CN110770395B - 造纸机和在造纸机中切割纤维幅材的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种造纸机，其包括成形部、干燥部和卷取部。造纸机被设置成沿预定路径在机器方向上运载纤维幅材，并且造纸机具有至少一个设置成切割正在沿机器方向移动的纤维幅材的水射流切割装置，使得纤维幅材被分成至少一个废料部分和剩余部分。造纸机被设置成引导至少一个废料部分离开预定路径，并且沿预定路径在机器方向上进一步传送剩余部分。造纸机还包括吹送装置，吹送装置被设置成在朝向纤维幅材的剩余部分的方向上将气体或空气吹向水射流切割装置，使得已经通过水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒被吹到纤维幅材的剩余部分的表面上并沿预定路径跟随纤维幅材的剩余部分。本发明还涉及一种切割纤维幅材的方法。

Description

造纸机和在造纸机中切割纤维幅材的方法
技术领域
本发明涉及一种造纸机，该造纸机包括至少一个用于切割纤维幅材的水射流(water jet)切割装置。本发明还涉及一种在造纸机中切割纤维幅材的方法。
背景技术
在造纸机中造纸的过程中，穿过(造纸)机器的纤维幅材通常会被水射流切割装置切割，并且该纤维幅材将成为待干的纸幅(paper web，纸幅材)。切割的目的可以是修整(trim)纤维幅材的边缘，也可以与切割窄的尾端时的尾端穿引(threading)有关，该尾端穿引被传递到造纸机的后续部分尾端穿引，然后使窄的尾端变宽，直到达到全宽。第6237948号美国专利公开了一种用于切割移动纸幅的边缘的已知装置的一个示例。该文献描述了如何利用水射流来切断移动幅材的纵向边缘。引导空气射流到切割点，在该切割点，切割粉尘和从纸上剥落的涂层以及涂层粉尘通过抽吸被传送到通道(channel)并进入通道。第6001219号美国专利公开了一种用于造纸机的水射流边缘修整台(edge trimmingstation)。根据该专利，水射流切割装置具有围绕水射流喷嘴头的正气压室，以维持喷嘴头上方的气流，驱动流出物后喷(backsplash)远离喷嘴头。第6942758号美国专利公开了一种用于在造纸机的干燥部中进行尾端穿引的方法和设备。尾端由切割装置切割，该切割装置可以是水切割机。设置吹嘴以提供将破裂的幅材的边缘转离切割点的吹风。
JP2003027387-A公开了一种设置(arrangement，装置)，其中带有高压水的边缘修整喷嘴被设置以当湿纸幅在网(wire)上时切割湿纸幅。空气喷嘴适于将流体(空气)喷射到边缘修整喷嘴和湿纸幅之间，并且设置空气喷嘴而被描述为沿线宽方向设置在外部。空气喷嘴具有内部空气通路(passage)和沿与该空气通路相同的方向延伸的狭缝部分。高压空气适于被供应到空气通路。根据JP2003027387-A，通过空气喷嘴喷射空气可以防止在喷嘴切割线上的湿纸幅时出现的雾粘附到边缘修整喷嘴上，并且雾的固体成分不会粘附到边缘修整喷嘴上。
本发明的一个目的是提供一种造纸机和一种使机器操作的可靠性得到提高的切割方法。
发明内容
本发明的造纸机包括：成形部，纤维幅材可形成于成形部中；干燥部，成形的纤维幅材可以在干燥部中进行干燥；卷取部(reel-up)，可将干燥的纤维幅材卷绕成卷(roll)。造纸机具有机器方向，该机器方向被定义为从成形部朝向卷取部的方向。造纸机被设置成沿预定路径在机器方向上运载纤维幅材。造纸机具有至少一个水射流切割装置，该水射流切割装置被设置成切割正在沿机器方向移动的纤维幅材，使得纤维幅材被分成至少一个废料部分和剩余部分，并且造纸机被设置成引导至少一个废料部分远离预定路径(优选向下引导)，并沿预定路径在机器方向上进一步传送剩余部分。造纸机还包括吹送装置，该吹送装置设置成在至少一个水射流切割装置的区域中吹送气体或空气。吹送装置被设置成沿朝向纤维幅材的剩余部分的方向将气体或空气吹向水射流切割装置，从而使得由水射流切割装置的切割动作而释放的纤维颗粒被吹送到纤维幅材的剩余部分的表面上，并沿预定路径跟随纤维幅材的剩余部分。吹送装置具有带排出开口(exit opening)的喷嘴(从吹送装置吹出的空气或气体的出口)，空气或气体通过该排出开口以气流(steam，蒸汽)的形式喷射。优选地，喷嘴(及其排出开口)被定向成与机器方向成一角度，从而使得从排出开口吹出的空气或气体气流全部被引导成与机器方向成一角度。根据本发明，吹送装置的喷嘴被设计成产生朝向水射流切割装置的圆柱形或锥形的空气或气体气流。
适当地，造纸机可具有框架，该框架设置成支撑多个辊(roll)，所述辊在垂直于机器方向的横向机器方向(cross-machine direction)上从造纸机的第一侧延伸到(造纸)机器的第二侧。
在本发明的造纸机的一个实施例中，造纸机包括：第一水射流切割装置，放置在邻近框架第一侧的成形部中，并设置成从纤维幅材切割窄边缘带；以及第二水射流切割装置，放置在邻近框架第二侧的成形部中，并设置成从纤维幅材切割窄边缘带，使得在纤维幅材的边缘处，两条边缘带与纤维幅材的剩余部分分离。然后，纤维幅材的剩余部分将位于边缘带之间，且比两个边缘带一起(的宽度)更宽。在该实施例中，造纸机包括用于第一水射流切割装置和第二水射流切割装置中每一个的吹送装置，并且吹送装置被设置成沿朝向纤维幅材的剩余部分的方向将气体或空气吹向它们各自的水射流切割装置。这样，已经通过水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到纤维幅材的剩余部分的表面上，并沿预定路径跟随纤维幅材的剩余部分。此外，可选地，造纸机可以包括通气烘缸(through airdrying cylinder，热风穿透烘缸)和多孔网(foraminous wires)，这些多孔网设置成在部分地于通气烘缸的一部分外圆周上行进的路径中以环状(in a loop)运行。然后，造纸机可被设计成使得造纸机的成形部包括成形织物，并且第一水射流切割装置和第二水射流切割装置设置成当纤维幅材在成形织物上行进时作用于纤维幅材上。然后，成形织物可设置成当水射流切割装置已经作用在纤维幅材上之后将纤维幅材的剩余部分运载到多孔网上，并且造纸机可被构造成将纤维幅材的剩余部分转移到多孔织物上，并且引导边缘带离开预定路径。同时，造纸机被构造成将纤维幅材的剩余部分转移到多孔网，使得已经将纤维颗粒吹送到其上的主要部分的表面与多孔网接触。
在本发明的另一个实施例中，本发明的造纸机可包括可移动水射流切割装置，该装置能够在横向机器方向上移动，从而可从纤维幅材上切割尾端以用于穿引的目的。在该实施例中，造纸机被设置成沿预定路径在机器方向上进一步传送尾端，同时引导纤维幅材的其余部分离开预定路径。然后，吹送装置将被设置成沿朝向尾端的方向将气体或空气吹向可移动水射流切割装置，从而将已经由水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒吹送到尾端的表面上并沿预定路径跟随尾端。
吹送装置可以采取多种不同的形式。然而，在本发明的优选实施例中，至少一个吹送装置是空气放大器。无论是用于边缘切割还是尾端切割，吹送装置都可以是空气放大器。
本发明还涉及一种切割纤维幅材的方法，纤维幅材沿机器方向在造纸机中沿预定路径运行。然后，纤维幅材将从形成纤维幅材的成形部向卷取部行进，纤维幅材在卷取部中被干燥后卷绕成卷。本发明的方法包括通过水射流切割装置切割幅材，从而将纤维幅材分成至少一个废料部分和剩余部分。引导废料部分离开预定路径，并沿预定路径在机器方向上进一步传送剩余部分。在本发明的方法中，在水射流切割装置的区域中吹送空气或气体。沿朝向纤维幅材的剩余部分的方向吹送在水射流切割装置区域中被吹送的空气或气体，从而将已经通过水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒吹送至纤维幅材的剩余部分的表面上，并沿预定路径跟随纤维幅材的剩余部分。空气或气体以空气或气体气流的形式被吹向水射流切割装置(17、18、19)。优选地，空气或气体气流全部被引导成与机器方向(MD)成一角度。能够想到这样的实施例，其中一部分的气流没有被引导成与机器方向成角度，但优选地，引导全部或基本上全部的气流与机器方向成角度。根据本发明，空气或气体气流具有圆柱形或锥形并沿气流移动的方向扩张。
在优选实施例中，吹送装置相对于水射流切割装置的位置和/或吹送装置的喷嘴(连同喷嘴的排出开口)朝向吹送装置所引导的角度是可调的。
根据本发明方法的一个实施例，放置在邻近框架第一侧的成形部中的第一水射流切割装置用于从纤维幅材切割窄边缘带，而放置在邻近框架第二侧的成形部中的第二水射流切割装置也用于从纤维幅材切割窄边缘带，使得在纤维幅材的边缘处，两个边缘带与纤维幅材的剩余部分分离。剩余部分位于边缘带之间，并且比两个边缘带一起(的宽度)更宽。气体或空气沿朝向纤维幅材剩余部分的方向吹向第一水射流切割装置和第二水射流切割装置中的每一个，使得已经通过水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒被吹到纤维幅材剩余部分的表面上，并沿预定路径跟随纤维幅材的剩余部分。
造纸机可以包括通气烘缸，并且多孔网沿着部分地在通气烘缸的一部分外圆周上行进的路径以环状运行。造纸机的成形部包括成形织物，并且根据本发明方法的一个实施例，当纤维幅材在成形织物上行进时，第一水射流切割装置和第二水射流切割装置作用在纤维幅材上。然后，在水射流切割装置已经作用在纤维幅材上之后，成形织物将纤维幅材的剩余部分运载至多孔网，并且纤维幅材的剩余部分被转移到多孔网上，同时边缘带被引导离开预定路径，并且纤维幅材的剩余部分被转移至多孔网，使得纤维颗粒已经被吹到其上的剩余部分的表面与多孔网接触。
在本发明方法的另一个实施例中，可沿横向机器方向移动的水射流切割装置用于从纤维幅材切割尾端以用于穿引的目的。然后，沿预定路径在机器方向上进一步传送尾端，同时纤维幅材的其余部分形成被引导离开预定路径的废料部分。然后，沿朝向尾端的方向将气体或空气吹向可移动水射流切割装置，使得已经由水射流切割装置的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到尾端的表面上，并沿预定路径跟随尾端。
附图说明
图1是表示本发明中可以使用的实施例的示意性侧视图。
图2是示出水射流切割装置对纤维幅材的作用的立体图。
图3是水射流切割装置的操作期间可能发生的情况的示意图。
图4是与图3类似的图并示出了本发明意欲解决的技术问题。
图5a是与图3和图4类似的图并示出了针对技术问题的解决方案。
图5b是与图5a类似的图，但更详细地示出了一些方案。
图5c与图5a和图5b类似，但示出了另一方案。
图5d是从上方示出本发明又一方案的视图。
图6是从上方示出了当本发明用于边缘修整时本发明的可能实施例的视图。
图7是可用于本发明有利实施例中的吹送装置的示意图。
图8是与图6类似的图，并示出了本发明如何能够应用于尾端穿引的目的。
图9是从上方示出需要尾端穿引的情况的视图。
图10是与图9类似的图并示出了尾端穿引程序的第一部分。
图11是与图10类似的图并示出了尾端穿引程序的后一部分。
图12与图9至图11类似并示出尾端穿引程序的结束。
具体实施方式
参照图1，示出了可以实施本发明的造纸机1。造纸机1尤其旨在成为生活用纸(tissue paper，薄页纸)造纸机，其用于生产具有基重可在15g/m2-40g/m2范围内的幅材，并且典型值可以落在15g/m2-30g/m2的范围内，但是基重的其它值也是可以想象的，并且本发明也可应用于生活用纸造纸机以外的其它造纸机。如图1所示的本发明的造纸机包括：成形部2，纤维幅材W可形成于该成形部中；干燥部5，成形的纤维幅材W可以在该干燥部中进行干燥；以及卷取部11，干燥的纤维幅材W可在该卷取部上被卷绕成卷12。在图1的实施例中，卷取部11被示为具有支撑缸(cylinder)31和芯轴32的Pope型卷取部，但是应当理解，可以使用任何合适的卷取部。例如，卷取部11可以是第5901918号美国专利中公开的类型。在造纸机1中，机器方向MD被定义为从成形部2朝向卷取部11的方向，即，当造纸机1操作以生产纸张时纤维幅材W行进的方向。造纸机1被设置成沿预定路径P在机器方向MD上运载纤维幅材W。在图1中，预定路径P被表示为纤维幅材W从成形部移动到卷取部11时所跟随的路径。参照图6，适当地，造纸机1还可包括框架13，框架13被设置成支撑(多个)辊35(例如，导辊或压辊)，辊在垂直于机器方向MD的横向机器方向CD上从框架13的第一侧15延伸到框架13的第二侧16。在图1中，干燥部通常由附图标记5表示。在图1的实施例中，干燥部5包括由附图标记45表示的通气干燥单元(TAD单元)和扬克(Yankee)烘缸8，扬克烘缸可以设有扬克烘干罩9。多孔网6以导辊35支撑的环状运行，并将纤维幅材通过通气干燥单元45运载到扬克烘缸8。TAD单元45包括TAD缸7和罩46。扬克烘缸8可以通过热气流从内部加热，这在造纸领域是公知的。扬克烘缸8可以是任何类型的适用于在生活用纸造纸机中使用的扬克烘缸。例如，扬克烘缸8可以是铸铁的扬克烘缸，也可以是第2126203号欧洲专利中公开的类型，并且其可以设置有例如第2812486号欧洲专利中公开的隔热(装置)。扬克烘干罩9可以优选是第2963176号欧洲专利中公开的那种扬克烘干罩，但是也可以考虑其它扬克烘干罩。也可以想到没有扬克烘干罩9的实施例。
在图1所示的造纸机1中，纤维幅材W形成在成形部2中。成形部包括流浆箱33，流浆箱设置成将纸浆注入外部成形织物3和内部成形织物4之间的间隙中，外部成形织物由导辊35支撑从而可以以环状运行，内部成形织物同样由导辊35支撑而以环状运行。本领域已知的是，在内部成形织物4的环内具有成形辊34。流浆箱33可以是合适的任何类型的流浆箱。例如，流浆箱可以是第6176975号美国专利中公开的类型。
在图1所示的实施例中，纤维幅材W形成在成形部中，并在内部成形织物4上行进至拾取点，在该拾取点处，纤维幅材被传递至通气干燥单元(TAD单元)45的多孔网6。真空或抽吸单元26可以设置在多孔网6的环内，以使纤维幅材W离开内部成形织物，而非跟随多孔网6。纤维幅材在通气干燥单元45中进行干燥，然后转移到扬克烘缸的外表面，在此进行最终干燥。然后，纤维幅材通过刮刀10从扬克烘缸8的表面起皱，并被传送到卷取部11。可选地，有两个刮刀10被设置成作用于扬克烘缸8，并且第二个刮刀10可用于去除纤维的残余物。纤维幅材可以以敞开式牵引(open draw，开放式牵引)的方式被传送到卷取部，但是也可以以能够想象的方式支撑纤维幅材，例如通过第6325896号美国专利中公开的装置支撑。
应当理解的是，在图1中，各种织物3、4、6沿箭头S所示的方向行进，并且扬克烘缸8沿扬克烘缸8上所示的箭头S的方向旋转。
参照图2，造纸机1具有至少一个水射流切割装置17，水射流切割装置被设置成切割正在沿机器方向MD移动的纤维幅材W，使得纤维幅材W被分成至少一个废料部分23a和剩余部分24。在图2的实施例中，水射流切割装置17位于成形部2中，并且当纤维幅材W由内部成形织物4支撑时，水射流切割装置作用于新成形的纤维幅材W。水射流切割装置向纤维幅材发送水射流37，使得纤维幅材沿着切割线C被分割。在图2所示的位置中，水射流切割装置17旨在切割边缘带，废料部分23a是被切割掉的边缘带，以便提供具有预定宽度和干净且轮廓分明的(well-defined)边缘的纤维幅材。废料部分23a将在某点处被引导离开纤维幅材的预定路径。这可以在纤维幅材从扬克烘缸8起皱时完成，也可以在较早的阶段完成，例如，在纤维幅材到多孔网6的传递点或者在到扬克烘缸8的传递(点)处。废料部分23a的移除同样是技术人员熟悉的常规技术，并且不需要详细说明。优选地，从预定路径P向下引导废料部分23a并引导其进入碎浆机(图中未示出)。当废料部分23a被引导离开预定路径P时，剩余部分24在机器方向MD上被进一步传送。
现在，将参照图3和图4对技术问题进行说明。当水射流37切割纤维幅材W时，纤维颗粒将被释放到周围空气中，使得水射流切割装置17周围的空气将持续填充由湿纤维组成的小颗粒。如图3所示，一些纤维颗粒将落在水射流切割装置17上，并形成纤维材料团块(lump)DL。有时，这种团块DL将从水射流切割装置17脱落，并且一些这样的团块DL可能落在沿机器方向MD进一步传送的一部分纤维幅材上。此外，这样的纤维材料团块DL也可能积聚(build up)在造纸机的其他部分上，并下落在纤维幅材W上，甚至在水射流切割装置17、18下游的位置处。当这样的团块DL落在纤维幅材上时，这可能会导致许多缺点。纤维幅材W可能被损坏，并且团块DL可能导致最终产品中的不规则。如图1所示，如果要将纤维幅材W从内部成形织物4传递到多孔网6，可能会出现另一个问题。到多孔网6的正确传递可能受到损害，并且纤维幅材可能被撕开。因此，期望的是防止这样的团块DL在水射流切割装置17上(和/或造纸机的其他部分上)的积聚。
JP2003027387-A中提出，空气喷嘴可用于喷射空气，从而在边缘修整喷嘴下方形成空气层，以防止雾粘附到边缘修整喷嘴。本发明的发明人发现，尽管这样的设置可以从边缘修整喷嘴的区域去除一些纤维颗粒，但是装载纤维颗粒的相当一部分雾不会受到空气层的影响。特别地，产生雾的区域不会受到影响。此外，边缘修整喷嘴和幅材之间的区域中的空气层在边缘修整喷嘴本身的区域中(最多)仅具有有限的效果。因此，纤维颗粒仍可能在边缘修整喷嘴上堆积成团块。然后，团块会下落在网上，并导致上述问题。
根据本发明，现在将参照图5对上述指出的问题进行说明。吹送装置20设置在水射流切割装置17的区域中，吹送装置20设置成沿朝向纤维幅材24的剩余部分的方向将至少一个水射流切割装置17的区域中的气体或空气吹向水射流切割装置17，使得已经通过水射流切割装置17的切割动作释放的纤维颗粒38被吹送到纤维幅材W的剩余部分24的表面25上，并沿预定路径P跟随纤维幅材的剩余部分24。单个纤维颗粒38很小以至于不会对纤维幅材W或造纸机1中的过程产生任何显著影响，并且不会造成关于传递到多孔网6或其它机器部件的任何显著问题。如果纤维颗粒38落在纤维幅材W上，同时纤维幅材仍然在成形部2中，这些纤维颗粒可以容易地集成到纤维幅材W中，因为在此阶段纤维幅材仍然非常湿润。
从图5a中可以看出，吹送装置20具有出口(排出开口)41，空气或气体以气流的形式从出口41向幅材W的剩余部分24喷出。出口41位于喷嘴的尖端，喷嘴被设计成使得从吹送装置喷出的空气或气体以形状为锥形的气流47的形式喷出，当气流47移离出口(排出开口)41时，锥形的直径扩张。锥形气流47能够到达水射流切割装置17以及水射流切割装置17与幅材W之间的区域。这样，能够有效地抵消在水射流切割装置17上纤维颗粒的团块DL的积聚。
从图5a中可以看出，吹送装置20、21可以被放置成使得出口41位于比水射流切割装置19更高的高度(level，水平)。吹送装置20的出口41优选地也沿机器的横向机器方向CD放置，使其处于水射流37切割幅材W的点之外(即，吹送装置或者被放置在网的边缘之外，或者至少比水射流37切割幅材的点更靠近网的边缘)。进一步参照图5b，出口41位于纤维幅材上方的高度H处，并且吹送装置20的出口41相对于水平面成角度β定向。在优选实施例中，角度β可以变化，从而使得空气或气体气流47朝向吹送装置20、21、22喷射的角度可以变化。如图5c中箭头R象征性地指示，吹送装置20可以转动/旋转，使得角度β可以变化，使得空气或气体气流47可以被调节，以优化空气或气体气流47的效果和/或适应于变化的操作条件。如图5c中箭头V和L象征性指示地，吹送装置20可以在箭头V的方向上水平移动，以及在箭头L的方向上竖直移动。虽然可以想到吹送装置20处于固定位置的实施例，但是吹送装置20优选地被安装成使其可以在箭头V和L的方向上旋转或移动，以优化空气或气体气流47的效果和/或适应于变化的操作条件。在这种情况下，“变化的操作条件”的表述可以包括：例如，不同的机器速度、不同的纤维幅材的基重、水射流切割装置的切割动作的强度以及水射流切割装置与纤维幅材之间的距离。
参照图5d，可以看出吹送装置20、21被引导成与机器方向MD成角度α。该角度优选为90°或大约90°。然而，在本发明的优选实施例中，角度α是可以变化的。如图5d中箭头R象征性地指示，每个吹送装置优选地被设置成使其能够被转动，使得角度α能够被调节。虽然可以想到角度α固定的实施例，但是优选地角度α是可调节的。为此，吹送装置20、21优选地安装成使得相对于机器方向的角度α是可以调节的。以这种方式，可以调节从吹送装置20、21喷射的空气或气体气流47撞击水射流切割装置的方式，从而使得空气或气体气流47能够适应于变化的条件，即，从而优化空气或气体气流47针对变化的操作条件的效果。如箭头M象征性地指示，吹送装置20、21可以安装成可以在机器方向MD上移动，从而使得吹送装置20、21的位置可以变化以适应于变化的操作条件。在这种情况下，“变化的操作条件”的表述可以包括：例如，不同的机器速度、不同的纤维幅材的基重、水射流切割装置的切割动作的强度以及水射流切割装置与纤维幅材之间的距离。
根据上文的描述，由此可以理解，在优选实施例中，吹送装置20、21、22的喷嘴(及其排出开口41)指向水射流切割装置所成的角度α、β是可以变化的，优选地在水平面和竖直面上都是可以变化的。因此，空气或气体气流47朝向水射流切割装置17、18、19的方向也是可以变化的，以根据变化的操作条件优化吹送装置20、21、22的防尘效果。可以想到的实施例中，只有水平面中的角度或竖直面中的角度是可调节的，但是优选地都是可调节的。在本发明的优选实施例中，吹送装置20、21的位置(从而也是排出开口41的位置)可以如箭头V和M所示(见图5c和5d)通过沿横向机器方向CD和/或机器方向MD水平移动吹送装置来改变，和/或如图5c中箭头L所示通过竖直移动吹送装置来改变。
本发明可以仅应用于纤维幅材W的一个边缘，但是在优选实施例中，当本发明被应用以与边缘修整有关时，本发明用于纤维幅材的两个边缘。现在，将参照图6对优选实施例进行说明。如图6所示，造纸机1包括第一水射流切割装置17，该第一水射流切割装置被放置在成形部中邻近框架13的第一侧15并被设置成从纤维幅材W切割窄边缘带23a，并且造纸机1还包括第二水射流切割装置18，该第二水射流切割装置被放置在成形部2中邻近框架13的第二侧16并被设置成从纤维幅材W切割窄边缘带23b。这意味着，在纤维幅材W的边缘处，两个边缘带23a、23b可以与纤维幅材W的剩余部分24分离，该剩余部分24位于边缘带23a、23b之间。应当理解的是，纤维幅材W的剩余部分24比两个边缘带23a、23b一起(的宽度)更宽(通常，剩余部分比两个边缘带23a、23b一起(的宽度)明显宽得多)。在该实施例中，造纸机1包括用于第一水射流切割装置17和第二水射流切割装置18中的每一个的吹送装置20、21，吹送装置20、21被设置成在朝向纤维幅材W的剩余部分24的方向上将气体或空气吹向各自的水射流切割装置17、18，使得已经通过水射流切割装置17、18的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到纤维幅材W的剩余部分24的表面上并沿预定路径P跟随纤维幅材的剩余部分24。
如参照图1进行说明，可选地，造纸机1可包括通气烘缸7和多孔网6。然后，多孔网6被设置成在部分地于通气烘缸7的一部分外圆周上行进的路径中以环状运行。然后，成形部2的内部成形织物被设置成传递纤维幅材W(或者在边缘切割之后转移至少纤维幅材的剩余部分24)。第一水射流切割装置17和第二水射流切割装置18可以被设置成当纤维幅材W在成形织物4上行进时作用在纤维幅材W上，并且成形织物4将在水射流切割装置17、18已经作用在纤维幅材W之后将纤维幅材W的剩余部分24运载到多孔网6。造纸机1然后被构造成将纤维幅材W的剩余部分24转移到多孔织物6上，并且引导边缘带23a、23b离开预定路径P，或者与剩余部分24到多孔织物6的传递相关联或处于较后的点处。纤维幅材W的剩余部分24将被转移到多孔网6，使得已经将纤维颗粒吹送到其上的主要部分的表面与多孔网6接触。
参照图6，应当理解的是，在框架的每侧15、16上，可以使用一个以上的用于边缘修整的水射流切割装置17、18。可选地，用虚线表示可选的其它水射流切割装置17’、18’。
本发明并非仅用于边缘修整，也可以应用于与尾端穿引有关。进一步参照图6和图8，造纸机1可以包括可移动水射流切割装置19，该水射流切割装置能够在横向机器方向CD上移动，使得可以从纤维幅材W切割尾端29以便穿引。在图6的实施例中，托架44被设置成可沿箭头X的方向在支撑梁28上移动。支撑梁28沿横向机器方向CD延伸，使得托架44沿箭头X的方向的移动将使托架44在横向机器方向上移动到不同位置。水射流切割装置19安装在托架44上，使其可在横向机器方向上移动。从图8中可以看出，可移动水射流切割装置19可以将水射流37引向纤维幅材W，使得纤维幅材沿切割线C分成窄尾端29和剩余部分30。然后，造纸机被设置成沿预定路径P在机器方向MD上进一步运送尾端29，同时引导纤维幅材W的其余部分(即，剩余部分30)离开预定路径P。吹送装置22被设置成在朝向尾端29的方向上将气体或空气吹向可移动水射流切割装置19，使得已经通过水射流切割装置19的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到尾端29的表面上，并沿预定路径P跟随尾端29。设置成作用于可移动水射流切割装置19的吹送装置22也在横向机器方向CD上移动，并且吹送装置22能以可想象的方式安装在与可移动水射流切割装置19相同的托架44上。替代地，吹送装置22可以在其自身的托架上移动，并且可能在其自身的支撑梁上移动。然而，吹送装置22的移动当然必须与可移动水射流切割装置19的移动同步。
现在，参照图9、10、11和12将对穿引顺序的可能示例进行说明。首先，纤维幅材W沿预定路径P行进。发生幅材破裂，并且在扬克烘缸8之后可将纤维幅材W向下引导，参见图9。借助可移动水射流切割装置19切割最初相当窄的尾端29，并将窄的尾端29传递到卷取部11上，并导致其粘附到芯轴32，如图10所示。可以用胶将尾端29粘附到芯轴32。可以将剩余部分30向下送入碎浆机(同样参见图1)。现在，使可移动水射流切割装置19沿横向机器方向移动，使得尾端29变宽，而成为纤维幅材废料部分的剩余部分30变窄，如图11所示。最后，可移动水射流切割装置一直移动至其开始时的相对端，使得尾端29达到全宽，如图12所示。此时，剩余部分30已经完全消失。
上文已经参照导致尾端29直接缠绕在芯轴32上的情况描述了尾端穿引程序，但是相同的程序也可以用于将尾端29穿引到已经存在的还未缠绕到其全部直径的卷12上。
已经参照图6至图12说明的水射流切割装置19被安装在托架44上，该托架可在沿垂直于机器方向MD的横向机器方向CD延伸的支撑梁28上移动。这样，水射流切割装置19能够在横向机器方向CD上移动，吹送装置22也能够以与水射流切割装置19的移动同步的移动而在横向机器方向上移动。该原理能够以独立于从吹送装置22喷射的空气或气体气流47的形状的方式使用，以及用于不同设计的喷嘴。然而，优选的是用于空气或气体气流47的圆柱形或锥形扩张形状，并且优选地将喷嘴设计成产生这样的空气或气体气流。通过具有可移动水射流切割装置19和能够以与水射流切割装置的移动同步的移动方式而移动的吹送装置2，所得到的优点是在吹送装置抵消纸张纤维团块的形成(可能落在窄的尾端上)而干扰尾端穿引操作的同时切割窄的尾端。
可以使用不同类型的吹送装置20、21、22。然而，在本发明的优选实施例中，吹送装置中的至少一个是空气放大器，并且优选地，所使用的所有吹送装置都是空气放大器。参照图7，示意性地示出了空气放大器的功能。吹送装置20可以具有通向环形腔室42的入口39。空气可以从环形腔室42穿过环形开口进入柯恩达(Coanda)表面43上的空气放大器的内部。当压缩空气通过入口39被送入空气放大器时，将首先到达环形腔室42，然后继续进入空气放大器的中空内部。柯恩达表面43将沿图7中向右的方向引导空气。空气放大器的后部开口40通向空气放大器的中空内部，并且来自环形腔室42的空气将产生欠压，该欠压将空气从开口的后部40并沿图7中箭头所示的向右的方向拖曳。然后，放大的空气气流将移动通过喷嘴48，并通过前部开口41(空气放大器的排出开口)排出，并且可被导向水射流切割装置17、18、19。在图7所示的实施例中，喷嘴48及其排出开口41成形为产生锥形气流，该气流在远离排出开口(41)的方向上扩张。在这种情况下，“锥形”的表述应当被理解为指锥形截头体的形状，因为空气或气体气流47在离开排出开口41时已经具有一定的直径。供给到环形腔室42的加压空气可以适当地具有大约6巴(bar)的压力，但是也可以使用其他压力水平。合适的空气放大器例如由加拿大安大略省里士满山永和街10520号(10520Yonge Street,Richmond Hill,Ontario,Canada)的Nex Flow空气产品公司(网址：www.nexflow.com或www.nexflowair.com)销售。借助于空气放大器，可以产生形状为在远离排出开口41的方向上扩张的锥形的空气气流。优选地，空气气流在离开排除开口时具有至少4厘米的直径，甚至更优选地，具有至少5厘米的直径。例如，当空气气流离开排出开口41时，可具有范围在4-10厘米内的直径。在多数实际应用中，从排出开口41到水射流37撞击纤维幅材W的点的距离可以在0.3m-1.2m的范围内。
空气或气体气流47的形状优选为锥形并且在远离排出开口41的方向上扩张，但是也可以使用具有圆柱形状的气流47，喷嘴48由此也可以设计成产生圆柱形或大体圆柱形的气流47。
在多数实际应用中，为了获得良好的效果，一个吹送装置20、21、22的空气或气体的容积流量可以在17m3/h至90m3/h的范围内。
由于本发明利用了圆柱形或锥形并且扩张的空气气流，因此水射流切割装置17、18、19、进行切割的幅材W的部分以及水射流切割装置17、18、19与纤维幅材之间的区域都将被空气或气体气流47覆盖。这导致纤维颗粒的有效去除，否则纤维颗粒会在水射流切割装置或机器的其他部分上形成团块。
现在，可以理解的是，本发明还可以按照一种方法来描述，该方法通过至少一个水射流切割装置17、18、19切割纤维幅材W，并且在朝向纤维幅材W的在边缘修整或尾端切割之后保留的部分24、29的方向上朝水射流切割装置17、18、19吹送气体或空气，从而使得已经通过水射流切割装置17、18、19的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到纤维幅材W的剩余部分24、29的表面上并沿预定路径P跟随纤维幅材W的剩余部分24、29。
由于本发明，可以消除或至少显著减少纤维颗粒的团块落在幅材上并在造纸过程中造成困难的问题。这提高了机器操作的可靠性。
应当理解的是，可以想到本发明机器和本发明方法的这样的实施例：本发明仅用于与边缘修整相关或者仅用于与尾端穿引相关。然而，在优选实施例中，本发明的对水射流切割装置使用吹送装置的理念被用于边缘修整和尾端穿引。
虽然所公开的实施例仅在成形部中示出水射流切割，但是应当理解的是，本发明也可以用于机器的其他部分。然而，可以认为使用本发明的最有利方式恰恰是在成形部。
尽管已示出的实施例包括通气干燥单元45和扬克烘缸8，但是仅具有通气干燥的实施例以及具有扬克烘缸8但没有通气干燥单元的实施例也是可以想到的。可选地，造纸机还可包括压机，例如靴式压机，靴式压机可用于利用本发明的任何机器以及织物(具有光滑或纹理表面的传送带、毛毯、线等)的不同组合。此外，本发明还可以应用于除生活用纸(造纸)机之外的其他造纸机。应当理解的是，本发明可应用于使用水射流切割装置的任何生活用纸制造工艺，并且本发明可与机器衣物/织物(例如，压毯、传送带、金属带和线)的任何组合一起使用。
应该理解的是，所有附图都是示意性/象征性的，并且仅旨在示出本发明的基本原理，并且这些附图不应被理解为实际的制造图纸。
还应该理解的是，当本发明用于尾端穿引时，这不一定是因为幅材破裂，也可以与机器的启动有关。
如果本发明用于生活用纸造纸机，机器在横向机器方向CD上的宽度(由扬克烘缸的宽度限定)通常可以在3m-6.5m的范围内，但是也可以想到其他机器宽度。例如，机器宽度可以是7m或8m。对于使用本发明的生活用纸(造纸)机，机器速度可以在1200m/min-2200m/min的范围内。例如，机器速度可以是1700m/min或1900m/min，但是机器速度的其他值也是可以想到的。一般来说，有提高机器速度的趋势，并且可以想到本发明某一天可以应用于以2400m/min或甚至更高速度运行的机器。同样，该机器很可能以低于1200m/min的速度运行。
由水射流切割装置17、18、19执行的切割动作可以有利地在成形部2中进行，在成形部中，纤维幅材由成形织物4支撑，成形织物可以是具有编织塑料网或编织金属网(例如青铜或不锈钢网)的网，但是成形织物4也可以是毛毯。当在成形部2中进行切割时，纤维幅材W仍然非常湿润，因此很脆弱，通常需要支撑织物。湿纤维幅材的支撑物也可以由固体或可渗透的聚合物带(例如橡胶带)形成。纤维幅材W的切割也可以以敞开式牵引的方式进行，即不对纤维幅材进行任何支撑。如果纤维幅材W以敞开式牵引的方式被切割(用于边缘修整或穿引)，优选地，不要在纤维幅材W达到相对高的干燥度之前进行，以使纤维幅材W在没有支撑的情况下具有切割所需的强度。如果纤维幅材W是以敞开式牵引的方式切割的，干燥度应该优选至少为90％。
在图6和图8中，示出用于边缘修整的水射流切割器17、18位于用于切割尾端29的水射流切割器19的下游(沿机器方向MD)。这是最常见的设置，但是可以想到水射流切割器19位于用于边缘修整的水射流切割器17、18下游的实施例。
通过使用具有设计成产生朝向水射流切割装置17、18、19的圆柱形或锥形空气或气体气流47的喷嘴的吹送装置，并且通过朝向水射流切割(装置)发送圆柱形或锥形空气或气体气流47，可以有效地防止纤维材料的团块积聚在水射流切割装置和造纸机的其他部件上(这些团块可能从其上掉落到纤维幅材上)而引发问题。本发明不使用薄层空气，而是使用圆柱形或锥形并扩张的空气气流47，该空气气流作用于水射流切割装置17、18、19、纤维幅材W以及水射流切割装置与纤维幅材之间的区域。因此，空气气流可以席卷(engulf，吞没)整个区域，该区域不仅包括水射流切割装置的喷嘴与纤维幅材之间的空间的一部分，还包括水射流切割的纤维幅材的一部分，以及水射流切割装置本身或该水射流切割装置的至少一部分。空气气流覆盖水射流切割装置(或其部分)的容积、水射流切割装置作用于纤维幅材的区域以及水射流切割装置的喷嘴与纤维幅材之间的空间。
尽管上文已经参照造纸机和方法描述了本发明，但是应当理解的是，这些类别(机器和方法)仅反映了一个和相同发明的不同方面。因此，本发明的方法可以包括使用本发明的机器(或其实施例)的必然结果的这些步骤。同样，本发明的机器可以包括用于执行作为本发明方法的一部分已经公开的步骤的装置。
还可以根据一种通过添加/安装根据本发明设计和安装的吹送装置来改造或升级/改进现有的具有水射流切割装置的机器的方法来定义本发明。

Claims (9)

1.一种造纸机(1)，包括：成形部(2)，纤维幅材(W)能够形成于所述成形部中；干燥部(5)，成形的纤维幅材(W)能够在所述干燥部中被干燥；以及卷取部(11)，干燥的纤维幅材(W)能够在所述卷取部(11)上被卷绕成卷(12)；并且其中，机器方向(MD)被定义为从所述成形部(2)朝向所述卷取部(11)的方向，并且其中，所述造纸机(1)被设置成沿预定路径(P)在所述机器方向(MD)上运载纤维幅材(W)，所述造纸机(1)具有位于所述成形部(2)中的至少一个水射流切割装置(17、18)，所述至少一个水射流切割装置被设置成切割正在沿所述机器方向(MD)移动的所述纤维幅材(W)，使得所述纤维幅材(W)被分成废料部分(30)和剩余部分(29)，并且其中，所述造纸机(1)被设置成引导所述废料部分(30)离开所述预定路径(P)并且沿所述预定路径(P)在所述机器方向(MD)上进一步传送所述剩余部分(29)，并且其中，所述造纸机(1)还包括至少一个吹送装置(20、21、22)，一部分吹送装置设置成在所述至少一个水射流切割装置(17、18)的区域中吹送气体，能移动的水射流切割装置(19)在所述成形部(2)中安装在能在支撑梁(28)上移动的托架(44)上，所述支撑梁在垂直于所述机器方向(MD)的横向机器方向(CD)上延伸，使得所述能移动的水射流切割装置(19)能够在所述横向机器方向(CD)上移动，从而能够从所述纤维幅材(W)上切割尾端以用于穿引，
其特征在于，一部分吹送装置(20、21)设置成在朝向所述纤维幅材的剩余部分(29)的方向上将气体吹向所述水射流切割装置(17、18)，使得已经通过所述水射流切割装置(17、18)的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到所述纤维幅材(W)的所述剩余部分(29)的表面上，并沿所述预定路径(P)跟随所述纤维幅材的所述剩余部分(29)，另一部分吹送装置(22)也能在所述横向机器方向上移动，其移动与所述能移动的水射流切割装置(19)的移动同步。
2.根据权利要求1所述的造纸机，其中，所述另一部分吹送装置(22)的出口沿所述横向机器方向(CD)放置，使其处于水射流切割所述纤维幅材(W)的点之外，并且气体从所述出口向所述纤维幅材(W)的剩余部分喷出。
3.根据权利要求1所述的造纸机，其中，所述另一部分吹送装置(22)的出口沿所述横向机器方向(CD)放置，使其处于水射流切割所述纤维幅材(W)的点之外，并且空气从所述出口向所述纤维幅材(W)的剩余部分喷出。
4.根据权利要求1所述的造纸机，其中，所述至少一个吹送装置(20、21、22)是空气放大器。
5.一种切割纤维幅材(W)的方法，所述纤维幅材(W)于造纸机(1)中沿预定路径在机器方向(MD)上从形成所述纤维幅材(W)的成形部(2)朝向卷取部(11)行进，所述纤维幅材(W)在被干燥之后在所述卷取部(11)处卷绕成卷(12)，所述方法包括通过位于所述成形部(2)中的水射流切割装置(17、18)切割所述纤维幅材，使得所述纤维幅材(W)被分成至少一个废料部分(30)和剩余部分(29)，所述废料部分(30)被引导离开所述预定路径，并且所述剩余部分(29)沿所述预定路径(P)在所述机器方向(MD)上被进一步传送，并且其中，所述方法包括在所述水射流切割装置(17、18)的区域中吹送气体，能移动的水射流切割装置(19)于所述成形部(2)中在横向机器方向(CD)上移动以从所述纤维幅材(W)上切割尾端，以便穿引，并且其中，所述尾端沿所述预定路径(P)在所述机器方向(MD)上被进一步传送，同时所述纤维幅材(W)的其余部分形成被引导离开所述预定路径(P)的废料部分(30)，
其特征在于，沿朝向所述纤维幅材(W)的剩余部分(29)的方向吹送在所述水射流切割装置(17、18)的区域中吹送的气体，使得已经通过所述水射流切割装置(17、18)的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到所述纤维幅材(W)的所述剩余部分(29)的表面上，并沿所述预定路径(P)跟随所述纤维幅材(W)的剩余部分(29)，并且其中，气体通过吹送装置(22)被吹向所述能移动的水射流切割装置(19)，所述吹送装置(22)在所述横向机器方向(CD)上移动，其移动与所述能移动的水射流切割装置(19)的移动同步。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述吹送装置(22)被设置成在朝向所述尾端的方向上将气体吹向能移动的水射流切割装置(19)，使得已经通过所述能移动的水射流切割装置(19)的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到所述尾端的表面上，并沿所述预定路径(P)跟随所述尾端。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述吹送装置(22)被设置成在朝向所述尾端的方向上将空气吹向能移动的水射流切割装置(19)，使得已经通过所述能移动的水射流切割装置(19)的切割动作释放的纤维颗粒被吹送到所述尾端的表面上，并沿所述预定路径(P)跟随所述尾端。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述吹送装置(22)的出口沿所述横向机器方向(CD)放置，使其处于水射流切割所述纤维幅材(W)的点之外，并且气体从所述出口向所述纤维幅材(W)的剩余部分喷出。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述吹送装置(22)的出口沿所述横向机器方向(CD)放置，使其处于水射流切割所述纤维幅材(W)的点之外，并且空气从所述出口向所述纤维幅材(W)的剩余部分喷出。
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