CN1135551A - 造纸机中具有mb单元的混合成型器 - Google Patents

Abstract

一造纸混合成型器包括一下网环线(10)，它在成型区有一段单网起始部(10a)，位于(10a)处的下网内有脱水元件(12)，之后是导网和脱水元件(13，100，15，16，17，18，19)；一上网装置，它有一由导轨(21，21a，21b)引导的上网(20)，它由胸辊(21a)引导置于已成型的纸浆层(W₀)上。夹网起始区有一导向和成型辊(13)，夹网区设有脱水和成型单元(100)，它包括加载压力装置(14)和脱水及支撑单元(22)，(14)和(22)内有成组凸肋(28，33a，33，33b)，它们相互抵靠加压。

Description

造纸机中具MB单元的混合成形器

本发明是关于一种造纸机的混合成形器，这种成形器包括一下网环线，其中有一段成形区的单同起始部分，在该段起始部分在下环线内设置脱水(或泄水)元件；并且接上述元件之后位于下网环线内有导网和脱水元件；该成形器还包括有一上网装置，其中有由导辊引导的上网，它通过一胸辊引导置于在下网的单网起始部分上已成形的纸浆层上；以及在该成形器中，在夹网区有一脱水与成形单元，它包括一压力加载的压力机单元或单元组一脱水腔和支撑单元或单元组，这些压力单元和支撑单元设置于相面对的两网环线内侧，在这些单元中后几个单元上有成组的凸肋，在压力作用下这些凸肋相互抵靠加载。

造纸机的纸幅成形器区域，应用各种各样的成形件。运用这些成形件的首要目的是在成形过程中的纤维层上产生压力和压力脉动，借助于这种压力和脉压促使成形中的纸幅脱水，这样也改善了纸幅的成形。所述成形件包括各种成形靴，通常成形靴具有弧形的肋条上承面，相互重叠的成形夹网与弧面的肋条上承面围绕接触，于是置于上述夹网间的纸幅也呈弧形。在这些成形靴的区域内，由于大压力作用水通过外弧面侧的网脱水，这种脱水作用因离心力场的作用而加强。水也通过置于内弧面侧的网脱离，如通常做法是借助于使成形靴内的腔室保持真空而使脱水作用加强。成形靴的肋条上承面产生压力脉动，这既有助于促进脱水也有助于改善纸幅的形成。

再看先有技术中，一种称做MB(多功能箱)单元为人们所熟知，通过MB单元两条相对的夹网照例是沿直线运行，在先有技术的MB单元中，在网线中的一条的内侧设置一压力加载单元，而在另一条网线内设置一脱水单元，该单元有一组引导和脱水用的肋条。如从先有技术中所知，上述MB单元照例被置于4脱水器网线部分，因此在MB单元之前有一段相当长的单网部分，纸幅在通过MB单元在4脱水器网线平面内一直向前运行前在该单网部分相当量的水已脱去。至于有关先有技术MB单元的构造细节，作为例子可参考申请者的FI专利申请884109和885607号。

在先有技术中，我们知道有众多的不同形式的混合式成形器和夹网成形器设置有上述的MB单元或MB单元组。关于所述的成形器请参考如下申请号的FI专利申请：884109，885608，904489，905447，920228，920863，924289，931950，931951，931952，932265和932793。

此外，与本发明密切相关的是由申请人J.M.Voith GmbH申请的号为WO93/12292的国际专利申请中所叙述的混合成形器，在该成形器中，在单网起始部分之后在夹网区的开始段位于下环线内侧设置有成形靴，它在下网上已成形的纸浆幅上施加脉动压力。

当采用MB成形单元时，夹网成形区起始部分入口的几何形状已证明是非常关键的。在夹网的所述入口，使用置于下网环线内侧的静止成形靴可能会使得网线运行不稳定，从而使成品纸出现条斑，再者，人们已注意到MB单元中的夹网区起始部对纸的多孔性产生实质上的影响，夹网区的入口处特别会引起麻烦，这是由于当上网与正成形的纸浆幅的顶面进入接触时，纸浆幅的纤维结构“凝固”了，从而在纸浆层的顶面上呈现出的不平整性会在成品纸上形成条斑。从而静止成形靴的压力脉动在纸幅的顶面上形成波纹，这些波纹在其形成的部位“冻凝”，可以看到呈现上述的条斑，上述静止成形靴的缺点在于它有很高的摩擦系数以及会引起网的磨损作用。

本发明的目的是在于进一步发展来自所引用的专利文献中的先有技术，以及提供一种利用一MB单元的混合成形器，这种成形器可以很大程度上使上面讨论到的缺点得以避免。

本发明更进一步的目的在于提供这样一种设置有一MB单元的混合成形器，凭借其装置生产出的纸幅，从其细小纤维和填充料的分布的角度、从纸的两相对表面以及从印刷的特性的角度来看都能达到尽可能的均匀一致。

从实现上述的和将述及的那些目标的角度看，本发明的主要特点在于：在夹网成形区的起始位置在下网环线内侧设置有一旋转导向和成形辊，它与下网呈切向接触或使夹网区稍稍呈弧线状而出现一个小角度a，其值可在a≈0-5°范围内选择，紧接所述的引导和成形辊设有脱水和成形单元，它具有上述若干组凸肋以及在其区域内首先通过上网并辅以在上述单元的脱水腔或若干个脱水腔内存在的负压而脱水。

按本发明，当与下网接触或引导下网的成形辊设置在夹网区的入口并位于MB单元之前时，夹网区入口处的间隙区域能保持较稳定，从而既不会在该区形成有害波纹，也不会在成品纸上呈现条斑。此外，上述成形辊与相应的先有技术成形靴相比在对下网的横向引导作用上也更为稳定。在上述成形辊的后沿，水仅依靠人们知道的台辊效应脱离。上述使下网弯曲的成形辊包络角a的范围通常为a≈0-5°，最好a保持在0-2°范围内，因为哪怕是下网呈现一个很小的角度就可能使下网的运行稳定。上述成形辊既可具有光滑的表面，也可以是中凹的表面，当采用中凹形表面时，可能最好采用的包络角a，按平均数计算，应稍大些。一按本发明安装的旋转成形辊与一相应的和网抵靠摩擦的静止成形靴相比也具有优越性，这是由于成形辊的旋转表面与下网内面之间不出现会消耗能量和使上述表面擦伤磨损的研磨现象。

本发明的一个重要特征是纸浆幅仍然处于尽量大的湿度下借助于MB单元内的吸水盒进行脱水，因此极大部分水份是通过上网排出的，其目的在于使纸幅的细小纤维和充填料的分布尽可能地均匀。因此，在上述成形辊处，纸浆幅在夹网区的入口稠密度K₁按惯例被设定在K₁≈1-3％范围内，最好K₁≈1.5-2.5％，在此情况下，从上述的目标的角度来看通过上网脱水的比例能相当高。经过MB单元后，纸浆幅的稠密度K₂在14-19％的范围内，其值取决于纸的等级。

位于夹网区入口处的成形辊直径，例如对于一宽度达10米的机器，D₀≈800-1000mm，在这种情况下，辊子只引起一个相当小的偏折角，在一最佳实施例中的辊子，可能采用一种冠顶可变或冠顶可调节的辊子作为成形辊。当采用一种冠部可变或冠部可调的辊子时，所述的辊子直径可比上面给出值小得多，所述的辊子直径典型值为D₀≈400-500mm。

以下将对以图形示出的一些本发明实施例结合参阅附图进行详述，但本发明决不是严格限定在对上述实施例所叙述的范围内。

图1是按本发明的一混合成形器全貌的侧视简图；

图2是按本发明的一成形器的MB单元和沿机器纵向夹网区的起始部分的中心垂直剖面图；

图2A是图2中以虚线划出部分的沿机器纵向垂直剖面详图。

图1示出一混合成形器，其基本结构是一商标为“Sym-For-mer”，由申请人销售的成形器。图1所示成形器也能适应四脱水器网部件现代化更新，在这种情况下，下网环线10及其框架部件50仍为现有结构，而现有的四脱水器网部件由一框架部件60支撑的一新上网装置所取代更新。当然，图1所示成形器也可有新的结构。下网10由导辊11引导，由头箱薄口部件32喷出的纸浆流J送至胸辊11a处，然后至水平4脱水网部10a的起始部分，人们熟知的脱水件12位于10a处。根据本发明，由下网10和上网20限定出的夹网区从上网的具有光滑表面21a′的胸辊21a处开始，此起点是在配置于下网环线10内侧的导向和成形辊13的区域中，为简明起见以下辊13称做“成形辊”。在夹网区，MB单元100设置在成形辊13之后，MB单元中，在下网环线10内侧有一压力加载单元14，在上网环线20内侧设置有抽真空的一抽吸导向腔22A和一脱水腔22B。在所述腔22B下方有一组支撑肋28，抵靠于该组肋28上，夹网区由压力加载单元14的加载肋33加压。

在MB单元100之后，在上网环线内侧，有一具光滑表面29′的成形辊29，在此区域中，夹网由下向上倾斜弯曲，此区域之后在下网环线10内侧设置有一成形靴15，15上具有一大曲率半径的肋条上承面15′，成形靴15与真空装置如抽吸支腿15a相连通。在下网环线10内侧，在成形靴15之后有一具光滑表面16′的成形辊16，在其后沿有一位于上网单元框架部分60上的水收集槽40和所述槽40的水收集引导板40a。此段之后，夹网区继续向下倾斜，其中在下网环线10内侧有抽吸盒17，在最后一个盒17处，由导辊21b引导的上网20与纸幅W相互脱开。纸幅W在位于辊18，19之间的收集点P处与下网脱开，并在收集辊31上抽吸区31a帮助下被送至抽出衬网30上，30将纸幅W送至压制工段(未示出)。

图2和2A中示出的一最佳MB单元100包括：一组脱水腔22，22的前侧与一抽吸导向单元22A相连，22A中有一预脱消腔22a。位于机器驱动侧的预脱水腔22a处，一脱水导管23a与网连通。一抽吸导向导管25a与预脱水腔22a连通。借助于网10，20之间的压力，存在于预脱水腔22a中的负压Pa和水的动能放应，大量的水沿箭头Fa的方向被抽去并穿过管道25a。

如图2所示，一组脱水腔22通过竖直隔离壁可分为三个腔室22b，22c，22d。一组腔22从横向看具有外壁，从机器方向看具有端壁，位于机器驱动侧的端壁与脱水导管23b，23c，23d相连。腔室22b，22c，22d由下部的壁29所限定，壁29下有肋条块26b，26c和26d，肋条26b，26c，26d通向静止脱水支撑肋28之间的间隙28R中。

如图2和2A所示，在一组支撑肋28的相反侧，MB单元100的加载单元14起作用，在单元14框架部37上的加载肋33由中介压力软管39支撑，肋33利用中间部件35相互成对连接。位于支撑部34，36之间间隙处的压力软管39成对工作。外支撑部36件与单元14的框架37相连。一组加载肋33中的第一对肋用参考号33a表示，最后的肋用33b表示。支撑肋28与加载肋33a，33，33b相互交错抵靠放置(但并非直接相对放置)，并在横向上延伸分布于网10，20的整个宽度上。利用可单独调节的流过压力软管39中压力介质的压力Pk可给一组加载肋33加载并抵靠于下网10的内表面。

由一组肋28和33a，33，33b导向的夹网区沿具有轻微波动的最好是曲率半径R₀较大的路线或大体上呈直线运行。曲率半径R₀最好选在R₀≈5-8m范围。所述夹网区的曲率半径R₀能使夹网区运行稳定。

腔室22a，22b，22c，22d通过独立导管24a，24b，24c，24d与一真空源，例如一抽吸泵导通，这样存在于各腔室22a-22d中的负压Pa，Pb，Pc，Pd可调节，或至少分别具有一基本设定值。所述负压Pa-Pd通常选择或设置在5-15kPa范围之中。

利用加载肋33a，33，33b，下网10既挤压纸幅W也挤压由支撑肋28支撑的上网20，此压力使纸幅从上下网10，20处均脱水，但主要是从上网20处脱水，这是因为负压Pa，Pb，Pc，Pd的作用。

根据图2，一水流Fa由腔室22a下方的空隙26a处通过导管25a流入存在负压Pa的第一腔室22a中。同样，一水流Fb从设置于腔室22b下的肋条区26b处通过导管25b流入第二腔室22b。同样，一水流Fc由设置于腔室22c下方的肋条区26c通过导管25c流入所述腔室22c。对于最后一个腔室22d，参考相应标号26d，25d和Fd上述过程同样进行。

在夹网区起始部分，在间隙G之后，当上网20在单网区10a处与铺陈在下网10上的纸浆层W₀接触时，在下网环线10内侧设置一成形辊13，辊13具有一中凹表面13′或一相应的光滑表面。根据图2，在成形辊13内侧概略示出了一压力加载导向靴132，利用这些导向靴132，辊面13的偏角可调。当辊13采用冠部可调或冠部可变的辊时，其直径D₀通常选在D₀≈400-500mm的范围内。对于成形辊13，也可采用冠部不可变的辊子，此辊可以是一中凹表面或一光滑表面辊，此时，举例说，对于一10米宽的机器，D₀≈800-1000mm，这样成形辊13的偏折角可相当小。在成形辊13处，夹网区具有一很小的弧面扇形区a，通常，a选在a＝0-5°范围中，最好a≈0-2°。即使此弧面扇形区如此之小，也可使网获得足够的横向稳定性，但由于所述a很小故在此区域无法大量脱水。因此，成形辊13造成的脱水效果主要是由于形成于其后沿楔形间隙R处负压所产生的所谓台辊效应。

在成形辊13处，纸浆层W₀的纤维稠密度K₁按惯例设定在K₁≈1-3％范围内，最好K₁≈1.5-2.5％。经MB单元100后，纸浆层的纤维稠密度K₂按惯例设在K₂≈14-19％范围内，其值取决于纸的品位。

在上述过程中，当纸浆幅W₀足够湿时，可送至MB区，这样借助吸水盒22中的负压Pa-Pd，使大量的水通过上网20脱出，这样使组成纸的充填料和细小纤维的分布大致均匀。由于细小纤维和充填料分布均匀，所制成的纸表面均匀一致且印刷性能也相同。

因此，在MB单元的一组肋28，33a，33，33b区域中，水主要从上网20处脱去，此处脱水量占MB段总脱水量的20-40％。由第一支撑肋33a处起到最后一支撑肋33b处止的MB段的长度，L约为1.5m。

权利要求将在下文给出，在由所述权利要求中所限定的发明概念范围内，本发明的各种细节可有变化，并可与以上仅作为例子叙述的详细结构可有所不同。

Claims (10)

1.一种造纸机内的混合成形器，该成形器包括：一下网环线(10)，其中有一段是成形区的单网起始部分(10a)，该段起始部分(10a)在下网环线(10)内设有脱(泄)水元件(12)；并且接所述元件(12)之后位于下网环线(10)内有导网和脱水元件(13，100，15，16，17，18，19)；该成形器还包括一上网装置，其中有由导辊(21，21a，21b)引导的上网(20)，它通过一胸辊(21a)的引导置于在下网(10)的单网起始部分(10a)上已成形的纸浆层(W₀)上，以及在该成形器中在夹网区有一脱水与成形单元(100)，它包括一压力加载(Pk)的压力机单元(14)或单元组、一脱水腔和支撑单元(22)或单元组，这些单元(14，22)设置于相面对的两网环线(10，20)内侧，以及在这类单元(14，22)中后几个单元上有成组的凸肋(28，333a，33，33b)，借助于压力(Pk)这些凸肋相互抵靠加载。其特征在于：在夹网成形区的起始部在下网环线(10)内侧设置有一旋转导向和成形辊(13)，它与下网(10)呈切向接触或使夹网区呈一小角度a的弧线，该角度已选定在a＝0-5°范围内，紧接所述的导向和成形辊(13)设有脱水和成形单元(100)，它具有上述若干组凸肋(28，33a，33，33b)以及在其区域内，首先是通过上网(20)并辅以在上述单元(100)的脱水腔或若干脱水腔(22A，22B，22)内存在的负压)Pa，Pb，Pc，Pd)而脱水。

2.一按权利要求1的纸幅成形器，其特征在于上述导向和成形辊(13)是一冠顶部没有变化的辊子，它具有一平滑的外表层或一中凹的外表层(13′)，其直径D_b最好在D₀≈800-1000mm范围内。

3.一按权利要求1的纸幅成形器，其特征在于：上述导向和成形辊(13)设有用来改变或调节其表层偏角的装置(13Z)，所述的辊子直径最好是D_b≈400-500mm范围内。

4.一按权利要求1-3任一项的纸幅成形器，其特征在于：在上述单网起始部分的长度上和设置于该起始部分的脱水元件上纸浆幅(W₀)抵达夹网区的上述导向和成形辊(13)处时，其纤维的稠密度K₁≈1-3％，最好K≈1.5-2.5％，这样在MB单元(100)内，通过上网(20)实现充分的脱水，从而使细小纤维和填充剂的分布以及纸幅的表面相当均匀一致。

5.一按权利要求1至4任一项的纸幅成形器，其特征在于：紧接着上述导向和成形辊(13)，在下网环线(10)内侧设有MB单元(100)的成组压力加载(Pk)凸肋(33a，33，33b)，面对着这些加载肋，在上网环线(20)内侧设有MB单元(100)的抽吸箱或抽吸箱组(22，22B)，该抽吸箱或箱组之前有一抽吸导向箱22A。

6.一按权利要求1至5任一项的纸幅成形器，其特征在于：MB单元(100)成组的凸肋引导一具有一相对较大的曲率半径R₀的夹网区，该曲率半径的曲率中心是位于上网环线一侧，上述曲率半径最好是R₀≈5-8m范围内。

7.一按权利要求1至6任一项的纸幅成形器，其特征在于：在上述导向和成形辊(13)的区域，脱水仅在朝向辊(13)的后沿敞开的楔形空间内发生，这是依靠众所周知的台辊效应实现的。

8.一种权利要求1至7任一项的纸幅成形器，其特征在于：一成形辊(29)置于MB单元(100)的后方，它位于上网环线(20)内侧，最好它是一有平滑表面(29′)的辊子，在成形辊(29)的区域，夹网区开始运行向上方偏斜，一成形靴(15)在下网环线(10)内侧接在上述成形辊的后方设置，它具有一弧形凸肋表面(15′)，成形靴最好与一真空源(15a)相连接；一成形辊(16)接着上述成形靴(15)设置在下网环线(10)内侧，在成形辊(16)的区域夹网区开始向下方偏斜，在这之后，在夹网区下网环线内侧设有一些抽吸箱(17)，其中最后一个放置在上网环线(20)的导引辊(21b)处，在该位置下网(10)和纸幅(W)与上网(20)分离，并接着运行至收集点(P)。

9.一按权利要求1至8任一项的纸幅成形器，其特征在于：在上述导向和成形辊(13)的上方，设置有一抽吸—偏斜腔室(22A)并由中间的间隔(26)所隔开，在22A后边缘有一泄水管(25a)，在其底部有一偏斜器，同时它又是MB单元(100)内的第一支撑凸肋(28)。

10.一按权利要求1至9项任一项的纸幅成形器，其特征在于：成形区的单网起始部分(10a)基本上是呈水平的，其特征还在于在单网起始部分之后夹网区的前进方向基本上也是水平的。

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