废纸再生制筒机的设计与应用研究

胡佳威

【摘 要】 针对目前学校、企业、家庭等场所废纸回收利用率低下的问题，以及传统废纸回收装置庞大，处理废纸时间长等缺点，该文指出的废纸再生制筒机通过物理处理方法，采用单缸体结构，将抛弃的废纸通过分解打浆、杀菌消毒、离心制筒、烘干硬化、增塑防水、废水循环环节制成多种可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的纸质垃圾桶、可替代塑料花盆的纸质花苗载植盆以及纸质笔筒等。。具有投入小、重量轻、体积小、安全性好、操作简便五大突出优点。

【关键词】 废纸再生处理 单缸体 可降解纸筒

随着经济社会的发展，纸张使用量快速上升，国家发展和改革委员会发布的《造纸工业发展“十二五”规划》显示中国纸及纸板的生产和消费量均居世界第一位，预测到2015年的消费总量达7600-8000万吨。而我国的废纸回收利用率却常年低于40%，使得大量的废纸资源得不到充分利用。对于学校、企业、家庭来说这个数据将更低。因此设计和制造小型、功能增强的废纸回收再生装置，是解决上述问题的有效途径之一。

1 产品总体结构

废纸再生制筒机，由上下机体组成，上机体包括打浆装置、烘干系统、电路控制系统、消毒装置；下机体包括离心装置、储水箱、增塑装置。上机体通过电连接座与下机体连接，使上下机体电路导通。上机体打浆装置的打浆杆和消毒装置的臭氧发生器的气管伸入于下机体的纸筒成型网模内腔；烘干系统的电磁加热装置位于纸筒成型网模上方，当纸浆成型后，对纸筒成型网模加热。下机体的离心装置包括离心电机、分离缸、离心筒，离心筒内放置纸筒成型网模，离心筒内排出的水经水泵进入到储水箱内，便于下次利用；增塑装置对已成型的纸筒内壁进行喷塑，使纸筒达到防水的效果。

2 上机体打浆、消毒、烘干装置的设计与分析

上机体中设有打浆装置，打浆装置的打浆杆下端设有刀片，打浆杆转动使刀片将放置在纸筒成型网模内的废纸打碎成浆；臭氧发生器的气管也伸入在纸筒成型网模内，废纸在打浆时，臭氧发生器产生的臭氧气体同时分解浆液中的细菌和微生物，达到除臭和杀菌目的。上机体的下端面设有可活动的电磁加热器，利用旋转档杆，突块，弹簧装置使电磁加热器下移与纸筒成型网模的加热板接触，使纸筒成型网模迅速发热，将吸附在模网表面的纸浆烘干。采用电磁加热器进行加热烘干的方法，因电磁加热器产生的交变磁场的磁力线，穿过与其相接触的纸筒成型网模的传热板，产生交变电流而变成热能，对直接附贴在模网上的湿纸浆均匀加热无死角，提高了热效率。

参数设计：（1）打浆电动机：单相串励电动机，型号z6331，额定电压220V，频率50Hz，功率200W。（2）电磁加热器：电压220V，工作频率20-50KHz，功率（可调）1600W-2100W，工作温度：零下负10度-50度。（3）臭氧发生器：电压220V，频率50Hz，功率8W，臭氧发生量：80mg/h。

3 下机体离心装置的设计与分析

本产品中的浆液经废纸打浆而成，得到的悬浮液固体颗粒较大（d>10μm）因此选用过滤式离心机。

离心筒的底部中心与离心电机的转轴连接，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，纸筒成型网模放入离心筒内，纸筒成型网模采用不锈钢丝制成模架，模架固定模网，模网为50—80目金属网，由至少三片模网弧形身部和底部组合而成，模网可制成圆柱形或多边形的筒体状。下方的离心电机运转，带动离心筒旋转，纸筒成型网模随着离心筒的转动而连动自转，纸筒成型网模利用离心筒旋转产生的离心力，使悬浮液的液相甩出模网外，而固相颗粒被模网截留，并均匀附贴在模网上形成纸筒，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，甩出的水份通过离心筒筒身的圆孔排到分离缸中，分离缸下端设有排水电磁控制阀，将水份自动排出分离缸外的储水箱中。

参数设计：为了使得废纸再生制筒机能最大限度的节约电量，其电机功率较工业上的电机功率有较大幅度的减小，又为了使得制作出的纸筒的硬度满足一定的要求，同时满足轻巧细致的特点，本装置采用以下参数：

离心电动机：电容运转异步电动机，电容1.2nF/400V，转速1150r/min。功率80W，电压220V，频率50Hz，工作时间30s。

根据：

Fc----物料产生的离心压力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----电机的角频率（Hz）

r------物料环外径（m）

r1-----物料环内径（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可见力对时间的积累量达到了4.191×106N/s，使得纸浆与水能够很好的分离，充分达到离心的效果。

4 线路设计

上下机体通过连接线使得内部线路连通，通过上机体上的开关控制整个装置的供电。结构合理，操作简便。电路的设计：采用220V交流电源作为线路的输入电压，利用薄膜开关作为线路开关。本作品电路产用串并联结合的混合电路。各部分功能由总开关控制，相互独立，互不影响。控制系统的设计：当废纸再生制筒机开始工作时，控制系统进行初始化，查询各个部件的工作时间，然后开始一系列的工作。各部分功能通过编写打浆程序、臭氧消毒程序、离心程序、增塑烘干程序实现，利用控制原理实现反馈调节，使得各部件有条不紊的工作。

5 结语

废纸再生制筒机能够使学校、企业、家庭等分散场所的废纸得以循环利用，不仅可以提高人们废纸回收的意识，而且增强人们节能减排的社会使命感，为大力建设“美丽中国”做出贡献，同时也带动了该领域人才的成长，让更多的人加入到节能减排的队伍中。

参考文献

[1]欧洲废纸委员会发表新的废纸回收宣言.国际造纸，2011（6）：67.

[2]王磊，马龙，吴汉舟，等.废纸回收利用现状及策略探析.中国市场，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金属薄板的电磁加热理论模型的研究.江汉大学学报（自然科学报），2006，34（1）：20-22.endprint

【摘 要】 针对目前学校、企业、家庭等场所废纸回收利用率低下的问题，以及传统废纸回收装置庞大，处理废纸时间长等缺点，该文指出的废纸再生制筒机通过物理处理方法，采用单缸体结构，将抛弃的废纸通过分解打浆、杀菌消毒、离心制筒、烘干硬化、增塑防水、废水循环环节制成多种可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的纸质垃圾桶、可替代塑料花盆的纸质花苗载植盆以及纸质笔筒等。。具有投入小、重量轻、体积小、安全性好、操作简便五大突出优点。

【关键词】 废纸再生处理 单缸体 可降解纸筒

随着经济社会的发展，纸张使用量快速上升，国家发展和改革委员会发布的《造纸工业发展“十二五”规划》显示中国纸及纸板的生产和消费量均居世界第一位，预测到2015年的消费总量达7600-8000万吨。而我国的废纸回收利用率却常年低于40%，使得大量的废纸资源得不到充分利用。对于学校、企业、家庭来说这个数据将更低。因此设计和制造小型、功能增强的废纸回收再生装置，是解决上述问题的有效途径之一。

1 产品总体结构

废纸再生制筒机，由上下机体组成，上机体包括打浆装置、烘干系统、电路控制系统、消毒装置；下机体包括离心装置、储水箱、增塑装置。上机体通过电连接座与下机体连接，使上下机体电路导通。上机体打浆装置的打浆杆和消毒装置的臭氧发生器的气管伸入于下机体的纸筒成型网模内腔；烘干系统的电磁加热装置位于纸筒成型网模上方，当纸浆成型后，对纸筒成型网模加热。下机体的离心装置包括离心电机、分离缸、离心筒，离心筒内放置纸筒成型网模，离心筒内排出的水经水泵进入到储水箱内，便于下次利用；增塑装置对已成型的纸筒内壁进行喷塑，使纸筒达到防水的效果。

2 上机体打浆、消毒、烘干装置的设计与分析

上机体中设有打浆装置，打浆装置的打浆杆下端设有刀片，打浆杆转动使刀片将放置在纸筒成型网模内的废纸打碎成浆；臭氧发生器的气管也伸入在纸筒成型网模内，废纸在打浆时，臭氧发生器产生的臭氧气体同时分解浆液中的细菌和微生物，达到除臭和杀菌目的。上机体的下端面设有可活动的电磁加热器，利用旋转档杆，突块，弹簧装置使电磁加热器下移与纸筒成型网模的加热板接触，使纸筒成型网模迅速发热，将吸附在模网表面的纸浆烘干。采用电磁加热器进行加热烘干的方法，因电磁加热器产生的交变磁场的磁力线，穿过与其相接触的纸筒成型网模的传热板，产生交变电流而变成热能，对直接附贴在模网上的湿纸浆均匀加热无死角，提高了热效率。

参数设计：（1）打浆电动机：单相串励电动机，型号z6331，额定电压220V，频率50Hz，功率200W。（2）电磁加热器：电压220V，工作频率20-50KHz，功率（可调）1600W-2100W，工作温度：零下负10度-50度。（3）臭氧发生器：电压220V，频率50Hz，功率8W，臭氧发生量：80mg/h。

3 下机体离心装置的设计与分析

本产品中的浆液经废纸打浆而成，得到的悬浮液固体颗粒较大（d>10μm）因此选用过滤式离心机。

离心筒的底部中心与离心电机的转轴连接，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，纸筒成型网模放入离心筒内，纸筒成型网模采用不锈钢丝制成模架，模架固定模网，模网为50—80目金属网，由至少三片模网弧形身部和底部组合而成，模网可制成圆柱形或多边形的筒体状。下方的离心电机运转，带动离心筒旋转，纸筒成型网模随着离心筒的转动而连动自转，纸筒成型网模利用离心筒旋转产生的离心力，使悬浮液的液相甩出模网外，而固相颗粒被模网截留，并均匀附贴在模网上形成纸筒，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，甩出的水份通过离心筒筒身的圆孔排到分离缸中，分离缸下端设有排水电磁控制阀，将水份自动排出分离缸外的储水箱中。

参数设计：为了使得废纸再生制筒机能最大限度的节约电量，其电机功率较工业上的电机功率有较大幅度的减小，又为了使得制作出的纸筒的硬度满足一定的要求，同时满足轻巧细致的特点，本装置采用以下参数：

离心电动机：电容运转异步电动机，电容1.2nF/400V，转速1150r/min。功率80W，电压220V，频率50Hz，工作时间30s。

根据：

Fc----物料产生的离心压力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----电机的角频率（Hz）

r------物料环外径（m）

r1-----物料环内径（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可见力对时间的积累量达到了4.191×106N/s，使得纸浆与水能够很好的分离，充分达到离心的效果。

4 线路设计

上下机体通过连接线使得内部线路连通，通过上机体上的开关控制整个装置的供电。结构合理，操作简便。电路的设计：采用220V交流电源作为线路的输入电压，利用薄膜开关作为线路开关。本作品电路产用串并联结合的混合电路。各部分功能由总开关控制，相互独立，互不影响。控制系统的设计：当废纸再生制筒机开始工作时，控制系统进行初始化，查询各个部件的工作时间，然后开始一系列的工作。各部分功能通过编写打浆程序、臭氧消毒程序、离心程序、增塑烘干程序实现，利用控制原理实现反馈调节，使得各部件有条不紊的工作。

5 结语

废纸再生制筒机能够使学校、企业、家庭等分散场所的废纸得以循环利用，不仅可以提高人们废纸回收的意识，而且增强人们节能减排的社会使命感，为大力建设“美丽中国”做出贡献，同时也带动了该领域人才的成长，让更多的人加入到节能减排的队伍中。

参考文献

[1]欧洲废纸委员会发表新的废纸回收宣言.国际造纸，2011（6）：67.

[2]王磊，马龙，吴汉舟，等.废纸回收利用现状及策略探析.中国市场，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金属薄板的电磁加热理论模型的研究.江汉大学学报（自然科学报），2006，34（1）：20-22.endprint

【摘 要】 针对目前学校、企业、家庭等场所废纸回收利用率低下的问题，以及传统废纸回收装置庞大，处理废纸时间长等缺点，该文指出的废纸再生制筒机通过物理处理方法，采用单缸体结构，将抛弃的废纸通过分解打浆、杀菌消毒、离心制筒、烘干硬化、增塑防水、废水循环环节制成多种可降解的日常生活物品替代品，如：可替代塑料垃圾袋的纸质垃圾桶、可替代塑料花盆的纸质花苗载植盆以及纸质笔筒等。。具有投入小、重量轻、体积小、安全性好、操作简便五大突出优点。

【关键词】 废纸再生处理 单缸体 可降解纸筒

随着经济社会的发展，纸张使用量快速上升，国家发展和改革委员会发布的《造纸工业发展“十二五”规划》显示中国纸及纸板的生产和消费量均居世界第一位，预测到2015年的消费总量达7600-8000万吨。而我国的废纸回收利用率却常年低于40%，使得大量的废纸资源得不到充分利用。对于学校、企业、家庭来说这个数据将更低。因此设计和制造小型、功能增强的废纸回收再生装置，是解决上述问题的有效途径之一。

1 产品总体结构

废纸再生制筒机，由上下机体组成，上机体包括打浆装置、烘干系统、电路控制系统、消毒装置；下机体包括离心装置、储水箱、增塑装置。上机体通过电连接座与下机体连接，使上下机体电路导通。上机体打浆装置的打浆杆和消毒装置的臭氧发生器的气管伸入于下机体的纸筒成型网模内腔；烘干系统的电磁加热装置位于纸筒成型网模上方，当纸浆成型后，对纸筒成型网模加热。下机体的离心装置包括离心电机、分离缸、离心筒，离心筒内放置纸筒成型网模，离心筒内排出的水经水泵进入到储水箱内，便于下次利用；增塑装置对已成型的纸筒内壁进行喷塑，使纸筒达到防水的效果。

2 上机体打浆、消毒、烘干装置的设计与分析

上机体中设有打浆装置，打浆装置的打浆杆下端设有刀片，打浆杆转动使刀片将放置在纸筒成型网模内的废纸打碎成浆；臭氧发生器的气管也伸入在纸筒成型网模内，废纸在打浆时，臭氧发生器产生的臭氧气体同时分解浆液中的细菌和微生物，达到除臭和杀菌目的。上机体的下端面设有可活动的电磁加热器，利用旋转档杆，突块，弹簧装置使电磁加热器下移与纸筒成型网模的加热板接触，使纸筒成型网模迅速发热，将吸附在模网表面的纸浆烘干。采用电磁加热器进行加热烘干的方法，因电磁加热器产生的交变磁场的磁力线，穿过与其相接触的纸筒成型网模的传热板，产生交变电流而变成热能，对直接附贴在模网上的湿纸浆均匀加热无死角，提高了热效率。

参数设计：（1）打浆电动机：单相串励电动机，型号z6331，额定电压220V，频率50Hz，功率200W。（2）电磁加热器：电压220V，工作频率20-50KHz，功率（可调）1600W-2100W，工作温度：零下负10度-50度。（3）臭氧发生器：电压220V，频率50Hz，功率8W，臭氧发生量：80mg/h。

3 下机体离心装置的设计与分析

本产品中的浆液经废纸打浆而成，得到的悬浮液固体颗粒较大（d>10μm）因此选用过滤式离心机。

离心筒的底部中心与离心电机的转轴连接，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，纸筒成型网模放入离心筒内，纸筒成型网模采用不锈钢丝制成模架，模架固定模网，模网为50—80目金属网，由至少三片模网弧形身部和底部组合而成，模网可制成圆柱形或多边形的筒体状。下方的离心电机运转，带动离心筒旋转，纸筒成型网模随着离心筒的转动而连动自转，纸筒成型网模利用离心筒旋转产生的离心力，使悬浮液的液相甩出模网外，而固相颗粒被模网截留，并均匀附贴在模网上形成纸筒，离心筒筒身周壁设有若干圆孔，甩出的水份通过离心筒筒身的圆孔排到分离缸中，分离缸下端设有排水电磁控制阀，将水份自动排出分离缸外的储水箱中。

参数设计：为了使得废纸再生制筒机能最大限度的节约电量，其电机功率较工业上的电机功率有较大幅度的减小，又为了使得制作出的纸筒的硬度满足一定的要求，同时满足轻巧细致的特点，本装置采用以下参数：

离心电动机：电容运转异步电动机，电容1.2nF/400V，转速1150r/min。功率80W，电压220V，频率50Hz，工作时间30s。

根据：

Fc----物料产生的离心压力（N）

ρ-----物料密度 （kg/m3）

ω-----电机的角频率（Hz）

r------物料环外径（m）

r1-----物料环内径（m）

ρ=0.6×10kg/m3，r=0.1m，r1=0.07m

Fc=1/2×0.6×10kg/m×2π×1150/60×（0.12-0.072）m=1.397×103N

I=F×t=1.397×103N×30s=4.191×106N/s

由此可见力对时间的积累量达到了4.191×106N/s，使得纸浆与水能够很好的分离，充分达到离心的效果。

4 线路设计

上下机体通过连接线使得内部线路连通，通过上机体上的开关控制整个装置的供电。结构合理，操作简便。电路的设计：采用220V交流电源作为线路的输入电压，利用薄膜开关作为线路开关。本作品电路产用串并联结合的混合电路。各部分功能由总开关控制，相互独立，互不影响。控制系统的设计：当废纸再生制筒机开始工作时，控制系统进行初始化，查询各个部件的工作时间，然后开始一系列的工作。各部分功能通过编写打浆程序、臭氧消毒程序、离心程序、增塑烘干程序实现，利用控制原理实现反馈调节，使得各部件有条不紊的工作。

5 结语

废纸再生制筒机能够使学校、企业、家庭等分散场所的废纸得以循环利用，不仅可以提高人们废纸回收的意识，而且增强人们节能减排的社会使命感，为大力建设“美丽中国”做出贡献，同时也带动了该领域人才的成长，让更多的人加入到节能减排的队伍中。

参考文献

[1]欧洲废纸委员会发表新的废纸回收宣言.国际造纸，2011（6）：67.

[2]王磊，马龙，吴汉舟，等.废纸回收利用现状及策略探析.中国市场，2010，14（36）：19-21.

[3]秦工，李昭.基于金属薄板的电磁加热理论模型的研究.江汉大学学报（自然科学报），2006，34（1）：20-22.endprint