CN100398283C - 用于纤维产品干成型的纤维分布装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于纤维材料毡片干成型的成型箱，所述成型箱包括：壳体，其具有敞口底部以便为纤维提供到下面的成型线及所述成型线之下的真空箱上的直接通路；入口，用于将纤维材料供应到所述壳体的内部中；在所述壳体中的所述纤维入口和所述壳体底部之间提供有成两排的若干刺辊，其中，在所述壳体内提供有循环带筛机，其具有两排刺辊之间的上行程和距所述成型箱的敞口底部较近的下行程。在两排刺辊和所述成型箱的下部之间行进的所述循环带筛机保证了所述纤维的均匀分布，正是因为纤维团或超尺寸的纤维被阻止了向下沉降到所述成型线且保留在所述成型箱中的带筛机上，并且从所述成型箱的下部运走并返回到所述刺辊以便进一步碎裂。在根据本发明的成型箱中，将循环带筛机用作筛或纤维筛是自清洁的，这是因为超尺寸的纤维被保留在所述循环带筛机的下行程的上侧，并且由于在所述成型箱和成型线之下的真空，在所述循环带筛机的上行程的下侧得以释放。

Description

用于纤维产品干成型的纤维分布装置和方法

技术领域

本发明涉及用于纤维材料毡片干成型的成型箱，所述成型箱包括：壳体，其具有敞口底部以便为纤维提供到下面的成型线(forming wire)和所述成型线之下的真空箱上的直接通路；至少一个入口，用于将纤维材料供应到所述壳体的内部中；在所述壳体中的所述纤维入口和所述壳体底部之间设置成至少两排的若干刺辊(spike roller)。

背景技术

从EP 0 159 618 A1得知一此类装置。其中所述装置的成型箱最经常地是整个造纸厂的组成部分，其构成对工厂能力的实质限制。

将纤维吹入成型头或成型箱，从此处，将所述纤维分布到下面的成型线上。在成型线之下设置真空箱以便将纤维拉到成型线上。为将纤维置于成型线上，成型箱设置有具有若干开口的底网或筛。为确保纤维经由成型箱底部的通道，建议使用翼、辊或其他刮或刷的装置，其以主动方式从成型箱底部的筛除去纤维。尽管这种机械装置的确提供了能力的增加，但多年以来仍尝试进一步提高能力。

在成型箱底部的网或筛中的开口的尺寸由将分布到成型线上的纤维来决定。这对于包括吸收产品，如餐巾的纸产品的制造中纤维素纤维的使用尤其重要。因而，存在对使用的纤维长度的限制。实际中，发现不可能使用具有大于18mm的长度的纤维。这还导致对在此种工厂可制造的非织产品的种类的限制。

从US6,233,787 B1得知一具有敞口底部，即无底网或筛的成型箱。纤维的分布由若干旋转刺滚轮来执行，并且根据于该文件中公开的成型箱，刺被安排成对抗来自下面的真空箱的抽吸作用而部分地阻止纤维。在成型箱内由单纤维形成的纤维云团被撕裂并混在气流中，其通过应用旋转刺辊而向下转移到下面的线上。这显著增加了成型装置的能力。

然而，纤维团可能通过了刺辊而未由刺撕得足够开。这导致在成型线上纤维的不均匀分布。

发明内容

本发明的目的是提供纤维分布器，其确保在干成型装置中的成型线上的纤维的均匀分布而无损于纤维分布器的能力。此外，目的是提供操作中可靠并且允许在检修或维护之间有较长时间的纤维分布器。

这些目的由初始提及的种类的成型箱实现，其中设置了循环带筛机，具有沿着至少一排刺辊的上行程和距成型箱的敞口底部较近的下行程。

通过根据本发明的成型箱，实现了纤维的高效碎裂，并且通过成型箱获得了成型线上的纤维的均匀分布而不降低纤维分布器的能力。循环带筛机具有上行程，其紧邻于一排刺辊以上和/或以下而行进，即例如在两排刺辊之间，并具有在成型箱下部的下行程。这保证了所述纤维的均匀分布，正是因为纤维团或超尺寸的纤维被阻止了向下放到所述成型线上且保留在所述成型箱中的带筛机上，并且从所述成型箱的下部运走，并返回到所述刺辊以便进一步碎裂。在根据本发明的成型箱中，循环带筛机设置了自清洁的筛或纤维筛机部件，这是因为超尺寸的纤维被保留在所述循环带筛机的下行程的上侧，并由于在所述成型箱和成型线之下的真空，被释放于所述循环带筛机的上行程的下侧。

在优选实施例中，两排刺辊被设置于所述带筛机的上行程的每侧。从而，可在由带筛机筛选之前提供对所供应的纤维的初始碎裂，并在该首次筛选之后提供进一步的碎裂。

在一个优选实施例中，将紧邻于所述带筛机的上行程以下的排中的所述刺辊设置成在所述带筛机的上行程的行进方向上、在其旋转轴和所述带筛机之间具有减小的距离。从而，随着保留在带筛机的下行程上的纤维团或纤维簇返回到带筛机的上部来再处理，这些保留的纤维得以逐渐再碎裂。通过以对返回的纤维的“过程”处理开始，并然后逐渐减小带筛机和各个刺辊之间的间隙的尺寸，确保了返回的纤维团被碎裂，并且不被压缩并拉过两个相邻刺辊之间的间隙。从而实现了较好的碎裂。

为实现进一步的纤维的碎裂和因而较均匀的分布，另外两排刺辊可设置在带筛机的下行程的每侧。

在本发明的一个实施例中，沿着所述带筛机的至少一个竖直行程设置刺辊。从而，在返回路径的期间，沿带筛机被拉的纤维也可得到再处理，并且/或者可由沿带筛机的垂直路径设置的刺辊来清洁带筛机。

在本发明的一个实施例中，带筛机在相对于所述成型线的行进方向的下游方向延伸到所述壳体以外。从而，可实现对带筛机的额外清洁效果而不干扰成型过程，这依赖于所使用的纤维类型。这对于一些类型的产品可能是有利的。替选地，带筛机设置在所述壳体内。

纤维材料的纤维可以是天然纤维，如纤维素纤维，合成纤维或任何其组合，以及任何可能种类的颗粒材料。

可以在与下面的成型线相同或相反的下行程运动方向上驱动带筛机。从而，可获得纤维的不同沉降成型体(laying formation)以便形成具有特定所需表面图案的纤维板。

此外，带筛机可以连续驱动，如以恒定速度，或间歇驱动。这些不同的成型箱操作模式也允许成型线上的不同纤维成型体图案。

在本发明第一实施例中，另外两排刺辊设置于所述带筛机的下行程的每侧。从而，使得可获得提供对纤维或纤维团的额外碎裂的可能性，这对于一些应用可能是有利的。

优选地，带筛机设置有成预定图案的网格开口。在一个实施例中，带筛机可以是具有预定网开口的线网。在另一实施例中，带筛机具有横向取向的其间具有开口的网格部件。

在本发明的一个实施例中，带筛机的下行程紧邻于所述成型线之上，从而使所述带筛机与空气沉降(air laid)于所述成型线上的纤维成型体的上侧接触。从而，在成型箱的底部开口中的一些区域中真空被阻隔，并可获得所沉降产品的预定表面结构。这些真空阻隔的区域由带筛机的筛图案确定。

附图说明

以下，参照附图更详细地说明本发明，其中：

图1示出根据本发明第一实施例的成型箱的示意透视图；

图2示出根据本发明第一实施例的成型箱的示意侧视图；

图3示出图2中所示成型箱的详细视图；

图4示出根据本发明第二实施例的成型箱的详细视图；

图5示出根据本发明第三实施例的成型箱的详细侧视图；以及

图6示出图3示出的成型箱的另一实施例。

具体实施方式

图1和图2中，示出根据本发明第一实施例的成型箱。成型箱包括壳体1，纤维3从入口2供应到其中。成型箱位于成型线4以上，因成型线4之下的真空箱5而使纤维3空气沉降到成型线4上以在干成型过程中形成纤维板6。图1中，示出成型箱在壳体中具有可见的内部元件。然而，应认识到壳体壁可以由透明或不透明材料制成。

纤维板6可以由以下天然纤维制成，或至少包括以下天然纤维，如纤维素纤维，动物毛发，来自亚麻、大麻、黄麻、苎麻、剑麻、棉、木棉、玻璃、石料、旧新闻纸、象草、泥炭藓、海草、棕榈纤维的纤维，等等。这些纤维具有在很多应用中可能有用的某种绝缘能力。纤维板6还可由以下合成纤维制成，或至少包括以下合成纤维，如聚酰胺、聚酯、聚丙烯酸(酯)、聚丙烯、双组分或蛭石纤维，等等，以及任何种类的颗粒材料。具有此种合成纤维的纤维板可用于提供具有某些特性的纤维产品，如吸收剂产品。此外，可以用阻燃剂来预处理纤维，或者将阻燃剂直接设置到吹入成型箱的纤维混合物中。

纤维3经由入口2吹入成型箱的壳体1中。在成型箱内，若干刺辊7被设置成一或多排，如，四排刺辊71、72、73、74，如图1和2所示。在壳体中，还设置了循环带筛机8。此循环带筛机8设置有传送路径，包括上行程85，带筛机8在向下方向上移动的竖直段88，带筛机8与下面的成型线5基本平行地行进的下行程86，以及向上取向的行程87，如图3所示。

设置至少一排刺辊71与带筛机8的上行程85相邻。在示出的实施例中，在壳体1的不同水平上设置了上部的两排刺辊71、72和下部的两排刺辊73、74。带筛机被安排有上部两排刺辊71、72之间的上行程路径85，以及下部两排刺辊73、74之间的下行程路径86。可将成团的纤维3供入壳体1中。然后刺辊7将纤维3的团碎裂或破碎，以便确保纤维3在形成于成型箱5上的产品6中的均匀分布。当纤维在成型箱中被向下抽吸时，纤维通过第一排中的刺辊71，然后是带筛机8，并且通过第二排的刺辊72。在带筛机8的下行程86中，超尺寸的纤维保留在带筛机8上，并返回到成型箱的上部以便进一步碎裂。所保留的纤维被捕捉于带筛机8的下行程86的顶部，其然后变成上行程85的下表面，并且纤维被吸离带筛机8，并由刺辊将纤维团再一次破碎。

如图3所示，紧邻于带筛机8的上行程85之下的刺辊排72是斜的。排72接收从以下的保留所返回的保留的“超尺寸”纤维。为确保在排72中高效地破碎纤维3，排72中的第一刺辊72′、72″、72″′、72″″以刺辊72′、72″、72″′、72″″的旋转轴与带筛机8的上行程85之间的不同距离来设置。排中的第一刺辊72′设置成具有最大距离，并且随后的刺辊72″、72″′和72″″逐渐以较近的距离设置，因而使返回的超尺寸的纤维团中的纤维得以柔和地“剥”除，由此确保所述团破碎和碎裂，而不是被吸离和拖离带筛机以及相邻两个刺辊之间。

循环带筛机8包括以预定图案设置的封闭部分81和开口部分82。替选地，带筛机8可以是线网。如图4所示，借助带筛机8的开口82和封闭81的特定图案，通过将带筛机8的下行程86安排成使其与沉降于成型线4上的纤维的顶表面接触，可在通过干成型过程形成的纤维板6上获得预定表面图案。

图5中，示出成型箱中的带筛机8的另一实施例。根据此实施例，带筛机8由保留纤维的可枢转元件81制成。通过在开位81′和闭/平位81″之间枢转元件81，可改变元件之间的开口。从而，可在带筛机8的上行程路径上获得“过程”筛功能，以及在底部行程路径上获得“精细”筛。

如图4所示，可沿将其带到壳体1外的路径引导带筛机8，如参考9所示。这允许了安装用于清洁带筛机的清洁装置而不中断成型过程的可能性。真空箱在下游方向上延伸到成型箱以外。从而，可将松的纤维沉降在所形成的纤维板的顶表面上的精整层(finishing layer)中。

在竖直取向的行进路径87、88中，可设置相邻于带筛机的一或多个刺辊(未示出)以便将使带筛机上的纤维变松。可根据将由成型箱空气沉降的纤维的种类来选择刺辊的配置。

如图6所示，成型箱的底部可设置有筛11，并且带筛机8可相应地设置有刷装置(未示出)，用于除去保留的纤维。从而，可另外将所述带用于清洁底筛。刷装置可以是提供用于将纤维从带筛机的下行程路径的上侧扫除的部件。替选地，或组合地，带筛机可设置有用于生成搅起筛上保留的纤维的湍动气流的装置。以此方式，带有底筛的成型箱可设置有用于底筛的清洁设施，并且所述带可另外用于防止筛被堵塞。

在上述实施例中，示出入口位于带筛机和刺辊以上。然而，应理解可将入口设置在带筛机的上行程以下，并且/或者可设置多个入口，例如用于将不同类型的纤维供应到成型箱。于是刺辊，以及带筛机将协助在成型箱内混合纤维。

在另一实施例中，颗粒或另一类型的纤维可在纤维入口2以上供应到成型箱中，并在成型箱内与相邻于入口开口的纤维混合。这样的颗粒被分开供应到成型箱，因为其必须以单独的(较高的)气流速度来运送。所述颗粒可包括蛭石、橡胶、塑料、玻璃纤维、石毛等等。颗粒还可包括金属纤维，如铝或黄铜，钢，等等。

以上参照一些优选实施例说明了本发明。然而，应理解可提供很多变化和等效例而不脱离本发明的范围。

Claims (28)

1.一种用于纤维材料毡片干成型的成型箱，所述成型箱包括：

壳体，其具有敞口底部以便为纤维提供到下面的成型线和所述成型线之下的真空箱上的直接通路；

至少一个入口，用于将纤维材料供应到所述壳体的内部中；

许多刺辊成至少一排设置在所述壳体中的所述纤维入口和所述壳体底部之间；

其特征在于：

设置有循环带筛机，其具有与所述至少一排刺辊相邻的上行程以及距所述成型箱的敞口底部较近的下行程。

2.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机以与所述下面的成型线相同的下行程运动方向驱动。

3.如权利要求1或2所述的成型箱，其中所述带筛机连续驱动。

4.如权利要求3所述的成型箱，其中所述带筛机以恒定速度驱动。

5.如权利要求1或2所述的成型箱，其中所述带筛机间歇驱动。

6.如权利要求1所述的成型箱，其中在所述带筛机的上行程以下的排中的刺辊设置成在所述带筛机的上行程的行进方向上，在其旋转轴和所述带筛机之间具有减小的距离。

7.如权利要求1所述的成型箱，其中两排刺辊设置于所述带筛机的上行程的每侧。

8.如权利要求1所述的成型箱，其中另外两排刺辊设置于所述带筛机的下行程的每侧。

9.如权利要求1所述的成型箱，其中沿所述带筛机的至少一个竖直行程设置刺辊。

10.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机在相对于所述成型线的行进方向的下游方向上延伸到所述壳体以外。

11.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机设置于所述壳体内。

12.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机设置有成预定图案的网格开口。

13.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机是具有预定网开口的线网。

14.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机具有之间有开口的横向取向的网格部件。

15.如权利要求1所述的成型箱，其中所述带筛机的下行程紧邻于所述成型线之上，使得所述带筛机与空气沉降于所述成型线上的纤维成型体的上侧接触。

16.如权利要求1所述的成型箱，其中所述成型箱设置有底筛，并且所述带筛机被设置成使其下行程紧邻于所述筛之上并与所述筛平行，并且所述带筛机提供有筛清洁装置。

17.如权利要求1所述的成型箱，其中在所述纤维入口以上设置有单独的材料入口，并且经由所述单独的材料入口供应颗粒材料或第二类型的纤维材料，使得该第二材料供应与经由所述纤维入口供应的纤维混合。

18.一种用于纤维材料毡片干成型的方法，包括以下步骤：

将纤维材料充入成型箱中，所述成型箱具有位于成型线以上的敞口底部，以便在所述成型线上形成纤维毡片，所述成型箱具有多个纤维分离辊，用于分离纤维簇；

在纤维分离辊以下和所述成型线以上的循环带的下行程上捕捉纤维簇；以及

将所述循环带上所捕捉的纤维簇运送到上行程中的纤维分离辊以上以使所捕捉的簇能从所述带释放并且与所述辊接触并由其分开。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述循环带包括多个其间具有可调开口的机械构件，所述方法包括以下步骤：使所述下行程的开口变窄以及使所述上行程的开口变宽。

20.如权利要求18或19所述的方法，包括以下步骤：当所述纤维毡片成型时，使所述循环带与所述毡片的上表面接触。

21.如权利要求18所述的方法，包括以下步骤：从所述带清除所述纤维材料。

22.如权利要求18所述的方法，包括以下步骤：引导所述循环带出入所述成型箱。

23.如权利要求18所述的方法，包括以下步骤：当所述带在所述成型箱外时，从所述带清除所述纤维材料。

24.如权利要求18所述的方法，包括以下步骤：以同一方向移动所述成型线和所述循环带的下行程。

25.如权利要求18所述的方法，其中所述成型箱包括一排纤维分离辊，其具有旋转轴并位于所述循环带的上行程以下，所述方法包括以下步骤：在所述上行程的行进方向上减小辊轴和所述上行程之间的距离。

26.如权利要求18所述的方法，其中在一纤维入口以上设置有单独的材料入口，并且经由所述单独的材料入口供应颗粒材料或第二类型的纤维材料，使得该第二材料供应与经由所述纤维入口供应的纤维混合。

27.如权利要求18所述的方法，其中所供应的颗粒从包括以下材料的组中选择：蛭石，橡胶，塑料，玻璃纤维，石毛。

28.如权利要求18所述的方法，其中所供应的颗粒是金属颗粒或金属纤维。

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