本發(fā)明涉及一種用于纖維材料幅、尤其紙、紙板、紙巾幅脫水的裝置，該裝置具有帶式壓榨機，帶式壓榨機包括沿幅面運行方向延長的壓榨壓區(qū)，壓榨壓區(qū)構(gòu)造在可滲透的壓榨帶和配合元件的至少部分地被該壓榨帶圍繞的彎曲的表面之間，其中，纖維材料幅與可滲透的支承帶一同被導(dǎo)引通過帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)，并且配設(shè)器件，用于向帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)的至少局部區(qū)域這樣地施加流體，使得該流體流動穿過支承帶和纖維材料幅。
在專利文獻(xiàn)us7351702b2中已經(jīng)公開了一種用于制造體積大的紙巾幅，其中，所謂的帶式壓榨機結(jié)合熱空氣罩和蒸氣施加裝置用于使纖維材料幅脫水至確定的干重含量。
由專利文獻(xiàn)us2010/7615136b2、us2007/7297233b2、us7815773b2和wo2012/143163a1已知一種用于制造傳統(tǒng)紙巾幅的裝置，其分別包括壓榨區(qū)，該壓榨區(qū)具有尤其是帶式壓榨機的沿幅面運行方向延長的壓榨壓區(qū)，并且其中，纖維材料幅接著被輸入干燥滾筒。
在傳統(tǒng)的新月型成型器(crescent-former)中，纖維材料幅在成形器區(qū)域中通過成形篩借助施加的離心力被脫水至固體含量約為12％，纖維材料幅接著借助真空進(jìn)一步脫水至固體含量約為23％以及機械式地從固體含量約為23％進(jìn)一步脫水至40％。以此大大壓縮了纖維材料幅，這對其厚度、體積和吸水能力有負(fù)面影響。雖然基本上不希望對紙巾幅壓榨，但這卻是必要的，以便實現(xiàn)預(yù)期的干重含量和另外借助楊基干燥罩干燥纖維材料幅。
23％的干重含量界限或多或少地表現(xiàn)為在干重含量-真空-曲線中的最大干重含量值，該值可以通過紙巾幅在濕毛氈上脫水實現(xiàn)。提供更大的真空容量是能效不高的。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種對開始所述類型裝置的改進(jìn)裝置，憑借該裝置在保持盡可能小的能量需求的情況下在帶式壓榨機之后立即實現(xiàn)更高的纖維材料幅干重含量以避免不期望的過度壓縮纖維材料幅并且因此也可以用于制造體積大的紙巾幅。
上述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過具有權(quán)利要求1的技術(shù)特征的裝置解決。按照本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中指明。
按照本發(fā)明，所述裝置的流體施加器件包括吹氣裝置，其布置和實施為，使得流體從帶式壓榨機的配合元件的彎曲的表面流向帶式壓榨機的壓榨帶。
按照本發(fā)明，流體因此沿由于配合元件的彎曲的表面而作用在纖維材料幅上的離心力流動。由此不僅實現(xiàn)減小施加流體所需的能量需求，也可以實現(xiàn)更高的幅面運行速度，據(jù)此，不同于在配合元件的側(cè)面的傳統(tǒng)的真空作用的是不必為了實現(xiàn)相應(yīng)的脫水作用而首先補償離心力。因為流體的流動按照本發(fā)明沿作用在纖維材料幅上的離心力的方向作用并因此也通過離心力輔助纖維材料幅在帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)中的脫水，所以可以實現(xiàn)在保持較小的能量耗費的情況下在帶式壓榨機之后就立刻得到相應(yīng)的較高的纖維材料幅干重含量，這在纖維材料幅接著還應(yīng)該輸入布置在帶式壓榨機之后的干燥區(qū)域時尤其有優(yōu)勢。
吹氣裝置尤其可以包括配屬于帶式壓榨機的配合元件之一的吹氣箱。
優(yōu)選的是，纖維材料幅位于支承帶和壓榨帶之間地導(dǎo)引通過帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)。
按照本發(fā)明的裝置的優(yōu)選的實際實施方式，與支承帶一同被導(dǎo)引通過帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)的纖維材料幅接觸壓榨帶，支承帶接觸帶式壓榨機的配合元件。在此，即僅帶有纖維材料幅的支承帶被導(dǎo)引通過帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)。
為了實現(xiàn)盡可能高的干重含量，向帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)的至少一個局部區(qū)域施加的流體有利地包含熱的、濕的空氣和/或蒸氣。
按照本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方式，所述裝置實施為用于構(gòu)成結(jié)構(gòu)化的纖維材料幅，并且配設(shè)結(jié)構(gòu)化的帶作為支承帶。相應(yīng)的裝置尤其適合于制造體積大的紙巾幅。
纖維材料幅優(yōu)選地與支承帶一同從所述裝置的成形器區(qū)域?qū)б翈綁赫C并通過帶式壓榨機。
所述裝置尤其包括成形器區(qū)域，在成形器區(qū)域中纖維材料幅構(gòu)造在優(yōu)選結(jié)構(gòu)化的支承帶上。
還優(yōu)選地在帶式壓榨機之后布置干燥區(qū)域，纖維材料幅和支承帶一同輸入該干燥區(qū)域。在此，這種干燥區(qū)域適宜地具有干燥滾筒、尤其楊基滾筒，并且優(yōu)選具有配屬于干燥滾筒的罩。
優(yōu)選的是，構(gòu)成其他壓榨區(qū)域的干燥滾筒配有配合元件，配合元件有利地包括靴式壓榨元件、尤其靴式壓榨輥和具有對應(yīng)的抽吸裝置、尤其抽吸輥子的配合元件，或者傳統(tǒng)的壓榨輥子。
優(yōu)選地，纖維材料幅在其他壓榨區(qū)域中從支承帶轉(zhuǎn)移至干燥滾筒上并且在干燥滾筒上繼續(xù)導(dǎo)引。
帶式壓榨機的壓榨帶設(shè)計用于盡可能高的拉應(yīng)力并且優(yōu)選用于≥30kn/m的拉應(yīng)力。
按照根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選的實際實施方式，作用在帶式壓榨機的壓榨帶上的拉應(yīng)力在約10kn/m至30kn/m的范圍內(nèi)。
尤其為了避免紙頁溜走(sheetstealing)，帶式壓榨機的壓榨帶的表面有利地具有帶纖維的纖維結(jié)構(gòu)，該纖維結(jié)構(gòu)具有≤44dtex、尤其≤17dtex和優(yōu)選≤11tex的線密度。
帶式壓榨機的可滲透壓榨帶優(yōu)選地具有大于20cfm、優(yōu)選大于60cfm和優(yōu)選大于100cfm的滲透能力，尤其透氣能力。
因為水流和空氣流必須穿透壓榨帶并且在壓榨帶中的停留時間是受限制的，所以壓榨帶的厚度應(yīng)盡可能地小。適宜的是，帶式壓榨機的壓榨帶具有≤4mm、尤其≤2.8mm和優(yōu)選≤1.9mm的厚度。
帶式壓榨機的配合輥子的配合元件的彎曲的表面的曲率半徑有利地≤0.6m并且優(yōu)選地在0.35m左右。若配設(shè)吹氣輥子作為帶式壓榨機的配合元件，則其直徑相應(yīng)地有利地≤1.2m并且優(yōu)選地在0.7m左右。憑借相應(yīng)地較小的曲率半徑或者直徑實現(xiàn)較高的離心力，其中實現(xiàn)相應(yīng)較高的脫水。
按照本發(fā)明的裝置因此尤其適于制造結(jié)構(gòu)化的體積大的紙巾幅，其中，所制造的纖維材料幅具有尤其大于70％未被壓榨的纖維，以及具有比先前所述裝置制造的纖維材料幅大兩倍或者大兩倍以上的厚度，和相應(yīng)地更大的體積以及相應(yīng)更大的吸水能力。按照本發(fā)明的裝置尤其即使在更高速度下也可以運行。此外，投入成本和能源成本比已知的裝置例如tad(throughairdrying)機器或者具有靴壓機的新月型成型器更小。
如上所述，按照本發(fā)明的帶式壓榨機之后可以布置具有干燥滾筒、尤其楊基滾筒的干燥區(qū)域。憑借所述帶式壓榨機尤其可以在使用非常小的、例如約0.85bar的壓榨壓力和憑借非常長的、例如約0.9m的壓榨壓區(qū)的條件下對尤其結(jié)構(gòu)化的纖維材料幅脫水，該壓榨壓區(qū)比傳統(tǒng)壓榨機長約15倍，傳統(tǒng)壓榨機例如具有長度為60mm的壓榨壓區(qū)并且在例如35bar下運行。
憑借按照本發(fā)明的裝置的帶式壓榨機例如可以實現(xiàn)從12％至30％范圍內(nèi)或者更高的干重含量。優(yōu)選地，纖維材料幅輸入具有≥30％的干重含量的干燥區(qū)域，以便纖維材料幅在干燥區(qū)域中進(jìn)一步干燥，該干燥區(qū)域包括干燥滾筒、尤其具有對應(yīng)干燥罩的楊基滾筒。
按照本發(fā)明的裝置可以以簡單的方式通過相應(yīng)改裝例如具有靴壓機的傳統(tǒng)造紙機獲得。
作為流體例如可以使用熱的干燥的空氣、蒸氣或者濕的熱的空氣。該流體可以用于加熱纖維材料幅和/或用于吸收來自纖維材料幅的水。
適宜的是，該流體可以至少部分地從配屬干燥區(qū)域的干燥滾筒的罩的罩排出氣中提取，由此相應(yīng)地進(jìn)一步降低能源消耗。
在成形器區(qū)域中，纖維材料幅優(yōu)選地形成在結(jié)構(gòu)化的支承帶上，憑借該支承帶使得纖維材料幅優(yōu)選地向帶式壓榨機轉(zhuǎn)運并且通過帶式壓榨機轉(zhuǎn)運至布置在帶式壓榨機之后的干燥區(qū)域中。在與干燥區(qū)域的干燥滾筒構(gòu)成的壓榨機中，僅壓榨結(jié)構(gòu)化的帶的凸起部，其中，纖維材料幅的纖維的70％至80％保持完全不被壓榨，總之這導(dǎo)致具有更大厚度和更高比體積的體積更大的纖維材料幅。
纖維材料幅例如也可以在雙篩成形器或者另一種成形器中構(gòu)成。此外，構(gòu)成的纖維材料幅也可以借助容納靴或者類似物轉(zhuǎn)移給結(jié)構(gòu)化的支承帶。
帶式壓榨機的設(shè)計用于高拉應(yīng)力的可滲透壓榨帶尤其可以是高壓帶、例如具有加固縫的或者帶縫入的纖維絨毛纖維(feltedbelt)的連續(xù)的螺旋式聯(lián)結(jié)的織物(reinforcedwirewithreinforcedseamorendlessspirallinkfabric)的加固的氈。
此外，即使在更高溫度下壓榨帶也應(yīng)該具有受限的延伸率，尤其流體是熱的并且在相關(guān)造紙機中存在有限的空間供使用。壓榨帶的加固的結(jié)構(gòu)可以具有編織式的或者非編織式的結(jié)構(gòu)，這要根據(jù)在拉應(yīng)力和溫度方面所要求的條件而定。
為了使壓榨帶有足夠的抗拉強度，壓榨帶的材料尤其可以包含不同的聚合物(優(yōu)選pet、pa和pu或者其他聚合物例如凱夫拉)。為了產(chǎn)生壓榨帶的相關(guān)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，所使用的材料也可以包含雙組分類型的組分(componentswithbicocharacter)。雙組分纖維(bi-componenten纖維)本身在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。有利的是，這種雙組分纖維和/或紗線用于壓榨帶的制造，不僅用于支承結(jié)構(gòu)，而且也用于壓榨帶的至少接觸紙的表面的構(gòu)造。雙組分纖維和/或紗線包括兩個材料組分。第一材料組分構(gòu)成纖維或者紗線的芯，第二材料組分包圍或者包套第一材料組分。由此可以在纖維或者紗線中結(jié)合兩個材料組分的不同性質(zhì)。通過為制造壓榨板使用雙組分纖維或者紗線因此例如可以實現(xiàn)高抗拉強度，同時實現(xiàn)與相鄰纖維或者紗線和/或支承結(jié)構(gòu)的良好的粘接性質(zhì)。
為了避免材料輸入(例如廢紙)過多，也可以想到壓榨帶的不具有纖維的帶結(jié)構(gòu)，以此也易于濕度處理，并且避免結(jié)構(gòu)的快速臟污。在此，例如在鑄造帶時和/或通過塑料或者其他材料熔融和/或通過去除材料的方法例如憑借激光或者水射流技術(shù)產(chǎn)生壓榨帶的尤其接觸側(cè)面的表面結(jié)構(gòu)。在此的優(yōu)點在于，可以制造幾乎能任意構(gòu)造的表面結(jié)構(gòu)。滲透性例如可以在鑄造帶時和/或通過去除材料的方法例如憑借激光或者水射流技術(shù)產(chǎn)生。
在帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)中產(chǎn)生的壓榨力p由拉應(yīng)力t除以帶式壓榨機的配合元件的曲率半徑或者配設(shè)為配合元件的吹氣輥子的半徑r而算出。以此例如在拉應(yīng)力為30kn/m并且吹氣輥子的直徑為0.7m的情況下得到作用在由纖維材料幅和支承帶構(gòu)成的夾層結(jié)構(gòu)上的壓榨力為0.85bar。
必要時配設(shè)的纖維墊或者壓榨帶的纖維絨毛以及通過壓榨帶作用的壓榨力保證實現(xiàn)與纖維材料幅的緊密接觸，由此明顯改進(jìn)毛細(xì)式脫水。此外，在通過吹氣裝置沿與離心力相同的方向的流體施加之后可以實現(xiàn)更高的幅面運行速度。憑借配合元件的彎曲表面的相應(yīng)小的曲率半徑或者構(gòu)成配合元件的吹氣輥子的相應(yīng)小的直徑得到更高的離心力，由此進(jìn)一步提升脫水。
在按照本發(fā)明的裝置中，在帶式壓榨機中的脫水因此從配合元件的彎曲表面開始向壓榨帶的方向首先通過多孔的支承帶，接著通過纖維材料幅進(jìn)行。尤其結(jié)構(gòu)化的滲透的支承帶近似干燥地在配合元件的側(cè)面上運行通過帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)，以此相較于在配合元件的側(cè)面上的氈得到明顯更少的返潮。
在帶式壓榨機之后，纖維材料幅保留在結(jié)構(gòu)化的支承帶上而不在配設(shè)氈料的壓榨帶上，因為纖維材料幅的纖維位于結(jié)構(gòu)化的支承帶的凹陷部中。
雖然在帶式壓榨機中通過壓榨帶產(chǎn)生的壓榨力較小，例如0.85bar，然而憑借這種帶式壓榨機可實現(xiàn)的干重含量比沒有帶式壓榨機和帶有一般氈結(jié)構(gòu)的支承帶高7％，比沒有帶式壓榨機和帶有結(jié)構(gòu)化的帶結(jié)構(gòu)的支承帶高12％。
在按照本發(fā)明的裝置中，帶式壓榨機的壓榨壓區(qū)尤其具有≥700mm的長度。憑借使用熱空氣和/或蒸氣進(jìn)一步提高可實現(xiàn)的干重含量。
在干燥區(qū)域中僅壓榨支承帶的凸起部。與干燥滾筒一起構(gòu)造的壓榨機僅用于纖維材料幅的繼續(xù)運輸而不是用于提高干重含量。以此在帶式壓榨機的出口處應(yīng)當(dāng)達(dá)到至少30％的干重含量，這相當(dāng)于緊鄰與干燥區(qū)域的干燥滾筒一起構(gòu)造的壓榨機之后的干重含量。以此可以借助干燥滾筒和與其對應(yīng)的干燥罩進(jìn)一步干燥纖維材料幅，而不會形成鼓包并且在運行能力性或者機器通用性方面不產(chǎn)生問題。
下面根據(jù)實施例參照附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。唯一的附圖中示出按照本發(fā)明的用于纖維材料幅脫水的裝置的示例性實施方式的示意圖。
唯一的圖1示出用于纖維材料幅12脫水的裝置10，該裝置尤其用作用于制造體積大的紙巾幅的機器。
裝置10或者機器包括帶式壓榨機14，帶式壓榨機包括沿幅面運行方向l延長的壓榨壓區(qū)16，壓榨壓區(qū)16形成在可滲透的壓榨帶18和配合元件20的至少部分地被壓榨帶18圍繞的彎曲的表面之間。
在此，纖維材料幅12與可滲透的支承帶22一同被導(dǎo)引通過帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16。此外配設(shè)有器件，用于向帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16的至少局部區(qū)域施加流體，使得該流體流動穿過支承帶22和纖維材料幅12。
流體施加器件包括吹氣裝置，吹氣裝置布置和實施為，使得流體從帶式壓榨機14的配合元件20的彎曲的表面流向帶式壓榨機1的壓榨帶18。由此在帶式壓榨機14的配合元件20的側(cè)面得到吹氣區(qū)域24，該吹氣區(qū)域24沿帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16的至少局部區(qū)域延伸。
吹氣裝置例如可以包括配屬于帶式壓榨機14的配合元件的吹氣箱。
在此實施形式中，帶式壓榨機14的配合元件20例如包括吹氣輥子。
纖維材料幅12位于支承帶22和壓榨帶18之間地導(dǎo)引通過帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16。在此，與支承帶22一同被導(dǎo)引通過帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16的纖維材料幅12接觸壓榨帶18，支承帶22接觸帶式壓榨機14的配合元件20。
向帶式壓榨機14的壓榨壓區(qū)16的至少一個局部區(qū)域施加的流體尤其可以包含熱的、濕的空氣和/或蒸氣。
裝置10在實施形式中設(shè)計用于構(gòu)成結(jié)構(gòu)化的纖維材料幅12。為此配設(shè)結(jié)構(gòu)化的帶作為支承帶22。
纖維材料幅12與支承帶22一同從成形器區(qū)域26導(dǎo)引至帶式壓榨機14并通過帶式壓榨機。在此，在所示情況中配設(shè)成形器區(qū)域26，在成形器區(qū)域26中纖維材料幅12構(gòu)造在結(jié)構(gòu)化的可滲透的支承帶22上。支承帶22與成形器帶28一同在構(gòu)成被施加來自流漿箱30的纖維懸浮液的進(jìn)入縫隙32的條件下圍繞成形器元件34、在此為成形器輥子導(dǎo)引。在成形器元件34之后，成形器帶28再次與纖維材料幅12和支承帶22分離，纖維材料幅12與支承帶一起繼續(xù)導(dǎo)引。
干燥區(qū)域36布置在帶式壓榨機14之后，纖維材料幅12與支承帶22一起輸入干燥區(qū)域36。干燥區(qū)域36包括干燥滾筒38、在此例如為楊基滾筒，還具有配屬于干燥滾筒38的罩40。通過罩可以向圍繞干燥滾筒38導(dǎo)引的纖維材料幅施加熱流體、尤其熱空氣。
在此，為構(gòu)成至少基本上僅用于把纖維材料幅12從支承帶22向干燥滾筒38轉(zhuǎn)移的其他壓榨區(qū)域42，干燥滾筒38配有配合元件44，在此實施形式中，配合元件是靴式壓榨輥。
如上所述地，纖維材料幅12在其他壓榨區(qū)域42的區(qū)域中從支承帶22向干燥滾筒38轉(zhuǎn)移并且在干燥滾筒38上繼續(xù)導(dǎo)引。然后，在包括帶有對應(yīng)罩的干燥滾筒38的干燥區(qū)域36中進(jìn)一步干燥纖維材料幅12。
帶式壓榨機14的壓榨帶尤其可以設(shè)計用于≥30kn/m的拉應(yīng)力。在運行中在壓榨帶18上尤其可以作用一個在約10kn/m至約30kn/m的范圍內(nèi)的拉應(yīng)力。
帶式壓榨機14的配合元件20的彎曲表面的曲率半徑尤其可以≤0.6m并且優(yōu)選地在0.35m左右。
緊鄰帶式壓榨機14前纖維材料幅12例如可以具有10％的干重含量(tg)，緊鄰帶式壓榨機14后以及緊鄰僅用于把纖維材料幅12向干燥滾筒38上轉(zhuǎn)運的、其他的壓榨區(qū)域42之后尤其具有≥30％的干重含量。
轉(zhuǎn)移給干燥滾筒38的纖維材料幅12尤其可以包含在約70至約80％之間的未壓榨的纖維。
附圖標(biāo)記列表
10裝置
12纖維材料幅
14帶式壓榨機
16延長的壓榨壓區(qū)
18可滲透的壓榨帶
20配合元件
22可滲透的結(jié)構(gòu)化的支承帶
24吹氣區(qū)域
26成形器區(qū)域
28成形帶
30流漿箱
32進(jìn)入縫隙
34成形器元件
36干燥區(qū)域
38干燥滾筒
40罩
42其他的壓榨區(qū)域
44配合元件
l幅面運行方向