CN109868671A - 成形单元及改进式成形单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种成形单元，其为形成在下网(10)与上网(20)之间的夹网成形器，其中成形单元的夹网成形器的第一除水装置是包括一包角(23V)的成形辊(23)。在成形单元中，套筒辊(50)位于与成形辊(23)相距小于2米的距离(L)处，该距离(L)在下网(10)和上网(20)的包角(23V)于成形辊(23)上终止的点与下网(10)和上网(20)开始接触套筒辊(50)的点之间进行测量。

Description

成形单元及改进式成形单元

技术领域

本发明大体涉及生产纤维幅材。特别地，本发明涉及一种成形单元以及一种改进式成形单元。

背景技术

从现有技术中已知，在纤维幅材机、特别是造纸机与纸板机中，纤维幅材在由生产线中连续设置的多个装置构成的组件中进行生产和处理。典型的生产及处理线包括成形部(包括流浆箱和成形单元)和压榨部，以及随后的干燥部和卷取部。生产及处理线还可以包括其它设备和用于整饰纤维幅材的部分，例如施胶压榨部、压光机、涂布部。生产及处理线通常还包括形成用户卷的至少一个卷纸机以及幅卷包装装置。在本申请的说明书和之后的权利要求书中，纤维幅材特别是指容器用纸板幅材或盒用纸板幅材。

成形单元的任务是从由流浆箱供给的纤维悬浮液去除水分。当幅材由含水的纤维纸浆制造而得时，在成形部上通过一个或多个成形网去除纸浆中的水分以开始幅材的成形。纤维保持在成形网上或保持在一起移动的成形网之间。根据所制造的幅材品种，使用不同类型的纸浆。为得到良好质量的幅材而从不同纸浆中去除的水量与很多因素相关，例如幅材的所需基重、机器的设计速度以及成品中粉末、纤维和填充材料的所需程度。成形单元上的很多类型的设备是已知的，如箔条、抽吸箱、转向辊、抽吸辊和设有开放式表面的辊，当在形成幅材时试图优化所去除的水的水量、时间和位置时，这些设备已经被用于多种不同的布置和阵列中。制造所需品种的高质量的最终产品与脱水的水量、脱水方法、脱水的持续时间和脱水的位置相关。当需要提升脱水能力并维持或提高最终产品的质量时，多次产生无法预料的问题，其结果或是不得不减小脱水量以保持所需质量，或是不得不牺牲所需质量以得到更多的水量。

在专利公开文献FI83102C中公开了一种幅材成形单元，其中在支撑网环内具有第一成形辊和第二成形辊。覆盖及支撑网环与第一成形辊一起沿共同的竖直路线从第一成形辊行进到第二成形辊。实际的幅材成形发生在共同运行的区域中，其从成形间隙开始，包括成形间隙，并且包括以下成形及排水区：第一成形区，其中排水发生在具有凹陷外表面的第一成形辊的区域中，首先在间隙中且之后通过两个网到这两个网的共同扇区a(其覆盖第一成形辊)上；第二成形区，在由静态成形元件的曲形覆盖件限定的区域中；第三成形区，在作为第二成形辊的抽吸辊的区域中的支撑网环内。

在现有技术已知的间隙成形单元中，通常将小的包角和长的脉动成形靴(pulsating forming shoe)与成形辊结合，其提供了良好的脱水作用但具有很高的能量消耗。在脱水期间和脱水开始时，用成形辊进行非脉动脱水过滤纤维幅材，使得静态成形元件能够改善纤维幅材成形并从纤维幅材去除水分。

在图1中示意性地示出根据现有技术的成形单元的一个示例，其为在双网部件中采用大体上竖直牵引的夹网成形器(gap former)。成形单元(包括或)从流浆箱接纳纸浆悬浮液M。纸浆悬浮液被送至成形单元，该成形单元被形成为包括大体上共同竖直运行的下网10和上网20，每个网被形成为包括用以引导和驱动网的辊12、22的循环回路(endlessloop)。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着脉动除水装置；形成脉动除水区Z的箔箱24。箔箱24位于由上网20形成的回路内。在箔箱24之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导到具有包角13V的抽吸辊13，该抽吸辊13位于下网10内侧。网10、20的运行从成形辊分开，并且纤维幅材在下网10上被引导，纤维幅材现在水平且稍微向下运行并运行到将纤维幅材转移到压榨部的拾取辊31。这些类型的成形单元通常被用于印刷纸机(printing paper machine)。目前，普遍存在纸生产的过量的现象，进而造纸机被关闭或被改为纸板机。上述类型的夹网成形器并不适用于生产纸板幅，并且需要大规模重新改造以在成形单元处具有足够的脱水能力。特别地，当生产纸板幅方面的问题因流浆箱中的纤维纸浆的低浓度(导致成形单元中的脱水能力需求的增加)而发生时，在这类成形单元中存在与优化纸板幅的脱水能力和所需质量有关的缺陷。通常，通过加入成形单元的脱水设备来试图解决这样的缺陷，这自然会增加费用且使成形单元的结构复杂化。

在专利申请公开文献WO2010046527A1中公开了一种成形单元，其包括两个网环以及随后的脱水设备，所述两个网环形成双网区，该双网区包括执行初步脱水的脱水元件。脱水设备包括固定支撑轴，由非渗透性带环围绕的支撑元件被支撑在固定支撑轴上。脱水设备还包括曲线脱水区，网在曲线脱水区上行进且由带环支撑。曲线脱水区的曲线的弯曲程度沿带的行进方向增加，使得不断增加的脱水压力被施加到在曲线脱水区上的网之间行进的纸浆悬浮液。所述至少一个脱水设备的所述至少一个曲线脱水区由两条局部曲线组成，使得第一局部曲线的曲率半径大于沿幅材的行进方向跟随第一局部曲线的第二局部曲线的曲率半径。

发明内容

本发明的目的是创造一种消除或至少减小现有技术的缺陷和问题的成形单元。

特别地，本发明的目的是提供一种具有提高的脱水能力的新型成形单元。

本发明的非限制性目的是创造一种消除或至少减小现有技术的缺陷和问题的改进式成形单元。

为了实现上述目的，根据本发明的成形单元主要呈现为以下说明书中所述的特征。

根据本发明，成形单元是一种形成在下网与上网之间的夹网成形器，其中成形单元的夹网成形器的第一除水装置是包括一包角(23V)的成形辊。套筒辊(sleeve roll)位于成形单元中、与成形辊相距小于2米的距离处，该距离在下网和上网的包角于成形辊上终止的点与下网和上网在套筒辊上开始接触的点(即，下网和上网开始接触套筒辊的点)之间进行测量。

根据本发明，改进式成形单元是从现有成形器改进的，现有的成形器包括夹网成形器，该夹网成形器在下网与上网之间形成，其中成形单元的夹网成形器的第一除水装置是包括一包角的成形辊，并且套筒辊位于成形单元中、与成形辊相距小于2米的距离处，该距离在下网和上网的包角于成形辊上终止的点与下网和上网在套筒辊上开始接触的点之间进行测量。

根据本发明的有利特征，套筒辊包括固定支撑轴、被引导以围绕固定支撑轴的带环，套筒辊还包括由两条局部曲线组成的至少一个曲线脱水区，使得第一局部曲线的曲率半径大于沿带环的行进方向跟随第一局部曲线的第二局部曲线的曲率半径。有利地，套筒辊(50)包括以彼此相距一定距离的方式支撑在固定支撑轴上的多个支撑元件，被引导以围绕固定支撑轴的带环由支撑元件支撑且带环为非渗透性的。

根据本发明的有利特征，在成形单元中，成形辊与套筒辊之间的距离沿下网和上网行进方向是0.2-2米，有利地是0.3-1.5米。

根据本发明的有利特征，在成形单元中，成形辊与套筒辊之间的运行与抽吸箱无关。

根据本发明的有利特征，在成形单元中，抽吸辊位于套筒辊之后且与套筒辊相距一定距离，并且抽吸箱位于抽吸辊与套筒辊之间的运行位置处。

根据本发明的有利特征，成形辊包角是40-110度。

通过根据本发明的成形单元可实现很多优点。成形单元的脱水能力在不需要添加其它运用或抽吸力的情况下增加，并且使用较少的脉动除水而实现更好的纤维幅材的强度性质。从成形辊到套筒辊的短距离使包装纸板幅材品种的制造能够具有高质量、高效率和高能力。现有成形单元的改善易于进行，并且新的设备可以被装在所去除的设备的位置，因此不需要移动流浆箱的位置。

附图说明

在下文中参考附图详细地描述了本发明，但本发明并不局限于所示附图的内容。

图1中示意性地示出根据现有技术的成形单元的一个示例。

图2中示意性地示出根据本发明的成形单元的一个有利示例。

图3中示意性地示出根据本发明的成形单元的一个有利示例。

图4中示意性地示出根据本发明的成形单元的一个有利示例。

图5中示意性地示出根据本发明的成形单元的一个有利示例。

图6中特别示意性地示出套筒辊。

具体实施方式

在以下描述过程中，相同的编号和符号将被用于指代本发明及其有利示例的不同视图中的相同元件。为了清楚，在附图中已经省略了一些重复的附图标记。

在图1中示意性地示出根据现有技术的成形单元的一个示例，其为在双网部件中采用大体上竖直牵引的夹网成形器。成形单元包括纸浆悬浮液M或从流浆箱30接纳纸浆悬浮液M。纸浆悬浮液被送至成形单元，该成形单元被形成为包括大体上共同竖直运行的下网10和上网20，每个网被形成为包括用以引导和驱动网的辊12、22的循环回路。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着脉动除水装置；箔箱24形成脉动除水区Z。箔箱24位于由上网20形成的回路内。在箔箱24之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导到具有包角13V的抽吸辊13，该抽吸辊13位于下网10内侧。网10、20的运行从成形辊分开，并且纤维幅材在下网10上被引导，纤维幅材现在水平且稍微向下运行并运行到将纤维幅材转移到压榨部的拾取辊31。这些类型的成形单元通常被用于印刷纸机。目前，普遍存在纸生产的过量的现象，进而造纸机被关闭或被改进为纸板机。上述类型的夹网成形器并不适用于生产纸板幅，并且需要大规模重新改造以在成形单元处具有足够的脱水能力。特别地，当生产纸板幅方面的问题因流浆箱中的纤维纸浆的低浓度(其导致成形单元中的脱水能力需求的增加)而发生时，在这类成形单元中存在与优化纸板幅的脱水能力和所需质量有关的缺陷。通常，通过加入成形单元的脱水设备来试图解决这样的缺陷，这自然会增加费用且使成形单元的结构复杂化。

图2中示出成形单元的一个示例，其为夹网成形器类型的成形单元并借助双网部开始大体上竖直的运行。纸浆悬浮液M从流浆箱30被送至形成为包括下网10和上网20的夹网成形器的成形单元，下网10和上网20分别包括用以将网引导和驱动为循环回路的辊12、22。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。包角23V有利地是40-110度，以确保所需的脱水能力。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着套筒辊50，套筒辊50位于由下网10形成的回路内。成形辊23与套筒辊50之间沿下网10和上网20运行方向的距离L仅是大约0.2-2米，有利地是0.3-1.5米。距离L在下网10和上网20的包角23V于成形辊23上终止的点与下网10和上网20在套筒辊50上接触的点(即，下网10和上网20开始接触套筒辊50的点)之间测量。根据本发明，不需要在成形辊23与套筒辊50之间使用抽吸箱。在套筒辊50之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导到具有包角13V的抽吸辊13，该抽吸辊13位于下网10内侧且与将纤维幅材传递到压榨部的拾取辊31相距一定距离，网10、20的运行被分开且成形单元的端部被形成为稍微向下倾斜的、大体上水平运行的一个网部。在附图的示例中示出另一除水装置25，其位于由上网20形成的回路内。该另一除水装置25有利地是抽吸箱25，其在套筒辊50与抽吸辊13之间的过长的运行中支撑纤维幅材的运行。

图3中示出成形单元的一个示例，其为夹网成形器类型的成形单元并借助双网部开始大体上竖直的运行。纸浆悬浮液M从流浆箱30被供给至形成为包括下网10和上网20的夹网成形器的成形单元，下网10和上网20分别包括用以将网引导和驱动为循环回路的辊12、22。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着支撑箔26，支撑箔26支撑成形辊23与套筒辊50之间的网10、20的运行，并从网20的表面去除水分。支撑箔26自身并不从纤维幅材去除水分，因此支撑箔26没有改变网10、20的进程。支撑箔26之后跟着套筒辊50，套筒辊50位于由下网10形成的回路内。成形辊23与套筒辊50之间沿下网10和上网20行进方向的距离L仅是大约0.2-2米。距离L在下网10和上网20的包角23V于成形辊23上终止的点与下网10和上网20在套筒辊50上接触的点(即，下网10和上网20开始接触套筒辊50的点)之间测量。根据本发明，不需要在成形辊23与套筒辊50之间使用抽吸箱。支撑箔26还可以位于辊50、13之间运行的网上(未示出)。在套筒辊50之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导并与将纤维幅材传递到压榨部的拾取辊31相距一定距离，网10、20的运行被分开且成形单元的端部被形成为稍微向下倾斜的、大体上水平运行的一个网部。在附图的示例中示出另一除水装置25，其位于由上网20形成的回路内。该另一除水装置25有利地是抽吸箱设备。

图4中示出成形单元的一个示例，其为夹网成形器类型的成形单元并借助双网部开始大体上竖直的运行。纸浆悬浮液M从流浆箱30被送至形成为包括下网10和上网20的夹网成形器的成形单元，下网10和上网20分别包括用以将网引导和驱动为循环回路的辊12、22。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。包角23V有利地是40-110度，以确保所需的脱水能力。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着套筒辊50，套筒辊50位于由上网20形成的回路内。成形辊23与套筒辊50之间沿下网10和上网20行进方向的距离L仅是大约0.2-2米，有利地是0.3-1.5米。距离L在下网10和上网20的包角23V于成形辊23上终止的点与下网10和上网20在套筒辊50上接触的点(即，下网10和上网20开始接触套筒辊50的点)之间测量。根据本发明，不需要在成形辊23与套筒辊50之间使用抽吸箱。在套筒辊50之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导到具有包角13V的抽吸辊13，该抽吸辊13位于下网10内侧且与将纤维幅材传递到压榨部的拾取辊31相距一定距离，网10、20的行进被分开且成形单元的端部被形成为稍微向下倾斜的、大体上水平运行的一个网部。在附图的示例中示出另一除水装置15，其位于由下网10形成的回路内。该另一除水装置15有利地是抽吸箱15，其在套筒辊50与抽吸辊13之间的过长的运行中支撑纤维幅材的运行并增加在套筒辊50上的包角。

图5中示出成形单元的一个示例，其为夹网成形器类型的成形单元并借助双网部开始大体上竖直的运行。纸浆悬浮液M从流浆箱30被送至形成为包括下网10和上网20的夹网成形器的成形单元，下网10和上网20分别包括用以将网引导和驱动为循环回路的辊12、22。纸浆悬浮液M首先被送至下网10与上网20之间形成的间隙中。第一除水装置是具有包角23V的成形辊23，该成形辊23位于由上网20形成的回路内。包角23V有利地是40-110度，以确保所需的脱水能力。成形辊23通常是抽吸辊。成形辊23之后跟着套筒辊50，套筒辊50位于由下网10形成的回路内。成形辊23与套筒辊50之间沿下网10和上网20行进方向的距离L仅是大约0.2-2米，有利地是0.3-1.5米。距离L在下网10和上网20的包角23V于成形辊23上终止的点与下网10和上网20在套筒辊50上接触的点(即，下网10和上网20开始接触套筒辊50的点)之间测量。根据本发明，不需要在成形辊23与套筒辊50之间使用抽吸箱。在套筒辊50之后，纤维幅材在上网20与下网10之间被进一步引导到具有包角13V的抽吸辊13，该抽吸辊13位于下网10内侧且与将纤维幅材传递到压榨部的拾取辊31相距一定距离，随着上网20的运行向上转向以及成形单元的端部被形成为稍微向下倾斜的、大体上水平运行的一个网部，网10、20的运行被分开。在附图的示例中示出另一除水装置25，其位于由上网20形成的回路内。该另一除水装置25有利地是抽吸箱25，其在套筒辊50与抽吸辊13之间的过长的运行中支撑纤维幅材的运行。在附图的示例中示出另一脱水及支撑装置16，其可以位于由下网10形成的回路内。另一除水装置16从由成形板和抽吸设备组成的组中选择。

图6中示意性地示出具有递减的半径的套筒辊50，其包括固定支撑轴51、非渗透性带环53，支撑元件52以相距一定距离的方式被支撑在固定支撑轴51上，而非渗透性带环53被引导以围绕由支撑元件52支撑的固定支撑轴51。套筒辊50还包括至少一个曲线脱水区K，网10、20经由至少一个曲线脱水区K被引导为由带环53支撑地行进。曲线脱水区K的曲线的弯曲程度沿带53的行进方向增加，使得不断增加的脱水压力被施加到在至少一个曲线脱水区K上的网10、20之间行进的纸浆悬浮液。曲线脱水区K的曲率半径由两条局部曲线组成，使得第一局部曲线的曲率半径K1大于沿带环53的行进方向跟随第一局部曲线的第二局部曲线的曲率半径K2。曲线脱水区K的曲率半径可以包括多条曲线，使得曲率半径沿线的行进方向减小。

上文中仅描述了本发明的一些有利示例，本发明并不局限于这些示例并且在本发明中很多改型和变型是可能的。

Claims (8)

1.一种成形单元，其为形成在下网(10)与上网(20)之间的夹网成形器，其中所述成形单元的夹网成形器的第一除水装置是包括一包角(23V)的成形辊(23)，其特征在于，一套筒辊(50)位于所述成形单元中，与所述成形辊(23)相距小于2米的距离(L)，所述距离(L)在所述下网(10)和所述上网(20)的包角(23V)于所述成形辊(23)上终止的点与所述下网(10)和所述上网(20)在所述套筒辊(50)上开始接触的点之间进行测量。

2.一种改进式成形单元，其是从已有的成形器改进而成，所述已有的成形器包括夹网成形器，所述夹网成形器在下网(10)与上网(20)之间形成，其中所述成形单元的夹网成形器的第一除水装置是包括一包角(23V)的成形辊(23)，其特征在于，一套筒辊(50)位于所述成形单元中，与所述成形辊(23)相距小于2米的距离(L)，所述距离(L)在所述下网(10)和所述上网(20)的包角(23V)于所述成形辊(23)上终止的点与所述下网(10)和所述上网(20)在所述套筒辊(50)上开始接触的点之间进行测量。

3.根据权利要求1或2所述的成形单元，其特征在于，所述套筒辊(50)包括固定支撑轴(51)、被引导以围绕所述固定支撑轴循环的带环(53)，所述套筒辊(50)还包括由两条局部曲线组成的至少一个曲线脱水区(K)，使得第一局部曲线的曲率半径(K1)大于沿所述带环(53)的行进方向跟随所述第一局部曲线的第二局部曲线的曲率半径(K2)。

4.根据权利要求3所述的成形单元，其特征在于，所述套筒辊(50)包括以彼此相距一定距离的方式被支撑在所述固定支撑轴(51)上的多个支撑元件(52)，被引导以围绕所述固定支撑轴(51)循环的所述带环(53)由所述支撑元件(52)支撑且所述带环(53)为非渗透性的。

5.根据权利要求1-4任一项所述的成形单元，其特征在于，在所述成形单元中，所述成形辊(23)与所述套筒辊(50)之间的距离(L)沿所述下网(10)和所述上网(20)的行进方向是0.2-2米，有利地是0.3-1.5米。

6.根据权利要求1-5任一项所述的成形单元，其特征在于，在所述成形单元中，所述成形辊(23)与所述套筒辊(50)之间的运行与抽吸箱无关。

7.根据权利要求1-6任一项所述的成形单元，其特征在于，在所述成形单元中，一抽吸辊(13)位于所述套筒辊(50)之后且与所述套筒辊相距一定距离，并且所述抽吸箱(25)位于所述抽吸辊(13)与所述套筒辊(50)之间的运行位置处。

8.根据权利要求1-7任一项所述的成形单元，其特征在于，所述成形辊(23)的包角(23V)是40-110度。