專利名稱：成形纖維網(wǎng)狀物的方法及用于該方法的機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成形分層的纖維網(wǎng)狀物(a layered fibrous web)的方法以及一種用于該方法的機械。
背景技術(shù)：
在造紙工業(yè)中，常常希望成形多層的紙漿質(zhì)纖維網(wǎng)狀物，其中在不同的層中使用不同的纖維懸浮液。一張紙比如可以由芯部和表面層組成，所述芯部由回收的纖維材料制成，而所述表面層由不同的纖維材料制成，以便使得該紙張具有一個預(yù)期表面。這種多層網(wǎng)狀物可以借助于分層的網(wǎng)前箱生產(chǎn)出來，其中不同的纖維懸浮液借助于一個或者多個托板(blade)分隔開。在所述網(wǎng)前箱的出口處，多個纖維懸浮液層被依次分配在一個造紙網(wǎng)上，并且由此成形一個多層的紙漿質(zhì)纖維網(wǎng)狀物。由于不同的層通常由具有不同纖維特性或者甚至是不同顏色的材料構(gòu)成，所以必須防止層間發(fā)生混合。所述混合主要是由于形成在托板后緣下游的尾流(the wake)所導(dǎo)致。這些尾流會產(chǎn)生強烈的湍流混合，明顯地阻礙了獲得良好層間純度的可能性。為了解決該問題，已經(jīng)進行了若干種嘗試。
在英國專利申請GB 2107751 A中描述了一種造紙機和一種用于生產(chǎn)多層紙漿質(zhì)纖維網(wǎng)狀物的工藝，其中兩個纖維懸浮液層由一個中間流動管道分隔開，水通過該中間流動管道進行流動，并且由此在所述纖維懸浮液層之間形成一個分隔層。所述流動管道從網(wǎng)前箱的入口端部大體延伸至網(wǎng)前箱的中部，并且由剛性的間隔壁構(gòu)成。這種構(gòu)造要求所述托板在網(wǎng)前箱中對稱設(shè)置，以便在所述托板后緣處的兩側(cè)獲得相同壓力。還有，除非形成所述流動管道的間隔壁被極其精確地定位，否則將產(chǎn)生嚴重的混合現(xiàn)象，這在實際中是不可行的。由此，無法在不會導(dǎo)致所述纖維懸浮液層之間存在所不希望的壓力差的條件下，送入不同體積的由所述間隔壁分隔開的纖維懸浮液流。此外，為了在所述托板的兩側(cè)獲得相等壓力，所述間隔壁的定位操作還必須適應(yīng)于纖維懸浮液的一個特定速度，這就使得這種造紙機無法被靈活使用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的所述問題。這一點借助于一種根據(jù)權(quán)利要求1的方法來實現(xiàn)。具體來說，本發(fā)明涉及一種成形分層的纖維網(wǎng)狀物的方法，包括引導(dǎo)至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網(wǎng)前箱，利用一個托板裝置將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至一個網(wǎng)狀物成形設(shè)備，以及在所述托板裝置端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構(gòu)成所述托板的一個延展部，并且由此防止所述纖維懸浮液發(fā)生混合。該方法還包括將所述托板裝置設(shè)置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由所述托板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，并且由此減輕所述托板裝置的邊緣下游的尾流作用。
還有，本發(fā)明涉及一種造紙機，其包括一個網(wǎng)前箱，該網(wǎng)前箱包括至少一個纖維懸浮液分隔用托板裝置，該托板裝置上帶有一個出水口，所述出水口被設(shè)置成能夠形成這樣一個水層，即該水層構(gòu)成了所述托板裝置的一個延展部，并且具有一個均勻的橫向流速。所述托板裝置被設(shè)置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由所述托板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，并且由此減輕所述托板裝置的邊緣下游的尾流作用。
所述托板裝置由此得以自動調(diào)節(jié)，來補償不同纖維懸浮液層的壓力差，并且由此補償不同纖維懸浮液層的速度差。因此，以便在一個多層網(wǎng)前箱中向各個層送入不同體積的纖維懸浮液流，并且保持不同纖維懸浮液層的速度相等。比如當(dāng)成形一種具有不同厚度的層的分層紙張時，這一點非常有用。也可以在網(wǎng)前箱中對稱地定位一個或者多個托板。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，水在內(nèi)部通道中被泵送穿過所述托板裝置，以便獲得一個壓降，這將確保水流速度在所有的通道中均相同。優(yōu)選的是，所述通道終止于一個與所述托板裝置端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從所述托板裝置流出的水具有一個均勻的流速。
在本發(fā)明的另外一個優(yōu)選實施例中，垂直于所希望的水流方向，在所述托板裝置的內(nèi)部設(shè)置有一個壓降網(wǎng)屏(a pressure drop screen)。優(yōu)選的是，該壓降網(wǎng)屏可以由一種多孔材料構(gòu)成，比如一個被設(shè)置成跨越所述托板裝置橫剖面的整個寬度和高度的網(wǎng)狀構(gòu)件，以便形成一個源自于所述托板裝置的均勻水流。
優(yōu)選的是，從所述托板裝置流出的水的高度保持恒定，并且由此使得所述水層的高度保持恒定，水的流速通過改變水的泵送壓力加以調(diào)節(jié)。水可以具有這樣一個速度，即高于或者低于所述纖維懸浮液的速度。當(dāng)水的速度低于所述纖維懸浮液的速度時，尾流作用仍舊存在于所述托板裝置的端部下游。相反，當(dāng)水的速度高于所述纖維懸浮液的速度時，會導(dǎo)致出現(xiàn)射流現(xiàn)象，這將導(dǎo)致發(fā)生更強的層間混合。通過改變水的流速，可以控制不同纖維懸浮液的分層狀況，以便獲得一種最佳狀況，此時層間混合最小，同時實現(xiàn)了最少的水量消耗。
優(yōu)選的是，水借助于一根進水導(dǎo)管被供送至所述托板裝置，所述進水導(dǎo)管被設(shè)置在所述托板裝置的上游端部處，并且垂直于所希望的水流方向。
由所述托板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡可以以不同的方式來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一個實施例中，所述托板裝置可以以這樣一種方式移動，即其可以彈性變形，并且由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
在另外一個優(yōu)選實施例中，所述托板裝置在其上游端部處被樞轉(zhuǎn)式支撐起來，并且可以環(huán)繞一根樞軸自由樞轉(zhuǎn)，所述樞軸垂直于所希望的流動方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。優(yōu)選的是，所述進水導(dǎo)管被以這樣一種方式旋轉(zhuǎn)固定地連接在所述托板裝置上，即該進水導(dǎo)管與所述托板的樞軸重合。
此外，所述托板裝置可以既彈性撓屈又被樞轉(zhuǎn)式支撐起來。
所述托板裝置可以包括一對相互間隔開的平行板，這對平行板上下設(shè)置，并且基本上平行于所希望的水流方向?？蛇x擇地，所述托板裝置可以包括一對板，這對板上下設(shè)置，并且沿著所希望的水流方向相向靠攏，由此，所述托板裝置上的出水口窄于進水口。
圖1示出了一個根據(jù)本發(fā)明具有一個分隔用水分配托板裝置的網(wǎng)前箱。
圖2示出了所述托板裝置沿著圖1中線2-2的橫剖面。
圖3示出了一個樞轉(zhuǎn)式支撐起來的托板裝置。
圖4示出了所述托板裝置的一個替代性實施例。
圖5示出了一個根據(jù)本發(fā)明具有兩個托板裝置的網(wǎng)前箱。
具體實施例方式
圖1示出了一個用于造紙機的網(wǎng)前箱10的橫剖面。該網(wǎng)前箱10經(jīng)由輸入噴嘴12、14供送來兩股不同的纖維懸浮液流，輸入噴嘴12、14將所述纖維懸浮液送入管道15、16之內(nèi)，管道15、16上下設(shè)置，并且借助于一個基本上水平的托板裝置18分隔開。纖維懸浮液通過一個出口22被從網(wǎng)前箱10分配到一張造紙網(wǎng)24上，在該造紙網(wǎng)24上，兩個纖維懸浮液層被疊置起來以便成形一個分層紙張。圖2示出了一個托板裝置18，該托板裝置18由一個上側(cè)板26、一個下側(cè)板28以及一些內(nèi)部通道構(gòu)成，所述內(nèi)部通道被以平行導(dǎo)管30的形式設(shè)置在上側(cè)板與下側(cè)板之間。導(dǎo)管30并排設(shè)置，并且平行于纖維懸浮液的流動方向。板26、28被平行設(shè)置，并且如圖1和3中示出的那樣相互間隔開。借助于一個泵送裝置(未示出)，水被從網(wǎng)前箱10的上游端部進行泵送，由此，所述內(nèi)部通道會在于托板裝置18中流動的水上產(chǎn)生一個壓降作用。由此，在托板裝置18的端部下游形成一個均勻的水層，該水層形成了托板裝置18的一個延展部。所述水層能夠防止或者減少在托板裝置18的邊緣下游出現(xiàn)尾流。尾流將導(dǎo)致在所述纖維懸浮液層中出現(xiàn)渦流，由此會產(chǎn)生所不希望的層間混合。托板裝置18基本上從網(wǎng)前箱10的上游端部延伸至出口22。如圖3中所示，導(dǎo)管30終止于一個與托板裝置18的輸出端部相距一定距離的位置處，以便獲得一個源自于托板裝置18的均勻水流。
在圖4中示出了本發(fā)明的一個替代性實施例，其中托板裝置180包括一個上側(cè)板260和一個下側(cè)板280，它們沿著所希望的水流方向相向靠攏。
在本發(fā)明的另外一個實施例中，托板裝置18、180中沒有設(shè)置內(nèi)部通道，而是帶有一個或者多個壓降網(wǎng)屏38，如圖4中所示，壓降網(wǎng)屏38被設(shè)置在托板裝置18、180的內(nèi)部，垂直于所希望的水流方向。優(yōu)選的是，所述壓降網(wǎng)屏為一種多孔材料，比如一張網(wǎng)，并且被設(shè)置成跨越托板裝置18、180的橫剖面的整個寬度和高度，以便形成一個源自于托板裝置18、180的均勻水流。
根據(jù)一個優(yōu)選實施例，托板裝置18、180被設(shè)置成環(huán)繞一根軸線20自由樞轉(zhuǎn)，軸線20基本上垂直于所希望的水流方向。托板裝置18、180可以是剛性的或者可以彈性變形。但是，從托板裝置18、180流出的水的高度保持恒定，由此使得所述水層的高度保持恒定。在本實施例中，包括有可彈性變形的托板裝置，這一點比如可以如此實現(xiàn)，即利用一種剛性材料制造托板裝置18、180上的出水部分，同時利用一種可彈性變形的材料制造該托板裝置的其余部分。
可以借助于對水的泵送壓力進行調(diào)節(jié)來對水的速度加以控制。一根用于將水供送至托板的進水導(dǎo)管32被設(shè)置在一個與樞軸20重合的位置處。進水導(dǎo)管32帶有一些開口34，通過這些開口34，水被供送至托板裝置18、180。托板裝置18、180被以一種旋轉(zhuǎn)固定方式連接在進水導(dǎo)管32上。優(yōu)選的是，如圖3中所示，進水導(dǎo)管32借助于一個旋轉(zhuǎn)接頭36得以旋轉(zhuǎn)設(shè)置，從而使得托板裝置18、180可以自由樞轉(zhuǎn)。
根據(jù)一個替代性實施例，水可以借助于這樣一根進水導(dǎo)管被送入托板裝置18、180，即該進水導(dǎo)管具有一條狹長縱向穿孔(未示出)，通過該穿孔，水被供送至托板裝置18、180。
在本發(fā)明的另外一個實施例中，托板裝置18、180可以彈性變形，并且被不可樞轉(zhuǎn)地安裝在網(wǎng)前箱10中。因此，所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡僅通過托板裝置18、180的變形運動來實現(xiàn)。一根用于將水供送至托板的進水導(dǎo)管32，被設(shè)置在所述托板裝置的上游端部處，垂直于所希望的水流方向，并且?guī)в幸恍╅_口34，通過這些開口34，水被供送至托板裝置18、180。
此外，網(wǎng)前箱10還可以帶有兩個或者多個托板裝置18、180，如圖5中所示，由此可以成形一個多層紙張。由于托板裝置18、180對所述纖維懸浮液層之間壓力均衡的自調(diào)節(jié)作用，托板裝置18、180在網(wǎng)前箱10中的豎直設(shè)置可以對稱或者不對稱。
本發(fā)明并不局限于前面描述過的實施例。在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護范圍內(nèi)，本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員將會發(fā)現(xiàn)其它應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種成形分層的纖維網(wǎng)狀物的方法，該方法包括引導(dǎo)至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網(wǎng)前箱(10)，利用托板裝置(18、180)將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至網(wǎng)狀物成形設(shè)備(24)，以及在托板裝置(18、180)端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構(gòu)成所述托板裝置的延展部，并且由此防止所述纖維懸浮液發(fā)生混合，其特征在于，將托板裝置(18、180)設(shè)置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該托板裝置(18、180)分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，并且由此減輕該托板裝置(18、180)邊緣下游的尾流作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于，在內(nèi)部通道(30)中將水泵送穿過托板裝置(18、180)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的方法，其特征在于，將通道(30)設(shè)置成使得它們終止于一個與托板裝置(18、180)端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從托板裝置(18、180)流出的水具有一個均勻的流速。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，保持從托板裝置(18、180)流出的水的高度恒定，由此保持所述水層的高度恒定，并且通過改變水的泵送壓力對水的流速進行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，借助于一根進水導(dǎo)管(32)將水供送至托板裝置(18、180)，該進水導(dǎo)管(32)垂直于所希望的水流方向并被設(shè)置在托板裝置(18、180)的上游端部處。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，垂直于所希望的水流方向，在托板裝置(18、180)的內(nèi)部設(shè)置一個壓降網(wǎng)屏(38)。
7.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，將托板裝置(18、180)設(shè)置成可以以這樣一種方式移動，即其能夠彈性變形，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
8.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，將托板裝置(18、180)設(shè)置成可以以這樣一種方式移動，即在其上游端部處被樞轉(zhuǎn)式支撐起來，并且可以環(huán)繞一根樞軸(20)自由樞轉(zhuǎn)，該樞軸(20)垂直于所希望的流動方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其特征在于，以一種旋轉(zhuǎn)固定方式將進水導(dǎo)管(32)連接到托板裝置(18、180)上，以便使得進水導(dǎo)管(32)與托板裝置(18、180)的樞軸(20)重合。
10.一種造紙機，其包括一個網(wǎng)前箱(10)，該網(wǎng)前箱(10)包括至少一個纖維懸浮液分隔用托板裝置(18、180)，該托板裝置(18、180)上帶有出水口，所述出水口被設(shè)置成能夠形成一個水層，該水層構(gòu)成了托板裝置(18、180)的延展部，并且具有一個均勻的橫向流速，其特征在于，托板裝置(18、180)被設(shè)置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該托板裝置(18、180)分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，并且由此減輕該托板裝置(18、180)邊緣下游的尾流作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的造紙機，其特征在于，所述托板裝置帶有內(nèi)部通道(30)，在這些內(nèi)部通道(30)中水被泵送穿過該托板裝置(18、180)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的造紙機，其特征在于，通道(30)終止于一個與托板裝置(18、180)端部處的出水口相距一定距離的位置處，以便使得從托板裝置(18、180)流出的水具有一個均勻的流速。
13.根據(jù)權(quán)利要求10-12中任一所述的造紙機，其特征在于，垂直于所希望的水流方向，在托板裝置(18、180)的內(nèi)部設(shè)置有至少一個壓降網(wǎng)屏(38)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的造紙機，其特征在于，壓降網(wǎng)屏(38)為一種多孔材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一所述的造紙機，其特征在于，從托板裝置(18、180)流出的水的高度保持恒定，由此使得所述水層的高度保持恒定，并且水的流速通過改變水的泵送壓力加以調(diào)節(jié)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10-15中任一所述的造紙機，其特征在于，將水供送至托板裝置(18、180)的進水導(dǎo)管(32)被設(shè)置在托板裝置(18、180)的上游端部處，垂直于所希望的水流方向。
17.根據(jù)權(quán)利要求10-16中任一所述的造紙機，其特征在于，托板裝置(18、180)可以彈性變形，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
18.根據(jù)權(quán)利要求10-17中任一所述的造紙機，其特征在于，托板裝置(18、180)在其上游端部處被樞轉(zhuǎn)式支撐起來，并且可以環(huán)繞一根樞軸(20)自由樞轉(zhuǎn)，該樞軸(20)垂直于所希望的水流方向，由此使得所述纖維懸浮液層之間的壓力均衡。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的造紙機，其特征在于，進水導(dǎo)管(32)被以一種旋轉(zhuǎn)固定方式連接在托板裝置(18、180)上，以便該進水導(dǎo)管(32)與托板裝置(18、180)的樞軸(20)重合。
20.根據(jù)權(quán)利要求10-19中任一所述的造紙機，其特征在于，托板裝置(18)包括一對相互間隔開的平行板(26、28)。
21.根據(jù)權(quán)利要求10-19中任一所述的造紙機，其特征在于，托板裝置(180)包括一對板(260、280)，它們朝向所希望的水流方向相向靠攏，由此，托板裝置(180)上的出水口窄于進水口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成形分層的纖維網(wǎng)狀物的方法，包括引導(dǎo)至少兩種不同的纖維懸浮液通過一個網(wǎng)前箱(10)，利用托板裝置(18、180)將所述纖維懸浮液相互分隔開，將所述纖維懸浮液供送至網(wǎng)狀物成形設(shè)備(24)，以及在托板裝置(18、180)端部上的出口處形成一個橫向均勻流動的水層，以便使得該水層構(gòu)成所述托板裝置的延展部，并且由此防止所述纖維懸浮液發(fā)生混合。該方法還包括將托板裝置(18、180)設(shè)置成能夠沿著一個基本上豎直的方向自由移動，以便使得由該托板裝置分隔開的纖維懸浮液層之間的壓力均衡，并且由此減輕該托板裝置邊緣下游的尾流作用。本發(fā)明還涉及一種用于實施所述方法的造紙機。
文檔編號D21F1/02GK1592806SQ02823435
公開日2005年3月9日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月5日
發(fā)明者丹尼爾·索德爾伯格 申請人:瑞典紙漿及紙張研究所