Phân loại và đặc điểm của hộp đầu máy

Hộp phân phối giấy (headbox) là một bộ phận quan trọng của máy sản xuất giấy, đảm nhiệm các chức năng phân phối nguyên liệu, làm đồng nhất dòng chảy và phun giấy. Hiệu suất của nó quyết định trực tiếp đến quá trình tạo hình giấy, định lượng giấy và chất lượng sản phẩm tổng thể. Theo thiết kế cấu trúc và nguyên lý hoạt động, hộp phân phối giấy chủ yếu được chia thành năm loại: loại hở, loại đệm khí, loại thủy lực toàn dòng, loại kết hợp đệm khí toàn dòng và loại tạo hình nhiều lớp.

1. Hộp đầu kiểu mở

Nguyên lý hoạt động

Phần trên của thùng chứa được để hở ra ngoài không khí. Tốc độ phun nguyên liệu được điều khiển bởi áp suất tĩnh tạo ra bởi mực nguyên liệu bên trong thùng chứa.

Thuận lợi

• Cấu trúc đơn giản, chi phí đầu tư thấp và dễ bảo trì.
• Dễ sử dụng, phù hợp với sản xuất tốc độ thấp và các loại giấy có định lượng thấp.

Nhược điểm

• Tốc độ vận hành hạn chế, thường dưới 200 m/phút.
• Mức tồn kho không ổn định dẫn đến tính đồng nhất về trọng lượng cơ bản giữa các máy kém và dễ tạo ra các vệt.
• Không khí dễ dàng bị cuốn vào, điều này ảnh hưởng xấu đến quá trình tạo giấy.

Ứng dụng

Dây chuyền sản xuất tốc độ thấp cho giấy mỹ phẩm, giấy vệ sinh, bìa cứng và vải không dệt.

2. Hộp đầu kiểu đệm khí

Nguyên lý hoạt động

Toàn bộ thùng chứa được bao kín hoàn toàn. Không khí nén được bơm vào phía trên bề mặt vật liệu để tạo thành lớp đệm khí giúp ổn định áp suất. Tốc độ của vật liệu được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất không khí, và các con lăn đồng nhất dòng chảy được trang bị để điều chỉnh dòng chảy.

Thuận lợi

• Mức dự trữ thấp với áp suất đệm khí ổn định; phạm vi điều chỉnh tốc độ dự trữ rộng và nhạy bén.
• So với loại hở, độ đồng nhất giữa các máy tốt hơn và lượng khí lẫn vào ít hơn.
• Tốc độ máy áp dụng: 200 ~ 500 m/phút.

Nhược điểm

• Cấu trúc tương đối phức tạp, đòi hỏi hệ thống cung cấp khí nén ổn định.
• Các trục đồng hóa dễ bị bám dính nguyên liệu, do đó cần được vệ sinh và bảo trì thường xuyên.
• Độ nhiễu động vi mô không đủ ở tốc độ trên 600 m/phút, gây ra hiện tượng vón cục sợi dễ dàng.

Ứng dụng

Dây chuyền sản xuất tốc độ trung bình cho giấy văn hóa, giấy bao bì và bìa cứng trắng.

3. Hộp đầu thủy lực toàn lưu lượng

Nguyên lý hoạt động

Được thiết kế như một hệ thống dòng chảy toàn phần không có ao chứa lớn. Vật liệu được bơm vào bằng áp suất thông qua ống góp hình nón, bộ khuếch tán bậc thang và màng chắn. Sự nhiễu loạn vi mô cường độ cao được tạo ra để phân tán sợi hiệu quả.

Thuận lợi

• Sự nhiễu loạn cường độ cao và quy mô nhỏ giúp phân tán sợi hiệu quả và giảm thiểu hiện tượng kết tụ.
• Độ đồng nhất về trọng lượng cơ bản giữa các máy và khả năng tạo hình giấy vượt trội.
• Thích hợp cho máy sản xuất giấy tốc độ cao với tốc độ vận hành lên đến 500 ~ 1200 m/phút.
• Được trang bị hệ thống điều chỉnh nước pha loãng để kiểm soát trọng lượng cơ bản chính xác cao trên toàn bộ máy.

Nhược điểm

• Cấu trúc phức tạp với yêu cầu độ chính xác cao trong sản xuất và lắp đặt, dẫn đến chi phí cao.
• Các đường dẫn dòng chảy phức tạp dễ bị tắc nghẽn, đòi hỏi phải bảo trì tỉ mỉ hàng ngày.
• Nhạy cảm với sự biến động về độ đặc và áp suất của nguyên liệu, do đó đòi hỏi cao đối với hệ thống điều khiển tự động.

Ứng dụng

Dây chuyền sản xuất tốc độ cao cho giấy văn hóa cao cấp, giấy tráng phủ và giấy mỏng.

4. Hộp đầu đệm khí toàn diện kết hợp

Nguyên lý hoạt động

Sử dụng cấu trúc dòng chảy toàn phần làm thân chính, kết hợp với đệm khí phụ trợ. Buồng đệm khí được kết nối với ao chứa nước thông qua các lỗ nhỏ để giảm thiểu sự dao động mực nước.

Thuận lợi

• Kết hợp những ưu điểm của độ nhiễu động cao của hộp phân phối thủy lực và khả năng ổn định áp suất của hộp phân phối đệm khí.
• Khả năng chống biến động mạnh mẽ, hoạt động ổn định ở tốc độ 600 ~ 1000 m/phút.
• Độ đồng nhất tuyệt vời giữa các máy và khả năng điều chỉnh lượng nước pha loãng linh hoạt.

Nhược điểm

• Đây là công trình phức tạp nhất với chi phí mua sắm và bảo trì cao.
• Khó khăn trong việc phối hợp điều khiển giữa hệ thống đệm khí và hệ thống lưu lượng khí đầy đủ.

Ứng dụng

Dây chuyền sản xuất tốc độ cao, khổ rộng dành cho giấy và bìa cứng chất lượng cao.

5. Hộp đầu tạo hình nhiều lớp

Nguyên lý hoạt động

Thực hiện quá trình tạo hình nhiều lớp theo hướng Z. Mỗi lớp được trang bị các bộ phận phân phối nguyên liệu, điều chỉnh dòng chảy và cấp liệu độc lập. Các loại nguyên liệu khác nhau được phun đồng thời để tạo hình hỗn hợp.

Thuận lợi

• Hỗ trợ phương pháp sản xuất nhiều lớp: sử dụng bột giấy chất lượng cao cho lớp bề mặt và bột giấy tái chế cho lớp lõi để giảm chi phí sản xuất đồng thời nâng cao chất lượng.
• Kiểm soát độc lập trọng lượng cơ bản và hướng sợi của từng lớp.
• Giấy thành phẩm có độ bền cao, chất lượng bề mặt tốt và lực liên kết giữa các lớp mạnh.

Nhược điểm

• Cấu trúc tổng thể lớn, chi phí đầu tư cao và hệ thống điều khiển phức tạp.
• Yêu cầu nghiêm ngặt về sự thẳng hàng của các lớp và kiểm soát liên kết giữa các lớp.

Ứng dụng

Giấy bìa chất lượng cao, giấy lót, bìa sóng và giấy bao bì dạng lỏng.

So sánh các loại chính

Hướng dẫn lựa chọn

1. Tốc độ máyChọn loại hở cho tốc độ dưới 200 m/phút; loại đệm khí cho tốc độ từ 200 đến 500 m/phút; loại thủy lực hoặc loại kết hợp cho tốc độ trên 500 m/phút.
2. Yêu cầu chất lượngChọn loại hộp phân phối giấy thủy lực toàn lưu lượng cho giấy chất lượng cao và giấy mỏng; loại đệm khí cho giấy tiêu chuẩn; loại nhiều lớp cho bìa cứng.
3. Ngân sáchƯu tiên loại hở hoặc loại đệm khí để kiểm soát chi phí; chọn loại thủy lực hoặc loại nhiều lớp để theo đuổi chất lượng cao cấp.
4. Đặc điểm của cổ phiếu: Sử dụng hộp phân phối nước thủy lực có độ xoáy cao cho sợi ngắn và nguyên liệu dễ bị vón cục; loại đệm khí cho sợi dài.