CN101529017A - 多模式流浆箱 - Google Patents

Abstract

提供了一种多模式流浆箱(10)，其包括支持面(16)、两个或更多的腔室(22)和可调节顶盖(30)。每个腔室包括多个喷嘴(24)，喷嘴适于向支持面任选地供应造纸纤维。可调节顶盖可操作地构造成在一定的运动范围内调节，使得其在第一模式下在支持面和至少一个腔室之间限定成形区域(14)，以及在第二模式下在所述支持面和至少一个不同的所述腔室之间限定成形区域。

Description

多模式流浆箱

背景技术

在制造包括皱纹卫生纸在内的纸张时，使用流浆箱来将造纸浆料放置到成形网上，在这里浆料部分地脱水以形成纸幅。尽管在现有技术中流浆箱已众所周知，但是迄今为止仍有一个问题是不能在单个流浆箱中既可使用高密度流浆又可使用低密度流浆做出非常均匀的纸张。因此，存在对这样的流浆箱的需求，即它包含既可使用高密度流浆又可使用低密度流浆来做出具有均匀基重的纸张的功能。

发明内容

本发明的目的和优势将在下面的描述中部分地阐述，或者它们可以从说明书中显而易见，或者可以通过实践本发明来认识到。

本发明涉及一种多模式流浆箱，其包括支持面、两个或更多的腔室和可调节顶盖。腔室包括多个喷嘴，喷嘴适于向支持面任选地供应造纸纤维。可调节顶盖放置成在一定的运动范围内调节，使得其在第一模式下在支持面和至少一个腔室之间限定成形区域，以及在第二模式下在支持面和至少一个不同的腔室之间限定成形区域。

在某些实施例中，流浆箱还包括连接到每个腔室的一个或更多分配器，每个分配器包括纸浆纤维、切断纤维以及它们的混合物。支持面可限定与一个或更多真空盒连通的孔口。可调节顶盖可以在支持面和一个腔室之间限定成形区域。成形区域可以适合于成形高密度木浆纸。可调节顶盖可以在支持面和至少两个腔室之间限定成形区域，该成形区域可适合于成形低密度长纤维纸。可调节顶盖的运动范围可由控制器控制。可调节顶盖在第一模式下可放置在第一平面区，在第二模式下可放置在第二平面区。

在另一个示例性公开内容中，公开了一种多模式流浆箱，其包括支持面、第一腔室和第二腔室以及可调节顶盖。每个腔室都包括多个喷嘴，喷嘴适于向支持面任选地供应造纸纤维。可调节顶盖放置成在一定的运动范围内调节，使得第一模式在支持面、第一腔室和第二腔室之间限定成形区域，以及第二模式在支持面和第二腔室之间限定成形区域。

在本发明的又一个示例性实施例中，公开了一种成形纸幅的方法，它包括：提供包括支持面、第一腔室、第二腔室和可调节顶盖的流浆箱。第一腔室和第二腔室每个都包括多个喷嘴，喷嘴适于向支持面任选地供应造纸纤维。可调节顶盖放置成在一定的运动范围内调节。向所述成形区域供应纤维的水悬浮液。使成形织物经过成形区域以接收造纸纤维的水悬浮液。控制可调节顶盖，使得第一模式在支持面、第一腔室和第二腔室之间限定成形区域，以及第二模式在支持面和第二腔室之间限定成形区域。

下文更详细地讨论了本发明的其它特征和方面。

附图说明

在说明书中并参考附图，更具体地阐述了本发明的充分且可实现的公开内容，其包括对本领域普通技术人员而言的最佳实施方式，在附图中：

图1A表示根据本发明的一个实施例的用于制造纸幅的流浆箱的一个实施例；

图1B表示根据本发明的一个实施例的示于图1A中的实施例，其中流浆箱的顶盖处于交替位置；

图2A表示根据本发明的一个实施例的图1A中的流浆箱的透视图；以及

图2B表示根据本发明的一个实施例的图1B中的流浆箱的透视图。

在本说明书和附图中对标记字符的重复使用，意在表示本发明的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

本领域普通技术人员应该理解，本论述仅仅是对示例性实施例的描述，而不是用来限制本发明的更宽的方面，更宽的方面体现在示例性结构中。

现在将参照图1A、图1B、图2A和图2B更详细地描述本发明，这些图描绘了根据本发明的多模式流浆箱10的一个实施例。如下文更详细地描述的，本发明的流浆箱包含允许生产高密度和低密度这两种纸张的功能。

在这点上，本文使用术语“纸”来广泛地包括书写用纸、打印用纸、包装用纸、卫生纸和工业用纸、新闻用纸、挂面纸板、棉纸、餐巾、擦拭巾、纸巾等等。可以使用多种装置来制造纸幅，例如真空胸辊成形器、双网成形器、新月辊成形器等等，并且任何这样的装置可与本发明联合使用。可以将现有技术中已知的传统造纸设备和操作方法使用在浆料制备、成形织物、纸幅传递、打褶、干燥等方面。这样的传统设备和工艺为本领域技术人员所熟知，并不需要为认识和理解本发明而在本文做详细的讨论或者图示。

图1A、图1B、图2A和图2B描绘了用于从造纸纤维的水悬浮液制造纸幅的流浆箱10。流浆箱10包括两个腔室22，它们每一个都具有多个喷嘴24。喷嘴24将造纸纤维的水悬浮液26放置到成形区域14中成形织物12的表面上。在箭头100的方向上，成形织物12在流浆箱之间形成无限循环流动。成形过程允许将新成形的纸幅部分地脱水到不同的密度。

流浆箱10包括限定了多个孔口18的支持面16。孔口18可以向一个或更多的真空盒20张开，真空盒20放置在流浆箱10内、在支持面16下方并且可操作地连接到真空源。真空盒20在成形区域14提供受控量的真空度。真空盒20可包括将真空盒20分割成多段的分段器。

流浆箱10通过可操作地连接到一个或更多的腔室22的一个或更多的分配器28来接收造纸纤维的悬浮液。每个分配器28可以提供一种或多种类型的纤维。很多纤维类型可以用于本发明，包括硬木或软木、秸秆、亚麻、马利筋属植物种子丝纤维、马尼拉麻、大麻、洋麻、甘蔗渣、棉、芦苇等等。所有已知的造纸纤维都可以使用，包括漂白和未漂白的纤维、天然来源的纤维(包括木纤维和其它有纤维质的纤维、纤维质的派生物，以及化学硬化或交联的纤维)或合成纤维(合成的造纸纤维包括由聚丙烯、丙烯酸、芳族聚酰胺、醋酸等制成的某种形式的纤维)、原始的和回收或者循环使用的纤维、硬木和软木，以及已经被用机械法制浆的纤维(例如碎木)、化学法制浆的纤维(包括但不限于牛皮纸和亚硫酸盐制浆工艺)、热机械法制浆的纤维、热化机械法制浆的纤维等等。以上所提到的或者相关的纤维种类的任何子集的混合物都可以使用。如前所述，喷嘴24将造纸纤维的水悬浮液26放置到成形区域14中的成形织物12的表面上。

可以使用本领域中公知为有优势的多种方法来制备纤维。制备纤维的可用方法包括分散以赋予卷曲和改进的干燥性质，如在1994年9月20日授权公告的美国专利No.5,348,620、1996年3月26日授权公告的美国专利No.5,501,768和1997年8月12日授权公告的美国专利No.5,656,132中所公开的，其中前两个专利都属于M.A.Hermans等人，最后一个专利属于Farrington，Jr.等人，它们都在本文中以参见的方式被引入。

流浆箱10也包括可调节顶盖30，其具有近边32和相对的远边34。可调节顶盖30构造成在一定的运动范围内调节。在这点上，近边32连接到腔室22，使得可调节顶盖30在支持面16和近边32所连接的腔室22之间限定成形区域14。可调节顶盖30可以以本领域中已知的任何方法连接到腔室，包括锁定销等方法。可调节顶盖30的近边32的密封可以由向腔室22推动滑动密封件36的压力来完成，其中可调节顶盖30将要连接到腔室22。滑动密封件36可以是本领域已知的任何材料，只要它能用来有效地密封近边32和腔室22之间的连接。也可以使用本领域已知的任何方法来移动可调节顶盖30，包括机械装置、液压装置、气动装置等。可以用计算机控制器例如可编程逻辑控制器等来控制可调节顶盖30的运动。

已经确定的是，如本文所描述的可调节顶盖允许单个流浆箱具有在多种模式下工作的功能。例如，参照图1A和图2A，描述了处于低密度模式的流浆箱，在该模式下，使用整个流浆箱来形成长纤维纸张。可调节顶盖30如此定位使得两个腔室都被围封在成形区域14中，长长的成形距离会导致低密度纸张的形成。参照图1B和图2B，可调节顶盖30如此放置使得只有一个腔室被围封在成形区域14中，结果，这种布置有利于高密度纸张的形成。在这点上，术语“低密度”和“高密度”指的是正在形成的纸张的密度，本领域的普通技术人员通常都会理解。

如在图1A、图1B、图2A和图2B中所描绘的，在第一模式下可调节顶盖放置在第一平面区，在第二模式下则放置于第二平面区。

可调节顶盖30可以为直的、铰接的或者有些弯曲的，远边34紧密靠近支持面16。例如，可调节顶盖30可以具有铰链点，其允许可调节顶盖30的角度改变以允许控制可调节顶盖30和支持面16之间的距离。成形区域14位于可调节顶盖30和支持面16之间。形成纸幅时，可调节顶盖30的远边34可能会骑靠在纸幅上。

在正常条件下，可调节顶盖30和所形成的纸张之间的期望接触，会起作用以密封真空盒20。可替代地，可调节顶盖的远边34可以与成形织物隔开例如从大约0.8到大约3毫米的距离。

在近边32和远边34之间测量的可调节顶盖30的长度是固定的。在一些实施例中，该距离可以调节。对于固定长度的顶盖，在浆料脱水之后，顶盖的远边34可能会骑靠在纸张的表面上，这取决于为成形条件的那种特定设置所要求的成形区域的长度。

在一些实施例中，可调节顶盖30由刚性材料形成，刚性材料具有足够的耐久性和强度以在商业环境中存在的负载下工作。然而，可调节顶盖30也可以由柔性材料形成。用于形成可调节顶盖30的合适材料包括LEXAN(聚碳酸酯，通用电气公司，匹兹菲尔德市，马萨诸塞州)、玻璃或者碳纤维增强环氧树脂、其它聚碳酸酯材料、玻璃纤维或其它复合材料、不锈钢等等，只要机加或者纤维定向可以实现正确的刚度。

为了通过在造纸纤维的悬浮液中产生湍流来改善纸幅的形成，可调节顶盖30可以包括湍流生成部件，湍流生成部件设置在可调节顶盖30的、面向成形区域14的表面上。湍流生成部件可以包括，例如，多个从可调节顶盖30的内表面向外延伸的凸起，它们被设计用于向顶盖表面附近的流体流提供微型湍流，而不干扰纸张。

本发明的另一个方面涉及一种形成纸幅的方法。在一个实施例中，该方法包括提供具有支持面、第一腔室、第二腔室和可调节顶盖的流浆箱。流浆箱的第一腔室和所述第二腔室每个都具有多个喷嘴，这些喷嘴适于可任选地向支持面供应造纸纤维，可调节顶盖放置成在一定的运动范围内调节。向成形区域供应纤维的水悬浮液，成形织物经过成形区域以接收造纸纤维的水悬浮液。控制可调节顶盖使得第一模式在支持面、第一腔室和第二腔室之间限定成形区域，第二模式在支持面与第一腔室或第二腔室之一之间限定成形区域。

在流经可调节顶盖和支持面之间的成形区域的成形织物上形成纸幅。成形织物被夹在支持面和可调节顶盖的远边之间，成形织物和水悬浮液通常以相同的速度流动。术语“成形织物”指的是无边际的网带，其适于从造纸纤维中沥掉水份并在纸幅形成时提供支撑。合适的成形织物包括合成织物，并可从例如Lindsay Wire和Albany International的织物供应商处获得。

在特定实施例中，该方法也包括控制水悬浮液的速度和真空度水平以实现从成形区域中去除水份的步骤。期望的是，在可调节顶盖下方的水悬浮液处于略微的正压力之下且这样的正压力是相对于大气压力而言的。正压力将迫使纸张中的水穿过织物。随着纸张建成在织物上以及阻力的增加，该流体将沥得更慢。

存在若干变量，它们将增加在可调节顶盖下方所发生的成形的长度和/或时间。这些变量包括基重、速度、供给和密度。水悬浮液中自由水的沥干应该在其到达可调节顶盖的远边之前完成。为了实现自由水的完全沥干，操作者可以降低水悬浮液的流速、提高真空度或者改变在成形织物下方的真空区域的长度。

本领域技术人员将认识到的是，为了实现所期望的纸张性质，可以调节流浆箱的工作参数例如真空度水平、流浆箱定向以及其它工作参数例如风扇式泵的速度。也需要考虑纤维类型、纤维密度和其它因素，但是依据本发明的实质，它们对于获得改善的成形操作来说并不那么关键。

可以由本领域普通技术人员来实施本发明的这些和其它的修改和变形而不偏离本发明的精神和范围，在所附权利要求中对此有更具体的阐述。此外，应该理解，各种实施例的各方面可以全部地或者部分地相互交换。另外，本领域的普通技术人员将理解，前面的描述仅仅为示例性的，并不是用来限制在所附的这样的权利要求中进一步描述的本发明。

Claims (21)

1.一种多模式流浆箱，包括：

支持面；

两个或更多的腔室，每个所述腔室包括多个喷嘴，所述喷嘴适于向所述支持面任选地供应造纸纤维；

可调节顶盖，所述可调节顶盖可操作地构造成在一定的运动范围内调节，使得所述可调节顶盖在第一模式下在所述支持面和至少一个所述腔室之间限定成形区域，以及在第二模式下在所述支持面和至少一个不同的所述腔室之间限定成形区域。

2.权利要求1的多模式流浆箱，还包括连接到每个所述腔室的一个或更多分配器，每个所述分配器构造成传输纸浆纤维、切断纤维以及它们的混合物。

3.权利要求1的多模式流浆箱，其中所述支持面限定孔口，所述孔口与一个或更多真空盒连通。

4.权利要求1的多模式流浆箱，其中在第一模式下，所述可调节顶盖在所述支持面和一个腔室之间限定成形区域。

5.权利要求4的多模式流浆箱，其中所述成形区域适合于成形高密度木浆纸张。

6.权利要求5的多模式流浆箱，其中在第二模式下，所述可调节顶盖在所述支持面和至少两个所述腔室之间限定成形区域。

7.权利要求6的多模式流浆箱，其中所述成形区域适合于成形低密度长纤维纸张。

8.权利要求1的多模式流浆箱，其中所述可调节顶盖的所述运动范围由控制器控制。

9.权利要求1的多模式流浆箱，其中所述可调节顶盖在第一模式下放置在第一平面区，在第二模式下放置在第二平面区。

10.一种多模式流浆箱，包括：

支持面；

第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和第二腔室每个都包括多个喷嘴，所述喷嘴适于向所述支持面任选地供应造纸纤维；

可调节顶盖，所述可调节顶盖可操作地构造成在一定的运动范围内调节，使得第一模式在所述支持面、所述第一腔室和所述第二腔室之间限定成形区域，以及第二模式在所述支持面和第二腔室之间限定成形区域。

11.权利要求10的多模式流浆箱，还包括连接到每个所述腔室的一个或更多分配器，每个所述分配器构造成传输纸浆纤维、切断纤维以及它们的混合物。

12.权利要求10的多模式流浆箱，其中所述支持面限定孔口，所述孔口与一个或更多真空盒连通。

13.权利要求10的多模式流浆箱，其中所述在第二模式下限定的成形区域适合于成形高密度木浆纸张。

14.权利要求10的多模式流浆箱，其中所述在第一模式下限定的成形区域适合于成形低密度长纤维纸张。

15.权利要求10的多模式流浆箱，其中所述可调节顶盖的所述运动范围由控制器控制。

16.一种成形纸幅的方法，包括：

提供流浆箱，其包括支持面、第一腔室、第二腔室和可调节顶盖，所述第一腔室和所述第二腔室每个都包括多个喷嘴，所述喷嘴适于向所述支持面任选地供应造纸纤维，所述可调节顶盖可操作地构造成在一定的运动范围内调节；

向所述成形区域供应纤维的水悬浮液；

使成形织物经过所述成形区域以接收所述造纸纤维的水悬浮液；以及

控制所述可调节顶盖，使得第一模式在所述支持面、所述第一腔室和所述第二腔室之间限定成形区域，以及第二模式在所述支持面和第二腔室之间限定成形区域。

17.权利要求16的方法，其中所述在第二模式下限定的成形区域适合于成形高密度木浆纸张。

18.权利要求16的方法，其中所述在第一模式下限定的成形区域适合于成形低密度木浆纸张。

19.权利要求16的方法，其中在所述第一模式下限定的所述成形区域适合于成形长纤维纸张。

20.权利要求16的方法，其中所述支持面限定孔口，所述孔口连接到一个或更多真空盒。

21.权利要求16的方法，其中所述可调节顶盖的所述运动范围由控制器控制。

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