延伸压区辊、使用延伸压区辊的延伸压区压榨机构、造纸机和操作延伸压区压榨机构的方法
【专利摘要】本发明涉及一种能够与对置辊(7)一起形成压榨压区(N)的延伸压区辊(5)，当延伸压区辊(5)与对置辊(7)协作时该压榨压区(N)在机器方向上具有延伸范围。延伸压区辊(5)包括柔性套和布置在柔性套内的弹性压榨体(13)。压榨体(13)的顶侧(14)被斜切，使得在机器方向上，顶侧的工作表面(15)具有下游端(16)，所述下游端在机器方向上跟随有与柔性套(10)的内表面(11)分离的退出侧表面(17)。压榨体(13)进一步具有至少第一内部压力腔室(18)和第二内部压力腔室(19)。压力腔室(18，19)能被加压以使得压榨体(13)膨胀。第一内部压力腔室(18)在机器方向上具有不延伸超出工作表面(15)的延伸范围，第二内部压力腔室(19)位于第一内部压力腔室(18)的下游且在机器方向上具有超出工作表面(15)的下游端(16)的延伸范围。工作表面(15)和退出侧表面(17)由肖氏A硬度比压榨体(13)的其余部分的材料高的材料制造。本发明还涉及其中使用延伸压区辊的延伸压区压榨机构和造纸机。本发明进一步涉及一种操作该延伸压区压榨机构的方法。
【专利说明】延伸压区辊、使用延伸压区辊的延伸压区压榨机构、造纸机和操作延伸压区压榨机构的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种延伸压区辊、一种包括本发明的延伸压区辊的延伸压区压榨机构和一种包括这种延伸压区压榨机构的造纸机。本发明还涉及一种操作本发明的延伸压区压榨机构的方法，其中湿纸网通过该延伸压区。
【背景技术】
[0002]本发明涉及用于造纸机中的延伸压区压榨机构的领域。在造纸机中，延伸压区压榨机构通常用于将水从新形成湿纤维网中压榨出，但是延伸压区可还在造纸机中用于其它目的，例如砑光。尽管延伸压区压榨机构首先引入用于较重等级，例如纸板，它们后来也用于较轻等级，例如印刷纸。近些年，这种压榨机构已用于制造薄纸的机器中。在这种机器中，延伸压区压榨机构通常由延伸压区辊和作为延伸压区辊的对置辊的杨克干燥滚筒形成。延伸压区压榨机构通常由包括带有凹入表面的刚性靴的延伸压区辊形成。这种延伸压区辊的刚性靴可由例如钢或铝的材料制成。美国专利N0.7527708公开了延伸压区如何通过不使用钢靴而是使用弹性可变形的支撑件的装置形成。在该文献中公开的支撑件具有可连接到压力介质源的内部压力腔室。
[0003]通常，理想的是延伸压区压榨机构的压区中的压力从压区开始处升高并在压区的末端达到峰值。这种压力轮廓是有利的，由于当网从压榨压区退出时它减少纸网的再湿润。在US7527708中，建议不同压力腔室被设定在不同压力下，使得获得描述阶梯过程的压力曲线。
[0004]本发明的目的是提供一种以获得适当的压力轮廓的方式设计的延伸压区压榨机构。
[0005]本发明的另一目的是提供一种润滑以可靠方式起作用的延伸压区压榨机构。
【发明内容】
[0006]本发明涉及一种能够与对置辊一起形成压榨压区的延伸压区辊，当延伸压区辊与对置辊协作时该压榨压区在机器方向上具有延伸范围。本发明的延伸压区辊包括:具有内表面和外表面的柔性套和布置在柔性套内的压榨体。该压榨体是弹性可变形的且具有面向柔性套的内表面的顶侧。该压榨体的顶侧被斜切，使得在机器方向上，顶侧的工作表面具有下游端，所述下游端在机器方向上跟随有与柔性套的内表面分离的退出侧表面。压榨体进一步具有至少第一内部压力腔室和第二内部压力腔室，该内部压力腔室能被加压以使得压榨体膨胀。第一内部压力腔室在机器方向上具有不延伸超出工作表面的延伸范围，第二内部压力腔室位于第一内部压力腔室的下游且在机器方向上具有超出工作表面的下游端的延伸范围。延伸压区辊还包括用于压榨体的支撑件，该支撑件对压榨体的多个侧面提供支撑但是允许压榨体在朝着柔性套的内表面的方向上膨胀。第二内部压力腔室在机器方向上的延伸范围(第二内部压力腔室的机器方向长度)的超过30%延伸超出工作表面的下游端，工作表面和退出侧表面由肖氏A硬度比压榨体的其余部分的材料高的材料制造。
[0007]压榨体可被设计成使得在延伸压区辊的未加载状态下，工作表面下游的退出侧表面与工作表面的切线形成30° -65°的角度，优选在35° -60°范围内的角度。
[0008]当延伸压区辊不与对置辊形成压区时，顶侧的工作表面在延伸压区辊的未加载状态下可以是平坦表面。而且，在延伸压区辊的未加载状态下，工作表面下游的退出侧表面可与工作表面形成40° -50°的角度。作为辊的未加载状态下为平坦的代替，工作表面可以是例如凸起或凹入的表面。
[0009]在本发明的实施例中，压榨体的一部分可包括形成工作表面和退出侧表面的基底。在这种实施例中，该基底可优选具有lmm-30mm、优选5mm-25mm、更优选10mm-25mm的范围内的厚度。
[0010]基底可具有高于90肖氏A的肖氏A硬度，而压榨体的包围内部压力腔室的部分具有低于或等于90肖氏A的硬度(即至多90肖氏A)。优选地，基底具有93肖氏A至100肖氏A的硬度，而压榨体的包围内部压力腔室的部分具有70肖氏A至90肖氏A的硬度。
[0011]优选地，退出侧表面通过圆形边缘与工作表面分离，所述圆形边缘在与工作表面相邻的区域具有第一半径且在与退出侧表面相邻的区域具有第二半径，第二半径小于第一半径。在本发明的实施例中，第一半径在20mm-40mm的范围内，第二半径在6mm-15mm的范围内。
[0012]使工作表面与退出侧表面分离的圆形边缘可在机器方向上具有在6_-16_范围内的延伸范围。
[0013]在本发明的实施例中，压榨体可还包括第三内部压力腔室，该第三内部压力腔室在机器方向上位于第一内部压力腔室的上游。
[0014]优选地，内部压力腔室具有矩形形状，并且内部压力腔室在延伸压区辊的径向方向上的延伸比在机器方向上的延伸范围大。
[0015]在本发明的实施例中，压榨体包括位于工作表面上游的唇，该唇沿上游方向上突出。唇具有面向柔性套的内表面且与工作表面的切线形成2° -50°的角度的进入表面。
[0016]有利地，可布置有润滑通道以将润滑剂供应到工作表面。然而，应该理解这种润滑通道是可选的。
[0017]优选地，压榨体可由可更换的磨损保护层覆盖。然而，应该理解，可以想到没有这种保护层的实施例。
[0018]本发明还涉及一种延伸压区压榨机构。其包括如上所述的延伸压区辊且另外包括与该延伸压区辊协作的对置辊。优选地，该对置辊可是被布置成被加热的辊，例如杨克干燥滚筒。
[0019]本发明还涉及一种造纸机，其包括如上所述的延伸压区辊、与延伸压区辊协作以形成延伸压区压榨机构的对置辊，以及布置在延伸压区压榨机构的上游的形成部。
[0020]本发明还涉及一种操作如上所述的延伸压区压榨机构的方法，其中湿纸网通过该延伸压区且在所述湿纸网通过压区时经受压力。该延伸压区被操作成使得在所述湿纸网通过压区时所述压力升高且在所述湿纸网越过压榨体的工作表面的下游端时所述压力到达峰值。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是造纸机的示意图，其中可使用本发明的延伸压区辊和延伸压区压榨机构。
[0022]图2是根据本发明的延伸压区压榨机构的示意剖视图。
[0023]图3示出延伸压区的理想压力轮廓。
[0024]图4示出延伸压区的可能实际压力轮廓。
[0025]图5是用于在根据本发明的延伸压区辊中使用的压榨体的支撑件的剖视图。
[0026]图6是设置在支撑件中的根据本发明的压榨体的剖视图。
[0027]图7是更详细地示出根据本发明用于延伸压区辊的压榨体的实施例的剖视图。
[0028]图8是示出根据本发明实施例的压榨体的一部分的剖视图。
[0029]图9是与图9类似但是更详细地示出根据本发明的压榨体的一部分的剖视图。
[0030]图10是与图9类似但是包括柔性套的一部分的剖视图。
[0031]图11是示出可更换磨损保护层如何可被设置在压榨体上的剖视图。
【具体实施方式】
[0032]参考图1，示出造纸机1，其适于制造薄纸，即诸如卫生纸、厨房纸巾或类似等级的纸张。在很多实际应用中，在这种机器中生产的薄纸可具有15g/m2-25g/m2范围的基本重量，但是可还生产具有该范围之外的基本重量的薄纸。图1的造纸机包括形成部4，在所述形成部中，网前箱31被布置成将原料注射在形成织物32和毡33之前的间隙中。形成织物32将典型地是有孔网。毡33被布置成经过形成辊35的上面，且毡33和形成织物32以它们的环状结构被引导辊34引导。从形成部4开始，新形成湿纤维网W通过毡33传输到形成在延伸压区辊5和对置辊7之间的压区N。对置辊7可以是杨克干燥滚筒，但是可以想到多个实施例，其中网W首先在杨克干燥滚筒之前的压榨压区中被压榨，接下来通到杨克干燥滚筒。在延伸压区辊和对置辊7之间的压榨压区N中，水被压榨出网W且由吸水的毡33吸收。网W然后经过杨克干燥滚筒的上面，该杨克干燥滚筒在图1中示出的实施例中与用于延伸压区辊5的对置辊7—致。在图1中，应该理解，对置辊7(即杨克干燥滚筒)在箭头“A”的方向上旋转。在杨克干燥滚筒上，网通过热量干燥，因为在压区N之后残留在网中的水通过热量蒸发。对置辊7可被图1中的附图标记8符号指示的加热装置加热。在实践中，加热装置可以是引入杨克干燥滚筒内部的热流供应。在杨克滚筒内部，热流可具有显著大于100°C的温度，且杨克滚筒的内壁表面可到达约180°C的温度。杨克滚筒的外表面的温度在杨克表面由网W覆盖之处显著低，这是由于当湿网W中的水被蒸发时很多热量被消耗。在用于薄纸的造纸机中，在湿网W下面的外杨克表面的温度可通常在95°C-100°C的范围内，但是根据每个具体应用的操作条件和需求可使用更高和更低表面温度。在一些实例中，可考虑高达140°C的表面温度。原则上，加热装置8可以是除了热流之外的其他装置。例如，加热装置可以是位于对置辊7内部或外部的感应加热器。随着网到达压榨压区，网的干燥固体含量可变化相当大，但是在很多现实情况下，当网W到达压区N时，干燥固体含量可以为约18% -22%。在压区N之后，根据这些因素:例如压区中的线性负载、对置辊的温度和在网W到达压区N之前网W的干燥固体含量，网W可以具有40% -55%的干燥固体含量。网W典型地通过刮刀9从杨克干燥滚筒修整。干燥好的网W然后通到卷筒3。应该理解，上面参考图1解释的内容可应用于本发明的所有实施例。
[0033]参考图2，可以看出压榨压区N被形成在延伸压区辊5和对置辊7之间。应该理解，延伸压区辊5可从对置辊7移动离开，使得压区N打开。当延伸压区辊5与对置辊7协作时，压榨压区N在机器方向上具有延伸范围。
[0034]延伸压区辊5包括具有内表面11和外表面12的柔性套10。柔性套10典型地由聚亚安酯制成或包括聚亚安酯。柔性套10被成形为在与机器方向交叉的方向上延伸的管。在其轴向末端，它通常连接到可绕轴线旋转的端壁。这种布置在造纸机领域内是公知的，且用于柔性套的轴向末端的紧固件的例子在例如US专利N0.5904813和欧洲专利N0.1273701中公开了。因而柔性套10可限定封闭空间。有利地，延伸压区辊5可连接到加压空气源，使得柔性套10内的封闭空间可由加压空气填充。这种布置有助于保持柔性套的形状。
[0035]压榨体13布置在柔性套10内。压榨体13是弹性可变形的，且具有面向柔性套10的内表面11的顶侧14(也见图6和图10)。压榨体13设置在用于压榨体13的支撑件21中。支撑件21对压榨体13的侧面提供支撑，但是允许压榨体13在朝着柔性套10的内表面11的方向上膨胀。参考图5，支撑件21具有其中可设置压榨体13的槽36。槽36具有底壁37、上游壁38和下游壁39。在图6中，可以看到，压榨体13如何设置在支撑件21的槽36中。压榨体13可以与美国专利N0.7527708中公开的相同的方式连接到加压流体源。如美国专利N0.7527708所述，压榨体13可被密封(例如在其轴向末端)且连接到压力介质源。压力介质可以是例如液压油。如可以在图6、图7、图8和图11中看到的，压榨体13具有至少第一和第二内部压力腔室18、19。在本发明的实施例中，例如可以在图7中看到的，压榨体13可以可选地具有第三内部压榨腔室20。压榨体13也可以可选地具有多于三个的内部压力腔室，且可以想到具有四个、五个、六个或甚至更多个内部压力腔室的实施例。当压榨体13连接到加压介质源时，加压介质可用于填充内部腔室18、19、20。在内部腔室18、19、20被密封(例如，在压榨体13的轴向末端)的情况下，当用加压流体填充内部腔室18、19、20时，它们将成为加压的。
[0036]应该理解，在延伸压区压榨机构的操作期间，支撑件21处于固定位置且不移动。该支撑件可由支撑梁(未示出)支撑，该支撑梁可携带可旋转端壁，柔性套10的轴向末端固定到所述可旋转端壁，如本领域已知且如上说明的。当内部压力腔室18、19、20被加压时，压榨体13将膨胀。支撑件21的底壁37、上游壁38和下游壁39防止或限制在这些壁的方向上的膨胀，支撑件21在其轴向末端(未示出)同样具有壁，该壁防止或限制在轴向方向上的膨胀。然而，压榨体13的顶侧14不受支撑件21的任何壁限制。因此，当内部压力腔室被加压时，在其顶侧14，压榨体13自由地在朝着柔性套10的内表面11的方向上膨胀。当内部压力腔室18、19、20被加压时，压榨体13将因此膨胀。应该理解，当使用延伸压区辊5时，当使压榨体13由于内部压力腔室18、19、20中的压力而膨胀时，典型地使得压榨压区N被封闭。
[0037]在延伸压区压榨机构中，压力轮廓应该以如下方式那样是不对称的，S卩，在压榨压区的末端之前短暂实现峰值压力，之后压力快速减少。这种压力轮廓减少纸网的再湿润。还理想的是:在压区的开始处压力梯度相对小，从而初始时压力缓和地增加。之后，压力应该渐进地增加直到在压区的末端它到达峰值。
[0038]参考图3，示出理想的压力轮廓。在图3中，水平轴线(NL)表示压区长度，而纵向轴线(P)表示压力。如可在图3中看到的，压区压力渐进地增加，即在压区的开始处具有小压力梯度，而朝着压区的末端压力急剧增加。当在压区的开始处压力缓和地增加时，网破裂的风险更小。
[0039]根据本发明的一个方面，压榨体13以这样的方式设计，以使得辅助产生在压区的末端出现峰值压力的压力轮廓。为了实现该目的，压榨体按以下方式设计。参考图6、图7、图8、图9和图10，压榨体13的顶侧14被斜切，使得在机器方向上，顶侧的工作表面15具有下游端16，该下游端在机器方向上跟随有与柔性套10的内表面11分离的退出侧表面17。工作表面15是顶侧14的用来抵靠对置辊7以形成实际压区N的那一部分。
[0040]如最好在图7中看到的，第一内部压力腔室18在机器方向上具有不延伸超出工作表面15的延伸范围。这意味着在第一内部压力腔室中产生的力分布在工作表面的在机器方向上不短于第一内部压力腔室本身的部分上。压力将因此相对均匀分布在工作表面15的该部分上。然而，压力分布将不是完全均匀的，因为压力分布还受其它因素(例如受第一内部压力腔室18的上游和下游的压力)影响。参考图8，第二内部压力腔室19位于第一内部压力腔室18的下游。如可以在图8中看到的，第二内部压力腔室19在机器方向上具有延伸范围LI。如还可以在图8中看到的，第二内部压力控室19在机器方向上延伸超出工作表面15的下游端16，同时第二外部压力腔室19的一部分在工作表面15的位于工作表面15的下游端16的上游的部分的下方延伸。工作表面15的位于第二内部压力腔室19上方的部分在机器方向上具有延伸范围L2，该延伸范围L2小于第二内部压力腔室19的延伸范围LI。因此，通过第二内部压力腔室19中的压力产生的力将被分布在小于第二内部压力腔室19的有效区域的表面上。因此，工作表面15的其上第二内部压力腔室作用的部分上的压力将高于第二内部压力腔室19中的压力，该压力“快速增加”。以该方式，在就在压榨压区N的末端之前的区域获得压力峰值。即使第二内部压力腔室中的压力等于或甚至某种程度上低于第一内部压力腔室18中的压力，也可获得该压力峰值。发明人已发现第二内部压力腔室19应该在机器方向上具有如此的延伸范围，该延伸范围(第二内部压力腔室19的机器方向长度LI)的超过30%延伸超出工作表面15的下游端16，即L2 < 0.70L1。优选地，第二内部压力腔室19在机器方向上具有如此的延伸范围，该延伸范围(第二内部压力腔室的机器方向长度)的大于40%延伸超出工作表面15的下游端16。优选地，延伸范围的不大于90%应该延伸超出下游端16。甚至更优选地，延伸范围LI的不大于70%应该延伸超出下游端16。在很多现实实施例中，延伸范围LI的40% -60%延伸超出工作表面15的下游端16。例如，第二内部压力腔室19的延伸范围LI的45% -50%可延伸超出工作表面15的下游端16。
[0041]发明人已发现:当压榨体13由弹性材料制造时，这具有很多优势。一个优势在于压榨体的弹性使得能够通过加压流体使压榨体膨胀。另一优势是压榨体可很精确地适合于对置辊的轮廓使得能够获得规则压力分布。然而，发明人已发现压榨体13的弹性也可还导致恰好涉及压力分布的问题。参考图4，发明人已发现:在压榨压区的末端和在意图的峰值点IPP之后，压力可再次升高，使得得到第二峰值SP (见图4)。这种第二峰值或“返回峰值”是有害的，因为它抵消在峰值区域的润滑。如果意外的第二峰值太高，可还对网造成损坏。发明人已发现:第二峰值的原因在于当压榨体13中的弹性材料太软时，压榨体的在实际工作表面下游的一部分可变形到这种程度，使得它实际上符合柔性套10且将柔性套10的外表面12挤压抵靠对置辊，从而引起第二峰值。
[0042]发明人已发现如果工作表面15和退出侧表面17由肖氏A硬度比压榨体13的其它部分的材料高的材料制造，则可防止或降低第二峰值。
[0043]参考图7，顶侧14的至少一部分可由比压榨体13的其余部分更硬的材料制造。在图7的实施例中，压榨体13的形成工作表面15和退出侧表面17的部分是基底22。基底22可由更硬的材料制造，而压榨体的其余部分是较软部分23。基底22比部分23具有更高的肖氏A硬度，在所述部分23中形成有内部压力腔室18、19、20。基底22可适当地具有lmm-30mm、优选5mm-25mm、甚至更优选10mm-25mm的范围的厚度。基底应该不比Imm薄，由于它可能变得太柔性，这将增加第二峰值的风险。如果太厚，基底22的形状适合于对置辊的形状的能力可被减少，这是不希望的。
[0044]优选地，基底22具有高于90肖氏A的硬度，而压榨体13的包围内部压力腔室18、19、20的较软部分23具有低于或等于90肖氏A的硬度，优选地基底具有93肖氏A至100肖氏A的硬度，而压榨体的包围内部压力腔室18、19、20的较软部分23具有70肖氏A至90肖氏A的硬度。在发明人考虑的一个实际实施例中，基底22可具有95的肖氏A硬度，而包围内部压力腔室18、19、20的较软部分23可具有90的肖氏A硬度。这意味着压榨体13的包围内部压力腔室18、19、20的较软部分23足够软以响应内部压力腔室18、19、20中的增加压力而变形和膨胀。同时，基底22具有这种硬度，使得它不容易变形以引起第二峰值。
[0045]在延伸压区辊5的未加载状态下，位于工作表面15的下游的退出侧表面17优选与工作表面15的切线形成30° -65°的角度β，优选角度β在35° -60°的范围内(见图7)。在很多实际实施例中，当延伸压区辊5与对置辊7不形成压区时，在延伸压区辊5的未加载状态下，顶侧14的工作表面15是平坦表面。在这种实施例中,在延伸压区棍5的未加载状态下，位于工作表面15的下游的退出侧表面17与工作表面15可形成40° -50°的角度β。当退出侧表面17与工作表面(或与工作表面的切线，如果在延伸压区辊的未加载状态下工作表面不是平坦表面)形成30° -65°的角度β，退出侧表面17与压区和柔性套10分离到这样的程度，使得第二峰值的风险减少。同时，在工作表面15下游存在能够有助于在压区N中支撑压榨体13的材料。
[0046]为了进一步减少发生第二峰值的风险，发明人已发现工作表面15前进到退出侧表面17上的区域应该优选以抵消压榨体13变形使得发生第二峰值的任何趋势的方式成形。
[0047]参考图9和图10，退出侧表面17与工作表面15通过圆形边缘24分离，该圆形边缘在与工作表面15相邻的区域具有第一半径Rl且在与退出侧表面17相邻的区域具有第二半径R2。根据本发明的一个有利实施例，第二半径R2小于第一半径R1。从而，圆形边缘24首先逐渐地然后更突然地从压区离开。这样的圆形边缘24的形状进一步减少第二峰值的风险(“返回峰值”)。在本发明的很多实际实施例中，第一半径Rl可以在20mm-40mm的范围内，而第二半径R2可以在6mm-15mm的范围内。圆形边缘24因而分成具有较大半径Rl的第一区域和具有较小半径R2的第二区域。在该机器方向上，圆形边缘可具有在6mm-16mm的范围内的总长度。
[0048]参考图7，可想到压榨体13还包括第三内部压力腔室20的实施例，该第三内部压力腔室在机器方向上位于第一内部压力腔室18的上游。还可想到有多于三个内部压力腔室的实施例。几个内部压力腔室18、19、20的使用使得更容易产生升高压力轮廓，由于不同的压力可用于不同压力腔室18、19、20中。
[0049]内部压力腔室18、19、20优选地具有矩形形状和在延伸压区辊5的径向方向上比在机器方向上更大的延伸范围。
[0050]现在将参考图6至图7解释本发明的另一方面。在本发明的实施例中，压榨体13可选地包括位于工作表面15上游的唇27。唇27沿上游方向突出，且具有面向柔性套10的内表面11的进入表面28 (应该理解，虽然图6和图7中没有示出柔性套10，但它实际上封闭压榨体13，且被布置成在操作期间在压榨体13上行进)。进入表面28与工作表面15的切线形成2° -50°的角度α。优选地，当工作表面15在延伸压区辊的未加载状态下是平坦时，所述进入表面与工作表面15的切线或工作表面本身形成5° -15°的角度α。在由发明人考虑的一个实施例中，进入表面28与工作表面形成10°的角度α，所述工作表面在延伸压区辊的未加载状态下是平坦的。通过使用从工作表面向后突出的且超出顶侧14的可被内部压力腔室18、19、20中的任一个作用的区域的唇，压区N中的压力可被赋予平缓的开始，特别当进入表面28与工作表面15形成角度时。以这种方式，唇27有助于对压力曲线赋予平滑的开始。
[0051]优选地，润滑通道29布置成将润滑剂供应到工作表面15。在图7中示出的实施例中，润滑通道29位于基底22中，但是润滑通道29可还位于基底22开始点的上游。应该理解，延伸压区辊可还包括用于供给润滑剂的另外的装置。例如，润滑剂(例如油)可被供给到柔性套10的内表面11，供给在离开压区的位置，例如就在柔性套10到达压区N之前。还应该理解，延伸压区辊5可设置有用于排出这种已被使用的润滑剂的装置。
[0052]尽管图中未示出，应该理解，本发明的延伸压区辊可还设有用于去除已使用过的这种润滑剂流体的排出系统，使得用过的润滑剂流体可由新鲜润滑剂流体(例如油)连续更换。
[0053]参考图11，将解释又一特征。可选地，压榨体13可由可更换磨损保护层30覆盖，该磨损保护层可固定到压榨体13，在支撑件的上游和下游固定。磨损保护层30可以通过元件40(例如螺钉或螺栓或其它适当紧固元件)可拆卸地固定到支撑件21。磨损保护层30可以是例如Thordon片。
[0054]在操作中，网W在形成部中形成且通到形成在延伸压区辊5和对置辊7之间的延伸压区压榨机构且在网W通过压区N时经受压力。在网W通过压区N时压力将升高，且在网越过压榨体13的工作表面15的下游端时压力到达峰值。
[0055]当压榨体13具有两个内部压力腔室18、19时，在延伸压区压榨机构的操作期间，第一内部压力腔室18中的液压力可以是约0.16MPa，而第二内部压力腔室19中的压力可以是约3.2MPa。峰值压力则可以为约6.5MPa。在另一实施例中，第一腔室18中的压力可以是约0.9MPa，而第二内部压力腔室19中的压力可以是约2.6MPa，峰值压力为约6MPa。根据压榨体13的形状和第二内部压力腔室19中的压力，峰值压力可以远远高于6.5MPa。由于压榨体的设计，峰值压力因而明显高于第二内部压力腔室19中的实际压力。大致来说，在很多实施例中，在操作期间第一内部压力腔室18中的适当压力水平可以是0.1Mpa-0.6MPa，而在很多实际实施例中，第二内部压力腔室19中的压力可以是1.5MPa-5MPa的范围内。
[0056]应该理解，实现的实际峰值压力(在压区N中作用在网W上的最高压力)可根据例如内部压力腔室中的压力和压榨体的形状改变。在很多实施例中，压区N中实现的实际峰值压力可以在例如1.6MPa-6.5MPa的范围内。然而，更低和更高的峰值压力是可以想到的。
[0057]在本发明的很多实际实施例中，压区长度可以在例如80_-150_的范围内，尽管其它尺寸也是可以想到的。压区长度取决于压榨体13的工作表面15的长度。在已预期的一个实际实施例中，压区长度可以是130_。
[0058]延伸压区辊5的尺寸当然可以改变。然而，在很多实际实施例中，它可以具有例如在800mm-1500mm范围内的直径。例如，它可以具有IlOOmm的直径。
[0059]实践中，使用本发明的延伸压区辊的机器可以例如800m/min-1800m/min范围内的速度操作。也可以预期高于1800m/min的速度。大致来说，更高的速度通常是理想的，由于更高的速度一般意味着更高的生产率。然而，更高的机器速度可能引起某些困难。例如，更高的机器速度意味着在压区N更短的停留时间。在压区N中更短的停留时间可导致较少的水被从网压出的结果。已经注意到，在对置辊7是热杨克滚筒以及线性负载是150kN/m的应用中，当机器速度从1500m/min增加到1800m/min时，压区N之后的干燥水平减少1%。
[0060]另外，当在低温度进行薄纸的压榨时，例如当对置辊7处于室温(约10°C -30°C )时，实验表示脱水受机器速度的影响很小。然而，当压区的温度高时(当对置辊是热杨克滚筒时)，压区N中的停留时间对于薄网的脱水效果有很大差别。当压区N被形成为抵靠热对置辊(例如杨克滚筒)时，脱水也更有效。
[0061]原理上，延伸压区辊5在造纸机开始时可已被加压，以及压区N可被封闭。然而，当造纸机开始时，延伸压区辊5正常情况下不被加压，或至少不完全加压。相反，当造纸机开始时压区N实际上可能是开放的。当机器已达到某一速度,例如，550m/min-650m/min的范围内的速度时，压区N可被闭合，且内部压力腔室可被加压。优选地，整个延伸压区辊5可朝对置辊7和离开对置辊7 (可以是杨克滚筒)移动。然后开始序列可以是:当机器已达到某一速度(例如600m/min)时延伸压区辊5移动靠近对置辊7。当延伸压区辊5到达靠近对置辊7的位置时，内部压力腔室可被加压，使得压榨体13径向向外膨胀。当压榨体13膨胀时，柔性套10将朝对置辊7挤压，且压区N将闭合。当已确定压区N被闭合时，通过增加内部压力腔室中的压力可增加负载。可替代地，内部压力腔室可被轻微加压，同时延伸压区辊5朝对置辊7移动，直到压区N被闭合。当已确定压区N被闭合时，通过增加内部压力腔室中的压力，负载可被增加。
[0062]如果希望大批量生产产品，那么压力轮廓可被改变使得最后内部压力腔室中的压力减少(最后内部压力腔室是第二内部压力腔室19，由于这是在机器方向上最后的内部压力腔室)。这种轮廓可增加批量，但是脱水变得低效。相反，如果应该保持低的能量消耗，那么压区N中的有效脱水是希望的。如果希望有效脱水，最后内部压力腔室(即第二内部压力腔室19)中的压力应该更高。通常已知批量随着压区负载的增加而减少。
[0063]应该理解，在本申请的上下文中，机器方向是网从形成部移动到卷筒的方向。
[0064]尽管以上已从延伸压区辊、延伸压区压榨机构、造纸机和操作延伸压区压榨机构的方法方面描述了本发明，但是应该理解这些类别仅反映同一发明的不同方面。本发明的延伸压区辊可因而用于本发明的延伸压区压榨机构中，本发明的延伸压区压榨机构用于本发明的机器和本发明的方法中。
【权利要求】
1.一种能够与对置辊(7) —起形成压榨压区(N)的延伸压区辊(5)，当所述延伸压区辊(5)与所述对置辊(7)协作时该压榨压区(N)在机器方向上具有延伸范围，所述延伸压区辊(5)包括: 具有内表面(11)和外表面(12)的柔性套(10)； 布置在所述柔性套(10)内的压榨体(13)，所述压榨体(13)是弹性可变形的且具有面向所述柔性套(10)的所述内表面(11)的顶侧(14)，所述压榨体(13)的所述顶侧(14)被斜切，使得在机器方向上，所述顶侧的工作表面(15)具有下游端(16)，所述下游端在机器方向上跟随有与所述柔性套(10)的所述内表面(11)分离的退出侧表面(17)，所述压榨体(13)进一步具有至少第一内部压力腔室(18)和第二内部压力腔室(19)，所述第一内部压力腔室(18)和所述第二内部压力腔室(19)能被加压以使得所述压榨体(13)膨胀，所述第一内部压力腔室(18)在机器方向上具有不延伸超出所述工作表面(15)的延伸范围，所述第二内部压力腔室(19)位于所述第一内部压力腔室(18)的下游且在机器方向上具有超出所述工作表面(15)的所述下游端(16)的延伸范围；以及 用于所述压榨体(13)的支撑件(21)，该支撑件(21)对所述压榨体(13)的多个侧面提供支撑但是允许所述压榨体(13)在朝着所述柔性套(10)的所述内表面(11)的方向上膨胀， 其特征在于:所述第二内部压力腔室(19)在机器方向上的延伸范围的超过30%延伸超出所述工作表面(15)的所述下游端(16)，并且所述工作表面(15)和所述退出侧表面(17)由肖氏A硬度比所述压榨体(13)的其余部分的材料高的材料制成。
2.根据权利要求1所述的延伸压区辊，其中，在所述延伸压区辊(5)的未加载状态下，所述工作表面(15)的下游的所述退出侧表面(17)与所述工作表面(15)的切线形成30° -65°的角度，优选形成35° -60°范围内的角度。
3.根据权利要求1所述的延伸压区辊，其中，当所述延伸压区辊(5)不与对置辊(7)形成压区时，所述顶侧(14)的所述工作表面(15)在所述延伸压区辊(5)的未加载状态下是平坦表面；并且在所述延伸压区辊(5)的未加载状态下，所述工作表面(15)的下游的所述退出侧表面(17)与所述工作表面(15)形成40° -50°的角度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述压榨体(13)的一部分包括形成所述工作表面(15)和所述退出侧表面(17)的基底(22)，该基底(22)具有lmm-30mm、优选5mm-25mm、更优选10mm-25mm的范围内的厚度。
5.根据权利要求4所述的延伸压区辊，其中，所述基底(22)具有高于90肖氏A的硬度，而所述压榨体(13)的包围所述内部压力腔室(18，19，20)的部分具有低于或等于90肖氏A的硬度，优选地，所述基底具有93肖氏A至100肖氏A的硬度，而所述压榨体的包围所述内部压力腔室(18，19，20)的部分具有70肖氏A至90肖氏A的硬度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述退出侧表面(17)通过圆形边缘(24)与所述工作表面(15)分离，所述圆形边缘在与所述工作表面(15)相邻的区域具有第一半径且在与所述退出侧表面(17)相邻的区域具有第二半径，所述第二半径小于所述第一半径。
7.根据权利要求6所述的延伸压区棍,其中，所述第一半径在20mm-40mm的范围内，所述第二半径在6mm-15mm的范围内。
8.根据权利要求6或7所述的延伸压区辊，其中，使所述工作表面(15)与所述退出侧表面(17)分离的所述圆形边缘(24)在机器方向上具有在6mm-16mm范围内的延伸范围。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述压榨体还包括第三内部压力腔室(20)，该第三内部压力腔室在机器方向上位于所述第一内部压力腔室(18)的上游。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述内部压力腔室(18，19，20)具有矩形形状，并且所述内部压力腔室在所述延伸压区辊(5)的径向方向上的延伸范围比在机器方向上的延伸范围大。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述压榨体(13)包括位于所述工作表面(15)的上游的唇(27)，该唇(27)沿上游方向突出，该唇(27)具有进入表面(28)，该进入表面面向所述柔性套(10)的所述内表面(11)且与所述工作表面(15)的切线形成2° -50°的角度；其中，优选地，布置有润滑通道(29)以将润滑剂供应到所述工作表面(15)。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的延伸压区辊，其中，所述压榨体(13)由可更换的磨损保护层(30)覆盖。
13.—种延伸压区压榨机构(2)，该延伸压区压榨机构包括根据权利要求1至12中任一项所述的延伸压区辊和与该延伸压区辊(5)协作的对置辊(7)，该对置辊(7)优选地是被布置成被加热的辊，例如杨克干燥滚筒。
14.一种造纸机，该造纸机包括根据权利要求1至12中任一项所述的延伸压区辊(5)、与所述延伸压区辊(5)协作以形成延伸压区压榨机构(2)的对置辊(7)以及布置在所述延伸压区压榨机构(2)的上游的形成部(4)。
15.一种操作根据权利要求13所述的延伸压区压榨机构(2)的方法，其中，湿纸网(W)通过该延伸压区压榨机构且在所述湿纸网通过所述延伸压区压榨机构(2)的压区(N)时经受压力，其中，在所述湿纸网通过所述压区(N)时所述压力升高，且在所述湿纸网越过所述压榨体(13)的所述工作表面(15)的所述下游端时所述压力达到峰值。
【文档编号】D21F3/02GK104379835SQ201380020483
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年4月19日
【发明者】托尔德·古斯塔夫松, G·艾克斯托姆, J·保尔松, K-J·托尔夫森 申请人:维美德瑞典公司