可調節活性排水盒的製作方法
2023-12-01 07:02:46 4
專利名稱：可調節活性排水盒的製作方法
發明概述本發明涉及一種用於提高造紙機溼端中的片材(紙張)特性的工藝和設備，該造紙機包括一個成型工段、一個沿機器方向運動的成型織物和一個具有流漿箱堰板的流漿箱(headbox)，所述流漿箱堰板向運動著的成型織物品上輸送原料射流。本發明特別涉及一種方法，其中，通過移動位於成型織物之下、與流漿箱堰板相鄰的一些支撐元件，使它們或者與成型織物的設備側表面接觸或者不與之接觸，從而可以根據等級和強度對原料內的活(動)性進行調節。因此，本發明同時用於具有單一粗糙表面成型織物的現有造紙機的成型工段中、具有兩個疊置成型織物的所謂混合間隙成型機的初始粗糙表面段中，以及裝配有一個彎曲的弧面成形板的雙織物造紙機中。
背景技術：
在紙、板產品的製造中，將由大約98-99.8％的水和0.2-2％的造紙纖維或織物和其它固體構成的高含水原料從一個流漿箱堰板以高速噴射到運動著的成型織物上。相鄰的流漿箱堰板、成型織物以滑動接觸的方式通過多個用於支撐成型織物的織物支撐元件，並且確定出一個成型織物在其上運動的參考表面。根據選擇用於織物支撐元件的表面輪廓，還可以幫助從成型織物上的原料中排水。織物支撐表面通常包括一個或多或少位於原料噴射碰撞到成型織物上的點之下的導向刮刀，在其下遊跟隨著至少兩個附加表面，這兩個附加的表面可以是平坦的，或者其輪廓可以作為薄片(例如，由Wrist在US 2,928,465中公開)或者作為攪拌器(例如，由Johnson在US 3,874,998中公開)，儘管原料攪拌通常不是在成型工段中非常早的時刻開始。在當前的實際情況下，與流漿箱堰板相鄰的獨立的織物接觸元件不能進行垂直調節。這些元件通常採用燕尾或丁字架安裝，並且在有些情況下被固定安裝。所述安裝還被設計成使得所有元件與成型織物接觸。僅可以通過將織物接觸元件滑出它們的燕尾或丁字架的方式來更換或實際移動織物接觸元件，從而對原料的活性進行調節。
造紙商目前正在尋找可以改變同一設備製造的紙製品的基本重量的方法。例如，一個生產基本重量相對較低等級的襯紙或紙板的造紙機可能必須轉為製造基本重量大很多的產品。因此，很顯然，一個給定的沒有調整裝置的造紙機最好是製造一個等級的紙製品，並且不能很容易地改變成製造顯著不同的紙製品的造紙機。可以製造兩到三種基本重量的產品的造紙機在今天並不罕見。這種改變通常難以調節，並因此需要準備在原料中達到所需水平的活性的備用裝置，以便以最少的停止生產時間對紙的等級進行變換。
良好的紙材特性是由噴射原料的動能獲得的，所述動能攪動造紙織物，並因此使其分散的更加均勻。這對於成型工段早期部分特別重要，其中造紙織物仍然是相對可動的。
本發明尋求提供一種方法和設備，利用本發明，造紙商可以在原料在與流漿箱堰板相鄰的區域內衝擊到成型織物上之後，立即改變與成型織物接觸的織物支撐元件的數目，從而增強、保持或減弱原料的活性，並因此根據造紙條件進行最佳的攪拌。
現有技術的討論Smith等人在US 5,080,760中公開了一種密封增壓成型板，其中，通過向成型織物的設備側施加一個較小的正壓力，使得從原料中排出流體的速率減慢，引發原料的活性而不增加排水量。原料活性的水平僅可通過實際拆下織物支撐元件並用具有不同支撐表面形狀的其它元件對它們進行更換。
Johnson在US 4,140,573中公開了一種用於低真空吸入箱的密封蓋，其中，一些織物接觸元件被固定在比其它的元件略低一點的位置上；施加真空使得成型織物沿著一個波形路徑追隨元件的表面，從而在原料中引起攪動。Johnson公開了可以利用銷和調節螺栓、或者藉助具有傾斜的丁字形凹槽元件相對於傾斜的丁字架的運動，對元件的相對高度進行調整。兩種調節方式均耗費時間、人力，並且可能需要使造紙機停機。由於在成型工段中的較早的點處通常不需要真空輔助排水，所以一般不採用與流漿箱堰板相鄰的箱體。
Miller在US 5,421,961中公開了一種成型板，其相對於流漿箱與設備交叉方向的取向是可以調節和控制的，從而使其相對於所述堰板保持平行。這對於控制原料的活性不起作用或沒有意圖控制原料的活性。
Thorp在US 4,443,298中公開了一種可調節刮刀支撐件，在一個實施例中，沿設備方向的刮刀到刮刀的間隔可以藉助一個螺栓進行調節。然而，元件僅僅被橫向移動，不能垂直運動。
Ibrahim在US 4,684,441和US 4,718,983中公開了一種成型板，其中，導入刮刀的寬度可以在造紙機不停機的情況下進行調節。一個位於刮刀的紙張側表面上的薄帶可以被移動，以便截取原料射流的衝擊點。
Morley在GB 2,190,932中公開了一種成型刮刀，其中，可以通過實際拆去或插入不同厚度的間隔件來改變縫隙或凹槽的深度，而不使造紙機停機，從而引入微湍流。
很多發明人已公開了垂直可調支撐元件安裝裝置。典型的結構如Bartelmuss等人在US 5,660,689中、Bubik等人在US 5,262,010和US5,061,347中、以及Jaakkola在US 5,387,320中所公開的那樣。
發明概述本發明尋求同時提供一種工藝和一種設備，其中，可以對與流漿箱堰板相鄰的成型織物上的原料中的攪動進行控制。因此，可以在與流漿箱堰板相鄰的原料中引起攪動，並且對其等級和強度均可進行調節。這是通過在垂直可調支撐裝置上安裝至少一些織物支撐件、從而可以改變它們的高度而實現的。進而，本發明構想的設備可以在造紙機不停止的情況下改變元件的垂直位置。
因此，本發明的第一個廣義實施例探索提供一種用於提高造紙機的紙材(片材)特性的工藝，所述造紙機包括一個成型工段，至少一個具有一個設備側和一個紙張側並沿設備方向運動的成型織物，和一個具有流漿箱堰板的流漿箱，所述流漿箱堰板將原料射流輸送到至少一個運動著的成型織物的紙張側上，所述工藝包括以下步驟(i)將原料射流排放到至少一個運動著的成型織物的紙張側上；(ii)使至少一個在其紙張側上承載原料的成型織物的設備側沿設備方向順次移動通過以下部件-一個與流漿箱堰板相鄰且與成型織物接觸的第一固定支撐件；-至少一個設有穿孔支撐表面的排放箱，所述支撐表面包括至少一個垂直可動支撐元件，並且設有用於第一固定元件的支撐裝置；和-一個與成型織物接觸的最終固定支撐元件，它與第一固定支撐元件和至少一個成型織物的設備側一起確定出一個基準面；以及(iii)改變至少一個垂直可調元件相對於基準面的垂直位置，至少一個元件垂直移動進入到一個位置上，該位置從與成型織物的設備側接觸和不與成型織物的設備側接觸組成的組中選擇出來，藉此同時對原料中的攪動等級和強度進行調節。
本發明的第二個廣義實施例探索提供一種用於提高造紙機的紙材特性的設備，所述造紙機包括一個成型工段，至少一個具有一個設備側和一個紙張側並沿設備方向運動的成型織物，和一個具有流漿箱堰板的流漿箱，所述流漿箱堰板將原料射流輸送到至少一個運動著的成型織物的紙張側上，所述設備沿設備方向順序包括-一個與流漿箱堰板相鄰且與至少一個成型織物的設備側接觸的第一固定支撐件；-至少一個設有穿孔支撐表面的排放箱，所述支撐表面包括至少一個垂直可動支撐元件，並且設有用於第一固定元件的支撐裝置；和-一個與至少一個成型織物的設備側接觸的最終固定支撐元件，它與第一固定支撐元件和至少一個成型織物的設備側一起確定出一個基準面；和-一個用於至少一個垂直可動支撐元件的獨立控制的垂直調節裝置。
優選地，所述最終固定元件在所述成型工段中由一個相鄰的排放箱支撐。或者，最終固定元件由至少一個排放箱支撐。
優選地，該設備包括一個排放箱。或者，該設備包括兩個排放箱，每個排放箱支撐穿孔表面(網狀表面)的一部分。
優選地，穿孔表面包括多個支撐元件，至少一個支撐元件是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿著所述基準表面設置的織物支撐表面。更優選地，穿孔表面包括多個支撐元件，支撐元件中的至少一些是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿基準表面設置的織物支撐表面。或者，穿孔表面包括多個支撐元件，所有支撐元件均是垂直可動的。便利的是，穿孔表面包括多個支撐元件，其中所述支撐元件交替地為垂直可動的；或者包括多個支撐元件，其中所述支撐元件交替地為垂直可動的，並且其中與第一和最終固定元件相鄰的支撐元件是可動的。
優選的，至少成型工段與流漿箱堰板相鄰的部分具有一個粗糙表面(open surface)。更優選地，包括該成型工段的造紙機從以下組中選出-一個具有單個成型織物的粗糙表面造紙機；-一個具有兩個疊置的成型織物的混合間隙模型造紙機，其中至少與流漿箱堰板相鄰的成型工段的部分具有一個具有粗糙表面的成型織物；和-一個具有兩個成型織物的雙織物造紙機，各成型織物具有一個紙張側和一個設備側，其中，原料的射流被輸送到兩個織物的紙張側之間的間隙中，並且至少一個與成型織物之一的設備側接觸的支撐元件是可動的。
在該說明書中，對於本發明中使用的可動成型織物支撐元件的運動方向，用詞「垂直的」是指基本垂直於與該元件相鄰的成型織物的設備側的方向。在粗糙表面成型工段中，當成型織物粗糙表面是水平的時，通常是一個真正的垂直方向。在雙織物造紙機的成型工段中，由於在這種設備中的成型工段通常不是水平的，所以所述方向不是一個真正的垂直方向。
發明的詳細說明現在參考附圖詳細說明本發明，其中
圖1示意地表示具有粗糙表面成型工段的造紙機的初始衝擊區的總體設計；圖2表示設定就緒的圖1的設備；圖3表示圖1中所示的總體設計的第一種替換；
圖4表示一個元件調節裝置；圖5表示圖1和2中所示的總體設計的第二種替換。
首先參照圖1，所示初始衝擊區1包括一個沿著用3標出的設備方向運動的成型織物2。成型織物2纏繞在一個中心輥(胸輥)4上，並且從具有一個流漿箱堰板6的流漿箱5之下通過。當成型織物2的設備側2A通過支撐元件8、9、10、11、12和14時，從流漿箱堰板6將原料7的射流輸送到運動著的成型織物2的紙張側2B上。支撐元件8-12均安裝在一個第一排放箱15上，並且支撐元件14安裝在一個第二排放箱16上。排放箱是不密封的，並且因此通過成型織物進行的排放不需要真空輔助。在兩個排放箱15和16之間存在一個間隙17。
如圖1所示，成型織物2的設備側表面2A在基準表面20中。該平面由第一固定支撐元件上的織物支撐表面8A的位置和最終固定支撐元件14上的織物支撐表面14A的位置確定。當參考表面的端部被兩個固定支撐表面確定時，參考表面的位置可以很容易地被確定。因此，在本發明中將其用作相對於成型織物調節可動支撐元件的基準線。
在第一固定支撐元件8和最終固定支撐元件14之間，穿孔表面包括四個支撐元件9-12。如圖1所示，所有這四個支撐元件均縮回到基準面20之外(在圖1和其它附圖中，為了清楚起見，所有與可動支撐元件相關的垂直距離均被誇大了)，並因此不與成型織物接觸。
圖2表示一種可能性。在這種設計中，支撐元件10和12縮回而不與成型織物接觸，並且支撐元件9和11與成型織物接觸。根據在成型工藝中的這一較早的點處的原料中所需活性的水平，可以按需要顛倒這一順序，使元件9和11不與成型織物接觸，而元件10和12與其接觸。
在圖3中，與圖1相比作了兩點改變。
首先，由兩個排放箱支撐穿孔表面。用排放箱15支撐由支撐元件9-12所代表的穿孔表面的第一部分，並且用排放箱18支撐由支撐元件34-34所代表的第二部分。三個排放箱15、18和16順次被間隙17和17A分開。由排放箱15支撐第一固定元件8，並且由排放箱16支撐最終固定元件14。如圖所示，支撐元件9-12和31-34縮回而離開基準面20，並因此不與成型織物2的表面2A接觸。支撐元件30被表示為位於基準面中，並因此與成型織物2的設備側表面2A接觸。儘管支撐元件30是可動元件，但是支撐元件30優選是固定的，將其表面30A設置在由前面的第一固定元件8和隨後的最終固定元件14確定的基準面中。
其次，在第一和最終固定支撐元件之間的穿孔支撐表面中的支撐元件的數目較多，在圖1中為四個，在圖3中為9個。因此可以看出，在選擇有多少支撐元件包含在穿孔表面時存在很大的靈活性。在使用中，各支撐元件9-12和30-34的垂直位置設置成使它們中的每一個既可以與成型織物2的設備側表面2A接觸，也可以不接觸，並且可以進行選擇，從而在由成型織物2的紙張側2B攜載的原料中調節活性的等級和強度。
在圖4中表示用於設置可動元件的一個優選的機構，該機構作為圖1和2所示的替換設計的一部分。如圖3所示，兩個元件9和11被固定並且不能運動，並且兩個元件10和12可以運動，以便使它們的織物支撐表面10A和12A各自獨立地與成型織物接觸或不接觸。元件10的安裝是示例性的。
支撐元件10包括一個適當形成的縫隙41，該縫隙41可滑動地插在一個標準丁字架42上。由一個臂43支撐該丁字架，所述臂43在一端44處可樞轉地安裝。支撐樞轉點44的所需構架沒有示出；實際上，對於跨越成型工段構架寬度分布的各個可動元件，通常需要幾個安裝元件。在另一端，臂43安裝在連杆45的一端上；連杆45的另一端安裝在一個由軸47承載的杆臂46上。如箭頭48所示，軸47的旋轉既可以移動支撐元件10的接觸面10A，使其基本上在基準面20中與成型織物2的表面2A接觸(如圖所示的逆時針旋轉)，也可以移動支撐元件10的接觸面10A，使其脫離與成型織物2的表面2A的接觸(如圖所示的順時針旋轉)。實際上，應當注意，對於移動支撐元件以便同在基準面的區域中與成型織物2的設備側表面接觸和分離所需的運動範圍相當的小與成型織物2的潮溼表面2A剛脫離接觸和完全接觸之間的距離為大約2.0mm的量級。所述裝配應當構成使支撐元件運動的足夠遠，以便在支撐元件表面和成型織物的表面2A之間存在一個自由空間。
在圖1、2和4中，在第一和最終固定元件之間存在偶數個支撐元件。如果採用奇數個元件，則可以進行進一步的組合。如圖5所示，這樣便可以交替地上升和下降元件，以便該順序是對稱的。在圖5中，第一元件8和最終元件14仍然是固定的。在它們之間有五個支撐元件9-13。如圖所示，僅有元件10和12與成型織物2的表面2A接觸，並且元件9、11和13縮回。如果所有支撐元件均是可動的，則可以構成其它的設計。對於這樣的一個元件組中的一個或多個，也可以採用固定安裝方式。
在這些設計的每一個中，考慮到其等級和強度，在由於第一和最終支撐元件與穿孔支撐表面中的至少一個元件的組合而在原料中產生攪動的量主要取決於兩個因素。這兩個因素是(i)選擇哪些元素與成型織物接觸，和(ii)選擇用於這些元素的每一個的成型織物接觸表面的形狀。
因此，對於任意給定的加工造紙機，很顯然，通常需要一些試驗來獲得原料中的所需攪動等級和強度。此外，由於總是可以對這些部分進行更換，所以可以更容易地重新改裝造紙機的初始衝擊區，以便適應正在製造的產品的變化。
在前面的說明中，對粗糙表面成型工段進行了說明。但是本發明並不受此限制，並且可以用於其它已知形式的造紙機。因此，本發明可以用於下述任何一種造紙機-具有單一成型織物的粗糙表面造紙機；-具有兩個疊置的成型織物的混合間隙模型造紙機，其中至少成型工段與流漿箱堰板相鄰的部分具有一個帶有粗糙表面的成型織物；以及-具有兩個分別具有一個紙張側和一個設備側的成型織物的雙織物造紙機，其中，原料射流被輸送進入兩個織物的紙張側之間的間隙中，並且與成型織物之一的設備側接觸的至少一個支撐元件是可動的。
在前兩種類型中，由固定的第一和最終刮刀限定的基準面基本上是一個水平面。在雙織物機中，與流漿箱堰板相鄰的成型工段包括一個弧面成形板，該弧面成形板可以是彎曲或平坦的，並且承載與第一成型織物的設備側接觸的支撐元件。在本發明的實踐中，至少一個由弧面成形板承載的支撐元件可以運動，以便與第一成型織物的設備側接觸或脫離接觸。此外，當採用彎曲的弧面成形板時，由第一成型織物的設備側和固定支撐元件的位置所確定的基準面可以不是一個單一的面，而是遵循弧面成形板的輪廓。
權利要求
1.一種用於提高造紙機的紙材特性的工藝，所述造紙機包括一個成型工段，至少一個具有一個設備側和一個紙張側並沿設備方向運動的成型織物，和一個具有流漿箱堰板的流漿箱，所述流漿箱堰板將原料射流輸送到至少一個運動著的成型織物的紙張側上，所述工藝包括以下步驟(i)將原料射流排放到至少一個運動著的成型織物的紙張側上；(ii)使至少一個在其紙張側上承載原料的成型織物的設備側沿設備方向順次移動通過以下部件-一個與流漿箱堰板相鄰且與成型織物接觸的第一固定支撐件；-至少一個設有穿孔支撐表面的排放箱，所述支撐表面包括至少一個垂直可動支撐元件，並且設有用於第一固定元件的支撐裝置；和-一個與成型織物接觸的最終固定支撐元件，它與第一固定支撐元件和至少一個成型織物的設備側一起確定出一個基準面；以及(iii)改變至少一個垂直可調元件相對於基準面的垂直位置，使至少一個元件垂直移動進入到一個位置上，該位置從由與成型織物的設備側接觸和不與成型織物的設備側接觸組成的組中選擇出來，藉此對至少一個位置上的原料中的攪動等級和強度同時進行調節。
2.如權利要求1所述的工藝，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，至少一個支撐元件是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿著所述基準表面設置的織物支撐表面。
3.如權利要求1所述的工藝，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，支撐元件中的至少一些是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿基準表面設置的織物支撐表面。
4.如權利要求1所述的工藝，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，所有支撐元件均是垂直可動的。
5.如權利要求3所述的工藝，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，其中所述支撐元件交替為垂直可動的。
6.如權利要求5所述的工藝，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支承元件，其中所述支撐元件交替地為垂直可動的，並且其中與第一和最終固定元件相鄰的支撐元件是可動的。
7.如權利要求3所述的工藝，其特徵在於，由兩個排放箱順序支撐該穿孔表面。
8.一種用於提高造紙機的紙材特性的設備，所述造紙機包括一個成型工段，至少一個具有一個設備側和一個紙張側並沿設備方向運動的成型織物，和一個具有流漿箱堰板的流漿箱，所述流漿箱片將原料射流輸送到至少一個運動著的成型織物的紙張側上，所述設備沿設備方向順序包括-一個與流漿箱堰板相鄰且與至少一個成型織物的設備側接觸的第一固定支撐件；-至少一個設有穿孔支撐表面的排放箱，所述支撐表面包括至少一個垂直可動支撐元件，並且設有用於第一固定元件的支撐裝置；和-一個與至少一個成型織物的設備側接觸的最終固定支撐元件，它與第一固定支撐元件和至少一個成型織物的設備側一起確定出一個基準面；和-一個用於至少一個垂直可動支撐元件的獨立控制的垂直調節裝置。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，包括成型工段的該造紙機從以下組中選出-一個具有單個成型織物的粗糙表面造紙機；-一個具有兩個疊置的成型織物的混合間隙模型造紙機，其中至少與流漿箱堰板相鄰的成型工段的部分具有一個具有粗糙表面的成型織物；和-一個具有兩個成型織物的雙織物造紙機，每個成型織物具有一個紙張側和一個設備側，其中，原料的射流被輸送到兩個織物的紙張側之間的間隙中，並且至少一個與成型織物之一的設備側接觸的支撐元件是可動的。
10.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，由成型工段中的一個相鄰的排放箱支撐最終固定元件。
11.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，由第一和第二排放箱順序支撐穿孔表面。
12.如權利要求11所述的設備，其特徵在於，第二排放箱上的第一支撐元件的支撐表面位於該基準面內。
13.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，至少一個支撐元件是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿著所述基準表面設置的織物支撐表面。
14.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，支撐元件中的至少一些是垂直可動的，並且其餘的支撐元件具有沿基準表面設置的織物支撐表面。
15.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，所有支撐元件均是垂直可動的。
16.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支撐元件，其中所述支撐元件交替為垂直可動的。
17.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，該穿孔表面包括多個支承元件，其中所述支撐元件交替地為垂直可動的，並且其中與第一和最終固定元件相鄰的支撐元件是可動的。
18.如權利要求1所述的工藝，其特徵在於，包括該成型工段的造紙機從以下組中選出-一個具有單個成型織物的粗糙表面造紙機；-一個具有兩個疊置的成型織物的混合間隙模型造紙機，其中至少與流漿箱堰板相鄰的成型工段的部分具有一個具有粗糙表面的成型織物；和-一個具有兩個成型織物的雙織物造紙機，每個成型織物具有一個紙張側和一個設備側，其中，原料的射流被輸送到兩個織物的紙張側之間的間隙中，並且至少一個與成型織物之一的設備側接觸的支撐元件是可動的。
全文摘要
一種用於提高造紙機的初始衝擊區中的紙材特性的工藝和設備，所述造紙機包括一個成型工段、一個沿機器方向運動的成型織物品和一個具有流漿箱堰板的流漿箱，所述流漿箱堰板向運動著的成型織物品上輸送原料射流。通過移動位於成型織物之下並與流漿箱堰板相鄰的支撐元件，使它們或者與成型織物的設備側表面接觸或者不與之接觸，從而對原料內的攪動等級和強度進行調節。這一技術被用於具有單一粗糙表面成型織物的造紙機成型工段中、具有兩個疊置成型織物的所謂混合間隙成型機的初始粗糙表面段中、以及裝配有一個彎曲的弧面成形板的雙織物造紙機中。
文檔編號D21F1/52GK1476504SQ01819129
公開日2004年2月18日 申請日期2001年10月15日 優先權日2000年10月16日
發明者羅伊·范埃森, 馬克·蘭德裡, 理察·皮特, 皮特, 蘭德裡, 羅伊 範埃森 申請人:阿斯頓詹森公司