CN1237216A - 穿透空气干燥造纸工艺中能够控制真空压力施加速率的真空装置 - Google Patents

Abstract

一种造纸真空装置,具有适于支承造纸带(11)的面向卷筒纸表面(114),包括头部(110)、机体(120)和配置在头部内并在面向卷筒纸表面上形成孔(118)的真空槽(116)。该真空槽与面向卷筒纸表面流体相通并从该面向卷筒纸表面伸至还与真空源流体相通的机体。面向卷筒纸表面在该表面与真空槽形成的孔并列的区域上包括具有带纹理(115)的区域。该带纹理的区域在17.5cm(7英寸)汞柱差压下可形成至少约35Marlatts单位的泄漏。这种泄漏消除了在造纸带光滑后侧面和真空装置的面向卷筒纸表面之间的真空密封。

Description

穿透空气干燥造纸工艺中能够控制 真空压力施加速率的真空装置

发明领域

本发明一般涉及真空装置，用在制造结实柔软而有吸收性纸制品的造纸机中。本发明具体涉及能够可控施加真空的真空装置。

发明背景

现代工业化社会中日常生产的一个普遍特征是用纸制品作各种用处。最常使用的是纸巾、纸面巾、卫生纸等。对这种纸制品的大量需求便提出了改进制品质量和改进其制造方法的要求。尽管在造纸方面已有长足进步，但旨在既改进制品又改进其制造工艺的研究和发展仍在不断地进行。

纸制品例如纸巾、纸面巾、卫生纸等均是用一个或多个薄卷筒纸制作的。如果要制品满足各种用处并获得广泛的认可，则这些制品以及制作这些制品的薄卷筒纸必需具有某种物理特性。这些特性中重要的是强度、柔性和吸收性。

强度是使用期间卷筒纸保持其物理整体性的能力。

柔性是当消费者将纸握在手中并用纸作预定的用途所感觉到的令人愉快的触感。

吸收性是纸吸收和保持液体的一种特性，特别是吸收和保持水、水溶液和悬浮液的一种特性。在估价纸的吸收性时，重要的是一种量的纸所能吸收的流体绝对量，不仅如此，重要的还有纸吸收流体的速度。另外，当纸成形为制品例如纸巾或擦巾时，使液体被吸收到纸巾中然后离开干燥拭表巾的能力也是重要的。

制作用作薄纸、纸巾和卫生制品的纸制品工艺一般涉及造制备纸纤维水性纸浆，随后除去浆中的水分，同时使浆中的纤维重新配置，形成卷筒纸。可以应用各种机器来加速脱水处理。

现在大多数制造工艺或者应用称为长网造纸机的机器或者应用称为双网造纸机的机器。在长网造纸机中，将纸浆输送到运动环形带的顶表面上，该环形带起着机器的起始造纸表面的作用。在双网机器中，将纸浆配置在一对收敛的成形网之间，在该一对成形网中，执行造纸工艺中的最初脱水和纤维的重新配置。

在长网或成形网上开始形成卷筒纸之后，两种机器一般均将卷筒纸转移到另一片造纸织物带上，进行干燥处理或多次处理，该织物带的形状为环形带，该带通常不同于长网或成形网。这种另一种织物带有时称为干燥织物带或干燥带。在卷筒纸置于带上时，干燥或脱水处理包括真空脱水、将热空气吹过卷筒纸的干燥、与造纸毡相结合的机械处理以及随后至少对一部分卷筒纸的压缩。

通常用真空设备进行卷筒纸的真空脱水，该真空设备将一个流体差压加在初期的卷筒纸上。成形丝网将卷筒纸从成形部分输送到拾取滑脚，然后送到真空箱。该真空滑脚将水从网上吸到卷筒纸中，然后再从卷筒纸上吸到带上。该带将卷筒纸从湿的传送区域带到压光部分。由于通过拾取滑脚的真空槽施加真空，所以拾取滑脚可使卷筒纸从网上转移到带上。

已经由消费公众广泛接受的卷筒纸制品的例子是用1967年1月31日Sanford和Sissoh提出的美国专利No.3301746中说明的工艺制造的。其它广泛接收的纸制品是用1980年3月4日Morgan和Rich提出的美国专利No.3994771和1976年11月30日Trokhan提出的美国专利No.4191609所说明的工艺制造的。尽管这两个工艺可以造出高质量的制品，但如上所述，进一步提高制品质量的研究仍在继续进行。

采用1985年7月16日Trokhan提出的一般转让的美国专利No.4529480中的工艺可以对上述卷筒纸制品进行工业规模的重大改进，该专利已作为参考文献包含在本文中。改进包括利用造纸带(该带称为“偏移件”)，该带由带孔的织网件构成，该织网件由许多硬化的光敏树脂架包围。该树脂架具有许多分立的离开的称作“偏移管”的渠道。采用偏移件的这种工艺除其它步骤外，还使造纸纤维的初期卷筒纸与偏移件的顶表面相结合，并可以将真空或其它的流体差压从偏移件后侧(接触机器侧)加到卷筒纸上。用在这种工艺中的造纸带称作“偏移件”，因为在施加流体差压时，造纸纤维将偏移到硬化树脂架的偏移管内并在其中重新排列。由于应用上述改进的工艺，如下面要说明的，在最后可以生产出迟到某些要求的预定特性的纸。

用美国专利No.4529480工艺生产的纸已在以Trokhan的名义提出的一般转让的美国专利No.4637859中说明，该专利已作为参考文献包括在本文中。该纸的特征在于，在该纸的表面上具有两个物理上明显不同的区域。其中一个区域是连续的网络区，具有相当大的密度和内在强度。另一个区域由许多圆丘构成，该圆丘由网络区域包围。在后一区域上的圆丘其密度和内在强度与网络区域相比相对地低。

由美国专利No.4529480工艺生产的纸与前面生产工艺生产的类似纸相比因为若干因素而更为结实、柔软和更具吸收性。因为连续网络区域形成相当大的内在强度所以增加了纸的强度。因为纸的表面上形成许多低密度的圆丘，所以增加了纸的柔性。

虽然上述改进的工艺很有效，但已经发现，当上述工艺中的偏移件越过用在造纸工艺中的真空脱水设备(真空拾取滑脚和真空箱)时，将会发生一些不希望有的事情，最重要的是在卷筒纸上出现许多部分脱水的游离纤维，这些纤维完全穿过了偏移件。这导致大量纸纤维令人讨厌地塞满了真空脱水机。另一个不希望发生的事是这些游离纸纤维倾向于堆积在脱水机上，直至形成纤维团。这种纤维的堆积使得具有光滑后侧面的造纸带发生扭曲或形成折皱，特别是纵折皱。这种折皱造成严重的问题，即使得纸变湿、物理特性分布变坏，并最后损坏造纸带。

在使用具有平滑后侧面的造纸带以及具有光滑表面的真空设备时所出现的问题至少部分原因是在造纸带超过真空脱水机器时很突然地将真空压力施加在卷筒纸上，这种与真空脱水机器的光滑表面相结合的造纸带的平滑后侧表面密封了真空源。因此当遇到造纸带的打开的渠道(偏移管)，真空压力便很突然地加在位于树脂架顶部上的高度游离的纤维上。可以认为，这种突然的施加真空压力造成了游离纤维的突然偏离，这种突然偏离使得纤维完全穿过造纸带。还可以认为，这种突然施加真空压力和纤维的迁移是造成最后纸制品圆丘区域上针状孔(或针眼)的原因。

于1994年8月2日Trokhan等提出的已作为参考文献包括在本文中的一般转让的美国专利No.5334289公开一种改进的造纸带和制造这种造纸带的方法，这种带减小了不希望有的针眼的产生以及游离纤维在真空脱水机上的堆集。公开的造纸带具有后侧面，该后侧面包括具有通道的网格，该通道在后侧面的网格上形成凹凸不平的表面结构，该通道使空气可以进入到造纸带的后侧面和真空设备的面向卷筒纸的表面的中间。可以认为，这种空气的进入显著减小了或甚至消除了带的后侧表面和真空设备的面向卷筒纸表面之间的真空密封，因而造成初期卷筒纸上纤维的逐渐偏移或更加递增式的偏移。

提高制品质量的研究仍在继续进行。

本发明的目的是提供一种改进的造纸工艺该工艺可以显著减小上述游离纸纤维的迁移。

本发明的另一目的是提供一种造纸真空装备，该装置可以显著减轻或消除不希望有的在卷筒纸上突然施加真空压力的问题。

本发明的再一目的是提供一种造纸真空装置，该装置可以显著减少在真空脱水机上堆积纸纤维的问题。

本发明的又一目的是提供一种造纸真空装置，该装置有助于大大减小在成品卷筒纸上的针形孔(除非这种孔是对要造的纸所要求的特性)。

参考以下说明并结合附图可以更明显看出本发明的这些和其它目的。

发明概要

提供了一种造纸真空装置，该装置包括拾取滑脚和真空箱。该真空装置具有头部和一机体，该头部的面向卷筒纸的表面适于支承其上载带卷筒纸的造纸带的后侧面，该机体连接于头部。面向卷筒纸的表面包括至少一个前表面和至少一个后表面。至少一个真空槽配置在真空装置的头部内。该至少一个真空槽在该前表面和后表面之间的面向卷筒纸的表面上限定了一个孔。该真空槽与面向卷筒纸的表面流体相通，并从该面向卷筒纸的表面延伸到机体，该机体又进一步与真空源流体相通。

在本发明的一个方面中，造纸真空装置具有面向卷筒纸的表面，该表面在其与真空槽限定的孔并列的区域内包括有带纹理区域，这种带纹理区域在约7英寸汞柱的压差下将产生至少约35Martatts的渗漏。这种渗漏减小或消除了造纸带光滑后侧面和真空装置的面向卷筒纸的表面之间的真空密封。

在本发明的另一个方面中，真空装置的面向卷筒纸的表面具有位于真空装置的面向卷筒纸的表面和造纸带后侧面之间的有纹理的织物带。这种带纹理的织物带在造纸带后侧面和真空装置面向卷筒纸的表面之间产生渗漏，因而有效地减小和消除了这两个表面之间的真空密封。在一个优选实施例中，带纹理的织物带包括有适合于绕真空装置运行的带纹理环形带。

在本发明的另一个方面中，真空装置的前表面具有与真空槽形成的孔并列的过渡区域。该过渡区域与造纸带间隔开预定的Z方向间距，该Z间距沿机器方向递增，因而当卷筒纸沿机器方向在真空槽上运行时通过真空槽施加在卷筒纸上的真空压力的量也递增。

在本发明的另一个方面中，在真空装置中采用流量控制装置。流量控制装置配置成使载带卷筒纸的造纸带在流量控制装置和真空装置面向卷筒纸的表面之间运行。流量控制装置具有气流阻力，适合于控制空气流过真空装置的真空槽沿机器方向的分布。

在本发明的再一方面中，真空装置包括许多顺序排列的真空部分，这些部分从第一真空部分到最后一个真空部分沿机器方向顺序地间隔开。每个真空部分包括至少一个与面向卷筒纸的表面流体连通的并在其上限定了一个孔的真空槽。各个真空部分在面向卷筒纸的表面上具有一个总的开口区域，真空通过该开口区域进行施加，从第一真空部分到最后一个真空部分该真空增加，因此产生一个逐渐累积的真空。通过任何一个接连的真空施加的各个真空最好至少比通过前一个真空部分施加的真空大约20％。

附图的简要说明

图1是连续造纸机的一个实施例的示意侧视图，该造纸机可以有效应用本发明的真空装置。

图2是本发明造纸真空装置一个实施例的示意图，该真空装置包括真空拾取滑脚和真空箱。

图3A是先有技术真空装置的简化示意截面图，例示出载带卷筒纸的造纸带的光滑后侧面碰到先有技术的具有面向卷筒纸的光滑表面的真空装置时所发生的事情。

图3B本发明真空装置的简化的横截面图，该真空装置具有带纹理的面向卷筒纸的表面。

图4是曲线图，示出用先有技术真空装置和本发明真空装置通过具有光滑后侧面的带在卷筒纸上施加的压力，先有技术真空装置具有面向卷筒纸的光滑表面，而本发明的真空装置具有本文公布的有纹理面向卷筒纸的表面。

图5A是本发明真空装置的一个实施例的示意透视图，该真空装置的面向卷筒纸的带纹理的表面包括许多通道。

图5B类似于图5A，示出真空装置，该装置具有带纹理的面向卷筒纸的表面，该表面包括具有长方形截面的沿机器方向的沟槽。

图5C是类似于图5B的图，示出真空装置，该装置具有带纹理的面向卷筒纸的表面，该表面包括具有圆形横截面的沿机器方向的沟槽。

图5D是示于图5B和5C的真空装置其前部带纹理区域的一个实施例的垂直截面图，该区域的Z方向间距沿机器方向线性增加。

图5E是图5B和5C所示真空装置其前部带纹理区域的一个实施例的垂直截面图，该区域的Z方向间距沿机器方向指数地增加。

图6A是带纹理表面的简化顶视平面图，该表面包括沿Z方向向外伸出的凸出部。

图6B是类似于图6A的图，示出带纹理的表面，该表面包括相交沟槽的网格。

图7A是图6B所示带纹理表面的一个实施例的简化垂直截面图。

图7B是图6B所示带纹理表面的另一实施例的简化垂直截面图。

图8是拾取滑脚的示意横截面图，该滑脚具有带纹理的面向卷筒纸的表面。

图9是采用本发明真空装置的连续造纸工艺的示意部分侧视示意图，该真空装置具有带纹理的织物带，该织物带为带纹理的环形带。

图10A是本发明真空装置的示意横截面图，该真空装置包括具有过渡区域的真空拾取滑脚，该滑脚具有预定的Z方向间距，该间距沿机器方向连续地逐渐地增加并由一个模件的上表面形成。

图10B是类似于图10A的本发明真空装置的示意横截面图，该装置具有由可转动部件的上表面形成的过渡区域。

图10C是类似于图10A和10B的本发明真空装置的示意横截面图，该真空装置具有由可退回部件的上表面形成的过渡区域。

图11是本发明真空装置的示意横截面图，该装置包括真空拾取滑脚和流量控制装置。

图12是一种真空装置的示意横截面图，该装置包括许多顺序排列的真空部分，这些部分沿机器方向顺序间隔开。

图13A是真空箱的示意顶视平面图，该真空箱具有三个真空部分，各个真空部分包括三个真空槽。

图13B是沿图12A的线13B-13B截取的真空箱的垂直截面图，各个真空部分包括三个真空槽。

图13C是真空箱的示意平面图，该真空箱的真空部分包括该部分的盖子。

图13D是沿图13C的13D-13D线截取的真空箱的垂直截面图。

发明的详细说明

在图1所示的代表性造纸机中，本发明的造纸真空装置10包括真空拾取滑脚100和真空箱200。按本文的用法，“真空装置”一词是通称，是指两种用在本文所述造纸工艺中的真空装置：真空箱200和真空拾取滑脚100，在本文的整个申请中为例示说明，举出各种例子并例示出应用真空箱200和真空拾取滑脚100的各种特定实施例。技术人员可以容易看出，不管所示的特定实施例(或者真空箱200或者真空滑脚100)，当这一术语按上述而定义时，本发明适用于一般的造纸真空装置。

在图1中造纸带11载带卷筒纸(或“纤维卷筒纸”)27穿过造纸的各个阶段。带11沿方向箭头MD所示的机器方向绕支承辊19a、19b、压痕压辊20、造纸带支承辊19c、19d、19e和19f、乳剂分布辊运行。图1中造纸带11还绕预干燥器例如鼓风干燥器26运行并穿过压痕压辊20和杨基干燥鼓28之间的辊隙。如图1和2所示，造纸带11具有接触卷筒纸的表面11a和后侧面(或面向机器的表面)11b。带11的接触卷筒纸的表面11a是带11的这样表面，该表面接触待脱水的并重新设置成最终制品的卷筒纸27。带11的相反的表面即后侧面11b是带11的这样的表面，该表面绕过造纸工艺中用的造纸机并且一般与该造纸机接触，该造纸机包括本发明的真空装置10。

在造纸工艺中，“机器方向”(或MD)是指平行于卷筒纸绕设备运行的方向的方向。“机器的横方向”(或CD)垂直于机器方向并位于造纸带11的平面内。在本申请的若干图中分别用箭头MD和CD表示机器方向和机器横方向。

在采用本发明真空装置10的造纸工艺中所用的造纸带11最好对流体例如水和空气具有相对较大的渗透率。带11的优选的空气渗透率在100Pa的差压下大于每平方英尺表面积每分钟400立方英尺。适合于用在穿透干燥工艺中的任何造纸带均可以用在本发明中。公开优选造纸带的美国专利No.4529480、4514345、4637859和5334289已作为参考文献包括在本文中。

如图2所示，真空拾取滑脚100包括头部110和连接于头部110的机体120。头部110具有面向卷筒纸的表面114，该表面至少包括一个前表面114L和至少一个后表面114T。面向卷筒纸的表面114支承绕箭头MD方向运行的和载带卷筒纸27的带11。造纸带11的后侧面11b最好直接与真空拾取滑脚100的面向卷筒纸的表面114接触。在头部110上至少配置一个真空槽116。该至少一个真空槽116在位于至少一个前表面114L和至少一个后表面114T之间的造纸带纸上限定至少一个孔118。

真空槽116从面向卷筒纸的表面114延伸到机体120。该真空槽116与头部110的面向卷筒纸的表面流体相通。机体120还与真空源(未示出)流体连通。按本文的用法，当两个或多个部件能够或适合于输送这种流体例如空气和水时，这些部件被说成是“流体相通”。可以使用先有技术中周知的能够形成真空压力的各种装置作真空源。真空源的例子包括真空泵，但不限于此。

从图2可清楚看到，真空拾取滑脚100通过真空槽116施加的真空可将卷筒纸27从丝网23上拉到造纸带11上，并从卷筒纸27上除去至少一部分多余的水。真空拾取滑脚10的面向卷筒纸的表面对其上载带卷筒纸27的造纸带11提供支承。

图2中，本发明的真空箱200包括头部210和连接于头部210的机体220。该头部210具有面向卷筒纸的表面214，该表面包括至少一个前表面214L和至少一个后表面214T。面向卷筒纸的表面214对沿箭头MD方向运行的载带卷筒纸27的带11提供支承。造纸带11的后侧面11b最好直接接触真空箱200的面向卷筒纸的表面214。在头部212上配置至少一个真空槽216。该至少一个真空槽216在位于该至少一个前表面214L和至少一个后表面214T之间的面向卷筒纸的表面214上限定至少一个孔218。在本发明的优选实施例中，真空箱200是多槽的真空箱，具有至少三个真空槽216、至少三个面向卷筒纸的前表面214L和至少三个面向卷筒纸的后表面214T。特别是，如图2示意性示出的，真空箱200包括至少四个真空槽216、至少四个面向卷筒纸的前表面214L和至少四个面向卷筒纸的后表面214T。

在整个说明中涉及“Z方向”、“Z方向尺寸”、“Z方向间距”或“Z间距”。按本文用法，“Z方向”(“Z方向尺寸”、“Z方向间距”或“Z间距”)是分别相对于真空拾取滑脚100和真空箱200的面向卷筒纸表面114、214或其一部分的取向。具体是，Z方向系指在任何特定点垂直于面向卷筒纸表面的那些方向。应当注意到，面向卷筒纸的表面114、214可以是平面或非平面。技术人员容易理解，如果面向卷筒纸的表面是平面(例如真空箱200的面向卷筒纸的平面214的情况)，即如果面向卷筒纸的平面214位于笛卡尔座标系的X-Y平面内，则将Z方向说成是同一笛卡尔坐标系的Z轴，上述Z轴垂直于X-Y平面延伸。同时，如果面向卷筒纸的表面是非平面的(即曲面，如真空拾取滑脚100的面面向卷筒纸的表面114的情况)，则Z方向表示垂直于该曲面上特定点切线的方向，该Z方向是针对该点所取的方向。技术人员容易理解，曲面不一定是圆表面。曲面可以是任何适合于达到本文所定本发明目的的形式。

先有技术的真空装置利用了具有相对光滑的面向卷筒纸表面的真空拾取滑脚和真空箱。所以认为，在使用其面向卷筒纸的表面相对光滑的先有真空装置时所出现的问题至少部分原因是，当卷筒纸由造纸带11传送通过用在造纸工艺中的真空装置的真空压力非常突然地加在卷筒纸上。可以认为，先有技术的真空装置的光滑的面向卷筒纸的表面与造纸带的光滑的后侧面相结合暂时形成了真空源的密封。因此当遇到造纸带的偏移管时，真空压力便以非常突然的方式加在位于造纸带上的卷筒纸上。这种突然施加真空压力被认为造成了纤维膜上完全游离纤维的突然偏移，这种偏移足以使这些游离纤维完全穿过造纸带。图3A和3B以及图4的曲线示意例示出应用先有技术真空装置时和应用本发明真空装置10时纤维膜上纤维偏移之间的差别。

图3A示意性示出当具有光滑后侧面的载带卷筒纸的造纸带遇到先有技术的具有光滑的面向卷筒纸表面真空脱水装置例如真空箱199时所发生的情况。而图3B示意性示出当载带卷筒纸的造纸带碰到本发明的真空装置时所发生的情况，图4是曲线图，示出施加在其上载带初期卷筒纸的并穿过先有技术真空箱199真空槽16及穿过本发明真空装置10的真空槽216的造纸带11上的真空压力(差压)。

如图3A和3B示意性示出的，造纸带11沿机器方向MD传送卷筒纸27(从图的左侧向右侧)。在图3A中，一部分带11越过先有技术的具有面向卷筒纸表面14的真空箱199的单个槽16。所示的面向卷筒纸的部分表面包括前表面14L和后表面14T，在载带卷筒纸27的造纸带11沿机器方向运行时该带首先遇到上述前表面，该后表面是造纸带11越过真空槽16之后遇到的真空箱199的面向卷筒纸的表面14。真空V由真空源(未示出)施加，该真空沿箭头V所示的方向将压力加在带11和初期的卷筒纸27上。真空V从初期的卷筒纸27上除取一些水份并偏移和重新配置初期卷筒纸27上的个别纤维27a进入造纸带11的管12中。

在图3A中，因而面向卷筒纸的表面14是光滑的，所以在造纸带11的光滑连续的后侧面11b和先有技术真空室199的位于字母S所示位置的前部面向卷筒纸表面14L之间形成真空密封。当带11沿机器方向运行，碰到真空槽16时，真空密封突然破坏，并且真空压力突然施加在初期卷筒纸27上。这造成初期卷筒纸27的纤维27a突然偏移到管12内，并且一些游离游离纤维完全穿过带11，聚集在真空箱199后表面14T的边缘上。已经发现，这些游离纤维27a将聚集起来，直到最后在后表面14T上堆集成纤维团。形成造纸带11必须越过的隆起部分。

图3B示意性示出本发明真空箱200的一部分。与图3A类似，造纸带11载带卷筒纸27通过本发明真空箱200的单个真空槽216，该真空箱具有面向卷筒纸的表面214。一部分面向卷筒纸的表面214包括前部的面向卷筒纸表面214L和后部的面向卷筒纸表面214T。用真空源(未示出)施加真空V，该真空源沿箭头V所示方向向带11和初期卷筒纸27施加压力。

如图3B所示，至少真空箱200的一部分面向卷筒纸的表面214具有邻接孔218的区域215。该区域215包括位于前部的面向卷筒纸的表面214L上的前表面或区域215L和位于后部的面向卷筒纸的表面214T上的后表面或区域215T。区域215消除了带的光滑后侧面11b和面向卷筒纸的表面214之间的真空密封。可以采用各种方法消除带的后侧面11b和面向卷筒纸的表面214之间的真空密封。例如，区域215可以是面向卷筒纸的表面214的非光滑(或有带纹理)的区域。因为区域215的表面是不光滑的，所以存在通道219，空气可以穿过这些通道进入到造纸带11的后侧面11b和面向卷筒纸的表面214之间。进入的空气用大的箭头VL(真空渗漏)示意性示出。如图3B所示，空气VL的进入使得卷筒纸27上的纤维27a可以更平缓地或逐渐递增地偏移。因而基本上没有纤维27a穿过造纸带11，聚集在面向卷筒纸的表面214上。

普通的技术人员便容易理解，尽管选择真空箱200来举例说明上述“真空密封”造成的不希望有的结果，但是这种例示说明同样适合于用在穿透空气干燥造纸工艺中的真空拾取滑脚100。

图4是曲线图，示出图3A和3B所示的造纸带11移过真空装置10的真空槽216时加在造纸带11上的真空压力(差压)。如图4所示，本发明的真空装置所形成的真空压力与先有技术的真空装置相比在时间过程中以相当平缓的方式增加。

在真空装置10的面向卷筒纸的表面214上形成不光滑的区域215是消除造纸带11光滑后侧面11b和真空装置10的面向卷筒纸的表面214之间真空密封的一种方法。按本发明的目的在本申请书中公开了其它消除真空密封的方法，从而减轻了上述的由于突然施加真空压力而造成的不希望有的结果。

具有带纹理的面向卷筒纸的表面的真空装置。

图5A是更为详细地但仍然是示意性地示出本发明真空箱200的面向卷筒纸表面214的一个实施例。如图5A所示，真空箱200其至少一部分面向卷筒纸表面214具有“带纹理”的区域215。该带纹理的区域还可称作“真空装置的表面纹理”或“带纹理的表面”。按照本文用法，术语“纹理”系指真空装置10的面向卷筒纸表面114、214的特征，该特征是在通常为光滑的表面或平面上的非连续或非平面的间隔件所造成的。这些非连续或非平面间隔件可以包括在这种光滑表面上的凸出部或凹部。

图5A至7示出各种按本发明提供的带纹理的区域215。应当明白，图5A至7所示的特定形式的带纹理的区域既不是可用在本发明真空装置10中的带纹理区域215的全部的例子也不是穷尽的例子。还应当充分地注意到，面向卷筒纸的表面114、214可以包括平面或曲面。

图5A是真空装置10的带纹理区域215的一个实施例的示意图。如图5A所示，带纹理的区域215(1)具有许多通道219(1)，该通道由面向卷筒纸表面214上的靠近孔218的凹凸不平部件组成。真空箱200的前表面214L(1)具有前部的带纹理的区域215L(1)，后者由许多“切割”前表面214L(1)的边缘形成的前部通道219L(1)构成。后表面214T(1)具有后部的带纹理的区域215T(1)，后者由许多“切割”后表面214T(1)的边缘形成的后部通道219T(1)构成。尽管在图5A所示的实施例中，前部通道214L(1)的结构和数目与后部通道214T(1)的结构和数目相同，但是它们的结构和数目可以不同，不同到前表面214L或后表面214T完全没有通道219。

根据此说明中的用法，不带括弧中编号的参考编号代表通称的术语或部件，适用于本文所述的特定元件，而不管其具体的实施例。例子包括：真空箱200的“面向卷筒纸表面214”、真空拾取滑脚100的“面向卷筒纸表面114”、真空箱200的“前表面214L”和“后表面214T”，等等。带有括号中编号的参考编号代表通称的或可以通称的部件的特定实施例。例子包括：真空箱的“前部表面214L(1)具有许多前部通道219L(1)…”、真空箱的“前表面214L(2)具有许多形为沿机器方向的槽的前部通道219L(1)”。在这些例子中，数目“(1)”表示本发明特定部件的第一实施例，而数目“(2)”表示本发明同一部件的第二实施例。因此由“前部的带纹理的区域215L(1)”和“后部的带纹理的区域215T(1)”构成的“带纹理的区域215(1)”是带纹理的区域215的第一实施例；并且由“前部的带纹理的区域215L(2)”和“后部的带纹理的区域215T(2)”构成的“带纹理的区域215(2)”是带纹理的区域215的第二实施例。

按照本文的用法，术语“通道”是指流体的通路，具体是指空气或水可以沿面向卷筒纸的表面114、214流向孔118、218的空间。术语“通道”不能解释为一定得有任何特定形状或尺寸的空间。在本发明中采用具有任意形状和尺寸的通道。技术人员将认识到，前部通道和后部通道的形状和相对数目存在无限数目的可能结合，这些均属于本发明的范围。按照本文的用法，术语“密封区域”是指带纹理的表面215的一部分，该部分表面脱离通道并最好与造纸带11的后侧面11b直接接触。在带纹理区域115、215由固有光滑表面上的凹部形成的情况下，密封区域是实际上不受“纹理”作用的保持固有平滑表面特性的区域。

图5B、5C、5D、5E示意性示出本发明真空装置10的带纹理区域215的其它实施例。在图5B和5C所示的实施例中，前表面214L(2)和214L(3)分别具有前部通道219L(2)和219L(3)，这些通道形成相当长的沿机器方向的沟槽。这些沟槽具有在机器方向逐渐增加的Z方向尺寸Z。该Z方向的尺寸Z作为在机器方向的位置的线性函数而增加，该机器方向分别与前表面214L(2)和214L(3)成一定角度(图5D)。或者，Z方向的尺寸Z可以作为侧向位置的指数函数而增加(图5E)，或者如果需要可以作为任何其它函数而增加。另外，Z方向的尺寸Z不一定(如图所示)在机器的横方向是相同的。通道219L(2)和219L(3)在机器横方向的形状可以包括各种形状，并不限于三角形、多角形和圆形。例如图5B所示的通道219L(2)其横截面为三角形、而图5C所示的通道其横截面为圆形。技术人员可以明显看出，虽然图5B、5C、5D、5E仅示出分别具有前部通道219L(2)和219L(3)的前部的面向卷筒纸的表面214L(2)和214L(3)，但是相应的后表面(未示出)也可以具有类似或不类似于前部通道219L(2)、219L(3)的后部通道(未示出)。同样，技术人员将会看到，这些后部通道的Z方向尺寸Z可以连续地逐渐地沿机器方向的反方向增加。然后应当仔细地注意到，因为前表面214L是造纸带11沿机器方向穿过真空槽216时首先碰到的。所以带纹理的区域215L对于消除带的后侧面11b和面向卷筒纸表面214之间的真空密封是头等重要的。因此在有些实施例中，后部的带纹理区域215T作得相对小于相应的前部带纹理的区域215L，或完全省去了这种结构。

图6A示出由凸出的凸部211(4)形成的带纹理区域215，该凸部从面向卷筒纸表面214沿Z方向向外凸出。在图6A中，凸出的凸部211(4)包括位于前部的面向卷筒纸的表面214上的前部表面突出部211L(4)和位于后部的面向卷筒纸的表面214T上的后部表面凸出部211T(4)。凸出的凸出部211(4)可以为各种形状和结构，可以在X-Y平面上形成各种各样的图案。例如图6B示出的凸部211L(5)为在X-Y平面上的长菱形，并以有序重复的图案配置在前表面214L(5)上。在图6B中，凸出部211T(5)在X-Y平面上为方形，并以有序重复的图案配置在后表面214T(5)上。通过沿两个或多个方向在面向卷筒纸的表面214刻槽便可以形成图6B所示的实施例和很多其它的图案例如作成网状图案。

如上面已指出，本发明的真空装置可以与具有树脂架(如上述美国专利No.4529480和4637859所述，这些专利已作为参考包括在本文中)的造纸带11联用。在这种情况下，密封区域的机器横方向尺寸小于造纸带10的偏移管的横方向尺寸。因此密封区域不会堵塞偏移管，超过真空槽216的卷筒纸27将承受到在机器横方向均匀分布的真空压力。

如图7A和7B所示，面向卷筒纸表面214的带纹理区域215在与孔218并置的区域内可以具有过渡区域215Z。过渡区域215Z(5)可以在机器方向的相反方向与孔218并列(即由前部的带纹理区域215L(5)构成)，如图7A所示。或按另一种方式，过渡区域215Z(6)可以在两个方向与孔218并列：机器方向和机器方向的反方向(即由前部的带纹理区域215L(6)和后部的带纹理区域215T(6)构成)，如图7B所示。在任何情况下，过渡区域215Z均与造纸带11的后侧面11b隔开预定的Z方向间距(或Z间距)，该间距连续地逐渐地向孔218的方向增加。换言之，在前部带纹理表面215L上的Z间距向机器方向增加，而在后部带纹理表面215T上的Z间距则向机器方向的反方向增加。Z间距可以线性地增加。或者Z间距可以非线性地增加，例如按指数方式增加。

如上所述，通过在面向卷筒纸表面214上形成凹凸不平部分或中断部分便可产生带纹理区域215的“纹理”。该凹凸不平部分或中断部分包括从原本光滑的表面向外伸出的凸出部，或者还可以通过在该原本光滑的表面上形成凹部而在面向卷筒纸表面214上产生带纹理区域215的“纹理”。这种“原本光滑的表面”是真空装置10的面向卷筒纸表面114、214的固有表面，可以为平面或非平面，例如曲面。当结构是从这种固有的原本光滑的面向卷筒纸的表面向外伸出的凸出部形成时，可以将凸出部的自由端看作为形成另一个(想像的)表面，此表面所处的位置相对“高于”(在Z方向范围)固有的面向卷筒纸表面，当结构是由这种固有的原本光滑的表面上的凹部形成时，该凹部的深度可看作为形成一个表面，此表面的位置相对(在Z方向范围)“低于”固有的面向卷筒纸表面。在两种情况下，Z间距均是从“最低”(在Z方向范围)的表面215量起。即，当结构是由从固有的面向卷筒纸表面伸出的凸出部形成时，Z间距从该固有的面向卷筒纸表面量起。当结构是由固有的面向卷筒纸表面上的凹部形成时，Z间距从凹部深度确定的表面量起。

由凸部211L的自由端限定的想像表面可以与Z方向间距的变化率一致，如图7A所示：由凸出部211L(5)的自由端部形成的线ML(5)的横截面形状基本上平行于过渡区域215Z(5)固有的面向卷筒纸表面。或者如图7B所示，由凸出部211L(6)的自由端形成的线ML(6)的横截面外侧不平行于过渡区域215Z(6)的固有的面向卷筒纸表面的横截面外侧。同样，由固有的面向卷筒纸表面上凹部的深度形成的表面也可以与或不与Z间距的变化率相一致。

尽管没有确定在理论上是一定的，但由于在过渡区域215(Z)和带11的后侧面11b之间Z间距Z连续地和逐渐地增加，所以通过真空槽216施加在造纸带11上的真空压力量便逐渐地增加。在图7A和7B所示的实施例中，两个因素，即带纹理表面215的存在以及Z间距Z的连续逐渐的增加，同时起作用，从而减轻了真空压力突然加到卷筒纸27上所产生的不良的后果。

技术人员将会看到，尽管只针对本发明的真空箱200公开了带纹理表面(以及结合Z间距逐渐增加的带纹理表面)特定实施例的例子，但在本发明的范围内，这些实施例的所有方面均适用于本发明的真空拾取滑脚100。

图8示意性示出图2所示一般真空拾取滑脚100的头部110的一部分。头部100具有面向卷筒纸表面114和至少一个真空槽116，该真空槽配置在该头部110上并在面向卷筒纸表面114形成孔118。该头部连接于机体120，该机体与真空源(未示出)液体相通。该真空槽116与面向卷筒纸表面114流体相通并从该表面延伸到机体120。如图8所示造纸带11携带卷筒纸27沿机器方向越过真空拾取滑脚100的真空槽116(或越过孔118)。面向卷筒纸表面114的一部分包括前表面114L和后表面114T。由真空源(未示出)施加真空V，该真空源向箭头V所示的方向将压力加在造纸带11和初期卷筒纸27上。

至少一部分面向卷筒纸表面114具有带纹理的表面115，该表面有助于消除带的光滑后表面11b和面向卷筒纸表面114之间的真空密封。带纹理的区域115包括至少一个前部的带纹理区域115L。该带纹理的区域115还包括至少一个后部区域115T。该带纹理区域115与孔118并列，并产生泄漏，这种泄漏使得在卷筒纸27越过孔118时不能突然施加真空压力。在7英寸汞柱压差下这种泄漏最好至少约为35Martatts。将单位为Marlatt的读数代入以下方程即可将Marlatts单位换算成标准单位cm³/min:

y=36.085+52.583x-0.07685x²

式中x是单位为Marlatts的读数，y是相应的校准单元cm³/min的值。

采用Buck光学皂泡流量计将流量计校正到标准单位cm³/min便可以得到将单位Marlatt换算到标准单位cm³/min的方程。一般转让的包含在本文中的美国专利No.5334289更详细说明了用来测量泄漏的测试方法和装置(美国专利No.5334289 65:8-68:7)。在美国专利No.5334289中说明的装置可以用来测量造纸带的后侧结构泄漏。该装置经过以下改变可以用来测量本发明真空装置10的带纹理表面115、215的泄漏。参照美国专利No.5334289的图30，没有后侧泄漏(即带的后侧泄漏为0marlatts)的带10可用于本发明的测试。预备一个平板，使其硬度与带的硬度相同，这样便可以模拟该带子，以达控制目的。

再参照美国专利No.5334289的图30，直接接触带10的板60的表面不是平滑的，该表面应当包括或至少应当准确模拟要测试的带纹理的区域。将一块平板机加工成具有与所述表面结构完全相同的表面结构便可以作成这种板，或者可用所述结构的阳模或阴模制作这种板，像正牙术那样。使一系列模子彼此靠近配置并使其正确取向便可以得到充分大的平板。

图8示出常规的真空拾取滑脚100，该滑脚具有一个真空槽116和一个相应的孔118。然而本发明的真空拾取滑脚100可以具有一个以上的真空槽116和一个以上的孔118。这些多个真空槽可以是完全相同的或不完全相同的结构。多个真空槽116可以有一个公共的真空源和相同的真空压力。或者各个真空槽116具有不同于其它真空槽116真空压力的个别的真空压力。当应用具有二个或多个真空槽116的真空拾取滑脚100时，各个真空槽可以有其自己的真空压力控制器。这种装置叫真空阀，是周知的，可以用这种装置作个别真空压力控制装置。

具有带纹理织物带的真空装置。

图9所示的方法和装置包括带纹理的织物带300，该织物带插在真空拾取滑脚100和其上携带卷筒纸27的带11的后侧表面11b之间。带纹理织物带300直接接触拾取滑脚100的面向卷筒纸的表面114。带纹理织物带300在真空装置10的面向卷筒纸表面114和造纸带11的后侧面11b之间形成空气泄漏，因而在这两个表面之间不会发生真空密封。虽然本发明的优选实施例的带纹理织物带300为环形的带纹理带311，但织物带300可以包括许多其它形式，这些形式例如包括例如静止不动的带纹理的板。在任何情况下，带纹理织物带300最好适合于可以相对于真空装置10的面向卷筒纸表面114运动。

如图9所示，带纹理的带311具有面向卷筒纸表面311a和后侧表面311b(或面向机器的表面)。带纹理带311的面向卷筒纸的表面311a是接触造纸带11后侧面11b的该带子311的表面，该造纸带11载带要脱水的并重新配置成最终制品的卷筒纸27。带纹理结构带311的相反表面即后侧表面311b是带纹理带311的另一个表面，该表面越过造纸真空拾取滑脚100的面向卷筒纸的表面114并且一般地与该表面接触。

带311被称作“带纹理”的带是因为该带具有凹凸不平的结构。按照本文的用法，术语“表面的凹凸不平结构”(或简称为凹凸不平部分)是指在普通的光滑的或平整的表面上的任何突变部分或非平面的中断部分，例如凸出于光滑表面平面的凸出部和/或在该表面上的凹部。凹凸不平部分可以包括在带纹理带后侧面311b上的构成不规则或不平部分的那些部分。

如图9示意性示出的，有纹理带311越过真空拾取滑脚100并绕支承辊318和319转动。带纹理带311最好向载带卷筒纸27的造纸带11的运行方向或向机器方向运行。带纹理带311在机器方向的运行速度最好与造纸带11的运行速度相同。在这种情况下，带纹理带311的面向卷筒纸表面311a和造纸带11的后侧面11b之间的摩擦最小。同时，插在造纸带11和面向卷筒纸表面114之间的带纹理带311消除了造纸带11和面向卷筒纸表面114之间的摩擦。

可以认为，造纸带11和面向卷筒纸表面114之间摩擦的消除将显著增加造纸带的期望寿命，结果是，增加了整个造纸工艺的效益。造纸带的损坏将对造纸工艺的效应产生重大影响。造纸带频率地发生故障将造成停机而显著影响造纸工作的经济效益。在大多数情况下，制作有孔的织品(那一种增强构件，这种构件是用在本发明完全干燥造纸工艺中造纸带的主要构件之一)需要很高成本的织造工艺操作，包括采用贵重的大纺织机。另外，大量的相当贵的纤维丝也将包含在这些织品中。当采用耐热纤维丝时，带子的成本还会进一步增加，当带子要完全干燥处理操作时一般需用这种耐热纤维丝。

虽然不是最好的，但带纹理带311可以以比造纸带速度大或小的速度移动。另外，虽然也不是最好的，但带纹理的带可以沿相反于机器方向的方向移动。可以作这样的配置，在这种配置中，带纹理的带311适于在机器的横方向(未示出)移动。

带纹理带311可以作成周期性运动。按照本文的用法，术语“周期性运动”定义为带纹理的带在某个时间阶段进行往返运动。带纹理带的往复运动有助于清洁该带纹理带311，因为这样便允许有更多时间(在带纹理带311不运动的期间)来清洁带纹理带的某个区域或多个区域。下面将说明清洁方法。带纹理带311最好对流体例如水和空气有较高的渗透率。带311的优选空气渗透率在100Pa的差压下在其表面至少约为400英尺3/分·英尺2。适合于用在完全干燥过程中任何带纹理的造纸带均可以用作本发明的带纹理带311。公开各种具有带纹理表面的造纸带的美国专利No.4529480、4514345、4637859和5334289均作为参考文献包括在本文中。本发明还可以应用用提花装置或织机织的造纸带。

如图9所示，应用本发明带纹理带311的造纸工艺最好包括用于清洁带纹理带311的清洁站320。当带311穿过真空拾取滑脚100的真空槽116时，该带纹理带311上可能聚集游离纤维，这些纤维是由于施加真空而穿过造纸带11的纤维。因此带纹理织物带311不仅因为产生泄漏而减轻了突然将真空压力加在卷筒纸27上所产生的不良后果，而且还保护了真空装置10，使得仍然可能穿过带11的那些游离纤维不能聚集起来。本发明的清洁站320最好包括至少一个沿机器方向的随后是一个真空箱的喷射器。喷射器将聚集的纤维冲出带纹理的带311，随后真空箱干燥该带纹理带311。带纹理带的清洁工艺属于很成熟的工艺范围，技术人员是周知的。

其面向卷筒纸表面包括过渡区的真空装置。

图10A示出造纸流程的一个区域，在该区域中，真空拾取装置100通过真空槽116施加真空压力V而将卷筒纸27从丝网23上拉到造纸带11上。类似于图8，头部110具有面向卷筒纸表面114和至少一个真空槽116，该表面114适合于支承其上载带卷筒纸27的造纸带11。真空槽116在面向卷筒纸表面114上形成孔118。该头部110连接于与真空源(未示出)流体连通的机体120。真空槽116与面向卷筒纸表面114流体连通，并从该表面伸到机体120。如图10A所示，造纸带11沿箭头MD所示的机器方向将初期卷筒纸27输送通过真空槽116。面向卷筒纸表面114的一部分包括至少一个前表面114L和至少一个后表面114T。由真空源(未示出)施加真空V，该真空向箭头V所示的方向将额外的压力施加在造纸带11和初期卷筒纸27上。

如图10A所示，前表面114L具有与孔118并列的过渡区域115Z。过渡区域115Z具有与带11的后侧表面11b分开的预定的Z方向间距(或Z间距)Z，当其上载带卷筒纸27的带11沿机器方向移动时，该间距连续和逐渐地沿机器方向增加。虽然不确定在理论上是一定的，但是可以认为，由于过渡区域115Z的存在，当卷筒纸27沿机器方向在孔118的前方移动时，通过真空槽116施加在卷筒纸27上的真空压力值便逐渐增加。因此在过渡区域115Z和带11之间的Z间距Z的连续逐渐增使得卷筒纸27走过孔118时真空不能很突然地加在卷筒纸上。

在过渡区域115Z的表面和造纸带11的后侧面11b之间的Z间距Z的连续逐渐增加包括线性增加。或者，Z间距Z的连续逐渐增加包括非线性增加，例如该间距Z可以以指数方式增加。按照本文的用法，所谓Z间距的指数增加是指Z间距正比于F^X而X大于1。Z间距沿机器方向增加，直至达到最大值Z-max。

对于典型的工业造纸机，过渡区域115Z的长度W至少约为0.5英寸，最好至少约1英寸。长度W是沿机器方向测量的区域115Z的几何长度，即长度W在过渡区域115Z为平面区域时为直线，而在过渡区域115Z为曲面时该长度W为曲线，该曲线在机器方向贴合过渡区域115Z的弯曲形状。过渡区域115Z(215Z)开始于一个点，该点是在造纸带115的任何一个操作过程中由于Z间距开始增大而使造纸带11首先与前部面向卷筒纸表面114L(214L)完全分开的点，应当细心地注意到，过渡区域115Z(215Z)不应解释成是指由常规机器操作例如由普通的表面凹凸不平或加工的许多半径造成的区域，机器操作不会产生过渡区域。过渡区域的形态比W∶Z-max至少为6∶1比较好，该比是过渡区域115Z的机器方向的长度与过渡区域115Z的最大Z间距Z-max之比，最好至少为8∶1。

在本发明的真空拾取滑脚100上可以提供调节Z间距的装置。可调的Z间距(或过渡区域115Z的可调位置)提供了更大的灵活性，使得可以在造纸过程期间不中断造纸过程在某个特定时间选择施加在卷筒纸上的真空压力量。图10A-10C示出具有可调Z间距的各种实施例。

图10A示出本发明真空拾取滑脚100的实施例，该滑脚具有由模件块400的上表面410构成的过渡区域115Z(1)。模件400适合于被取下并用另外的模件块替换，该替换的模件块可以具有不同形状的形成过渡区域115Z(1)的上表面，这取决于预定造纸工艺的特定条件以及在过渡区域115Z中增加真空压力的要求的速率。

图10B示出本发明真空拾取滑脚100的另一实施例，该滑脚具有由可转动件500的上表面确定的过渡区域115Z(2)。该可转动件500设计成铰接连接于真空拾取滑脚100的头部110。该可转动件500活动连接于活页501，从而可有效地改变Z间距增加的程度。操作者可以手动调节可转动件500到精确的位置。或者，可以根据预定造纸工艺的特定条件和生产纸品的要求特性自动调节可转动件500的位置。

图10C示出可调过渡区域115Z的再一实施例。如图10C所示，过渡区域115Z(3)由可退回装置600的上表面610形成。可退回装置600可从头部110内部的腔170内伸出并可以完全或部分地隐藏在该腔170内。在不使用时，装置600退回到腔170内。在使用时，装置600按要求从腔170中伸出，构成必需的过渡区域115Z(3)。应当指出，过渡区域115Z仅由上表面610确定。图10C示出，可退回的装置600具有上表面610的一部分表面615，该部分表面与面向卷筒纸表面114的非过渡部分的形状一致，因而不构成过渡区域115Z。

可转动件500和可退回件600均可由操作者手动调节。或者换一种方式可自动调节，即响应如图10B对装置500示出的流量测量装置700进行自动调节。这是一种技术人员能力范围内的选择，流量测量装置700测量流过或靠近过渡区域115Z(5)的空气流量。当空气流量高于或低于根据一定造纸工艺的特定条件和要求的卷筒纸的生产质量预选的某个预定空气流量时，流量测量装置700便输出出错的信号，以便相应调节装置600或可转动件500，从而减少或增加过渡区域115Z中的空气流量。

可转动件500和可退回件600还可以响应纤维检测系统800的信号进行自动调节，该纤维检测系统针对装置600示于图10C。传感的纤维检测系统800能够检测存在于该流过真空槽116的空气流中的游离纤维27a。当检测的通过真空槽116的游离纤维的数目大于某个预先的阈值时，该纤维检测系统800便输出出错的信号，从而相应调节(可能是伸出)装置600或可转动件500。该纤维检测系统800可以用作为流量测量装置700的附加装置或替代装置。

具有流量控制装置的真空装置。

图11示出具有外部流量控制装置900的真空拾取滑脚。图11示出造纸流程的一个区域，在该区域中，真空拾取滑脚100利用通过真空槽116施加的真空压力V将卷筒纸27从丝网23上迁移到造纸带11上。类似于图8和10A，头部110具有面向卷筒纸的表面114和至少一个真空槽116，该表面114适于支承其上载带卷筒纸27的造纸带11。真空槽口116具有沿机器方向的预定长度并在面向卷筒纸表面114上形成孔118。头部110连接于与真空源(未示出)流体相通的机体120。真空槽116与面向卷筒纸表面114流体相通，并从该表面114伸到机体120。如图10A所示，造纸带11输送卷筒纸27沿一箭头MD所示的机器方向通过真空槽116。面向卷筒纸表面114的一部分表面包括至少一个前部表面114L和至少一个后面表面114T。用真空源(未示出)施加真空V，该真空向箭头V所示的方向向造纸带11和初期的卷筒纸27施加附加的压力。

按照本发明，配置流量控制装置900，使得其上载带卷筒纸27的造纸带11在真空拾取滑脚100的面向卷筒纸表面114和流量控制装置900之间运行。流量控制装置900面向丝网23和造纸带11的接触卷筒纸的表面11a。如图11所示，流量控制装置还面向在孔118区域的真空拾取滑脚100的面向卷筒纸表面114。流量控制装置900具有一定流动阻力，因此适于控制流过真空槽116的孔118的空气流分布。通过控制该空气流的分布，流量控制装置900能够控制通过真空槽116施加在卷筒纸27上的真空压力量。按照本发明，通过真空槽116加在卷筒纸27上的真空压力量可以在卷筒纸27沿机器方向通过孔118的前方以及穿过面向卷筒纸表面114和流量控制装置900之间时沿机器方向增加。因此在沿真空槽116的机器方向长度间隔开的不同位置该真空槽116具有不同的真空压力。

流量控制装置900可以用任何具有空气流动阻力的材料制作。从空气渗透材料例如纸板到特殊的具有某种允许空气流过的预定开口区域的织网均在可用的材料范围内。在Trokhan于1985年7月16日提出的一般转让的美国专利No.4529480、Trokhan于1987年1月20日提出的美国专利No.4637859以及Trokhan于1994年2月2日提出的美国专利No.5334289中所述的造纸带也可以用作本发明的流动控制装置900。

图11所示的流量控制装置900可以是固定的。或者流量控制装置900最好适于沿机器方向和与机器方向相反的方向移动，如图11的虚线示意性示出的那样(相应于位置(Ⅰ)和(Ⅱ))。流量控制装置还适于在垂直于机器方向的方向移动(图11的位置(Ⅳ))。另外，还可以有这种实施例，在这种实施例中，流量控制装置适于绕一个转动中心“C”转动，如图11用虚线示意性示出的。

按照本发明，流量控制装置900可以与网23隔开。图11示出流量控制装置900和网23之间的距离“f”。技术人员将会容易地看出，如果流量控制装置适于在机器方向的反方向移动或适于绕转动中心“c”转动，则距离是变化的。流量控制装置900最好直接接触丝网23。

固定的流量控制装置900由许多部分组成，这些部分从第一部分到最后一个部分沿机器方向接连地隔开并彼此邻接。这些部分中的各个部分具有一定空气流动阻力或一定的空气渗透率。流量控制装置的流动阻力最好沿机器方向增加。这些部分中的各个部分其空气渗透率沿机器方向增加。这些部分中的各个部分包括具有孔眼的网屏。技术人员容易看出，在本发明中可以应用这些部分的其它实施例。

另外，如图11示意性示出的，流量控制装置900如果需要包括风扇910，以增加流过装置900的空气流。

具有许多顺序排列真空部分的真空装置

图12示出上述造纸流程的一部分区域，在该区域中，真空拾取滑脚100利用真空压力将卷筒纸27从丝网23吸引到造纸带11上。类似于图8和10，头部110的面向卷筒纸表面114适合于支承其上载带卷筒纸27的造纸带11。如图12所示，真空拾取滑脚110具有许多真空部分A、B、C，这些真空部分从第一真空部分A至最后一个真空部分C沿机器方向顺序隔开。各个真空部分A、B、C包括至少一个真空槽116。按本文用法，一般的编号116表示在真空拾取滑脚100的头部110上配置的任何真空槽，一般的编号118表示在真空拾取滑脚100的面向卷筒纸表面114上由真空槽116形成的任何孔。类似地，一般编号216表示配置在真空箱200的头部210上的任何真空槽，而一般的编号218表示在真空箱200的面向卷筒纸表面214上由真空槽216形成的任何孔218。

各个真空部分A、B、C在面向卷筒纸表面114上具有相关的总的开口面织R(分别为AR、BR、CR)和通过该开口施加的真空V(分别为V1、V2、V3)。在图12中所示真空拾取滑脚100的实施例中，真空部分A包括真空槽116a，真空部分B包括真空槽116b和真空部分C包括真空槽116c。各个真空槽116(116a、116b、116c)在面向卷筒纸表面114上形成孔118(分别为118a、118b、118c)，真空通过该孔施加在带11上。在各个真空部分A、B、C包括如图12所示单个真空槽116的情况下，各个真空部分A、B、C的总的开口面积AR、BR、CR是由各个真空槽116在面向卷筒纸表面114上形成的相应开口118的面积。各个真空部分A、B、C与面向卷筒纸表面114流体相通，并从该表面伸至机体120。机体120也通过真空部分A、B、C与真空源(未示出)流相通。

施加在其上有卷筒纸27的真空带11上的真空从第一真空部分A开始逐渐增加。第一部分A施加真空V1，而沿机器方向随后顺序隔开的相邻真空部分B施加真空V2，再一个顺序沿机器方向间隔开的真空部分C施加真空V3。尽管不能确定在理论上是必然的，但应当认为，这种沿机器方向的真空的增加减轻了卷筒纸27沿机器方向传送通过真空部分A、B、C时突然施加真空所产生的不良后果。真空V1最好在真空V3的约5％-15％之间，而真空V2最好在真空V3的约25％-35％之间。

可以认为，卷筒纸从成形丝网转移到造纸带上是由于纤维进入造纸带偏移管的初期偏移。在具有单一真空槽的先有技术真空拾取滑脚中，转移/偏移过程和脱水过程几乎是同时发的。而本发明的真空拾取滑脚使得人们可以将纤维转移/偏移到造纸带的偏移管内的过程和卷筒纸在拾取滑脚上的初期脱水过程分开。

在如图12所示的本发明真空拾取滑脚中，许多真空部分A、B、C形成至少两个区域，初期脱水区域和转移区域。按本发明用法，术语“初期脱水区域”表示在面向卷筒纸表面114上的具有相关“初期脱水真空”的区域，而术语“转移区域”则表示在面向卷筒纸表面上的具有相关真空压力的区域，该真空压力是将卷筒纸27从成形丝网23转移到造纸带11所必需的压力。产生转移所必需的真空是“转移真空”。初期脱水真空最好小于转动真空，即初期脱水真空小于产生转移/偏移所必需的真空。技术人员很容易理解，与转移区域有关的空气流可以与脱水真空有关的空气流相互混合，因为在面向卷筒纸表面114由真空槽116形成的孔118之间的距离相当小，并且造纸带11以及在造纸带后表面11b和面向卷筒纸表面114之间可能产生侧向渗漏。虽然与转移区域和脱水区域相关的空气流在它们之间没有严格的界线，但根据它们中各个的主要功能、特性和它们的相对结果可以明确确定转移区域和脱水区域。关于这一点应当注意到，由于施加转移真空V2而使卷筒纸27从成形丝网27转移到造纸带11上，这种转移也使卷筒纸27脱水。

为完成将卷筒纸27从成形丝网23转移到造纸带11上的过程，需要将真空拾取滑脚产生的足分大的流体差压加在卷筒纸27上。再参考图12，卷筒纸27的转移最好从真空V2施加于卷筒纸27上的区域开始。在这种情况下，真空V2是转移真空，该真空足以使卷筒纸27从丝网27转移到带11上并使至少一些纤维偏移到造纸带11的偏移管内。按照本发明，转移真空V2之前是初期脱水真空V1，如图12所示。初期脱水真空V1不能大到足以使卷筒纸27偏移进入带11的偏移管内，以致发生转移。然而，这种初期脱水真空V1大到足以使带11的脱水过程开始。

虽然图12示出真空部分A、B、C，而各个部分包括一个真空槽116，但各个真空部分A、B、C可以包括两个或多个真空槽116。在各个真空部分包括多个真空槽116的情况下，各个真空部分A、B、C的总的开口面积由面向卷筒纸表面114上的各个真空部分各别真空槽116形的孔118的总的面积构成。技术人员可以明显看出，用在本发明真空装置10中的真空部分的数目可以不同于图12所示的真空部分的数目。例如真空部分的数目可以包括2、4、5…N个。不管真空部分的数目，转移区域最好沿机器方向位于初期脱水区域的前面，而转移真空最好大于初期脱水真空。

通过初期脱水区域和转移区域时从卷筒纸中除去水或脱水导致卷筒纸中纤维的活动性降低。这种纤维活动性的降低趋向于在纤维偏移和重新配置之后使纤维固定就位。沿机器方向在转移区域后可以跟着另一个脱水区域。这种另一个脱水区域的另一个脱水真空等于或最好大于转移真空V2，在卷筒纸转移到带11上之后，该另一个脱水区域将继续进行脱水处理。这种另一个脱水区域可以包括一个或多个具有相关真空V3的真空槽116，如图12所示。加上该真空压力V3可使纤维进一步脱水，这些纤维在此时已偏移进入偏移管，进行重新配置并失去其大部分活动性。因为施加真空V1和V2之后造纸纤维已失去其大部分活动性，所以真空V3可以大于转移真空，从而有效地增加真空拾取滑脚的干燥能力。

沿机器方向顺序隔开的总的开口面积AR、BR、CR、…NR可以彼此相等。或者，总的开口面积AR、BR、CR…NR沿机器方向从第一真空部分的总的开口面积到最后一个真空部分的总的开口面积可以逐渐增加，其中字母“A”表示第一真空部分，而字母“N”表示最后一个真空部分。可以利用真空阀和其它真空控制装置通过各个总的开口区域施加的各个个别真空。除开真空阀以外，或者用作为一种替代的真空控制装置，还可以应用具有不同程度流动阻力的屏。

图13示意示出具有三个真空部分D、F、G的真空箱200的平面图。各个真空部分包括三个真空槽216(分别为216d、216f、216g)。在各个真空部分D、F、G中，真空槽216沿机器方向从第一真空槽216d(1)、216f(1)、216g(1)到最后一个真空槽216d(3)、216f(3)、216g(3)分别顺序地间隔开。各个真空槽216在面向卷筒纸表面114上形成相应的孔218。各个真空部分总的开口面积是在各个真空部分中由真空槽216形成的开口218面积的总和。因此，真空部分D的总的开口面积DR是在面向卷筒纸表面114上由真空槽216d形成的孔218d的面积的总和(即总和为218d(1)+218d(2)+218d(3))。真空部分F的总的开口面积是由真空槽216f形成的孔218f的面积的总和，等等。构成任一个真空部分D、F或G的真空槽216在面向卷筒纸表面214形成的孔218的面积不一定相等。在各个真空部分的参数内，在面向卷筒纸表面214上由真空槽216形成的孔218的面积最好沿机器方向增加。或者，孔218的面积在各个真空部分的参数内可以相等或沿机器方向逐渐增加。

图13B示出图13A所示真空箱200的横截面。如图13a所示，真空箱200具有三个真空部分：第一真空部分D、中间真空部分F和最后一个真空部分G。真空部分D、F、G沿机器方向间隔开，各个真空部分具有三个真空槽216。各个真空槽216在真空箱200的面向卷筒纸表面214上形成孔218。在图13B中，箭头VD、VF、VG分别表示通过真空部分D、F、G施加在位于造纸带11(未示出)上的卷筒纸27(未示出)的真空压力量。如上所述，通过真空部分VG施加的真空VG大于通过真空槽F施加的真空VF，而通过真空槽F施加的真空VF大于通过真空槽D施加的真空VD。真空VD最好在真空VG的约5％-15％之间，而真空VF最好在真空VG的约25％-35％之间。

尽管没有确定在理论上是必然的，但可以认为，更加多的游离纤维，由于真空的不断增加，在它们到达最后一个区域时已经失去更多的活动性。因此可以认为，在卷筒纸27到达最后一个真空区域G时施加在该卷筒纸上的真空压力V3可以比用在先有技术的具有均匀真空压力(不递增压力)分布的真空装置中的真空压力高得多。

当本发明的真空装置10包括许多沿机器方向顺序排列的真空部分、而各个真空部分又具有总的开口区域并可以通过该开口区域施加真空时，通过任何一个接连的总的开口区域施加的真空至少比通过前一个总的开口区域施加的真空大约20％。按照本文的用法，术语“接连的”表示沿机器方向与同样性质的另一元件隔开的下一个元件，该前一个元件用术语“前一个”表示。(同样性质元件的例子包括：真空部分、真空槽、总的开口区域、孔。)换言之，从沿机器方向顺序排列的第二真空部分开始，各个真空至少比前一个真空大至少约20％。

技术人员容易理解，在具有许多真空部分的本发明真空装置10中，各个真空部分不一定在许多真空槽。例如，具有三个真空部分的真空装置10可以只有一个真空部分包括许多真空槽，而其它两个真空部分中的各个部分则只包一个真空槽。

如图13A和13B所示，在面向卷筒纸表面214上在各个个别真空部分D、F、G的参数内确定的孔218的面积沿机器方向逐渐增加。如上所述，从第一真空部D到最后一个真空部分G真空增加。另外，在各个个别真空部分D、F、G内真空可以从第一孔218d(1)(或作此用途的第一真空槽216d(1))到真空部分D中的最后一个孔218d(3)逐渐增加，从真空部分F中的第一孔218f(1)到最后一个孔218f(3)逐渐增加；从真空部分G中的第一孔218g(1)到最后一个孔218g(3)逐渐增加。在各个真空部分中通过使孔218的面积沿机器方向逐渐增加便可达到在各个真空部分中真空的逐渐增加，如图13A和13B所示；或者形成带有格栅的孔。连续增加由格栅(未示出)形成的预定的开口区，因而增加格栅的空气透过率，由此达到各个真空部分中真空的逐渐增。按另一种方式，在各个真空槽上设置个别的真空控制装置例如真空阀也可以在各个真空部分内达到从一个真空槽到下一个沿机器方向接连隔开配置的真空槽的真空的增加。在任何情况下，在各个真空部分中，通过任何一个接连的真空槽所施加的真空最好至少比通过前一个真空槽所施加的真空大约20％。可以认为，沿机器方向从第一真空部分到最后一个真空部分的真空的增加以及在同时在各个真空部分内沿机器方向从第一真空槽口到最后一个真空槽的真空的增加提供了在干燥作业期间真空的更多的阶段递增式的增加，因而改进了整个造纸流程的质量。

采用这种技术中周知的任何一种装置，例如如果所有的真空部分D、F、G具有共同的真空源则可以采用真空阀达到真空压力从第一真空部分D到最后一个真空部分G的增加。或者各个真空部分可以采用其各自的真空源。图13B示出各个真空部分分别具有其自己的单独真空源901、902、903的实施例。

图13C和13D示出本发明真空装置10的另一实施例。在图13C和13D中，许多顺序排列的真空部分D*、F*、G*由许多相应沿机器方向顺序排的彼此靠近的屏蔽件P构成，该屏蔽件具有不同程度的气流阻力。许多屏蔽件P形成面向卷筒纸表面214。作为例子，图13C和13D示出，各个真空部分216D*、216F*分别具有相应的活动的屏蔽件P(1)、P(2)。同时，真空部分216G*具有三个活动的屏蔽件P(3)、P(4)、P(5)。具有活动屏蔽件的真空箱实施例的另一个变化是真空箱200具有“复盖”两个或多个真空部分的单个屏蔽件(未示出)。孔218可以具有组件式格栅218d*、218f*、218g*，这些格栅具有某种预定开口面积。采用具有不同预定开口面积的组件格栅使得可以有效地改变孔218的预定面积，因而简单地改变组件式格栅218d*、218f*、218g*便可以改变真空部分D*、F*、G*的总的开口面积。

图12、13A、13B、13C、13D所示的真空装置可具有面向卷筒纸表面114、214，该表面分别包括带纹理的区域115、215。如上所述，面向卷筒纸表面114、214的带纹理的区域在面向卷筒纸表面114、214与孔118、218并列的区域内产生泄漏，该孔118、218由真空槽116、216形成在面向卷筒纸的表面114和214上。采用带纹理的区域115、215更有助于避免上述突然施加真空压力所产生的不良后果。或者，如上所述，可以采用配置在面向卷筒纸表面114、214和造纸带(未示出)11之间的带纹理的织物带来形成泄漏。

Claims (10)

1．一种供造纸机用的真空装置，该造纸机具有机器方向和垂直于上述机器方向的机器横方向，上述装置包括：

外部，具有面向卷筒纸的表面，该表面支承沿上述机器方向运行的造纸带；

机体，连接于上述头部并与真空源流体相通；

至少一个真空槽，该槽配置在上述头部内并在上述面向卷筒纸的表面上限定一个孔，该至少一个真空槽与上述面向卷筒纸的表面流体相通，并从该表面延伸到上述机体；

上述面向卷筒纸的表面在与上述孔并列的区域内具有一带纹理的区域，上述带纹理的区域包括许多邻接上述孔的通道，并且所述带纹理的区域在7英寸汞柱的压差下具有至少约35Marlatts单位的泄漏。

2．一种供造纸机用的真空装置，该造纸机具有机器方向和垂直于上述机器方向的机器横方向，上述装置包括：

头部，具有面向卷筒纸的表面，该表面由前部面向卷筒纸表面和后部面向卷筒纸表面构成，上述面向卷筒纸表面支承造纸带，该造纸带具有由上述头部支承的后侧面和与该后侧面对置的接触卷筒纸的表面，该接触卷筒纸的表面上载有卷筒纸，该带和上述卷筒纸沿上述机器方向运行，上述头部还具有至少一配置在该头部内的真空槽，该真空槽在上述面向卷筒纸的表面上限定了一个孔，上述孔位于上述前部面向卷筒纸表面和上述后部面向卷筒纸表面的中间，上述真空槽具有沿上述机器方向的长度，并且在沿上述真空槽的上述机器方向的长度间隔开的不同位置上具有不同的真空压力；

连接于上述头部的机体，上述机体延伸到一个真空源，并通过上述至少一个真空槽与该真空源流体相通；和

流量控制装置，面向造纸带的上述接触卷筒纸表面，并设置成使得其上载带卷筒纸的造纸带在上述流量控制装置和上述头部的上述面向卷筒纸的表面之间穿过，上述流量控制装置具有空气流阻力，可以控制流过上述面向卷筒纸表面上的上述孔的空气流分布，从而可以有效地沿上述机器方向增加通过上述真空槽施加在造纸带上的真空压力的量。

3．一种供造纸机用真空装置，该造纸机具有机器方向和垂直于上述机器方向的机器横方向，上述装置包括：

头部，具有面向卷筒纸的表面，该表面由前部面向卷筒纸表面和后部面向卷筒纸表面构成，上述面向卷筒纸表面支承造纸带，该造纸带上载有卷筒纸并沿上述机器方运行，上述头部具有至少一个配置在该头部内的真空槽，并在上述面向卷筒纸的表面上限定一个孔，上述孔位于上述前部面向卷筒纸表面和上述后部面向卷筒纸表面的中间；

连接于上述头部的机体，上述机体伸到真空源并通过上述至少一个真空槽与该真空源流体相通；

上述前部面向卷筒纸表面具有过渡区域，该区域与上述孔并列，并具有与上述造纸带隔开的预定的Z间距，上述Z间距沿上述机器方向增加，因而通过上述真空槽加在造纸带上的真空压力的量沿上述机器方向增加，上述过渡区域具有沿上述机器方向的长度，上述长度与上述Z间距的长度间距比最好至少为8∶1。

4．一种供造纸机使用的真空拾取滑脚，用于使卷筒纸从成形丝网转移到造纸带上，上述真空拾取滑脚具有机器方向和垂直于上述机器方向的机器横方向，还具有头部，该头部具有适于支承造纸带的面向卷筒纸的表面，上述造纸带沿上述机器方向运行，还具有连接于上述头部的机体，上述真空拾取滑脚包括：

许多顺序排列的真空部分，这些部分沿上述机器方向从第一真空部分到最后一个真空部分接连地间隔开，各个上述真空部分具有在上述面向卷筒纸的表面上的总的开口区域和可以通过该开口施加的真空，上述真空沿上述机器方向在接连的真空部分之间增加，最好从上述第一真空部分到上述最后一个真空部分接连地增加，其中，通过任何一个接连的总的开口区域所施加的各个上述真空比通过前一个总的开口区域所施加的上述真空约大20％。

5．一种供造纸机使用的真空装置，该机器具有机器方向和垂直于上述机器方向的机器横方向，上述装置包括：

头部，具有面向卷筒纸的表面，该表面支承沿上述机器方向运行的造纸带；

连接于上述头部的机体，该机体与真空源流体相通；

至少一个真空槽，该槽配置在上述头部内并在上述面向卷筒纸的表面上限定了一个孔，上述至少一个真空槽与上述面向卷筒纸表面流体相通并从该表面延伸至上述机体；

介于上述头部的上述面向卷筒纸表面和造纸带之间的织物带，上述织物带最好直接接触上述头部的上述面向卷筒纸的表面，上述织物带最好相对于上述面向卷筒纸的表面是可动的。

6．如权利要求1所述的装置，其特征在于，上述面向卷筒纸表面的上述带纹理区域在邻接上述孔的区域上具有一过渡区域，上述过渡区域具有离开造纸带的预定的Z间距，上述Z间距沿上述机器方向增加。

7．如权利要求2所述的真空装置，其特征在于，上述流量控制装置是可动的，最好可以滑动或转动。

8．如权利要求3所述的装置，其特征在于，上述装置在使用期间可以调节Z间距。

9．一种供造纸机使用的真空拾取滑脚，用于将卷筒纸从成形丝网转移到造纸带上，该造纸机具有机器方向和机器的横方向，上述真空拾取滑脚具有头部，和连接于该头部的机体，该头部具有适于支承沿上述机器方向运行的造纸带的面向卷筒纸的表面，上述真空拾取滑脚包括：

转移区域，具有转移真空，该真空足以将卷筒纸从成形丝网转移到造纸带上；

初期脱水区域，具有不同于上述转移真空的初期脱水真空；

上述转移区域和上述脱水区域分别包括一个或多个沿上述机器方向接连间隔开的顺序排列的真空槽，各个上述真空槽在上述面向卷筒纸表面上限定了一个孔并具有通过该孔施加的真空压力。

10．如权利要求5所述的装置，其特征在于，上述织物带在100Pa的压差下其空气渗透率至少约为每平方英尺的表面积每分钟400立方英尺。

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