CN1132290A - 特别用于高速造纸机的双网成型装置 - Google Patents

Abstract

一种用于造纸机，特别是纸速大约为1600～2500米/分的高速造纸机的双网成型装置，它包括承载网环路和覆盖网环路，它们限定了一双网区域和两网间的间隙，纸浆悬浮液流通过网前箱放浆管送入间隙。成型装置包括放在间隙区的第一成型—真空辊，和第二成型—真空辊，它放置在与放置第一成型辊的环路内的网相对的网环路内。两辊具有抽吸区，双网区域在其上的一定部分弯曲，抽吸区的真空能级可独立调整以减小纸幅的两面不等性。双网区域第二成型辊后设有压力脉冲装置。

Description

特别用于高速造纸机 的双网成形装置

本发明涉及用于造纸机的双网成形装置，特别是用于纸幅速度大约为1600～2500米/分的高速造纸机的双网成形装置，这种成形装置包括一个承载网的环路和一个覆盖网的环路，两网间限定了一个双网区域和一个入口或成形间隙，纸浆悬浮液层或纸浆悬浮液流通过网前箱的放浆管送入所述入口或成形间隙。

在造纸机的纸幅成形装置中使用许多不同的成形件。这些成形件的主要作用是在正成形的纤维层产生压缩压力和压力脉冲，借助压力和压力脉冲促进从正成形的纸幅中排出水份，同时，改善纸幅的成形。所述成形件包括不同的成形板，成形板通常设置弯曲的肋板，在其上放置成形网，在成形网间的纸幅是弯曲的。在这些成形板的区域内，由于所述网的张紧压力通过放置向外弯曲侧的网排出水，这种排水还借助一离心力场。排水也通过向内弯曲侧放置的网进行，这种排水一般由成形板的腔内负压而被强化。成形板的肋板产生压力脉冲，促进脱水且改善纸幅的形成。

另外，在现有技术中公知的一种所谓的MB装置，通过这种MB装置，两网进行直的运行或弯曲运行，这两个网一个相对另一个地放置。在现有技术的MB装置中，在两网之一的环路内设有压力加载装置，在另一个相对的网的环路内装有排水装置，排水装置设有一组引导和脱水肋。从现有技术中知道，所述MB装置一般放置在长网部，因此，MB装置前有相当长的单网部分。在这段单网部分中，显著比例的排水是纸幅在网通过MB装置的长网平面内作直的运行之前进行的。例如，现有技术中的MB装置的结构细节可详阅本申请人的芬兰专利申请第884109和885607号。

在现有技术中，许多公知的不同的混合式成形装置和双网成形装置中设有上述种类的MB装置，可参阅下述芬兰专利申请第884109；885608；904489；905447；920228；920863；924289；930927；93195；931951；931952；932265；932793和934999号。

在与本发明最接近的现有技术的辊—肋式成形装置中，一般采用一个成形—真空辊。它在纸浆层通过产生压力脉冲的成形件如MB装置或静止的成形板之前除去网前箱流量的相当大比例，一般是大于50％。在某些现有技术的成形装置中。在压力脉冲/成形件之后，使用提供高真空的成形—真空辊。

后一种成形装置的缺点在于：当在压力脉冲/成形件之前只采用一个成形—真空辊时，在所述成形—真空辊中的真空调节时放置在成形—真空辊侧的纸面有很大的作用。因此，在成形—真空辊中的真空调节会对所形成的纸张产生两面不等性，这将在下文中结合附图A详述。由于在所述成形—真空辊中的真空能级也影响纸的形成。因而不可能以相同的工作参数实现最小的两面不等性和纸的良好成形。

本发明的目的在于提供一种新颖的双网成形装置，具体来说，是一种具有高速性能、能生产尽可能小的两面不等性的纸张、成形良好的间隙式成形装置。因此，本发明的目的在于提供一种双网成形装置，特别是纸速大约为1600至2500米/分的高速成形装置。这种速度范围是现有技术中的成形装置所不能实现的。

为了实现本发明的上述目的和其它将在下文中阐明的目的，本发明的重要特征在于：作为一种组合，成形装置还包括一个设置在或形间隙的区域中的第一成形真空辊，成形装置包括一个第二成形—真空辊，它设置在与所述第一成形—真空辊所放置的环路相对的网的环路内，所述成形—真空辊具有抽吸区，双网区域在所述抽吸区的一定部分上弯曲，在抽吸区中真空能级可相互独立地调节以尽量减小纸的两面不等性，在双网区域中，在所述第二成形—真空辊之后设有压力脉冲装置。

按照本发明，在与第一成形—真空辊所放置的环路的网相对的网的环路中设有第二成形真空辊时，在两成形—真空辊中的真空能级可以相互独立地选择以控制纸的两表面的性质，这将在下文中结合图B描述。因此，按照本发明的成形装置显著地区别于并且优于只使用一个成形—真空辊的成形装置，在后者中虽然也能有较高的纸速，但不可能相互独立地控制纸两面的性质。

借助在本发明使用的成形—真空辊的转动纸的部分的大小，并且借助在上述部分中绝对真空能级的控制，可以调节两个成形—真空辊的排水性质，因此，在吸收油墨方面，所生产的纸的两面上可以是相等的。因此，当纸达到后面的压力脉冲装置如MB装置时，纸的干固成分及其分布可在Z向上保持在最佳范围内。

在本发明中也可以使两个成形—真空辊上接触网的部分制得较大，使其相互比较基本有一样的大小，并使其大小与现有技术中只使用一个成形—真空辊的辊—肋式成形装置中一般使用的相应部分的大小一样。由于这样可实现增大的排水能力，本发明的成形装置可适用于1600～2500米/分的纸速，而这在现有技术的只使用一个成形—真空辊的成形装置中是不可能实现的。本发明能实现这一点的原因在于，设有两个成形—真空辊，双网区域中的排水阻力更为均匀，使第二成形—真空辊的直径小于第一成形—真空辊的直径可进一步增大第二成形—真空辊的排水压力，在第二成形真空辊上的排水阻力高于第一成形真空辊。

在本发明中，通过对两成形—真空辊上的接触网的部分的大小，辊的直径和真空能级的调节，当纸达到压力脉冲装置如MB装置时可以使纸的干固成分保持在最佳水平上，同时可以获得比现有技术的成形装置更高的纸速，而且纸的两面不等性和纸的成形可以相互独立地进行控制。

下面对照附图详述本发明和现有技术，以及构成本发明的出发点的物理现象，本发明并不局限于以下的描述。

图1是本发明第一实施例的侧视图。

图2是本发明第二实施例的侧视图。

图3是本发明第三实施例的侧视图，其中，未使用MB装置。

图4是本发明第四实施例的侧视图。

图5表示设有一个成形—真空辊的现有技术的辊—肋式成形装置中，成形—真空辊的真空对纸幅两面不等性的作用。

图6表示按照本发明设有两个成形—真空辊的成形装置中，成形—真空辊的真空能级的调节，从而在不同的真空能级下取得纸幅最小的两面不等性。

图1至4所示的造纸机成形装置包括下网10的环路，它由导辊11，11a，11b，11c，由第二成形—真空辊14(图1和4)，以及由胸辊11a或第一成形真空辊12引导。成形装置包括上网20的环路，它由导辊21，由胸辊21a或由第一成形辊22和由第二成形辊24(图2和3)引导。通过造纸机的网前箱60的放浆管61，纸浆悬浮液流J送入由成形网10和20限定的成形间隙G，该间隙之后即开始双网区域。

如图1和4所示，在双网区域的起始处，在上网20的环路内有一个第一成形—真空辊22，它包括一个抽吸区22a。在抽吸区22a内的真空能级P1由抽吸装置65调节。在图1和4中，成形间隙G在下部是由在胸辊11a上运转的下网10限定的。

在图2和3中，第一成形—真空辊12设置在下网10的环路内，成形间隙G在上部是由在胸辊21a上运转的上网20限定的。

双网区域在部分a1上与第一成形辊12；22相接触，在随后的一段网10，20上，在下网10的环路中设有一静止成形板13。该成形板设有大曲率半径R1的肋板13a，其曲率中心位于下网10的一侧。所述曲率半径最好选择R1≈3至8米。在上网20的环路内，与成形板13相对设备抽吸偏导箱23，在其后缘设有阻挡上网20内表面的偏导肋23a。在成形板13的顶面和前面通过上网20从纸幅W排出的水，通过箱23之下的空间26和偏导通道27。沿箭头F的方向进入箱23，通过与抽吸腿36相连的通道25排出。在箱23中，通过由电机M驱动的鼓风机29保持适宜的真空能级P3。鼓内机29通过通道28与箱23相连通，空气沿箭头方向排出。

如图1和4所示，在下网10的环路中，在抽吸偏导箱23的后端之下，装有一个第二成形真空辊14，它包括一个抽吸部分14a。抽吸部分14a与一真空源相连通，因此，抽吸部分14a中的真空能级P2是可以调节的。在图2和3中，第二成形有—真空辊24设置在上网20的环路内，抽吸偏导箱23之后。双网区域在部分a2上借助第二成形真空辊14；24呈曲线形。

按照图1，2和4，在双网区域中，在第二成形—真空辊14；24之后是MB装置50。如图1和4所示，MB装置50直接与前面的抽吸偏导箱23相连。所述MB装置包括一脱水箱30，脱水箱30通过通道34与抽吸腿36连通，在抽吸腿中的液面标为WA。在脱水箱30之下设有固定的支承肋组35。在图1和4中，有一个MB装置50的加载组件15，加载组件15包括借助进入压力软管17的压力介质加载或借助等同装置加载的加载肋16，所述加载肋16面对支承肋35的间隙设置。在支承肋组35上方，空间39是敞开的，借助箱30中的负压P4，通过通道33沿箭头F的方向。使通过上网20排出的水进入箱30。箱30通过通道32与一真空源(未画出)相连通。

在图2所示的MB装置中有两个相连的脱水室30a和30b。第一脱水室30a是一个抽吸偏导室，其抽吸通道33a在第一固定支承肋35上方是敞开的。第一脱水室30a通过通道32a与由电机M驱动的鼓风机29连通。从室30a，水通过通道34a排入抽吸腿36。在室30a之下有与上述加载装置相似的加载装置15，其中设有借助通入软管17的压力介质加载的加载肋16，加载肋16面对固定的支承肋35之间的间隙设置。通过支承肋35之间的间隙，水通过上网20，通过空间39排入通道33b，再沿箭头F的方向排入第二脱水室30b。第二脱水室30b通过通道32b与一真空源(未画出)相连通。从室30b，水通过与抽吸腿36连通的管道34b排出。在脱水室30a和30b中的真空能级P41和P42可相互独立地调节。从紧靠第二真空辊24之后的纸幅W分离的水首先通过抽吸—偏导通道33a排走。

在图3中，在真空辊24之后未设置MB装置，但是在该位置上，在上网20的环路中设有一抽吸—偏导室23A。在室23A之下，在下网10的环路中设有一抽吸箱40，箱40设有肋板40a，肋板40a可以是平的，也可以有很大的曲率半径R2。在肋板40a的后缘，设有一偏导肋23b，偏导肋23b限定了一个在室23A之下的空间26。通过空间26，通过上网20排出的水沿箭头F的方向流入室23A，再通过通道34a流入抽吸腿36。室23A通过通道32a与由电机M驱动的鼓风机29相连，以便在室23A内维持可调节的真空能级P4。

如图1所示，在MB装置50之后，纸幅W跟随下网10运行，在领纸部位P，纸幅与下网分离，转至压榨部分(未画出)。如图2和3所示，在MB装置和抽吸—偏导室23A之后，在下网10的环路内设有吸水箱18。在图4中，在MB装置之后，在下网10的环路之内设有第三成形真空辊41，辊41包括一个抽吸部分41a，在抽取部分41a上，双网区域向下弯曲，其后，纸幅W从上网20分离，越过吸水箱18，转送至领纸部位P。在附图中画有集水槽45，其装在下网10的环路内，通过排水通道46与网下向水坑相连。

关于按照本发明的成形装置中的成形辊12；22，14；24的尺寸，第一成形辊12；22的直径D1一般选为D1≈0.9～1.7米。网在第一成形辊上的接触部分a1选为a1≈0°～45°。a1＝0°的意思是只是相切接触。上述参数D1和a1的选择取决于造纸机速度和所生产的纸的等级。对于新闻纸来说，上述参数最好为D1≈1.6米；a1≈25°。对于其它等级，可有不同的参数选择。

第二成形辊14；24的直径D2选为D2≈0.9～1.7米，接触部分a2≈15°～45°。另外，一般要使D1＞D2，以便可以因增加纸幅W的排水阻力而增加第二成形—真空辊14；24上的脱水压力。对于新闻纸来说，上述参数最好选为：D2＝1.23米，a2＝20°。放置在第一和第二成形—真空辊之间的成形板13要尽可能地短。肋板13a在造纸机方向的长度L，当R1≈5米时选为：L≈300米。肋板13a的曲率半径R1选为R1≈3～8米。

在成形—真空辊12；22，14；24的抽吸区中的真空能级P1和P2是可以调节的，上述真空能级一般选为：P1≈0～25kpa；P2≈0～35kpa。

下面对照图5和6描述现有技术的缺陷和本发明的出发点。

图5表示在只设置一个成形—真空辊的现有技术的成形装置中，在纸幅两面(YP为上面，AP为下面)通过翁格尔(UNGER)试验测出的作为真空(负压水平)的函数的油的吸收能力(每平方米克)。在图5中，面对成形辊的面同时也是所生产的纸的上面。如图A所示，纸幅的两面不等性在成形—真空辊的真空能级增加时基本呈线性增加，这样就导致上面提到的缺陷。

图6表示本发明的效果。图6表示作为成形辊12；22，14；24的真空(负压、水平)的函数的吸收能力(例如翁格尔值)。图中实线Ayp表示与下面放置的成形辊的真空有关的在纸的上表面的吸收作用；虚线Aap表示与上部成形辊的真空有关的在纸的下表面的吸收作用。从图中曲线Ayp和Aap可以看出，在纸的相反面，相对于成形—真空辊来说的相反面，吸收作用基本上与所述成形—真空辊的真空无关。图6中的曲线Bap表示作为放置在同面(即纸的下表面)的成形—真空辊的真空能级的函数的在纸的下表面的作用的依赖性。同样，曲线Byp表示，作为同面(即纸的上表面)的成形—真空辊的真空能级的函数的在纸的上表面的吸收作用。如果目标是避免纸的两面不等性，也就是说，要使在纸的上表面和下表面的吸收作用之比等于1，在这种情况下，在高纸速时，或当成形—真空辊中使用高真空能级时，在箭头RH所示的水平面中，选择成形—真空辊12；22，14；24的真空能级P2H和P1H。当使用低的真空能级时，在由箭头RL所示的水平面中选择成形—真空辊12；22，14；24的真空能级P2L和P1L。这样，在所有可能的真空能级上，甚至在高的纸速时都可以避免纸的两面不等性。

以上详细描述只是举例，本专业技术人员可对其进行各种变化而并不超出本发明的范围。

Claims (10)

1.用于造纸机，特别是纸速为大约1600至2500米/分的高速造纸机的双网成形装置，它包括一个承载网(10)的环路和一个覆盖网(20)的环路，所述两网(10，20)限定一个双网区域及两网之间的入口或成形间隙(G)，纸浆悬浮液层或纸浆悬浮液流(J)通过网前箱(60)的放浆管送入所述入口或成形间隙(G)，其特征在于：作为一种组合，所述成形装置包括放置在所述成形间隙(G)区域的第一成形—真空辊(12；22)；所述成形装置包括一个第二成形—真空辊(14；24)，其放置在与第一成形—真空辊(12；22)所放置的环路相对的网(10/20)的环路内；所述的两成形—真空辊具有抽吸区(12a；22a，14a；24a)，所述双网区域在其上的一定部分(a1，a2)上弯曲，在所述抽吸区(12a；22a，14a，24a)内，真空能级(P1，P2；P1L，P2L，P1H，P2H)是可以相互独立调节的，以便尽可能减小纸幅(W)的两面不等性；在所述双网区域内，在所述第二成形—真空辊(14；24)之后设有压力脉冲装置(50；23A，40)。

2.如权利要求1所述的成形装置，其特征在于：所述承载网是下网(10)，所述覆盖网是上网(20)，两网一起构成一个基本水平的双网区域。

3.如权利要求1或2所述的成形装置，其特征在于：在所述双网区域中，在所述第一和第二成形—真空辊(12a；22a，14a；24a)之间设有装在所述承载网(10)的环路中的静止成形件，最好是设有弯曲的肋板(13a)的成形板(13)。

4.如权利要求3所述的成形装置，其特征在于：在所述下网(10)的环路内，在所述第一和第二成形—真空辊(12；22，14；24)之间设有一个静止成形板(13)，成形板(13)上设有弯曲的肋板(13a)，在上网(20)的环路中，与所述肋板(13a)相对设有一个抽吸—偏导箱(23)，在纸幅(W)运行方向上在箱(23)的后侧设有一个偏导肋(23a)一抽吸—偏导通道(27)在偏导肋(23a)上方敞开，抽吸—偏导通道通入所述箱(23)，所述箱(23)与一真空源相连通。

5.如权利要求1-4中任一项所述的成形装置，其特征在于：在双网区域中，在第二成形真空辊(14；24)之后装有一个MB装置(50)作为压力脉冲装置，所述MB装置包括相互加载的肋组(16，35)以及一个抽吸室(30)或多个抽吸室(30a，30b)所述抽吸室设置在上网(20)的环路中，且与一真空源相连通。

6.如权利要求1至4中任一项所述的成形装置，其特征在于；在所述上网(20)的环路中，在所述第二成形—真空辊之后装有一个抽吸—偏导室(23A)，所述室(23A)与一真空源(29)相连通，且具有抵靠所述覆盖网(20)的内表面工作的偏导肋(23b)，一抽吸—偏导通道(33a)在所述偏导肋(23b)上方敞口，在所述下网(10)的环路中，面对所述抽吸—偏导室(23A)装有一个静止肋组(40a)，最好是引导带有成形板(40)的大曲率半径R2的双网区域的一个肋组(40a)，所述抽吸—偏导肋(23)最好放置在所述肋组(40a)的后端肋的区域内。

7.如权利要求1至6中任一项所述的成形装置，其特征在于：所述MB装置具有一个装在所述上网(20)的环路中的抽吸室(30)，一静止的支承肋组(35)固定在设于所述抽吸室(30)之下的空间39的下面，一组加载肋(16)设在下网环路内抵靠所述支承肋组(35)工作，并借助通入加载软管(7)内的压力或借助等同的动力装置被加载。

8.如权利要求1至7中任一项所述的成形装置，其特征在于：根据所生产的纸的等级和纸幅速度，第一成形—真空辊(12；22)的直径D1是在D1≈0.9～1.7米的范围内选择的，在第一成形—真空辊(12；22)上的双网区域的弯曲部分a1是在a1≈0°～45°的范围内选择的，所述第二成形—真空辊(14；24)的直径D2是在D2≈0.9～1.7米的范围内选择的，在所述第二成形—真空辊(14；24)上的双网区域的弯曲部分a2是在a2≈15°～45°的范围内选择的。

9.如权利要求8所述的成形装置，用于在1600～2500米/分的纸速下生产新闻纸，其特征在于：所述的那些参数选择为：D1≈1.6米，a1≈25°，D2≈1.2米，a2≈20°。

10.如权利要求1至9中任一项所述的成形装置，其特征在于：在第一和第二成形—真空辊(12；22，14；24)之间的双网区域中，设在下网(10)的环路内的成形板(13)，其肋板(13a)的曲率半径R1是在R1≈3～8米的范围内选择的。

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