JP2013529261A - 繊維ウェブ機械用の真空機器及び真空機器を備える繊維ウェブ機械 - Google Patents

Abstract

本発明は繊維ウェブ機械のための真空機器に関する。真空機器は繊維ウェブ機械に支持されるよう構成されるフレーム（１３）を含む。真空機器は摩耗構造（１５）も含み、摩耗構造はフレーム（１３）に適合され、真空効果をフレーム（１３）内から繊維ウェブ機械内に含められ且つ摩耗構造（１５）と接触して設置される織物（１６）まで更に及ぼすための幾つかの開口（１４）を用いて、表面の上に部分的に開口して構成される。摩耗構造（１５）はプレート構造（１７）であり、その原料強度ｓは、開口（１４）を定める両縁部（１８，１９）の間の距離ｘ以下である。本発明は真空機器を備える繊維ウェブ機械にも関する。

Description

本発明は、繊維ウェブ機械のための真空機器であって、
− 繊維ウェブ機械に支持されるよう配置されるフレームと、
− フレームに適合される摩耗構造とを含み、摩耗構造は、真空効果を、フレーム内から、繊維ウェブ機械内に含められ且つ摩耗構造と接触するよう構成される織物まで更に拡張するための幾つかの開口を用いて、表面の上に部分的に開放して配置される、真空機器に関する。

本発明は、真空機器を備える繊維ウェブ機械にも関する。

真空装置は、様々な目的のために繊維ウェブ機械内で使用される。これらのうちで最も一般的な真空装置は、乾燥分を増大するよう、生成されるウェブから水を除去するために使用される、所謂真空ボックスである。１つの真空ボックスの適用は、フェルト吸引ボックスと呼ばれ、それは、繊維ウェブ機械のプレス区画内で使用される。プレス区画内では、所謂移転吸引ボックスを使用することも可能であり、それは織物から織物に移転される適当なときに、ウェブの分離を保証する。その上、真空吸引ボックスは、不純物と共に、繊維に吹き付けられる洗浄液を吸収するよう、繊維再調節装置(fabric reconditioner)内で使用される。真空機器は、形成区画内にも存在する。全ての用途において、真空機器は、織物幅全体に亘って、繊維ウェブ機械の一方の側から他方の側に延びるフレームを含む。フレームは、追加的に、織物と接触するよう設置される摩耗構造を含む。その上、摩耗構造は、フレーム内で生成される真空効果を織物まで拡張するために、その表面のために開放である。フレームは、フレームが織物を過剰に摩耗せずに並びにフレーム自体が摩耗せずに使用中に抵抗力があるような方法において、摩耗構造を採用する。

互いにある距離に適合される幾つかの連続的なブレードで摩耗構造を形成し得る。即ち、ブレードの間のスリットによって開口が形成される。従来、ブレードの摩耗部分はセラミック材料で作製され、そのため、その構造は高価になり、損傷し易くなる。使用中、織物、又は、フェルト吸引ボックスの場合におけるフェルトは、真空によって生成される吸引効果の故に、スリットに引き寄せられる。これは摩擦を引き起こし、摩擦はエネルギ消費を更に増大させる。加えて、織物は不利に迅速に摩耗する。例えば、１５ｍｍの２つのスリットを用いるならば、達成される効率的な脱水領域は、１メートルの長さ当たり約３００ｃｍ^２である。ここで、「長さ」という用語は、繊維ウェブ機械の横方向における真空機器の寸法を指す。実際には、織物摩耗及びエネルギ消費の増大の故に、スリット幅を増大することは不可能である。十分な脱水効率は高い真空レベルを要求し、それは高い運用コストを招く。

ブレードを開口が幾つかの穴で構成される摩耗構造と交換する試みが行われている。そのような穴は厚い中実材料に機械加工される。この場合、摩耗構造は高価になるが、フェルト狭窄(felt constriction)を増大せずに、ブレードと比べてより大きな脱水領域が穿孔付き穴で達成される。穴は比較的小さいので、織物狭窄(fabric constriction)を回避し得る。脱水時間も増大し、それは脱水をより効率的にする。同時に、低い真空レベルを使用可能であり、それは織物狭窄を削減する。その場合には、摩擦は低く、その結果、遅い織物摩耗及び駆動力に対する真空機器の影響の減少がもたらされる。実際には、穿孔付き穴を具備する１つの真空装置は、スリット開口を備える２つの装置よりも多くの水を除去し得る。しかしながら、機械加工された摩耗構造は高価であり、そのような長く小さい孔は徐々に塞がれるようになる。実際には、穴は定期的に洗浄されなければならず、それは製造中断を増大させる。加えて、ブレード構造を穴構造に変更することは困難であり、しばしば不可能でさえある。一部の場合には、織物摩耗さえも増大し得る。

本発明の目的は、以前よりも効率的であるが、製造及び使用がより安価である、繊維ウェブ機械のための新規な真空機器を提供することである。

本発明の他の目的は、製造プロセスが以前よりも効率的且つ確実であり、製造中断のない、真空機器を備える新規な繊維ウェブ機械を提供することである。

本発明に従った繊維ウェブ機械用の上記真空機器及び上記真空機器を備える繊維ウェブ機械の特徴的な機能は、摩耗構造がプレート構造であり、その原料強度ｓが開口の両縁部を定める距離ｘ以下であることである。第１に、板材料は安価であり、単純な機器及び方法を使用して板材料を容易に機械加工し得る。第２に、本発明に従った寸法取り(dimensioning)を用いるならば、開口の目詰まりは起こり得ず、穴の圧力損失が小さいよう、開口の幅をその深さよりも大きく作製し得る。よって、脱水効率は不変のままであり、目詰まりに起因する保守中断を回避し得る。驚くべきことに、以前よりも少ない真空を用いて同じ脱水量を達成し得るよう、真空機器の脱水効率も増大することが分かった。プレート構造は軽量でありながら、剛的であり、完全に新しい特性をプレート構造内に組み込み得る。結果的に、より低い摩擦でより大きな効率的な脱水領域が達成される。よって、織物摩耗は回避され、電力要求は低い。新規な摩耗構造を既存の真空機器に改装（レトロフィット）可能であり、軽量性の故に、その限定的な処理能力が停止時間を延長した橋形クレーンを必要することなく、人力を使用して、停止中に摩耗構造を所定位置に据え付け得る。

以下に、本発明の実施態様の一部を例示する添付図面を参照して、本発明を詳細に記載する。

繊維ウェブ機械の形成区画内に適合される本発明に従った真空機器を示す概略図である。 本発明に従った真空機器の摩耗構造の一端部を示す斜視図である。 平面Ａに対する図２の摩耗構造を示す断面図である。 平面Ｂに対する図２の摩耗構造を示す断面図である。 摩耗構成部品を締結するための本発明に従った取付け部品を示す斜視図である。 開口の代替的な設計を示す概略図である。 開口の代替的な設計を示す概略図である。 開口の代替的な設計を示す概略図である。 本発明に従った摩耗構造の第二実施態様を示す基本図である。

図１は本発明に従った真空機器の可能な適用を例示している。例えば、図１に示す繊維ウェブ機械の形成区画１０は、異なる位置に様々な真空装置を備える。繊維ウェブ機械は、例えば、抄紙機、厚紙機械、又は、繊維ウェブを生成するのに適した他の機械であり得る。真空機器は、例えば、低真空吸引ボックス１１又は高真空吸引ボックス１２であり得る。形成区画に続くプレス区画では、真空機器は、例えば、フェルト吸引ボックス又は移転吸引ボックス（図示せず）であり得る。

よって、真空機器は、特に繊維ウェブ機械のためのものである。水が、繊維ウェブ機械内に生成されるウェブから、幾つかの異なる方法において除去される。真空も多くの位置で利用される。一般的に、真空機器は繊維ウェブ機械に支持されるよう配置されるフレーム１３を含む。フレーム１３は繊維全幅に亘って延在し、その両端部で繊維ウェブ機械のフレームに支持されるのが普通である。加えて、真空機器は摩耗構造１５を含み、摩耗構造１５はフレーム１３に適合され、幾つかの開口１４によって表面の上に部分的に開放して配置される。摩耗構造をカバーとも呼ぶ。摩耗構造１５は織物と接触し、織物が中断なく摺動して摩耗構造を越えるときの擦過摩耗(chafing wear)に抗しなければならない。開放表面の故に、真空効果を、フレーム１３内から、維ウェブ機械内に含められ且つ摩耗構造１５と接触して設置される織物１６に及ぼし得る。フレームは、一方の側で開放され且つ摩耗構造で閉塞されるボックスであるのが普通である。真空が、例えば、真空ポンプ又はブロアを使用してボックス内に配置される。摩耗構造内の開口を通じて、真空効果は高速で通り過ぎる織物に及び、織物から水を吸収する。ボックスは、収集される水を除去するための排出接続部も備える。

本発明によれば、摩耗構造１５は、プレート構造１７である。シート材料は安価な原料であり、機械加工するのが簡単である。その上、完成した摩耗構造は軽量である。本発明によれば、開口の大きさも寸法取り(dimensioning)において決定的に考慮される。プレート構造及び開口は、シート構造の原料強度ｓが開口１４を定める両縁部１８及び１９の間の距離ｘと等しいか或いはそれよりも小さいよう構成される。換言すれば、開口の大きさは、プレート構造の原料強度と等しいか或いはそれよりも大きい。そのような驚くべき寸法取りは、以前には存在した有害な目詰まりの問題を完全に解消する。開口内のばら材料(loose material)の蓄積は今や防止され、よって、開口の目詰まりは起こり得ない。

原料強度は異なる用途において異なり得る。しかしながら、プレート構造１７は、有利には、２〜１０ｍｍの原料強度を備える板金（薄板）であり、より有利には、４〜６ｍｍの原料強度を備える板金である。板金を使用することによって、幾つかの利点が達成される。第１に、摩耗構造は軽量になる。第２に、開口は、例えば、レーザ又はプラズマ切断を用いて或いは打抜きによって、容易に機械加工される。特に、レーザ切断は精密に制御可能であり、レーザ切断を完全に自動化し得る。開口１４を定める両縁部１８及び１９の間の距離ｘは、有利には、開口の設計に依存して、０〜２５ｍｍである。更に、切断結果は小綺麗であり、シート構成部品は使用準備が出来ていて、更なる機械加工は不要であることが多い。加えて、本機器は、長い構成部品を製造することも可能にする。よって、数メートルの連続的な構成部品を、１０メートルの連続的な構成部品さえも、継目なし（シームレス）に製造し得る。事実、プレート構造は、少なくとも断面において連続的な構成部品である。換言すれば、プレート構造は、少なくとも織物の進行方向において継目がなく、それは織物摩耗を低減する。必要であれば、プレート構造は、完成した真空装置において端部と端部とを接続して適合される２つ又はそれよりも多くの構成部品で形成される。プレート構造は平面的な摺動平面３２を含み、織物は摺動平面３２に沿って進行する。摩擦を低減し且つ塗膜の摩耗を防止するために、開口１４を定める両縁部１８及び／又は１９と摺動平面３２との間の角は丸められるのが有利である。

適切な持送り(bracketing)を用いることで、板金で作製される平面的なプレート構造さえも、プロセスの応力に十分に抗する。有利には、プレート構造１７は、少なくとも１つの屈曲部２０を含み、屈曲部２０は、プレート構造を著しく強化する。更に、曲げ(bending)、並びに、縁取り(edging)は、板金材料に良く適した安価で精密な方法である。図２、３ａ、及び、３ｂは、その摺動表面３２のための平面的な摩耗構造を示しており、９０°だけ曲げられた前縁２１及び後縁２２を有する。よって、単純でありながら剛性のあるＵ形状のプレート構造が形成される。適切な曲率半径を用いるならば、丸みは前縁及び後縁に自然に形成され、それは織物摩耗を低減し、フレームのための小さな位置決め誤差を許容する。開口の形成の前又は後に曲げを行い得る。屈曲を用いるならば、例えば、５ｍｍの材料強度を備える、十分な強度が達成され、その場合、摩耗構造は自立的である。

本発明に従った平面真空機器の試験結果は良好であった。しかしながら、完全に新しい特性をプレート構造に付加し得る。図５ｄの実施態様において、摩耗構造１５は凹面であり、凹面中心線は、フレームの幅方向にある。よって、前縁及び後縁の平面領域は、最大の擦過応力(chafing stress)を受ける。加えて、織物に対する開口の摩耗効果が可能な限り小さいよう、開口１４は摩耗構造１５の凹部ｖに適合される。実際には、織物張力は、真空によって生成される力より勝ることに関連する。よって、支持力は開口表面領域において減少されるようになる。同時に、真空レベルがゼロであるとき、織物は前縁及び後縁の平面内を進行する。さもなければ、凹面の程度を自由に決定し得る。上述した解決策を用いるならば、鍋状構造が達成され、よって、漏れに起因する吸引損失が回避される。本質的には、凹面設計を用いるならば、平面摩耗構造と比べて、より小さな摩擦も達成される。同時に、硬い塗膜の摩耗は均等化される。何故ならば、直線解決策と比べて、負荷は小さな支持表面の領域から大きな支持表面の領域に移転されるからである。

本発明に従ったプレート構造を、例えば、耐食性を有するが機械加工容易なステンレス鋼又は耐酸鋼から製造し得る。耐摩性は上述の硬い塗膜で達成される。例えば、溶射は滑らかで抵抗性のあるセラミック又はセラメタリック(cera-metallic)の塗膜をもたらす。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒ、若しくは、Ｓｉ、又は、それらの合金に基づく酸化物、或いは、Ｗ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、又は、Ｓｉ、及び、金属マトリックスと結合されたそれらの合金に基づく炭化物を溶射において使用し得る。後者はｋｅｒｍｅｔとも呼ばれ、ｋｅｒｍｅｔはセラミック金属複合材塗膜である。開口が機械加工された後、摩耗構造は塗工される。塗膜は、例えば、ダイアモンドブラシ研磨技法を用いて、追加的に仕上げられ、ダイアモンドブラシ研磨技法は、開口のための極めて滑らかな丸みを費用効率的にもたらす。滑らかな丸みは織物摩耗を著しく低減する。例えば、剛毛内に容積で１５〜２５％のダイアモンド粒子を有するカップブラシを用いて、ブラシ研磨を行い得る。この方法で仕上げられる硬い塗膜の表面丸みＲａは、０．５μｍより下であり、０．１μｍより下でさえある。

図２に示される実施態様では、開口として丸い穴が使用されている。穴は傾斜列内に瓦重ね状に配置されて位置付けられ、よって、ウェブのマーキングや不均一な織物湿分プロファイルを回避する。同時に、大きな開口表面積が達成される。穴の直径は、１０〜２０ｍｍであるのが有利である。丸い穴は、機械加工及び仕上げが容易である。しかしながら、自由に選択可能な設計で穿孔を作製し得る。開口のための様々な設計が図５ａ−ｃに示されている。図５ａは、２つの瓦重ね状に配置される列に適合される、それらの主要設計のために長方形である開口を例示している。図５ｂでは、開口はＬ形状を有し、等しい長さの枝部(branches)を備える。加えて、開口間の陸部(lands)の直径が一定のままであるよう、開口は互いに対して回転されている。図５ｃは、傾斜列に配置される細長い楕円形状の開口を示している。これらの３つの開口の全ては、縁部に丸みを有する。図２において、最縁部穴(edge-most holes)は皿穴(counterbores)を追加的に備える。よって、特に、織物縁部の摩耗が回避される。織物摩耗を低減するために、本質的に全ての穴において皿穴が有利に使用される。織物摩耗を最小限化するために、皿穴は丸められるのが有利である。同じ図面は、調節可能な端部シール(end seal)２３も示しており、端部シールの位置を変更することによって開放表面の領域を定めるために端部封止を使用し得る。類似の端部シールが真空装置の両端部に設けられる。

最も単純には、摩耗構造は、例えば、ボルトを用いて、フレームに締め付けられる。よって、極めて剛的なボックス状構造が形成される。しかしながら、図２−４は、既存の真空機器に適した実施態様を示している。図４は、摩耗構造１５を既存のＴレール(T rails)２５に締め付けるために真空機器内に含められる取付け部品２４を例示している。このようにして、別個の改修作業の必要なく、摩耗構造を締め付け得る。取付け部品２４は、摩耗構造に従ってプロファイル化され、加えて、押込み(pushing)によって、取付け部品２４をＴレール２５に直接的に適合し得る。ここでは、取付け部品２４は、内部ネジ２６を用いた据付け前に、摩耗構造１５に締め付けられる（図３ｂ）。この後、摩耗構造１５は、取付け部品２４と共に、Ｔレール２５に押し込まれ、締め付けは、外部ボルト２７を用いて、隙間なく係止される（図３ａ）。

図示される実施態様では、端部シール２３の持送り(bracketing)及び調節も取付け部品に組み込まれる。両方の取付け部品２４への拡張部として適合されて、ネジ山付きバー(threaded bars)２８があり、平坦バーブラケット(flat bar bracket)２９がネジ山付きバー２８の間に支持される。平坦バーブラケットを移動することによって端部シールが対応する距離のために移動するよう、平坦バーブラケット２９内の突起３０が端部シール２３内の開口に係止する。端部シールは、取付け部品２４に締め付けられる支持平坦バー(supporting flat bar)３１によって部分的に支持される。支持平坦バー３１は摩耗構造を長手方向においても結合する。平坦バーブラケットは、ネジ山付きバーに適合されるナットを用いて係止される。

本発明に従った真空機器は、有利で効率的な繊維ウェブ機械を提供する。繊維ウェブ機械に支持されて、幾つかの開口１４を用いて表面で部分的に開口した摩耗構造１５を配置するフレーム１３が、真空効果を、フレーム１３内から、繊維ウェブ機械内に含められる織物１６に更に拡張するために適合される。よって、本発明によれば、摩耗構造１５は、プレート構造１７であり、その原料強度ｓは、開口１４を定める両縁部１８及び１９の間の距離ｘと等しいか或いはそれよりも小さい。

摩耗構造が異なること以外のその他の点では互いに類似する３つの異なる真空装置を比較試験した。第１の装置は、２つの連続的な真空装置を含み、それらの両方は、４スリットブレードカバーを具備した。第２の装置は、本発明に従った穿孔付きカバーを有し、続いて、２スリットブレードカバーを有した。第３の装置は、本発明に従った穿孔付きカバーだけを有した。各々が同じ向きの３つの異なる真空装置のために、３つの異なる空気容積で試運転を行った。単に穿孔付きのカバーを用いるならば、他の２つの設計と比較すると、同じ空気容積及び以前よりも低い摩擦で、より効率的な脱水達成された。例えば、フェルト湿分は、他の２つの設計のフェルト湿分よりも２００ｇ／ｍ^２超だけ低かった。同時に、脱水は、他の２つの設計の脱水より０．５ｌ／ｓだけ高かった。相応して、２０ｋＷ超だけ降下した真空機器の電力消費、及び、２０ｋＰａ超だけより高い真空レベルが、同じ空気容積で達成された。

本発明に従った摩耗構造は、板材料から屈曲され、穿孔され、並びに、硬質塗工され、仕上げ加工される。開口の適切な寸法取り及び設計を用いるならば、より低いエネルギ消費及びより遅い織物摩耗速度で、効率的な脱水が達成される。プラスチック製取付け部品を使用して、或いは、代替的に、ボルト接続を用いて、摩耗構造を既存の真空装置内に据え付け得る。よって、摩耗構造の品質向上（アップグレード）は小さな投資である。摩耗構造の製造、特に、板金からの摩耗構造の製造は経済的である。同時に、開口の目詰まりのような従来的な課題を完全に回避し得る。加えて、板金構造は、織物摩耗及び電力消費に関して追加的な利益をもたらす凹面プロファイルも可能にする。全体的に、本発明に従った真空機器は効率的であり、経済的であり、且つ、省エネである。

Claims (10)

1. 繊維ウェブ機械のための真空機器であって、
   前記繊維ウェブ機器に支持されるよう構成されるフレームと、
   該フレームに適合される摩耗構造とを含み、該摩耗構造は、真空効果を前記フレーム内から前記繊維ウェブ機械内に含められ且つ前記摩耗構造と接触して設置される織物に更に及ぼすための幾つかの開口を用いて表面の上で部分的に開口して構成され、
   前記摩耗構造は、プレート構造であり、その原料強度ｓは、前記開口を定める両縁部の間の距離ｘと等しいか或いはそれよりも小さいことを特徴とする、
   真空機器。
2. 前記プレート構造は、板金であり、その原料強度は、２〜１０ｍｍ、より好ましくは、４〜６ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の真空機器。
3. 前記開口を定める前記両縁部の間の前記距離ｘは、１０〜２５ｍｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の真空機器。
4. 前記プレート構造は、少なくとも１つの屈曲部、有利には、前縁にある屈曲部及び／又は後縁にある屈曲部を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の真空機器。
5. 前記摩耗構造は、凹面であり、凹面中心線は、前記フレームの幅方向にあることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の真空機器。
6. 前記開口は、前縁及び／又は後縁と摺動表面との間に丸みを含むことを特徴とする、請求項５に記載の真空機器。
7. 前記摩耗構造は、硬い塗膜を備えることを特徴とする、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の真空機器。
8. 当該真空機器は、前記摩耗構造を既存のＴレールに締め付けるための取付け部品を含むことを特徴とする、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の真空機器。
9. 真空機器を備える繊維ウェブ機械であって、
   前記真空機器は、当該繊維ウェブ機械に支持されるフレームと、該フレームに適合される摩耗構造とを含み、該摩耗構造は、真空効果を前記フレーム内から当該繊維ウェブ機械内に含められ且つ前記摩耗構造と接触して適合される織物に更に及ぼすための幾つかの開口を用いて表面の上で部分的に開口して構成され、
   前記摩耗構造は、プレート構造であり、その原料強度ｓは、前記開口を定める両縁部の間の距離ｘと等しいか或いはそれよりも小さいことを特徴とする、
   繊維ウェブ機械。
10. 前記プレート構造は、請求項２乃至８のうちのいずれか１項に記載のプレート構造であることを特徴とする、請求項９に記載の繊維ウェブ機械。

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