CN102844492A - 用于纤维幅材机的真空设备以及设有真空设备的纤维幅材机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于纤维幅材机的真空设备。该真空设备包括框架（13），设置为支撑于纤维幅材机。该真空设备还包括耐磨结构（15），适配到框架（13）并且设置为借助多个孔口（14）而在表面上部分地开口，用于使真空效应从框架（13）内延展出来并且进一步延展到包括在纤维幅材机中且设定为与耐磨结构（15）接触的织物（16）。耐磨结构（15）是板状结构（17），其原料厚度s等于或小于限定孔口（14）的相对的边缘（18、19）之间的距离x。本发明还涉及一种设有真空设备的纤维幅材机。

Description

用于纤维幅材机的真空设备以及设有真空设备的纤维幅材机

技术领域

本发明涉及一种用于纤维幅材机的真空设备，该真空设备包括：

框架，设置为支撑于纤维幅材机，以及

耐磨结构，适配到框架并且设置为借助多个孔口而在表面上部分地开口，用于使真空效应从框架内延展出来并且进一步延展到包括在纤维幅材机中且适配成与耐磨结构接触的织物。

本发明还涉及一种设有真空设备的纤维幅材机。

背景技术

真空装置在纤维幅材机中用于多种目的。这些真空装置中最常用的是所谓的真空箱，其用于从生产的幅材上除水以增加干燥度。一种真空箱的应用称作毛毡吸入箱（felt suction box），其用在纤维幅材机的压榨部中。在压榨部中，也能够使用所谓的转移吸入箱，当幅材被从一个织物转移到另一个时该转移吸入箱在正确的时间确保幅材的分离。此外，真空吸入箱用在织物调整机中以吸收杂质和喷射到织物的清洁液体。真空设备也存在于成形部中。在所有的应用中，真空设备包括从纤维幅材机的一侧延伸到另一侧的框架，其超过整个幅材的宽度。该框架另外包括设定为与织物接触的耐磨结构。此外，该耐磨结构的表面是开口的，用于使框架内产生的真空效应延展到织物。力求的是适配耐磨结构，使得它在使用中有抵抗力而不会过多地磨损织物以及不会磨损其自身。

耐磨结构能够由彼此以一定距离适配的多个连续的叶片构成。也就是说，孔口由叶片之间的狭缝形成。照惯例，叶片的磨损部由陶瓷材料制成，由此该结构变得昂贵并且容易损坏。在使用期间，织物或在毛毡吸入箱的情况下的毛毡因真空产生的吸入效应而被吸入到狭缝。这导致摩擦，该摩擦进一步增加了能耗。另外，织物会以不利状态磨损得很快。例如，在两个15mm的狭缝的情况下，能够实现的有效的脱水面积是每米长度大约300cm²。在此术语“长度”是指真空设备的沿纤维幅材机的横向的尺寸。在实践中，由于织物磨损和能耗增加，所以不能增加狭缝的宽度。足够的脱水效率要求很高的真空水平，这导致操作成本高昂。

已经尝试通过耐磨结构来替代叶片，在该耐磨结构中，由多个孔构成开口。这些孔被加工到厚的实体材料。在这种情况下，耐磨结构变得昂贵，但是与叶片相比，通过这些贯穿孔实现了较大的脱水面积而不会增加毛毡收缩。当这些孔相对较小时，能够避免织物收缩。脱水时间也会有所增加，这使得脱水更为有效。同时，能够使用低真空水平，这减少了织物收缩。于是，摩擦力降低，从而导致织物磨损缓慢以及真空设备在驱动动力方面效率降低。在实践中，装备有贯穿孔的一个真空装置能够比两个具有狭缝开口的装置去除更多的水。然而，所加工的耐磨结构是昂贵的，并且如此长而小的孔会逐渐被堵塞。在实践中，这些孔必须定期清洁，这增多了生产的中断。另外，将叶片结构改变为孔结构是困难的，通常甚至是不可能的。在一些情况下织物磨损甚至可能会增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖的用于纤维幅材机的真空设备，该设备比以前的设备更有效，但是制造和使用更便宜。本发明的另一目的在于提供一种新颖的设有真空设备的纤维幅材机，其生产过程比以前的更有效和可靠并且不会使生产中断。根据本发明的用于纤维幅材机的真空设备和设有真空设备的纤维幅材机的典型特征在于耐磨结构是板结构，其原料厚度s等于或小于限定孔口的相对的边缘的距离x。首先，薄板材料不贵且能够容易地用简单的设备和方法来加工。其次，在根据本发明的尺寸的情况下，能够将孔口的宽度制成大于其深度，使得孔口不会堵塞并且孔的压力损失很小。因此，脱水效率保持不变，并且能够避免因堵塞而导致的维护停机。出乎意料地，发现该真空设备的脱水效率也有所增加，使得能够通过比以前更低的真空来实现相同的脱水量。板结构重量上较轻，但却坚固，并且能够将全新的性能结合在其中。结果，以较低的摩擦实现了更大效率的脱水面积。因此，避免了织物磨损，并且能量需求较低。该新颖的耐磨结构还能够被改装到现有的真空设备，并且由于重量轻，它能够在停机期间利用人力而无需桥式吊车安装在适当位置，桥式吊车的受限能力会延长停机的时间。

附图说明

以下，通过参照附图详细描述本发明，附图示出了本发明的一些实施例，其中：

图1示出了适配在纤维幅材机的成形部中的根据本发明的真空设备；

图2示出了根据本发明的真空设备的耐磨结构的一端；

图3a示出了图2的耐磨结构的相对于平面A的剖视图；

图3b示出了图2的耐磨结构的相对于平面B的剖视图；

图4示出了用于固定磨损部件的根据本发明的装配部件；

图5a到图5c示出了孔口的替代性设计；

图5d示出了根据本发明的耐磨结构的第二实施例的基本视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的真空设备的可能的应用。例如，在此示出的纤维幅材机的成形部10在不同的位置设有多种真空装置。纤维幅材机例如可以是造纸机或纸板机或者适合用于生产纤维幅材的其它机器。真空设备例如可以是低真空吸入箱11或者高真空吸入箱12。在成形部之后的压榨部中，真空设备例如可以是毛毡吸入箱或转移吸入箱（未示出）。

因此，真空设备是为特定用于纤维幅材机而设计。以多种不同的方式从纤维幅材机中生产的幅材上除水。真空也能够被应用在多个位置。通常，真空设备包括框架13，其设置为支撑纤维幅材机。该框架通常在整个织物宽度上延伸并且在其末端支撑于纤维幅材机的框架。另外，真空设备包括耐磨结构15，其适配于框架13并且设置为借助多个孔口14而在表面上部分地开口。耐磨结构也称为盖。该耐磨结构与织物接触并且当织物不间断地滑动经过该耐磨结构时必须经受住刮擦磨损。由于开口表面，真空效应能够从框架13内施加到包括在纤维幅材机中并设置为与耐磨结构15接触的织物16。该框架通常是从一侧开口并通过耐磨结构而被封闭的箱子。通过使用例如真空泵或吹风机而将真空设置在该箱子的内部。通过该耐磨结构中的开口，真空效应施加到高速经过的织物以从该织物吸收水。该箱子还设有用于清除所收集的水的排放连接件。

根据本发明，耐磨结构15是板结构17。板材是便宜的原料并且便于加工。此外，完成的耐磨结构重量轻。根据本发明，孔口的尺寸显然也是经过考虑的尺寸。板结构和孔口应适配成使得薄板结构的原料厚度s等于或小于限定孔口14的相对的边缘18与19之间的距离x。换言之，孔口的尺寸等于或大于板结构的原料厚度。这种令人惊讶的尺寸完全消除了之前存在的有害的堵塞问题。现在，防止了散纤维在孔口中积累，因此孔口不可能发生堵塞。

原料厚度在不同的应用中可以有所变化。然而，板结构17有益地是原料厚度为2-10mm、更有益地为4-6mm的薄板金属。通过使用薄板金属可实现多种益处。首先，耐磨结构的重量变轻。其次，孔口容易通过例如激光或等离子切割或者通过冲孔而加工。尤其是，激光切割是精确可控的并且能够完全自动地进行。根据孔口的设计，限定孔口14的相对边缘18与19之间的距离x有益地为10-25mm。此外，切割效果是匀称的并且薄板部件随时可以使用而无需进一步加工。另外，当前的设备也能够制造较长的部件。因此，能够生产几米，甚至十米的连续的部件而没有接缝。实际上，板结构至少沿横向是连续的部件。换言之，板结构至少沿织物的行进方向是无接缝的，这减少了织物的磨损。如果需要，板结构由两个或更多的在完成的真空设备中端对端适配的薄板部件构成。板结构包括织物沿着其行进的平坦滑动表面32。限定孔口14的相对边缘18和/或19与滑动表面32之间的夹角有益地被倒圆，以减少摩擦和防止涂层的磨损。

借助合适的支架，即使由薄板金属构成的平板结构也能很好地抵抗过程压力。有益地，板结构17包括至少一个弯部20，其显著地增强板结构。此外，形成弯部以及边缘是非常适合于薄板金属材料的便宜且精确的方法。图2、图3a和图3b示出了耐磨结构，滑动表面32的前边缘21和后边缘22被弯曲90°。因此，形成简单但坚固的U形板结构。通过弯部的合适的曲率半径，在前边缘和后边缘自然地形成倒圆，这减少了织物磨损并且对框架允许小的位置误差。形成弯部能够在形成孔口之前或之后执行。通过形成弯部，可实现例如5mm的材料厚度的充足强度，在这种情况下，耐磨结构得以自支撑。

根据本发明的平坦真空设备被测试出良好的结果。然而，可以将完全新的性能添加到板结构。在图5d的实施例中，耐磨结构15是凹面的，凹面中心线沿框架的宽度方向。因此，前边缘和后边缘的平坦区域接受最大的刮擦应力。另外，孔口14被适配到耐磨结构15的凹部v，使得孔口在织物上的磨损效果尽可能小。实际上，织物张力比由真空产生的力更大。因此，支撑力在开口的表面区域中减少。同时，当真空水平是零时，织物沿前边缘和后边缘的平面行进。否则，下凹的程度能够自由地决定。借助上述解决方案，盘状结构得以实现，因此避免由渗漏引起的吸入损失。自然地，借助凹面设计，也实现了比平坦耐磨结构更小的摩擦。同时，与直的解决方案相比，由于负载从小承载面的区域转移到大承载面的区域，所以硬涂层的磨损变得均衡。

根据本发明的板结构例如能够由抗腐蚀但易于加工的不锈钢或耐酸钢制造。耐磨性借助上述硬涂层而实现。例如，热喷涂提供光滑且坚固的硬涂层，其是陶瓷的或者陶瓷金属的。例如，与金属基体结合的基于Al、Cr、Ti、Zr或Si的氧化物或它们的合金、或者基于W、Cr、V、Ti或Si的碳化物以及它们的合金都能够以喷射的方式使用。后者也称为克美特（kermet）涂层，其是陶瓷金属复合涂层。在加工好孔口之后，对耐磨结构进行涂覆。借助例如钻石擦光技术，可以对涂层进行额外地精加工，这为孔口提供了极为光滑的、具有成本效益的倒圆。光滑的倒圆能显著地减少织物磨损。擦光能够借助例如在刷毛中具有15-25％体积的钻石颗粒的碗形刷来执行。通过该方法完成的硬涂层的表面粗糙度Ra低于0.5μm，甚至低于0.1μm。

在图2中示出的实施例中，用圆孔作为孔口。这些孔被定位成叠瓦状布置的斜排，因此避免幅材留下痕迹以及不均匀的织物水分分布。同时，实现了大的开口表面区域。孔直径有益地为10-20mm。圆孔易于加工和精加工。然而，穿孔能够通过可自由选择的设计来进行。在图5a到图5c中示出了用于孔口的多种设计。图5a示出了用于主设计为矩形的孔口，适配成叠瓦状布置的两排。在图5b中，孔口呈具有等长的分支的L形。另外，孔口相对于彼此转弯，使得孔口之间的地带在尺寸上保持恒定。图5c示出了以斜排设置的细长的椭圆形孔口。所有这些三种孔口的设计在边缘处都具有倒圆。在图2中，最边缘的孔额外地设有扩孔（counterbore）。因此，避免了织物边缘受到特别的磨损。有益地，将扩孔必要地用在所有孔中，以便减少织物磨损。扩孔有益地被倒圆，用以使织物磨损最小化。同一附图还示出了可调节的端部密封件23，其能够通过改变其位置而限定开口表面的面积。相似的端部密封件被设置在真空装置的两端。

最简单地，耐磨结构例如通过螺栓被固定到框架。因此，形成非常坚固的箱形结构。然而，图2到图4示出了适合于现有真空设备的实施例。图4示出了包括在真空设备中的装配部件24，用于将耐磨结构15固定到现有的T形轨道25。以这种方式，耐磨结构能够被固定而无需单独的修改作业。装配部件根据耐磨结构而成形，另外它们能够通过推压而直接地装配到外部的T形轨道25。在此，装配部件24在通过内螺栓26安装之前被固定到耐磨结构15（图3b）。这之后，耐磨结构15与装配部件24一起被推压到T形轨道25，并且通过外螺栓27无缝隙地锁定这种固定（图3a）。

在示出的实施例中，端部密封件23的调节和支撑也被合并到装配部件中。作为两个装配部件24的延伸部，设有螺纹杆28，扁平的杆支架29支撑在螺纹杆28之间。处在扁平的杆支架29中的突出部30被锁定到端部密封件23中的孔口，使得该端部密封件通过移动扁平的杆支架而移动相应的距离。端部密封件由固定到装配部件24的支撑扁杆31部分地支撑。该支撑扁杆也沿纵向约束耐磨结构。扁杆支架通过适配到螺纹杆的螺帽锁定。

根据本发明的真空设备提供有益且高效的纤维幅材机。纤维幅材机支撑有框架13，布置成借助多个孔口14而在表面上部分地开口的耐磨结构15被适配到框架13，用于使真空效应从框架13内延展到外部并且进一步延展到包括在纤维幅材机中的织物16。根据本发明，耐磨结构15因此是板结构17，其原料厚度s等于或小于限定孔口14的相对的边缘18与19之间的距离x。

除了耐磨结构不同以外，在其它方面彼此相似的三种不同的真空装置已经在测试中进行了比较。第一装置包括两个连续的真空装置，这两个真空装置都装备有四狭缝的叶片盖。第二装置具有在两狭缝的叶片盖之后的、根据本发明的有穿孔的盖。第三装置仅具有根据本发明的有穿孔的盖。通过三个不同的空气体积来执行测试，三种不同的真空装置中的每一种均具有相同的取向。与其它两个设计相比，在仅有穿孔的盖的情况下，通过相同的空气体积能够实现比以前更有效的脱水，而且摩擦比以前更低。例如，毛毡水分超过200g/m²，低于其它方案的水分。同时，脱水速度为0.5l/s，高于其它方案的速度。相应地，真空设备的能耗下降超过20kw，并且通过相同的空气体积，能够实现超过20kPa的更高压力的真空水平。

根据本发明的耐磨结构是由薄板材料弯曲并且进行穿孔、涂覆硬膜以及精加工。通过孔口的合适的尺寸和设计，能通过较低的能耗和较慢的织物磨损率来实现有效的脱水。耐磨结构能够使用塑料的装配部件或替代性地通过螺栓连接而被安装在现有的真空装置中。因此，升级耐磨结构的投资很小。该耐磨结构对于尤其由薄板金属制造而言是经济的。同时，能够完全地避免诸如孔口堵塞等传统问题。另外，薄板金属结构也能够实现凹表面外形，其在织物磨损和能耗方面提供了额外的益处。总的来说，根据本发明的真空设备高效、经济且节能。

Claims (10)

1.用于纤维幅材机的真空设备，所述真空设备包括：

框架（13），设置为被支撑于所述纤维幅材机，以及

耐磨结构（15），适配到所述框架（13）并且设置为借助多个孔口（14）而在表面上部分地开口，用于使真空效应从所述框架（13）内延展出来并且进一步延展到包括在所述纤维幅材机中且设定为与所述耐磨结构（15）接触的织物（16），

其特征在于，所述耐磨结构（15）是板结构（17），所述板结构的原料厚度s等于或小于限定所述孔口（14）的相对的边缘（18、19）之间的距离x。

2.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述板结构（17）是薄板金属，所述薄板金属的材料厚度是2-10mm，更有益地是4-6mm。

3.根据权利要求1或2所述的真空设备，其特征在于，限定所述孔口（14）的相对的边缘（18、19）之间的距离x是10-25mm。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的真空设备，其特征在于，所述板结构（17）包括至少一个弯部（20），有益地包括位于前边缘（21）处的弯部和/或位于后边缘（22）处的弯部。

5.根据权利要求1到4中任意一项所述的真空设备，其特征在于，所述耐磨结构（15）是凹面的，所述凹面中心线处于沿所述框架的宽度方向。

6.根据权利要求5所述的真空设备，其特征在于，所述孔口（14）包括位于前边缘（21）和/或后边缘（22）与滑动表面（32）之间的倒圆。

7.根据权利要求1到6中任意一项所述的真空设备，其特征在于，耐磨结构（15）设有硬涂层。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的真空设备，其特征在于，所述真空设备包括装配部件（24），用于将所述耐磨结构（15）固定到现有的T形轨道（25）。

9.一种设有真空设备的纤维幅材机，包括：框架（13），支撑于所述纤维幅材机；以及耐磨结构（15），适配到所述框架（13）并且设置为借助多个孔口（14）而在表面上部分地开口，用于使真空效应从所述框架（13）内延展出来并且进一步延展到包括在所述纤维幅材机中且适配成与所述耐磨结构（15）接触的织物（16），其特征在于，所述耐磨结构（15）是板结构（17），所述板结构的原料厚度s等于或小于限定所述孔口（14）的相对的边缘（18、19）之间的距离x。

10.根据权利要求9所述的纤维幅材机，其特征在于，所述板结构是根据权利要求2到8中任意一项所述的板结构。

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