专利名称：具有延伸压榨辊隙来压榨行进中的纸板幅的压榨装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有延伸压榨辊隙用来压榨行进的纸幅或纸板幅的压榨装置。更具体而言，本发明涉及靴形压榨装置(shoe press)，其包括一支持件，该支持件用来支持与一反作用辊或另一支撑元件相邻的压榨靴(press shoe)，该压榨靴和支撑元件在它们之间形成一延伸压榨辊隙；还包括一液压或气动装置来向着支撑元件对压榨靴施压，以便当纸幅通过压榨辊隙时将压力施加到纸幅上。
按照本发明的压榨装置特别适合用于湿纸幅或纸板幅的湿压榨，但是也用在轧光或是其他干燥纸幅或纸板幅的完成工序。按照本发明的压榨装置也可用于不同于纸和纸板的其他纤维网。
由于其较长压榨辊隙，前面已经知道的靴形压榨装置提供了比传统辊压榨装置更多的优点，比如在相同压榨辊隙压力下较高的干燥度，或是在压榨辊隙压力较低时保持一定干燥度对纸页进行更温和的压榨。
美国专利申请US 4,917,768公开了一种前面已知的靴形压榨装置，其中，压榨靴通过在横跨机器方向的方向上间隔开并刚性固定在支持件上的管状套管而被支撑。因此，这些套管被接收在压榨靴的圆柱形凹陷中，以便允许压榨靴移向反作用辊或是从反作用辊移开，改变辊隙压力。所公开的靴形压榨装置包括在套管上游和下游用于迫使压榨靴抵抗反作用辊和围绕横跨机器的轴枢转压榨靴的液压作动装置，以便在机器方向改变辊隙压力。因此，套管相对宽松地装配在压榨靴的凹陷部分中，并且弹性密封件包围住每个套管来密封套管和所述凹陷之间的界面。因此，US 4,917,768专利中公开的靴形压榨装置的压榨靴能相对于支持件枢转，以便在机器方向上改变辊隙压力。
但是，已经发现这种靴形压榨装置有某些问题。这类问题来源于压榨靴的热膨胀，这是因为运行过压榨靴以及携带纸或纸板幅穿过压榨机的带摩擦产生的热，和为不同的原因穿过压榨靴循环的热的液压流体产生的热而引起的。压榨靴的热膨胀引起在横跨方向上的延伸，这会导致支持件和压榨靴的液压装置中的弯曲张力，其中某些是不期望的。
在欧洲专利EP 0 933 471中，公开的靴形压榨装置降低了由压榨靴的热膨胀产生的问题，因为其有能力承受横跨机器方向压榨靴相对较大的延伸，以及压榨靴的其他变形。该专利公开的靴形压榨装置包括一沿穿过压榨区运行的幅材的整个宽度在横向方向上延伸的压榨靴，以及由支持件支持并沿着所述压榨靴间隔开的多个铰接的液压加载的压力缸。该加载压力缸确定的工作腔室由液压流体施压，从而使所述压力缸迫使压榨靴从支持件离开而压向反作用辊或其他支撑元件，以便将压力施加到被携带穿过在压榨靴和支撑元件之间限定的压榨辊隙的纸幅上。每个加载压力缸包括设置在压力缸元件内的活塞元件。或是活塞或是压力缸包括一两部分元件，该两部分元件具有联系压榨靴的第一元件和相对于支持件固定的第二元件，同时其余的活塞或是压力缸包括一联接器。
在根据欧洲专利EP 0 933 471关于靴形压榨装置的一个优选实施例中，所述两部分元件由第一和第二压力缸构成，同时所述联接器包括一个活塞，该活塞可滑动地接收在所述两个压力缸中。在另外一种方案中，同样也是一个优选的实施例，所述两部分元件则包括第一和第二活塞，同时所述联接器包括一个包围所述两个活塞的一个压力缸。
欧洲专利EP 0 933 471所公开的靴形压榨装置的联接器密封地接合至少一个元件，因此当向工作腔室施加压力以引起压榨靴压向支撑元件时，第一元件在加载方向被迫从第二元件离开。为了确保加载压力缸在横跨机器方向容纳压榨靴的延伸部分，每个联接器分别密封地接合第一和第二元件，使得联接器围绕平行于机器方向的轴相对于第一和第二元件枢转。因此，压榨靴在横跨机器方向可以自由地热膨胀，而不会引起加载压力缸的任意活塞和/或压力缸元件的弯曲。
因为欧洲专利EP 0 933 471中所公开的靴形压榨装置的压榨靴还能相对于支持件在机器方向移动或是枢转，该靴形压榨装置还包括一停止装置，其能约束压榨靴在机器方向向前的运动。
为了控制靴形压榨装置的压榨辊隙的条件，比如通过压榨辊隙的压力形状(压力曲线)，通常需要能够在机器方向向前或是向后移动压榨靴，以便影响通过压榨辊隙的压力曲线，因此辊隙压力在压榨辊隙开始处最高，而在压榨辊隙末端处较低，反之亦然。当通过压榨辊隙对压力曲线进行这样的调节时，压榨靴原则上遵循一个弧形路径，其中心在反作用辊的中心轴上。这会在机器方向上包括在加载压力缸中的部件之间，即，在一个活塞和多个压力缸之间或者在多个活塞和一个压力缸之间，引起偏斜。这种偏斜会产生作用到压力缸和压榨靴上的力，这些力在机器方向上或是在逆着机器方向，取决于偏斜方向。如果连接元件的偏斜在方向上是从可能的停止装置(压榨靴支持件)离开的，并且这个偏斜足够大的话，这些力就会超过直接作用到支持件上的力，造成不稳定性。如果连接元件在朝向压榨靴支持件的方向倾斜，就会产生直接朝向压榨靴支持件的力，就会增加作用到压榨靴支持件上的应力。
同样在纸张浆块或是类似物无意地进入压榨辊隙时，会产生类似的偏斜并在压榨靴支持件上引起应力。
按照权利要求1所述，通过一压榨装置实现了本发明的第一个目的，该压榨装置包括横跨机器方向排列的压榨靴，该压榨靴设置成与支撑元件配合形成一延伸的压榨辊隙，用于在压榨期间通过所述幅料；一支持件，在朝向支撑元件的方向通过沿着所述压榨靴间隔开的许多加载压力缸以可移动的方式支持所述压榨靴，从而在压榨期间将压力施加到幅料上。每个所述加载压力缸包括具有第一压力缸端部与压榨靴连接或是成整体结合在该压榨靴中的第一压力缸元件，和具有第二压力缸端部与支持件连接或是成整体结合在该支持件中的第二压力缸元件，所述第一和第二压力缸元件由连接元件可滑动地连接。该连接元件和第一压力缸元件可以彼此以第一动程长度相对移动，同时连接元件和第二压力缸元件可以彼此以第二动程长度相对移动，并且，连接元件具有一第三长度。因此，按照本发明，第一动程长度小于第二动程长度，因此能达到上述第一个目的。
本发明其它的目的会从下面的描述中显现，同时能达到其它目的的特征在从属权利要求中限定。
图3概括显示了当加载压力缸的第一压力缸元件倾斜一定角度变长时，属于靴形压榨装置的加载压力缸的压力缸元件和连接元件的运动方式。
图4概括显示了当加载压力缸随着其第一压力缸元件倾斜如图3相同的角度而变长时，属于按照本发明的压榨装置的加载压力缸的压力缸元件和连接元件的运动方式。
优选实施例的详细描述为了对比，附后的
图1A和1B示出了从横跨机器方向MD看靴形压榨装置的两种不同的截面图，这些将在后面详细讨论。
在图2A和2B中，类似于图1A和1B的视图，但是按照本发明的优选实施例的具有延伸压榨辊隙的压榨装置的视图。
按照本发明的压榨装置用来压榨行进中的纸幅或纸板幅料，并且其包括排列在横跨机器方向MD上的压榨靴101，所述压榨靴101在压榨期间与支撑元件102配合形成一延伸的压榨辊隙103，以便让幅料104通过。
压榨装置还包括一支持件105，该支持件105在朝向支撑元件的方向支持所述压榨靴。所述支持件105通过沿压榨靴101间隔开的多个加载压力缸106以可以移动的方式支持压榨靴，来在压榨期间将压力施加到幅料上。
每个所述加载压力缸106包括具有第一压力缸端部108的第一压力缸元件107和具有第二压力缸端部110的第二压力缸元件109；所述第一压力缸端部108与压榨靴101连接或是成整体结合在所述压榨靴101中，所述第二压力缸端部110与支持件105连接或是成整体结合在该支持件105中。
这里表述的“压力缸元件”应该理解为加载压力缸的功能性部件，其可以是液压或气动的类型。“压力缸元件”的例子比如包括内部或外部基本上是圆柱形的套管，该套管至少在一个端部是开放的，基本上是圆柱形的实心本体或活塞，或在压榨靴或者支持件中基本上是圆柱形的凹陷，都是这种例子。
第一和第二压力缸元件107、109由连接元件111可滑动地连接，其中，该连接元件111和第一压力缸元件107可以彼此以第一动程长度L1相对移动，同时连接元件111和第二压力缸元件109可以彼此以第二动程长度L2相对移动，并且，连接元件具有一第三长度L3。
这里表述的“动程长度”应该理解为相对于所述压力缸元件可滑动位移第二配合元件的压力缸元件的最大长度。
按照本发明和优选实施例，第一动程长度L1小于第二动程长度L2。
按照本发明具体优选的实施例的压榨装置，第一动程长度L1小于第二动程长度L2的一半。
在另一优选实施例中，第三长度L3大于第一动程长度L1也大于第二动程长度L2，其中第三长度L3还特别有利地是大于第一动程长度L1与第二动程长度L2的和。
按照本发明的另一优选实施例的压榨装置，连接元件111以密封的形式通过接触密封件112、113可滑动地连接第一107和第二109压力缸元件，以便形成至少一个工作腔室114，在该腔室内增压介质，如液压油或压力空气的压力能被减少或增加以使加载压力缸106的长度变短或增长。因此，连接是用这种方式，即在压榨期间主动或被动倾斜压榨靴101时，第一压力缸元件107的中心轴C1和连接元件111的中心轴C3彼此能相对倾斜一角度和相对于第二压力缸元件109的中心轴C2倾斜一角度。在这个实施例中，第一动程长度L1、第二动程长度L2、第三长度L3，和接触密封件112、113的几何位置适配于在所述倾斜过程中最小化连接元件的中心轴C3和第二压力缸元件的中心轴C2之间的角度A2。
因此上述倾斜既可以是主动的也可以是被动的。密封件112、113可以是有利的是上面所讨论的专利EP 0 933 471所公开的类型。从下面的描述中也能显然看到，连接元件可以有不同的几何形状。
按照本发明的另一优选实施例的压榨装置，具体如图2B所示，压榨靴支持件115固定到支持件上，来接受在压榨期间压榨靴101与压榨靴支持件接触而经受的在机器方向MD的力。在这个实施例中，一个或几个停止装置116设置在第一压力缸元件107和/或连接元件111上，以便限制第一动程长度L1的最大值，并因此确保中心轴C3和C2之间有较小的角度A2。在如图2A和2B所示的压榨装置中，停止装置116由一个环形件构成，螺纹连接在第一压力缸元件107的开口端部，并且其具有比第一压力缸元件的直径稍小的内径，其中，环形件116用于与突起密封件112配合封闭连接元件111。但是，按照本发明也能猜想到靴形压榨装置的实施例的一个或多个停止装置还有其他适合的设计。结合这个实施例，应该注意到在图1A和1B所示的靴形压榨装置中，缺乏停止装置来限制其相应于动程长度L1的最大值。
按照本发明的另一优选实施例的压榨装置中，第一压力缸元件107包括一与前述第一压力缸端部108相对的开口的第三压力缸端部116，而第二压力缸元件109包括一与前述第二压力缸端部110相对的开口的第四压力缸端部117。在这个实施例中，第三和第四压力缸端部116、117分别围绕所述连接元件111的相应端部，以形成工作腔室114或几个工作腔室。因此，连接元件111优选是基本上圆柱形的套管，其内部形成工作腔室114的一部分，如图2A和2B所示。在另一实施例中(图中未示)，连接元件可选择是实心的、基本上圆柱形的本体，在其每个端部形成工作腔室，其中，优选但不是必须的是设置有一个或几个介于两个端部之间的通道，用来连接所形成的几个工作腔室之间的压力。
按照本发明的另一优选实施例(未示出)的靴形压榨装置，第一和第二压力缸元件是实心、基本上圆柱形的本体，其一个端部由连接元件封闭，以便形成工作腔室。因此，所述的密封元件设置在所述的连接元件上，以便按照本发明尽可能最小化其倾斜/偏斜。
在本发明的另一特别优选的实施例中，支撑元件102是可旋转的反作用辊，并且，柔性带118设置为无端环圈的形式，在压榨期间在压榨靴101和纸幅或纸板幅104之间运行。因此，柔性带优选具有套管的形状。
按照本发明具有延伸压榨辊隙的压榨装置优选用在纸或纸板幅的湿压榨或轧光。
下面，通过本发明能够达到的一些优点通过例子在下面详细解释。
图1A所示的靴形压榨装置其压榨靴在第一位置处，以通过压榨辊隙产生基本上对称的压力曲线。
图1B显示图1A所示的靴形压榨装置，但是其压榨靴被移动到第二位置，与压榨靴在图1A所示的第一位置处相比，其趋向于将压力曲线的最大压力值移动到压榨辊隙的端部。从图1A和1B能明显看到，示出的靴形压榨装置的第一动程长度L1比第二动程长度L2大。
因此，主动将压榨靴1移动到如图1B所示的第二位置，是为了将压力曲线的最大压力移动向压榨辊隙的端部，因此，压榨靴1以及与第一压力缸元件7相联系的中心轴c1相对于第二压力缸元件9的中心轴c2就会沿机器方向MD向前倾斜一角度a1。联系到这一点，就该注意到图中示出的角度，为了清楚起见，被明显的放大了。
连接元件(活塞)11在朝向压榨靴支持件15的方向大角度的倾斜，会导致在压榨期间使压榨靴支持件15经受较大应力，由于产生了分力，该分力会压向第一压力缸元件7，并且和在机器方向MD指向前的其它力一起，就会将压榨靴1压向压榨靴支持件15。
图2A和2B另外示出了按照本发明的优选实施例的具有延伸压榨辊隙的压榨装置。图2A所示的压榨装置其压榨靴在第一位置处，与图1A所示的第一位置类似，同时，图2B所示的压榨装置其压榨靴主动移到第二位置处，与图1B的第二位置类似。
在图2B中，压榨靴101已经如图1B所示的压榨靴1一样被主动地倾斜近似相同的角度，以便使得在压榨辊隙的端部比在起始处能获得更高的辊隙压力。因此，在第一压力缸元件107的中心轴C1和第二压力缸元件109的中心轴C2之间的角度A1与图1B中的角度a1相近似大。按照本发明设置加载压力缸106的不同部分的结果是，连接元件111的中心轴C3和第二压力缸元件109的中心轴C2之间的角度A2，相对于图1B所示的中心轴c2和c3之间的角度a2，现在显著变小。从上面的实施例开始，本领域的技术人员显然能发现，通过本发明的方式，最小化，即减少或者甚至消除角度A2，就能达到减少或者甚至消除来源于工作腔室114的增压在机器方向MD的分力，该分力由压榨靴支持件118上的压榨靴101承受。
图3概括显示了当加载压力缸随着其第一压力缸元件倾斜一定角度变长时，属于靴形压榨装置的加载压力缸6’的压力缸元件7’、9’和连接元件11’的运动方式。
相反，图4概括显示了当加载压力缸随着其第一压力缸元件倾斜如图3相同的角度而变长时，属于按照本发明的靴形压榨装置的加载压力缸106’的压力缸元件107’、109’和连接元件111’的运动方式。
从图4中能明显看到，按照本发明的压榨装置能使得连接元件111’、当加载压力缸106’变长(或变短)时、基本上线性并平行于加载压力缸106的变长方向运动。这就最小化了可能的压榨靴支持件上的应力。
在如图3所示的靴形压榨装置的加载压力缸6’变长(变短)期间，连接元件111’就会相对于加载压力缸6’变长方向倾斜不同的角度，角度大小取决于变长或变短的过程进行得有多长。这就在可能的压榨靴支持件上产生相当大的应力，或者在各种力指向机器方向(机器方向相反方向)的情况下，引起压榨靴不稳定。而且，在压榨靴和压榨靴支持件之间的摩擦力会在横跨机器方向变化，这又取决于在中间的支持件(梁)的较大的偏转(以及引起活塞的较大的歪斜)。这会引起靴形压榨装置在机器方向的压力曲线在横跨机器方向的变化。
本发明应该不会被认为是受到在前面所描述的不同实施例的限制，或者被所附的附图所示限制，但是本发明的范围是由下面所述的权利要求书所界定的。
按照本发明包括在靴形压榨装置的机械的和液压的、或者气压的组件，在这里没有任何过细的描述，因为这类元件是本领域技术人员所熟知的，并且也在上面提到的专利EP0933471中公开并讨论过了。
而且，应该指出的是，纸幅104优选是由一个或几个接受水的机器织物，比如一个或几个压榨毛毡携带穿过压榨辊隙103。
权利要求
1.一种用于压榨行进中的纸幅或纸板幅的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，包括横跨机器方向(MD)排列的压榨靴(101)，该压榨靴设置成与支撑元件(102)配合形成一延伸压榨辊隙(103)，用于在压榨期间通过所述幅料(104)，一支持件(105)，该支持件在朝向支撑元件的方向、通过沿压榨靴(101)间隔开的多个加载压力缸(106)以可移动的方式支持所述压榨靴，从而能在压榨期间将压力施加到幅料上，其中，每个所述加载压力缸(106)包括具有第一压力缸端部(108)与压榨靴(101)连接或是成整体结合到该压榨靴中的第一压力缸元件(107)，和具有第二压力缸端部(110)与支持件(105)连接或是成整体结合到该支持件中的第二压力缸元件(109)，所述第一和第二压力缸元件(107、109)由连接元件(111)可滑动地连接，其中，该连接元件(111)和第一压力缸元件(107)彼此可以第一动程长度(L1)相对移动，同时连接元件(111)和第二压力缸元件(109)彼此可以第二动程长度(L2)相对移动，并且，连接元件具有一第三长度(L3)，其特征在于，第一动程长度(L1)小于第二动程长度(L2)。
2.如权利要求1所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，第一动程长度(L1)小于第二动程长度(L2)的一半。
3.如权利要求1或2所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，第三长度(L3)大于第一动程长度(L1)也大于第二动程长度(L2)。
4.如前述任一权利要求所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，第三长度(L3)大于第一动程长度(L1)与第二动程长度(L2)的和。
5.如前述任一权利要求所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其中，连接元件(111)以密封的形式通过接触密封件(112、113)可滑动地连接第一(107)和第二(109)压力缸元件，以便形成至少一个工作腔室(114)，在该腔室内增压介质的压力能被减少或增加以使加载压力缸(106)的长度相应变短或增长，并且用这种方式，在压榨期间主动或被动倾斜压榨靴(101)时，第一压力缸元件(107)的中心轴(C1)和连接元件(111)的中心轴(C3)彼此能相对倾斜一角度，和相对于第二压力缸元件(109)的中心轴(C2)倾斜一角度，其特征在于，第一动程长度(L1)、第二动程长度(L2)和第三长度(L3)，和接触密封件(112、113)的几何位置适配，以便在所述倾斜过程中最小化连接元件的中心轴(C3)和第二压力缸元件的中心轴(C2)之间的角度(A2)。
6.如前述任一权利要求所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其中，压榨靴支持件(115)固定到支持件上，用来接受在压榨期间压榨靴(101)与压榨靴支持件接触而经受的在机器方向(MD)上的力，其特征在于，一个或几个停止装置(116)设置在第一压力缸元件(107)和/或接触元件(111)上，以便限制第一动程长度(L1)的最大值。
7.如权利要求5或6所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，第一压力缸元件(107)包括一与第一压力缸端部(108)相对的开口的第三压力缸端部(116)，第二压力缸元件(109)包括一与第二压力缸端部(110)相对的开口的第四压力缸端部(117)，其中，第三(116)和第四(117)压力缸端部分别封闭所述连接元件(111)的相应端部，以形成工作腔室(114)或几个工作腔室。
8.如权利要求7所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，连接元件(111)基本上是圆柱形的套管，其内部形成工作腔室(114)的一部分。
9.如权利要求7所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，连接元件是实心的、基本上圆柱形的本体，在其两个端部形成工作腔室。
10.如权利要求9所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，圆柱形本体包括一个和几个介于两个端部之间的通道，用来连接工作腔室之间的压力。
11.如权利要求5或6所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，第一和第二压力缸元件是实心、基本上圆柱形的本体，其一个端部由连接元件封闭，以便形成工作腔室，其中所述密封元件设置在所述连接元件上。
12.如前述任一权利要求所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，所述支撑元件(102)是可旋转的反作用辊，其中，柔性带(118)，优选是套管的形式，在压榨期间在压榨靴(101)和纸幅或纸板幅(104)之间设置为无端环圈的形式运行。
13.如权利要求1-12任一项所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，该压榨装置用于纸或纸板幅的湿压榨。
14.如权利要求1-12任一项所述的具有延伸压榨辊隙的压榨装置，其特征在于，该压榨装置用于纸或纸板幅的轧光。
全文摘要
一种具有延伸压榨辊隙的压榨装置，包括横跨机器方向(MD)排列的压榨靴(101)和一支持件(105)，该支持件通过沿压榨靴(101)的多个加载压力缸(106)支持所述压榨靴，以便在压榨期间将压力施加到幅料上。所述加载压力缸(106)包括与压榨靴(101)连接或是成整体的第一压力缸元件(107)，和与支持件(105)连接或是成整体的第二压力缸元件(109)。压力缸元件(107、109)由连接元件(111)可滑动地连接，其中连接元件(111)和第一压力缸元件(107)彼此可以第一动程长度(L1)相对移动，同时连接元件(111)和第二压力缸元件(109)彼此可以第二动程长度(L2)相对移动，并且连接元件具有一第三长度(L3)。因此，第一动程长度(L1)小于第二动程长度(L2)。靴形压榨装置特别适用于纸或纸板幅的湿压榨或轧光。
文档编号D21F3/02GK1409785SQ00816942
公开日2003年4月9日 申请日期2000年12月7日 优先权日1999年12月10日
发明者约尔马·斯内尔曼 申请人:麦特索纸业公司