節(jié)能造紙成形裝置和降低纖維懸浮液的稠度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于紙的成形的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于降低成形桌上的纖維懸浮液的稠度或者密度并且改進形成在成形桌上的紙的質(zhì)量和物理性能的裝置、系統(tǒng)以及方法。
【專利說明】節(jié)能造紙成形裝置和降低纖維懸淳液的稠度的方法
[0001] 本發(fā)明是申請日為2011年12月26日、申請?zhí)枮?01180067667. 8、發(fā)明名稱為"節(jié) 能造紙成形裝置和降低纖維懸浮液的稠度的方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請要求于2010年12月16日提交的美國臨時專利申請序列號為 No. 61/423,977的申請的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過參引的方式并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004] 本發(fā)明涉及一種用于紙的成形的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于降低成形 桌上的纖維懸浮液的稠度或者密度并且改進形成在成形桌上的紙的質(zhì)量和物理性能的裝 置、系統(tǒng)以及方法。

【背景技術(shù)】
[0005] 通常，眾所周知，在造紙工業(yè)中，將液體從成形織物上的紙料上適當排水是確保高 質(zhì)量產(chǎn)品的重要步驟。這通過使用通常位于諸如長網(wǎng)造紙機的造紙機的濕端處的排水刀片 或者箔片來完成。（注意到，如文中所使用的詞語排水刀片意指包括實現(xiàn)排水或者實現(xiàn)原料 活動性（activity)或者實現(xiàn)兩者的刀片或者箔片。）如今，這些刀片的多種不同設(shè)計都是 可用的。通常，這些刀片提供用于線或成形織物的支承或者支撐表面，這些刀片具有遠離線 的角度的用于除水的尾部。這產(chǎn)生了在刀片表面與織物之間的縫隙，該縫隙造成刀片與織 物之間的真空。這不僅將水從織物排出，而且能夠由于吸力造成將織物向下拉。但是，當真 空消退時，織物回到其最初位置，這能產(chǎn)生橫穿原料的脈沖，這對于原料分布是需要的。（由 線偏斜產(chǎn)生的）活動性和從紙張排出的水量與刀片產(chǎn)生的真空有直接關(guān)系。通過這種刀片 產(chǎn)生的排水和活動性能通過將刀片安置在真空室上而增大。排水與活動性之間具有直接關(guān) 系是不希望的，因為雖然活動性總是希望的，但在紙張成形過程的初期太多排水在纖維和 填料的保持方面可具有不利作用?？焖倥潘部稍斐杉垙埫芊?，使得后續(xù)的排水更加困難。 現(xiàn)有技術(shù)使造紙者對希望的活動性做出折中從而減緩早期排水。
[0006] 排水能夠通過例如Ward的美國專利號No. 3, 823, 062中教導(dǎo)的液體到液體傳遞的 方式實現(xiàn)，該文獻的全部內(nèi)容通過參引的方式引入本文。此文獻描述了從懸浮液進行受控 的液體至液體的排水沒有傳統(tǒng)排水劇烈。
[0007] 相似類型的排水在Corbellini的美國專利號No. 5, 242, 547中所教導(dǎo)。此專利教 導(dǎo)防止在成形織物的與要排水的紙張相反的表面上形成彎月面（meniscus)(氣/水界面）。 此文獻通過淹沒包括刀片的真空箱結(jié)構(gòu)并且通過控制機構(gòu)調(diào)整液體的排出來實現(xiàn)上述目 的。這被稱為"淹沒排水"。改善的脫水可以說通過使用吸入箱中的負壓產(chǎn)生。
[0008] 除了排水之外，刀片構(gòu)造成特意地產(chǎn)生在懸浮液中的活動性從而提供原料的所需 分配。例如，此刀片在Fuchs的美國專利號NO. 4, 789, 433中所教導(dǎo)。此文獻（優(yōu)選地具有 粗糙的脫水表面）教導(dǎo)使用波形刀片來產(chǎn)生纖維懸浮液中的微湍流。
[0009] 其它類型的刀片希望避免湍流，但是仍然影響排水，例如Kallmes的美國專利 號No. 4, 687, 549中所描述的。此文獻教導(dǎo)填充刀片與網(wǎng)之間的縫隙，并且生成不存在空 氣從而防止縫隙中的水的膨脹和"氣穴"并且基本上消除任何壓力脈沖。多個此刀片和 其它布置能在下列現(xiàn)有技術(shù)中找到：美國專利號Nos. 5, 951，823 ;5, 393, 382 ;5, 089, 090 ; 4, 838, 996 ；5, 011, 577 ；4, 123, 322 ；3, 874, 988 ；4, 909, 906 ；3, 598, 694 ；4, 459, 176 ； 4, 544, 449 ；4, 425, 189 ；5, 437, 769 ；3, 922, 190 ；5, 389, 207 ；3, 870, 597 ；5, 387, 320 ； 3,738,911 ;5, 169,500以及5, 830, 322,這些專利的全部內(nèi)容通過參引的方式并入本文。
[0010] 傳統(tǒng)上，高速造紙機和低速造紙機生產(chǎn)具有大范圍的基重的不同等級的紙。紙張 成形是流體力學(xué)過程，并且纖維的運動跟隨流體的運動，因為單個纖維的慣性力與液體中 的粘滯曳力相比較小。成形和排水元件影響三個主要的水力過程，即排水、原料活動性以及 定向剪切。液體是根據(jù)作用在其中或者其上的剪切力做出反應(yīng)的物質(zhì)。排水是通過線或者 織物的流動，并且其特征在于，流速通常依賴于時間。原料活動性在理想的意義下是未排 水的纖維懸浮液中的流動速度中的隨機波動，并且大體上是由于流動中的動量的變化而出 現(xiàn)，流動中的動量的變化是由于響應(yīng)于排水力或者由刀片構(gòu)型產(chǎn)生的成形織物的偏斜。原 料活動性的主要作用是使網(wǎng)分解并且使懸浮液中的纖維運動。定向剪切和原料活動性都是 剪切生產(chǎn)過程，其二者僅在方向的角度上具有相當大程度的不同，即，與單個纖維的尺寸相 比較大的程度。
[0011] 定向剪切是具有在未排水纖維懸浮液中的明確的和可識別的模式的剪切流。橫切 方向（"CD"）的定向剪切改進了紙張成形和檢測兩者。（在不振動的造紙機上的）用于CD 剪切的主要機構(gòu)是織物的原料中的較好定義的機器方向（"MD"）隆起的生成、消失以及繼 而再生成。這些隆起的源頭可以是流漿箱整流輥、流漿箱薄片唇（見例如，1995年11月9 日提交的國際申請PCT W095/30048)或者成形噴頭。根據(jù)在成形織物上的造紙機速度和質(zhì) 量，隆起消失并且以恒定間隔再形成。這被稱為CD剪切轉(zhuǎn)換。如果纖維/水漿保持其最初 運動能量的最大化并且受到直接位于自然轉(zhuǎn)換點下面（在MD上）的排水脈沖，則轉(zhuǎn)換的數(shù) 量和因此CD剪切的作用最大化。
[0012] 在任一成形系統(tǒng)中，所有這些水力過程可以同時發(fā)生。它們通常在時間或者空間 上不均勻分布，并且它們彼此不完全獨立；它們相互影響。事實上，這些過程中的每一個過 程以多于一種方式對整個系統(tǒng)起作用。因此，盡管上述現(xiàn)有技術(shù)可以有助于前述水力過程 的一些方面，但是它們不能以相對簡單和有效的方式使整個過程協(xié)調(diào)。
[0013] 在如前述的長網(wǎng)造紙機桌的先前部分中的原料活動性對于良好紙張的生產(chǎn)是至 關(guān)重要的。通常，原料活動性能夠被限定為在成形織物上的纖維水漿中的湍流。此湍流在 三維空間發(fā)生。原料活動性通過阻止紙張形成時其分層，通過打斷纖維塊，以及通過使纖維 隨機定向而在生成良好成形方面起重要作用。
[0014] 通常，原料活動性質(zhì)量與從紙張除水成反比；即，如果脫水的速率減緩或者被控 制，則活動性通常增強。隨著水被除去，活動性變得更困難，因為紙張在缺水的情況下凝固， 而作為活動性發(fā)生的主要媒體的水變得不足。因此，良好造紙機操作是在活動性、排水以及 剪切作用之間的平衡。
[0015] 每個成形機的能力通過組成桌的成形元件確定。在成形板之后，在不損壞已經(jīng)形 成的片的情況下，后續(xù)的元件必須排出剩余的水。這些元件的目的是增強由之前的成形元 件完成的工作。
[0016] 隨著基重增加，片的厚度增加。利用現(xiàn)有的成形/排水元件，不能保持控制的水力 脈沖足夠強以產(chǎn)生必要的水力過程來制造成形較好的紙張。
[0017] 圖1至4中可以看到用于將排水再次引入纖維原料中從而激發(fā)活動性和排水的傳 統(tǒng)方式的示例。
[0018] 圖1中的桌輥100產(chǎn)生要施加到紙張或者纖維原料96的大的正壓力脈沖，這由于 在成形織物98下的水94被迫使進入由導(dǎo)入輥92和成形織物98形成的引入夾區(qū)中。再引 入的水量限制于附著于輥92的表面的水。正脈沖具有在原料活動性上的積極作用；其產(chǎn)生 垂直于紙張表面的流動。同樣地，在輥90的離開側(cè)上，產(chǎn)生大的負壓，這極大地激發(fā)了排水 和細屑的除去。但是在片中的稠度的減小不明顯，所以通過活動性的增加并未呈現(xiàn)較大改 進。桌輥通常限于相對較慢的造紙機，因為在更高的速度下，以特定速度傳送至較大基重的 所需正脈沖變成干擾較輕基重的紙張的不希望的正脈沖。
[0019] 圖2至4示出了具有不同刀片布置的低真空箱84。重力箔片也用于低真空箱中。 這些低真空箱增大單元84向造紙機提供工具，該工具通過控制應(yīng)用的真空和脈沖特征極 大地影響了過程。刀片箱構(gòu)型的示例包括：
[0020] 臺階刀片82,如圖2至3中所示；和
[0021] 正脈沖臺階刀片78,例如如圖4中所示。
[0022] 傳統(tǒng)上，箔片刀片箱、偏平面刀片箱以及臺階刀片箱最常用于成形過程中。
[0023] 在使用中，真空增大金屬刀片箱將如重力箔片那樣產(chǎn)生真空，水在非控制情況下 被連續(xù)地除去，并且主要排水過程是過濾。通常，不存在已經(jīng)形成的片的再流體化。
[0024] 在真空增大的平刀片箱中，微小的正脈沖在刀片/線接觸表面上產(chǎn)生并且施加在 纖維片上的壓力僅依賴于箱中保持的真空等級。
[0025] 在真空增大的臺階刀片箱中，例如，如圖2中所示，多個壓力輪廓按照如下因素產(chǎn) 生：例如，臺階長度、刀片之間的跨度、機器速度、臺階深度、以及所施加的真空。臺階刀片相 對于刀片先前部分中的機器速度的平方產(chǎn)生峰值真空，此峰值負壓力使水排出并且同時線 偏向臺階方向，部分已經(jīng)排出的水被迫使回到片中，使得纖維再流體化并且由于產(chǎn)生的剪 切力而使塊散開。如果施加的真空高于所需，則線被迫使接觸刀片的臺階，如圖2中所示。 在此情況下操縱一些時間之后，臺階中的箔片聚集污垢76,失去降至最低的水力脈沖，如圖 3中所示，并且防止水再次引入片中。
[0026] 如圖4中所示，真空增大的正脈沖臺階刀片低真空箱通過使每個刀片將由前刀片 除去的水的部分重新引回片中進行液化。但是，對背重新引導(dǎo)到紙張中的水量沒有控制。
[0027] 正脈沖刀片，隨著水通過織物排出，由刀片的前角和織物產(chǎn)生的匯聚夾區(qū)迫使水 回到紙張中。這產(chǎn)生了能夠打碎纖維片并且穿透原料漿的剪切力，紙漿的再液化最低，例 如，如圖5中所示。
[0028] 雙正刀片的特殊類型包含正引入夾區(qū)來產(chǎn)生正壓力脈沖和負壓力脈沖。此刀片利 用前邊緣將水重新引入纖維片中，重新引入的水限制于附著于成形織物的底部的量。此類 型的刀片產(chǎn)生壓力脈沖而不是稠度減小。此類型刀片與桌輥相似，例如，如圖6中所示。
[0029] Cabrera等人于1996年2月提交的專利號No. 5, 830, 322名為"速度誘發(fā)的排水 方法和單兀（Velocity induced drainage method and unit)"描述了產(chǎn)生活動性和排水 的可替代方式。文中描述的裝置使活動性和排水互補相關(guān)并且由此具有控制和優(yōu)化活動性 和排水的方式。該專利使用帶有控制的、可能非平表面或者部分非平表面的長刀片來引起 紙張中的活動性，并且在該刀片之后通過安置尾刀片來限制流動從而控制排水。'322專利 公開了如果長刀片與成形織物之間的區(qū)域充滿水并且織物之上的水與織物之下的水之間 的表面張力得以保持，則排水增強。文中公開的本發(fā)明例如在圖7中示意性地示出。
[0030] 但是，關(guān)于'322專利，僅有一個方法用以將最小水量重新引入纖維懸浮液中。其 發(fā)生在"逆流區(qū)域"中，并且由于不可壓縮流體沿著長刀片的非平頂部而存在并且由此被泵 送通過成形織物。到達速度感應(yīng)單元的前邊緣的稠度不沿相同刀片改變。如果速度感應(yīng)單 元設(shè)計有多個長刀片并且稠度沿速度感應(yīng)裝置恒定地增加，當原料到達尾刀片時，由于槽 中的排出的水，原料稠度會增大。
[0031] 盡管前述文獻中的一些具有一定的伴隨優(yōu)勢，但是，進一步的改型和/或可替代 的形式總是期望的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0032] 在造紙機的成形部段上的原料稠度對于良好紙張的生成有決定性作用。通常，通 過增加白水的再循環(huán)實現(xiàn)在造紙機的成形部段的短環(huán)路系統(tǒng)處的原料稀釋。
[0033] 在成形桌上的原料稀釋對形成良好的成形起主要作用，其有利于三個水力過程的 實現(xiàn)，三個水力過程對產(chǎn)生良好成形的紙張是必要的；使得纖維的定向是隨機的。
[0034] 大部分造紙機已被提速從而增加產(chǎn)量并且具有更好紙質(zhì)量的較低稠度并且仍具 有相同的機器篩、相同管道線路以及相同流漿箱來向成形桌提供水和原料。成形桌已經(jīng)重 新改進從而處理超出的流。
[0035] 讓我們作為示例假設(shè)造紙機最初設(shè)計有200英寸寬、速度800英尺每分鐘的流漿 箱、流漿箱稠度〇. 65%、造紙54克每平方米以及保持力70% ;計算的流漿箱出來的流量將 約3927加侖每分鐘。但是，這些年，造紙機已經(jīng)提速1. 75倍并且流漿箱稠度為了更好質(zhì)量 已經(jīng)降低至0. 38%，保持力已經(jīng)降至65% ;流出流漿箱的流量現(xiàn)約12660加侖每分鐘。流 量已經(jīng)增加了 3. 22倍并且因此，在整個系統(tǒng)中的所有內(nèi)部速度已經(jīng)超過了三倍，這可造成 有害的結(jié)果。
[0036] 因此，當在低稠度處工作時或者造紙機提速時，因為流出流漿箱的流量增加，需要 增加排水元件的數(shù)量。在一些示例中，還需要增加桌的長度從而為用于額外的排水設(shè)備的 安裝或者安裝新真空輔助排水設(shè)備提供空間。
[0037] 但是，由于本發(fā)明，不需要增加桌的長度或者安裝新真空輔助排水設(shè)備。另外，大 幅減小成形桌上的能耗。
[0038] 因此，本發(fā)明的目的是提供用于在不考慮造紙機速度的情況下保持成形桌上的水 力過程的造紙機。
[0039] 本發(fā)明的另一目的是提供能與成形板和/或速度感應(yīng)排水機一起使用的造紙機。
[0040] 本發(fā)明的另一目的是造紙機的效率不受機器的速度、紙張的基重以及片的厚度影 響。
[0041] 本發(fā)明描述了通過自身使水再循環(huán)從而在流漿箱之后將桌上的纖維懸浮液稀釋 到所需水平的造紙機；本發(fā)明的稀釋速率可以是在〇%至100%之間的任何速率。由本發(fā)明 中的造紙機所做的工作不受精煉的程度、造紙機的速度、紙張的基重以及片的厚度的影響。 在紙張由本發(fā)明形成之后，紙張的排水和固化通過后續(xù)中的設(shè)備來執(zhí)行。
[0042] 本發(fā)明的一個示例性的實施方式是用于降低包含在造紙機的成形桌上的液態(tài)懸 浮液中的纖維的稠度或者密度的裝置，裝置包括成形織物，纖維漿傳送到成形織物上，成形 織物具有外表面和內(nèi)表面；和主刀片，主刀片具有前緣支撐表面，前緣支撐表面與成形織物 的內(nèi)表面滑動接觸；中央板，中央板包括成形桌的自稀釋、剪切、微活動性或者排水部段中 的至少一部分，其中，中央板與底板分開預(yù)定距離以形成用于流體的至少一部分的再循環(huán) 的通道。
[0043] 本發(fā)明的另一示例性的實施方式是用于降低包含在造紙機的成形桌上的液態(tài)懸 浮液中的纖維的稠度或密度的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括裝置，該裝置包括成形織物，纖維漿傳送到成 形織物上，成形織物具有外表面和內(nèi)表面；和主刀片，主刀片具有前緣支撐表面，前緣支撐 表面與成形織物的內(nèi)表面滑動接觸；中央板，中央板包括成形桌的自稀釋、剪切、微活動性 或者排水部段中的至少一部分，其中，中央板與底板分開預(yù)定距離以形成用于流體的至少 一部分的再循環(huán)的通道。
[0044] 本發(fā)明的另一示例性的實施方式是用于降低在造紙機的成形桌上的液態(tài)懸浮液 的纖維稠度或密度的方法，方法包括步驟如下：提供成形織物，纖維漿傳送到成形織物上， 成形織物具有外表面和內(nèi)表面；提供主刀片，主刀片具有前緣支撐表面，前緣支撐表面與成 形織物的內(nèi)表面滑動接觸；以及提供中央板，中央板包括成形桌的自稀釋、剪切、微活動性 或者排水部段中的至少一部分，其中，中央板與成形桌的底板分開預(yù)定距離以形成用于液 體的至少一部分的再循環(huán)的通道。
[0045] 本發(fā)明表現(xiàn)的新穎性的多個特征在優(yōu)選的實施方式的下列說明中具體地指出。為 了對本發(fā)明更好地理解，通過使用本發(fā)明所獲得的本發(fā)明的操作優(yōu)勢和特定目的呈現(xiàn)于本 發(fā)明的優(yōu)選的實施方式所示出的附圖和所述內(nèi)容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 將結(jié)合附圖對通過示例方式給定并且無意于限制本發(fā)明的下列具體說明進行最 好地理解，附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件和部分，圖中 ：
[0047] 圖1示出了已知的桌輥；
[0048] 圖2示出了已知的具有臺階刀片的低真空箱；
[0049] 圖3示出了已知的低真空箱、帶有污垢聚集的臺階刀片；
[0050] 圖4示出了已知的正脈沖刀片低真空箱；
[0051] 圖5示出了已知的正脈沖刀片；
[0052] 圖6示出了已知的雙正脈沖刀片；
[0053] 圖7示出了已知的速度感應(yīng)排水單元；
[0054] 圖8示出了造紙機中的水再循環(huán)系統(tǒng)；
[0055] 圖9示出了排放到成形線的頂部上流漿箱流；
[0056] 圖10示出了在離開流漿箱的0. 8%稠度的質(zhì)量平衡；
[0057] 圖11示出了在離開流漿箱的0. 5%稠度的質(zhì)量平衡；
[0058] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的質(zhì)量平衡；
[0059] 圖13示出了新成形發(fā)明；
[0060] 圖14示出了帶有不同的導(dǎo)入刀片42的新成形發(fā)明的另一方面；
[0061] 圖15示出了帶有不同的導(dǎo)入刀片44的新成形發(fā)明的另一方面；
[0062] 圖16示出了沒有支撐刀片的新成形發(fā)明的另一方面；
[0063] 圖17示出了新成形發(fā)明的另一方面，自稀釋、剪切、微活動性以及帶有樞轉(zhuǎn)點的 排水部段；
[0064] 圖18示出了新成形發(fā)明的另一方面，自稀釋、剪切、微活動性以及帶有樞轉(zhuǎn)點的 排水部段，改變排水部段的角度；
[0065] 圖19示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了自稀釋、剪切、微活動性以及帶有 多個匯流和分流部的排水部段處的水力性能；
[0066] 圖20示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了長自稀釋、剪切、微活動性以及帶 有多個匯流和分流部的排水部段的幾何結(jié)構(gòu)；
[0067] 圖21為示出了具有如圖13中所示的新發(fā)明的造紙機的濕端處的新發(fā)明75的位 置的流程圖；
[0068] 圖22為示出了如圖13中示出的造紙機的濕端處的新發(fā)明75的細節(jié)的位置的流 程圖；
[0069] 圖23為示出了具有如圖20中示出的新發(fā)明的造紙機的濕端處的新發(fā)明76的位 置的流程圖；
[0070] 圖24為示出了如圖20中示出的造紙機的濕端處的新發(fā)明76的細節(jié)的位置的流 程圖。
[0071] 圖25示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了長自稀釋、剪切微活動性以及排水 部段的刀片幾何結(jié)構(gòu)，其中，成形織物與帶有多個成形織物支撐的中央板48的表面之間具 有相同距離；
[0072] 圖26示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了帶有多個自稀釋、剪切、微活動性 以及排水部段的中央板的幾何結(jié)構(gòu)，其中，增加了成形織物與帶有多個成形織物支撐的中 央板49的表面之間的距離；
[0073] 圖27示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了帶有多個自稀釋、剪切、微觀活性 以及排水部段的中央板，其具有在成形織物與帶有多個成形織物支撐的中央板的表面之間 的偏斜面的表面；
[0074] 圖28示出了新成形發(fā)明的另一方面，其詳述了在自稀釋、剪切、微活動性以及排 水部段上的偏斜面部的幾何結(jié)構(gòu)；
[0075] 圖29通過長自稀釋、剪切、微活動性以及具有在排水部段處的樞轉(zhuǎn)點的排水部段 的具體視圖幾何結(jié)構(gòu)示出了新成形發(fā)明的另一方面；
[0076] 圖30示出了新成形發(fā)明的另一方面，其具有在自稀釋、剪切、微活動性以及排水 部段處的水力的具體說明，其包括流線的說明；
[0077] 圖31示出了新成形發(fā)明的另一方面，其具有在自稀釋、剪切、微活動性以及排水 部段處的水力的具體說明，其包括流線的說明，其具有兩個刀片支撐從而減小線偏斜；
[0078] 圖32示出了新成形發(fā)明的另一方面，其具有在自稀釋和剪切部段處的水力的具 體說明；
[0079] 圖33示出了新成形發(fā)明的另一方面，其示出了用于保持中央板的一個系統(tǒng)的具 體幾何結(jié)構(gòu)；
[0080] 圖34示出了新成形發(fā)明的另一方面，其示出了用于保持中央板的另一系統(tǒng)的具 體幾何結(jié)構(gòu)；
[0081] 圖35示出了用于保持中央板35和/或任何刀片的T形梁的具體幾何結(jié)構(gòu)；
[0082] 圖36示出了在新發(fā)明的自稀釋和剪切區(qū)域54處的水力性能；
[0083] 圖37示出了在新發(fā)明的低稠度微活動區(qū)域55處的水力性能；
[0084] 圖38示出了在新發(fā)明的排水區(qū)域56處的水力性能；
[0085] 圖39示出了在新發(fā)明的排水區(qū)域56處的水力性能的另一設(shè)計。

【具體實施方式】
[0086] 已經(jīng)描述的作為現(xiàn)有技術(shù)的一部分的所有裝置屬于或者形成圖8中示出的重力 和動力排水區(qū)域或者紙張成形區(qū)域4。
[0087] 圖8中示出能夠?qū)⒊尚巫郎系某矶葴p小到任何程度的系統(tǒng)。通常具有約1%至5% 的稠度的濃原料20在風(fēng)扇式泵24的進口 33處由白水17稀釋；所需要的濃原料量由閥21 控制。風(fēng)扇式泵24將造紙配料的稀紙漿推向清潔系統(tǒng)27,清潔系統(tǒng)27除去所有碎片和不 需要的物體28,并且干凈的原料被送至造紙機的流漿箱1。從清潔系統(tǒng)27和32出來的稀 原料配料的稠度通常固體比例在0. 1%至1%之間。
[0088] 風(fēng)扇式泵24和清潔系統(tǒng)27和32通常位于造紙機的成形部分下面的地下室中。 原料通過薄片2從流漿箱1輸送到長網(wǎng)線11上。通過流漿箱1的薄片唇2流到成形線11 上的總流體通過改變風(fēng)扇式泵24的旋轉(zhuǎn)和通過調(diào)整閥23和22進行控制，當需要更多流體 時，風(fēng)扇式泵24增大旋轉(zhuǎn)并且閥23增大開口，閥22調(diào)整成對所需流體進行微調(diào)。在一些 裝置中，風(fēng)扇式泵24具有恒速馬達從而增加或者降低離開泵的流體；在此情形中，需要調(diào) 整閥23和22。
[0089] 濕紙張 10實際上通過成形和排水裝置形成在長網(wǎng)造紙機桌上，長網(wǎng)造紙機桌基 本上由支撐在區(qū)域4、5以及6中的循環(huán)成形網(wǎng)帶11構(gòu)成，成形和排水裝置組成造紙機的濕 端。
[0090] 靠近流漿箱1，成形網(wǎng)由胸輥3支撐，胸輥3之后是區(qū)域4、5中的成形和排水裝置。 循環(huán)成形網(wǎng)移動經(jīng)過區(qū)域6中的若干吸入箱，然后返回經(jīng)過真空伏輥7和驅(qū)動輥9。
[0091] 水在數(shù)量上是最重要的造紙原材料。在原料流出到成形桌的成形網(wǎng)11上之前，原 料是非常稀的；其纖維成分可能低至〇. 1%。從這一點上，除水成為造紙機的最決定性的功 能之一。離開流漿箱1的原料包含除纖維之外的其它固體，因此其具有約0. 5%的稠度；并 且離開真空伏輥7的纖維片10具有23%至25%的稠度。
[0092] 但是，為了減小水的粘性并且適當?shù)嘏潘?，需要在華氏溫度135至140度的范圍內(nèi) 加熱纖維漿。在此過程中，通常具有華氏溫度5至10度的范圍內(nèi)的熱損耗。
[0093] 現(xiàn)參照圖9,具有在0. 1 %與1 %之間的稠度的纖維流IA通過流漿箱薄片唇2從流 漿箱1流出到移動的成形網(wǎng)11上。在纖維流體IA與成形網(wǎng)11之間的流出速度比（流速 除以網(wǎng)速）通常在0. 6至1. 3的范圍內(nèi)。但是，這些造紙機能在大于3000英尺每分鐘的速 度下操作。
[0094] 在圖10中具體地示出的造紙機的成形桌由三個主要部分構(gòu)成，如下：
[0095] Α·重力和動力排水區(qū)域4,紙張成形發(fā)生在該區(qū)域中。在成形區(qū)域4的起始處，纖 維稠度在〇. 1 %至1. 〇%的范圍內(nèi)，并且在此處，纖維具有高自由度并且能夠通過增強需要 形成紙張的三個水力過程改善成形。在重力和動力排水區(qū)域4的出口處，稠度在L 5%至 2. 0%的范圍內(nèi)，并且在此區(qū)域之后，僅能夠?qū)Τ尚芜M行極小改進。
[0096] B.低中真空區(qū)域5,在此區(qū)域中，通過使用低真空箱，應(yīng)用少量真空，真空在2至60 英寸水柱的范圍內(nèi)，并且在區(qū)域5的出口處的稠度在6%至8%的范圍內(nèi)。
[0097] 例如，如圖8中所示，由區(qū)域4和5排出的水收集在成形和排水裝置下方的容器25 中，并且水通過通道26引導(dǎo)至存儲箱18用于在濕端封閉環(huán)路系統(tǒng)中的原料稀釋中的再次 使用。
[0098] C.高真空排水區(qū)域6,該區(qū)域在文中是紙張固化發(fā)生的位置，水通過使用高真空 箱被除去；所施加的真空在2至16英寸水銀柱的范圍內(nèi)。在線部的端部處，伏輥7在壓輥 8的幫助下通過高真空（20至22英寸水銀柱）除去水。從區(qū)域6中排出的水12收集在密 封箱13中，泵14將用于液位控制15的一部分水輸送到箱18中，多余的水16結(jié)合從水存 儲箱18溢出的水19被輸送到原料準備系統(tǒng)。
[0099] 在纖維片在高真空排水區(qū)域6中固化并且被真空伏輥7和塊料破碎機8按壓之 后，紙張10以23%至27%之間的稠度離開成形桌。
[0100] 正如之前所提到，在造紙機的濕端處的短環(huán)路系統(tǒng)是能減小或者增大流漿箱1的 排水處的稠度的唯一系統(tǒng)。
[0101] 正如所呈現(xiàn)的示例的質(zhì)量平衡，圖10中的一個質(zhì)量平衡示出了離開流楽箱的 〇. 8%稠度的質(zhì)量平衡并且圖11中的另一質(zhì)量平衡示出了離開流漿箱的0. 5%稠度的質(zhì)量 平衡。
[0102] 重要地，在兩個質(zhì)量平衡中，下列操作參數(shù)完全相同：
[0103] 流漿箱再循環(huán)：5.0%
[0104] 以重量計第一清潔系統(tǒng)廢棄物：2. 0%
[0105] 第一廢棄物增厚因子：1· 4
[0106] 以重量計第二清潔系統(tǒng)廢棄物：10. 0%
[0107] 第二廢棄物增厚因子：4
[0108] 造紙機速度：2000英尺每分鐘
[0109] 流漿箱寬度：200英寸
[0110] 紙基重：26磅/1000平方英尺
[0111] 在10處離開成形桌的紙張產(chǎn)量：624. 0短噸每天
[0112] 因此，在10處離開成形桌的產(chǎn)量在兩個平衡中完全相同，如下：
[0113] 紙張固體短噸每天：624
[0114] 紙張稠度％ :23
[0115] 加侖每分鐘：453
[0116] 當離開流漿箱的稠度在0. 5 %而不是0. 8 %時，紙張成形更好，并且設(shè)備的性能在 兩個情形中完全不同。這兩個平衡中的主要不同是在短環(huán)路系統(tǒng)內(nèi)，如下：
[0117]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于降低包含在造紙機的成形桌上的液態(tài)懸浮液中的纖維的稠度或密度的裝 置，所述裝置包括： 成形織物，纖維漿傳送到所述成形織物上，所述成形織物具有外表面和內(nèi)表面； 主刀片，所述主刀片具有前緣支撐表面，所述前緣支撐表面與所述成形織物的所述內(nèi) 表面滑動接觸；以及 中央板，所述中央板包括所述成形桌的自稀釋、剪切、微活動性或者排水部段中的至少 一部分，其中，所述中央板與底板分開預(yù)定距離以形成用于流體的至少一部分的再循環(huán)的 通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中央板的頂表面包括一個或者更多個臺階， 所述一個或者更多個臺階構(gòu)造成產(chǎn)生受控制的湍流或者微活動性區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括一個或者更多個支撐刀片，其中，所述一個支撐 刀片將織物與所述主刀片或者所述中央板分開并且形成通道，所述通道將從紙料排出的液 體引導(dǎo)至受控制的區(qū)域中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中央板的后緣從所述織物傾斜大約0. 1至 10度的范圍內(nèi)的角度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中央板包括在所述中央板的頂面上的一個 或者更多個匯流部段或者分流部段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中央板包括一個或者更多個樞轉(zhuǎn)點，所述中 央板的一部分可以圍繞所述一個或者更多個樞轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述至少一個樞轉(zhuǎn)點定位成使得所述排水部段 的角度能夠在所述樞轉(zhuǎn)點處改變。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述支撐刀片由隔離件和螺栓設(shè)定在適當位置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述成形織物的所述內(nèi)表面與所述中央板的頂 面之間的距離是一致的或者不一致的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述中央板利用隔離件和螺栓或者利用隔離件 和T形梁與所述底板分開預(yù)定距離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述裝置構(gòu)造成允許排出的液體被再次用于所 述成形過程中的至少一部分成形過程中從而產(chǎn)生所需的水力作用。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括至少一個刀片或者箔片，所述至少一個刀片或 者箔片構(gòu)造成產(chǎn)生水力壓力，所述水力壓力對所述纖維漿除液體，所述水力壓力由真空產(chǎn) 生。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，根據(jù)所述纖維漿的厚度和所述系統(tǒng)的速度來確 定所述臺階的尺寸。
14. 一種用于降低包含在造紙機的成形桌上的液態(tài)懸浮液中的纖維的稠度或密度的系 統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括裝置，所述裝置包括： 成形織物，纖維漿傳送到所述成形織物上，所述成形織物具有外表面和內(nèi)表面； 主刀片，所述主刀片具有前緣支撐表面，所述前緣支撐表面與所述成形織物的所述內(nèi) 表面滑動接觸；以及 中央板，所述中央板包括所述成形桌的自稀釋、剪切、微活動性或者排水部段中的至少 一部分，其中，所述中央板與底板分開預(yù)定距離以形成用于流體的至少一部分的再循環(huán)的 通道。
15. -種用于降低造紙機的成形桌上的纖維懸浮液的稠度或密度的方法，所述方法： 提供成形織物，纖維漿傳送到所述成形織物上，所述成形織物具有外表面和內(nèi)表面； 提供主刀片，所述主刀片具有前緣支撐表面，所述前緣支撐表面與所述成形織物的所 述內(nèi)表面滑動接觸；以及 提供中央板，所述中央板包括所述成形桌的自稀釋、剪切、微活動性或者排水部段中的 至少一部分， 其中，所述中央板與所述成形桌的底板分開預(yù)定距離以形成用于液體的至少一部分的 再循環(huán)的通道。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述方法還包括 使所述中央板的至少一部分圍繞至少一個樞轉(zhuǎn)點旋轉(zhuǎn)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述方法還包括： 在所述樞轉(zhuǎn)點中的一個或者更多個樞轉(zhuǎn)點處改變所述排水部分的角度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述方法還包括： 在所述成形過程中的至少一部分成形過程中重新使用排出的液體從而產(chǎn)生所需的水 力作用。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述方法還包括： 構(gòu)造至少一個刀片或者箔片以產(chǎn)生水力壓力，所述水力壓力對所述纖維漿除液體，所 述水力壓力由真空產(chǎn)生。
【文檔編號】D21G9/00GK104343035SQ201410333310
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2010年12月16日
【發(fā)明者】路易斯·費爾南多·卡布雷拉Y洛佩斯卡拉姆 申請人:弗派爾有限責(zé)任公司