紙張、紙板或紙漿乾燥機運轉方法及裝置的製作方法

2023-09-17 13:41:10 1

專利名稱：紙張、紙板或紙漿乾燥機運轉方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明與紙張，紙板或紙漿烘乾機的流漿箱有關，下文中概稱為流漿箱或造紙機流漿箱。
本發明與一種控制流漿箱堰板流量的方法有關，方法不影響流漿箱湍流發生器，或在流向上位於湍流發生器前方的部件，並且不改變堰板腔中的流速或流向。這控制方法可用於補充對送料泵輸出的正常控制，與正常控制互不影響。
造紙機流漿箱的內部尺寸，決定通過流漿箱流量的最大值及最小值，二值之間的數值可提供合格的紙幅質量。
假使流量超過最大值，則流漿箱中的流速過高，以致紙漿在流漿箱寬度方向上的分布不均勻，並且在流漿箱輸出流接觸造紙網時湍流過急，不能形成令人滿意的紙幅。
假如流量低於最低值，紙漿可能在流漿箱寬度方向上分布不均勻。但是低於最低值的湍流太弱，纖維便開始互相纏結，形成纖維束，即絮凝物。
這些極限普及到某種程度，然而很明顯，其存在人所共知。
紙張的重量分類或質量除以面積(即所謂的克重)，取決於機器轉速和流漿箱輸出的紙漿的濃度。生產克重差別極大的機器，如箱板機(boxboard machine)等，速度及濃度差別也很大。這是因為人們試圖生產低濃度克重小的產品，以取得高速並具有良好成形的最大產量。而為生產克重大的產品必須提高濃度，並且由於造紙機的其它部件常限制產量提高，故必須降低機器速度。因為堰板流量和速度成正比，和濃度成反比，故這類機器流漿箱的最大流量和最小流量的流量比很大。下面列公式表示這流比(S)的關係S＝Qmax/Qmin式中S＝流量比Q高限＝適合產生合格紙幅質量和充分運轉能力的流漿箱的最高通過流量Q低限＝相應條件下的最低通過流量用本流漿箱結構可取得的流量比(S)，在若干情況下，在克重範圍的極限點上不足以保證最終產品的合格質量。流漿箱的流量比應至少相當於造紙機的最高和最低運轉能力的比例。但是最佳效果的取得，是當流漿箱的流量比增高，達到通過流漿箱的實際流量的變化範圍，明確處在流量比決定的流量範圍內的時候。
在勻漿輥型流漿箱中，流量比(S)約為2.5。水壓式流漿箱的缺點是可控範圍小，流量比(S)在1.5與2.0之間變化，視情況而定。
過去已知對上述兩種類型的流漿箱，還使用其它控制措施，以調節相關流漿箱的流量比，或者在某些情況下，僅增減堰板腔(slice chamber)中的紙漿或水，以校正堰板漿流中的局部缺陷，提高紙幅質量。
先有技術的解決方案中的一些缺點可用本發明消除。一個典型缺點是目前使用流量控制法使整個流漿箱中的流速改變。另一個缺點是將流漿箱中的一些槽道關閉時，會造成阻塞的危險，而讓纖維束流到銅網上。第三個缺點是具有旁路的工藝布置方式，使堰板腔中的湍流形式有一個根本的變化。與上述最後一個缺點相似的第四缺點，當流量減少時，尺寸恆定的堰板腔內的流速降低便將破壞湍流。可作為第五缺點的是目前所應用的調節方法是不切實際的機械調節方法。
本發明可用一個解決方案克服這五個缺點，並且提供了用同一流漿箱生產多層紙幅的機會。
美國專利第4，133，715號公開了一種水壓式流漿箱，其中有管形結構的湍流發生器，一個堰板腔與之約形成75°傾斜角，其上壁可相對多管進漿裝置(manifold)上緣轉動，於是可圍繞相關的樞軸點調節，可增加或減小最接近堰板開口的堰板腔的高度。這樣調節的結果使堰板腔的高度略變化，而向堰板腔供給紙漿的多管進漿裝置輸出面積保持不變。沒有紙漿從堰板流中分出，而輸入流漿箱的全部紙漿通過堰板流出。這種流漿箱以最高為S＝2.0的流量比運轉，設定流量接近高限和低限時，會產生質量不良的紙幅。同時運轉性能降低。上述例是用無流量調節系統的流漿箱的基本解決方案。
美國專利第3，972，771號公開了一種設有湍流發生器和堰板腔的勻漿輥式流漿箱。這堰板腔的高度可用上述引文中的方法調節，還可以將堰板腔上壁的樞軸點垂直移動作調節。將樞軸點垂直向下移動將湍流發生器的上口關閉，也就是減少有效湍流發生管的數目。堰板腔中的流速降低時，湍流發生器中的流速也降低，流漿箱所有其它部分中的流速也降低。流速可降低到例如低於集管的操作流速範圍。
德國專利第DE 3439051號公開了為水壓式流漿箱設計的解決方案(圖7)，將流入堰板腔(61)的一個少量紙漿放出，送回通過升降口(59)進行再循環，不使之流到堰板口，因此，雖然為取得良好的湍流狀態保持湍流發生器的高的流速，但是堰板口的流速降低。另一個紙漿排出口是滑動件(58)。滑動件的開啟必然降低湍流發生器(54)的流速。此發明的目的不在調節流量比而在改善紙漿上網的成形控制。這種解決辦法如用於從堰板排出的主排流量，不會維持堰板腔的穩定流量。這是因為堰板腔的大小不隨旁路調節而變化。此外，分流點造成向堰板口輸送的漿流中的有害渦流。
美國專利第4，162，189號公開了一種流漿箱，其堰板腔(20a)的上壁可用導軌(21)(

圖1)升降。也可以將一部分紙漿越過閾遠件(threshold)元件(26a)放入排漿管(27)，排出紙漿。但是這種布置的目的，是保持紙漿的高度(S)恆定，不起堰板流減流器的作用。這種溢流結構可在許多流漿箱中見到。湍流發生器(15)的橫截面是不能調節的。紙漿的高度(S)決定於閾元件(26a)。堰板腔高度的調節僅為堰板口的一種調節方式。
美國專利3，837，999號可視為一種流漿箱。堰板腔的截面從圖3，4，6及7中可見。可在堰板腔內安裝元件(44)，改變圖3中堰板腔的尺寸。可設想這種流漿箱沒有湍流發生器。這種調節方法很麻煩，在造紙工業中絕對做不到，其主要目的只是調節堰板口，從圖6及7是很顯然的。
美國專利3，802，960號公開一種產生單層或多層紙幅的流漿箱。元件(20)可視為湍流發生器，元件(230為堰板腔。可將一個活動楔形件(29)放在湍流發生器內。湍流發生器(20)和堰板腔(23)的截面積可用這楔形件來改變。但是，楔形件的小的移動可產生很大的流量變化，紙漿湍流狀態的變化難以預測。在這種流漿箱中不使用旁路。這種裝置在工廠生產相當困難。甚至尺寸上的小缺陷也會使漿流型式有很大的變化。此發明的目的不在於調節流量比，而在於控制湍流，並提高堰板流的質量。這設備不適合高濃度(1.5%以上)紙漿，因為紙漿經過湍流發生器(20)後流向堰板時多少呈層流形式，即方向及速度變化達到最低。僅在紙漿速度非常高時可獲得湍流。假使速度減低，絮凝物形成率非常高。楔形件的支承方法也不適合寬型機器，因為楔形件易撓曲。楔形件中部彎曲並振動，主要在中部上擠壓流漿箱。速度和濃度變化的控制很困難。
與上者相同，美國專利第4，285，767號敘述用內楔形件的堰板腔的調節。供給湍流發生器(22，23)堰板腔的排出口截面積，在此發明中保持恆定。不使用旁路。
芬蘭專利申請第853，293號提出一種與美國專利第3，972，771號非常相似的解決方案，現應用於水壓式漿箱。圖1及2的湍流發生器的最上列多管進漿裝置，或圖3及4中的最下列多管進漿裝置，可用一個滑動件(10a)遮擋，堰板腔可旋轉的上壁(8)改變堰板腔的尺寸。這申請中不使用旁路。這就是調節後各點(20，21及3)上的流速發生變化的原因。
本發明的流漿箱可根據對其修改用於下列各種用途單層流漿箱(臥式、斜式、立式)-設管形湍流發生器-設隔板型湍流發生器在上兩情況下，使用一個分流器，在湍流發生器後面引出一部分堰板流對堰板流量作調節(從最高值減小)。
多層流漿箱(臥式，斜式，立式)-與上同-兩類型湍流發生器都可安裝在同一流漿箱中，例如，中間層用高粘度紙漿，和有隔板的湍流發生器，外邊各層用傳統濃度和管形湍流發生器。
用於調節堰板流時，可在同一流漿箱中安裝多達三個不同的分流器在堰板腔的中部為固定式或可調式楔形件，並在堰板腔的底部和頂部安裝升降管形的旁路槽道。
圖1示流漿箱的沿造紙機中線的剖視圖。堰板腔底用柔性板製造，圖中用實線表示關閉狀態，虛線表示開放狀態。底板的關閉狀態用10表示，開放狀態用10a表示。致動器為氣/液壓缸。流漿箱可為臥式或斜/立式。
圖1a示出與圖1方案相似的方案，唯用彈性可膨脹容器作致動器取代氣/液壓缸，容器中充注氣體或流體，其壓力使部件10，10a彎曲。
圖1b示雙層流漿箱，可為立式，如圖示，也可為斜式或臥式。調節方案如圖1，實現調節的方法為將堰板腔的壁10，10a及110，110a開放，使堰板腔外的湍流發生器的排漿表面的一部分暴露。致動器可如圖1或1a。圖未示。
圖2示出的方案中，圖1中的柔性底板10，10a用可拆卸，互換的硬底板10b取代。流漿箱可為臥式或斜/立式。
圖3示出一種方案，以前各圖所示的壁的調節，用一個楔形分流器(下文簡稱為「楔」)取代，分流器由位於堰板腔中的壁10c限制。這楔的一邊復蓋了湍流發生器排漿表面的一部分。可將楔的高度固定，這時為調節用可整體更換另一楔，或者，可將壁10c垂直於堰板腔的中線移動作調節。這流漿箱也可以是臥式，斜式或立式。致動器放在楔內，可為機械式，液壓或氣動式。圖未示。
圖3a方案與圖3方案的不同點，在於圖3的方案中，將楔當中集聚的紙漿通過楔引導，達到楔的兩端，通過流漿箱的側壁回流而進行再循環。在圖3a中，將紙漿送入湍流發生器中部上的槽道中，發生器中部槽道設有通過流漿箱側壁的排漿孔。
圖3b示出圖3表示的同類型的方案，有兩條分別的漿流導槽，其中使用分別的兩種紙漿。兩各有分別的流量比調節器，作分別的調節。在這情況下調節器為楔10c和110c，流入其中的紙漿保持分離。在圖3b中，流漿箱可為立式，但同樣可為斜/臥式。致動器與圖3中的相似。
圖3c示的排漿槽類型，通過應用於多層流漿箱的圖3a所示湍流發生器，在這情況下，各紙漿層有各自的槽，引導用楔收集的紙漿，通過流漿箱後壁，回收作再循環。除漿楔收集的紙漿排出外，方案與圖3b中的方案相似。
本發明設備的功能如下(圖1)送料管1排出的紙漿，流入從流漿箱後壁開始的多管進漿裝置2。漿流通過多管進漿裝置後，脈動在平衡腔3中衰減，平衡腔後面跟隨一個湍流發生器4，湍流發生器的形式可以有隔板5，有不連續的表面來對漿流產生影響，或為管型湍流發生器5a，其典型形式為有階梯形或錐形的湍流管。這部分後面跟隨一個堰板腔6，其垂直方向上的尺寸必須與湍流發生器產生的流速有適當的比例。最後，流漿箱排出的漿流，通過堰板口7流到網(未示)上。用機構8調節堰板口7的高度。流漿箱的全部上述部件都屬於已知的件。通過按下述方法移動堰板6的底部10，10a，便可取得本發明的流量控制。
堰板腔6的底板10，10a，用很薄的軟板材製造，其在造紙網一側的邊緣被剛性固定。同一板10在湍流發生器一側上的邊緣，可用在流漿箱的外部下側的動力裝置的驅動下進入堰板腔6內，達到位置10a，從而由隔板隔成的一條或多條漿槽，或管形湍流發生器的某些相應最下排管子，在板10，10a的下面外露，將其中排出紙漿在流漿箱下引導，回收作再循環。在板10，10a前緣上方的這些槽或管排，向堰板腔6排放漿流，達到堰板7。用上述裝置可達到下列目的送料管1，多管進漿裝置2，平衡腔3，湍流發生器5，5a的漿流狀態與板10，10a的位置無關。
堰板腔6的漿流狀態和湍流的流型基本沒有變化，僅當底板10，10a的位置向著堰板腔變化時，流向堰板口7的流量減少。
堰板漿流特點保持與板10，10a的調節狀態無關，從而機器的運轉性能非常良好。
當使用以彈性變形為基礎的方法來調節板10，10a時，可使結構變得非常簡單。不需用鉸鏈而使壁上有隙縫。
實現這種結構還需要解決板10，10a有足夠的剛度，板緣抵靠湍流發生器的升降方法，將湍流發生器底部排出的紙漿流引導，回收作再循環等問題。這些都屬細節，可用下列若干方案解決。
板10，10a的剛度可用附在板底表面上的加強件11，11a提高。這些加強件可與漿流平行或垂直。升降方法的實現可用1)液壓缸13;2)與諸如步進電機等驅動裝置連接的齒條齒輪;3)使用螺紋裝置;或4)在機器橫向上伸展的水平軸，當軸轉動時軸上的連杆或凸輪將板10，10a升降;或者5)用壓力操縱的可變形的囊(13a)(圖1a)。用一個固定在板10，10a上的垂直防濺擋板11，引導紙漿流並對板加強。防濺擋板11引導流漿箱下方的排出漿流，防止過多的飛濺。同時擋板11使底板10，10a的剛度明顯提高。
在圖1b示的多層流漿箱方案中，分流的方式與圖1中的單層流漿箱相同。圖1b中的流漿箱有兩個分別的漿流槽道。右側槽各部用與單層流漿箱(圖1)相同的標號。左側槽的各部用與右側槽對應的號，但增加一百。例如右側防濺擋板的標號為11，左側則為111。
流漿箱的其他部分保持和上述的結構相同，下列的方案可取代用柔性底板10，10a進行的調節。
用一個斜底板10b(圖2)取代堰板腔底板(10，10a)(圖1)。現斜底板10b將來自湍流發生器最低槽的漿流直接向下排放。調節通過將底板10b從流漿箱側壁中抽出，向下通過排漿口抽出，或通過流漿箱的堰板口抽出，再用傾斜角度(k)不同的底板10b代替。當k＝0°時，10b部分相當於在圖1中位置10上的底板。
這種易代品很容易在工廠生產。流量控制為無級調節，但通過每一級調節可能使流動狀態非常接近最佳化。
在漿流方向上，在堰板腔6內中部的湍流發生器4(圖3)的後方，設有一個在機器橫向上的楔形件10c。楔形件中空，因而可以切斷最中間管列或板孔的漿流輸出，而通過楔端12再經流漿箱側壁引出漿流。楔10c可用高度不同的另一楔形件取代，或通過流漿箱側壁或堰板口將楔形件全部取出。還可將楔10c作成可調節的，因而可從流漿箱外，無級調節靠在湍流發生器一側的楔的高度。
在圖3a中，將楔形件收集的紙漿反向排入湍流發生器的槽14中，並通過流漿箱側壁上的孔12a，排出流漿箱。
在圖3b中，將圖3中的調節方案應用於多層流漿箱。圖的標號如圖1b所述的方法標。
在圖3c中，兩個不同紙漿槽各部分的標號與圖1b及3b方法相同。在這方案中，將楔收集的紙漿，反向排入在機器縱向上通過流漿箱的槽14及114中，並通過孔12b及112b排出流漿箱。
無論用堰板腔的活動外壁或堰板腔內的楔形件將漿流分隔，這種分流器的連接點和湍流發生器的排漿面都不必須完全液密。部件10，10a;10b;10c;110，110a和分流器110c不必須在流漿箱寬度方向上成為直線形。舉例而言，可有凹面或凸面，從而將紙漿主流分成到堰板口的漿流，和回收作再循環的漿流，使流漿箱邊側上的漿流與在流漿箱中部漿流分流的關係不同。這特點可用於影響克重和全幅橫向定向(orientation profiles of the web)。
權利要求
1.一種紙張，紙板或紙漿乾燥機中的一個單層，多層，臥式，斜式或立式流漿箱，包括一個集管，多管進漿裝置，可能包括一個平衡腔，湍流發生器或多管進漿裝置與湍流發生器的組合，分流器，堰板腔和堰板調節器其特徵在於有一個可調分流器和湍流發生器的排漿面連接，分流器為下列之一或其組合件；使堰板口收窄的外壁在紙漿流垂直方向上是可移動的，使其在湍流發生器側的窄端，可沿端流發生器排漿面向湍流發生器的中心移動，從而湍流發生器表面的一部分暴露在流漿箱的外部。壁和湍流發生器間的狹縫不必須液密(圖1，1a，1b)。該外壁易於更換為另一尺寸不同的外壁，該可更換的外壁使堰板腔的尺寸有很大的相應變化，該可更換的外壁全部或局部形成一條槽道，湍流發生器表面的一部分沿該槽道暴露於流漿箱的外面(圖2)。堰板腔內，在該兩外壁之間，設有楔形部，其底側靠在湍流發生器的排漿面上，從底側區域收集排入楔形件的漿流。楔形部的朝向機器邊側的側邊上設有孔口，通過孔口進一步將紙漿排出流漿箱外。湍流發生器可設分開的槽，依賴楔形部收集的紙漿通過槽排出流漿箱外。楔形部與湍流發生器間的狹縫不必須液密(圖3，3a，3b，3c)。
2.權利要求1所述的設備，其特徵在於可用氣/液壓缸，柔性氣/液容器，齒條齒輪，螺紋裝置，或用帶凸輪的軸作動力裝置的執行機構等，將堰板腔壁向著堰板腔中線作彈性彎析(圖1，1a，1b)。
3.如權利要求1所述的設備，其特徵在於在堰板腔內，在上述兩壁間放置一個楔形件，使楔形件的底靠在湍流發生器的排漿表面上，楔形件側邊與堰板壁形成分別的漿槽，兩個漿槽在靠近堰板出口處匯合，楔底的寬度為可調式或固定式，可通過流漿箱側壁或堰板口，將楔形件更換為另一寬度的楔形件。底部寬度還可作成可調的(圖3，3a，3b，3c)。
4.如權利要求1和3所述的設備，其特徵在於楔底寬度調節機構位於楔形件內。
5.如權利要求1和4所述的設備，其特徵在於楔底寬度的調節機構，有氣/液壓控制的缸或可變形的囊，或用一個軸操作的調節機構，通過楔的大頭部的楔邊控制。
6.如權利要求1至5所述的設備，其特徵在於流漿箱為一個多層流漿箱，至少設兩個分別的集管，相應有分別的湍流發生器(圖1b，3b，3c)。
7.如權利要求1所述的設備，其特徵在於分流器的分流部件在流漿箱寬度的方向上不是平面形狀。
8.一種可應用於紙張，紙板或紙漿烘乾機的流漿箱的方法，其特徵在於將湍流發生器排漿面上的最邊緣的孔中排出的漿流部分，從堰板漿流中排除，或者作為替代或補充，將從湍流發生器中部部分的孔口排出的漿流部分引導到復蓋湍流發生器中部的部件內，並將這部分漿流進一步排出流漿箱而不關閉上述部分中的湍流發生器，同時將堰板腔按截面積減小的比例收小，保持湍流的流型基本不隨流漿箱任何部分的堰板流量變化，從而將流漿箱的最高通過流量和最低通過流量間的比例關係調節。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於紙漿被分成進入堰板口的漿流和回收作再循環的漿流，在流漿箱寬度方向上的不同位置分流關係不同。
全文摘要
通過設置堰板腔排漿旁路，而調節造紙機流漿箱的流比，無論如何調節，流漿箱全部的流動狀態，諸如流速和湍流等都不改變。或通過開放堰板腔壁或用放在堰板腔內的分別的排漿裝置對流比進行調節。
文檔編號D21F1/02GK1052714SQ901101
公開日1991年7月3日 申請日期1990年12月21日 優先權日1989年12月22日
發明者尤哈·凱斯基伊瓦裡, 韋沙·羅米, 蒂莫·羅森達爾, 圖沃·維爾庫寧, 韋約·維爾塔莫 申請人:維美德-卡胡拉有限公司