压单元中的末级挤压辊对的挤压力设定为相同大小。
15.如权利要求13所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级脱水棍压单元中的末级挤压辊对的挤压力从排列方向的上游侧向下游侧逐 渐增大。
16.如权利要求13所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级压辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。
17.如权利要求13所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级压辊具有由硬橡胶制成的弹性层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱形辊 的外周上。
18.如权利要求13所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，末级脱水辊具有由吸水材料制成的吸水层，其形成在由高硬度材料制成的圆柱 形辊的外周上。
19.如权利要求18所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由具有微小连续孔的多孔材料制成。
20.如权利要求18所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由细纤维材料制成，所述细纤维材料具有超细纤维的束状结构。
21.如权利要求20所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，吸水层由克拉里诺材料制成。
22.如权利要求1所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，在初级脱水辊压单元的上游侧，设置角度限定装置以限定网带和光滑表面带进 入初级脱水辊压单元的插入角。
23.如权利要求22所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，通过该角度限定装置，网带和光滑表面带的倾斜角设定为1-20度。
24.如权利要求22所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，角度限定装置包括网带导引辊和光滑表面带导引辊，所述网带导引辊通过从下 侧滚压网带来限定网带进入初级脱水辊压单元的插入角，所述光滑表面带导引辊通过从上 侧滚压光滑表面带来限定光滑表面带进入初级脱水辊压单元的插入角。
25.如权利要求24所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，网带导引辊具有形成在由高硬度材料制成的圆柱形辊的外周上的脱水层，所述 脱水层由具有微小连续孔的多孔材料制成。
26.如权利要求24所述的废纸再循环设备的脱水装置，其中，光滑表面带导引辊是由高硬度材料制成的圆柱形辊。
27.一种废纸再循环设备，在安装于废纸原始地点的家具大小的设备壳体内包括用 于通过对废纸进行浸解和打浆处理制造废纸纸浆的制浆单元，用于利用制浆单元制造的废 纸纸浆来制作再循环纸的造纸单元，和用于协同驱动和控制所述制浆单元和造纸单元的控 制单元，其中，造纸单元包括脱水单元，用于执行作为制造废纸纸浆的造纸工艺的主要组成的 脱水工艺，脱水单元设置在位于造纸网输送器单元和烘干带输送器单元之间的联接部分处，所述 造纸网输送器单元用于以送自制浆单元的废纸纸浆与水混合的浆状纸浆悬浮液为原料制 造湿纸，所述烘干带输送器单元用于通过将在造纸网输送器单元中制造和形成的湿纸烘干 来获得再循环纸，所述脱水单元形成为脱水辊装置，该脱水辊装置通过从上下侧在压紧状 态下滚压和挤压造纸网输送器单元的网带和烘干带输送器单元的光滑表面带，从而对网带 上的湿纸进行挤压并使其脱水，和该脱水辊装置包括至少初级脱水辊压单元和末级脱水辊压单元，所述初级脱水辊压单 元用于对造纸输送器的网带上的湿纸进行初步挤压并使其脱水，所述末级脱水辊压单元用 于使在初级脱水辊压单元中进行初步脱水的网带上的湿纸受到进一步挤压和脱水以获得 具有规定含水率的干纸。
全文摘要
在家具大小的废纸再循环设备的狭小废纸处理空间中，脱水装置顺利有效地执行作为制造废纸纸浆的造纸工艺的主要组成的脱水工艺。脱水装置设置在网带和光滑表面带之间的联接位置，并且构造为在压紧状态下从上下侧滚压和挤压网带和光滑表面带，所述设备包括初级脱水辊压单元和末级脱水辊压单元，所述初级脱水辊压单元用于使网带上的湿纸初步挤压和脱水，所述末级脱水辊压单元用于使在初级脱水辊压单元中进行初步脱水的网带上的湿纸挤压和脱水以获得具有规定含水率的干纸。因此，在家具大小的废纸再循环设备的非常狭小的废纸处理空间中，制造废纸纸浆的造纸工艺中的脱水工艺可以顺利有效地进行。
文档编号D21C5/02GK101876152SQ20101016996
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月29日 优先权日2009年5月2日
发明者小山裕司, 玉井繁 申请人:粒状胶工业株式会社