CN1006916B - 电磁式宽压区压榨机 - Google Patents

Abstract

造纸机械用的宽压区压榨机等，紧邻其压区配置有电磁铁以建立或增大此压区的压力或负荷。此类电磁铁有宽广的面积，在整个压区的两共形对峙侧之间形成一集中的磁场，消除了在磁性压榨机中以往所遇到的间隙问题。用非磁性皮带将湿纸幅输送过脱水压榨机的压区，而以干纸幅的压光机使此纸幅直接贴合一压光辊，将纸幅输送过压区。

Description

本发明涉及到一种用于造纸机械等的宽压区压榨工艺，采用的电磁铁体具有大面积的铁心面，其大小程度至少在此压区的一侧与此宽压区的面积相当，该压区维持着通过一对峙的共形顺磁性压轧件之集中磁场，用以对输过此压区的纸幅有效地建立或加大其压区负荷。本发明特别涉及到这样的宽压区压榨机，它在压区的一侧或两侧具有电磁铁体。而其铁心界定出宽面积的极靴，吸引着对峙的共形磁性压轧件使其间的磁力线缝隙最小化，用以提高引力而对输过此压区的纸幅等建立或增大其压区负荷。

造纸机用的宽压区压榨工艺已是公知的，例如有布斯克尔（Busker）等在美国专利3738225（1973、7、24公布），以及贾斯特斯（Justus）在美国专利3783097（1974、1、1公布）中所披露的内容。在这两个专利中，用不渗透性的皮带将纸幅输送过由水力加载的靴形件或板状件所形成之宽压区。还知道有带电磁铁体的辊式压榨机，它的一个辊子吸引着对峙的那个辊子来产生压区负荷，例如麦克伦拉撒（Mcclenthan）在美国专利3456582（1969、7、22公布）中所披露的。在此类磁性压制机中仅设有一线压区，而在磁铁体与对峙辊子间的宽缝则是由罩住此电磁铁的辊子厚度，以及此线缝压区进出口处的聚风与散风空间所决定。这类宽缝隙大大地降低了此电磁铁体在形成压区负荷中的有效性。

为此，采用具有大面积的巨型铁芯之电磁体，令其紧邻一对峙的磁铁体以使其间缝隙最小化，用以保持一形成所需压区负荷的宽广强磁场，这种在宽压区的压制机中形成压区压力或压区负荷的方法，应该成为本工艺的一项改进。

按照本发明，借以下方式构成了纸一类纤维幅脱水或压光用的宽压区：在纤维幅的一侧由磁力吸引一宽的盖瓦件，而在此纤维幅的相对侧则有一宽的共形顺磁件，后者可取一辊子或压力瓦形式。磁铁心的大小与宽压区的面积相当，形成着或密切地支承此种压力瓦，发展成通过整个压区面积的一集中磁场。此磁力线仅仅行经一最短路径而到达对峙的压轧件。纸幅由一不渗透性的皮带传送过压区，并可在脱水压制装置中于其一面或两面复盖上吸水毛毯，或直接同压光装置中的硬质精轧辊贴合。在纸幅一侧的压区成形部件，可以在激励的电磁铁所形成的磁力线之影响下而移位。这样，在具有电磁铁盖瓦和辊的设备中，瓦或辊中有一个是可移动的，而在纸幅的两侧均有电磁铁的设备中，则这两个电磁铁的全部或一个是可以移动的。

本发明的一个特征是，使磁力线所须通过的缝隙最小化来确立此压区负荷。为此，以电磁铁形成压力瓦，使此磁通量在到达纸幅相对侧面上顺磁压区形成件之前，不必要通过辊子的周围。这一压力瓦和所对峙的形成件具有同等宽度的大面积，提高和集中着磁感，更有效地将此宽面积的压区两侧拉引在一起。

本发明的另一个特征是，沿着压区的长度设置了专门的电磁铁心，以补偿由于有关部件的弯沉与不均匀的膨胀等而导致压区负荷的任何不规则性。

本发明还有一个特征是，为上述的电磁铁心设置了专门的线圈，适合进行单独的激励以便沿压区的长度来控制负荷。

为此，本发明之一个目的，在于为造纸机等提供宽压区的压榨机，其中的压区负荷是由大面积的电磁铁盖瓦建立或增强的。

本发明之第二个目的，在于为造纸机械提供脱水压榨机和压光机，使之具有传磁吸引来建立压区负荷的宽延的磁性压区。

本发明之第三个目的在于提供一种压榨辊组件，它有一个电磁电激励的盖瓦，构成了一个带一共同运行的磁性辊的宽压区，并使此电磁铁与磁性辊之间具有最小的缝隙。

本发明之第四个目的在于为造纸机械提供一宽压区的压榨机，其中的大面积压区是由对置的电磁铁形成，后者提高了对置的刚性压轧件的磁耦合力。

本发明之第五个目的在于提供一电磁铁的宽压区之压榨机，其中的压力负荷是由对置的形状相似的大面积刚性压轧件之间集中的磁力线所构成的。

本发明的另一些目的和其他特征，对于熟知本工艺的人们说来，将通过下面以举例方式来表明本发明之几个最佳实施例的所附图表之详细描述，而得以明白。

图1是本发明的一种宽压区压榨机的示意性侧视图，在压区的一侧有一可移动的电磁铁，而在其相对侧有一固定轴线的铁磁体辊;

图2是本发明的一种宽压区压榨机的示意性侧视图，在压区的一侧有一固定的电磁铁，而在其相对侧有一可移动轴线的电磁铁辊;

图3是本发明的具有一通风压区之宽压区双毛毯压榨机的示意性侧视图;

图4是本发明的一种宽压区压榨机的示意性侧视图，在压区的两侧有电磁铁;

图5是本发明的一种宽压区压光机型压榨机的示意性侧视图;

图6是用于本发明之压榨机的一种可移动型电磁铁瓦组件的等比例图;

图7是用于本发明之压榨机的另一种形式之电磁铁心的等比例图;

图8是用于本发明之压榨机的电磁铁瓦的示意性纵视图，此瓦状件有一批分别由线圈激励的铁心，并且有扩张的铁心头以适应各个线圈的盘绕;

图9是沿图8的Ⅸ-Ⅸ线的端视图;

图10是沿图3的Ⅹ-Ⅹ线的横截面图;

图11是沿图3的Ⅺ-Ⅺ线的横截面图;

图12是本发明的多段式宽压区压制机的示意性侧视图;

图13是在本发明的压制机中，用于使升温最小化的一种迭层结构辊的示意性纵截面图;

图14是一曲线图，示明了压区加荷与电磁铁激励的函数关系，并说明着磁耦合力随着电磁铁心与对峙的磁性件之间缝隙的减小而加大。

图1中的宽压区压榨机组件10在宽压区N的底侧上有一电磁铁11，而在此压区的相对侧上有一铁磁性顶辊12。不渗透性的皮带13围绕着一组辊14排成一个开环，这组辊中之一如M处所示的可以被驱动，而另一个如B处所示的可以向一方倾斜以紧固此皮带。外辊15引导此皮带沿其路径运行，并在其上行时通过压区。多孔质毛毯16绕过一组辊17，经上述压区，并在其通过此压区时顶住纸幅W的底面。铁磁性辊12围绕一固定水平轴18旋转。电磁铁11以可滑动的方式安装于一个顶端敞开、类槽型的固定罩19内，而此电磁铁的端面则复盖以拱形的非磁性薄盖瓦20，后者最好由不锈钢板制成。此非磁性瓦20可滑动地支托着不渗透性的皮带13，并由一喷射管21在压区N的入口处将润滑液体喷射到瓦20与带13之间。

如图6所示，电磁铁11是由一批铁的或磁钢的心片22以并排 的关系构成。心片22呈矩形，有一平底23、平的平行侧边24以及一沿横向上凸的凸顶25。心片22具有平整的面26，如图所示，适合以并排的关系作可滑性的匹配。

每个心片22还有一对并排间隔开的敞口槽27横延过心片的两相对面26之间。这些槽的终端在每一心片的底部23之上。如图中所示，有一电磁线圈28绕过槽27，端接于每一心片的顶端25之下，越过尾端的心片外延。

这些心片的有槽凸顶部25复盖以薄的非磁性瓦20，后者弯贴于心片的顶上，并有向下弯转的唇29延伸超越过此心片的侧边24，使得不渗透性的皮带13可以被平滑地导引入压区N或自其中引出。

顶端敞开的类槽形罩19固定在并延伸过皮带13的环内之压榨部件10的整个长度上。电磁铁11垂直地在此罩内滑动，而磁心片的侧壁24则是可滑动地由此罩子的侧壁导引，并由密封件30与此罩形成密封。

在心片22的底23与该罩底之间设有一密封室（31），而这一密封室可容纳在压力源32之压力下的水流，迫使电磁铁11及其盖20从罩子19上升、以确立压区N的初始载荷。也可采用其他一些升举电磁铁11的装置，如螺旋杆或弹簧等，使盖子20顶住不渗透性的皮带而为压区确立初始负荷。

线圈28由发电机G或类似的功率源通电，经电阻体R控制电流的幅度，使电磁铁受感激发而形成一有控制的磁通量，牵引着此可滑动的电磁铁及其盖瓦20而朝向磁性辊12，由此建立起所要求的压区负荷。由于盖片20是支承在心片22之上且由于这些心片相对地说是可滑动的，故可使压区的轮廓因沿弯、热膨胀等造成的不规则性 均衡低消，而这些心片将在压区的整个长度上保持均匀的负荷。

在图2的宽压区压榨机10a中，与压榨机10中所述部分相当的部分已用相同的参考数号标明。不过在压榨机10a中，铁磁性上辊不是安装在图1实施例的固定轴线18之上，而是架设在由摇臂40载承的轴承所支持的一轴线18a之上，此摇臂40围绕中心41作枢轴运动并由一液压缸或气缸42驱动。此上辊12此时即相对于压区N升降。

电磁铁11a不再是可在19那种支架内移动，而是固定地安装在支架19a之上。

如图7所示，电磁铁11a有单一的心片43，后者有一居中的敞开槽44接纳着电磁铁线圈45的引线。这样，线圈45仅仅包封住心片43的一侧而有一引线处于槽44中，而另一引线则缠绕到此心片的外侧面。此线圈的上端处于该心片的有槽凸顶46之下，而盖瓦20则托盛在有槽的顶46之上。

压榨机10a中压区N的初始负荷是按下述方法施加的，即起动气缸42去引拉摇臂40的端部，迫使轴18a的轴承下降到压区而与盖瓦20关联。所需要的压区压力这时通过激励线圈45来建立，即形成这样的磁通量吸引着铁磁性辊12至心子43而建立压区负荷。纸幅W在不渗透性皮带13上通过压区，而皮带则在盖瓦20上滑过，同时毛毯16即如实施例压榨机10中相同的方式复盖住纸幅的底面。

从压榨机实施例10与10a的描述中可知，压区负荷是可以在开头时由以下方法建立的，即迫使此电磁铁心抵向压区一侧上的盖瓦20，或促令辊12朝向压区的另一侧上的盖瓦，然后激励此电磁铁 以确立一高度集中的磁场，通过整个的压区，将此磁体与辊吸引到一起而建立起所需要的增强的压区负荷。

在图3的压榨机10b中，与实施例10同10a中所阐述之部分相当的部分，已用相同的参考数号标明。不过在实施例10b中，配置有一双毛毡压榨机，令纸幅通过下毛毡16与上毛毡50之间的压区N，后者围裹住辊12的底部，在纸幅W进入和走出压区之时，由校正辊51导引去遇合和离开该纸幅。

为了便于从宽压区N排出从纸幅W挤出的水，如图10所示在辊12的周缘开有如52处所示的槽，形成用于流放出压区N的水之排水沟。

不渗透性的皮带13可以如图11所示在53处沿纵向开槽，构成压区的排水沟。

应该理解到，无论是辊12或皮带13都是可以开设沟槽的。

还应认识到，压榨机10b可以采用压榨机10a的可移动辊12和固定电磁体11a，来取代压榨机的固定辊12和可移动的磁体11的。

图4中的宽压区压榨机所包括的部件同于以前所阐述的时，则用的相同参考数号来指明相同部件。在压榨机10c中，辊12代之以可移动的电磁铁11和槽形支承罩19。此电磁铁11在罩子19中滑动，通过罩瓦20而起到形成宽压区N的顶端面的作用。在上方的不渗透性皮带60围绕着校正辊61，而在一围绕罩19之开环中的主动辊则有一底部延展过上部盖瓦20之下的压区。

在下方的固定电磁铁11a是由跨过下部盖瓦20的底部之环形不渗透性皮带13所包围。纸幅W是通过皮带13和60间的压区输 送。在压区的进口处，可于皮带与盖瓦20之间添加润滑剂。

上方的电磁铁11可以借重力在罩19中下滑以确立一初始负荷。此外，也可如图1中实施例所描述的，用液压流体，弹簧或机械螺旋使电磁铁11迫出其罩子19，而提高此初始负荷。

底部的固定电磁铁11a可以取单一心体的末端线圈45的形式，并带有外部的引线如图7所示，或可采用图6所示的结构。

底部的皮带13易由一从动辊63和一叠压加载辊64带动，此皮带通过辊63与64间的辊隙。

在上皮带与纸幅W之间还配置有纤维质的吸水毛毡65。

当电磁铁11和11a的线圈被激励，这些电磁体的心子即被拉引到一起，将纸幅对峙侧上的那些盖瓦20相互推前，使压区加荷而建立起所需的压力。由于压区的两侧有电磁铁，引力将相当地大于而可能是两倍于从实施例10、10a与10b中所获得的引力，在后面的这几个实例中，电磁铁是仅仅设置在压区的一侧的。

图5的压榨机10d阐明了一种用于干纸幅D、W之表面装饰的压光机实施例，这种干纸幅是通过一压光辊70和一可移动的电磁铁11之间的，此压光辊可围绕一固定轴线71旋转而该电磁铁则是装纳于前面叙述过的罩子19之中的。电磁铁11由前述的非磁性瓦20所复盖，此盖瓦则又贴向将干纸幅D、W输送过压区D的不渗透性皮带13。有控制地激励电磁铁11而为处理此干纸幅建立所要求的压光机之压区负荷。

如图8与9所示，前面述及的为一宽压区压榨机或一压光机的盖瓦20施以电磁性的加荷是可以采用这样的方法来完成，即采用一种改进了的电磁装置80，后者由一批电磁铁心片组成，每一心片有其 自身的激发线圈82。如图中所示，这类磁铁或磁钢心片具有敞开的在顶部的平行槽83以承纳线圈，而使线圈的末端从这些槽子的开放端突出。为了在相邻的心片81之间留有线圈间隙，在心片之上设有超越其前后表面的头部83。这就为线圈82提供了缝隙或间隔而无需在盖瓦20之下打开宽广的缝隙或间隔。

如图8中所作的示意性说明，每一线圈82的末端可以由一功率源86分别激励，通过控制件86a来按照需要改变每个线圈的输入。这样，沿着压区长向而分隔开的这组心片81就能对盖瓦20的增大有选择的施加负荷，以补偿沿压区长度方向上因辊子的弯沉、不均匀的膨胀等所引起的压区压力变化。

应该注意到，在压区与磁心之间的任何间隙都是极小化了的，这是由于此类磁心只是通过很薄的非磁性盖瓦20起作用，才形成与对峙之铁磁性辊或心体建立起引力的磁力线。此外，这些磁力线在压区相对侧之间只有很短的路径，且集中在整个的压区面积上，而不通过压区进出两侧各行压榨件中所形成的气隙。在本发明的宽压区压榨机中，此宽压区的面积之宽度是由盖瓦的宽度控制，而整个这块面积都有磁场直接通过而不致通过气隙，当然，由于非磁性材料经过了压区，是会形成有很窄的这样的间隙的。

图12的压制机10e配置了一系列的相续接受纸幅的间隙。与图1至4中的压榨机10、10a、10b和10c之部件相似者都标有相同的参考数号。如图所示，压榨机10e有三个压区N，每个压区由一个辊12和一个可移动的电磁铁11界定，后者在一槽形罩19内，有一个薄的非磁性盖瓦20复盖住心片22，且有一加压室31推使此电磁体与盖瓦朝向对峙的辊而建立了初始的压区载荷。每 个辊12有一独立的压榨毛毡90通过由该辊与对峙的盖瓦20所提供的压区N而复裹在其上。每一压榨毛毡90，如在第三个辊12上所示明的，环绕着辊91，辊91中之一如M处所示能被驱动。外部的张紧辊92保持毛毡的这种环绕绷紧，而内部的校正辊93则保持此毛毡处在环绕辊12的路径上，并且通过压区N和绕过辊91。单一的不渗透性环形皮带94的上部分遍历所有这三个压区N，环绕过在最后一压区N之外的从动辊95，绕过辊96的后面至前面的压区N，然后贴越校正辊97之上而作为此皮带的下部。

电磁铁11可予激励以在相续的压区N中提高其压区负荷。

压榨机10e的辊12可以如图4中的压榨机10c，由电磁铁11所代替。

可以用一种微孔性的金属皮带（末示明）来取代压榨机10、10a、10b、10c和10e中的毛毡，以减小压区的两对置辊之间的非磁性间隙。此外，还可以去掉压榨机与压光辊装置的盖瓦20以减小间隙，但由于这些盖瓦很薄，能够用于保持润滑液避开磁性线圈并使压区表面平滑化，因而它们是合乎要求的附加件。

如图13所示，可以为本发明的压榨机配置一种压榨辊，以使涡流加热压区的现象减到最小。这种辊12a有一个圆柱形的钢心体98，它的两个端头99带有轴99a可旋转地支承这个辊本身。此心体上复绕着一垛薄的迭片100，由端头99挤压在一起。这些堆垛的迭片100是薄的垫圈片，厚约0.04至0.20英寸，宽约2至3英寸。它们紧贴住心体98，并由在上述电磁铁所形成的磁场中不产生涡流的金属制成。此种涡流是由通常的顺磁材料所产生，并在其通过磁场时将辊子加热。当不需要这种加热现象时，就采用这种12a一类的迭层结构 的辊。

适用于上述迭片件的材料是在这种薄垫圈100之表面上的由定向的硅钢形成之氧化物涂层、非结晶的或无定形的铁氧体等。

图14说明，减小磁场必须通过的间隙有可能加大磁性引力。这样，如曲线图101所表明的，感应体激励以安倍匝数（从0至14000）表示，作为横标102;静态引力以磅/英寸长表示，作为纵标103，随着间隙从3/4英寸减小到1/8英寸，引力大大增加。外推0.125英寸曲线至14000安倍匝数，表明本发明宽压区组件中所用的电磁铁能产生500磅/英寸长的力，约相当于图4的压榨机10c以两块相互吸引的磁铁所能达到的这个值之两倍。

本发明压榨机的压区N中之非磁性盖瓦、皮带、毛毡与纸幅的堆垛高度，只在磁心与铁磁辊或对峙磁心之间造成0.05至0.36英寸的缝隙。如前面说明过的，可将皮带搭跨在润滑的电磁铁心引线上而免除盖瓦20。不过，此种盖瓦有助于保持润滑液不接触线圈。在这类组件中，盖瓦可以具有不超过约0.125英寸的厚度，每一皮带则可具有0.20至0.10英寸的厚度，而自然，纸幅的厚度可以略去不计，只约为0.002至0.010英寸左右。不渗透性的皮带最好由橡胶或聚氨酯之类的塑料构成，但可以用不渗透性的薄金属带来进一步减小非磁性间隙。如前所述，毛毡可以用薄的微孔性可绕曲金属带替换，使排挤出的水能流入和流出其间，且还能进一步减小此问隙。

盖瓦20可以采用硬橡胶、塑料、不锈钢或其他的任何非磁性材料等。盖瓦在机身方向上的宽度可根据条件变化，但要宽得足以形成一大面积的磁场。合理的最小宽度约4英寸，而最大宽度约为18英寸。盖瓦在机身的横向宽度能够从很窄变到机器的全宽。盖瓦的全宽应随机器 的横向变化，以适应皮带、毛毡、纸幅以及辊与磁心匹配面的不规则性。如有必要，这些盖瓦之间可以有宽到6英寸的间距。

如上所述，随着金属辊滚过磁场，会产生有助于湿法压榨的热量。如果不需要热，那么辊应采取上面所述的图13中那种迭层片结构。

根据前面所描述的可知，在本发明提供之用于处理湿或干纤维幅的宽压区压榨机中，压区负荷是靠电磁铁来建立或增强的，这类电磁电所具的心体起到了只是通过极小的间隙来建立穿越整个宽压区面积的磁力线，它们把压区的对峙两侧相向地吸引，而在宽延的压区的整个宽度与长度上确立所需要的压区负荷。

Claims (18)

1、一种造纸用的宽压区压榨机，包括对峙的两个压轧件和电磁铁装置，其特征在于上述压轧件是刚性的共形的压轧件，在其间确定一宽面积压区；上述电磁铁装置在此压区至少一侧与压区面积大小相当产生通过压区的适量以吸引两个对峙件，在整个压区面积上建立压区负荷。

2、一种按照权利要求1的宽压区压榨机，其特征在于上述压榨机还包括通过上述压区的不渗透性传递带，导引一纸幅到皮带上使之穿经压区的装置，和控制上述电磁装置以保持所需要的负荷的装置。

3、权利要求1中的宽压区压榨机，其特征在于述及的一个压轧件是一个辊子，另一个压轧件是一个薄的非磁性盖瓦，而谈到的电磁铁装置有一个支托此盖瓦的心体。

4、权利要求1中的压榨机，其特征在于压轧件是电磁铁装置的对峙的两个心体。

5、权利要求1中的压榨机，其特征在于电磁铁装置有一个顶端带有敞开槽的心体，此槽子至少容纳激励此心体用的一个线圈引线。

6、权利要求1中的压榨机，其特征在于电磁铁装置具有一个带平行敞开顶槽的心体，而激励线圈的引线通过这种顶槽。

7、权利要求1中的压榨机，其特征在于电磁装置有一个由一排并靠的可滑动的有槽心片组成的心体。

8、权利要求2中的压榨机，其特征在于还包括一种微孔性毛毡，它当纸幅由所述皮带输送过压区时与之贴接。

9、权利要求1中的压榨机，其特征在于压轧件之一是一个通过所述磁场而旋转的顺磁材料件，并由此磁场的涡流加热。

10、权利要求9中的压榨机，其特征在于辊子上开有槽用来排出压区中的水。

11、权利要求2中的压榨机，其特征在于皮带上开有槽用来排出压区中的水。

12、权利要求1中的压榨机，其特征在于电磁铁有一个遍及整个宽面积压区宽度的心体。

13、权利要求2中的压榨机，其特征在于包括环绕那些压轧件复盖皮带上纸幅的微孔性毛毡。

14、权利要求2中的压榨机，其特征在于每一对相峙的压轧件之一是一个辊子，并有一条独立的微孔性毛毡拖绕过每个辊子，在皮带输送纸幅通过压区时复盖住此纸幅。

15、权利要求1中的压榨机，其特征在于压轧件之一是一个迭片结构的辊子，在其滚过磁力线区时使加热现象降至最小限度。

16、权利要求1中的压榨机，其中两部件间磁力线通道间隔不超过约0.36英寸。

17、权利要求3中的压榨机，其中的心体至少为4英寸宽。

18、权利要求3中的压榨机，其中的电磁铁具有心片和沿整个压区长度激励此心片的独立线圈。