CN1322263A - 用于生产纤维和粉末的网状产品的设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备(1)在运行时,不采用液体,在运行的、空气可穿透的、并且主要沿水平方向运行的无端成型丝网上形成气流铺设的纤维和粉末的网料(24)。本发明包括,一个抽吸装置(5),其位于成型丝网(2)的下方;一个位于成型丝网(2)上方的成型头(8),其底部具有穿孔的底板(9);一条纤维供给管线(11),其通过空气流从纤维供应源(10)向成型头中供给纤维;一条粉末供给管线(13),其通过空气流从粉末供应源(12)向成型头中供给粉末。通过分开的粉末分配器(28)向成型头中添加粉末,所述分配器(28)连接于粉末供给管线(13)。

Description

用于生产纤维和粉末的网状产品的设备
本发明涉及一种用于在一个运行的无端成型丝网上形成气流铺设的纤维和例如高吸水性粉末的网料的设备，所述成型丝网可穿透空气、并且主要沿水平方向运行。本发明还包括，一个抽吸装置，其位于成型丝网的下方；一个成型头，其位于成型丝网的上方，并具有穿孔的底板；至少一条纤维供给管线，其通过空气流从纤维供应源向成型头供给纤维；至少一条粉末供给管线，其通过空气流从粉末供应源向成型头供给粉末，
高吸水性粉末，即，SAP，非常广泛地用于吸收液体的产品。这种产品包括例如卫生纸巾、尿布、用于大小便失禁者的产品，上述这些产品最好采用气流铺网法制成。在过去的几年中，在气流铺网工艺中，通常直接在产品中加入SAP。因为这种成型加工仅仅由空气来完成，因此是特别适用的加工方法，即不采用液体，因为液体不利地作用于SAP。
SAP具有比纤维高的密度(通常为0.9～1.3)，并且与颗粒尺寸为100～800微米的糖具有相似性。这可以解释，为什么在成型头中分配纤维时，SAP在成型头中保持的时间比纤维短得多。
此外，由于SAP通常通过空气流被吸入成型头，在成型头中粉末的分布不均匀，而且随机分布。
这些影响因素的积累导致SAP在成品中分布不均匀一致。
在本申请人的欧洲专利申请No.94103336.7-2314中，描述了一种成型头，其中具有成排设置的翼片，在设备运行的过程，以便推动纤维通过成型头的穿孔底板。成排设置的翼片相对于机器方向稍微倾斜一定角度，保证纤维特别均匀一致的分布在成型丝网上铺设的材料中。
即使这种经过改进的成型头也不可能获得满意的、在成品中分布均匀一致的SAP。在纤维和SAP的横断面中的分布通常是：
纤维+/-3％；SAP +/-7％。
但是，如果要求SAP具有最佳效果，其必须精确均匀一致地分布在产品中。
如果不是这样，在产品中不能以最佳状态容纳SAP，这就意味着产品吸收液体的能力下降。
本发明的目的是提供一种上述类型的设备，其能够获得比先前对粉末的更加均匀一致的分配。
本发明的第二个目的是提供一种上述类型的设备，与先前的技术相比，其能够很方便地在成品中加入更高集中程度/浓度的类似SAP的粉末。
本发明的第三个目的是提供一种上述类型的设备，其能够在成型头中非常方便地在指定的位置放置类似SAP的粉末。
本发明新颖的特征在于通过使连接粉末供给管线的分开的粉末分配器，将粉末加入壳体中。这能够保证在成型头或其预定的区域内均匀一致的分布粉末。
在一个简单和有效的实施例中，粉末分配器构造成一个管件形状的壳体，所述壳体具有一个基部和一个粉末入口导管，所述粉末入口导管连接于粉末供给管线，还具有多个连接于成型头的粉末输出管线。
具有粉末的空气流从纤维供给管线进入管件形状的壳体。当空气流到达所述基部时，空气流被分为多股细小的空气流，各细小的空气流流过分开的粉末出口导管。
如果基部的内侧具有漏斗形状，空气流的分布更均匀一致。同时，在管件形状的壳体和粉末出口之间的过渡位置的流动阻力减小。
如果在粉末出口内侧安装或粉末出口连接可以调节的节气阀，则可以将粉末引入成型头的指定区域。
在一个可能的实施例中，粉末分配器被设置在成型头的外侧，并且，粉末输出管道通过分开的空气入口连接粉末分配器。其优点是在成型头中，空气入口端位于纤维输入区域的下方，由于空气流吹送纤维进入成型头，在此处，粉末流紊乱的程度尽可能小。
在这种情况下，粉末分配器中主要定位在竖直方向，其基部位于最上方，以便空气流向上驱动粉末，即，作用力的方向与重力的方向相反。
在第二个可能的实施例中，粉末分配器被设置在成型头中，使其基部在下方，以便空气流的作用与重力的方向相同。在这种结构中，粉末供给管线的设置结构特别简单，粉末出口可以直接吹送粉末，或者通过短空气入口送入成型头。
还可以借助粉末定量供给装置呈线性地直接将粉末分配入成型头中，所述定量供给装置具有供给辊，其逐渐将定量的粉末供给到穿孔底板的指定区域。
当成型头属于借助成排设置的转动翼片进行工作这种类型的结构时，使粉末定量供给的位置直接位于翼片上方非常有利。
当成型头属于采用转动滚筒的穿孔壁分配纤维这种类型的结构时，粉末定量供给的位置靠近或位于滚筒中非常有利，这样粉末能够有效地与添加到滚筒中的纤维混合。
下面描述本发明，通过参照附图详细描述可能的实施例。
图1是具有成型头的常规设备的示意图，其中成型头用于将纤维和粉末气流铺设成网；
图2是具有成型头的根据本发明的设备的第一实施例的示意图，其中成型头用于将纤维和粉末气流铺设成网；
图3是图2所示成型头的俯视图；
图4a、b、c、d是分别表示图2中所示设备的四种不同的入口导管结构的侧视图；
图5是表示图2所示设备中的粉末分配器的侧剖视图；
图6是具有成型头的根据本发明的设备的第二实施例的示意图，其中成型头用于将纤维和粉末气流铺设成网；
图7是具有成型头的根据本发明的设备的第三实施例的示意图，其中成型头用于将纤维和粉末气流铺设成网。
下面我们假定，该设备用于形成纤维和SAP的网状物，而且成型头具有这种结构，即，当设备运行时，借助旋转翼片，沿着成型头的具有穿孔的底板分配纤维和SAP。
图1表示常规的设备，由标号1表示。这个设备1的基本元件包括，无端的空气可穿透的成型丝网2，后者在操作过程中在丝网2上运行；还包括抽吸箱5，所述抽吸箱5安装在成型丝网2的上部分4的下方；还包括相邻的真空泵6，所述真空泵6通过抽吸管7在抽吸箱5中产生负压；一个安装在成型丝网上方的成型头8，其具有穿孔的底板9；一个纤维供应源10，其通过纤维供给管线11连接于成型头；一个SAP供应源12，其通过粉末供给管线13连接于成型头。
在这种情况下，纤维供应源10包括一个常规的纤维分离机14，所述纤维分离机14接收来自一个纤维储料15的原料。送风机16在喷射的空气流中输送脱纤维的纤维，通过纤维供给管线11向成型头8供给纤维。在此生产过程中，空气被吸出纤维分离机并通过空气供给管线17补充空气。
SAP供应源12包括装有SAP的筒仓18，当设备运行时，由输送装置19输送SAP，通过称重器20连续称量需要量的SAP。通过转动阀门21输送SAP进入供给管线13，并通过送风机22被吹送通过粉末供给管线进入成型头8。
当设备运行时被同时吸入成型头的纤维和SAP、在自身重力和抽吸箱5的抽吸作用下，朝着成型头的底板9下落，并且在如图所示这种情况下，通过共七排转动翼片23，后者输送下落的材料流穿过成型头的穿孔底板9。所述材料均匀地分布在具有穿孔的底板9上，并且在成型头8和抽吸箱5的压力差的作用下，同时逐渐地穿过底板中的开口被吸下，同时通过纤维供给管线11和粉末供给管线13以相同的速率将新材料供给入成型头。
大部分材料在成型丝网2的上侧形成一个网料24，所述网料通常为一个网状物的形式，这种网状物比纤维或SAP分开形成的网状物要细密。成型丝网4的上部沿着箭头指示的方向运行，从而将如此形成的网料24输送到生产的后续工位(未图示)。
SAP以近似流的形式被吸入成型头，这会形成非常不均匀的分布。此外，由于SAP的密度远远大于纤维的密度，因此与纤维相比，其以更快的速度下落在底板上。而且，由于密度差别意味着转动翼片不能使纤维和SAP同等地分布在底板上，以致迫使SAP比纤维更容易穿过穿孔底板上的开口。在这种条件下，在一个网料24中的SAP不均匀，因此不能获得质量最佳的成品。
在生产过程，由于在纤维分离机14有缺陷的纤维分离，在向成型头8输送的过程中或者在其生产加工过程中，在脱纤维的材料中会形成结头。
这些结头降低了成品的质量，因此需要通过送风机25从成型头中排出，送风机25被设置在结头返回管线26上，该结头返回管线26连接成型头8的返回端(相对于机器方向)和纤维分离机14。
应当注意到，在根据本发明提供的设备中，纤维能够如同在没有排出结头的设备一样非常有效的分布。
图2表示了根据本发明提供的一种设备27的第一个实施例。本发明提供的设备与图1中所示的常规设备基本相同，其中相同的零部件采用相同的标号予以表示。
在这种情况下，在粉末供给管线13中设置的粉末分配器28仅简略地表示。在粉末分配器中，带有粉末的主空气流被分为多个更细小的空气流，并且通过分开设置的粉末入口导管29在气力作用下被吸入成型头。
附图2中仅表示了一条粉末入口导管。但是，通常设有多条入口导管，每条导管指向各自在成型头中的预定区域。
为此，在附图2和3中所示的成型头设有多个套管30，粉末入口导管分别插入每个套管30中。在附图3中，入口导管29向下插入，穿过套管30(在附图中由双圆环表示)。剩余的套管采用盖子封闭(未图示)。
在图2中，粉末入口导管29进入紊流区域排空，在此区域来自纤维供给管线11的空气被吹送进入成型头。包含着SAP的细小空气流从导管29中喷出，进入相对稳定的空气中。这种结构能够保证细小的空气流直接准确地到达成型头中的预定正确的位置。
图4a、b、c、d分别表示了几种入口导管管口的可能形式的实例。
在图4a中，粉末入口导管29具有下部弯管31，所述下部弯管31沿着水平或者对角方向将包含着SAP的细小空气流吹送入成型头。这种结构的优点是，入口导管可以被设置在靠近成型头内壁的位置，因为空气流将从该成型头的内壁延伸出去，所以避免了在成型头中出现不均衡分布的SAP。同时，在操作过程，可以调整空气流进入的方向。
在图4b中，通过带有角度的调节板32将空气流分为两股。如果入口导管被直接设置在成排的转动翼片23的上方，在成排设置的转动翼片的两侧，SAP被直接吹送进入在穿孔底板9上方流动的材料中。
图4c所示的管口适合于直接将SAP向下吸入到两排翼片之间。
在图4d所示的管口中，这种特殊的管口装有对角方向的调节板33，后者设计成用于直接将细小的空气流吹向穿孔底板的一个区域，在此区域，在底板上流动的材料流中增加特定量的SAP。同时，在设备运行的过程，可以调整空气流的方向，即空气流可以朝着其它区域。
在某些或所有的入口导管中设有一个阀门，以便调整通过各入口导管的空气流的体积。通常可以采用的阀门是节气阀，所述节气阀能够由电磁驱动，或者由液压或气压缸驱动。在操作过程中，这些阀门可以保证在成型头中的装载粉末的空气的图案得到精确地调整和经常地调整。
如上面所述，常规的由气力吸入的SAP不受控制、而且不均匀地进入成型头中，这意味着产品中SAP的分布或多或少是随机的，而且不均匀，这样产品质量下降。采用本发明提供的上述粉末分配设备能够精确地控制进入的空气流和SAP的位置，使其精确地进入产品中所需要的位置，因此能够获得优化产品的特性和原材料的构成。获得优选的高质量的产品，所述产品具有精确和均匀分布的SAP，这种产品的性能非常均匀，而且，具有最佳的SAP消耗量。
任何合适的技术都可以用于将纤维供给管线11中的主空气流分为更细的空气流，后者在受控制的情况下通过空气入口导管29被吸入成型头(如上所述)。
图5是一种合适的粉末分配器34的实施例的侧剖视图。这种粉末分配器34为一个具有端盖36的管件35的形式，其包括，裙部37，其紧固地围绕着管件35安装；一个封闭管件端部的基部38。管件的内侧作为一个漏斗39。多个粉末出口40从粉末分配器的周边向外延伸。各粉末出口40包括一个喷嘴41和一个孔42，其对角地倾斜延伸，穿过端盖壳体，靠近基部处的通风漏斗39。
管件35的开口端43连接纤维供给管线11(未图示)，通过各自的入口导管29，各出口喷嘴40连接于成型头(未图示)。
在操作过程中，来自纤维供给管线11的主空气流流动进入粉末分配器的管件35。当遇到基部处的漏斗39时，主空气流被分为多个等同的细小空气流，各细小空气流流出分开设置的粉末出口40，由此通过各自的入口导管进入成型头中指定的区域。
管件35的内表面是非平坦表面44。这种非平坦表面44导致主空气流在管件内形成紊流，从而保证SAP均匀地悬浮在空气流中，以便粉末出口中形成的细小空气流包含相等的特定量的SAP。
粉末分配器管件的轴线基本上沿着垂直方向设置，在各粉末出口之间，重力平衡地相对于粉末的分布产生作用。此外，粉末分配器的基部可以设置在成型头的外侧或内侧，并且可以位于成型头的顶部或底部。
对于绝大部分情况，附图6中表示的设备对应于图2所示设备，其中相同的零部件采用相同的标号表示。图6中表示了两个在图5中所示类型的粉末分配器34，所述的分配器34被设置在成型头8的内侧，分配器34的基部位于下部。容纳在成型头中的粉末分配器代表了其在成型头中的最佳空间利用，并且，以简单有效的方式连接纤维供给管线11。另一个优点是，通过安装较短的入口导管，使粉末通过粉末出口直接进入成型头。
图7中所示的设备大部分对应于图2所示设备，其中相同的零部件采用相同的标号表示。图7中所示的粉末分配器由SAP的定量供给装置45构成，其安装在成型头46的敞开部分上方，靠近两排转动翼片23之间的空间。在这种情况下，定量供给装置45相对于机器方向位于返回端。一个转动的供给辊，其工作类似于一个播种机，用来沿着机器方向的垂直方向分配SAP。
这种结构能够保证SAP以相当高的精确程度分布。此外，被转送到纤维分离机中导致磨损和擦伤的SAP量能够减少。
SAP定量供给装置45可以沿着竖直方向或倾斜方向安装，并且安装在成型头的密封部分中，而不是安装在敞开部分中。
本发明保证SAP定量供给装置45能够安装在成型头的任何位置。在图7中，SAP定量供给装置45安装在成型头中，这种成型头通过转动的翼片在穿孔底板上方分配纤维和SAP，并且可以有利地将SAP定量供给装置安装在靠近分配纤维的区域。
在图7所示的设备中，一个第二SAP定量供给装置被安装在成型头的后方，以便在成型头46的下方区域，在成型丝网上已经成型的一个网料的顶部上定量供给一层SAP。当安装一个第二成型头、以便在SAP层上方生产另一个网料时，获得的产品的中间层具有额外集中的SAP，这种结构的材料能够达到多种目的。
在某些气流铺网成型头中(未图示)，通过转动滚筒的穿孔壁分配纤维。在这种情况下，在非常靠近所述滚筒或者在滚筒内设置SAP定量供给装置是非常有益的，由此可以保证SAP在滚筒中与纤维混合。
如上所述，在本发明的描述中假定在产品中被分配的物质是SAP。但是，不言而喻，本发明提供的设备能够用于均匀地在一个形成网状的产品中分配其他类型的粉末或颗粒材料。
此外，应当注意到除上述之外的其他类型的成型头也可以采用，这也属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于在运行时、在一个无端成型丝网上形成气流铺设的纤维和例如高吸水性粉末的网料(24)的设备(1)，所述设备在形成上述网料时不采用液体，所述成型丝网可穿透空气、并且主要沿水平方向运行，所述设备包括，一个抽吸装置(5)，其位于成型丝网(2)的下方；一个位于成型丝网(2)上方的成型头(8)，其具有穿孔的底板(9)；至少一条纤维供给管线(11)，其通过空气流从纤维供应源(10)向成型头中供给纤维；至少一条粉末供给管线(13)，其通过空气流从粉末供应源(12)向成型头中供给粉末，其特征是：通过分开的粉末分配器(28)向成型头中添加粉末，所述分配器(28)连接于粉末供给管线(13)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征是：粉末分配器(34)构造成一个端盖状的壳体，其粉末入口导管(43)与粉末供给管线(13)相连，并且设有多个连接成型头的粉末出口(41，42)。
3.按照权利要求2所述的设备，其特征是：所述壳体由管件(35)构成，所述管件(35)的端部靠近基部(38)上的粉末出口(41，42)，粉末出口(41，42)从管件(35)的周边向外延伸，而且基部(38)的内侧形成一个漏斗(39)，后者引导着空气流通过管件(35)、并且向外进入粉末出口(41，42)。
4.按照权利要求2或3所述的设备，其特征是：在至少一个粉末出口(41，42)中设有一个可调节的阀门。
5.按照权利要求2、3或4所述的设备，其特征是：粉末分配器(28，34)安装在成型头(8)的外侧，并通过分开的入口导管(29)分别连接各粉末出口(41，42)。
6.按照权利要求5所述的设备，其特征是：在成型头(8)中，至少有部分分开的入口导管(29)的端部位于纤维入口区域的下方。
7.按照权利要求2～6之一所述的设备，其特征是：至少粉末分配器(34)的出口位于成型头(8)中。
8.按照权利要求2～7之一所述的设备，其特征是：粉末分配器(34)基本上沿竖直方向设置，其基部(38)位于底部，并且至少粉末出口(41，42)之一安装在成型头(8)的内侧。
9.按照权利要求1所述的设备，其特征是：粉末分配器是一个粉末定量供给装置(45)。
10.按照权利要求1或2所述的设备，其中，在成型头中，通过在转动滚筒的穿孔壁分配纤维，其特征是，粉末定量供给装置的位置靠近所述滚筒，或者位于所述滚筒内侧。
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