FI105837B

FI105837B - Distribution unit for use in dry forming of web material

Info

Publication number: FI105837B
Application number: FI990784A
Authority: FI
Inventors: Paavo Hyvaerinen; Heikki Niiranen
Original assignee: Bki Holding Corp
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-13
Also published as: BR0010779A; AU4341100A; EP1177089A4; WO2000061354A1; KR20020005656A; FI990784A0; JP2002541350A; EP1177089A1; CA2367503A1; CN1346307A; NZ513937A

Description

105837105837

Jakeluyksikkö käytettäväksi rainamateriaalin kuivamuodos-tuksessaA dispensing unit for use in the dry forming of the web material

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksintö liittyy jakeluyksikköön käytettäväksi rainamateriaalin kui-5 vamuodostuksessa ja erityisesti jakeluyksikköön, joka käsittää yhden tai useampia sihtiputkia, joiden sisään rainan muodostamaan tarkoitettu kuitumateriaali puhalletaan ja joiden vaippojen läpi kuidut poistuvat kerrostuakseen viiralle, jonka poikittaissuunnan yli sihtiputki tai -putket on sovitettu ulottumaan, ja kunkin sihtiputken sisään sen aksiaalisuunnassa sovitetun, pyöritettävän 10 harjatelan.The invention relates to a dispensing unit for use in fiber forming of a web material and in particular to a dispensing unit comprising one or more screen tubes into which the fibrous material for forming the web is blown and through which the fibers exit to deposit on a wire transverse to the screen tube or tubes. inside its axially-adjustable rotatable brush roller 10.

Yllä kuvatun kaltainen jakeluyksikkö tunnetaan suomalaisesta patentista 66948. Tämä patentti kuvaa sitä jakeluyksikön perusrakennetta, jota on jo pitkään sovellettu arkkimateriaalin kuivamuodostuksessa. Jakeluyksikkö, jota varsin yleisesti nimitetään formeriksi, käsittää yllä kuvatun mukaisia sihti-15 putkia edullisimmin pareittain sijoitettuina, jotta koituvilta saadaan kulkemaan viiran poikittaissuunnassa vastakkaisiin suuntiin viiran yli. Syynä tähän on ennen kaikkea se, että vain yhteen suuntaan puhalletun kuituvirran saaminen :( purkautumaan viiralle viiran poikittaissuunnassa tasaisesti siten, että syntyvän rainan poikittaisprofiili olisi tasainen, on lähes mahdotonta. Sovittamalla sihti-20 putkia pareittain siten, että niissä kuituvirran suunnat ovat vastakkaiset, kyetään merkittävässä määrin tasoittamaan rainan poikkiprofiilia. Jotta raina olisi tasalaatuista, tulee sen paksuuden vaihtelun rainan poikkisuunnassa olla suhteellisen vähäinen. Tyypillisesti hyväksytään ± 5 % poikkeama tavoitepak-suudesta.A dispensing unit of the kind described above is known from Finnish patent 66948. This patent describes the basic structure of a dispensing unit which has long been used in the dry forming of sheet material. The dispensing unit, quite commonly referred to as the former, preferably comprises sieve tubes as described above, preferably arranged in pairs, so as to allow the wobblers to run in the transverse direction of the wire in opposite directions over the wire. The main reason for this is that it is almost impossible to obtain a fiber stream blown in one direction only :( Significant flattening of the cross-sectional profile of the web In order for the web to be uniform, its variation in thickness across the web must be relatively small Typically, a tolerance of ± 5% of the target thickness is accepted.

25 Suomalaisen patentin 66948 mukaisessa jakeluyksikössä huoli matta siitä, että sihtiputkia käytetään tyypillisesti pareittain edellä mainituista syistä, on yllä mainitun tason mukaisen poikkiprofiilin tasaisuuden saavuttaminen osoittautunut ongelmalliseksi, vaikka jakeluyksikön perusrakenne sinänsä onkin hyvä tarjoten suuren kuitujen purkutehokkuuden myös kuitujen ollessa ’ 30 suhteellisen pitkiä.In spite of the fact that screen tubes are typically used in pairs for the reasons mentioned above, achieving a uniform cross section profile of the above level has proved problematic in the delivery unit of Finnish Patent 66948, although the basic structure of the delivery unit itself is good for providing high fiber discharge efficiency.

Keksinnön yhteenvetoSummary of the Invention

Edeltävän mukaisesti esillä olevan keksinnön tavoitteena on tuoda esiin jakeluyksikkö käytettäväksi rainamateriaalin kuivamuodostuksessa, jonka 35 jakeluyksikön avulla syntyvän rainamateriaalin poikkiprofiilin tasaisuus kyetään hallitsemaan entistä paremmin. Tähän päästään keksinnön mukaisen jakelu- 2 105837 yksikön avulla, jolle on tunnusomaista, että se edelleen käsittää kunkin sihti-putken sisään, kuitumateriaalin sisäänpuhalluspäähän nähden vastakkaisen pään läheisyyteen sovitetun siipipyörän, joka on sovitettu puhaltamaan kuitumateriaalin virtaussuuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a dispensing unit for use in the dry forming of a web material, wherein the uniformity of the cross-sectional profile of the web material generated by the 35 dispensing units can be better controlled. This is achieved by means of a dispensing unit according to the invention, characterized in that it further comprises an impeller arranged in the opposite direction to the direction of flow of the fibrous material in the vicinity of the head opposite the inflow end of the fibrous material.

5 Keksinnön perusideana on täten, että kuituvirtausta sihtiputken si sällä jarrutetaan kuituvirtaukseen nähden vastakkaisella virtauksella. Tällä tavoin on havaittu poikkiprofiilin tasoittuvan ilmeisesti ennen kaikkea siksi, että rainan sille reunalle, jolla siipipyörä sijaitsee, kyetään kerrostamaan aikaisempaa enemmän kuitumateriaalia. Kun tällaisia sihtiputkia sijoitetaan pareittain 10 siten, että kuitumateriaalin virtaussuunta putkissa on vastakkainen, saadaan myös rainan toiselle reunalle kasautumaan aikaisempaa enemmän kuituja, jolloin rainan kokonaisprofiilista saadaan aikaisempaa tasaisempi. Tyypillinen rainaprofiilihan on nimittäin ollut sellainen, että rainan reunoilla on ollut vähemmän kuituja kuin rainan keskellä.Thus, the basic idea of the invention is that the fiber flow inside the screen tube is braked by a flow opposite to the fiber flow. In this way, it has been observed that the cross-sectional profile evens out, primarily because of the ability to deposit more fibrous material on the edge of the web on which the impeller is located. When such screening tubes are placed in pairs 10 so that the flow direction of the fibrous material in the tubes is opposite, it is also possible to accumulate more fibers on the other edge of the web, resulting in a smoother overall profile of the web. Namely, the typical web profile fiber has been such that the edges of the web have fewer fibers than the middle of the web.

15 Edullisimmin siipipyörä on sovitettu harjatelan akselille ja siten pyö rimään yhdessä harjatelan kanssa. On myös mahdollista, että siipipyörä kiinnitetään sihtiputken päätypinnan suhteen laakeroituun harjatelan akselin nähden erilliseen akseliin, joka on varustettu sitä pyörittämään sovitetulla käyttö-’· laitteella. Tällä tavoin siipipyörän pyörimisnopeutta päästään asettelemaan 20 harjatelan pyörimisnopeudesta riippumattomasti. Tyypillisestihän harjatelan pyörimisnopeus on aseteltavissa, mutta jos sillä oleva siipipyörä pyörii yhdessä harjatelan kanssa, on siipipyörän itsensä rakenteella keskeinen vaikutus siihen, millaisen vastavirtauksen se synnyttää. Erityisesti tätä rakennetta ajatellen, jossa siipipyörä on sovitettu harjatelan akselille ja pyörimään sen muka-25 na, on ajateltavissa, että siipipyörä olisi varustettu säädettävillä siivillä, jolloin sen synnyttämää virtausta voitaisiin asetella ainakin jossain määrin harjatelan pyörimisnopeudesta riippumattomasti. Toisaalta siipipyörän varustaminen säädettävillä siivillä saattaisi olla järkevä ratkaisu, vaikka siipipyörän akseli olisikin erillinen ja varustettu omalla käyttölaitteillaan.Most preferably, the impeller is mounted on the shaft of the brush roll and thus rotate together with the brush roll. It is also possible for the impeller to be mounted on a shaft separate from the shaft of the brush roller bearing relative to the end surface of the screen tube, provided with a drive device adapted to rotate it. In this way, the rotation speed of the impeller can be set independently of the rotation speed of the brush rollers. Typically, the rotation speed of the brush roller is adjustable, but if the impeller on it rotates together with the brush roller, the impeller structure itself has a major effect on the kind of backflow it generates. Particularly with this design in which the impeller is disposed on and rotated along the axis of the brush roll, it is conceivable that the impeller be provided with adjustable blades, whereby the flow generated by it can be adjusted at least to some extent independently of the speed of rotation of the brush roll. On the other hand, adjusting the impeller with adjustable blades might be a sensible solution even if the impeller shaft is separate and has its own drives.

30 Edeltävän mukaisesti on edullista vaikkakaan ei välttämätöntä, että sihtiputkia jakeluyksikössä on pareittain siten, että kuitumateriaalin virtaus-suunta parin muodostavissa sihtiputkissa on vastakkainen.Accordingly, it is advantageous, although not necessary, for the screen tubes in the dispensing unit to be in pairs such that the flow direction of the fiber material in the pair forming screen tubes is opposite.

KuvioluetteloList of figures

Seuraavassa keksinnön mukaista jakeluyksikköä kuvataan yksityis-35 kohtaisemmin viitaten oheiseen kaaviolliseen piirustukseen, jossa keksinnön mukaisen jakeluyksikön päärakenneosat on esitetty kaaviollisesti.In the following, the delivery unit of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying schematic drawing, in which the main components of the delivery unit of the invention are schematically illustrated.

3 1058373,105,837

Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention

Kuviossa on esitetty keksinnön mukaisen jakeluyksikön periaatteel- * linen rakenne. Siinä on esitetty kaksi sihtiputkea 1, jotka on sovitettu ulottumaan poikittaissuuntaisesti viiran (ei esitetty) ylitse. Kuviossa esitetyssä suo-5 ritusmuodossa sihtiputket 1 on sovitettu muodostamaan keskenään pari siten, että niissä kuitumateriaalin virtaussuunnat A ovat vastakkaiset. Tämä on aikaansaatu siten, että kuitumateriaalivirtaus 3 puhalletaan niihin niiden vastakkaisiin päihin sijoitettujen syöttöputkien 7 kautta. Nämä putket suuntaavat oleellisesti aksiaaliset ilmafluodisoidut kuitumateriaalivirrat sihtiputkien sisään. 10 Sihtiputkien 1 sihtivaipat 2 on sovitettu sinänsä tunnetulla, tavanomaisella tavalla pyöritettäviksi akselinsa ympäri.The figure shows the principle structure of a delivery unit according to the invention. It shows two screen tubes 1 which are arranged to extend transversely over the wire (not shown). In the embodiment shown in the figure, the screen tubes 1 are arranged to pair with each other such that the flow directions A of the fiber material are opposite. This is achieved by blowing the flow of the fibrous material 3 through the feed pipes 7 located at their opposite ends. These tubes direct substantially axial flows of air-flocculated fiber material into the screen tubes. The screen shrouds 2 of the screen tubes 1 are arranged to rotate about their axis in a known manner.

Edelleen tavanomaisella ja myös patentista 66948 tunnetulla tavalla sihtiputkien sisään on sovitettu tiarjatelat 14, joiden tarkoituksena on sekä puhdistaa sihtiputkien 1 vaippapintoja 2 että tehostaa kuitujen purkautumista 15 vaippojen 2 läpi. Näiden harjatelojen rakenne on tavanomainen ja tunnettu esimerkiksi juuri mainitusta suomalaisesta patentista 66948.Further, in a conventional manner, also known from patent 66948, strain rollers 14 are arranged inside the screen tubes, which are intended both to clean the screen surfaces 2 of the screen tubes 1 and to enhance the discharge of the fibers 15 through the screens 2. The structure of these brush rollers is conventional and known, for example, from the aforementioned Finnish patent 66948.

Keksinnön mukaisesti sihtiputken 1 sisään sen kuitujen sisään-syöttöpäähän nähden vastakkaiseen päähän on sovitettu siipipyörä 5. Tämän siipipyörän tarkoituksena on hidastaa kuituvirtausta 3 sihtiputkeen 1 sisällä. 20 Tämä virtauksen hidastuminen erityisesti sihtiputken siinä päässä, johon siipipyörä on sijoitettu, mahdollistaa kuitujen purkautumisen aikaisempaa tasaisemmin sihdin koko pituudelta. Ennen kaikkea myönteinen vaikutus saavutettaneen sihtiputken siinä päässä, johon siipipyörä on sijoitettu. Kun sihtiputket piirustuksessa esitetyn esimerkinomaisen suoritusmuodon mukaisesti sijoite-25 taan pareittain siten, että niissä kuitumateriaalin virtaussuunta on vastakkainen, mahdollistaa toisen sihtiputken sisällä oleva siipipyörä virtauksen hidastamisen ja kuitumateriaalin kerrostamisen myös muodostettavan rainamateri-aalin toiselle reunalle. Tällä tavoin rainan poikittaisprofiilista koko sen leveydeltä saadaan aikaisempaa täsaisempi.According to the invention, an impeller 5 is disposed inside the screen tube 1 at an opposite end to its fiber inlet end. The purpose of this impeller is to retard the fiber flow 3 inside the filter tube 1. This slowing of the flow, in particular at the end of the screen tube in which the impeller is located, allows the fibers to be discharged more uniformly throughout the screen. Above all, a positive effect is likely to be achieved at the end of the sieve tube where the impeller is located. When the screen tubes according to the exemplary embodiment shown in the drawing are arranged in pairs so that the flow direction of the fibrous material is opposite, the impeller inside the second screen tube also allows slowing of the flow and deposition of the fibrous material to one side of the web material. In this way, the transverse profile of the web over its entire width is made more accurate.

.. 30 Kuviossa esitetyssä suoritusmuodossa siipipyörä on esitetty sijoi tetuksi harjatelan 4 akselille 6. Tämä onkin käytännössä rakenteellisesti yksinkertainen ja edullinen tapa. Tällöin kuitenkin siipipyörän mitoitus ja sen siipien kulmat joudutaan asettelemaan jo harjatelaa ja siipipyörää asennettaessa tarkasti, jotta saavutetaan haluttu vaikutus. On nimittäin ajateltavissa, että eri-35 tyyppisiä kuitumateriaaleja käytettäessä myös siipipyörän synnyttämän ilmavirtauksen tulisi olla erilainen halutun vaikutuksen saavuttamiseksi. Tästä voi- 105837 4 daan ainakin joissain tapauksissa huolehtia sillä, että harjatelaa 4 pyöritetään sopivalla nopeudella. Tämä on tyypillisesti mahdollista, koska harjateloilla on tavanomaisesti portaaton nopeudensäätö.In the embodiment shown in the figure, the impeller is shown to be disposed on the axis 6 of the brush roll 4. This is in practice a simple and inexpensive way of construction. However, in this case, the impeller dimensioning and its blade angles must already be accurately positioned when mounting the brush roller and impeller to achieve the desired effect. It is conceivable that, when using different types of fibrous materials, the air flow generated by the impeller should also be different in order to achieve the desired effect. This can, at least in some cases, be provided by rotating the brush roller 4 at a suitable speed. This is typically possible because the brush rollers usually have infinitely variable speed control.

Edellä kuvatusta poiketen on luonnollisesti kuitenkin myös mahdol-5 lista, että siipipyörä tuetaan akseliin, joka laakeroidaan sihtiputken 1 pääty-pintaan. Varustamalla tämä siipipyörän käyttöakseli sopivalla käyttölaitteilla, voidaan siipipyörää pyörittää täysin halutulla nopeudella harjatelan pyörimisnopeudesta riippumattomasti. Tällainen rakenne, vaikka onkin monimutkaisempi kuin edellä kuvattu, jossa siipipyörä oli sovitettu harjatelan akselille, 10 antaa kuitenkin käytännössä merkittävästi laajemmat mahdollisuudet asetella siipipyörän synnyttämän vastavirtauksen voimakkuutta. Tällainen säätömah-dollisuus saattaa olla tarpeen erityisissä tapauksissa, joissa kuitumateriaalin ominaisuudet vaihtelevat laajoissa rajoissa eri tuotteita valmistettaessa.However, unlike the above, it is of course also possible that the impeller is supported on an axis which is mounted on the end face of the screen tube 1. By providing this impeller drive shaft with suitable actuators, the impeller can be rotated at the desired speed independently of the rotation speed of the brush roller. Such a structure, although more complex than the one described above, in which the impeller was mounted on the shaft of the brush roll, 10 offers, in practice, significantly greater possibilities for adjusting the strength of the impeller generated by the impeller. Such adjustment may be necessary in special cases where the properties of the fibrous material vary over a wide range in the manufacture of different products.

Edelleen säätömahdollisuuksia voidaan parantaa varustamalla επί 5 pipyörä 5 säädettävillä siivillä. Siipipyörän siipien kulmia asettelemalla voidaan sen puhallusvaikutusta asetella, vaikka siipipyörän pyörimisnopeutta ei muu-tettaisikaan. Tällainen säädettävillä siivillä varustettu siipipyörä tulisi siten erityisesti kysymykseen silloin, kun siipipyörä on sovitettu harjatelan akselille • _ pyörimään yhdessä sen kanssa. Tällöin siipipyörän siipien asettelu voitaisiin 20 tehdä esimerkiksi kutakin kuitumateriaalia varten, kun kuitumateriaalia ollaan vaihtamassa. On kuitenkin jopa ajateltavissa, että siipipyörän siipien säätö voitaisiin suorittaa myös jakeluyksikön ollessa toiminnassa. Ei ole myöskään täysin poissuljettua, että omalla akselilla ja käyttölaitteilla varustettu siipipyörä varustettaisiin myös säädettävillä siivillä säätömahdollisuuksien laajentamisek- V « 25 si entisestään.Further, the adjustment possibilities can be improved by providing the επί 5 wheel 5 with adjustable blades. By adjusting the impeller blade angles, its blowing effect can be adjusted, even if the impeller rotation speed is not changed. Such an impeller with adjustable blades would thus be particularly relevant when the impeller is mounted on the shaft of the brush roll to rotate therewith. The impeller blade alignment could then be made, for example, for each fibrous material while the fibrous material is being replaced. However, it is even conceivable that the impeller blade adjustment could also be performed while the delivery unit is in operation. Furthermore, it is not entirely excluded that the impeller with its own shaft and actuators can also be equipped with adjustable blades to extend the adjustment possibilities further.

Yllä keksinnön mukaista jakeluyksikköä on kuvattu vain yhden esi-merikinomaisen suoritusmuodon avulla ja on ymmärrettävää, että siihen voidaan tehdä erinäisiä muutoksia poikkeamatta kuitenkaan keksinnön perusideasta, jonka mukaisesti sihtiputken sisällä kulkevaa kuituvirtausta jarrutetaan .. 30 tähän virtaukseen nähden vastakkaissuuntaisen puhalluksen avulla. Muilta osin sihtiputken ja sen rakenneosien, kuten harjatelan, rakenne voivat vaihdella samalla tavoin kuin tunnetuissa jakeluyksiköissä on asianlaita.The distribution unit according to the invention has been described above with only one pre-marine kinetic embodiment and it will be appreciated that various modifications thereof may be made without departing from the basic idea of the invention to control the flow of fiber within the sieve tube by blowing in opposite directions. In other respects, the structure of the screen tube and its components, such as the brush roll, may vary in the same way as is known in the known delivery units.

Claims

1. Distribution unit, which is intended to be used in the dry forming of a web material, the distribution unit comprising one or more screen tubes (1), within which the fiber material (3) which is to form the web is biases in and through whose sheaths (2) the fibers means for settling on a wire, over which the transverse direction of the screening tube or tubes (1) has been adapted to extend, and a rotatable brush roll (4) adapted within each viewing tube (1), characterized in that it also comprises one within each sight tube (1) in the proximity of the blow-in end of the fiber material (3), the proximity of the adjusting roller wheel (5) adapted to blow in a direction opposite to the flow direction (A) of the fiber material 15.

Distribution unit according to claim 1, characterized in that the impeller (5) is adapted to the axis (6) of the brush roll (4).

Distribution unit according to claim 1, characterized in that the impeller is mounted on a shaft which is separate from the brush roll relative to the end surface of the sight tube and provided with a drive adapted to rotate it.

Distribution unit according to claim 1, characterized in that the impeller (5) is provided with adjustable vanes.

Distribution unit according to any of claims 1-4, characterized in that the sight tubes (1) are arranged in pairs in such a way that the direction of flow in the sight tubes forming a pair is the opposite. · I