专利名称：具有减小在水-浆料回路中的紊流的系统的湿式成形造纸机和相关方法
技术领域：
本发明涉及对连续湿式成形造纸机的改进，并且更具体地、但不
是排它地，涉及生产薄棉纸(tissue paper)的高速连续机器。
明确地说，本发明涉及对系统的改进以便减少在这些机器的水-浆料回路中的紊流(turbulence,或称为湍流)。
背景技术：
以连续薄片形式生产纸的最新机器已经达到极高生产率，超过 1000 m/min的速度现在是普遍的，并且对于某些类型的纸，速度甚至 可超过2000 m/min的限度。
这些速度具体地在薄棉纸——即主要用于家庭用途的薄纸、以及 用于例如代替用于抛光和清洁的纺织品等其它用途的薄纸——的生产 中实现。
在用来形成纸张的最新系统中已经出现的问题之一是在引导系统 中在高速下、并因此具有相当大紊流的大量水流的产生。
在引导系统中的这种快速和激烈循环使空气混在水中，这对于操 作过程的性能极为有害，因为它引起泡沫的形成，该泡沫在后续中必 须除去。况且，混在水中的气泡对于要生产的纸张的良好形成是有害 的。
由水的激烈循环引起的另 一种现象是水雾和小水滴的产生，这些 水雾和小水滴保持悬浮在纸张成形区域周围的空气中，并且必须使用
适当成形的收集罩而去除，该收集罩通过管道连接到强力空气抽吸风 扇和后续的悬浮水分离器。
水和纤维的流动在与过滤织物的进给速度(v-高至40 m/sec)相同或几乎相同的速度下从料箱输送。
在用于<50 g/n^薄纸的成形机器中，所谓的"月牙形靠模"，流体 的射流被指向其中将接收形成的湿纸张的织物性质毛毡与过滤织物相 接触的点，在该过滤织物上将形成所需的纸张。这种接触发生在叫做 "成形圆筒"的大直径辊的母线上，该"成形圆筒"以生产纸张的圆周速 度转动。
显然，在毛毡与织物之间挤压出的水从后者以与在成形圆筒上的 织物的进给速度相同的速度输送，并且借助于挤压力且首先是离心力， 朝向适当成形的弯曲壁射出，以允许水被回收并传送到下面的收集容
进给到供给回路的泵。
水再循环阶段的管理对于达到高生产速度而言已经成为至关重要
的事。这导致需要利用 一种减小水降落到收集容器中和从其向排出通 道输送的速度的装置，从而将在回路中夹杂和混合空气的不利现象减 少到最小，防止浮在水的顶部上的泡沫的形成和分散到在整个纸张成 形区域中的空气中的水雾的形成。
US-A4.028.174描述了 一种减小在连续机器中在从纸成形区域输 送的水中的紊流的系统。在这种系统中，偏转板定位成收集从成形圆 筒射出的水并且将它通过在偏转板中产生的孔而进给。穿过在偏转板 中的孔的水然后降落到下面的收集容器中，从该处它被回收和重新循 环。减小从纸幅成形区域除去的水的速度的其它系统在美国专利 no.4，267，017; no.4，501，040; no.4，790，909; no.4，714，522中描述。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种机器和一种方法，其允许更有效地 减小特别是用来形成薄棉纸的连续纸成形机器中的水-浆料回路中的 紊流。
本发明的另一个目的是提供一种机器和一种方法，其允许至少部 分地减少由形成水雾和/或在从纸幅成形区域排出的水中混入空气所
6导致的问题。本质上，根据本发明，提供一种连续湿式成形造纸机，包括至 少第一连续柔性部件和第二连续柔性部件，限定用来形成纤维素纤维 的纸幅的成形区域；料箱，将水和纤维素纤维的浆料进给到所述成形 区域；容器，收集从纸幅成形区域除去的水；减慢从纸幅的成形区域 除去的所述水的装置；其特征在于，所述装置包括侧向地布置在纸 幅的成形区域的除去所述水的一侧的弯曲表面，所述表面逐渐远离成 形区域延伸并且向下取向，水形成附着到所述导向表面上的流动；和 布置在所述导向表面与所述收集容器之间、在导向表面下面的转动緩 沖部件，以接收来自这个导向表面的水并且将它以大大减小的速度排 出到所述收集容器。US-A-6，398，913和US-A-2001/0018958描述了用于湿式形成纸幅 的连续机器，其中横穿流(cross-flow)型的Banki涡轮布置在纸幅成 形区域中，其唯一目的是回收来自从纸幅成形区域除去的水的流动的 能量。没有提到减少以上描述的水流动的紊流问题及其缺陷的具体构 造。相反，根据本发明，提供一种减慢水的流动、将流动本身接收在 叶片中并将它以实际等于零的速度排出的转动部件，从而大大地减小 在流动中的能量并因此减小其紊流，防止或在任何情况下减少水雾的 形成并且也减小紊流并因此减少在水中混入的空气量。根据本发明的机器的和方法的进一步便利特征和实施例指示在所 附的权利要求书中，并且下面将参照本发明的非限制实施例加以描述。
通过如下描述和附图将更好地理解本发明，该附图表示本发明的 非限制实际实施例。更具体地说，在附图中图l表示在第一实施例中在结合本发明的月牙形靠模类型的连续 湿式成形造纸机中的纸幅成形区域的侧视图；图2表示在第二实施例中与图1的视图相类似的视图；及图3表示带有相对叶片的转动緩沖部件的示意横截面。 具体实施方'式图l表示在月牙形靠模构造中、特别是用于薄棉纸的、连续造纸 机的引导系统的示意側视图。机器包括第一连续柔性部件1，该第一 连续柔性部件1优选地由绕封闭路径进给的毛毡构成，该封闭路径在 此仅部分地示出。与毛毡1配合的是优选地由织物构成的第二连续柔 性部件3，该织物顺应由导向辊5、 7、 9、 11以及由构成成形圆筒的 辊15限定的封闭路径。毛毡l也绕成形圆筒15进给。在纸幅成形区域中在辊11与15之间的辊隙中，料箱17对于机器 的整个宽度在毛毡1与织物3之间进给水和纤维素纤维的浆料。这种 浆料在部件1、 3之间挤压，并且重量百分比超过99%存在的水的大 部分，由来自在与成形圆筒15相接触的弧度ot中在毛毡l与织物3之 间的成形区域的离心力除去。弯曲导向表面19布置在成形圆筒15的前面，用来导向通过离心 力从织物3除去的水，如由箭头A示意指示那样。通过织物3除去的 水量相当大，考虑到这些机器的生产速度在1000-2000 m/min的量级 上并且从料箱17进给的浆料的干组分百分比常常在1%以下，例如在 重量的0.2-0.4%的量级上。在导向表面19下面，布置用于排出水的收集容器21，该收集容 器21对于机器的整个宽度延伸，即对于圆筒15的整个轴向延伸部和 对于毛毡1的和织物3的整个宽度延伸。这个容器连接到侧排出通道 22上，从该侧排出通道22回收水，以输送到再次进给料箱17的回路。导向表面19具有刻痕构造，即几何形状构成彼此相平行并与成形 圆筒15的轴线A-A相平行的直线的轨迹。导向表面19的曲率是这样 的，从而它逐渐远离圆筒15的圆柱形表面(并因此远离在与成形圆筒 15的接触区域中在毛毡1与织物3之间限定的纸幅成形区域)延伸， 向下延伸。表面19向下延伸，并且在下方的末端是在转动緩冲部件23的叶片上方的边缘19A。转动緩沖部件23由于从表面19排出到转动緩冲 部件本身的叶片中的水的动能而在箭头f23的方向上转动。布置使得 沿表面19产生的水的流动(基本上在层流状态下)与转动緩冲部件 23相切(tangent),而不会如在专门设有用于回收水的动能的唯一 目 的的涡轮的机器中的情形那样横穿(cross)它。从表面19排出到转 动緩冲部件23的叶片23P中的水大体以零速度在转动緩冲部件的下 部处向收集容器21排出。转动緩沖部件23的转动轴25由结构27支 撑，在结构27内布置用来收集水的收集容器21。导向表面19由一对侧面板31承载，插入在圆筒15与转动緩沖部 件23之间的壁33以及导向表面19在这对侧面板31之间延伸。因此， 在壁33与导向表面19之间限定导管35，转动緩沖部件23的叶片23P 伸到该导管35内。使沿导向表面19以基本层流方式流动的水落在伸 到导管35内的叶片23P的部分上。以上描述的布置使得排出的——即通过织物3除去的——水的流 动是"平静"的，减小了紊流并且将它变换成沿导向表面19的基本层流 流动，以便然后在将它排出到收集容器21中之前使它在转动緩冲部件 23中显著地减慢。这防止了或在任何情况下彻底地减少了水雾的形 成，并且也实质地减少由于在箱21中收集的水中的紊流而混入的空气 的量。这也极大地便于水的再循环，并且减少了对在水排出区域周围 形成的水雾加以抽吸的需要，该抽吸按常规必须在专用净化器中过滤 以将包含纤维残余物的水与其中它被悬浮的空气相分离。由壁或侧面板31、由导向表面19、及如果有必要的话由壁33形 成的组件可以通过摇摆或滑动运动而相对于成形圆筒15的位置可调 节。这种可调节性允许导向表面19相对于成形圆筒15和相对于转动 緩沖部件23的位置的优化，该转动緩冲部件23支撑在相对于结构27 固定的轴25上。组件31、 19、 33也可远离圓筒15运动到足以《更于用 来在需要时更换织物3或毛毡1的程度。为了允许侧面板31与表面19相对于成形圆筒15远离/向着壁33 的调节和运动，提供下面描述的专用调节和运动装置。在图1中，侧面板31、表面19及壁33绕枢转销90枢转，并且可使得借助于起重 器92绕这个枢转销摇摆，以远离成形圆筒15运动和允许织物的和/ 或毛毡的插入或拆除。枢转销90的位置是能调节的，例如，通过将所 述枢转销安装在设有用来螺钉紧固到固定负载承载结构27上的支撑 件(未表示)上。通过松开螺钉，可以相对于转动緩冲部件23的叶片 来调节枢转销90的位置并从而调节表面19的边缘19A的位置。在图2中，由侧面板31、表面19及壁33形成的组件借助于起重 器100而相对于成形圆筒15是可运动的，该起重器100允许组件向着 和远离所述圆筒而运动。操作位置由可调节挡块102限定，该可调节 挡块102的功能同样是调节表面19的和其排出边缘19A相对于转动 緩冲部件23的叶片的位置。图3更详细地表示转动緩沖部件23以及其叶片23P的轮廓的横 截面。在截面中，叶片具有与佩尔顿水轮机(Pelton wheel)的叶片的 轮廓相似的库斗式构造，这允许水的流动被高效地减慢到几乎零速度。本质上，转动緩沖部件具有由圆柱形外壳构成的辊的构造，该圆 柱形外壳的周缘设有通道，这些通道的形状和尺寸适于接收来自纸幅 成形区域的水流并改变该水流的朝向，从而将水射流的速度改变到几 乎零值，使这种射流以与由在转动緩冲部件与收集通道本身之间的高 度差引起的降落速度相同的速度，从转动緩沖部件降落到收集容器或 通道中。转动緩冲部件23可仅用作"平静"水的流动和减少其紊流的装置。 在这种情况下，制动部件有利地布置在转动緩冲部件23的轴上，以吸 收从水的流动传递到转动緩冲部件23的能量。制动部件可以是与在造 纸厂中普通使用的那些相同类型的，例如用于减慢在巻纸机中的纸退 绕器上的巻轴。可选择地，这种能量例如通过在转动緩冲部件23的轴 25上安装专用发电机、或者以任何其它适当方式被使用。图2表示根据本发明的机器的修改实施例。相同附图标记指示对 于参照图1已经描述的那些相同或对应的部分。这些部分不再参照图 2描述。10在图2中的构造与在图1中的构造之间的主要差别在于转动緩沖 部件23的转动方向。在图l中的构造中，转动緩冲部件23在相对于 成形圆筒15的转动方向(箭头f15)的相反方向上转动(箭头f23)。 反之，在图2中的实施例中，转动緩沖部件23的布置使得其转动方向 f23与成形圆筒15的转动方向fl5相同。为了这个目的，转动緩冲部 件23定位成使其转动轴25在导向表面19的假想延伸部与成形圆筒 15之间，而在图1中，转动緩沖部件23的转动轴25被定位成，相对 于导向表面19的假想延伸部，在成形圆筒15的相反侧上。
在图2中的构造中，有可能将例如由皮带41代表的直接机械传动 布置在安装在转动緩沖部件23的轴25上的皮带轮43与安装在成形圆 筒15的轴A-A上的皮带轮之间。负责毛毡1的和织物3的运动的马 达作用在成形圆筒15的轴上。柔性部件l、 3的进给速度、以及因此 还有纸成形速度，可借助于所述马达控制。由在成形圆筒15与转动緩 沖部件23之间的皮带41代表的机械连接允许转动緩冲部件23的角速 度由与成形圆筒15相同的驱动马达控制，由此可以使赋予它的水流动 的减慢功能得到优化。
在图2的构造中，转动緩沖部件23大体完全容纳在表面19和其 假想向下延伸部与壁33之间限定的通道35中。在转动緩沖部件23 上方，还设置偏转表面36,以防止指向转动緩冲部件23的水偶然落 到那些会阻碍转动緩冲部件的转动的区域中。
应理解，附图仅表示通过本发明的实际布置提供的例子，该例子 可在形式和布置方面变化而不脱离本发明基于的概念的范围。在所附 权利要求书中提供的任何附图标记是为了便于参照描述和参照附图阅 读权利要求书，并不限制由权利要求书代表的保护范围。
权利要求
1.一种连续湿式成形造纸机，包括至少第一连续柔性部件和第二连续柔性部件，限定用来形成纤维素纤维的纸幅的成形区域；料箱，将水和纤维素纤维的浆料进给到所述成形区域；收集容器，收集从纸幅的成形区域除去的水；减慢从纸幅成形区域除去的所述水的装置；其特征在于，所述装置包括-弯曲导向表面，该弯曲导向表面侧向地布置在纸幅成形区域的除去所述水的一侧，所述导向表面逐渐远离成形区域延伸并且向下取向，所述水形成附着到所述导向表面上的流动；-和转动缓冲部件，布置在所述导向表面与所述收集容器之间、在导向表面下面，以接收来自所述导向表面的水并且将它以大大减小的速度排出到所述收集容器中。
2. 根据权利要求1所述的造纸机，其特征在于，在所述成形区域 中，所述第一和第二柔性部件围绕成形圆筒而被驱动，所述导向表面 绕所述成形圆筒而延伸并且逐渐远离成形圆筒的转动轴而延伸。
3. 根据权利要求2所述的造纸机，其特征在于，所迷转动緩沖部 件布置成使其转动轴与成形辊的转动轴大体相平行并且在成形辊的转 动轴的下方。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的造纸机，其特征在于，所述转 动緩沖部件具有近似圆柱形延伸部和接收水流的叶片。
5. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 所述导向表面相对于所述成形区域的位置是能调节的。
6. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 所述导向表面由运动构件所支撑以远离成形区域而运动，并且所述导 向表面相对于所述成形区域的位置是能调节的。
7. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 在所述转动緩沖部件与所述成形区域之间设有保护壁。
8. 根据权利要求7所述的造纸机，其特征在于，所述保护壁和所述导向表面形成下降导管，所述转动緩沖部件的至少一部分伸到该下 降导管内。
9. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 所述导向表面和所述转动緩冲部件设计和布置成，从所述导向表面指 向到所述转动緩沖部件上的水流大体相切地绕转动緩冲部件流动以排 出到所述容器中。
10. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 所述转动緩沖部件机械地连接到所述连续柔性部件的至少一个的导向 辊上。
11. 根据权利要求2和IO所述的造纸机，其特征在于，所述转动 緩沖部件机械地连接到所述成形辊上。
12. 根据权利要求10或11所述的造纸机，其特征在于，所述转 动緩沖部件与所述导向辊在同一方向上转动，并且借助于直接传动件， 优选地借助于柔性元件，连接到其上。
13. 根据以上权利要求的一项或多项所述的造纸机，其特征在于， 所述连续柔性部件包括毛毡和织物。
14. 一种用来在湿式成形造纸机中减小从在第一和第二连续柔性 部件之间限定的纸幅成形区域排出到收集容器中的水的速度的方法， 其特征在于-将弯曲表面布置在纸幅成形区域的一侧上，所述水从该侧除去， 所述表面逐渐远离成形区域延伸并且向下取向；-形成水流，该水流附着到所述导向表面上并向着布置在所述导 向表面与所述收集容器之间、在导向表面下面的转动緩冲部件；及-借助于所述转动緩冲部件，减慢来自所述导向表面的水并且将 它以大大减小的速度排出到所述收集容器中。
15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将转动緩沖部件 的转动速度与所述柔性部件的运动速度相链接。
16. 根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，布置成形 圆筒，并且绕所述成形圆筒驱动所述第一和第二连续柔性部件，并且其中转动緩沖部件的转动速度链接到所述成形圆筒的转动速度。
17. 根据权利要求14至16的一项或多项所述的方法，其特征在 于，将水流收集在转动緩沖部件的叶片中。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，以大大减小的速 度和优选地近似等于零的速度将水从所述叶片排出。
全文摘要
机器包括至少第一连续柔性部件(3)、和第二连续柔性部件(1)，限定用来形成纤维素纤维的纸幅的成形区域；料箱(17)，将水和纤维素纤维的浆料进给到所述成形区域；收集容器(22)，用于从纸幅成形区域除去的水；减慢从纸幅成形区域除去的所述水的装置。也提供侧向地布置在纸幅成形区域的除去所述水的一侧的弯曲导向表面(19)。表面逐渐远离成形区域延伸并且向下取向，从而水形成附着到导向表面上的流动。而且提供布置在所述导向表面与所述收集容器之间、在导向表面下面的转动缓冲部件(23)，以接收来自所述导向表面的水并且将它以大大减小的速度排出到所述收集容器中。
文档编号D21F1/66GK101517161SQ200780033168
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月31日 优先权日2006年9月6日
发明者皮耶罗·赛利, 马尓科·赛利 申请人:亚赛利纸业设备股份公司