專利名稱:具有多個排水底板的雙織物成形部的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及雙織物造紙機的成形部,具體涉及位于成形部的初始部分的兩個或更多排水底板裝置,并且更具體涉及多個排水底板裝置以提供改進的纖維網(wǎng)排水和成形。
背景技術:
本發(fā)明涉及位于雙織物造紙機的成形部的初始部分的排水和成形部件中的所選部件的布置,以優(yōu)化紙制品的排水和保持性能。本發(fā)明具體涉及串聯(lián)設置并且與背襯織物和/或傳送織物中的兩者或一者滑動接觸的兩個或更多排水底板的使用,以便調節(jié)兩個織物的包圍角度,從而優(yōu)化纖維網(wǎng)的排水、保持和成形性能。排水底板構造并布置成在制造不同基重的纖維素制品時提供纖維網(wǎng)排水率和紙張成形的改進控制,并且可以提供在現(xiàn)有裝置中很難或不能實現(xiàn)的織物包圍角度和排水速度。本文所使用的術語“排水底板”特定地涉及織物支撐裝置,該織物支撐裝置通過從纖維網(wǎng)去除的流體的排出來為流動或不流動的織物和纖維網(wǎng)提供連續(xù)加工方向(MD)的定向支撐。這些排水底板應當與常規(guī)的“成形地板”不同,該成形地板包括多個葉片,每一個葉片都橫跨成形部的寬度(即,沿著交叉加工方向(CD))延伸,并且每一個葉片都沿著MD與地板上的連續(xù)葉片分開。本發(fā)明成形部所采用的排水底板為所接觸的造紙織物提供MD支撐;底板可以配備有能夠進行排水的MD定向槽,或者多個孔或類似開口,所述孔或開口之間的是用于為織物提供MD支撐的平臺區(qū)域。作為選擇,本發(fā)明的排水底板可以是實心的并且靠近流通排水裝置。排水底板將用于通過足以實現(xiàn)所需水平的成形和排水的包圍角度使織物和原料偏斜。在現(xiàn)代造紙機的雙織物成形部中,造紙原料以高速和高精度從前箱切片唇緣傳送到位于兩個收縮成形織物之間的縫隙??椢锿ǔTO置成當原料噴射滑動接觸地經過彎曲的有葉片的成形底板(如在葉片成形時)或者抽吸成形輥(如在輥成形時)的上方,而第二織物將織物之間的原料限制在底板或輥的上方時,原料噴射沖擊到第一織物上。這些織物中的一種織物將用作把紙張輸送到位于成形部下游的擠壓部的傳送織物,同時第二織物將用作保持夾在織物之間的原料的背襯織物。輥和葉片的形成過程提供了各種優(yōu)點,但是各個過程也具有相應的缺點,本發(fā)明尋求解決這些缺點。在葉片成形方式中,兩種織物與原料一起包圍一系列交叉加工方向(CD)定向的葉片,這些葉片精確地位于彎曲的成形底板上。前箱的噴射沖擊到第一葉片之前的第一織物(傳送織物或背襯織物);織物相交的角度一般很小,其范圍約3° -4°,使得以葉片成形方式形成的制品對噴射的沖擊角度進而對紙張瑕疵高度敏感。在葉片上的織物張力和偏斜對原料提供脈沖壓力和剪切力,同時驅使初次脫水。目前的一些葉片成形設備設計的排水是受限的,這意味著它們在成形的早期階段不能充分使原料排水。由于通過⑶定向葉片引入到原料的多重連續(xù)的周期性擠壓脈沖和剪切力葉片成形通常制造出具有良好成形的紙制品。然而,這些連續(xù)擠壓脈沖會擾亂已經沉積在初始紙墊上的精細材料,這些精細材料將從紙張上流失,但是隨后可以隨著排水而與濾液回流。因此,葉片成形設備通常提供了良好成形,的但是以首次通過的低保持性和排水性為代價。在輥成形方式中,兩種織物與原料一起包圍旋轉的抽吸成形輥的一部分,并且輥上的織物的偏斜提供了更加恒定和持續(xù)的初始排水。由于不存在葉片成形方式中發(fā)現(xiàn)的多重連續(xù)擠壓脈沖,所以輥成形通常提供更好的細小物質保持力,但是不能提供滿意的成形并且由于抽吸輥的能量消耗而操作成本較高。由于通常為約8° -10°的較大織物相交角度,所以輥成形對噴射沖擊角度不如葉片成形敏感。眾所周知,成形輥的半徑直接影響從胚紙纖維網(wǎng)去除水的排水速度或速率。通常要求具有大量織物包圍的排水輥為較重基重的制品(例如波紋介質、掛面紙板等)提供充分排水。抽吸成形輥非常昂貴并且在安裝之后不容易移動或改變;維護成本也很高。成形輥還成形部的位于沖擊點附近的初期部分(early part)處占據(jù)大量空間。在操作中,排出的流體向外擠出到輥的包圍部分上并且進入輥殼的腔。當織物離開成形輥時,輥側的排出物被擠出輥。由于在輥與輥包圍末端的織物之間的脫離咬合出產生的真空脈沖,在輥成形過程中制造的紙制品會表現(xiàn)出從輥排出之后織物分離的缺點;這種真空能夠將兩種織物拉開,從而在紙制品上產生瑕疵。另外,當排出物在大氣條件下被擠出到織物環(huán)時,抽吸輥的真空密封在排出咬合處損失,并且必須以較高能量需求為代價連續(xù)地重新產生。此外,隨著排水會產生不需要的霧,從而使紙張重新濕潤或產生瑕疵。因此,與葉片成形設備相比,輥成形設備提供了改進的保持性能并且減小了初始沖擊敏感性,同時以較高操作成本損失了成形并且表現(xiàn)出其他操作問題。例如波紋介質、掛面紙板等較重基重等級的紙制品,以及包含大量填充材料(例如碳酸鈣、滑石、各種粘土等)的用于新聞用紙、雜志和廣告類型出版物的較輕基重的紙制品,都要求不引入多重連續(xù)擠壓脈沖的快速初始排水。如果這些等級的制品可以被快速排水,同時提供良好的成形性能和高的第一通過保持力(低填充損失),那么可以優(yōu)化這些等級的制品。過去,通常使用輥成形設備構造來制造這些等級的制品?,F(xiàn)有技術的討論US 7,005, 040 (Buchanan等人)披露了通過以下方式進行的流體的改進排出和原料噴射中夾帶的空氣的去除在單或雙織物成形部的沖擊點設置有槽的沖擊底板,該沖擊底板包括MD定向的有輪廓的織物支撐表面,在該織物支撐表面之間設置流通出口。沖擊底板包括多個至少第一和第二薄的層狀部分,該切片部分的形狀為提供所需的表面輪廓,成形織物在該表面上滑動并且用于去除夾帶的空氣和水的流通出口設置在該表面上。EP 1315861 (Buchanan等人)披露了一種設置在單或雙織物造紙機上的有孔的引導葉片,使得原料噴射沖擊成形織物的尾緣或其附近。葉片用于在成形織物進入成形部之前使成形織物彎曲,并且用于使大部分空氣和至少一部分液體通過設置在支撐表面之間的 MD定向槽排出。US 2007/(^卯468 (Wildfong等人)披露了一種可調節(jié)沖擊底板,該沖擊底板可以通過樞轉或橫向運動方式移動,使得可以調節(jié)造紙原料噴射的沖擊點位置來優(yōu)化成形。
US 7,491,295 (Poikolainen等人)披露了一種用于形部的脫水部件,該部件包括由鉆孔形成的非脈沖抽吸區(qū)域;該區(qū)域之后設置有為原料提供脈沖的CD定向出口槽。US 7,364,643(P0ik0lainen等人)披露了一種具有兩個連續(xù)脫水區(qū)域的雙織物成形裝置。在第一區(qū)域內,兩種織物之一在經過時以滑動接觸的方式支撐在固定成形底板的彎曲表面上,而另一種織物未支撐。第二脫水區(qū)域由安裝在成形底板的相反側并且從該側向下游安裝的固定葉片形成,在該固定葉片之間設置有彈性安裝的CD定向葉片,該CD定向葉片共同產生脈沖脫水。US 6,881,302 (Masuda等人)披露了一種成形裝置,該成形裝置包括多個凸面彎曲的成形底板,每個成形底板都配備有通常MD定向的槽,這些槽從織物和纖維網(wǎng)的遠離底板表面的下側托住并引導流體。US 6,372,091 (Wildfong等人)披露了一種包括至少一個成形底板的雙織物成形部。底板的紙側表面包括多個槽,這些槽不延伸到前緣并且不穿過底板。本文所使用的下面的術語認為它們具有以下含義包圍角度底板前緣與后緣之間的角度位移,其通過底板表面前緣的切線方向相對于底板表面后緣的切線方向的變化測量。包圍角度與方向值無關,使得在本發(fā)明成形部中,設置兩個或更多排水底板以為織物提供包圍角度和,包圍角度和是各個排水底板上的包圍角度的正值的和。擠壓脈沖當上面承載有原料的織物經過外部部件上方時的原料中的流體壓力變化。曲率半徑到曲率與排水底板表面的一部分相同的假想圓的中心的直線距離??椢锝佑|表面織物支撐部件的移動織物以滑動接觸方式經過其上方的部分的表面。加工方向(MD)與紙制品從前箱到干燥裝置部通過造紙機的行程方向平行的方向。交叉加工方向(⑶)在同一平面內與MD相交叉的方向。上述現(xiàn)有技術的成形部裝置都取得了不同程度的成功,但是這些解決方案自身都不能將輥成形的所需方面,即良好的一次通過保持力和對噴射沖擊位置的相對不敏感性, 與有益的擠壓脈沖活動和葉片成形的初始排水特性相結合。因此,非常希望使用一個或幾個較小裝置來代替抽吸成形輥,所述一個或幾個裝置購買和安裝不十分昂貴,并且考慮以下方面中的一者或兩者(a)成形織物的包圍角度隨著特性原料和待生產制品的變化而改變,以及(b)在不考慮抽吸成形輥的制造成本的情況下的成形織物的大包圍有角度。具體地說,更有利的是,這種裝置可以提供大的排水能力,即處理大量流體以實現(xiàn)纖維網(wǎng)的能力,同時沒有脈沖,即不將降低紙制品中的填充物和細小物保持力的破壞性擠壓脈沖引入原料。更有益的是,在成形部內設置多個這種裝置,從而以較低成本為廣大紙制品提供上述益處。本發(fā)明通過以下方式尋求解決現(xiàn)有技術中的這些前述缺點在雙織物造紙機的初始成形區(qū)中提供至少兩個排水底板裝置,該排水底板構造并設置成優(yōu)化纖維網(wǎng)的排水和成形而不降低保持力或帶來紙張瑕疵。當織物以滑動接觸方式經過在現(xiàn)有輥式或葉片式成形裝置中必要的裝置的上方時,本發(fā)明成形部中的排水底板裝置不限制織物的包圍角度。借助本發(fā)明,可以根據(jù)具體情況謹慎選擇成形織物在各個單獨排水底板上獲得的包圍角度, 并且作為在全部相結合的排水底板上的包圍角度和,也就是說,可以根據(jù)需要或大或小地選擇包圍角度,從而提供所需的排水和成形以優(yōu)化纖維網(wǎng)的性能。已經發(fā)現(xiàn),輥成形和葉片成形的重要優(yōu)勢方面可以相結合來優(yōu)化紙成形,除了可應用于所有基重等級以外,尤其適合較重基重等級。本發(fā)明的成形部裝置在早期成形時除了改變加工方向壓力以外還提供持續(xù)的加工方向壓力,從而減小了紙制品的噴射沖擊角度 (如在輥成形時)的敏感性,同時提供了優(yōu)秀的成形性能。本發(fā)明提供的另一好處在于隨著各個底板的織物接觸表面的曲率半徑變化,而使在成形織物包圍在多個底板上時由原料獲得的持續(xù)壓力在MD上改變。這樣就在原料中產生了非脈沖剪切力,從而分解任何纖維絮狀物,同時與可得到的相同排水能力和織物包圍角度和的輥成形設備相比,提供了良好的保持力和更好的成形。另外,在本發(fā)明的范圍內, 一個排水底板的織物接觸表面輪廓可以不同于成形部的其他任何底板,并且各個表面輪廓不必恒定,而是可以根據(jù)需要在MD上變化。因此,類似的是,連續(xù)的下游側的排水底板的織物接觸表面的MD輪廓可以與原料噴射沖擊在上面的初始底板的輪廓相同或不相同。本發(fā)明成形部中的排水底板的新穎構造和設置的其他優(yōu)點在于消除了織物分離缺陷。過去,在輥成形中,通常需要超出包圍的設計角度,以便在滾出之前“干燥”紙張。由于織物以低紙張稠度離開旋轉輥(例如抽吸成形輥)而在成形部產生紙張分離缺陷。在輥與織物之間的位于輥包圍末端的分離咬合處產生的真空脈沖將兩種織物拉開,從而損壞紙制品。在本發(fā)明的成形部設置中,部件的之前已有的并且產生紙張分離缺陷的幾何形狀和設置不在出現(xiàn)。此外,可以旋轉各個排水底板的表面輪廓,以及在各個底板上的需要獲得最佳造紙條件的織物包圍量,而沒有存在織物分離缺陷可能性的風險。這是很重要的,因為織物在持續(xù)壓力部件(例如底板或輥)上的包圍量對成形具有明顯影響。在這種部件上的較大包圍角度通常導致交差的成形,而較小的包圍角度會提供更好的成形。某種紙等級(例如較重基重紙)需要較多數(shù)量的非脈沖排水裝置(即,大的包圍角度)來充分使紙張脫水?,F(xiàn)有技術的成形部設置(如前文所述的成形部設置)的其他局限性在于,底板越大制造越困難并且成本越高。根據(jù)本發(fā)明的技術,現(xiàn)在可以在織物的一側或兩側連續(xù)地設置多個相對較小的排水底板以提供較好的水處理控制和排水均勻性。多個底板的使用將在成形部設計方面提供更大的靈活性,尤其是在存在空間限制的情況下。發(fā)明_既述本發(fā)明尋求提供一種用于雙織物造紙機的成形部,所述成形部構造并設置成接收一對包括第一織物和第二織物的成形織物,每一種織物都由多個輥和支撐部件支撐,所述成形部包括(i)具有前箱切片的前箱,其中,在操作時,(a)所述前箱通過所述前箱切片在沖擊點處將原料噴射輸送到所述第一織物上;(b)所述第一織物經過位于所述沖擊點上游的第一支撐部件,并且在所述沖擊點之后承載原料層;并且(c)所述第二織物經過第二支撐部件并且被第二支撐部件引導而與近鄰沖擊點的原料層接觸,然后與所述第一織物配合以夾住所述原料層;以及
(ii)多個排水底板,至少包括(a)第一排水底板,其設置成以滑動接觸方式支撐第一織物和第二織物中的所選擇的一種織物;(b)至少第二排水底板,其位于所述第一排水底板下游,并且與所述第一排水底板分開,成形織物中的所選擇的一種織物以滑動接觸方式經過所述第二排水底板,其中(1)每一個排水底板都具有(A)前緣和后緣;(B)織物接觸表面,其延伸至所述后緣并具有預定的加工方向輪廓和交叉加工方向輪廓,構造并設置成與成形織物中所選擇的一種織物接觸并在加工方向上為其提供連續(xù)支撐,并且使第一和第二織物以及它們之間的原料以選定的包圍角度偏斜,所述包圍角度包括排水底板的前緣與后緣之間的角度位移,所述角度位移通過織物接觸表面前緣的切線方向相對于織物接觸表面后緣的切線方向的變化測量;以及(C)機器側表面;并且(2)至少一個所述排水底板固定在排水箱上并且配備有多個排水開口,所述排水開口從所述織物接觸表面穿過并延伸到所述底板的機器側表面。雖然包圍角度可以為適合加工條件的任何角度,但是對于各個排水底板的包圍角度優(yōu)選為10° -50°,更優(yōu)選為15° -:35°,而在一些條件下為15° -25°。優(yōu)選的是,在許多應用中,第一底板比后面的底板相對更平,并且包圍角度將比其余底板或位于該第一底板下游的底板更小。優(yōu)選的是,由第一上游排水底板形成的包圍角度約5° -約45°。更優(yōu)選的是,第一排水底板的包圍角度為10° -35°。優(yōu)選的是,當織物經過成形部中的所有排水底板時,由織物形成的包圍角度和為 10° -100°。更優(yōu)選的是,在各個排水底板提供最小5° (通常為第一底板)至最大50° 的包圍角度的情況下,包圍角度和為30° -70°。優(yōu)選的是,排水底板設置成各個排水底板提供約15° -約35°的織物包圍角度。根據(jù)本發(fā)明,排水底板可以根據(jù)預定的最終用途以所選定的方式安裝在例如重力排水箱或抽吸裝置上。當?shù)装宓目椢锝佑|表面的包括至少實心前后表面(即,沒有提供通向環(huán)境大氣或深入抽吸裝置的可抽吸用開口的表面)時,可以在上面安裝有底板的排水裝置內維持抽吸,并且實心前緣和后緣有利于去除夾帶在織物內的空氣和水。優(yōu)選的是,各個底板的位于前緣與后緣之間的織物接觸表面構造并設置成為成形織物中的一種織物提供連續(xù)MD支撐,以便在夾在織物之間的原料內產生連續(xù)而持續(xù)的壓力或剪切力。優(yōu)選的是,除了排水底板的實心前緣和后緣以外,排水底板的織物接觸表面將提供總織物接觸表面的70-0%的開口面積。優(yōu)選的是,除了底板的前緣和后緣以外,排水底板的織物接觸表面的開口面積將為約40% -60%。優(yōu)選由可抽吸用槽或孔并以Buchanan等人的US 7,005, 040所述的方式提供底板表面的開口面積;當織物經過排水底板表面時,這些MD定向槽和織物支撐表面將為原料提供連續(xù)而可變的、非脈沖的MD壓力。然而,以下這種排水底板證明是等效的該底板的表面是鉆孔的,或者以例如Wildfong等人的US 6,372,091所述的方式配備有深入排水裝置下方的類似開口。Buchanan等人所披露的底板表面和Wildfong等人所述的鉆孔底板表面將為織物提供必要的連續(xù)MD支撐。重要的是應當注意,本發(fā)明成形部所使用的排水底板不包括CD定向開口(其存在于成形底板),這會在夾在織物之間的原料中引起間歇性擠壓脈沖。在本發(fā)明的替換實施例中,成形部設置的一個或多個底板可以是完全實心的并且沒有通向大氣或深入排水裝置的開口。在本發(fā)明的范圍內,至少一個底板可以配備有0%開口面積的表面,即,從前緣到后緣是實心的表面。本發(fā)明成形部所使用的各個排水底板的織物接觸表面的輪廓是簡單的并且可以使用單一曲率半徑描繪表面形狀(即,表面以弧形平滑彎曲),或者是復雜的并且具有多個曲率半徑。優(yōu)選的是,成形部的各個排水底板的織物接觸表面輪廓將彼此不同,并且后一個底板的末端的曲率半徑都小于直接前一個底板的曲率半徑??梢愿鶕?jù)預定的最終用途選擇本發(fā)明成形部所使用的排水底板的MD尺寸,并且沿著長度或MD方向的尺寸通常為約6英寸(15. 24cm)至約48英寸(121. 92cm),但是優(yōu)選具有更短的長度,通常為6- 英寸(15. 24-60. 96cm)。排水底板配備有實心前緣(即, 沒有開口來進行排水的前緣)和實心后緣,所述實心前緣在MD長度上為約1/2英寸(約 Icm)-約2英寸(約5cm),所述實心后緣位于下游側并具有約相同的尺寸。如前文所述,將優(yōu)選以Buchanan等人的US 7,005,040所述的方式構造至少一個排水底板,或者作為選擇以Wildfong等人的US 6,372,091所述的方式構造鉆孔排水底板,以便提供所需的表面輪廓和前表面與后表面中間的開口面積。具體構造或特制的選擇將主要取決于在造紙過程中所使用的原料類型、造紙機的通行條件以及成形紙張的預定最終用途。當造紙機速度增加以便更經濟地制造紙制品時, 諸如機器的運行性能、紙張的外觀和內部結構、制品表面或內部的細小物和填充物的分布以及細小材料的一次通過保持力等因素變得越來越重要。還希望的是,在沿著紙制品通過成形部的行進路徑的不同位置保持基本恒定的排水速率,從而使細小材料的一次通過保持力與紙張成形良好結合。通過適當選擇排水底板的順序和布置方式,可以對這些變量中的多個變量(如果不是全部)進行同時控制。第二排水底板可以設置在兩種織物中的第二種織物上,或者兩個或更多排水底板可以以相鄰的順序設置在兩種織物中的第一種織物上,排水底板可以任意地位于設置在第二織物上的至少一個排水底板之前,即設置在第一織物上的多個排水底板的下游。因此,可以根據(jù)具體條件存在所需數(shù)量的排水底板,一直到四個或更多排水底板。本發(fā)明形成部中的至少兩個排水底板的相對位置是重要的,同時在各種情況下, 為織物提供所需的包圍角度和。當至少兩個底板設置在成形部的同一側并且與同一織物接觸時,連續(xù)底板之間的MD距離可以為1-12英寸O5-300mm)。然而,當兩個排水底板前后連續(xù)設置并且彼此位于織物的相對側時,一個底板的后緣與下一個底板的前緣之間在MD上的距離應當至少2英寸(50mm),并且可以分開18英寸057mm)或以上。另外,根據(jù)任何排水底板的前緣的需要,可以提供刮除邊緣(doctoring edge)。排水底板可以根據(jù)適當?shù)臈l件(例如上述這些條件)固定在排水箱上。例如,根據(jù)是否需要相對于其他底板的方向對底板進行單獨調節(jié),設置在傳送織物上的至少一對相鄰排水底板的各個部件可以固定在共同的排水箱上,或者可以安裝在單獨的排水箱上。排水底板中的至少一個或者全部排水底板可以固定在可調節(jié)排水箱上,S卩,該可調節(jié)排水箱可以通過平移或樞轉、以Wildfong等人的US 2007/0295468所述的方式調節(jié)到
或者固定在所需的位置。優(yōu)選的是,第一支撐部件包括胸部輥,但是作為選擇,第一支撐部件可以包括至少一個轉向桿。類似的是,第二支撐部件優(yōu)選包括成形輥,但是作為選擇,第二支撐部件可以包括至少一個轉向桿。如上文所述,在已知部件的各種情況下可以根據(jù)加工調節(jié)選擇設置在排水底板上游或下游的支撐部件。優(yōu)選的是,成形部還包括位于最后一個排水底板的后緣并與其間隔開的至少一個成形底板,該成形底板包括多個織物支撐部件。成形底板可以具有通常的特征,包括位于前緣的偏斜葉片。優(yōu)選的是,成形部還包括設置在第一織物上的至少一個逆向葉片單元,該逆向葉片單元與設置在第二織物上的至少一個成形底板中的第一個成形底板基本相反??蛇x的是,按照Wildfong等人的US 7,524,40和7,524,402所述的方式,通過減小加工方向上的距離,在至少一個成形底板中的至少第一個成形底板中,使得多個織物支撐部件中相鄰織物支撐部件彼此間隔開。此外,可選的是,在至少一個成形底板中的至少第一個成形底板中,多個織物支撐部件中相鄰織物支撐部件具有沿著加工方向減小的寬度。成形部還可以包括位于最后一個排水底板的后緣的下游或者最后一個成形底板的后緣的下游的伏輥(couch roll)??蛇x的是,伏輥是包括至少一個真空區(qū)域的抽吸輥。成形部可以包括單層前箱或多層前箱。附圖簡述將結合附圖描述本發(fā)明,其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的成形部的示意圖,該成形部包括位于第一織物(可以為傳送織物)下面和安裝在共用的且分開的排水箱上的兩個排水底板;圖2是圖1所示的初始沖擊區(qū)域的放大圖;圖3是本發(fā)明的第二實施例的初始沖擊區(qū)域的放大圖;圖4是本發(fā)明的第三實施例的初始沖擊區(qū)域的放大圖;圖5是根據(jù)本發(fā)明其他實施例的成形部的示意圖;圖6是根據(jù)本發(fā)明其他實施例的成形部的示意圖;以及圖7是在本發(fā)明實施例中的排水底板的包圍角度的示意圖。發(fā)明詳述首先參考圖7,可以看成是與織物700有關的包圍角度的特征,示出了順序經過兩個排水底板710和720并且由于這兩個排水底板而偏斜的織物。當織物700經過排水底板 710時,排水底板的位于其前緣712與后緣714之間的織物支撐表面的曲率為織物700提供了角度位移。這種被稱為包圍角度的偏斜被測量為角度A,作為排水底板700的前緣712 與后緣714的切線之間的角度。類似的是,排水底板720的包圍角度被測量為角度B,作為排水底板720的相應前緣722與后緣7 之間的切線的角度。對于圖7所示的構造,兩個排水底板710和720所提供的包圍角度和是角度A和B的正值之和。圖1和圖2示出了包括兩個排水底板的雙織物成形部。成形部是間距式成形設備。 在本實施例中,第一織物(在這種情況下為傳送織物幻包圍在胸部輥5上并且引導到排水底板7的紙側面上。原料噴射4從前箱1的切片唇緣噴出并在排水底板7上的沖擊點I (見圖2)噴射到織物2上。將根據(jù)造紙的要求選擇沖擊點I的軌跡和原料噴射相對于沖擊點 I的軌跡的角度;沖擊角度通常很小,一般在0°與5°之間,但是如美國專利No. 7,005,040 所述,也可以根據(jù)需要改變該角度。作為選擇,原料噴射可以被引導為首先到達背襯織物3。背襯織物3 (在這些附圖中示出為第二織物)由成形輥6引導,使得該背襯織物在經過排水底板7時與形成在傳送織物2上的原料層接觸。背襯織物3用于將原料層夾在背襯織物與傳送織物2之間,以便使胚紙中的任何不需要的雙面性最小。當原料層經過第一排水底板7時,原料層由于流動通過穿過底板的槽或孔(未示出)而開始初始排水。第二排水底板8緊接在排水底板7的下游設置,并且與排水底板7相距很小的距離。第一排水底板7與第二排水底板8之間的距離將根據(jù)造紙要求以及成形部中的可用空間和幾何形狀而定,但是在這種構造的大多數(shù)情況下,該距離約1-12英寸(25-300mm)。排水底板8相對于排水底板7布置成在兩個排水底板之間存在任一包圍邊緣(即,當織物從排水底板7的下游邊緣前進并在排水底板8的前緣上滑動時,織物在兩個排水底板的后緣和前緣彎曲),或者兩個排水底板相切并且織物在不從第一排水底板7包圍到第二排水底板8的情況下繼續(xù)(即,織物在從第一排水底板經過第二排水底板時不存在偏斜或彎曲)。 如上文所述,將根據(jù)造紙條件選擇兩個排水底板之間的間隔,以及織物在離開第一排水底板而經過第二排水底板時的包圍程度。在該實施例中,排水底板7和8都布置在排水箱9上。排水箱9可以是輔助抽吸的,或者可以依靠重力來控制從原料排出到排水箱的流體。然而,排水箱9優(yōu)選是輔助抽吸的,并且分割成允許對各個排水底板7和8進行單獨真空控制。當包括有夾在之間的原料層的織物2和3經過排水底板7和8時,流體從原料層通過排水底板上的流通槽或孔排出。另外,當織物以滑動接觸方式經過排水底板7和8的表面上方時,夾在織物之間的原料層受到連續(xù)而持續(xù)的壓力和剪切力。排水底板的MD表面輪廓將對確定持續(xù)壓力的量(即, 無論是簡單的或復雜的曲率度數(shù)和彎曲形狀)起到重要作用。織物的包圍角度將對各個排水底板的排水量起到重要作用,并且織物的包圍角度可以是可調節(jié)的,例如通過使排水箱9 以Wildfong等人的US 2007/0295468所述的方式朝著或遠離前箱樞轉來進行調節(jié)。在排水底板8之后,織物2和3與夾在之間的原料層一起以滑動接觸的方式經過安裝在脫水箱10上的一系列固定葉片13。布置在箱11上的彈性安裝的葉片12被間隔開并且在織物2和3以及原料層經過葉片12時壓在織物2和3以及原料層上面。這種設置用于進一步脈沖原料層以提高成形,并且進一步使紙張排水。如圖1所示,接下來織物進一步向下游經過上面安裝有靜態(tài)脫水葉片的抽吸脫水箱14和15,然后經過抽吸壓出輥16,該抽吸壓出輥可以配備有一個或多個抽吸腔室以進一步從紙張中去除水。此后,紙張被傳送至擠壓部和干燥裝置部(未示出)以再次去除水。本領域技術人員將認識到,可以根據(jù)需要并基于預定的最終用途來選擇箱14和 15的位置、尺寸、葉片類型和間隔??梢愿鶕?jù)通行的造紙條件來調整箱10和11的葉片構造和間隔,以便優(yōu)化如共同轉讓給Wildfong等人的US 7524401和US 7524402中所述的形成和其他紙張性能?,F(xiàn)在參考圖3,圖3示出了根據(jù)本發(fā)明替換實施例的雙織物成形部,在該雙織物成形部中順序地布置兩個排水底板27和28,并且在相對的方向上分別設置在織物22和23 上。在該實施例中,織物22和23夾著從前箱21送出的原料24,并且經過第一排水底板27,該第一排水底板是可調節(jié)位置的以根據(jù)需要修改織物22和23的包圍角度??椢镆黄饛呐潘装?7經過排水底板觀的表面,該排水底板也是可調節(jié)以改變織物的包圍角度。較大的包圍角度提供更適合較重基重紙張等級的脫水。排水底板觀推在織物上,使得織物包圍排水底板27的后緣和排水底板觀的前緣,從而在原料中提供較強的并且不斷持續(xù)的擠壓脈沖。在排水底板觀之后,織物經過安裝在脫水箱34上的固定葉片33。安裝在箱31上并且彈性安裝的葉片32布置成當織物和原料經過葉片和箱34時對織物和原料施加壓力。排水底板27設置在箱四上,而排水底板觀設置在箱30上;箱四和30都配備有可單獨控制的真空裝置,從而允許獨立控制施加在各個排水底板27和觀上的真空水平。還可以將作為引入底板的排水底板觀安裝在排水箱34上而完全省略箱30。然后,排水底板觀布置成織物22和23與夾在之間的原料層一起以類似于圖3的方式包圍排水底板觀的表面。排水箱34可以安裝成可樞轉的并且可調節(jié)位置的,從而類似于例如箱四,可以根據(jù)造紙要求調整織物22和23的包圍角度??梢愿鶕?jù)操作環(huán)境和最終用途選擇箱31和34下游的其他部件,例如圖1所示的位于箱10和11之后的部件。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包括三個排水底板的視圖。在該實施例中,兩個排水底板47和48安裝在共同的脫水箱50上。脫水箱50包括兩個獨立的排水區(qū)和真空裝置,并且可以樞轉或被調節(jié)以便根據(jù)通行的造紙條件的需要來增加或減小織物42和43的包圍角度。第三排水底板49沿著下游布置在輔助抽吸排水箱51上。輔助抽吸排水箱51 是可調節(jié)的,以便根據(jù)造紙條件的變化(例如,被制造的紙張等級的變化)來改變織物的包圍角度。各個排水底板47、48與49存在加工方向間隔,根據(jù)成形部的幾何形狀、空間限制和其他因素,排水底板47與48之間的間隔為1-12英寸05至300mm),排水底板48與49 之間的間隔為2-18英寸(50至457mm)。分別設置在箱53和M上的下游的葉片52和55 相對于圖3中的設置在箱31上的葉片32和設置在箱34上的葉片33。圖5和圖6示出了作為圖4提供實施例的替換形式的其他實施例,各個實施例都包括成形部,成形部包括三個排水底板67、68和69,各個排水底板都設置成與第一織物62 接觸。在圖5中,當?shù)谝豢椢?2與第二織物63分別經過成形輥66與胸部輥65周圍時,前箱61將雙層原料噴射注入第一織物62與第二織物63之間。然后,織物62和63與原料一起經過順序地安裝在排水箱70上的三個排水底板67、68和69。原料噴射64包括來自兩個原料輸送管中的每一個輸送管的兩個原料供料。當兩種織物經過排水底板67、68和69時, 兩種織物的包圍角度大約60°,但是該包圍角度是可以根據(jù)造紙需求進行調節(jié)的并且可以為 100° 。圖6示出與圖5所示實施例類似的實施例,其中胸部輥65被替換為安裝在箱80 上的轉向桿81和82。這種變化減小了織物轉向裝置在該點處的尺寸(在寬紙機器中,必須增加輥直徑以提供橫跨機器寬度所需的必要剛性;當機器變得更寬時,輥直徑增加),并且允許減小從切片唇緣到沖擊點的距離或者至少對于窄機器維持該距離。在圖5和圖6的各個視圖中,可以根據(jù)操作環(huán)境和最終用途選擇例如包括箱71和 72在內下游部件。在圖1-圖4中的任何視圖所示的設置中,胸部輥(例如圖1中的輥5)或成形輥 6(圖1)可以替換為與圖6所示的轉向桿81和82類似的一組轉向桿。轉向桿是現(xiàn)有技術中已知的,例如Ewald的US專利No. 5084138已經描述了轉向桿。這些轉向桿通常涂布有耐磨材料(例如陶瓷)以防止磨損。在該位置使用轉向桿可以允許前箱的位置更接近沖擊點,從而改進成形。允許使用這些轉向桿的主要要求是提供充分潤滑以防止織物受熱和劣化。
權利要求
1.一種用于雙織物造紙機的成形部,所述成形部構造并設置成接收一對包括第一織物和第二織物的成形織物,每一種織物都由多個輥和支撐部件支撐,所述成形部包括(i)具有前箱切片的前箱,其中,在操作時,(a)所述前箱通過所述前箱切片在沖擊點處將原料噴射輸送到所述第一織物上;(b)所述第一織物經過位于所述沖擊點上游的第一支撐部件,并且在所述沖擊點之后承載原料層;并且(c)所述第二織物經過第二支撐部件并且被第二支撐部件引導而與近鄰沖擊點的原料層接觸,然后與所述第一織物配合以夾住所述原料層;以及( )多個排水底板,至少包括(a)第一排水底板,其設置成以滑動接觸方式支撐第一織物和第二織物中的所選擇的一種織物;(b)至少第二排水底板,其位于所述第一排水底板下游,并且與所述第一排水底板分開,成形織物中的所選擇的一種織物以滑動接觸方式經過所述第二排水底板,其中(1)每一個排水底板都具有(A)前緣和后緣;(B)織物接觸表面,其延伸至所述后緣并具有預定的加工方向輪廓和交叉加工方向輪廓,構造并設置成與成形織物中所選擇的一種織物接觸并在加工方向上為其提供連續(xù)支撐,并且使第一和第二織物以及它們之間的原料以選定的包圍角度偏斜,所述包圍角度包括排水底板的前緣與后緣之間的角度位移,所述角度位移通過織物接觸表面前緣的切線方向相對于織物接觸表面后緣的切線方向的變化測量;以及(C)機器側表面;并且(2)至少一個所述排水底板固定在排水箱上并且配備有多個排水開口,所述排水開口從所述織物接觸表面穿過并延伸到所述底板的機器側表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的成形部,其中,所述第一排水底板設置在所述第一織物上。
3.根據(jù)權利要求1所述的成形部,其中,所述第一排水底板設置在所述第二織物上。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的成形部,其中,多個排水底板中的每一個的織物接觸表面具有0% -70%的開口面積。
5.根據(jù)權利要求4所述的成形部,其中,多個排水底板中的每一個的織物接觸表面具有40% -70%的開口面積。
6.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的成形部,其中,各個排水底板都固定在所述排水箱上并且配備有多個排水開口,所述排水開口從所述織物接觸表面穿過并延伸到所述底板的機器側表面,對于所述各個排水底板,織物接觸表面輪廓、包圍角度以及排水開口的形狀和尺寸都是相同。
7.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的成形部,其中,對于至少一個排水底板,選自織物接觸表面輪廓、包圍角度以及排水開口的形狀和尺寸的至少一個特性與至少一個其他排水底板的相應特性不同。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的成形部,其中,所述第一排水底板是沖擊底板。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的成形部,其中,所述第二排水底板設置在所述第二織物上。
10.根據(jù)權利要求1所述的成形部,其中,至少兩個排水底板以相鄰的順序設置在所述第一織物上。
11.根據(jù)權利要求10所述的成形部,其中,至少一個排水底板設置在所述第二織物上, 并且位于設置在所述第一織物上的所述至少兩個排水底板的下游。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的成形部,其中,設置在所述第一織物上的至少一對相鄰排水底板的各個部件固定在共同的排水箱上。
13.根據(jù)權利要求1所述的成形部,其中,對于設置在同一織物上的每一對相鄰排水底板,所述每一對相鄰排水底板的第一排水底板的后緣與第二排水底板的前緣相隔1-12英寸的距離。
14.根據(jù)權利要求1所述的成形部,其中,設置相反一種織物上的每一對連續(xù)排水底板,所述每一對連續(xù)排水底板的第一排水底板的后緣與第二排水底板的前緣相隔2-18英寸的距離。
15.根據(jù)權利要求1-14中任一項所述的成形部,其中,至少一個排水底板固定在可調節(jié)排水箱上。
16.根據(jù)權利要求15所述的成形部,其中,每一個排水底板都固定在可調節(jié)排水箱上。
17.根據(jù)權利要求1-16中任一項所述的成形部,其中,所述可調節(jié)排水箱構造并設置成通過平移和樞轉中的至少一種方式可選擇性固定地調節(jié)。
18.根據(jù)權利要求1-17中任一項所述的成形部,其中,所述第一支撐部件包括胸部輥。
19.根據(jù)權利要求1-17中任一項所述的成形部,其中,所述第一支撐部件包括至少一個轉向桿。
20.根據(jù)權利要求1-19中任一項所述的成形部,其中,所述第二支撐部件包括成形輥。
21.根據(jù)權利要求1-19中任一項所述的成形部,其中,所述第二支撐部件包括至少一個轉向桿。
22.根據(jù)權利要求1-21中任一項所述的成形部,還包括位于最后一個排水底板的后緣的下游并與其間隔開的至少一個成形底板,所述成形底板包括多個織物支撐部件。
23.根據(jù)權利要求22所述的成形部,其中,所述至少一個成形底板設置在所述第二織物上,并且所述成形部還包括設置在所述第一織物上的至少一個逆向葉片單元,所述逆向葉片單元與所述至少一個成形底板中的第一個成形底板基本相反。
24.根據(jù)權利要求22或23所述的成形部,其中,通過減小加工方向上的距離,在所述至少一個成形底板中的至少第一個成形底板中,使得所述多個織物支撐部件中相鄰織物支撐部件彼此間隔開。
25.根據(jù)權利要求22-24中任一項所述的成形部,其中,在所述至少一個成形底板中的至少第一個成形底板中,所述多個織物支撐部件中相鄰織物支撐部件具有沿著加工方向減小的寬度。
26.根據(jù)權利要求1-21中任一項所述的成形部,還包括位于所述最后一個排水底板的后緣的下游的伏輥。
27.根據(jù)權利要求22-25中任一項所述的成形部,還包括位于所述最后一個成形底板的后緣的下游的伏輥。
28.根據(jù)權利要求沈或27所述的成形部,其中,所述伏輥是包括至少一個真空區(qū)域的抽吸輥。
29.根據(jù)權利要求1- 中任一項所述的成形部,其中,對于各個排水底板的所選包圍角度為5° -50°。
30.根據(jù)權利要求四所述的成形部,其中,對于所述第一排水底板的所選包圍角度為 5° -45°。
31.根據(jù)權利要求30所述的成形部,其中,對于所述第一排水底板的所選包圍角度為 10° -35°。
32.根據(jù)權利要求四所述的成形部,其中,對于至少一個排水底板的所選包圍角度為 15° -35°。
33.根據(jù)權利要求32所述的成形部,其中,對于至少一個排水底板的所選包圍角度為 15° -25°。
34.根據(jù)權利要求1-33中任一項所述的成形部,其中,對于所有排水底板的所選包圍角度和為10° -100°。
35.根據(jù)權利要求34所述的成形部,其中,所選包圍角度和為30°-70°。
36.根據(jù)權利要求1-35中任一項所述的成形部,其中,所述前箱包括雙層前箱。
37.一種用于雙織物造紙機的成形部,所述成形部包括(i)具有前箱切片的前箱;( ) 一對成形織物,其包括第一織物和第二織物并且每一種織物都由多個輥和支撐部件支撐,其中(a)所述前箱構造并設置成通過所述前箱切片在沖擊點處將原料噴射輸送到所述第一織物上;(b)所述第一織物經過位于所述沖擊點上游的第一支撐部件,并且在所述沖擊點之后承載原料層;并且(c)所述第二織物經過第二支撐部件并且被第二支撐部件引導而與近鄰沖擊點的原料層接觸,然后與所述第一織物配合以夾住所述原料層;以及(iii)多個排水底板,至少包括(a)第一排水底板,其設置成以滑動接觸方式支撐第一織物和第二織物中的所選擇的一種織物;(b)至少第二排水底板,其位于所述第一排水底板下游,并且與所述第一排水底板分開,成形織物中的所選擇的一種織物以滑動接觸方式經過所述第二排水底板,其中(1)每一個排水底板都具有(A)前緣和后緣;(B)織物接觸表面,其延伸至所述后緣并具有預定的加工方向輪廓和交叉加工方向輪廓,構造并設置成與成形織物中所選擇的一種織物接觸并在加工方向上為其提供連續(xù)支撐,并且使第一和第二織物以及它們之間的原料以選定的包圍角度偏斜,所述包圍角度包括排水底板的前緣與后緣之間的角度位移,所述角度位移通過織物接觸表面前緣的切線方向相對于織物接觸表面后緣的切線方向的變化測量;以及(C)機器側表面;并且(2)至少一個所述排水底板固定在排水箱上并且配備有多個排水開口,所述排水開口從所述織物接觸表面穿過并延伸到所述底板的機器側表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于雙織物造紙機的成形部,其中在原料沖擊之后,兩種織物承載并夾住原料。選擇性地設置在織物中的一者或兩者上的多個間隔開的排水底板,在加工方向上以滑動接觸方式為各個織物提供了連續(xù)支撐,各個排水底板使織物偏斜所選定的包圍角度,所述包圍角度包括排水底板的前緣與后緣之間的角度位移。至少一個所述排水底板固定在排水箱上并且配備有多個排水開口,所述排水開口從所述織物接觸表面穿過并延伸到所述底板的機器側表面。本發(fā)明的布置方式提供了改進的纖維網(wǎng)排水和成形。
文檔編號D21F1/50GK102203345SQ200980144085
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月21日 優(yōu)先權日2008年10月21日
發(fā)明者J·尚茲, J·普賴斯, J·羅寧, V·懷爾方 申請人:阿斯頓約翰遜公司