CN108699771A - 具有改善基面距离的通孔和盲钻孔图案的真空辊 - Google Patents

Abstract

用于工业辊的圆柱形聚合物罩，该罩包括多个通孔和多个盲钻孔。通孔和盲钻孔被设置成图案，其中：（a）通孔被设置成行，所述行相对于与罩的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；（b）一行通孔与相邻行的通孔偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20‑40度的角度；（c）盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；（d）一行盲钻孔与相邻行的盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由通孔限定的角度；并且（e）每个盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

Description

具有改善基面距离的通孔和盲钻孔图案的真空辊

相关申请

本申请要求于2016年4月26日提交的美国临时专利申请号62/327,847的优先权和权益，其全部公开内容由此被并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及工业辊，并且更具体地涉及用于造纸的辊。

背景技术

在许多工业应用中使用圆柱形辊，尤其那些涉及造纸的应用。这样的辊通常在苛刻的环境中使用，其中所述辊能够暴露于高动态载荷和温度以及侵略性或腐蚀性化学试剂。作为一种示例，在典型的造纸厂中，辊不仅用于在处理站之间输送纤维幅片（fibrousweb sheet），而且，在压榨区段和压延辊的情况下，用于将幅片本身加工成为纸。

造纸机可包括一个或更多个真空辊（suction roll），所述真空辊被放置在机器内的各种位置处，以从带（诸如压榨毛毯）和/或纤维幅吸取湿气。每个真空辊通常由被聚合物罩覆盖的金属壳构成，带有径向延伸通过其的多个孔。使用定位在真空辊壳的内部中的吸入箱来施加真空压力。水被吸入径向延伸的孔内，并且要么在其离开吸入区之后被离心地驱离孔，要么通过适当的流体导管或管道从真空辊壳的内部被输送走。通常由多位钻以网格状图案形成孔，所述多位钻一次形成一排多个孔（例如，所述钻一次可形成五十个对齐的孔）。在许多网格图案中，孔被布置成使得孔的行与列相对于辊的纵向轴线成倾斜角度。在于2016年3月17日公开的美国专利公开号2016/0076200中提供了关于真空辊的附加信息，其全部公开内容由此被并入本文中。

同样地，在一些真空辊中，盲钻孔被包括在辊罩中以便辅助排放。会期望提供一种改善辊罩的性能的吸入孔和盲钻孔的图案。

发明内容

作为第一方面，本发明的实施例涉及工业辊，包括：具有外表面和内部腔的大体圆柱形壳；以及聚合物罩，其周向地覆在壳的外表面上，其中，壳和罩具有提供腔与大气之间的流体连通的多个通孔；以及罩具有多个盲钻孔。通孔和盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）通孔被设置成行，所述行相对于与辊的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行通孔与相邻行的通孔偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20-40度的角度；

（c）盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行盲钻孔与相邻行的盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由通孔限定的角度；并且

（e）每个盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

作为第二方面，本发明的实施例涉及用于工业辊的圆柱形聚合物罩，该罩包括多个通孔和多个盲钻孔。通孔和盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）通孔被设置成行，所述行相对于与罩的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行通孔与相邻行的通孔偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20-40度的角度；

（c）盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行盲钻孔与相邻行的盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由通孔限定的角度；并且

（e）每个盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

作为第三方面，本发明的实施例涉及工业辊，包括：具有外表面和内部腔的大体圆柱形壳；以及聚合物罩，其周向地覆在壳的外表面上。壳和罩具有提供腔与大气之间的流体连通的多个通孔，并且罩具有多个盲钻孔。通孔和盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）通孔被设置成行，所述行相对于与辊的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行通孔与相邻行的通孔偏移开；

（c）盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行盲钻孔与相邻行的盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由通孔限定的角度；并且

（e）每个盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的具有罩的真空辊的基准视图（gage view）。

图2是用钻钻取的图1的辊和辊罩的基准透视图。

图3是图1的辊罩的吸入孔和盲钻孔图案的极为放大的视图。

具体实施方式

下文将参考附图更具体地描述本发明。本发明不旨在被限制于所说明的实施例；而且，这些实施例旨在向本领域技术人员充分地且完全地公开本发明。在附图中，相似的数字贯穿附图指代相似的元件。为了清晰，可以夸大一些部件的厚度和尺寸。

除非另有其它限定，否则本文中所使用的所有技术和科学术语均具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的意义相同的意义。本文中在本发明的描述中所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制本发明。如本发明的描述和所附权利要求中所使用的那样，除非上下文另有其它明确指示，否则单数形式“一（a/an）”和“该（the）”也旨在包括复数形式。如本文中所使用的那样，术语“和/或”包括相关联的所列举项目中的一者或更多者的任何以及全部组合。在所使用的情况中，除非另有其它说明，否则术语“附接”、“连接”、“相互连接”、“接触”、“联接”、“安装”等等能够意指元件之间的或者直接或者间接的附接或接触。

现在参考附图，图1中图示真空辊（在20处概括地标明）。真空辊20包括中空圆柱形壳或芯部22和环绕壳22的罩24（通常由一种或更多种聚合物材料形成）。壳22（图2中可见）通常由耐腐蚀的金属材料（诸如不锈钢或青铜）形成。吸入箱（未示出）通常定位在壳22的腔内以通过壳22和罩24中的孔施加负压（即，吸入）。通常，壳22将已经包括稍后将与罩24中的通孔82对齐的通孔。Huttunen的美国专利号6,358,370中说明和描述了示例性壳和吸入箱组合，其全部公开内容由此被并入本文。

罩24能够采用任何形式，并且能够由本领域的技术人员所认识的适合用于真空辊的任何聚合物和/或弹性体材料形成。示例性材料包括天然橡胶、合成橡胶，例如氯丁橡胶（neoprene）、苯乙烯-丁二烯（SBR，styrene-butadiene）、丁腈橡胶（nitrile rubber）、氯磺化聚乙烯（chlorosulfonated polyethylene，“CSPE”——也在商标名HYPALON下已知）、EDPM（给予由乙烯丙烯二烯单体（ethylene-propylene diene monomer）所形成的乙烯丙烯三元共聚物（ethylene-propylene terpolymer）的名称）、环氧树脂和聚氨酯（polyurethane）。在许多情形中，罩24将包括多个层。图2示出应用了内基部层42a、外基部层42b和上部原料层（topstock layer）70；也可以包括添加的层，诸如基部层42a、42b与上部原料层70之间的“对接（tie-in）”层和壳22与内基部层42之间的粘性层。罩24也可以包括加强材料和填料材料、添加剂等等。Stephens的美国专利号6,328,681、Jones的美国专利号6,375,602 以及Gustafson的美国专利号 6,981,935中讨论了示例性添加材料，其中每一个的全部公开内容由此被并入本文。

罩24具有孔图案，所述孔包括通孔82和盲钻孔84。如图3中能够看到的，孔图案是如下中的一个：

（a）通孔82被设置成行，所述行相对于与辊20的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度θ（通常在大约5和20度之间）；

（b）一行通孔82a与相邻行的通孔82b偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20-40度的角度α；

（c）盲钻孔84被设置成行并定位在通孔82的行之间；

（d）一行盲钻孔84a与相邻行的盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由通孔82限定的角度；并且

（e）每个盲钻孔84定位在由最接近的三个通孔82限定的三角形T的中心处（例如，盲钻孔84'定位在由通孔行82b中的通孔82'、82"和通孔行82a中的通孔82"'限定的三角形的中心处）。这种定位导致每行盲钻孔84距其相邻行通孔82的间距不同。在一种实施例中，在从通过孔中心的线测量行的位置的情况下，一行盲钻孔84（例如，行84a）距一个相邻行的通孔82（例如，行82a）的距离是所述一行盲钻孔84（例如，行84a）距其另一相邻行的通孔82（例如，行82b）的距离的大约1.8至2.2倍之间。

在这种图案中，能够实现优于现有图案的优点。相比现有设计，能够增加通孔82和盲钻孔84二者的尺寸。在孔82、84之间的基面距离（land distance）通常是孔图案设计的限制因素，给定辊和辊罩需要最小基面距离。在这种图案的情况下，能够充分满足在盲钻孔84和周围三个通孔82之间的最小基面距离，且这能够使得使用较大通孔82和/或盲钻孔84。进而，使用较大孔82、84能够增加辊罩24的开口面积，这能够改善性能。另外，使用较大孔82、84能够使得罩24较不易于遭受孔82、84的堵塞，这能够是真空辊的性能问题。

真空辊20的罩能够以各种各样的方式被加工。在固化上部原料层70之后，在罩24中形成通孔82和盲钻孔84，并且倘若尚未在壳22中形成通孔82，那么也在其中形成通孔82和盲钻孔84。能够通过本领域技术人员已知的任何技术来形成通孔82和盲钻孔84，但优选地利用如图2中所示的多位钻80（示例性钻是可从意大利波代诺内（Pordenone）的Safop获得的DRILLMATIC机器）来形成通孔82和盲钻孔84。

前述内容说明了本发明并且将不被解释为限制本发明。尽管已描述了本发明的示例性实施例，但本领域技术人员将容易地认识到，在本质上不背离本发明的新颖教导和优势的情况下，在示例性实施例中许多修改都是可能的。因此，所有这样的修改均旨在被包括在如权利要求中所限定的本发明的范围内。本发明由以下权利要求限定，并且权利要求的等效方案也将被包括在其中。

Claims (14)

1.一种工业辊，包括：

具有外表面和内部腔的大体圆柱形壳；

周向地覆在所述壳的外表面上的聚合物罩，其中，所述壳和罩具有多个通孔，所述多个通孔提供所述腔与大气之间的流体连通，并且所述罩具有多个盲钻孔；

其中，所述通孔和所述盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）所述通孔被设置成行，所述行相对于与所述辊的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行所述通孔与相邻行的所述通孔偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20-40度的角度；

（c）所述盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行所述盲钻孔与相邻行的所述盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由所述通孔限定的角度；并且

（e）每个所述盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

2.根据权利要求1所述的工业辊，其中，每个所述盲钻孔相比于相邻第二行通孔更接近相邻第一行通孔。

3.根据权利要求2所述的工业辊，其中，每个所述盲钻孔相比于所述相邻第二行通孔以1.8和2.2倍之间的倍数更接近所述相邻第一行通孔。

4.根据权利要求1所述的工业辊，其中，所述工业辊是造纸机器的真空辊。

5.根据权利要求1所述的工业辊，其中，由所述通孔限定的所述倾斜角度在大约5和20度之间。

6.一种用于工业辊的圆柱形聚合物罩，所述罩包括多个通孔和多个盲钻孔，其中，所述通孔和所述盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）所述通孔被设置成行，所述行相对于与所述罩的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行所述通孔与相邻行的所述通孔偏移开，其中在行之间的偏移限定近似20-40度的角度；

（c）所述盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行所述盲钻孔与相邻行的所述盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由所述通孔限定的角度；并且

（e）每个所述盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

7.根据权利要求6所述的聚合物罩，其中，每个所述盲钻孔相比于相邻第二行通孔更接近相邻第一行通孔。

8.根据权利要求7所述的聚合物罩，其中，每个所述盲钻孔相比于所述相邻第二行通孔以1.8和2.2倍之间的倍数更接近所述相邻第一行通孔。

9.根据权利要求1所述的聚合物罩，其中，由所述通孔限定的所述倾斜角度在大约5和20度之间。

10.一种工业辊，包括：

具有外表面和内部腔的大体圆柱形壳；

周向地覆在所述壳的外表面上的聚合物罩，其中，所述壳和罩具有多个通孔，所述多个通孔提供所述腔与大气之间的流体连通，并且所述罩具有多个盲钻孔；

其中，所述通孔和所述盲钻孔被设置成图案，其中：

（a）所述通孔被设置成行，所述行相对于与所述辊的纵向轴线垂直的平面限定一倾斜角度；

（b）一行所述通孔与相邻行的所述通孔偏移开；

（c）所述盲钻孔被设置成行并定位在通孔的行之间；

（d）一行所述盲钻孔与相邻行的所述盲钻孔稍稍偏移开，其中在行之间的偏移限定的角度类似于由所述通孔限定的角度；并且

（e）每个所述盲钻孔定位在由最接近的三个通孔限定的三角形的大体中心处。

11.根据权利要求10所述的工业辊，其中，每个所述盲钻孔相比于相邻第二行通孔更接近相邻第一行通孔。

12.根据权利要求11所述的工业辊，其中，每个所述盲钻孔相比于所述相邻第二行通孔以1.8和2.2倍之间的倍数更接近所述相邻第一行通孔。

13.根据权利要求10所述的工业辊，其中，所述工业辊是造纸机器的真空辊。

14.根据权利要求10所述的工业辊，其中，由所述通孔限定的所述倾斜角度在大约5和20度之间。