专利名称：造纸机的料箱设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸机的料箱设备，该料箱用于将纸料挤出到成形金属网的上面以形成纸带。更具体地说，本发明涉及一种造纸机的料箱，该料箱具有稀释纸料的机构，以控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
在造纸工艺中，纸料是从料箱中被挤出到长网造纸机的金属网上，该金属网以与从料箱中挤出的纸料带的速度大约相等的速度移动。从纸料中沥出的水流过成形网，从而在成形网上形成纸带。
更具体地说，纸料是通过泵以极大的压力被输送到料箱中，进而从料箱中通过限幅口挤出纸料。
相对于料箱，在其上游安置了一个阻尼器以消除纸料泵工作时引起的压力脉冲，这样安排可使进入料箱的纸料流速相对稳定。
一般地来说，料箱的进料口是锥形的，这种锥形的进料口的作用在后面说明。纸料从锥形进料口流过安排在一个管道群中的许多分料管道。因此，重要的是要求流过位于料箱一侧分料管中的纸料流量和流过位于料箱另一侧的分料管中的纸料流量相等。
更具体地说，例如，纸料的流量是指每分钟通过某一特定点的纸料的立方尺数。此外，在料箱内必须使这个流量保持恒定或尽可能地在整个料箱内保持恒定。要求流量保持恒定的主要原因是，如果在配制纸料的过程中能做到充分地混合以及如果沿料箱的整个造纸机横向宽度上，限幅口的开口一样，则通过该限幅口被挤出的纸料带宽度上每一吋的纤维重量将是不变的。因此，制成的成品纸带沿造纸机宽度方向将具有均匀的基本重量。
为了获得这种恒定的流量，进料口头部沿造纸机的横向是锥形的，使进料口头部的横截面面积减少到大致等于管道群的管道总横截面面积的三倍，上述管道群直接位于该头部横截面的上游，亦即流经进料口头部的纸料主流部分将流经一排垂直的管道。因此进料口的面积减少到约等于那排管道的截面面积的三倍，以补偿因转向流动所致的损失，从而沿造纸机横向在进料口头部中保持相同的压力，以保持沿造纸机横向的管道中所通过的流量相等。
因此，沿造纸机横向的所有管道中所通过的纸料流量将基本上保持不变。
但是，在实际中由于存在着泵的压力脉冲以及压力阻尼器不能全部消除上述压力脉冲的情况，使纸料供应压力很难保持恒定。
因此，已有各种方案被提出来用于对来自与进料口的供应口对置的进料口一侧的纸料进行再循环。
尽管如此，几乎无法消除通过分料管中的纸料流量的变化。
另外，当试图使沿成品纸带宽度的基本重量保持相同时，在保证使纸料中具有完全均匀的纤维分布方面出现了许多问题。
因此，典型的现有技术中的料箱包含了相当复杂用来调整或使料箱的限幅口上部变形的机构，以变化沿造纸机横向，以料箱中每分钟所挤出的纸料体积。
通过在造纸机横向沿其长度的特定点处变化料箱限幅口的开口大小，可以在造纸机横向调整每分钟所挤出的纸料重量，从而可以补偿上面所述的纸料流的不恒定流量和纸料中纤维的不均匀分布。
尽管如此，前面所述的方案中不仅具有复杂的机构，而且当通过限幅口的任一点上的流量变化时，这种在流量方面的变化必将影响该点两边的流量，从而对纸料中的纤维排列方向有不利的影响。
本发明采取了下述措施来克服如前所述的问题，即通过有选择地稀释流经管道群中的某些管道的纸料，来改变料箱的限幅口，以补偿从料箱中所挤出的纸料的基本重量上的变化。
在实际中，位于料箱下游的检测设备连续地测定沿造纸机横向的各个不同位置上的纸带的基本重量，如果在某一特定点上测得不同的重量时，则发出信号以驱动一个或多个阀门向所需的位置供水，例如提供澄清的透明水，以补偿测得的不均匀的基本重量分布。
通过引用这些水(可以是从造纸机金属网中沥出的再循环水)，在这些管道内的流量能和流经邻近管道内的流量保持一致。情况确实如此，因为稀释的水在进料口中没有引起压力的增加。
虽然在属于Springuel的美国专利No.3407114中提到了有关通过向料箱中加入透明水的方法来控制沿造纸机横向的基本重量，但该专利只提到往料箱的水槽中加进透明的水，该水槽位于纸料的水平面之上，如图2所示，而没有提到对料箱的特定管道用仪器精确地量度稀释液以便能精确地控制纸带沿造纸机横向宽度的基本重量。
因此，本发明的主要目的是提供一种能克服上述现有技术方案中的不足之处的料箱设备，本发明在将纸料均匀地分布在成形网上的工艺方面作出了重大的贡献。
本发明的另一目的是提出一种造纸机的料箱设备，该设备包括许多供应管道，这些供应管道和管道群的上游端相连，以使每一根供应管道和纸料稀释源相连，使纸料的稀释液能流进管道群中，以便控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
本发明涉及一种造纸机的料箱设备和将纸料挤出到成形网上面以形成纸带的方法。所述设备包含一个和纸料的压力源相连的壳体，该壳体形成一个可供纸料流通过的锥形进料口。
一组管道群具有一个上游端和一个下游端，其上游端和锥形进料口相连，使纸料能以大致恒定的流量流过进料口并通过管道群的上游端流到管道群的下游端。
管道群包括许多供纸料流通的管道。
一个部件形成一个限幅腔，它具有一个上游终端和一个下游终端。其上游端与管道群的下游端相连。限幅腔的下游端与成形网相邻设置，使纸料通过管道群的下游端和限幅腔的上游端流动，以便纸料从限幅腔的下游端被挤出到成形网的上面。
多根供应管道和管道群的上游端相连，而每一根供应管道又和纸料稀释源相连，以便使纸料的稀释溶液流进管道群。
控制机构和供应管道配合工作以控制纸料的稀释液至少能流经管道群中的一些管道，从而控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
在本发明的一个较具体的实施例中，锥形进料口在造纸机的横向方向是渐缩的，因此纸料所通过的横截面面积沿造纸机横向逐渐地变化。
上述壳体包含一个上游口和一个与锥形进料口以流体连通的下游口。上游口与纸料的压力源相连。锥形进料口的横截面积与离开上游口的距离成反比。
管道群还包括用于机械地支撑多根管子的框板，使通过进料口和管道群的上游端的纸料通过这些管道。
许多管道刚性地支撑在框板上，这些管道以垂直间隔开的行安排，每行中的每一根管子相对于相邻一排的一根管子垂直对齐。
多根管子中的每一管道都含有一个上游部分和一个下游部分。上游部分在垂直纸料的流动方向的截面基本呈园形。下游部分包括一个园形截面的开头端和一个基本呈矩形截面的出口端，以便当纸料流过出口端的速度增加时，就可保持通过管道的纸料流的体积流量基本不变。
限幅腔还包含许多后缘元件。每一个后缘元件有一个和管道群的下游端相铰接的端部。每一个后缘元件在多排中的相邻排之间和管道群铰接在一起。
更具体地说，管道群形成了许多燕尾形的凹槽，每一个凹槽设于多行中的相邻两行之间。
每一个后缘元件在其铰接端附近形成了一个放大部，它与凹槽中之一相配合，以便在凹槽中铰接所述的后缘元件，以便，流过限幅腔上游终端的纸料由多个后缘元件分隔成相互隔离的多股纸料流。
限幅腔沿其上游终端到下游终端是收缩的，因而使其中的多股纸料流也相互收缩。
多根供应管道在多根管道中的相邻两根管道之间延伸穿过管道群。
更具体地说，每根供应管道延伸穿过相邻管道之间的管道群，每一根供应管道都具有一个终点，该终点紧靠多根管道的一根相邻管道设置并位于其上游。该终点设在管道群的上游端附近。
纸料稀释源可以是淡水，也要以是通过成形网从纸料中沥出的澄清透明水。这些水流经终点，使水混合和稀释流经相邻管道的纸料而不致改变流经相邻管道的流量。
通过终点的水流大致垂直于通过终点朝着相邻管道的纸料流。
控制机构包括多个流量控制阀门，每一个阀门和一个供应管道配合工作，使每一根供应管道有选择地和纸料稀释源相连，以调整成品纸带沿造纸机横向的基本重量而不致改变流过管道群的流量。
对于熟悉本技术领域的人来说，，在他们研究过后面的详细说明和附图后对本发明的许多改型和变化是易于理解的。
但是上述改型和变化都超不出列在权利要求中的本发明的精神和范围。
图1是本发明所述的造纸机料箱设备的剖面图;
图2是图1中所示的料箱设备的局部拆开的放大透视图;
图3是沿图1中的3-3切面所得的剖面图;
图4是图1中所示的多根管道中的一根管道的放大立体图;
图5是沿图3中5-5切面的放大剖面图;
图6是图2中所示的锥形进料口的示意图;
各图中的同一标号代表同一零件。
图1是根据本发明的造纸机料箱设备的剖面图，它用标号10表示。该料箱用来将纸料S挤出到成形网12上以制成纸带W。料箱设备10包含一个壳体14，该壳体和纸料S的压力源P相连。壳体14形成了供纸料S流过的锥形进料口16。
用标号18表示的管道群具有一个上游端20和一个下游端22。管道群18的上游端20和锥形进料口16相连，使纸料S能以大致恒定的流量流过进料口16和管道群18的上游端20流向管道群18的下游端22。
管道群18包含供纸料S通过的一组管道24、25、26和27。
用标号28表示的部件形成了一个限幅腔30，该限幅腔30具有一个上游终端32和一个下游终端34。上游终端32和管道群18的下游端22相连。下游终端34与成形网12相邻，使纸料S流过管道群18的下游端22和限幅腔30的上游终端32，以便纸料S从限幅腔30的下游终端34挤出到达成形网12的上面。
图2所示的是锥形进料口16、管道群18和限幅腔30的立体图。
如图2所示，多条供应管道36和37与管道群18的上游端20相连，每条供应管道36、37都和纸料稀释源38相连，以便稀释流进管道群18的纸料。
用标号40表示的控制机构和供应管道36和37配合工作，以控制至少流过管道群18的一些供应管道36和37的纸料S的稀释。从而控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
锥形进料口16沿造纸机横向(图中箭头CD所示)呈锥形，因此，纸料通过的横截面面积沿造纸机横向是逐变化的。
更具体地说，壳体14包含一个上游口42和一个下游口44，它们以流体与锥形进料口16连通。上游口42和纸料S的压力源P相连，如图1所示。锥形进料口16的横截面面积与距上游口42的距离成反比。
管道群18还包含一个框板48，该框板用来机械地支撑多根管道24～27，使流过锥形进料口16和管道群18的上游端20的纸料能流过多根管道24-27。
图3是沿图1中3-3切面的剖面图，它表示了多根管道24-27刚性地支撑在框板48上的情况。此外，管道24-27以垂直隔开的行50、51、52和53安排。例如，管道26位于行52上，而管道26和行53上的管道27垂直地排成一列。
图4所示的是管道26中的一根管道的立体图。如图4所示，管道26包含一段上游部分54和一段下游部分56。上游部分54沿垂直于纸料流动方向(如图中箭头58所示的方向)的横截面基本上呈园形，下游部分56的开头端60呈园形截面而其出口端62的横截面则基本上呈矩形，以便当流经出口端62的纸料流速增加时，能使流经管道26的纸料容积流量基本上保持不变。
限幅腔30还包含多个后缘元件64、65、66和67，如图2所示。每一个后缘元件64-67都具有一个端头68，该端头68铰接在管道群18的下游端22上。每一个后缘元件64-67都铰接在多行50-53中相邻行之间的管道群18上，如图5所示。
图5是显示管道24-27的管道群18的放大剖面图。管道群18形成了许多燕尾形凹槽70、71、72和73，如图5所示。每个凹槽70-72位于多行50-53中的相邻行50和51、51和52、52和53之间。
每一个后缘元件，如元件67，在铰接端头68附近形成了一个放大部74，该放大部和多个凹槽73之一相配合，以便在凹槽73内铰接元件67，使流过限幅腔30的上游终端32的纸料被多个后缘元件64-66分离成相互分隔的多股纸料流76、77、78和79。
从上游终端32到下游终端34，限幅腔30是收缩的，因此在限幅腔30内的多胶纸料流76-79也相互收缩。
如图2和图3所示，许多供应管道36和37延伸穿过管道群18，其布置是使供应管道36直接安排在管道24的上游部分。
每一根供应管道，如管道36，伸展通过靠近管道24和行50的上游管道80之间的管道群18，供应管道36具有一个终点82，该终点82紧靠多根管道24-27中的管道24安排并位于其上游。终点82还靠近管道群18的上游端20安排。
纸料稀释源38是淡水或通过成形网12从纸料沥下并经澄清的透明水。这些稀释水流经终点82，混合和稀释流过相邻管道24的纸料S，而不会改变流经相邻管道24的流量。
更具体地说，流经终点82的稀释水流方向(箭头84所示)基本上垂直于通过终点82流向邻近管道24的纸料S的流动方向(如图3中的箭头86所示)。
控制机构40包含多个流量控制阀门88和89，如图3所示。每一个阀门，如阀门88，和多个供应管道36至37中的一条管道36相配合，使每根供应管道36至37能选择地和纸料稀释源38相连，以调整成品纸带沿造纸机横向的基本重量而不致改变流经管道群18的流量。
图6是本发明所述的料箱设备10的示意图，显示了用于控制至少流过管道群18中的一些管道的纸料稀释设备的工作情况。
纸料流经壳体14的锥形进料口16，纸料的流向用箭头86表示。用箭头90表示的一部分纸料流过管道24的上游部分54。供应管道36和管道群18的上游端20相连，使使应管道36具有一个终点82。这种安排使用箭头91表示的水基本上垂直于纸料86的流动方向流动。稀释水流91和纸料流86混合在一起，基本上使所有经过终点82进入的稀释水与纸料部分90一起流过管道24的上游部分54。因此，流过管道24的纸料被稀释了。这样就能沿造纸机的横向控制成形网上形成的成品纸带的基本重量，更确切地说，通过这种稀释，可以获得基本重量更均匀的纸片。
本发明通过对流经管道群的纸料进行稀释，提供了一种用于沿造纸机横向控制和保持纸带的基本重量大致恒定的精确方法。
权利要求
1.一种将纸料挤出到成形网的上面以形成纸带的造纸机的料箱设备，该设备包括一个壳体，该壳体和纸料的压力源相连，并形成一个供纸料通过的锥形进料口；一组管道群，该管道群具有一个上游端和一个下游端，所述管道群的上游端和所述锥形进料口相连，使纸料能以基本恒定的流量流经所述锥形进料口和流经所述管道群的上游端至所述管道群的下游端；该管道群包括多根供纸料流通过的管道；一个形成一限幅腔的部件，该限幅腔具有一个上游终端和一个下游终端，所述上游终端和所述管道群的下游端相连，所述下游终端布置在紧靠成形网的位置上，这样，纸料可以流经所述管道群的下游端和流经所述限幅腔的上游终端，以便将纸料从所述限幅腔的下游终端挤出到成形网上面；多根供应管道，该供应管道和所述管道群的上游端相连，所述供应管道组的每一根供应管道都和一个纸料稀释源相连，以便纸料的稀释液能流进所述的管道群内；控制机构，该机构和所述的供应管道配合工作，以便控制纸料的稀释液至少能流经所述管道群的一些管道，从而控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
2.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述的锥形进料口沿造纸机横向是收缩的，使供纸料流经的横截面面积沿造纸机横向逐渐地变化。
3.如权利要求2所述的料箱设备，其特征在于所述的壳体包括一个上游口和一个以流体与所述锥形进料口连通的下游口，所述的上游口和纸料的压力源相连，所述锥形进料口的横截面面积与离所述上游口的距离成反比。
4.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述管道群还包括一个用于机械地支撑所述多根管道的框板，使流经所述进料口和流经所述管道群的上游端的纸料能流经所述多根管道。
5.如权利要求4所述的料箱设备，其特征在于所述多根管道被刚性地支撑在上述框板上，所述这些管道以垂直间隔行排列，每行内的每根管子与相邻一行上的一根管道垂直对齐。
6.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述多根管道中的每一根管道都具有一个上游部分和一个下游部分，该上游部分沿垂直于纸料流动方向截取的横截面基本上呈园形，所述下游部分具有一个园形截面形状的开头端和一个基本上呈矩形的出口端，以便当流经所述出口端的纸料流速增加时，使流经该管道的纸料的体积流量能保基本不变。
7.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述多根管道中的每一根管道安排在多组垂直隔开的行中;所述的限幅腔还包括多个后缘元件，其中的每一个后缘元件都具有一个端头，该端头铰接在所述管道群的下游端上，每一个后缘元件都铰接在上述多行中的相邻行之间的所述管道群上。
8.如权利要求7所述的料箱设备，其特征在于所述的管道群具有多个燕尾形凹槽，每一个凹槽位于所述多行中的相邻两行之间，每一个后缘元件在其铰接端附近形成一个放大部，该放大部和所述凹槽之一相配合，将所述后缘元件铰接在槽内，以便流经所述限幅腔的上游终端的纸料由所述多个后缘元件分离或多股相互分隔的纸料流。
9.如权利要求8所述的料箱设备，其特征在于所述限幅腔沿所述游终端到所述下游终端方向是收缩的，使所述限幅腔内的多股纸料流也相互收缩。
10.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述的多根供应管道在所述的许多管道中相邻的管道之间延伸穿过所述的管道群。
11.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于每一根供应管道在相邻的管道之间穿过管道群，每一根供应管道都具有一个终点，该终点紧靠所述多根管道的一根相邻管道设置并位于其上游，所述终点的位置靠近所述管道群的上游端;所述纸料稀释源是通过成形网从纸料中沥下并经澄清的透明水，所述澄清的水流经所述的终点，使所述的澄清水和流经所述相邻管道的纸料相混合并稀释纸料而不致改变流经所述相邻管道的流速。
12.如权利要求11所述的料箱设备，其特征在于流经所述终点的澄清水的流动基本上垂直于通过所述终点流向所述相近管道的纸料流动方向。
13.如权利要求1所述的料箱设备，其特征在于所述控制机构包括多个流量控制阀门，这些阀门中的每一个阀门和所述多个供应管道的每一根管道相配合工作，使每一根所述的供应管道有选择地和纸料稀释流相连以调整成品纸带沿造纸机横向的基本重量，而不致改变流经所述管道群的流速。
14.一种将纸料挤出到成形网上面以形成纸带的料箱设备，该设备包括一个壳体，该壳体和纸料的压力源相连，所述壳体形成一个供纸料流通过的锥形进料口;一个具有上游端和下游端的管道群，所述管道群的上游端和所述锥形进料口相连，以便纸料以基本不变的流速流经所述进料口和流经所述管道群的上游端至所述管道群的下游端;所述管道群包括多根供纸料通过的管道;一个形成限幅腔的部件，该限幅腔具有一个上游端和一个下游终端，所述上游终端和所述管道群的下游端相连，该下游终端被安排在紧靠成形网的位置上，使纸料流经所述管道群的下游端和流经所述限幅腔的上游端，以便纸料可从所述限幅腔的下游终端被挤出到成形网的上面;多根和所述管道群的上游端相连的供应管道，其中的每一根供应管道和一个纸料稀释源相连，以便让纸料的稀释液能流进所述的管道群中;控制机构，其与所述的供应管道相配合，以控制所述纸料稀释液至少能流经所述管道群中的一些管道，以控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量;每一根供应管道在相邻的管道之间延伸穿过所述的管道群，每一根供应管道都具有一个终点，其紧靠所述多根管道中的一根相邻管道设置并位于其上游，所述终点被安排在所述管道群的上游端附近;流经所述终点的所述纸料稀释源使所述稀释源和流经所述邻近管道的纸料混合在一起并稀释纸料，而不致改变流经所述相邻管道的流速。
15.一种用于将纸坯挤出到成形网上以形成纸带的方法，该方法包括以下几个步骤将一个壳体连接在纸料的压力源上，该壳体形成一个供纸料通过的锥形进料口;将纸料流导入锥形进料口，使纸料以基本不变的流速流经该进料口和流经管道群的上游端和下游端;将多根供应管道连接到管道群的上游端上，将供应管道连接在一个纸料稀释源上，使纸料的稀释液能流入管道群内;控制流经供应管道的流量以控制纸料的稀释液至少能流经管道群中的一些管道内，从而控制产品纸带沿造纸机横向的基本重量。
全文摘要
本发明涉及一种造纸机的料箱设备，其用途是将纸料挤出到成型网上以形成纸张带。其设计是使纸料流经管道群的下游端和流经限幅腔的上游终端，从而将纸料挤出限幅腔的下游端到成型网上面，多根供应管道和管道群的上游端相连，其中每一根供应管道和一个纸料稀释源相连，以便能使纸料的稀释液流入管道群内，一种控制机构和上述供应管道配合工作以控制纸料的稀释液至少能流经所述管道群中的一些管道，从而控制成品纸带沿造纸机横向的基本重量。
文档编号D21F1/02GK1071981SQ92112550
公开日1993年5月12日 申请日期1992年10月29日 优先权日1991年10月29日
发明者R·E·赫格特 申请人:贝洛特技术有限公司