CN102197177A

CN102197177A - 成形部

Info

Publication number: CN102197177A
Application number: CN2009801424821A
Authority: CN
Inventors: 安蒂·波伊科莱宁
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2008-10-24
Filing date: 2009-10-12
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2029-10-12
Also published as: FI20086008A0; FI120880B; EP2350385A1; CN102197177B; WO2010046527A1; EP2350385A4; EP2350385B1

Abstract

成形部包括两个网环(11，21)，这两个网环形成一双网区域，该双网区域包括执行初始脱水的脱水元件(40)以及处于该脱水元件之后的脱水装置(100b)。脱水装置(100b)包括固定支撑轴(110)，支撑元件(111，112，113，114)被支撑在该固定支撑轴上，不透水的带环(120)绕该固定支撑轴环行。脱水装置(100b)还包括由曲线形成的脱水区(Z30)，网(11，21)在带环(120)的支撑下行进经过该脱水区。由曲线形成的脱水区(Z30)的曲率沿带(120)的行进方向增大，从而向由曲线形的脱水区(Z30)上的网(11，21)之间行进的纸浆悬浮液施加增大的脱水压力。

Description

成形部

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的成形部。

背景技术

在本说明书中，纤维幅材机是指造纸机、纸板机、纸巾机以及纸浆干燥机。

成形部的作用是从由流浆箱供给的纤维悬浮液中去除水。供给到成形部上的纤维悬浮液的浓度通常为1％，在经过成形部之后，在成形部上所形成的幅材的浓度则为18％到20％。

当幅材是由水状的木质纤维浆料制成时，纸浆中的水在成形部上穿过一个或多个成形网而被去除，以便开始幅材的成形。木质纸浆纤维在成形网上或者在多个一起移动的成形网之间保留为随机分布的状态。

依据所生产的幅材的等级，使用不同类型的浆料。为获得优质幅材而能够从不同的浆料中去除的水量取决于许多因素，例如取决于期望的幅材基重、机器的设计速率以及成品中期望的细纤维(fine)、纤维以及填料的水平。

公知的是，成形部(即，幅材的成形装置)上设有多种装置，例如箔条(foil strip)、吸水箱、张紧辊、吸辊以及设有开孔表面(open surface)的辊，当要设法优化形成幅材时去除水的量、时间及位置时，这些装置在许多不同的布局和排列下被使用。尽可能快速地去除水并不能制造出最佳质量的最终产品，仅此可见幅材的生产部分是技术、部分是科学。换言之，尤其是在高的生产速度下，能否制造出高质量的最终产品，取决于脱水量、脱水方法、脱水周期以及脱水位置。

当期望在转换到较高的生产速度时维持或提高终端产品的质量，由于必须减小产量来维持期望的质量，或者必须牺牲期望的质量来达到更大的产量，因而产生了更多的无法预见的问题。

美国专利6342126描述了一种成形部、一种带导引装置以及一种用于在该成形部上形成纤维幅材的工艺。该成形部包括形成双网区域的两个网环以及在一支撑区域中支撑所述两个网中的至少一个网的环状弹性支撑带。所述弹性支撑带大体上被引导为至少沿基本上为圆形的路径行进。所述支撑区域包括一支撑部，该支撑部的平均曲率半径大于基本上为圆形的支撑带的路径的曲率半径。在所述支撑区域中具有内部支撑元件，借助这些支撑元件来控制环状弹性带。这些支撑元件在支撑带的行进方向上彼此相隔一定距离地设置。流浆箱在支撑部的起始部分供给纸浆悬浮液，上述网在该起始部分处形成会合间隙。该支撑部构成由曲线形成的、具有较大半径的成形部，在其上利用脱水条对在这些网之间行进的纸浆悬浮液施加脉动脱水。在支撑带的外表面上可设有容纳水的凹槽或盲孔。

成形部的由曲线形成的脱水区通常是利用辊形成的，由此施加到辊的载荷为该辊的直径确定了一最小值。辊的半径的最小值又限定了由辊的半径决定的脱水压力的最大值。提高辊的脱水能力的唯一方式是在辊中设置负压，借助负压将水吸入到辊中。然而，构建负压系统成本昂贵，并且负压系统的运转消耗大量能量。

发明内容

根据本发明的成形部提供了优良的脱水性能且能耗较低。此外，在根据本发明的成形部上能够制造具有优良的质量和强度特性的幅材。

在权利要求1的特征部分描述了根据本发明的成形部的主要的特有特征。

在从属权利要求中描述了本发明其它的特有特征。

根据本发明的成形部包括第一网环和第二网环，这两个网环形成一双网区域，该双网区域包括：至少一个脱水元件，借助所述脱水元件从由流浆箱供给的纸浆悬浮液执行初始脱水；以及至少一个脱水装置，其在幅材的行进方向上处于所述至少一个脱水元件之后，所述脱水装置包括：固定支撑轴，多个支撑元件彼此相隔一定距离地被支撑在该固定支撑轴上；以及不透水的带环，其被引导为围绕由所述支撑元件支撑的固定支撑轴环行(cricle)。所述至少一个脱水装置还包括至少一个由曲线形成的脱水区，该脱水区形成在该带环的路径上，并且所述网环在所述带环的支撑下被导引经过该脱水区，由此所述至少一个由曲线形成的脱水区的曲线的曲率沿所述带的行进方向增大，从而向在所述至少一个由曲线形成的脱水区上的所述网之间行进的纸浆悬浮液施加增大的脱水压力，这种增大的脱水压力取决于所述网的张力和所述至少一个由曲线形成的脱水区的曲率半径。带环的表面有利地为光滑表面。

具有增大的曲率的脱水区在曲线的区域(area)上提供增大的脱水压力，由此，与具有均一曲率的等效的脱水区相比，能够获得更强的脱水能力。这种基于增大的压力的设置方式使经过网部之后的幅材能够具有可达30％的干物质含量。因此，可从成形部中省去耗能的吸水箱和/或吸水辊，因而制造纤维幅材所需能量的量将减少。由此所节省的能量甚至可达1至3MW。

可根据所制造的纤维幅材来选择脱水装置的曲率半径的变化。在纸浆快速地排水的情况下，与纸浆缓慢地排水的情况相比，脱水装置的曲率半径可以更迅速地减小。具有变化的半径的脱水装置位于执行初始脱水的装置之后的、纤维幅材已经过排水并受到压缩的位置。有利地，当幅材到达具有变化的半径的脱水装置时，幅材的干含量超过4％。

在本发明的实施例中，可在双网部上形成位于所述至少一个由曲线形成的脱水区之前的、沿相反方向作用的两个脱水区。第一脱水区可由固定成形靴形成，在该固定成形靴中具有基本呈直形的盖和贯穿该盖的孔。流浆箱在第一成形靴的起始部分供给纸浆悬浮液射流。即使当利用负压来强化脱水时，第一成形靴也不会引起脉动脱水。

当在设有吸水装置的、具有基本呈直形的盖的非脉动的第一成形靴的顶部上控制流浆箱的纸浆悬浮液射流时，由于纸浆射流落在具有较大的开孔表面的非脉动表面上，因此能够大幅减少纸浆射流的飞溅和形成液珠(浆料跳动)。通过直接在冲击位置立即开始脱水，抑制了冲击能量。条状板的头部并不刮除水，由此不会引起浆料跳动。射流的方向也是灵活可变的。

而且，第二脱水区也可由固定成形靴形成，在该固定成形靴中具有贯穿该盖的孔。第二成形靴的盖可至少部分地由曲线形成，但在其它方面，该成形靴的结构与第一成形靴的结构相同。

现在将结合附图描述本发明。

附图说明

图1示出了根据本发明的成形部的示意性侧视图。

图2示出了图1所示的具有由曲线形成的脱水区的脱水装置的放大图。

图3示出了根据本发明的第二成形部的示意性侧视图。

图4示出了图3所示的成形部的起始部分的放大图。

图5示出了根据本发明的第三成形部的示意性侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的成形部的示意性侧视图。

该成形部包括环绕在成形辊12a上的第一网环11以及环绕在第一导辊22a上的第二网环21。第一网11的行进方向由箭头S1表示，第二网21的行进方向由箭头S2表示。第一网11和第二网21形成会合间隙G，使网11、21在成形辊12a的区域上会合。流浆箱30将纸浆悬浮液射流供给到网11、21之间的该间隙G。在经过会合位置之后，网11、21在成形辊12a的外表面上的一特定的部分(该部分上形成由曲线形成的第一脱水区Z1)中行进。在由曲线形成的该第一脱水区Z1之后的是基本呈直形的双网部，该双网部上具有两个脱水区Z2、Z3。第二脱水区Z2是由位于第一网环11内的设有条状盖(strip cover)的第一吸水箱40a形成，第三脱水区Z3是由位于第二网环21内的设有条状盖的第二吸水箱50a形成。在第三脱水区Z3之后的是第四脱水区Z4，在该第四脱水区中，网11、21行进经过设有由曲线形成的控制面的脱水装置100a。在此之后的是略微弯曲的双网部，在该双网部上，通过设于第一网11的下方的第一吸水箱对60将水从在网11、21之间行进的幅材W中去除。在该略微弯曲的双网部的末端，通过第二导辊23改变第二网21的行进方向并将其引导至返回循环(return cycle)。在第二导辊23处，第二网21在分离位置S1处与第一网11分离，与此相关地，通过第二吸水箱对70使幅材W附着于第一网11，并且幅材W在第一网11的上表面上经过第三导辊13被传送到拾取位置P，在拾取位置P处，幅材W被传送到压榨部的拾取织物31上。

在图1所示的成形部上的第四脱水区Z4的引领边缘上，纤维幅材W的干含量超过4％，有利地在6％-12％的范围。

图2示出了图1所示的脱水装置100a的放大图，脱水装置100a包括固定轴110，围绕固定轴110设有环绕带120。该环绕带120形成移动的曲面。有利地，固定轴110由截面为矩形的中空件构成，支撑元件111、112、113、114被支撑在固定轴的外表面上，这些支撑元件形成带环120的路径。带环120的路径形成基本为椭圆形的路径，在该路径中具有至少一个与该椭圆形状不同的由曲线形成的部分E1。与该椭圆形状不同的由曲线形成的部分E1的曲线的曲率沿带环120的行进方向逐渐增大。可以构想到的是，由曲线形成的部分E1由多个短的部分曲线构成，使这些部分曲线的半径R1、R2的长度沿带环120的行进方向逐渐减小，由此使曲线的曲率逐渐增大。

图2所示的脱水装置100a的固定的中空轴110作为润滑剂容器使用，第一润滑剂泵B将润滑剂V从该润滑剂容器泵送到环行的传送带120与支撑元件111之间的空间中。脱水装置100还包括刮片(doctor blade)K，借助刮片K将沿传送带120携带的润滑剂V导回润滑剂容器。由于脱水装置100a处于低位，所以还需要第二润滑剂泵C，以借助该第二润滑剂泵C将刮片K收集的润滑剂泵送到用作润滑剂容器的中空轴110中。在脱水装置100a中使用的带环120是表面光滑的、不透水的带环，在该带环中可设有容纳水的凹槽或盲孔。带环120的表面被设计为即使在很大的压力下也不会在纤维幅材W中产生印痕。于是，带环120的表面的开放度很小，水主要是穿过外部成形网11、21脱离纤维幅材。由此，脱水装置100a提供沿纤维幅材W的行进方向增大的脱水压力，从而使水也在脱水装置100a的末端脱离纤维幅材W。

图3示出了根据本发明的第二成形部的示意性侧视图。第一网11被引导在第一胸辊12上行进，第二网21被引导在第二胸辊22上行进。网11、21在胸辊12、22之后的部分上形成会合间隙G以及位于该会合间隙之后的双网区域。在第一网环11中，紧随第一胸辊12之后设有由固定的、非脉动的第一成形靴40构成的第一脱水区Z10。在第一成形靴40的起始部分，流浆箱30在第一网11上将纸浆悬浮液射流供给到间隙G。在第二网环21中，紧随第二胸辊22之后设有由固定的、非脉动的第二成形靴50构成的第二脱水区Z20。在经过第二成形靴50之后，第一网11和第二网21在由具有曲面的第一脱水装置100b构成的第三脱水区Z30上行进。在第三脱水区Z30之后的是向下倾斜取向的、直形的双网部，在该双网部之后的是由具有曲面的第二脱水装置100a构成的第四脱水区Z40。在第四脱水区Z40的末端，第二网21被引导至返回循环，因而幅材W在第一网11的上表面上沿向上倾斜取向的部分行进到拾取位置P，在该拾取位置P处，幅材W被传送到压榨部的拾取织物31上。

在图3所示的实施例中，当第一脱水装置100b将在网环11、21之间行进的纸浆悬浮液中的水穿过第二网21去除，并且第二脱水装置100a将在网11、21之间行进的纸浆悬浮液中的水穿过第一网11去除时，脱水处理变得对称。

图4示出了图3所示的成形部的起始部分的放大图。在第一成形靴40中，具有前缘43、后缘44以及设有多个孔42的盖41，盖41抵靠第一网11的内表面。有利地，第一成形靴40与负压源(图未示)相连，由此，将负压作用经由第一成形靴40的盖41中的孔42施加于幅材。有利地，第一成形靴40的盖41至少在由流浆箱30供给的纸浆悬浮液射流的冲击位置与盖41的后缘44之间的部分处为直形。第一成形靴40引起在第一网11上行进的浆料中的非脉动脱水。借助第一成形靴40，能够从浆料中去除大量的水。由成形靴40的盖41的孔42所限定的开孔表面(面积)为处于盖41的前缘43与盖41的后缘44之间的具有孔42的部分(面积)的30％至90％，有利地为40％至70％。

第二成形靴50的结构与第一成形靴40的结构相同。在第二成形靴50中，具有前缘53、后缘54以及设有多个孔52的盖51，盖51抵靠第二网21的内表面。有利地，第二成形靴50与负压源(图未示)相连，由此，将负压作用经由第二成形靴50的盖51中的孔52施加于幅材。第二成形靴50的盖51的第一部分为直形且其末端略微弯曲。第二成形靴50引起在第一网环11与第二网环21之间行进的浆料中的非脉动脱水。借助第二成形靴50，能够从浆料中去除大量的水。由成形靴50的盖51的孔52所限定的开孔表面为处于盖51的前缘53与盖51的后缘54之间的具有孔52的部分的30％至90％，有利地40％至70％。

在第一成形靴40与第二成形靴50之间具有偏移量H。该偏移量H有利地为0至200mm，由此，第二成形靴50的具有孔52的部分起始于第一成形靴40的具有孔42的部分终止的位置。具有孔42、52的部分还可在彼此的顶部上略微延伸。有利地，第一网11和第二网21在经过偏移量H之前并不会合在第二成形靴50的盖51的表面上。

在经过第二成形靴50之后，第一网11和第二网21行进越过由具有曲面的第一脱水装置100b构成的第三脱水区Z30。第一脱水装置100b处于高位，但其结构在原理上与图1所示的处于低位的脱水装置100a的结构相同。由此，第一脱水装置100b包括固定轴110，围绕固定轴110设有环绕带120。环绕带120形成移动的曲面。环绕带120的表面是不可透水的并且环绕带120的表面有利地为光滑或开槽的表面。有利地，固定轴110由截面为矩形的中空件构成，支撑元件111、112、113、114被支撑在固定轴的外表面上，这些支撑元件形成带环120的路径。带环120的路径形成基本为椭圆形的路径，在该路径中具有至少一个与该椭圆形状不同的由曲线形成的部分E1。与该椭圆形状不同的由曲线形成的部分E1的曲线的曲率沿带环120的行进方向逐渐增大。可以构想到的是，由曲线形成的部分E1由多个短的部分曲线构成，使这些部分曲线的半径R1、R2的长度沿带环120的行进方向逐渐减小，由此使曲线的曲率逐渐减小。由此，脱水装置100b提供沿纤维幅材W的行进方向增大的脱水压力，从而使水也在脱水装置100b的末端脱离纤维幅材W。

在第三脱水区Z30处，成形网11、21被引导经过带环120的外表面上的、目前所讨论的由曲线形成的部分E1。在所述由曲线形成的部分E1上，脱水压力被施加于在成形网11、21之间行进的浆料，该脱水压力的大小取决于网11、21的张力T与网11、21的路径的由曲线形成的部分的半径R1、R2的比率，即T/(R1，R2)。当由曲线形成的部分E1的半径R1、R2逐渐减小时，逐渐增大的脱水压力被施加于在网11、21之间行进的浆料。在由曲线形成的部分E1的起始部分的半径R1为1m、并且在由曲线形成的部分E1的末端部的半径R2为0.1m的情况下，脱水压力增大十倍，例如从10kPa的压力值增大到100kPa的压力值。脱水压力主要是穿过第二成形网21来去除水。

脱水装置100的固定的中空轴110作为润滑剂容器使用，第一润滑剂泵B将润滑剂V从该润滑剂容器泵送到环行的传送带120与支撑元件111之间的空间中。脱水装置100还包括刮片K，借助刮片K将沿传送带120携带的润滑剂V导回润滑剂容器。

图4所示的第二脱水装置100a与图1所示的脱水装置100a完全相同。

图5示出了根据本发明的第三成形部的示意性侧视图。图5示出了成形部的起始部分，该起始部分与图4所示的情况完全相同，不同之处在于，这里的第二网环21在经过第一脱水装置100b之后立即通过牵引辊24被转向到返回循环。因此，该实施例仅包括第一脱水装置100b而不包括第二脱水装置100a。该实施例因而是图3所示的成形部的变型。沿幅材W的行进方向更靠后的脱水装置100a被牵引辊24取代，因而仅使用一个具有变化的曲率半径的脱水装置100b。通过将牵引辊24设置在该位置上，使网的张力在第一脱水装置100b的位置处最大化，并获得高的脱水压力。原则上，成形部的在第一脱水装置100b之后的配置可以为任一种配置。

图1和图3所示的实施例利用了在紧随执行初始脱水的脱水元件40、50、40a、50a之后设置在双网部上的、具有变化的曲率半径脱水装置100a和100b。在图1和图5中，使用一个设有变化的曲率半径的脱水装置100a，在图3中，使用两个设有变化的曲率半径的、相继的脱水装置100b、100a。

除了逐渐增大的曲线的曲率以外，脱水装置100a、100b的支撑元件111的由曲线形成的部分E1可由两段部分曲线构成，由此沿幅材行进方向的第一部分曲线的曲率半径R1大于沿幅材行进方向的第二部分曲线的曲率半径R2。在另一备选实施例中，支撑元件111的由曲线形成的部分E1可由三段或三段以上的部分曲线构成，由此沿幅材行进方向的后一段部分曲线的曲率半径始终小于该部分曲线之前的部分曲线的曲率半径。

上文仅描述了本发明的一些优选的实施例，对于本领域的技术人员显而易见的是，在所附的权利要求的范围内能够对这些实施例做出各种变型。

Claims

1.一种成形部，包括第一网环(11)和第二网环(21)，所述第一网环和第二网环形成一双网区域，所述双网区域包括：至少一个脱水元件(12a，40)，借助所述脱水元件从由流浆箱(30)供给的纸浆悬浮液执行初始脱水；以及至少一个脱水装置(100a，100b)，其在幅材的行进方向上处于所述至少一个脱水元件(12a，40)之后，所述脱水装置(100a，100b)包括：固定支撑轴(110)，支撑元件(111，112，113，114)彼此相隔一定距离地被支撑在所述固定支撑轴上；不透水的带环(120)，其被引导为围绕由所述支撑元件(111，112，113，114)支撑的固定支撑轴(110)环行，其特征在于，所述至少一个脱水装置(100a，100b)还包括至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)，所述网(11，21)在所述带环(120)的支撑下被引导经过所述脱水区(Z4，Z30)，由此所述至少一个由曲线形成的脱水区的曲线的曲率沿所述带(120)的行进方向增大，从而向在所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)上的所述网(11，21)之间行进的纸浆悬浮液施加增大的脱水压力，所述增大的脱水压力取决于所述网(11，21)的张力(T)和所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)的曲率半径(R1，R2)。

2.根据权利要求1所述的成形部，其特征在于，所述至少一个脱水装置(100，200)的所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)由两个部分曲线构成，使得第一部分曲线的曲率半径(R1)大于沿所述幅材的行进方向处于所述第一部分曲线之后的第二部分曲线的曲率半径(R2)。

3.根据权利要求1所述的成形部，其特征在于，所述至少一个脱水装置(100，200)的所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)由三个或多于三个的部分曲线构成，使得沿所述幅材的行进方向在前的每个部分曲线的曲率半径大于处于该部分曲线之后的部分曲线的曲率半径。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成形部，其特征在于，所述至少一个脱水装置(100，200)的固定轴(110)由截面为矩形的中空件构成，所述固定轴的内部形成润滑剂容器，借助第一泵(B)从所述润滑剂容器泵送润滑剂(V)，用以润滑所述带环(120)，所述第一泵位于所述支撑元件(111)与形成所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)的所述带环(120)之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的成形部，其特征在于，两个沿相反方向作用的脱水区(Z2，Z3；Z10，Z20)处于所述至少一个由曲线形成的脱水区(Z4，Z30)之前。

6.根据权利要求5所述的成形部，其特征在于，所述沿相反方向作用的脱水区(Z10，Z20)由安装在所述第一网环(11)内的第一非脉动成形靴(40)和安装在所述第二网环(21)内的第二非脉动成形靴(50)构成，在所述第一成形靴(40)中具有设有通孔(42)的盖(41)，所述流浆箱(30)将纸浆悬浮液射流供给到所述盖，在所述第二成形靴(50)中具有设有通孔(52)的盖(51)，由此所述网(11，21)会合在所述第二成形靴(50)的区域上。

7.根据权利要求6所述的成形部，其特征在于，在所述第一成形靴(40)与所述第二成形靴(50)之间具有偏移量(H)。

8.根据权利要求6或7所述的成形部，其特征在于，由所述第一成形靴(40)的所述盖(41)的孔(42)限定的开孔表面为所述盖(41)的有孔(42)的部分的40％至90％。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的成形部，其特征在于，由所述第二成形靴(50)的所述盖(51)的孔(52)限定的开孔表面为所述盖(51)的有孔(52)的部分的40％至90％。

10.根据权利要求5所述的成形部，其特征在于，所述沿相反方向作用的脱水区(Z2，Z3)由安装在所述第一网环(11)内的第一带有条状盖的吸水箱(40a)以及安装在所述第二网环(21)内的第二带有条状盖的吸水箱(50a)构成，形成在所述第二网环(21)内的成形辊(22a)上的脱水区(Z1)处于所述沿相反方向作用的脱水区(Z2，Z3)之前。