一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法与流程

1.本发明涉及纸浆模塑技术领域，特别涉及一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法。


背景技术：

2.纸浆模塑是一种三维立体造纸技术，它以植物纤维为原料，在纸浆模塑成型机上由形状特定的模具通过吸滤过程将纸浆截留在模具表面，从而塑造出具有一种特定形状的纸包装制品。在进行纸浆模塑生产成型的过程中，成型模具需在纸浆槽内的纸浆内进行上、下往复运动，以便吸浆塑形；纸浆模塑制品生产的关键在于成型过程，会直接影响到产品质量。真空吸滤成型是指设备经过抽真空(真空度约为-0.07mpa)使纤维吸附在滤网上，并抽走水分经过真空管排出，因此纸浆纤维在浆槽中的均匀度决定了纤维留在滤网上的均匀性。
3.传统的纸浆槽的内腔只通过真空吹气的方式使纸浆处于持续翻滚状态，使得纸浆保持均匀状态。然而传统浆槽内的真空吹气是通过槽底排列的金属管道向两边吹气，从而造成管道与管道之间形成一条明显的水线，使得模具吸浆不均；且通过吹气的方式，使得浆槽内的纸浆混合均匀的速度较慢，产品良品率低下，导致纸浆模塑制品的生产成本高，市场竞争力弱。


技术实现要素：

4.本发明提供一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题的至少一项。
5.为解决上述技术问题，本发明公开了一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备，包括，成型机主体，所述成型机主体内固定设有吸浆模具组件和挤压模具，所述成型机主体的底座上还设有浆槽和超声波启动器，所述浆槽内固定设有若干转换器和若干辅助装置，所述超声波启动器可与转换器连通。
6.优选的，所述吸浆模具组件包括：两个左右对称的电动伸缩组件和固定块，所述电动伸缩组件固定设置于成型机主体的底座上，所述电动伸缩组件包括两根前后对称的第一电动伸缩杆，所述固定块固定设置于第一电动伸缩杆上端。
7.优选的，左侧的所述固定块内固定设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴右端固定连接转动杆，所述转动杆向右延伸出左侧的固定块，且所述转动杆与左侧的固定块延伸位置转动连接，所述转动杆与右侧的固定块转动连接，所述转动杆上左右对称固定设有翻转杆，所述翻转杆的另一端固定连接吸浆模具支撑座，所述吸浆模具支撑座上固定设有吸浆模具。
8.优选的，所述吸浆模具内部设有若干排气孔。
9.优选的，所述浆槽内还设有流浆管道，所述流浆管道向左延伸出成型机主体的底座，且所述流浆管道与成型机主体的底座延伸位置固定连接，且所述流浆管道上设有若干
孔洞。
10.优选的，所述成型机主体内固定设有若干支撑柱，所述支撑柱下端与成型机主体的底座固定连接，所述支撑柱上端与成型机主体的上盖板固定连接，且所述成型机主体的上盖板下表面固定设有挤压模具。
11.优选的，所述转换器内设有安装孔，所述浆槽的底板上设有若干圆孔，所述安装孔和圆孔内设有螺栓，所述转换器通过螺栓与浆槽的底板固定连接。
12.优选的，所述转换器包括：上盖板、压电陶瓷和下盖板，所述上盖板、压电陶瓷和下盖板从上到下依次固定连接，所述上盖板内固定设有电极片，所述电极片向外延伸出转换器，且所述电极片与上盖板固定连接，若干所述电极片相互连通后电连接超声波启动器。
13.优选的，所述浆槽的底板上还固定设有若干辅助装置，所述辅助装置包括装置壳体，所述装置壳体固定设置在浆槽的底板上，所述装置壳体两端均开设有通槽，所述装置壳体内设有第一固定板，所述第一固定板上下两端与装置壳体上下两侧内壁固定连接，所述第一固定板内固定设有安装槽，所述安装槽内固定设有电机，所述第一固定板上设有上下对称的第一通孔，两个所述第一通孔位于安装槽上下两侧；
14.所述电机左端通过输出轴固定连接第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆延伸出安装槽，且所述第二电动伸缩杆与安装槽延伸位置滑动连接，所述第二电动伸缩杆上从右到左依次固定设置第一梯形块、第一齿轮和第二齿轮，且所述第一齿轮的面积小于第二齿轮的面积；
15.两个左右对称的第二固定板，所述第二固定板上下两端与装置壳体上下两侧内壁固定连接，所述第二固定板上设有上下对称的第二通孔，两个所述第二固定板相互靠近的一侧上下对称设有安装腔，所述安装腔左右两端与第二固定板滑动连接，两个所述安装腔相互靠近的一侧固定设有两个左右对称的复位弹簧，所述复位弹簧上下两端与安装腔固定连接，两个所述安装腔相互靠近的一侧通过连接管贯通连接，所述安装腔的左右两端均设有第三通孔；
16.所述安装腔内设有转动轴，所述转动轴上固定设有螺旋叶片，所述螺旋叶片与安装腔上侧两侧内壁贴合，所述转动轴左右两侧从第三通孔和第二通孔处延伸出安装腔，所述转动轴左端固定连接搅拌叶，所述转动轴上从右到左依次固定连接第二梯形块、第三齿轮和第四齿轮，所述第二梯形块可于第一梯形块接触配合，所述第三齿轮可与第一齿轮啮合连接，所述第四齿轮可与第二齿轮啮合连接，所述第三齿轮的面积大于第四齿轮的面积；
17.所述装置壳体上表面还设有第四通孔。
18.优选的，一种使用方法，用于使用如上所述的一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备，其特征在于，包括以下步骤：
19.s1：将浆料通过流浆管道排入浆槽内，打开预先设置的超声波启动器，超声波启动器将信号传递至转换器，转换器发出超声波，使得浆料充分混合；
20.s2：启动电动伸缩组件和驱动电机，将吸浆模具向下翻转并向下运动至浆槽内进行吸浆；
21.s3：启动电动伸缩组件带动吸浆模具向上运动与挤压模具进行合模；
22.s4：挤压完成后的湿坯被转移到下一工位，进行热压干燥；
23.s5：设备工作结束后，检查转换器是否松动，调节螺栓进行重新固定。
附图说明
24.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
25.图1为本发明的结构示意图；
26.图2为本发明的正视图；
27.图3为本发明的转换器安装位置示意图；
28.图4为本发明的转换器的结构示意图；
29.图5为本发明的辅助装置的安装示意图；
30.图6为本发明的辅助装置的结构示意图。
31.图中：1、成型机主体；2、支撑柱；3、翻转轴；4、超声波启动器；5、转换器；6、辅助装置；7、挤压模具；8、固定块；9、电动伸缩组件；10、孔洞；11、流浆管道；12、吸浆模具支撑座；13、浆槽；14、安装孔位；15、上盖板；16、电极片；17、压电陶瓷；18、下盖板；19、电机；20、吸浆模具；21、螺栓；22、第二梯形块；23、第三齿轮；24、转动轴；25、第四齿轮；26、装置壳体；27、安装腔；28、复位弹簧；29、第二固定板；30、连接管；31、搅拌叶；32、第二通孔；33、螺旋叶片；34、安装槽；35、第二齿轮；36、第四通孔；37、第一齿轮；38、第二电动伸缩杆；39、第一固定板；40、第一通孔；41、第一梯形块。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
33.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案以及技术特征可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
34.实施例1
35.本发明的实施例提供了一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备，如图1-3所示，包括，成型机主体1，所述成型机主体1内固定设有吸浆模具组件和挤压模具7，所述成型机主体1的底座上还设有浆槽13和超声波启动器4，所述浆槽13内固定设有若干转换器5和若干辅助装置6，所述超声波启动器4可与转换器5连通。
36.上述技术方案的工作原理及有益效果为：打开辅助装置6和超声波启动器4，超声波启动器4将信号传递至转换器5，转换器将信号转换成超声波，声波产生的机械效应使得浆池内的纸浆纤维和水产生持续振动，浆料充分混合，启动吸浆模具组件，吸浆模具组件运动至浆槽13内吸浆，之后吸浆模具组件向上运动与挤压模具进行合模即可；
37.通过设置超声波启动器4和转换器5以及辅助装置6，可以使得浆槽内的浆料在超声波的作用下分布更加均匀，使得所制湿坯纤维分布更加平滑，提升浆料均匀度，改善产品外观。
38.实施例2
39.在上述实施例1的基础上，如图1-3所示，所述吸浆模具组件包括：两个左右对称的电动伸缩组件9和固定块8，所述电动伸缩组件9固定设置于成型机主体1的底座上，所述电动伸缩组件9包括两根前后对称的第一电动伸缩杆，所述固定块8固定设置于第一电动伸缩杆上端。
40.其中，优选的，左侧的所述固定块8内固定设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴右端固定连接转动杆，所述转动杆向右延伸出左侧的固定块8，且所述转动杆与左侧的固定块8延伸位置转动连接，所述转动杆与右侧的固定块8转动连接，所述转动杆上左右对称固定设有翻转杆3，所述翻转杆3的另一端固定连接吸浆模具支撑座12，所述吸浆模具支撑座12上固定设有吸浆模具20。
41.其中，优选的，所述吸浆模具20内部设有若干排气孔。
42.其中，优选的，所述浆槽13内还设有流浆管道11，所述流浆管道11向左延伸出成型机主体1的底座，且所述流浆管道11与成型机主体1的底座延伸位置固定连接，且所述流浆管道11上设有若干孔洞10。
43.上述技术方案的工作原理及有益效果为：将浆料从流浆管道11的孔洞10流入浆槽13内，待混合完成后，启动第二电动伸缩杆使得固定块8向下移动，启动驱动电机，使得转动杆旋转，带动翻转杆3旋转，使得吸浆模具20向下翻转，将吸浆模具20运动至浆槽13内进行吸浆，之后启动第二电动伸缩杆使得固定块8向上移动，启动驱动电机，使得转动杆旋转，带动翻转杆3旋转，使得吸浆模具20向上翻转，使得吸浆模具20与挤压模具7进行合模；
44.通过设置第二电动伸缩杆和驱动电机，可以使得吸浆模具20上下移动同时进行翻转的动作，使得装置的工作更加灵活便捷，有效的提高了装置的便捷性，且整个电动伸缩组件9结构简单，仅通过第二电动伸缩杆来带动吸浆模具20的移动，有效的提高了装置的功能性。
45.实施例3
46.在上述实施例1-2的基础上，如图1-3所示，所述成型机主体1内固定设有若干支撑柱2，所述支撑柱2下端与成型机主体1的底座固定连接，所述支撑柱2上端与成型机主体1的上盖板固定连接，且所述成型机主体1的上盖板下表面固定设有挤压模具7。
47.上述技术方案的有益效果为：通过设置若干支撑柱2，使得成型机主体1的上盖板和成型机主体1的底座连接更加紧固，同时也有效的支撑了成型机主体1的上盖板，有效的提高了装置的稳定性和安全性。
48.实施例4
49.在上述实施例1-3的基础上，如图1-4所示，所述转换器5内设有安装孔14，所述浆槽13的底板上设有若干圆孔，所述安装孔和圆孔内设有螺栓21，所述转换器5通过螺栓21与浆槽13的底板固定连接。
50.其中，优选的，所述转换器5包括：上盖板15、压电陶瓷17和下盖板18，所述上盖板15、压电陶瓷17和下盖板18从上到下依次固定连接，所述上盖板15内固定设有电极片16，所述电极片16向外延伸出转换器5，且所述电极片16与上盖板15固定连接，若干所述电极片16相互连通后电连接超声波启动器4。
51.上述技术方案的工作原理及有益效果为：将转换器5通过螺栓21与浆槽13的底板
固定，之后将若干转换器5中的电极片16延伸出转换器5的部分相互连接后与超声波启动器4连接，然后启动接超声波启动器4，超声波启动器4将信号传递至转换器5，转换器5发出超声波；
52.转换器5在发出超声波时，声波在作用到浆槽13内时，会带动成型机主体1发生细小的震动，容易导致转换器5离开原有位置，通过螺栓21来固定转换器5，可以有效的限制转换器5的位置，通过在转换器5内设有安装孔14，可以方便快捷的对转换器5进行连接，有效的提高了装置的功能性和有效性。
53.实施例5
54.在上述实施例1-4的基础上，如图5-6所示，所述浆槽13的底板上还固定设有若干辅助装置6，所述辅助装置6包括装置壳体26，所述装置壳体26固定设置在浆槽13的底板上，所述装置壳体26两端均开设有通槽，所述装置壳体内设有第一固定板39，所述第一固定板39上下两端与装置壳体上下两侧内壁固定连接，所述第一固定板39内固定设有安装槽34，所述安装槽34内固定设有电机19，所述第一固定板39上设有上下对称的第一通孔40，两个所述第一通孔40位于安装槽34上下两侧；
55.所述电机19左端通过输出轴固定连接第二电动伸缩杆38，所述第二电动伸缩杆38延伸出安装槽34，且所述第二电动伸缩杆38与安装槽34延伸位置滑动连接，所述第二电动伸缩杆38上从右到左依次固定设置第一梯形块41、第一齿轮37和第二齿轮35，且所述第一齿轮37的面积小于第二齿轮35的面积；
56.两个左右对称的第二固定板29，所述第二固定板29上下两端与装置壳体上下两侧内壁固定连接，所述第二固定板29上设有上下对称的第二通孔32，两个所述第二固定板29相互靠近的一侧上下对称设有安装腔27，所述安装腔27左右两端与第二固定板29滑动连接，两个所述安装腔27相互靠近的一侧固定设有两个左右对称的复位弹簧28，所述复位弹簧28上下两端与安装腔27固定连接，两个所述安装腔27相互靠近的一侧通过连接管30贯通连接，所述安装腔27的左右两端均设有第三通孔；
57.所述安装腔27内设有转动轴24，所述转动轴24上固定设有螺旋叶片33，所述螺旋叶片33与安装腔27上侧两侧内壁贴合，所述转动轴24左右两侧从第三通孔和第二通孔32处延伸出安装腔32，所述转动轴24左端固定连接搅拌叶31，所述转动轴24上从右到左依次固定连接第二梯形块22、第三齿轮23和第四齿轮25，所述第二梯形块22可于第一梯形块41接触配合，所述第三齿轮23可与第一齿轮37啮合连接，所述第四齿轮25可与第二齿轮35啮合连接，所述第三齿轮23的面积大于第四齿轮25的面积；
58.所述装置壳体26上表面还设有第四通孔36。
59.上述技术方案的工作原理及有益效果为：启动电机19，第二电动38伸缩杆开始转动，第一齿轮37旋转，带动与第一齿轮37啮合的第三齿轮23旋转，带动转动轴24旋转，带动螺旋叶片33旋转，使得浆料从上侧的第一通孔40和第四通孔36内进入辅助装置6内，之后浆料从上侧的安装腔27右侧的第二通孔32和上侧的安装腔27右侧的第三通孔进入上侧的安装腔27内，带动浆料从右向左移动，之后浆料从上侧的安装腔27左侧的第二通孔32排出，24旋转带动搅拌叶31旋转，对浆料进行搅拌；转动轴24旋转带动浆料从下侧的安装腔27左侧的第二通孔32和下侧的安装腔27左侧第三通孔进入下侧的安装腔27内，之后浆料从左向右移动，浆料从下侧的安装腔27右侧的第二通孔32排出，之后从下侧的第一通孔40排出；同时
设置连接管30，在螺旋叶片33旋转时，可以使得浆料在上下两侧的安装腔27内进行移动；
60.当需要调整速度时，启动第二电动伸缩杆38，第一梯形块41向左移动，推动两个第二梯形块22向相互远离的方向移动，带动安装腔27向相互远离的方向移动复位弹簧，28拉伸，同时第二齿轮35和第四齿轮25啮合，之后启动电机19，重复上述步骤；待电动伸缩组件9启动后，关闭电机19。
61.通过设置搅拌叶31，可以有效的加快浆料的混合，而设置螺旋叶片33，可以有效的改变浆料的运行方向，使得浆料的混合更加充分，而设置第二电动伸缩杆38，从而使得第二齿轮35和第四齿轮25啮合，可以有效的改变转动轴24的旋转速度，从而调整螺旋叶片33的旋转速度，可以有效的改变速度，使得浆料的混合更加充分，有效节约能耗，有效的提高了装置的功能性和有效性。
62.实施例6
63.在上述实施例1-5任一项的基础上，一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备，还包括：
64.密度传感器：密度传感器安装于浆槽13内，用于检测浆槽13内内浆料的密度；
65.计时器：安装于成型机主体1的底座上，用于检测转换器5的工作时长；
66.控制器、报警器分别安装在成型机主体1的底座上，控制器分别与密度传感器、计时器和报警器电连接，控制器基于密度传感器、计时器控制报警器工作，包括以下步骤：
67.步骤1：控制器基于密度传感器、计时器及公式1得到浆槽13内的浆料的混合指数：
[0068][0069]
其中，k为浆槽13内的浆料的混合指数；ρ为密度传感器检测值；v为浆槽13的容积；g为重力系数；t为计时器检测值；λ为密度传感器和计时器的精度系数的乘积；s为浆槽13内的浆料的横截面积；t为单位时间；e为自然常数；η为浆料的动力粘度；
[0070]
步骤2：比较公式1计算的浆槽13内的浆料的混合指数与对应的预设浆料的混合指数，当公式1计算的浆槽13内的浆料的混合指数小于预设浆料的混合指数时，控制器控制报警器报警。
[0071]
式中用于表示浆料在混合过程中，浆料的密度、转换器5的工作时长等对浆槽13内的浆料的混合指数的影响，当转换器5的工作时长增加时，浆槽13内的浆料的混合指数也会随之上升，即混合的更加均匀；而浆料的密度在一定程度上，不会过大，因此在一定程度上来说，浆料的密度越大，浆槽13内的浆料的混合指数也会随之上升；而表示浆槽13内的浆料的混合指数的影响参数。
[0072]
假设浆槽13内内浆料的密度ρ＝3g/cm3；浆槽13的容积v＝0.15m3；转换器5的工作
时长t＝120s；密度传感器和计时器的精度系数的乘积λ＝0.85；浆槽13内的浆料的横截面积s＝0.1m2；单位时间t＝10s；自然常数e＝2.72；浆料的动力粘度η＝1.5n*s/m2；则通过上述可计算得到浆槽13内的浆料的混合指数k＝35.6，如对应的预设浆料的混合指数为20，此时，报警器不报警。
[0073]
上述计算方案的工作原理和有益效果为：先利用公式(1)计算浆槽13内的浆料的混合指数，控制器将公式(1)计算的浆槽13内的浆料的混合指数与对应的预设浆料的混合指数进行对比，当公式1计算的浆槽13内的浆料的混合指数小于对应的预设浆料的混合指数20时，控制器控制报警器报警，提示人员浆料的混合出现问题，需要及时检测超声波启动器4和转换器5的工作情况。当维护或更换完成后，超声波启动器4和转换器5重新工作，控制器接通密度传感器、计时器和报警器对浆槽13内的浆料的混合指数进行预测。且通过设置报警器来实现报警并提醒人员检查超声波启动器4和转换器5的情况，有效提升装置的功能性。
[0074]
实施例7
[0075]
一种使用方法，用于使用如上所述的一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备，其特征在于，包括以下步骤：
[0076]
s1：将浆料通过流浆管道11排入浆槽13内，,打开预先设置的超声波启动器4，超声波启动器4将信号传递至转换器5，转换器5发出超声波，使得浆料充分混合；
[0077]
s2：启动电动伸缩组件9和驱动电机，将吸浆模具20向下翻转并向下运动至浆槽13内进行吸浆；
[0078]
s3：启动电动伸缩组件9带动吸浆模具20向上运动与挤压模具7进行合模；
[0079]
s4：挤压完成后的湿坯被转移到下一工位，进行热压干燥；
[0080]
s5：设备工作结束后，检查转换器5是否松动，调节螺栓21进行重新固定。
[0081]
上述技术方案的工作原理及有益效果为：将浆料通过流浆管道11排入浆槽13内，打开超声波启动器4，超声波启动器4将信号传递至转换器5，转换器5发出超声波，使得浆料充分混合；启动电动伸缩组件9和驱动电机，将吸浆模具20向下翻转并向下运动至浆槽13内进行吸浆；启动电动伸缩组件9带动吸浆模具20向上运动与挤压模具7进行合模，；挤压完成后的湿坯被转移到下一工位，进行热压干燥；设备工作结束后，检查转换器5是否松动，调节螺栓21进行重新固定。
[0082]
通过设置超声波启动器和转换器5，超声波产生的机械效应使得浆池内的纸浆纤维和水产生持续振动，浆料充分混合，纸浆纤维在浆池内的分布更加均匀；在超声波的作用下，浆料进入吸浆模具20时分布更加均匀，减少了厚度不均的现象，有效的提高了装置的功能性和有效性。
[0083]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。