专利名称：结合了连接机构的造纸机脱水叶片的制作方法
技术领域：
本发明涉及用在造纸机和类似机器的成形和压榨部(forming and press section)中的脱水叶片(dewateringblade )，该叶片包括其上表面共同包括 叶片的"l妄触织物的表面(fabric contacting surface )的段，并具体地将一个 或更多个互锁构件(interlockmember)结合到段的下表面，以牢固地互锁 在基座构4牛(base member)内的通道内。
背景技术：
脱水叶片已经用在造纸业和类似的工业很多年了 ，以从织物的下面刮 或挡开流体以偵_使垫或网凝固，并导致由成形织物携带的原料搅动；已知 并使用了许多不同的设计。虽然主要关于造纸技术描述了本发明，但是本 领域技术人员将容易理解，本发明将在有关连续凝固过程的所有类型，例 如污泥脱水和过滤中找到应用。
这些脱水叶片的接触织物的表面 一般包括结合或以 一些方式机械连 接到基座构件的陶瓷或类似的耐磨材料的细致和精密形状的段。 一般地， 基座构件横越机器的全宽度，并提供用于连接陶瓷段的牢固基座；然而， 能够使用子组件系统，如在我们的同在申请中的US 11/690,479中描述的。 段的接触织物的表面细致地成形，以用于与滑动接触经过它们的织物接 合。段的机器侧表面一般地成形为配合基座构件上的燕尾槽或其他类似的 互锁形状，如本领域中众所周知的。图l提供了现有技术一般已知的陶瓷 段的截面的示例，显示了在段的下面上的模制燕尾槽形状，其设计为与玻 璃纤维基座构件配合，而玻璃纤维基座构件又安装在一般地位于抽吸或其 他排污箱(drainage box)的顶部上的轨道上。这个结构导致段的厚度(从上表面到下表面测量)在基座构件通道上的位置与同样的上游和下游区域 相比有显著差异。
现有技术讨i仑
现有技术包含将段连接到基座构件的方法和装置的许多实施例；几乎 所有都依赖White等人的US 3,337,394中公开的基础燕尾槽和丁字架方法。 这个专利教导了排污叶片可设置有适合于安装在T型轨道上的燕尾槽类型 的凹进，以便把它们安装在造纸机上。该方法的优点是，可通过把叶片滑 离轨道并把新的叶片滑动到适当位置来更换叶片。该系统还允许叶片关于 织物的精确定位。其他实施例是已知的。
Truxa的US 3,520,775和US 3,647,620教导了使用槽和销型布置调整 叶片相对于造纸织物的位置的方式。Walser等人的US 3,743,574教导了类 似White等人的安装系统。Evalahti的US 3,953,284公开了类似White等 人7>开的用于丁字架类型的叶片的锁定装置。Beauchemin的US 4,004,969 公开了可滑动到适当位置以改变挡开角(foiling angle )的可移动的耐磨插 入物。Schiel等人的US 4,214,949公开了适合于被板弹簧夹子夹紧到支撑 元件以提供可互换的支承面的对称叶片。Arav的US 4,544,449公开了用于 叶片的安装系统，其中，叶片借助于一系列销固定到"板"，而这些销焊 接到板并从板凸出；该系统易于制造并要求最少的机加工。
Neun等人的US 5,932,072公开了 "按钮，，形式的安装装置，其将叶片 保持在适当位置，替换传统的丁字架安装装置。在每个叶片的下侧包括在 按钮上滑动的T槽；每个按钮包括与机器框架和上盖接合的螺紋圆柱杆部。
Haunlieb的US 6,537,426公开了用于可释放且可调整地将叶片固定到 排污设备(drainage device)的盖子的连接元件或夹紧装置。装备有套筒并 位于盖子上的紧固件在叶片装备的下面与有角度的槽接合。
Jansson的EP 1,127,186公开了安装箔或叶片的方法，其中，依靠弹簧 将叶片推进到稳定的操作位置，弹簧引起锁定构件接合将叶片严格保持在 适当位置的夹紧表面。提供了执行机构以允许拆卸叶片。Fuchs的CA 1,235,010公开了包括陶资段的叶片，陶瓷段包括上部部 分和下部部分，下部部分具有设置为连接到基座构件的凸出物。但是在偏 置布置中，上部部分和下部部分粘结在一起，使得邻近的下部部分之间的 每个接合位于邻近的相应上部部分之间的接合之间的中间。
目前，用在造纸脱水叶片中的段(一般为陶瓷)用以下三种方式中的 一种制造
1. 使陶瓷形成有(也就是，铸造)整体互锁机构(integral interlocking mechanism )，例如铸造到段的机器侧表面内的燕尾槽或T字型。这个互锁 形状结合基座构件中的配合槽或突出使用，以把部件锁在一起。通常使用 环氧树脂帮助这个锁定机构。
2. 将陶瓷段制造为用适合用在热、湿环境中的环氧树脂直接结合到基 座子结构的平坦矩形部件。
3. 类似(2)制造段，但是它们切割有凹槽，凹槽允许插入钢夹，以 有助于与环氧树脂和托架基座(carrierbase)互锁。
有许多与所有这些当前的三种方法相关联的问题。首先，陶瓷厚度的
变化(也就是，与基座的互锁部分，即燕尾槽出现和陶瓷厚度增加的地方， 如图1的T3所示的比较，在它的前缘和后缘(Tl和T2)处从纸侧表面到 叶片底部)可导致在外形改变17的位置应力增大。这个应力增大引起在 陶瓷段形成应力裂紋，随后导致进一步的破裂并最终破坏段。此外，这个 锁定装置制造昂贵，且出于各种原因不能提供基座和陶瓷段之间的令人满 意的连4妻。
在第二种方法中，由于结合过程中的变化，或由于机器操作条件，有 这种较强的可能性，即在机器操作期间一个或更多个结合的陶资段可能从 基座结构松掉，从而引起造纸织物和可能的机器部件的重大破坏。在Fuchs 的CA 1,235,010中公开的方法中，需要非常高准确性的对准，考虑到一般 地陶瓷段的小尺寸，这很难达到，且如果任一段破坏，这种结构维修也极 其困难。
在第三种情况，在陶瓷底部制成的接受夹子的切口也能导致在陶瓷段形成应力裂紋，或它们可由于突破到切口内的可能性而降低陶瓷的实用 性。
因此，期望提供更有效且成本有效的装置，其中，陶瓷段可以可靠地 且有效地结合到基座，而没有分离它们并引起造纸机或其部件，具体地造 纸织物损害的危险。还期望，如果能用更可靠且有效的方式制造陶瓷段， 具体地厚度没有重大差异，使得很大程度上减少段的应力裂紋，且在给定 的叶片构造中， 一个段可用于多种目的。
因此，在过滤工艺行业，且具体地在造纸业，需要一种将包括脱水叶 片的接触织物的表面及类似物的陶瓷段连接到陶瓷段所安装的基座构件 的更可靠且成本有效的装置。本发明提供了 一种克服涉及将陶瓷段连接到 基座构件的这些和其他难点的简单而有效的装置。
发明内容
本发明提供一种用于改进段，例如常规的陶瓷段到用于过滤的脱水叶 片的基座构件的连接的新颖可靠且成本有效的装置。在发明中， 一个或更
多个次互锁构件结合到段的机器侧表面；随后，由段和至少一个互锁构件 组成的组件通过依靠粘合剂或设计为与或不与附加结合剂 一起使用的锁 定机构将互锁构件固定在基座构件的通道内而连接到基座构件。
为了本发明的目的，术语"粘合剂"被宽泛地解释为意味将两项或更 多项粘附或结合到一起的任何化合物，这样的例子包括热塑性粘合剂、粘 合剂反应系统(reactive adhesive system )以及UV和光固化粘合剂。用在
环境条件决定。
因此，在第一宽泛实施方式中，本发明寻求提供用于在过滤过程中对 过滤用织物(filtration fabric )脱水的叶片的段，叶片包括基座托架，基座 托架包括通道，段具有前缘和后缘，并包括
(i) 接触织物的上表面；
(ii) 下表面；以及(iii)至少一个互锁装置，其通过粘合剂结合到段的下表面，互锁装 置被构建和设置为接纳并固定在通道内。
在第二宽泛实施方式中，本发明寻求提供用于过滤用织物的脱水叶
片，其包括
(i) 基座托架，其具有至少一个通道；
(ii) 多个段，每个段具有前缘和后缘，并包括
(a) 接触织物的上表面；
(b) 下表面；以及
(c) 至少一个互锁装置，其通过粘合剂结合到段的下表面，并具 有接纳并固定在通道内的自由端。
在第三宽泛实施方式中，本发明寻求提供制作用于过滤用织物的脱水 叶片的方法，其包括步骤
(i) 提供具有至少一个通道的基座托架；
(ii) 提供多个段，每个段具有前缘和后缘，并包括
(a) 接触织物的上表面；
(b) 下表面；以及
(c) 至少一个互锁构件，其通过粘合剂结合到段的下表面，并具 有自由端部分；以及
(iii) 通过将互锁装置的自由端部分固定在至少一个通道内而将段固 定到基座托架。
互锁装置包括互锁构件，互锁构件能够个别地直接结合到段的下表面 上，或可选地，多个互锁构件能够安装在带上，然后带结合到段的下表面 上。提供给每个段的互锁构件的数量将依赖于各种因素，包括段的尺寸、 基座托架的构造、叶片的预期的最终使用，以及互锁构件和它们的结构材 料的选定构造。
优选地，互锁构件沿从结合段到自由端的方向具有变化的截面，使得存在有助于固定在通道内的凹入的中间部分(indented intermediate portion )。
优选地，通道里包括粘合剂材料，以便固化连接。可选地，通道设置 有接合互锁构件的凹入的部分的卡扣/配合机构。
现在将参考附图描述本发明，其中
图1是穿过现有技术的段、基座托架和丁字架轨道的MD截取的截面；
图2A、 2B和2C分别是本发明的段的第一种实施方式的透视图、顶 部平面图和侧;現图3A和3B分别是实施本发明的成形板的透视图和侧视图4A和4B分别是包括本发明的第二种实施方式的段的叶片组件的透 视图和侧视图5A到5D分别是本发明第三种实施方式的段的顶部平面图、前透视 图、侧视图和端视图6A和6B分别是本发明第四种实施方式的段的侧视图和端视图7A到7D分别是本发明第五种实施方式的段的顶部平面图、侧视图、 透#见图和端3见图；以及
图8是本发明第六种实施方式的段的透视图。
具体实施例方式
如以上讨论的，图1显示了现有技术的叶片组件IO在由箭头16显示 的机器方向的截面的典型构造。段11具有带有向下斜坡的成型上表面，包 括从前缘14向后缘18的阻挡角15，段11具有成型为提供安装到基座托 架12中的相应通路内的传统的燕尾槽的下表面，基座托架12又安装在丁 字架轨道13上。段11在前缘14和后缘18之间的厚度差异在图l显示为Tl和T2，且能够容易看出这些厚度的每个和段11在燕尾槽区域的最大厚 度T3之间的差异。
参考图2A、 2B和2C，显示了本发明的第一种实施方式，平坦段20 具有结合四个互锁构件22的下表面21,每个互锁构件22包括结合端23、 中间部分24和自由端25。互锁构件22祐:构建为接合相应基座托架(未显 示)中的相应通道。
图3A和3B显示了成形板100,其中多个段30、 31和32安装到基座 托架33上；在这个示意性实施方式中，第一排的矩形段30定向在机器方 向，而第二排和第三排的段31和32旋转90。，并因此定向在横向于机器 的方向，但是段31相对于段30和32偏置，并具有不同于段30和32尺 寸的尺寸。互锁构件36、 38插入基座构架33中的通道35内。段31与图 2A、 2B和2C显示的实施方式相应。
图4A和4B示出叶片组件200的进一步实施方式，具有互锁构件48 的咬住或压缩锁定布置，其中不需要粘合剂。在这个示意性实施方式中， 互锁构件48插入基座构架43的通道45内，并由夹紧构件42固定。基座 构架43设置有T槽46，使其能够滑动到安装轨道(未显示)上。
图5A、 5B、 5C和5D示出进一步实施方式，其中段50具有接合到它 的机器侧表面的两个旋转式H型互锁构件58，其能够以与图4A和4B显 示的互锁构件48相同的方式插入到基座构件(未显示)的通道内。
图6A、 6B和6C显示了其中段60具有结合到其的四个互锁构件68 的进一步的实施方式，其具有其中结合端63和自由端65之间的中间部分 64是向结合端61逐渐变细的截头锥的构造。
图7A和7B显示了其中段70具有结合到其的两个互锁构件78的布置。
图8显示了进一步的实施方式，其中矩形段80具有结合到其并延伸 穿过它的宽度的单轨型互锁构件88。
在本发明中，段以实质上平坦的形式制造，没有整体通道或突出，因 此允许以较低的成本制造它们。通过使段平坦，与现有技术的更普通型的 轮廓相比，极大地降低了在它们连接到基座构件的部位的材料的残余应力水平，使段在操作中较少遭受破裂故障并因此更可靠。互锁构件，例如图
2所示的互锁构件22，随后结合到段20的下表面21,也就是将在最终使 用中位于相对磨损表面的位置并将接触其他机器的造纸安装结构的表面。 在结合之前，可根据段20的材料对下表面21进行任何期望的表面准备， 以最优化结合。
这个构造方法的具体优点是能够在高度控制且干净的环境下完成互 锁构件22到段20的结合，因此确保比先前可行的更高质量的结合。通过 利用陶瓷段组件中的较小零件，现在可能最优化环境的清洁、粘合剂和固 化温度，以确保段与互锁构件比现有技术组件可能有更大程度的可靠粘 附。因此，可能利用几乎任何合适的材料作为互锁构件，因为有各种各样 的粘合剂适合用在这种应用中。合适的材料的例子包括高性能塑料、不锈 钢、陶瓷、铝、青铜等等。
在选定的互锁构件22结合到段20的下表面21之后，然后依赖于实 施方式将互锁构件按压或滑动到基座构件(例如图3所示的基座构件33 ) 的通道(例如图3所示的通道35)内。适当地使用合适的环氧树脂或其他 粘合剂，这个选择将基于组件所暴露的环境条件，具体地是通常的高温和 湿度条件确定。完成的段和基座之间的结合是叶片-基座系统中最脆弱的 (与段与互锁构件之间的结合比较)，但是如果这个结合真的失效，嵌入 粘合剂里的互锁构件对基座提供机械锁定。通过适当选择互锁构件的构造 和托架的通道以及粘合剂或夹紧装置，或以上两者，能最小化或消除段从 托架基座松掉和破坏在它的上表面延伸的织物的风险。
还有的优点是，当互锁构件已经通过粘合剂而放置在通道内用于固定 时，虽然粘合剂变硬，但是它们也能非常精确地对齐，有实质上增加的准 确性和重大的成本节约。
在粘合剂固化后，包括段和基座的组件可根据叶片的预期的最终使用 通过已知装置安装。在安装完成之后，能够再次根据预期的最终使用完成 段的上表面，以提供精确的期望的轮廓。
与包括整体燕尾槽或T型槽的常规设计比较，除了由本发明的段、叶 片和方法提供的可靠性性和经济效益之外，还增加了现在能够利用的段的多功能性。互锁构件能够放置在段上任何合适的位置，因此对于更广泛的 应用，允许需要更少类型的段构造，同时允许相同设计的段安装在不同的
方位，例如图3A所示，如以上讨论的。
本发明还提供使用不同互锁构件和它的布置的可能性。例如，利用基 座托架的互锁能够用咬住或压缩锁定的形式完成，例如通过图4所示的夹 紧构件42。在这种情况，能够达到互锁而不使用环氧树脂，但是能够通过 使用合适的粘合剂来增加夹紧构件的保持力。还能够使用陷入构造(drop-in configuration)来完成互锁，如图5所示。进一步，在单个段上可以使用多 个互锁构件，例如图6所示的互锁构件68，以允许在两个或更多个基座单 元的组合中使用各种各样形状的段。在每个段上能够使用任何合适数量的 互锁构件，例如图2所示的四个，图7所示的两个，或图8所示的单轨。 可选地，互锁构件能够以线性构造结合到带，并且然后带结合到段的下表 面。
目前使用的陶瓷段一般具有在机器方向1/2英寸到3英寸之间的长度， 且在横向于机器的方向1/2英寸到"/2英寸之间的宽度，但是已知并使用了 更大和更小的尺寸。因此，互锁构件的尺寸能够选择成以便与选定尺寸的 段兼容。
互锁构件和附加带，如果使用的话，能够由与预期的最终使用环境兼 容的任何合适的材料制成。高性能塑料或不锈钢是典型的，但是也能有利 地使用陶瓷、铝、青铜。互锁装置的构造可包括示意图中显示的那些，或 是和适合于预期的最终使用的任何其他合适的构造。
权利要求
1.一种用于在过滤过程中对过滤用织物脱水的叶片的段，所述叶片包括基座托架，所述基座托架包括通道，所述段具有前缘和后缘，并包括(i)接触织物的上表面；(ii)下表面；以及(iii)至少一个互锁装置，其通过粘合剂结合到所述段的所述下表面，所述互锁装置位于所述通道里，并被构建和设置为接纳并固定在所述通道内。
2. 如权利要求l所述的段，其中，所述互锁装置包括互锁构件，所述 互锁构件具有上部结合端和下部自由端，并具有在结合端和自由端之间的 凹入的中间部分变小的截面。
3. 如权利要求l所述的段，其中，所述互锁装置包括细长带，所述细 长带具有连接到其的多个互锁构件，每个互锁构件具有上部结合端和下部 自由端，以及在结合端和自由端之间的凹入的中间部分变小的截面。
4. 如权利要求1或2所述的段，其中，所述段设置有多个互锁构件。
5. 如权利要求4所述的段，其中，所述多个在两个和四个之间。
6. 如权利要求1到5中的任一项所述的段，其由陶瓷材料构成。
7. 如权利要求1到6中的任一项所述的段，其中，每个互锁构件由选 自高性能塑料、金属和陶瓷的材料构成。
8. —种用于过滤用织物的脱水叶片，其包括(i) 基座托架，其具有至少一个通道；(ii) 多个段，每个段具有前缘和后缘，并包括(a) 4妄触织物的上表面；(b) 下表面；以及(c) 至少一个互锁装置，其通过粘合剂结合到所述段的所述下表面，并具有接纳并固定在所述通道里的自由端。
9. 如权利要求8所述的脱水叶片，其中，每个互锁装置包括互锁构件，所述互锁构件具有上部结合端和下部自由端，并具有在结合端和自由端之间的凹入的中间部分变小的截面。
10. 如权利要求8所述的脱水叶片，其中，每个互锁装置包括互锁构件，所述互锁构件具有上部结合端和下部自由端，并具有在结合端和自由端之间的凹入的中间部分变小的截面，且所述通道包括夹紧装置，所述夹紧装置构建和设置为在所述中间部分接合并牢固地保持所述互锁装置。
11. 如权利要求IO所述的脱水叶片，其中，所述夹紧装置由弹性材料构成。
12. 如权利要求9到11中的任一项所述的脱水叶片，其中，所述段设置有多个互锁构件。
13. 如^f又利要求12所述的脱水叶片，其中，所述多个在两个和四个之间。
14. 如权利要求9到13中的任一项所述的脱水叶片，其中，每个互锁构件通过至少接近所述互锁构件的中间部分的粘合剂固定在所述通道内。
15. 如权利要求8到14中的任一项所述的脱水叶片，其中，所述段由陶资材料构成。
16. 如权利要求8到15中的任一项所述的脱水叶片，其中，每个互锁构件由选自高性能塑料、金属和陶瓷的材料构成。
17. —种制作用于过滤用织物的脱水叶片的方法，其包括步骤(i) 提供具有至少一个通道的基座托架；(ii) 提供多个段，每个段具有前缘和后缘，并包括(a) *接触织物的上表面；(b) 下表面；以及(c) 至少一个互锁装置，其通过粘合剂结合到所述段的所述下表面，并具有自由端部分；以及(iii)通过将所述互锁装置的自由端部分固定在所述至少一个通道内， 将所述段固定到所述基座托架。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，步骤(i)包括在所述通道 内提供由弹性材料构成的夹紧装置，步骤(ii)包括在接近自由端部分 的位置，将凹入的部分提供到所述互锁装置，且步骤(iii)包括将自由 端部分按压到所述夹紧装置内，并因此固定凹入的部分。
19. 如权利要求17或权利要求18所述的方法，其中，步骤(iii)还 包括通过粘合剂将每个自由端部分固定在所述通道内。
20. 如权利要求17到19中的任一项所述的方法，其中，所述段由陶 瓷材料构成。
21. 如权利要求17到20中的任一项所述的方法，其中，所述互锁装 置的自由端部分由选自高性能塑料、金属和陶瓷的材料构成。
22. 如权利要求17到21中的任一项所述的方法，其中，所述基座托 架包括多个通道，且步骤(iii)包括通过以不同于其它通道的段的方向 定向至少一个通道的段而将所述至少一个通道的段固定到所述基座托架。
23. 如权利要求1到7中的任一项所述的段，其用于造纸机。
24. 如权利要求23所述的段，其用于造纸机的成形部。
25. 如权利要求8到16中的任一项所述的脱水叶片，其用于造纸机。
26. 如权利要求25所述的脱水叶片，其用于造纸机的成形部。
27. 如权利要求17到22中的任一项所述的方法，其中，所述脱水叶 片用于造纸机。
28. 如权利要求27所述的方法，其中，所述脱水叶片用于造纸机的成 形部。
29. —种脱水箱，其包括如权利要求8到16中的任一项所述的至少一 个脱水叶片。
全文摘要
用于造纸机和类似机器的脱水叶片的一般为陶瓷的段包括下表面，至少一个互锁构件的每一个结合到下表面。通过将互锁构件插入到中间子组件或基座构件的通道内来安装段。该构件通过合适的粘合剂或夹紧装置牢固地连接在通道内，以使互锁构件与可选的添加的粘合剂接合。段和脱水叶片以及制造方法允许段被制成平坦单元，而没有不必要的角表面，简化了它们到基座的连接，并减少了段的应力裂纹或其他破坏的发生。单个段可用在各种脱水叶片类型中和脱水叶片的不止一个方位，从而通过成组结构减少制造成本。
文档编号D21F1/10GK101688363SQ200880017030
公开日2010年3月31日 申请日期2008年5月20日 优先权日2007年5月23日
发明者道格拉斯·R·麦克弗森 申请人:阿斯顿约翰逊公司