CN1155307A - 造纸机中的脱水元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

纸机和纸板机都需要采用固定的脱水元件，以便从纸网/毛毯中与纸幅相对的一侧对纸网或压榨毛毯进行挤压，将水分从纸网/毛毯中除去。本发明涉及一种脱水元件，它包括一个本体(1，6)以及一个耐磨的陶瓷涂层(5)。该本体(1，6)包括一个细长的连续部，它构成一个有界的空间，在其内可以铸出一种热固化塑料化合物填充物(6)，至少一个表面适合于粘附所述的耐磨涂层(5)。连续部本体的有界内部空间中至少部分填充有热固性塑料化合物(6)，所述的陶瓷耐磨涂层(5)是通过热喷的方式将一陶瓷涂层涂覆在连续部本体(1)的一个表面上而形成的。

Description

造纸机中的脱水元件及其制造方法

本发明涉及一种在造纸机或纸板机中使用的固定式脱水元件，该元件如同权利要求1的前序部分所描述的那样，它可以从纸机的纸网或毛毯中与纸幅相对的一侧对该纸网或毛毯进行挤压。

本发明还涉及制造该脱水元件的方法。

脱水元件一般处于一种高磨损力的状态下。现代化造纸机中的纸幅速度现在已达到1000～1500米/分，从脱水元件的表面穿过的纸网或毛毯以极高的速度撞击着脱水元件。由于造纸过程中使用了一种填充剂，例如白土，滑石以及白垩等，加之在造纸过程中存在一些不希望有的杂质，这就使磨损加剧，固定式脱水元件一般位于造纸机网部及压榨部的湿端，从网部的脱水元件上方穿过的是一种由聚合物单丝织造的纸网，该纸网可以将该阶段中含水量极高的纸幅中的水分吸掉。这些脱水元件可以将水分挤出纸网或者对纸网产生一种真空作用或压力冲击。在压榨部，水分是通过抽吸作用而从毛毯中除去的。

不同的使用场合采用不同类型的脱水元件。最简单的一种脱水元件是一些平面的堰板，它们遍布纸幅的整个宽度，对纸网进行支承和挤压。如果在该堰板相对机器运行方向被拖动的边缘上切斜，则该堰板就能对运行的纸幅产生一种压力冲击。抽吸箱借助于真空作用将水分从纸网中去除掉，停靠在纸网上的箱盖可以包括一些堰板状的元件或一种钻孔的表面。除此之外，也可以将滑动瓦块设置在纸网的附近，以便从反侧对纸网进行支承和压榨。这种瓦块也可以用来偏转纸幅，使之受到一种压力冲击。这种瓦块的滑动表面在制造时必须与设计尺寸尽量一致，在运行纸网或毛毯的磨损作用之下，它应当具有良好的耐磨性，同时对纸网或毛毯来说又应当是十分柔和的。现已发现，陶瓷材料对于上述要求来说都是十分理想的。

普通的陶瓷脱水元件是将一种长的堰板组装而成的，这种长的堰板包含若干邻接的陶瓷片。堰板的长度取决于机器的纸幅宽度。制作堰板时可以先将陶瓷片制成所需要的尺寸，使陶瓷片能安装到一个精确的支座上，从而形成一个比较平滑的堰板表面。然而，最好采用这样一种结构，即将若干陶瓷片相互粘接在一起，再将组装好的堰板研磨成合适的形状，这样，在陶瓷片之间就不存在任何高度差，从而可取得更好的效果。制造该薄片最普通的材料是氧化铝，碳化硅和氧化锆。

但是，用陶瓷片来组装堰板结构也有几个缺点。即使将若干薄片组合在一起来制造脱水元件，由于这些薄片比较笨重，所以在热冲击下比较容易损坏。压靠在高速运动的纸幅上的薄片，其温度变化可能非常迅速，例如有可能使薄片与纸幅之间的水膜润滑层丧失掉。这种热冲击会导致薄片的局部破损，使薄片表面磨损，从而增加了纸网整体的磨损率。由于这些薄片的磨损和更换，这些由薄片组合起来的堰板就会产生变形。而堰板的形状缺陷又将导致脱水的缺陷，从而对所制造的纸幅造成破坏。

但是，对于用陶瓷薄片制造的脱水元件来说，其最大的问题是用来连接薄片的粘合剂的化学稳定性和热稳定性都很差，这些起连接作用的粘合剂对于造纸机中所存在的大范围的温度变化以及强烈的化学作用不具备足够的抵抗性。当纸网运行中缺少润滑剂时，即当机器进行干燥作业时，将会产生最大的热负荷。这时，其摩擦热可以使陶瓷薄片的表面温度在几分钟内升高120～200℃。由于陶瓷材料、粘合剂以及增强塑料体的玻璃纤维三者的热膨胀系数有所不同，加之堰板的温度分布很不均匀，在堰板内将会产生明显的热应力，它会造成陶瓷薄片的相互分离或者使之与堰板体完全脱离。

用来粘接陶瓷薄片的粘合剂对于造纸机中的温水缺乏足够的抵抗力，这些温水与被干燥的纸幅相分离。水的这种破坏作用由造纸过程所使用的水中包含的残留化学物质而被强化。对采用粘合剂粘结的接缝强度所进行的实验数据表明，经过200小时的老化过程之后，几乎全部粘合剂的粘结强度都下降了10％，而对于某些粘合剂来说，在经过这一老化过程之后，其强度甚至不到它们原始强度的一半。由于这种粘结强度的损失有可能导致陶瓷片的分离，所以粘接强度的急剧下降是不能被接受的。陶瓷片还可能高出堰板的表面，从而造成所谓的键盘效应。这种升起的薄片可能使纸幅产生有害的条纹。所以，作为一种脱水元件来说，在其制造过程中最好不采用粘合剂粘结。

本发明的目的在于提供一种成本合理、易于制造的脱水元件，该元件具有一个连续的陶瓷滑动表面。

本发明的目的是这样实现的：采用一种连续部的金属材料来制造脱水元件，金属的一侧通过热喷涂的方法涂覆上一层陶瓷材料，而在其内部填充一种热固性的塑料化合物。

具体说，本发明的这种脱水元件，其特征在于权利要求1的特征部分所描述的那样。

此外，本发明的制造方法，其特征在于权利要求7的特征部分所描述的那样。

本发明可以提供明显的优点。

采用本发明，可以完全避免采用粘合剂来制造一种具有陶瓷表面的脱水元件。由于在使用过程中不会发生薄片间的脱离，所以该元件的易损性被大大降低。脱水元件上的薄陶瓷表面层可以抵抗热冲击，与传统的陶瓷元件相比，在经受快速温度变化时，它不容易损坏。通过喷涂的方式可以获得一个连续的表面，这样便可避免键盘效应，而对于采用陶瓷片组合起来的脱水元件来说，这一直是一个难题。由于金属材料的断面是连续的，形成了一种壳体结构，它可以抵抗热固性塑料化合物芯层附近的应力，所以这种元件具有较好的内在刚性。因此，这种脱水元件的本体具有一种轻质结构，而且可以解决陶瓷片中具有分离塑料体的问题。由于脱水元件需要耐腐蚀，因此在制造过程中必须采用不锈钢或其他耐腐蚀材料。本发明的这种元件结构，能够使必须的花费降至最小限度，使不生锈材料的使用量降至很低的水平，从而制成一种成本合理的结构。因此，本发明的这种脱水元件可以用于传统的陶瓷片结构，后者的花费是巨大的。可以对热涂覆形成的多孔涂层进行密封，从而可以获得良好的耐磨性及优越的摩擦性能。

以下将结合附图对本发明作详细讨论，其中：

图1是本发明的脱水元件在第一制造步骤之后的横截面；

图2是图1所示的元件在第二制造步骤之后的横截面；

图3是图1和图2所示的元件在第三制造步骤之后的横截面。

参照以上附图可以看出，一个完整的的脱水元件具有一种U形的连续部1，在U形的连续部的底部3上可以施加一种陶瓷涂层5，从而构成一个耐磨表面，在连续部1的内部铸有热固性塑料化合物的芯层6。为了安装该脱水元件，在U形的二条腿之间，对热固性塑料化合物芯层6切出一个T形的凹槽。

在所述的实施例中，该脱水元件本体的连续部是采用不锈钢制成的，其横截面呈U形，它包括一个U形连续部的底部3，该部为一平面，与该平面相连的是该连续部的二条腿2，它们从底部3垂直向上延伸。底部3和二条腿2之间的接合边为一斜角8，腿2的端部向内弯曲构成一个翻边4。该连续部的整个内部都填充有热固性塑料化合物芯层6。

可以采用下述方法来制造具有以上结构的脱水元件。采用热喷涂的方法，将一种陶瓷涂层5涂在被切割成一定长度的连续部1的底部3上，接下来，采用一种对涂层具有高渗透能力的低粘度材料对上述涂层进行浸渍，将之密封起来。在密封之后，对该连续部的内部进行填充，使之铸满固化了的热固性塑料化合物，并使之粘附在连续部1的内壁上，从而对该连续部1起到加固作用。为了确保塑料化合物6的良好粘附性，连续部1的内壁可以通过喷砂或者其他合适的方法进行清洁。在塑料化合物6固化之后，在铸成的化合物6内切出一道安装槽7，以便借助于一个支架将该脱水元件安装在纸机适当的部位。最后，将涂层的外表面精细地磨成合适的形状。

本发明的脱水元件可以采用各种不同的材料来制造。对于底部连续部1来说，最适合的材料是不锈钢，当然铝、黄铜、双炼钢以及其他耐腐蚀的材料也可以使用。陶瓷涂层可以由以下材料或其混合物制成：Al₂O₃，Cr₂O₃，ZrO₃，TiB₂，SiO₂，TiO₂，WC以及Cr₂O₃。但是，在采用热喷涂时，这些材料比采用烧结的方式制成的陶瓷片具有更多的孔隙，并且更加柔软。由于孔隙边缘的切割作用以及沉积在孔隙内的填充剂颗粒及杂质对纸网的摩擦作用，这种多孔的涂层可以对纸机造成磨损。为了避免这种不良影响并改进涂层的耐磨性，可以用一种适合的辅助材料对孔隙进行密封。适合的材料可以是有机树脂以及无机化合物。在有机材料中最合适的是低粘度环氧树脂，它们几乎可以对涂层的整个多孔部分进行浸渍。此外，这种密封处理还可以提高涂层的耐用性。无机材料也可以被使用，例如，磷酸盐化合物，它可用来浸渍氢氧化铝和磷酸涂层。通过加热处理，这些化合物可以转化成结晶体。这种化合物还可以提高涂层的耐磨性，通过与含有氟化树脂的辅助化合物的密封处理，还可以进一步提高它们的摩擦性能。适合于作为密封化合物使用的材料范围很广，至少酚醛树脂，氟化树脂，环氧树脂，磷酸盐化合物以及甲基丙烯酸酯树脂都很适合作为密封化合物材料使用。

热喷涂可以将涂层仅仅施加在材料的表面，由于脱水元件的本体必须是不生锈的材料，如果采用一种实心的不锈钢架来制造，将变得过于昂贵。根据本发明，这一难题被解决了，本发明采用一种薄壁连续部来制作本体，通过填充一种热固性塑料化合物使之硬度提高。采用该方法，脱水元件兼具坚硬轻质和成本合理等优点。几种不同类型的热固性塑料都可以用来作为连续部的填充材料，它们包括环氧树脂，甲基丙烯酸酯树脂，聚酯树脂，乙烯基酯树脂，酚醛树脂以及它们的混合物。为了改进填充材料的硬度并降低其热胀系数，可以采用切碎的玻璃纤维或陶瓷颗粒对树脂进行增强。

以上所述的这种脱水元件适合于用作一种对纸网或毛毯进行挤压的脱水元件。当然，本发明还可以用于纸机中的其他与纸网或毛毯相接触的脱水元件。很明显，脱水元件的形状必须作相应变化，以适当其应用场合。作为本领域的一个普通技术人员，以上述的解释性描述为基础完全能够制造出用于不同场合的不同形状的脱水元件，在此将不再对其形状改进作详细描述。此外，连续部的形状也是可以作各种变化的，例如，采用一种周边封闭的连续部也是可以的。对连续部的外表面可以进行规划，使之便于脱水元件的安装。

Claims (9)

1.一种造纸机或纸板机中使用的脱水元件，该元件包括一个本体(1，6)以及一种陶瓷耐磨涂层(5)，其特征在于：所述的本体(1，6)包括一个细长的连续部，它构成一个有界的空间，将一种流动性材料(6)铸在该空间内，至少一个表面适合于粘附所述的耐磨涂层(5)，所述本体还包括热固性塑料化合物填充物(6)，它至少铸在上述有界空间的一部分空间之内，所述的陶瓷耐磨涂层(5)是通过热喷的方式将一种陶瓷涂层(5)施加到连续部本体(1)的一个表面上的。

2.如权利要求1所述的脱水元件，其特征在于构成铸型模的所述的连续体(1)具有一种带开口的横截面形状，最好是一种接近U形的结构，其内部至少一部分填充有一种热固性塑料化合物，所述的陶瓷涂层(5)粘附在其底部(3)上。

3.如权利要求1或2所述的脱水元件，其特征在于在其热固性塑料化合物填充体(6)内切有一凹槽(7)，以便将该元件安装到支架上。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的脱水元件，其特征在于其涂层(5)由下列一种化合物制成：Al₂O₃，Cr₂O₃，ZrO₃，TiB₂，SiO₂，TiO₂，WC以及Cr₂O₃，或者由其混合物制成。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的脱水元件，其特征在于其涂层(5)用一种化合物进行浸渍密封，这种化合物可以选自以下化合物：酚醛树脂，氟化树脂，环氧树脂、磷酸盐化合物以及甲基丙烯酸酯树脂。

6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的脱水元件，其特征在于其连续部(1)的填充化合物选自下列一组化合物中：环氧树脂，甲基丙烯酸酯树脂，聚酯树脂，乙烯基酯树脂以及酚醛树脂。

7.一种脱水元件的制造方法，其特征在于该方法至少包括以下步骤：

将一种陶瓷涂层(5)通过热喷的方法施加到连续部(1)的至少一个表面上；以及用一种热固性塑料化合物填充物(6)对连续部(1)的至少一部分内部空间进行填充。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于其陶瓷涂层(5)用一种密封化合物进行浸渍密封。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于在塑料化合物固化之后，在所述的热固性塑料化合物填充物(6)内切出一道安装槽(7)。

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