成形纖維網狀物的方法及用於該方法的機械的製作方法

2023-10-16 18:39:34 5

專利名稱：成形纖維網狀物的方法及用於該方法的機械的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種成形分層的纖維網狀物(a layered fibrous web)的方法以及一種用於該方法的機械。
背景技術：
在造紙工業中，常常希望成形多層的紙漿質纖維網狀物，其中在不同的層中使用不同的纖維懸浮液。一張紙比如可以由芯部和表面層組成，所述芯部由回收的纖維材料製成，而所述表面層由不同的纖維材料製成，以便使得該紙張具有一個預期表面。這種多層網狀物可以藉助於分層的網前箱生產出來，其中不同的纖維懸浮液藉助於一個或者多個託板(blade)分隔開。在所述網前箱的出口處，多個纖維懸浮液層被依次分配在一個造紙網上，並且由此成形一個多層的紙漿質纖維網狀物。由於不同的層通常由具有不同纖維特性或者甚至是不同顏色的材料構成，所以必須防止層間發生混合。所述混合主要是由於形成在託板後緣下遊的尾流(the wake)所導致。這些尾流會產生強烈的湍流混合，明顯地阻礙了獲得良好層間純度的可能性。為了解決該問題，已經進行了若干種嘗試。
在英國專利申請GB 2107751 A中描述了一種造紙機和一種用於生產多層紙漿質纖維網狀物的工藝，其中兩個纖維懸浮液層由一個中間流動管道分隔開，水通過該中間流動管道進行流動，並且由此在所述纖維懸浮液層之間形成一個分隔層。所述流動管道從網前箱的入口端部大體延伸至網前箱的中部，並且由剛性的間隔壁構成。這種構造要求所述託板在網前箱中對稱設置，以便在所述託板後緣處的兩側獲得相同壓力。還有，除非形成所述流動管道的間隔壁被極其精確地定位，否則將產生嚴重的混合現象，這在實際中是不可行的。由此，無法在不會導致所述纖維懸浮液層之間存在所不希望的壓力差的條件下，送入不同體積的由所述間隔壁分隔開的纖維懸浮液流。此外，為了在所述託板的兩側獲得相等壓力，所述間隔壁的定位操作還必須適應於纖維懸浮液的一個特定速度，這就使得這種造紙機無法被靈活使用。

發明內容
本發明的目的在於解決與現有技術相關的所述問題。這一點藉助於一種根據權利要求1的方法來實現。具體來說，本發明涉及一種成形分層的纖維網狀物的方法，包括引導至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網前箱，利用一個託板裝置將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至一個網狀物成形設備，以及在所述託板裝置端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構成所述託板的一個延展部，並且由此防止所述纖維懸浮液發生混合。該方法還包括將所述託板裝置設置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由所述託板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，並且由此減輕所述託板裝置的邊緣下遊的尾流作用。
還有，本發明涉及一種造紙機，其包括一個網前箱，該網前箱包括至少一個纖維懸浮液分隔用託板裝置，該託板裝置上帶有一個出水口，所述出水口被設置成能夠形成這樣一個水層，即該水層構成了所述託板裝置的一個延展部，並且具有一個均勻的橫向流速。所述託板裝置被設置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由所述託板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，並且由此減輕所述託板裝置的邊緣下遊的尾流作用。
所述託板裝置由此得以自動調節，來補償不同纖維懸浮液層的壓力差，並且由此補償不同纖維懸浮液層的速度差。因此，以便在一個多層網前箱中向各個層送入不同體積的纖維懸浮液流，並且保持不同纖維懸浮液層的速度相等。比如當成形一種具有不同厚度的層的分層紙張時，這一點非常有用。也可以在網前箱中對稱地定位一個或者多個託板。
根據本發明的一個優選實施例，水在內部通道中被泵送穿過所述託板裝置，以便獲得一個壓降，這將確保水流速度在所有的通道中均相同。優選的是，所述通道終止於一個與所述託板裝置端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從所述託板裝置流出的水具有一個均勻的流速。
在本發明的另外一個優選實施例中，垂直於所希望的水流方向，在所述託板裝置的內部設置有一個壓降網屏(a pressure drop screen)。優選的是，該壓降網屏可以由一種多孔材料構成，比如一個被設置成跨越所述託板裝置橫剖面的整個寬度和高度的網狀構件，以便形成一個源自於所述託板裝置的均勻水流。
優選的是，從所述託板裝置流出的水的高度保持恆定，並且由此使得所述水層的高度保持恆定，水的流速通過改變水的泵送壓力加以調節。水可以具有這樣一個速度，即高於或者低於所述纖維懸浮液的速度。當水的速度低於所述纖維懸浮液的速度時，尾流作用仍舊存在於所述託板裝置的端部下遊。相反，當水的速度高於所述纖維懸浮液的速度時，會導致出現射流現象，這將導致發生更強的層間混合。通過改變水的流速，可以控制不同纖維懸浮液的分層狀況，以便獲得一種最佳狀況，此時層間混合最小，同時實現了最少的水量消耗。
優選的是，水藉助於一根進水導管被供送至所述託板裝置，所述進水導管被設置在所述託板裝置的上遊端部處，並且垂直於所希望的水流方向。
由所述託板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡可以以不同的方式來實現。在本發明的一個實施例中，所述託板裝置可以以這樣一種方式移動，即其可以彈性變形，並且由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
在另外一個優選實施例中，所述託板裝置在其上遊端部處被樞轉式支撐起來，並且可以環繞一根樞軸自由樞轉，所述樞軸垂直於所希望的流動方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。優選的是，所述進水導管被以這樣一種方式旋轉固定地連接在所述託板裝置上，即該進水導管與所述託板的樞軸重合。
此外，所述託板裝置可以既彈性撓屈又被樞轉式支撐起來。
所述託板裝置可以包括一對相互間隔開的平行板，這對平行板上下設置，並且基本上平行於所希望的水流方向。可選擇地，所述託板裝置可以包括一對板，這對板上下設置，並且沿著所希望的水流方向相向靠攏，由此，所述託板裝置上的出水口窄於進水口。


圖1示出了一個根據本發明具有一個分隔用水分配託板裝置的網前箱。
圖2示出了所述託板裝置沿著圖1中線2-2的橫剖面。
圖3示出了一個樞轉式支撐起來的託板裝置。
圖4示出了所述託板裝置的一個替代性實施例。
圖5示出了一個根據本發明具有兩個託板裝置的網前箱。
具體實施例方式
圖1示出了一個用於造紙機的網前箱10的橫剖面。該網前箱10經由輸入噴嘴12、14供送來兩股不同的纖維懸浮液流，輸入噴嘴12、14將所述纖維懸浮液送入管道15、16之內，管道15、16上下設置，並且藉助於一個基本上水平的託板裝置18分隔開。纖維懸浮液通過一個出口22被從網前箱10分配到一張造紙網24上，在該造紙網24上，兩個纖維懸浮液層被疊置起來以便成形一個分層紙張。圖2示出了一個託板裝置18，該託板裝置18由一個上側板26、一個下側板28以及一些內部通道構成，所述內部通道被以平行導管30的形式設置在上側板與下側板之間。導管30並排設置，並且平行於纖維懸浮液的流動方向。板26、28被平行設置，並且如圖1和3中示出的那樣相互間隔開。藉助於一個泵送裝置(未示出)，水被從網前箱10的上遊端部進行泵送，由此，所述內部通道會在於託板裝置18中流動的水上產生一個壓降作用。由此，在託板裝置18的端部下遊形成一個均勻的水層，該水層形成了託板裝置18的一個延展部。所述水層能夠防止或者減少在託板裝置18的邊緣下遊出現尾流。尾流將導致在所述纖維懸浮液層中出現渦流，由此會產生所不希望的層間混合。託板裝置18基本上從網前箱10的上遊端部延伸至出口22。如圖3中所示，導管30終止於一個與託板裝置18的輸出端部相距一定距離的位置處，以便獲得一個源自於託板裝置18的均勻水流。
在圖4中示出了本發明的一個替代性實施例，其中託板裝置180包括一個上側板260和一個下側板280，它們沿著所希望的水流方向相向靠攏。
在本發明的另外一個實施例中，託板裝置18、180中沒有設置內部通道，而是帶有一個或者多個壓降網屏38，如圖4中所示，壓降網屏38被設置在託板裝置18、180的內部，垂直於所希望的水流方向。優選的是，所述壓降網屏為一種多孔材料，比如一張網，並且被設置成跨越託板裝置18、180的橫剖面的整個寬度和高度，以便形成一個源自於託板裝置18、180的均勻水流。
根據一個優選實施例，託板裝置18、180被設置成環繞一根軸線20自由樞轉，軸線20基本上垂直於所希望的水流方向。託板裝置18、180可以是剛性的或者可以彈性變形。但是，從託板裝置18、180流出的水的高度保持恆定，由此使得所述水層的高度保持恆定。在本實施例中，包括有可彈性變形的託板裝置，這一點比如可以如此實現，即利用一種剛性材料製造託板裝置18、180上的出水部分，同時利用一種可彈性變形的材料製造該託板裝置的其餘部分。
可以藉助於對水的泵送壓力進行調節來對水的速度加以控制。一根用於將水供送至託板的進水導管32被設置在一個與樞軸20重合的位置處。進水導管32帶有一些開口34，通過這些開口34，水被供送至託板裝置18、180。託板裝置18、180被以一種旋轉固定方式連接在進水導管32上。優選的是，如圖3中所示，進水導管32藉助於一個旋轉接頭36得以旋轉設置，從而使得託板裝置18、180可以自由樞轉。
根據一個替代性實施例，水可以藉助於這樣一根進水導管被送入託板裝置18、180，即該進水導管具有一條狹長縱向穿孔(未示出)，通過該穿孔，水被供送至託板裝置18、180。
在本發明的另外一個實施例中，託板裝置18、180可以彈性變形，並且被不可樞轉地安裝在網前箱10中。因此，所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡僅通過託板裝置18、180的變形運動來實現。一根用於將水供送至託板的進水導管32，被設置在所述託板裝置的上遊端部處，垂直於所希望的水流方向，並且帶有一些開口34，通過這些開口34，水被供送至託板裝置18、180。
此外，網前箱10還可以帶有兩個或者多個託板裝置18、180，如圖5中所示，由此可以成形一個多層紙張。由於託板裝置18、180對所述纖維懸浮液層之間壓力均衡的自調節作用，託板裝置18、180在網前箱10中的豎直設置可以對稱或者不對稱。
本發明並不局限於前面描述過的實施例。在由所附權利要求限定的本發明保護範圍內，本技術領域中的熟練技術人員將會發現其它應用。
權利要求
1.一種成形分層的纖維網狀物的方法，該方法包括引導至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網前箱(10)，利用託板裝置(18、180)將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至網狀物成形設備(24)，以及在託板裝置(18、180)端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構成所述託板裝置的延展部，並且由此防止所述纖維懸浮液發生混合，其特徵在於，將託板裝置(18、180)設置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該託板裝置(18、180)分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，並且由此減輕該託板裝置(18、180)邊緣下遊的尾流作用。
2.根據權利要求1中所述的方法，其特徵在於，在內部通道(30)中將水泵送穿過託板裝置(18、180)。
3.根據權利要求2中所述的方法，其特徵在於，將通道(30)設置成使得它們終止於一個與託板裝置(18、180)端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從託板裝置(18、180)流出的水具有一個均勻的流速。
4.根據任一前述權利要求中所述的方法，其特徵在於，保持從託板裝置(18、180)流出的水的高度恆定，由此保持所述水層的高度恆定，並且通過改變水的泵送壓力對水的流速進行調節。
5.根據任一前述權利要求中所述的方法，其特徵在於，藉助於一根進水導管(32)將水供送至託板裝置(18、180)，該進水導管(32)垂直於所希望的水流方向並被設置在託板裝置(18、180)的上遊端部處。
6.根據任一前述權利要求中所述的方法，其特徵在於，垂直於所希望的水流方向，在託板裝置(18、180)的內部設置一個壓降網屏(38)。
7.根據任一前述權利要求中所述的方法，其特徵在於，將託板裝置(18、180)設置成可以以這樣一種方式移動，即其能夠彈性變形，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
8.根據任一前述權利要求中所述的方法，其特徵在於，將託板裝置(18、180)設置成可以以這樣一種方式移動，即在其上遊端部處被樞轉式支撐起來，並且可以環繞一根樞軸(20)自由樞轉，該樞軸(20)垂直於所希望的流動方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
9.根據權利要求8中所述的方法，其特徵在於，以一種旋轉固定方式將進水導管(32)連接到託板裝置(18、180)上，以便使得進水導管(32)與託板裝置(18、180)的樞軸(20)重合。
10.一種造紙機，其包括一個網前箱(10)，該網前箱(10)包括至少一個纖維懸浮液分隔用託板裝置(18、180)，該託板裝置(18、180)上帶有出水口，所述出水口被設置成能夠形成一個水層，該水層構成了託板裝置(18、180)的延展部，並且具有一個均勻的橫向流速，其特徵在於，託板裝置(18、180)被設置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該託板裝置(18、180)分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，並且由此減輕該託板裝置(18、180)邊緣下遊的尾流作用。
11.根據權利要求10中所述的造紙機，其特徵在於，所述託板裝置帶有內部通道(30)，在這些內部通道(30)中水被泵送穿過該託板裝置(18、180)。
12.根據權利要求11中所述的造紙機，其特徵在於，通道(30)終止於一個與託板裝置(18、180)端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從託板裝置(18、180)流出的水具有一個均勻的流速。
13.根據權利要求10-12中任一所述的造紙機，其特徵在於，垂直於所希望的水流方向，在託板裝置(18、180)的內部設置有至少一個壓降網屏(38)。
14.根據權利要求13中所述的造紙機，其特徵在於，壓降網屏(38)為一種多孔材料。
15.根據權利要求10-14中任一所述的造紙機，其特徵在於，從託板裝置(18、180)流出的水的高度保持恆定，由此使得所述水層的高度保持恆定，並且水的流速通過改變水的泵送壓力加以調節。
16.根據權利要求10-15中任一所述的造紙機，其特徵在於，將水供送至託板裝置(18、180)的進水導管(32)被設置在託板裝置(18、180)的上遊端部處，垂直於所希望的水流方向。
17.根據權利要求10-16中任一所述的造紙機，其特徵在於，託板裝置(18、180)可以彈性變形，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
18.根據權利要求10-17中任一所述的造紙機，其特徵在於，託板裝置(18、180)在其上遊端部處被樞轉式支撐起來，並且可以環繞一根樞軸(20)自由樞轉，該樞軸(20)垂直於所希望的水流方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
19.根據權利要求18中所述的造紙機，其特徵在於，進水導管(32)被以一種旋轉固定方式連接在託板裝置(18、180)上，以便該進水導管(32)與託板裝置(18、180)的樞軸(20)重合。
20.根據權利要求10-19中任一所述的造紙機，其特徵在於，託板裝置(18)包括一對相互間隔開的平行板(26、28)。
21.根據權利要求10-19中任一所述的造紙機，其特徵在於，託板裝置(180)包括一對板(260、280)，它們朝向所希望的水流方向相向靠攏，由此，託板裝置(180)上的出水口窄於進水口。
全文摘要
本發明涉及一種成形分層的纖維網狀物的方法，包括引導至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網前箱(10)，利用託板裝置(18、180)將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至網狀物成形設備(24)，以及在託板裝置(18、180)端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構成所述託板裝置的延展部，並且由此防止所述纖維懸浮液發生混合。該方法還包括將託板裝置(18、180)設置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該託板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，並且由此減輕該託板裝置邊緣下遊的尾流作用。本發明還涉及一種用於實施所述方法的造紙機。
文檔編號D21F1/02GK1592806SQ02823435
公開日2005年3月9日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月5日
發明者丹尼爾·索德爾伯格 申請人:瑞典紙漿及紙張研究所