CN1222659C - 用于纤网输送机的长压区压机 - Google Patents
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Abstract
一种用于纤网输送机的长压区压机，该压机从纤网(8)排水，并包括两个彼此相对的流体静压支承结构，两者皆包括一个带一个压力室(10a，10b)的压榨靴(3a和3b)，该压榨靴具有一个柔性压力平衡隔膜(20a，20b)形式的密封元件，和一个压榨带(6a和6b)以将该纤网(8)压靠在一织物(13a，13b)上，压力平衡隔膜(20a，20b)在其边缘区域(21a，21b)没有来自压榨靴内边缘的支撑地向压力室(10a，10b)伸出。为了使得长压区压机结构非常简单，并且使其可以自调整，实现在该压区中的均匀和有效的润滑，该伸出边缘区域(21a，21b)包括用于传送液流流体的小孔(25)。本发明还涉及一种压力平衡隔膜。
Description
技术领域
本发明涉及纤网输送机(例如纸机和纸板机)中所用的长压区压机，该压机从纤网将水排出，并包括一个流体静压支承结构和一个在该支承结构上滑动以将该纤网以这样一种方式压靠在一个压辊上的压榨带，即该纤网在移动时压靠在至少一种织物上，该支承结构包括一个带至少一个压力室的压榨靴，并且在朝向压榨带的压榨靴表面上，有一个柔性压力平衡隔膜形式的密封元件，隔膜包括一个外边缘，一个隔膜内边缘和一个由该隔膜内边缘限定的开口，该压力平衡隔膜由压榨靴支承，但从该压榨靴的内边缘向压力室以这样一种方式伸出，即，在其伸出的边缘区域，它至少是大部分没有支撑的，从而其隔膜内边缘是自由的，并且压力平衡隔膜由一种材料制成，其刚性使得其在使用时根据压榨靴区域发生的流体压力变化远离压辊和相应地朝向压辊弯曲，使得液流流体可以从在压辊和压榨靴之间的区域流离该压区，并且当液体流超过一定的值时，压力平衡隔膜适于朝向压辊弯曲，以减少液体流。
本发明还涉及一种纤网输送机(例如纸机和纸板机)中所用的长压区压机，该压机从纤网将水排出，并包括两个彼此相对设置的流体静压支承结构，它们皆包括一个具有至少一个压力室的压榨靴，该压榨靴在其表面具有一个柔性压力平衡隔膜形式的密封元件，它包括一个外边缘，一个隔膜内边缘和一个由该隔膜内边缘限定的开口，一个在支承结构上滑动的压榨带在运动时将纤网压靠在至少一种织物上，压力平衡隔膜由压榨靴支承，但这样从压榨靴的内边缘朝向压力室突出，即，在其突出的边缘区域至少大部分是没有支撑的，从而其隔膜内边缘是自由的，并且压力平衡隔膜由一种材料制成，其刚性使得其在使用时根据压榨靴区域发生的流体压力变化朝向相对的压榨靴弯曲和相应地弯离该压榨靴弯曲，以使得液流流体可以从在压榨靴和压榨靴表面之间的区域流离该压区，并且当液体流超一定的值时，压力平衡隔膜适于朝向压榨靴弯曲，以减少液体流。
背景技术
从芬兰专利申请94368已知一种上述类型的长压区压机。该压机的一个优点是，它为被干燥的纤网提供了一种良好和均匀干燥的结果，并且它持久耐用，因此消除了由于造纸机器的生产故障而造成的非常昂贵的中断。由于其自由而柔性的边缘区域，该压榨靴的压力平衡隔膜以这样一种方式自调整，即，如果存在渗漏在靠近该压榨靴的顶部区域局部引起流体压力的降低，隔膜的自由边缘朝向压辊(或一相相对的压榨靴)弯曲直到在隔膜边缘的两侧达到相同压力。如此，纤网以一个均匀的压力压在压区中，并且干燥结果是均匀的。此外，该已知的压机结构相对简单，并且在需要时可容易地随后安装在造纸和纸板机器内，而无需任何主要的改建工作。压机的润滑由在压榨靴外边缘的润滑管完成，由其润滑剂通过在覆盖压榨靴的密封条的外边缘上设置的管子朝向压榨带流动。
发明内容
尽管上述长压区压机工作良好，本发明公开了对已知长压区压机的改进，目的在于进一步简化该压机的结构，并在压榨靴区域中提供一种有效的自调整润滑。
为实现上述目的，该长压区压机的特征在于，压力平衡隔膜的伸出边缘区域包括用于运输在压力室中的液流流体从该压力室到压榨带以润滑该压榨带的小孔。
在本文中，术语“小孔”指一种具有很小直径的孔。可选地，上述小孔可以称为微孔。该孔的直径范围为0.01至50微米。
本发明的一个可选的实施例的特征在于，两个压榨靴的压力平衡隔膜的伸出的边缘区域包括用于运输压力室中的液流流体从该压力室到压榨带以润滑该压榨带的小孔。
本发明基于通过压力平衡隔膜的自由边缘区域实施润滑的构想，这意味着压榨靴的结构可以相当大地简化并且省去密封条。通过使润滑从压榨靴的外边缘移开，压榨靴的尺寸可以减小，在这种情况下，压榨靴的上表面可以优选地以这样一种方式朝向压榨靴的外边缘倾斜，即，倾斜部分相对压榨靴的顶部平面形成一个5-10°的角。这提供了一种更好的干燥工艺，因为被干燥的纤网较快地从织物上分离，并且当纤网从压榨靴上继续移动时没有从织物向纤网的显著的再潮湿(rewet)。
在本发明一优选实施例中，小孔的直径为0.01至10微米。
在本发明一优选实施例中，小孔的直径为1至10微米。
在本发明一优选实施例中，压力平衡隔膜由均匀的矩形元件制成。
在本发明一优选实施例中，压力平衡隔膜由0.2-3毫米厚的不锈钢板制成，并在其边缘区域朝向压力室伸出至少大部分没有支撑的距离L＝20-40毫米。
在本发明一优选实施例中，压力平衡隔膜的隔膜内边缘在其最靠外的部分朝向压榨靴主体弯曲以形成一个进入压榨带的楔状的入口槽。
在本发明一优选实施例中，朝向压榨带的压榨靴的表面以这样一种方式朝向压榨靴的外边缘倾斜，即，倾斜部分相对压榨靴的顶部平面形成一个5-10°的角。
在本发明一优选实施例中，压力平衡隔膜通过一个沿压力平衡隔膜的边缘的焊接接头固定到压榨靴的倾斜表面。
在本发明一优选实施例中，压力平衡隔膜由不锈钢制成。
在本发明一优选实施例中，所述纤网输送机是纸机和纸板机。
本发明的该长压区压机的最大优点是，它结构非常简单，并且它可以实现自调整和在压区中的均匀和有效的润滑。在压榨靴主体内部无需润滑通道。当压区中压力升高时，通过压力平衡隔膜的小孔的润滑剂的渗出也增加，因为该润滑剂这时以一个较高的压力通过小孔。此外，本发明使得可以使用一个小的压榨靴，其中很少发生再潮湿现象。还有，本发明易于安装在造纸和纸板机器(或其它纤网输送机)中，甚至在之后无需任何主要的改建工作。
本发明还涉及一种包括带一个外边缘，一个隔膜内边缘和一个由该隔膜内边缘限定的开口的压力平衡隔膜。本发明的压力平衡隔膜的特征在于在其隔膜内边缘附近的边缘区域包括小孔。
本发明的压力平衡隔膜的主要优点是它可以实现上述优点。
附图说明
在下文中，将通过两个优选实施例并参照附图对本发明的压机进行更详细的说明，其中
图1是该压机的示意侧视图；
图2是图1的压机的一个端视图；
图3是沿图1的线III-III的一个局部剖视图；
图4示意地示出了在该长压区压机的横剖图；
图5是图4的压榨靴的一个顶视图；
图6该压榨靴结构的一个更详细的端视图；
图7示出了该长压区处的一个可选的实施例。
具体实施方式
用于干燥纤网的图1的长压区压机包括一个主体和在其上的一个压辊1、长压区2、和一个与其关联的流体静压支承结构，它包括一个压榨靴3、和用于支承和旋转一个带子6的导向辊4、5，即一种织物增强的压榨带。此外，该压机包括用于引导压机织物13、14的导向辊7、9和在压区2干燥的纤网8，其中水从纤网8排出。标号9指示该纤网8的一个导向辊。
在图2中，示出了从右侧看的图1的压机，并且为了简便，省去了导向辊9和与其密切连接的结构。该图示出压区2的宽度基本上对应于压辊1的长度。
图3是沿图1的线III-III的一个局部剖视图。该图示出压榨靴3只包括一个由压榨靴内边缘(见图6中的参考号17)限定的压力室10。因为只有一个压力室，纤网8保持没有痕迹(压痕)，即，没有由在压榨靴3中不均匀作用的流体压力造成的所不需要的痕迹。该压力流体通过开口11、12进入室10。该压力流体优选地为优选具有增进润滑性能和减少表面张力的添加剂的水。
图4示出纤网8如何进入长压区2。压榨带6以一个非常小的摩擦在压榨靴3的流化层的顶部上旋转(移动)，并且纤网8以这样一种方式进入长压区2，即它位于压机织物13、14之间。当纤网8在长压区2处的压机织物13、14之间受压时，该织物从其上吸水。两种织物13、14不是必需的；可以只在纤网8的一侧具有织物。然而，推荐使用两种织物13、14，因为以这种方式干燥更有效。
图4和6示出在压榨靴3的顶表面19的边缘上具有朝向外边缘28的相对压榨靴的顶部平面形成一个角α的倾斜部15。图5和6示出压力平衡隔膜20是一个包括一个外边缘26，一个隔膜内边缘22和一个由该隔膜内边缘限定的开口27的矩形结构。在倾斜部15中形成有多个凹部29，用于以这样一种方式容纳压力平衡隔膜20的外边缘26，即，使压力平衡隔膜20的外边缘26将其自身支承在该凹部的肩或槽口19a上，并且隔膜20的顶表面在压榨靴的边缘区域与倾斜部的顶平面平齐。角α为5-10°。图4示出压榨带6不是以这样一种方式-即它靠在上述倾斜部15上-传送，而是该压榨带相对倾斜部15的顶平面形成一个小于角α的角β。角β比角α小2-5°，并且其绝对值优选地在3-7°小范围内。参考号23标记由压榨靴的顶表面上的倾斜部限定的顶点。
图5从顶侧示出压榨靴3从而示出其矩形形状，而图6是一个沿图5的线VI-VI的压榨靴的放大而更详细的局部剖视图。为简便起见，图6没有示出在图4中示出的纤网8、压机织物14、13或压榨带6。
压力平衡隔膜20是一个由不锈钢制成且焊接到压榨靴3的倾斜部15的板状隔膜，焊接接头形成一个如虚线16所示的边缘。可以有多个焊接接头16。压力平衡隔膜20以这样一种方式覆盖压榨靴3，即，它可以由凹部29的顶表面支承。槽口19a邻近焊接接头16，并且比焊接接头更靠近块3的外边缘28。除焊接接头之外，压力平衡隔膜20可以优选地通过一种粘接接合固定到凹部29的顶表面。该粘接接合的一个优点是它不会在压力平衡隔膜20的材料中引起断续点。在边缘区域21下面，有一个使得压力平衡隔膜20在其边缘区域21朝向压力室10伸出而在一段长度即S＝20-40毫米的距离上没有或至少大部分没有支承的狭槽30。该狭槽30允许液流流体进入边缘区域21的下面。狭槽30的长度L即其从压榨靴的内边缘17到隔膜20被支承处的点的距离，是例如10-40毫米，并且其厚度为例如1毫米。压力平衡隔膜20的边缘区域21的隔膜内边缘22是自由的。目的在于，压力平衡隔膜20以这样一种方式为柔性的，即其边缘区域21根据压力变化而在压榨靴3的顶部部分朝向辊子1和相应地离开它弯曲。
压力平衡隔膜20的顶表面包括大量的非常小的孔25，即所谓的小孔，具有用于润滑压榨带6的1-10微米的直径。该润滑使保持压榨靴相对压榨带6的摩擦很小，并且由于良好的润滑，压力平衡隔膜20长期耐用。在已知的压榨靴，尤其是在压榨靴位于压区入口侧的部分中难以实现良好的润滑。尽管在压榨靴主全体内设置润滑通道也是如此。在图5中通过小的点表示小孔25。为了简便起见，图5只示出了在底部左侧的一些点，但压力平衡隔膜20在整个边缘区域21即在隔膜整个内边缘上包括小孔25。可以预期小孔25的直径在上述范围之外，例如范围为0.01-10微米。甚至在一些应用场合10-20微米的范围也是可能的。生产非常小的小孔是困难的。如果小孔25的直径太小，润滑剂，优选的是在压力室10中的一种含水液体，甚至不能在20-50巴的高压下流过它们，或者液流对良好的润滑而言太缓慢。现场实验为压力平衡隔膜20的小孔以及隔膜20的刚性(厚度)确定了一个适当的大小程度，以使得在隔膜仍然用作一种密封时水可以通过隔膜。在传送纤网8时，在压力室10中的流体压力通常在20-100巴的范围内。如果小孔25的直径太大，润滑剂离开压力室，并且在压榨靴3中不保持所需压力。为防止小孔25被堵塞，可以使用一种过滤器(未示出)来防止小微粒进入小孔。小孔25的形状可以不同：它们可以是圆的、椭圆形的、拉长的、矩形的等等。它们的数量和设置，例如设置成不同的形状(花纹)，也可以不同。小孔25可以通过电子束切割或激光切割制造。小孔25可以使用例如由可以制造不同形状小孔的松下Model 82型Mrico-EDM(Micro Electro-Discharge Machining)系统制造。
一个由在压力平衡隔膜20的边缘区域21中的液流流体引起的压力p，该压力“正常”地对应在压力室10中的压力p1。因为压区2的几何形状并非总是完全恒定，并且因为纤网8的厚度并非总是完全相同，当液流流体试图从在辊子1和压力平衡隔膜20之间的区域流离压区2时产生动量。当流体流离并退出压力室10时，压力平衡隔膜20的边缘区域21上方的液流流体压力p迅速下降。该压力下降的结果产生一个不平衡，隔膜的边缘区域21上方的流体压力比边缘区域21下方的压力小一些。由连续将液流流体供给到压力室10中的压力供给装置(除压力供给开口11和12外未在图中示出)保持的压力室中一个标准压力p1。因为压力平衡隔膜20是柔性的，其从密封条突出的边缘区域21由于不平衡以这样一种方式弯曲，即，隔膜的边缘区域和自由边缘22朝向辊子1移动。由于弯曲，边缘区域中的压力p增加回到值p1，而压区的几何形状返回至正常。流体渗漏迅速减轻并停止。压力平衡隔膜20以上述方式调整至主要压力，并为提供了一种没有或带最小流体渗漏和一种均匀的纤网干燥的自调整压区2。
压力平衡隔膜20的上述柔性在实践上通过制造一种适当刚性材料的隔膜10而实现。材料及其厚度决定隔膜20的刚性。在本文中，隔膜20的边缘区域21的长度S也应该考虑在内。长度越长，则弯曲边缘区域21所需要的力越小。隔膜20优选地由不锈钢制成，此时隔膜的厚度优选地为0.5-1毫米。隔膜20的厚度范围可能为大约0.2-3毫米。如果隔膜太厚，它不弯曲。该隔膜可选地由钛或一种钛合金或一种复合材料—此时它可以由碳纤维增强塑料例如PTFE(聚四氟乙烯或特氟纶)—制成。如果隔膜20由具有比钢的弹性系数低的材料例如一种钛合金或一种复合材料制成，其厚度比钢材料隔膜的厚度大，例如1-5毫米。
隔膜20的自由边缘区域21的长度S优选地为10-40毫米。隔膜20优选地由以这样一种方式覆盖压榨靴3-即覆盖压榨靴的前、后和侧边缘-的均匀矩形钢板制成。如此，隔膜20的制造是便宜的。
图6还示出压力平衡隔膜20的边缘区域21的隔膜内边缘22弯曲离开压辊1，从而防止压力平衡隔膜的边缘22损害压榨带6。
图7示出在一个长压区中的纤网8的最优选施压方式。在该图的实施例中，图1的压辊1由一个压榨靴3a代替。仅除了在图7的方案中压榨靴3a、3b是平坦的而不象图6所示明显地弯曲外，压榨靴3a、3b的结构对应压榨靴3的结构。图1-6的标号在图7中用于对应的组件，并且添加’a’或’b’到指示其为一个顶部或底部块的标号上。该压榨靴的压力平衡隔膜20a、20b为平坦的和自调整的，使用与图6中的隔膜20相同的原理。原则上，可以省去压力织物13a或13b中的任一个。
图7的方案比图4的方案实施起来更便宜，因为不需要大的压辊1。使用图7的方案更新一台旧机器也是方便而便宜的。
如上所述，本发明仅使用了两个优选实施例进行了说明，因此，应该知道本发明可以在本发明的范围内以多种方式具体实施。因此，也可以在压榨靴中具有多个压力室。然而，因为压力平衡隔膜，多个压力室不是必需的。这是一个优点，因为多个压力室使得压榨靴的结构更复杂和昂贵；此外，当使用多个压力室时在纤网中经常形成痕迹。与图中所示的不同，压力平衡隔膜可以覆盖压榨靴的整个顶表面，并延伸直到压榨靴的外边缘28、28a、28b。还可以通过焊接和粘接之外的其它一些方式将压力平衡隔膜固定到压榨靴上。压榨靴的制造材料可以是不锈钢之外的材料；例如可以是一种可渗水的增强抗压力塑料或一种可渗水的复合薄膜。压榨带可以为一个圆卷。在图1的示例中，压榨靴位于压辊下面，但它也可以位于压辊上面。
Claims (12)
1.一种用于纤网输送机的长压区压机，该压机从纤网(8)将水排出，并包括一个流体静压支承结构和一个在该支承结构上滑动以将该纤网(8)以这样一种方式压靠在一个压辊(1)上的压榨带(6)，即该纤网(8)在移动时压靠在至少一种织物(13、14)上，该支承结构包括一个带至少一个压力室(10)的压榨靴(3)，并且在朝向压榨带(6)的压榨靴表面上，有一个柔性压力平衡隔膜(20)形式的密封元件，隔膜(20)包括一个外边缘(26)，一个隔膜内边缘(22)和一个由该隔膜内边缘限定的开口(27)，该压力平衡隔膜(20)由压榨靴支承，但从该压榨靴的内边缘(17)向压力室(10)以这样一种方式伸出，即，在其伸出的边缘区域(21)，它至少是大部分没有支撑的，从而其隔膜内边缘(22)是自由的，并且压力平衡隔膜(20)由一种材料制成，其刚性使得其在使用时根据压榨靴(3)区域发生的流体压力变化远离压辊(1)和相应地朝向压辊弯曲，使得液流流体可以从在压辊(1)和压榨靴之间的区域流离该压区(2)，并且当液体流超过一定的值时，压力平衡隔膜(20)适于朝向压辊(1)弯曲，以减少液体流，其特征在于，压力平衡隔膜(20)的伸出的边缘区域(21)包括用于运输在压力室(10)中的液流从该压力室到压榨带(6)以润滑该压榨带的小孔(25)。
2.一种用于纤网输送机的长压区压机，该压机从纤网(8)将水排出，并包括两个彼此相对设置的流体静压支承结构，它们皆包括一个具有至少一个压力室(10a，10b)的压榨靴(3a和3b)，该压榨靴在其表面具有一个柔性压力平衡隔膜(20a，20b)形式的密封元件，它包括一个外边缘，一个隔膜内边缘(22a，22b)和一个由该隔膜内边缘限定的开口，一个在支承结构上滑动的压榨带(6a和6b)在运动时将纤网(8)压靠在至少一种织物(13a，13b)上，压力平衡隔膜(20a，20b)由压榨靴支承，但这样从压榨靴的内边缘(17a，17b)朝向压力室(10a和10b)突出，即，在其突出的边缘区域(21a，21b)至少大部分是没有支撑的，从而其隔膜内边缘(22a，22b)是自由的，并且压力平衡隔膜(20a和20b)由一种材料制成，其刚性使得其在使用时根据压榨靴(3a，3b)区域发生的流体压力变化朝向相对的压榨靴(3a，3b)弯曲和相应地弯离该压榨靴弯曲，以使得液流流体可以从在压榨靴(3a，3b)和压榨靴表面之间的区域流离该压区，并且当液体流超一定的值时，压力平衡隔膜(20a，20b)适于朝向压榨靴(3a，3b)弯曲，以减少液体流，其特征在于，两个压榨靴(3a，3b)的压力平衡隔膜(20a，20b)的伸出的边缘区域(21a，21b)包括用于运输压力室(10a，10b)中的液流流体从该压力室到压榨带(6a，6b)以润滑该压榨带的小孔(25)。
3.一种根据权利要求1或2的压机，其特征在于，小孔(25)的直径为0.01至10微米。
4.一种根据权利要求3的压机，其特征在于，小孔(25)的直径为1至10微米。
5.一种根据权利要求1或2的压机，其特征在于，压力平衡隔膜(20；20a，20b)由均匀的矩形元件制成。
6.一种根据权利要求5的压机，其特征在于，压力平衡隔膜(20；20a，20b)由0.2-3毫米厚的不锈钢板制成，并在其边缘区域(21)朝向压力室(10)伸出至少大部分没有支撑的距离L＝20-40毫米。
7.一种根据权利要求6的压机，其特征在于，压力平衡隔膜(20；20a，20b)的隔膜内边缘在其最靠外的部分朝向压榨靴主体(18)弯曲以形成一个进入压榨带(6)的楔状的入口槽。
8.一种根据权利要求1或2的压机，其特征在于，朝向压榨带(6；6a，6b)的压榨靴的表面以这样一种方式朝向压榨靴的外边缘(28；28a，28b)倾斜，即，倾斜部分(15)相对压榨靴的顶部平面形成一个5-10°的角。
9.一种根据权利要求8的压机，其特征在于，压力平衡隔膜(20；20a，20b)通过一个沿压力平衡隔膜的边缘的焊接接头(16)固定到压榨靴的倾斜表面(15)。
10.一种根据权利要求1或2的压机，其特征在于，压力平衡隔膜(20；20a，20b)由不锈钢制成。
11.一种根据权利要求1或2的压机，其特征在于，所述纤网输送机用于纸机和纸板机。
12.一种包括一个外边缘(26)，一个隔膜内边缘(22)和一个由该隔膜内边缘限定的开口(27)的压力平衡隔膜(20)，其特征在于，隔膜在隔膜内边缘(22)附近的一个边缘区域(21)包括小孔(25)。
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