CN106835804B - 一种改善湿纸页两边成型的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种改善湿纸页两边成型的装置及方法，其装置是流浆箱两侧分别设有清水流道，沿流浆箱中浆流的流向，各清水流道位于流浆箱中的湍流发生器及唇口区的外侧；清水流道与流浆箱之间设置浆水隔板，并通过浆水隔板将清水流道中的清水和流浆箱中的浆流隔离，在唇口区中，唇口区靠近成型网之处，清水流道与唇口区相通。其方法是流浆箱中的浆流和清水流道中的清水同向等速流动，并且互不混合，当浆流由唇口区喷至成型网上时，唇口区两侧的清水也同时由唇口区喷出，并沿成型网两侧边沿等速流动。本发明可有效解决湿纸页成型时所产生的边界层效应问题及流平效应问题，改善纸浆定量及结构的均匀度，从而提高湿纸页质量。

Description

一种改善湿纸页两边成型的装置及方法

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别涉及一种改善湿纸页两边成型的装置及方法。

背景技术

在长网纸机的纸浆造纸工艺中，在浆流从唇口喷出到湿纸幅成形的过程中，沿纸机的纵向，湿纸页的两边无论是几何形状还是三维结构，都是不规则的或不理想的，表现为：从外形上看是不平整的，而从结构上看，两边与中间有着一定的差距，两边的定量也低于中间的定量。这主要是基于两个原因，一是唇口区两边产生浆流边界层效应，即受流浆箱侧边摩擦力的影响，唇口区两边的浆流的速度小于中间的速度，导致喷浆不均匀；二是流平效应，即中间的浆流附近都有基本相等厚度的浆流，横向流动不明显，而两边的浆流，总有一边是没浆的，使浆流自然向没有浆的一边产生横向流动。

为了解决该问题，目前的长网纸机是通过在网案上靠近伏辊的位置安装切边水针，利用水针切掉湿纸页两边不平整、定量低的部分，以保证湿纸页整体外形平整、结构均匀。切下来的湿纸页进入伏辊池循环抄造，但在实际生产中，这种方法存在两个问题：一方面，这种纸料的无效循环造成了能源的浪费，由于需要增加泵送、真空脱水等环节，其设备成本高、能源损耗量也高；另一方面，多层抄造时，水针切下的湿边是多层的，而每层抄造采用不同的纤维，添加不同的化学助剂，具有不同的作用，而切下来的纸料是混合的纸料，因而再应用受到限制。

为了解决上述问题，美国专利US4456502公开了一种方法，其原理是在流浆箱的喷浆口两边各安装一块隔板，隔板能沿纸机的横向移动。当浆料离开流浆箱的唇口区时，隔板将两边的浆流与中间的主浆流分离，分离的浆流通过矩形或其它形状的管道进入单独的收集桶中，显然这种方法解决了由于边界层效应所导致的唇口两边浆流与中间浆流流速上差异，也有利于减少湿纸页两边与中间在结构和外形上的不同，在多层抄造时，每层分离的浆流可直接循环，充分利用。然而在实际应用中，该方法只解决了造成湿纸页需要切边的一个因素(即唇口区两边的边界层效应)，而另一因素(即两边的浆料向没浆的一边产生的横向流动)并没有得到解决。同时，隔板的存在又产生了新的边界层效应，使靠近隔板的浆流速度减慢，导致了新的不均匀因素。因此，该方法并不能有效解决湿纸页成型时所产生的边界层效应问题及流平效应问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种改善湿纸页两边成型的装置，该装置结构相对简单，但可有效解决湿纸页成型时所产生的边界层效应问题及流平效应问题。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的改善湿纸页两边成型的方法。

本发明的技术方案为：一种改善湿纸页两边成型的装置，包括相连接的流浆箱和成型网，流浆箱的出口与成型网相接，成型网缠绕于胸辊上并设置于流浆箱的喷浆口处，流浆箱两侧分别设有清水流道，沿流浆箱中浆流的流向，各清水流道位于流浆箱中的湍流发生器及唇口区的外侧；清水流道与流浆箱之间设置浆水隔板，并通过浆水隔板将清水流道中的清水和流浆箱中的浆流隔离，在唇口区中，唇口区靠近成型网之处，清水流道与唇口区相通。也就是说，在唇口区中，浆水隔板的末端与唇口区的喷浆口留有一定的距离，此处清水流道与唇口区相通，而唇口区的其他部分，清水流道与唇口区不相通。该装置结构中，沿流浆箱横向(即与浆流方向相垂直)，通过在湍流发生器及唇口区两侧设置清水流道，实现在唇口区两边注入清水，从而使唇口区两边的浆流不受边界层效应的影响，保证唇口区两边的浆流速度与中间相等，确保了唇口区喷浆的均匀性。同时在唇口区较短的并行过程中(即清水流道与唇口区相通之处)，清水与浆流之间也基本没有混合。然后当浆流上网(即浆流进入成型网)之后，由于浆流的两边有着相同流速和几乎相等厚度的水流存在，阻止了浆流的横幅流动，从而防止了传统浆流网上成形过程中，受到水往低处流效应的影响，两边湿纸页定量比较低的问题。这样，形成的湿纸页两边与中间具有基本相同的定量和结构，湿纸页两边具有平整的外形，因此网部切边和切边水针装置都完全可以取消，从而简化设备结构。

所述浆水隔板外侧设有水流封板，浆水隔板和水流封板的底部为流浆箱的底板，沿清水的流向，浆水隔板和水流封板的前端为唇口区的上唇板，浆水隔板、水流封板、流浆箱的底板和唇口区的上唇板之间形成清水流道。其中，水流封板由几部分的板材相互焊接而成，然后与流浆箱的底板、浆水隔板焊接或通过螺栓相连，最后再与上唇板拼接形成清水流道。

所述清水流道外接进水管，进水管上设有控制阀；清水流道的入口端位于湍流发生器的外侧，清水流道的出口端位于唇口区与成型网的连接处。其中，控制阀可调节清水进入清水流道中的流量，确保清水流道中的清水与流浆箱唇口区中浆流具有相同的流速。

所述清水流道的高度与流浆箱中的浆流流道高度相等，清水流道的宽度为40-70mm。其中，清水流道的宽度与流浆箱中浆流的速度有关，浆流速度越大，清水流道的宽度越宽，与传统流浆箱中的浆流速度相匹配，一般在40-70mm的范围内选择。

所述流浆箱包括沿浆流方向依次连接的进浆总管、布浆元件、平衡室、湍流发生器和唇口区，唇口区的喷浆口与成型网连接。

所述浆水隔板的起始端位于布浆元件外侧，浆水隔板的终止端位于唇口区外侧；浆水隔板位于布浆元件和平衡室外侧的一段为起始段，浆水隔板位于湍流发生器和唇口区外侧的一端为终止段；该结构中，浆水隔板在布浆元件和平衡室部位时，作为流浆箱的侧封板，从湍流发生器入口开始起分隔浆流和清水的作用；

起始段中，浆水隔板的厚度不变；终止段中，浆水隔板的厚度沿浆流的流向逐渐减小。同时，浆水隔板靠近浆流的一面是直线，靠近清水的一面是呈圆弧形。

所述浆水隔板的终止端为圆弧状，且终止端的圆弧半径为0.1-0.15mm。由于浆水隔板终止端的厚度很小，这样位于浆水隔板之后浆流和清水不会产生漩涡，同时浆水隔板终止端与喷浆口之间的距离很短(即为清水流道与唇口区相通处的长度，一般为5-20mm)，又由于浆流和清水的流速基本相同，因此浆水之间基本不产生混合。

所述唇口区中，清水流道与唇口区相通处的长度为5-20mm。

所述清水流道中的清水流速与流浆箱中的浆流流速相等。

上述装置结构中，进浆总管可采用方锥总管、圆锥总管或者类似的进浆装置，布浆元件可采用孔板、管束或阶梯扩散器，湍流发生器可采用管束、阶梯扩散器或匀浆辊。

本发明通过上述装置实现一种改善湿纸页两边成型的方法，包括以下步骤：

(1)流浆箱中的浆流和清水流道中的清水同向等速流动，并且互不混合，使浆流在唇口区与成型网的连接处形成均匀的横幅喷浆流；

(2)当浆流由唇口区喷至成型网上时，唇口区两侧的清水也同时由唇口区喷出，并沿成型网两侧边沿等速流动，阻止了成型网上浆流的横幅流动，使湿纸页的中间与两边具有相同的定量和结构。

该方法中浆流的流动过程具体为：从进浆总管来的浆料形成浆流并与水平面成一定角度通过布浆元件进入流浆箱中，依次经过平衡室稳流、湍流发生器分散纤维絮聚，然后进入唇口区，由唇口区外侧的上唇板调节装置调整上唇板高度，以调节流浆箱横向喷浆厚度后，再从唇口区喷浆上网；该过程中，从唇口区上网的除了浆流外，还有从清水流道过来的清水，清水位于唇口区的两边，清水的流速与浆流的流速相等。

上述改善湿纸页两边成型的装置及方法使用时，其原理是：首先，通过沿流浆箱横向，在湍流发生器的两侧设置清水流道，在唇口区两边注入清水，从而使唇口区两边浆流不受边界层效应的影响，使唇口区两边的浆流速度与中间相等，确保了唇口区喷浆的均匀性，同时清水流速与中间的浆流速度相等，从而在唇口区较短的并行过程中，清水与浆流之间没有混合，均匀的横幅喷浆流为湿纸幅均匀的成型提供了良好的条件；

然后，当浆流上网之后，由于浆流的两边有同样流速和几乎相等厚度的水流存在，阻止了浆流的横幅流动，从而防止了传统浆流网上成形过程中，受到水往低处流效应的影响，两边湿纸页定量比较低的问题；这种方式所形成的湿纸页两边与中间具有基本相同的定量和结构，湿纸页两边具有平整的外形，因此网部切边和切边水针装置都完全可以取消，从而简化网部结构，也减少能源的损耗。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本改善湿纸页两边成型的装置及方法可有效解决湿纸页成型时所产生的边界层效应问题及流平效应问题，改善纸浆定量及结构的均匀度，从而提高湿纸页质量。

本改善湿纸页两边成型的装置应用于长网纸机后，与传统的长网纸机相比，可省去网部的切边水针装置，简化设备结构，从而有效降低设备成本、降低能源损耗；同时，也减少了浆料的无效循环和化学品的使用，特别是对于多层成形而言，提高了浆料和化学品的利用效率。

附图说明

图1为本改善湿纸页两边成型的装置的整体结构示意图。

图2为图1的A-A截面视图。

图3为图2的B-B截面视图。

图4为水流封板的结构示意图。

图5为图4的C方向视图。

图6为浆水隔板的结构示意图。

上述各图中，各标号所示部件如下：1为进浆总管，2为布浆元件，3为平衡室，4为湍流发生器，5为唇口区，6为底板，7为上唇板，8为上唇板调节装置，9为浆水隔板，10为胸辊，11为成型网，12为清水流道，13为水流封板，14为进水管，15为控制阀，L1为清水流道的宽度，L2为清水流道与唇口区相通处的长度，a为清水，b为湿纸页。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种改善湿纸页两边成型的装置，如图1或图2所示，包括相连接的流浆箱和成型网11，流浆箱的出口与成型网相接，成型网缠绕于胸辊10上并设置于流浆箱的喷浆口处，流浆箱主要由进浆总管1、布浆元件2、平衡室3、湍流发生器4和唇口区5组成，湍流发生器两边设置清水流道12。从进浆总管来的浆料与水平面成一定角度(该角度可根据实际需要进行调节)通过布浆元件进入流浆箱中，依次经过平衡室稳流、湍流发生器分散纤维絮聚，然后进入唇口区，由上唇板调节装置8调整流浆箱横向喷浆厚度后，再从唇口区喷浆进入成型网11；该过程中，从唇口区上网的除了浆流外，还有从清水流道过来的清水，清水位于唇口区的两边。

进浆总管采用方锥总管。

布浆元件采用阶梯扩散器。

湍流发生器采用管束。

清水流道由浆水隔板9、流浆箱的底板6、流浆箱的上唇板7及水流封板13围成，沿流浆箱的横向，固定在流浆箱的两边，从湍流发生器的入口开始，沿浆流方向延伸至唇口区的喷浆口处，其纵切面尺寸与流浆箱的浆流流道相同，即清水流道的高度与流浆箱的浆流流道高度相等。

清水流道的宽度，与流浆箱中浆流的速度有关，浆流速度越大，清水流道的宽度越宽，一般为40mm～70mm，本实例中，清水流道12的宽度为L1＝40mm。

清水流道与湍流发生器、唇口区中之间通过一块浆水隔板分开，阻止了浆流和清水之间的混合，从而使唇口区的两边喷出来是清水而不是浆流。

如图3所示，清水流道的底边是流浆箱的底板，到唇口区时，其上边是流浆箱的上唇板，如图4或图5所示，水流封板13由几部分板材相互焊接形成，再与流浆箱的底板、浆水隔板焊接或通过螺栓相连。

清水流道的进口端与进水管14相连，进水管14上安装了控制阀15。从进水管来的清水经过控制阀调节流量后进入清水流道中，确保清水流道中的清水与流浆箱唇口区中的浆流具有相同的流速。

如图2所示，浆水隔板在布浆元件和平衡室部位时为流浆箱的侧封板，从湍流发生器入口开始起分隔浆水的作用，且从湍流生器的入口开始，浆水隔板的厚度从一边向流浆箱的中间方向逐渐减少，直至靠近喷浆口时，清水隔板成圆弧终止。也就是说，浆水隔板上，靠近浆流的一面是直线，靠近清水的一面是呈圆弧形，其厚度逐渐减小，终止端厚度很小，且终止端的圆弧半径R＝0.1mm～0.15mm。由于浆水隔板的终止端厚度很小，因此位于浆水隔板之后的浆流和清水不会产生漩涡，同时浆水隔板终止端与流浆箱喷浆口的距离很短，又由于浆流和清水的流速基本相同，因此浆流和清水之间基本不产生混合。

浆水隔板与流浆箱喷浆口的距离(即清水流道与出口区相通处的长度)很小，其取值为L2＝5mm～20mm，本实例中L2＝20mm。

上述改善湿纸页两边成型的装置使用时，其原理是：首先，通过沿流浆箱横向，在湍流发生器的两侧设置清水流道，在唇口区两边注入清水，从而使唇口区两边浆流不受边界层效应的影响，使唇口区两边的浆流速度与中间相等，确保了唇口区喷浆的均匀性，同时清水流速与中间的浆流速度相等，从而在唇口区较短的并行过程中，清水与浆流之间没有混合，均匀的横幅喷浆流为湿纸幅均匀的成型提供了良好的条件；

然后，当浆流上网之后(此时湿纸页的状态如图2所示，其中a为位于湿纸页两侧的清水，b为湿纸页)，由于浆流的两边有同样流速和几乎相等厚度的水流存在，阻止了浆流的横幅流动，从而防止了传统浆流网上成形过程中，受到水往低处流效应的影响，两边湿纸页定量比较低的问题；这种方式所形成的湿纸页两边与中间具有基本相同的定量和结构，湿纸页两边具有平整的外形，因此网部切边和切边水针装置都完全可以取消，从而简化流浆箱结构，也减少能源的损耗。

实施例2

本实施通过实施例1所述装置实现一种改善湿纸页两边成型的方法，包括以下步骤：

(1)流浆箱中的浆流和清水流道中的清水同向等速流动，并且互不混合，使浆流在唇口区与成型网的连接处形成均匀的横幅喷浆流；

(2)当浆流由唇口区喷至成型网上时，唇口区两侧的清水也同时由唇口区喷出，并沿成型网两侧边沿等速流动，阻止了成型网上浆流的横幅流动，使湿纸页的中间与两边具有相同的定量和结构。

其中浆流的流动过程具体为：从进浆总管来的浆料形成浆流并与水平面成一定角度通过布浆元件进入流浆箱中，依次经过平衡室稳流、湍流发生器分散纤维絮聚，然后进入唇口区，由唇口区外侧的上唇板调节装置调整上唇板高度，以调节流浆箱横向喷浆厚度后，再从唇口区喷浆上网；该过程中，从唇口区上网的除了浆流外，还有从清水流道过来的清水，清水位于唇口区的两边，清水的流速与浆流的流速相等。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，包括相连接的流浆箱和成型网，流浆箱两侧分别设有清水流道，沿流浆箱中浆流的流向，各清水流道位于流浆箱中的湍流发生器及唇口区的外侧；清水流道与流浆箱之间设置浆水隔板，并通过浆水隔板将清水流道中的清水和流浆箱中的浆流隔离，在唇口区中，唇口区靠近成型网之处，清水流道与唇口区相通；

所述浆水隔板外侧设有水流封板，浆水隔板和水流封板的底部为流浆箱的底板，沿清水的流向，浆水隔板和水流封板的前端为唇口区的上唇板，浆水隔板、水流封板、流浆箱的底板和唇口区的上唇板之间形成清水流道；

所述流浆箱包括沿浆流方向依次连接的进浆总管、布浆元件、平衡室、湍流发生器和唇口区，唇口区的喷浆口与成型网连接；

所述浆水隔板的起始端位于布浆元件外侧，浆水隔板的终止端位于唇口区外侧；浆水隔板位于布浆元件和平衡室外侧的一段为起始段，浆水隔板位于湍流发生器和唇口区外侧的一段为终止段；

起始段中，浆水隔板的厚度不变；终止段中，浆水隔板的厚度沿浆流的流向逐渐减小。

2.根据权利要求1所述一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，所述清水流道外接进水管，进水管上设有控制阀；清水流道的入口端位于湍流发生器的外侧，清水流道的出口端位于唇口区与成型网的连接处。

3.根据权利要求1所述一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，所述清水流道的高度与流浆箱中的浆流流道高度相等，清水流道的宽度为40-70mm。

4.根据权利要求1所述一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，所述浆水隔板的终止端为圆弧状，且终止端的圆弧半径为0.1-0.15mm。

5.根据权利要求1所述一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，所述唇口区中，清水流道与唇口区相通处的长度为5-20mm。

6.根据权利要求1所述一种改善湿纸页两边成型的装置，其特征在于，所述清水流道中的清水流速与流浆箱中的浆流流速相等。

7.根据权利要求1-6任一项所述装置实现一种改善湿纸页两边成型的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)流浆箱中的浆流和清水流道中的清水同向等速流动，并且互不混合，使浆流在唇口区与成型网的连接处形成均匀的横幅喷浆流；

(2)当浆流由唇口区喷至成型网上时，唇口区两侧的清水也同时由唇口区喷出，并沿成型网两侧边沿等速流动，阻止了成型网上浆流的横幅流动，使湿纸页的中间与两边具有相同的定量和结构。