CN102203345B - 具有多个排水底板的双织物成形部 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于双织物造纸机的成形部，其中在原料冲击之后，两种织物承载并夹住原料。选择性地设置在织物中的一者或两者上的多个间隔开的排水底板，在加工方向上以滑动接触方式为各个织物提供了连续支撑，各个排水底板使织物偏斜所选定的包围角度，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移。至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述底板的机器侧表面。本发明的布置方式提供了改进的纤维网排水和成形。

Description

具有多个排水底板的双织物成形部

相关申请的交叉引用

本申请要求申请61/107,051的优先权，在此通过引用方式将该申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及双织物造纸机的成形部，具体涉及位于成形部的初始部分的两个或更多排水底板装置，并且更具体涉及多个排水底板装置以提供改进的纤维网排水和成形。

背景技术

本发明涉及位于双织物造纸机的成形部的初始部分的排水和成形部件中的所选部件的布置，以优化纸制品的排水和保持性能。本发明具体涉及串联设置并且与背衬织物和/或传送织物中的两者或一者滑动接触的两个或更多排水底板的使用，以便调节两个织物的包围角度，从而优化纤维网的排水、保持和成形性能。排水底板构造并布置成在制造不同基重的纤维素制品时提供纤维网排水率和纸张成形的改进控制，并且可以提供在现有装置中很难或不能实现的织物包围角度和排水速度。

本文所使用的术语“排水底板”特定地涉及织物支撑装置，该织物支撑装置通过从纤维网去除的流体的排出来为流动或不流动的织物和纤维网提供连续加工方向（MD）的定向支撑。这些排水底板应当与常规的“成形地板”不同，该成形地板包括多个叶片，每一个叶片都横跨成形部的宽度（即，沿着交叉加工方向（CD））延伸，并且每一个叶片都沿着MD与地板上的连续叶片分开。本发明成形部所采用的排水底板为所接触的造纸织物提供MD支撑；底板可以配备有能够进行排水的MD定向槽，或者多个孔或类似开口，所述孔或开口之间的是用于为织物提供MD支撑的平台区域。作为选择，本发明的排水底板可以是实心的并且靠近流通排水装置。排水底板将用于通过足以实现所需水平的成形和排水的包围角度使织物和原料偏斜。

在现代造纸机的双织物成形部中，造纸原料以高速和高精度从前箱切片唇缘传送到位于两个收缩成形织物之间的缝隙。织物通常设置成：当原料喷射滑动接触地经过弯曲的有叶片的成形底板（如在叶片成形时）或者抽吸成形辊（如在辊成形时）的上方，而第二织物将织物之间的原料限制在底板或辊的上方时，原料喷射冲击到第一织物上。这些织物中的一种织物将用作把纸张输送到位于成形部下游的挤压部的传送织物，同时第二织物将用作保持夹在织物之间的原料的背衬织物。辊和叶片的形成过程提供了各种优点，但是各个过程也具有相应的缺点，本发明寻求解决这些缺点。

在叶片成形方式中，两种织物与原料一起包围一系列交叉加工方向（CD）定向的叶片，这些叶片精确地位于弯曲的成形底板上。前箱的喷射冲击到第一叶片之前的第一织物（传送织物或背衬织物）；织物相交的角度一般很小，其范围约3°-4°，使得以叶片成形方式形成的制品对喷射的冲击角度进而对纸张瑕疵高度敏感。在叶片上的织物张力和偏斜对原料提供脉冲压力和剪切力，同时驱使初次脱水。目前的一些叶片成形设备设计的排水是受限的，这意味着它们在成形的早期阶段不能充分使原料排水。由于通过CD定向叶片引入到原料的多重连续的周期性挤压脉冲和剪切力叶片成形通常制造出具有良好成形的纸制品。然而，这些连续挤压脉冲会扰乱已经沉积在初始纸垫上的精细材料，这些精细材料将从纸张上流失，但是随后可以随着排水而与滤液回流。因此，叶片成形设备通常提供了良好成形，的但是以首次通过的低保持性和排水性为代价。

在辊成形方式中，两种织物与原料一起包围旋转的抽吸成形辊的一部分，并且辊上的织物的偏斜提供了更加恒定和持续的初始排水。由于不存在叶片成形方式中发现的多重连续挤压脉冲，所以辊成形通常提供更好的细小物质保持力，但是不能提供满意的成形并且由于抽吸辊的能量消耗而操作成本较高。由于通常为约8°-10°的较大织物相交角度，所以辊成形对喷射冲击角度不如叶片成形敏感。

众所周知，成形辊的半径直接影响从胚纸纤维网去除水的排水速度或速率。通常要求具有大量织物包围的排水辊为较重基重的制品（例如波纹介质、挂面纸板等）提供充分排水。抽吸成形辊非常昂贵并且在安装之后不容易移动或改变；维护成本也很高。成形辊还成形部的位于冲击点附近的初期部分（early part）处占据大量空间。在操作中，排出的流体向外挤出到辊的包围部分上并且进入辊壳的腔。当织物离开成形辊时，辊侧的排出物被挤出辊。由于在辊与辊包围末端的织物之间的脱离咬合出产生的真空脉冲，在辊成形过程中制造的纸制品会表现出从辊排出之后织物分离的缺点；这种真空能够将两种织物拉开，从而在纸制品上产生瑕疵。另外，当排出物在大气条件下被挤出到织物环时，抽吸辊的真空密封在排出咬合处损失，并且必须以较高能量需求为代价连续地重新产生。此外，随着排水会产生不需要的雾，从而使纸张重新湿润或产生瑕疵。因此，与叶片成形设备相比，辊成形设备提供了改进的保持性能并且减小了初始冲击敏感性，同时以较高操作成本损失了成形并且表现出其他操作问题。

例如波纹介质、挂面纸板等较重基重等级的纸制品，以及包含大量填充材料（例如碳酸钙、滑石、各种粘土等）的用于新闻用纸、杂志和广告类型出版物的较轻基重的纸制品，都要求不引入多重连续挤压脉冲的快速初始排水。如果这些等级的制品可以被快速排水，同时提供良好的成形性能和高的第一通过保持力（低填充损失），那么可以优化这些等级的制品。过去，通常使用辊成形设备构造来制造这些等级的制品。

现有技术的讨论

US7,005,040（Buchanan等人）披露了通过以下方式进行的流体的改进排出和原料喷射中夹带的空气的去除：在单或双织物成形部的冲击点设置有槽的冲击底板，该冲击底板包括MD定向的有轮廓的织物支撑表面，在该织物支撑表面之间设置流通出口。冲击底板包括多个至少第一和第二薄的层状部分，该切片部分的形状为提供所需的表面轮廓，成形织物在该表面上滑动并且用于去除夹带的空气和水的流通出口设置在该表面上。

EP1315861（Buchanan等人）披露了一种设置在单或双织物造纸机上的有孔的引导叶片，使得原料喷射冲击成形织物的尾缘或其附近。叶片用于在成形织物进入成形部之前使成形织物弯曲，并且用于使大部分空气和至少一部分液体通过设置在支撑表面之间的MD定向槽排出。

US2007/0295468（Wildfong等人）披露了一种可调节冲击底板，该冲击底板可以通过枢转或横向运动方式移动，使得可以调节造纸原料喷射的冲击点位置来优化成形。

US7,491,295（Poikolainen等人）披露了一种用于形部的脱水部件，该部件包括由钻孔形成的非脉冲抽吸区域；该区域之后设置有为原料提供脉冲的CD定向出口槽。

US7,364,643（Poikolainen等人）披露了一种具有两个连续脱水区域的双织物成形装置。在第一区域内，两种织物之一在经过时以滑动接触的方式支撑在固定成形底板的弯曲表面上，而另一种织物未支撑。第二脱水区域由安装在成形底板的相反侧并且从该侧向下游安装的固定叶片形成，在该固定叶片之间设置有弹性安装的CD定向叶片，该CD定向叶片共同产生脉冲脱水。

US6,881,302（Masuda等人）披露了一种成形装置，该成形装置包括多个凸面弯曲的成形底板，每个成形底板都配备有通常MD定向的槽，这些槽从织物和纤维网的远离底板表面的下侧托住并引导流体。

US6,372,091（Wildfong等人）披露了一种包括至少一个成形底板的双织物成形部。底板的纸侧表面包括多个槽，这些槽不延伸到前缘并且不穿过底板。

本文所使用的下面的术语认为它们具有以下含义：

包围角度：底板前缘与后缘之间的角度位移，其通过底板表面前缘的切线方向相对于底板表面后缘的切线方向的变化测量。包围角度与方向值无关，使得在本发明成形部中，设置两个或更多排水底板以为织物提供包围角度和，包围角度和是各个排水底板上的包围角度的正值的和。

挤压脉冲：当上面承载有原料的织物经过外部部件上方时的原料中的流体压力变化。

曲率半径：到曲率与排水底板表面的一部分相同的假想圆的中心的直线距离。

织物接触表面：织物支撑部件的移动织物以滑动接触方式经过其上方的部分的表面。

加工方向（MD）：与纸制品从前箱到干燥装置部通过造纸机的行程方向平行的方向。

交叉加工方向（CD）：在同一平面内与MD相交叉的方向。

上述现有技术的成形部装置都取得了不同程度的成功，但是这些解决方案自身都不能将辊成形的所需方面，即良好的一次通过保持力和对喷射冲击位置的相对不敏感性，与有益的挤压脉冲活动和叶片成形的初始排水特性相结合。因此，非常希望使用一个或几个较小装置来代替抽吸成形辊，所述一个或几个装置购买和安装不十分昂贵，并且考虑以下方面中的一者或两者：

（a）成形织物的包围角度随着特性原料和待生产制品的变化而改变，以及

（b）在不考虑抽吸成形辊的制造成本的情况下的成形织物的大包围有角度。具体地说，更有利的是，这种装置可以提供大的排水能力，即处理大量流体以实现纤维网的能力，同时没有脉冲，即不将降低纸制品中的填充物和细小物保持力的破坏性挤压脉冲引入原料。更有益的是，在成形部内设置多个这种装置，从而以较低成本为广大纸制品提供上述益处。

本发明通过以下方式寻求解决现有技术中的这些前述缺点：在双织物造纸机的初始成形区中提供至少两个排水底板装置，该排水底板构造并设置成优化纤维网的排水和成形而不降低保持力或带来纸张瑕疵。当织物以滑动接触方式经过在现有辊式或叶片式成形装置中必要的装置的上方时，本发明成形部中的排水底板装置不限制织物的包围角度。借助本发明，可以根据具体情况谨慎选择成形织物在各个单独排水底板上获得的包围角度，并且作为在全部相结合的排水底板上的包围角度和，也就是说，可以根据需要或大或小地选择包围角度，从而提供所需的排水和成形以优化纤维网的性能。

已经发现，辊成形和叶片成形的重要优势方面可以相结合来优化纸成形，除了可应用于所有基重等级以外，尤其适合较重基重等级。本发明的成形部装置在早期成形时除了改变加工方向压力以外还提供持续的加工方向压力，从而减小了纸制品的喷射冲击角度（如在辊成形时）的敏感性，同时提供了优秀的成形性能。

本发明提供的另一好处在于随着各个底板的织物接触表面的曲率半径变化，而使在成形织物包围在多个底板上时由原料获得的持续压力在MD上改变。这样就在原料中产生了非脉冲剪切力，从而分解任何纤维絮状物，同时与可得到的相同排水能力和织物包围角度和的辊成形设备相比，提供了良好的保持力和更好的成形。另外，在本发明的范围内，一个排水底板的织物接触表面轮廓可以不同于成形部的其他任何底板，并且各个表面轮廓不必恒定，而是可以根据需要在MD上变化。因此，类似的是，连续的下游侧的排水底板的织物接触表面的MD轮廓可以与原料喷射冲击在上面的初始底板的轮廓相同或不相同。

本发明成形部中的排水底板的新颖构造和设置的其他优点在于消除了织物分离缺陷。过去，在辊成形中，通常需要超出包围的设计角度，以便在滚出之前“干燥”纸张。由于织物以低纸张稠度离开旋转辊（例如抽吸成形辊）而在成形部产生纸张分离缺陷。在辊与织物之间的位于辊包围末端的分离咬合处产生的真空脉冲将两种织物拉开，从而损坏纸制品。在本发明的成形部设置中，部件的之前已有的并且产生纸张分离缺陷的几何形状和设置不在出现。此外，可以旋转各个排水底板的表面轮廓，以及在各个底板上的需要获得最佳造纸条件的织物包围量，而没有存在织物分离缺陷可能性的风险。这是很重要的，因为织物在持续压力部件（例如底板或辊）上的包围量对成形具有明显影响。在这种部件上的较大包围角度通常导致交差的成形，而较小的包围角度会提供更好的成形。某种纸等级（例如较重基重纸）需要较多数量的非脉冲排水装置（即，大的包围角度）来充分使纸张脱水。

现有技术的成形部设置（如前文所述的成形部设置）的其他局限性在于，底板越大制造越困难并且成本越高。根据本发明的技术，现在可以在织物的一侧或两侧连续地设置多个相对较小的排水底板以提供较好的水处理控制和排水均匀性。多个底板的使用将在成形部设计方面提供更大的灵活性，尤其是在存在空间限制的情况下。

发明概述

本发明寻求提供一种用于双织物造纸机的成形部，所述成形部构造并设置成接收一对包括第一织物和第二织物的成形织物，每一种织物都由多个辊和支撑部件支撑，所述成形部包括：

（i）具有前箱切片的前箱，其中，在操作时，

（a）所述前箱通过所述前箱切片在冲击点处将原料喷射输送到所述第一织物上；

（b）所述第一织物经过位于所述冲击点上游的第一支撑部件，并且在所述冲击点之后承载原料层；并且

（c）所述第二织物经过第二支撑部件并且被第二支撑部件引导而与近邻冲击点的原料层接触，然后与所述第一织物配合以夹住所述原料层；以及

（ii）多个排水底板，至少包括：

（a）第一排水底板，其设置成以滑动接触方式支撑第一织物和第二织物中的所选择的一种织物；

（b）至少第二排水底板，其位于所述第一排水底板下游，并且与所述第一排水底板分开，成形织物中的所选择的一种织物以滑动接触方式经过所述第二排水底板，其中

（1）每一个排水底板都具有：

（A）前缘和后缘；

（B）织物接触表面，其延伸至所述后缘并具有预定的加工方向轮廓和交叉加工方向轮廓，构造并设置成与成形织物中所选择的一种织物接触并在加工方向上为其提供连续支撑，并且使第一和第二织物以及它们之间的原料以选定的包围角度偏斜，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移，所述角度位移通过织物接触表面前缘的切线方向相对于织物接触表面后缘的切线方向的变化测量；以及

（C）机器侧表面；并且

（2）至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述底板的机器侧表面。

虽然包围角度可以为适合加工条件的任何角度，但是对于各个排水底板的包围角度优选为10°-50°，更优选为15°-35°，而在一些条件下为15°-25°。

优选的是，在许多应用中，第一底板比后面的底板相对更平，并且包围角度将比其余底板或位于该第一底板下游的底板更小。优选的是，由第一上游排水底板形成的包围角度约5°-约45°。更优选的是，第一排水底板的包围角度为10°-35°。

优选的是，当织物经过成形部中的所有排水底板时，由织物形成的包围角度和为10°-100°。更优选的是，在各个排水底板提供最小5°（通常为第一底板）至最大50°的包围角度的情况下，包围角度和为30°-70°。优选的是，排水底板设置成各个排水底板提供约15°-约35°的织物包围角度。

根据本发明，排水底板可以根据预定的最终用途以所选定的方式安装在例如重力排水箱或抽吸装置上。当底板的织物接触表面的包括至少实心前后表面（即，没有提供通向环境大气或深入抽吸装置的可抽吸用开口的表面）时，可以在上面安装有底板的排水装置内维持抽吸，并且实心前缘和后缘有利于去除夹带在织物内的空气和水。

优选的是，各个底板的位于前缘与后缘之间的织物接触表面构造并设置成为成形织物中的一种织物提供连续MD支撑，以便在夹在织物之间的原料内产生连续而持续的压力或剪切力。

优选的是，除了排水底板的实心前缘和后缘以外，排水底板的织物接触表面将提供总织物接触表面的70-0%的开口面积。优选的是，除了底板的前缘和后缘以外，排水底板的织物接触表面的开口面积将为约40%-60%。

优选由可抽吸用槽或孔并以Buchanan等人的US7,005,040所述的方式提供底板表面的开口面积；当织物经过排水底板表面时，这些MD定向槽和织物支撑表面将为原料提供连续而可变的、非脉冲的MD压力。然而，以下这种排水底板证明是等效的：该底板的表面是钻孔的，或者以例如Wildfong等人的US6,372,091所述的方式配备有深入排水装置下方的类似开口。Buchanan等人所披露的底板表面和Wildfong等人所述的钻孔底板表面将为织物提供必要的连续MD支撑。

重要的是应当注意，本发明成形部所使用的排水底板不包括CD定向开口（其存在于成形底板），这会在夹在织物之间的原料中引起间歇性挤压脉冲。

在本发明的替换实施例中，成形部设置的一个或多个底板可以是完全实心的并且没有通向大气或深入排水装置的开口。在本发明的范围内，至少一个底板可以配备有0%开口面积的表面，即，从前缘到后缘是实心的表面。

本发明成形部所使用的各个排水底板的织物接触表面的轮廓是简单的并且可以使用单一曲率半径描绘表面形状（即，表面以弧形平滑弯曲），或者是复杂的并且具有多个曲率半径。优选的是，成形部的各个排水底板的织物接触表面轮廓将彼此不同，并且后一个底板的末端的曲率半径都小于直接前一个底板的曲率半径。

可以根据预定的最终用途选择本发明成形部所使用的排水底板的MD尺寸，并且沿着长度或MD方向的尺寸通常为约6英寸（15.24cm）至约48英寸（121.92cm），但是优选具有更短的长度，通常为6-24英寸（15.24-60.96cm）。排水底板配备有实心前缘（即，没有开口来进行排水的前缘）和实心后缘，所述实心前缘在MD长度上为约1/2英寸（约1cm）-约2英寸（约5cm），所述实心后缘位于下游侧并具有约相同的尺寸。如前文所述，将优选以Buchanan等人的US7,005,040所述的方式构造至少一个排水底板，或者作为选择以Wildfong等人的US6,372,091所述的方式构造钻孔排水底板，以便提供所需的表面轮廓和前表面与后表面中间的开口面积。

具体构造或特制的选择将主要取决于在造纸过程中所使用的原料类型、造纸机的通行条件以及成形纸张的预定最终用途。当造纸机速度增加以便更经济地制造纸制品时，诸如机器的运行性能、纸张的外观和内部结构、制品表面或内部的细小物和填充物的分布以及细小材料的一次通过保持力等因素变得越来越重要。还希望的是，在沿着纸制品通过成形部的行进路径的不同位置保持基本恒定的排水速率，从而使细小材料的一次通过保持力与纸张成形良好结合。通过适当选择排水底板的顺序和布置方式，可以对这些变量中的多个变量（如果不是全部）进行同时控制。

第二排水底板可以设置在两种织物中的第二种织物上，或者两个或更多排水底板可以以相邻的顺序设置在两种织物中的第一种织物上，排水底板可以任意地位于设置在第二织物上的至少一个排水底板之前，即设置在第一织物上的多个排水底板的下游。因此，可以根据具体条件存在所需数量的排水底板，一直到四个或更多排水底板。

本发明形成部中的至少两个排水底板的相对位置是重要的，同时在各种情况下，为织物提供所需的包围角度和。当至少两个底板设置在成形部的同一侧并且与同一织物接触时，连续底板之间的MD距离可以为1-12英寸（25-300mm）。然而，当两个排水底板前后连续设置并且彼此位于织物的相对侧时，一个底板的后缘与下一个底板的前缘之间在MD上的距离应当至少2英寸（50mm），并且可以分开18英寸（457mm）或以上。另外，根据任何排水底板的前缘的需要，可以提供刮除边缘（doctoring edge）。

排水底板可以根据适当的条件（例如上述这些条件）固定在排水箱上。例如，根据是否需要相对于其他底板的方向对底板进行单独调节，设置在传送织物上的至少一对相邻排水底板的各个部件可以固定在共同的排水箱上，或者可以安装在单独的排水箱上。

排水底板中的至少一个或者全部排水底板可以固定在可调节排水箱上，即，该可调节排水箱可以通过平移或枢转、以Wildfong等人的US2007/0295468所述的方式调节到或者固定在所需的位置。

优选的是，第一支撑部件包括胸部辊，但是作为选择，第一支撑部件可以包括至少一个转向杆。类似的是，第二支撑部件优选包括成形辊，但是作为选择，第二支撑部件可以包括至少一个转向杆。

如上文所述，在已知部件的各种情况下可以根据加工调节选择设置在排水底板上游或下游的支撑部件。优选的是，成形部还包括位于最后一个排水底板的后缘并与其间隔开的至少一个成形底板，该成形底板包括多个织物支撑部件。成形底板可以具有通常的特征，包括位于前缘的偏斜叶片。

优选的是，成形部还包括设置在第一织物上的至少一个逆向叶片单元，该逆向叶片单元与设置在第二织物上的至少一个成形底板中的第一个成形底板基本相反。可选的是，按照Wildfong等人的US7,524,40和7,524,402所述的方式，通过减小加工方向上的距离，在至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，使得多个织物支撑部件中相邻织物支撑部件彼此间隔开。此外，可选的是，在至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，多个织物支撑部件中相邻织物支撑部件具有沿着加工方向减小的宽度。

成形部还可以包括位于最后一个排水底板的后缘的下游或者最后一个成形底板的后缘的下游的伏辊（couch roll）。可选的是，伏辊是包括至少一个真空区域的抽吸辊。

成形部可以包括单层前箱或多层前箱。

具体地，本发明提供一种用于双织物造纸机的成形部，所述成形部构造并设置成接收一对包括第一织物和第二织物的成形织物，每一种织物都由多个辊和支撑部件支撑，所述成形部包括：

（i）具有前箱切片的前箱，其中，在操作时，

（a）所述前箱通过所述前箱切片在冲击点处将原料喷射输送到所述第一织物上；

（b）所述第一织物经过位于所述冲击点上游的第一支撑部件，并且在所述冲击点之后承载原料层；并且

（c）所述第二织物经过第二支撑部件并且被第二支撑部件引导而与邻近冲击点的原料层接触，然后与所述第一织物配合以夹住所述原料层；以及

（ii）多个排水底板，至少包括：

（a）第一排水底板，其设置成以滑动接触方式支撑第一织物和第二织物中的所选择的一种织物；

（b）至少第二排水底板，其位于所述第一排水底板下游，并且与所述第一排水底板分开，成形织物中的所选择的一种织物以滑动接触方式经过所述第二排水底板，其中

（1）每一个排水底板都具有：

（A）前缘和后缘；

（B）织物接触表面，其延伸至所述后缘并具有预定的加工方向轮廓和交叉加工方向轮廓，构造并设置成与成形织物中所选择的一种织物接触并在加工方向上为其提供连续支撑，并且使第一和第二织物以及它们之间的原料以选定的包围角度偏斜，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移，所述角度位移通过织物接触表面前缘的切线方向相对于织物接触表面后缘的切线方向的变化测量；以及

（C）机器侧表面；并且

（2）至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述底板的机器侧表面。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一排水底板设置在所述第一织物上。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一排水底板设置在所述第二织物上。

在本发明的一个优选实施方案中，所述多个排水底板中的每一个的织物接触表面具有0%-70%的开口面积。更优选地，所述多个排水底板中的至少一个的织物接触表面具有40%-70%的开口面积。

在本发明的一个优选实施方案中，各个排水底板都固定在所述排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述底板的机器侧表面，对于所述各个排水底板，织物接触表面轮廓、包围角度以及排水开口的形状和尺寸都是相同。

在本发明的一个优选实施方案中，对于至少一个排水底板，选自织物接触表面轮廓、包围角度以及排水开口的形状和尺寸的至少一个特性与至少一个其他排水底板的相应特性不同。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一排水底板是冲击底板。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二排水底板设置在所述第二织物上。

在本发明的一个优选实施方案中，至少两个排水底板以相邻的顺序设置在所述第一织物上。

在本发明的一个优选实施方案中，至少一个排水底板设置在所述第二织物上，并且位于设置在所述第一织物上的所述至少两个排水底板的下游。

在本发明的一个优选实施方案中，设置在所述第一织物上的至少一对相邻排水底板的各个部件固定在共同的排水箱上。

在本发明的一个优选实施方案中，对于设置在同一织物上的每一对相邻排水底板，所述每一对相邻排水底板的第一排水底板的后缘与第二排水底板的前缘相隔1-12英寸的距离。

在本发明的一个优选实施方案中，对于设置在相对织物上的每一对连续排水底板，所述每一对连续排水底板的第一排水底板的后缘与第二排水底板的前缘相隔2-18英寸的距离。

在本发明的一个优选实施方案中，至少一个排水底板固定在可调节排水箱上。更优选地，每一个排水底板都固定在可调节排水箱上。

在本发明的一个优选实施方案中，所述可调节排水箱构造并设置成通过平移和枢转中的至少一种方式可选择性固定地调节。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一支撑部件包括胸部辊。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一支撑部件包括至少一个转向杆。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二支撑部件包括成形辊。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二支撑部件包括至少一个转向杆。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形部还包括位于最后一个排水底板的后缘的下游并与其间隔开的至少一个成形底板，所述至少一个成形底板包括多个织物支撑部件。

在本发明的一个优选实施方案中，所述至少一个成形底板设置在所述第二织物上，并且所述成形部还包括设置在所述第一织物上的至少一个逆向叶片单元，所述逆向叶片单元与所述至少一个成形底板中的第一个成形底板基本相对。

在本发明的一个优选实施方案中，通过减小加工方向上的距离，在所述至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，使得所述多个织物支撑部件中相邻的织物支撑部件彼此间隔开。

在本发明的一个优选实施方案中，在所述至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，所述多个织物支撑部件中相邻的织物支撑部件具有沿着加工方向减小的宽度。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形部还包括位于所述最后一个排水底板的后缘的下游的伏辊。

在本发明的一个优选实施方案中，所述成形部还包括位于所述最后一个成形底板的后缘的下游的伏辊。

在本发明的一个优选实施方案中，所述伏辊是包括至少一个真空区域的抽吸辊。

在本发明的一个优选实施方案中，对于各个排水底板的所选包围角度为5°-50°。

在本发明的一个优选实施方案中，对于所述第一排水底板的所选包围角度为5°-45°。更优选地，对于所述第一排水底板的所选包围角度为10°-35°。

在本发明的一个优选实施方案中，对于至少一个排水底板的所选包围角度为15°-35°。更优选地，对于至少一个排水底板的所选包围角度为15°-25°。

在本发明的一个优选实施方案中，对于所有排水底板的所选包围角度的和为10°-100°。更优选地，所选包围角度的和为30°-70°。

在本发明的一个优选实施方案中，所述前箱包括双层前箱。

本发明还提供一种用于双织物造纸机的成形部，所述成形部包括：

（i）具有前箱切片的前箱；

（ii）一对成形织物，其包括第一织物和第二织物并且每一种织物都由多个辊和支撑部件支撑，其中

（a）所述前箱构造并设置成通过所述前箱切片在冲击点处将原料喷射输送到所述第一织物上；

（b）所述第一织物经过位于所述冲击点上游的第一支撑部件，并且在所述冲击点之后承载原料层；并且

（c）所述第二织物经过第二支撑部件并且被第二支撑部件引导而与邻近冲击点的原料层接触，然后与所述第一织物配合以夹住所述原料层；以及

（iii）多个排水底板，至少包括：

（a）第一排水底板，其设置成以滑动接触方式支撑第一织物和第二织物中的所选择的一种织物；

（b）至少第二排水底板，其位于所述第一排水底板下游，并且与所述第一排水底板分开，成形织物中的所选择的一种织物以滑动接触方式经过所述第二排水底板，其中

（1）每一个排水底板都具有：

（A）前缘和后缘；

（B）织物接触表面，其延伸至所述后缘并具有预定的加工方向轮廓和交叉加工方向轮廓，构造并设置成与成形织物中所选择的一种织物接触并在加工方向上为其提供连续支撑，并且使第一和第二织物以及它们之间的原料以选定的包围角度偏斜，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移，所述角度位移通过织物接触表面前缘的切线方向相对于织物接触表面后缘的切线方向的变化测量；以及

（C）机器侧表面；并且

（2）至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述底板的机器侧表面

附图简述

将结合附图描述本发明，其中：

图1是根据本发明的成形部的示意图，该成形部包括位于第一织物（可以为传送织物）下面和安装在共用的且分开的排水箱上的两个排水底板；

图2是图1所示的初始冲击区域的放大图；

图3是本发明的第二实施例的初始冲击区域的放大图；

图4是本发明的第三实施例的初始冲击区域的放大图；

图5是根据本发明其他实施例的成形部的示意图；

图6是根据本发明其他实施例的成形部的示意图；以及

图7是在本发明实施例中的排水底板的包围角度的示意图。

发明详述

首先参考图7，可以看成是与织物700有关的包围角度的特征，示出了顺序经过两个排水底板710和720并且由于这两个排水底板而偏斜的织物。当织物700经过排水底板710时，排水底板的位于其前缘712与后缘714之间的织物支撑表面的曲率为织物700提供了角度位移。这种被称为包围角度的偏斜被测量为角度A，作为排水底板700的前缘712与后缘714的切线之间的角度。类似的是，排水底板720的包围角度被测量为角度B，作为排水底板720的相应前缘722与后缘724之间的切线的角度。对于图7所示的构造，两个排水底板710和720所提供的包围角度和是角度A和B的正值之和。

图1和图2示出了包括两个排水底板的双织物成形部。成形部是间距式成形设备。在本实施例中，第一织物（在这种情况下为传送织物2）包围在胸部辊5上并且引导到排水底板7的纸侧面上。原料喷射4从前箱1的切片唇缘喷出并在排水底板7上的冲击点I（见图2）喷射到织物2上。将根据造纸的要求选择冲击点I的轨迹和原料喷射相对于冲击点I的轨迹的角度；冲击角度通常很小，一般在0°与5°之间，但是如美国专利No.7,005,040所述，也可以根据需要改变该角度。作为选择，原料喷射可以被引导为首先到达背衬织物3。

背衬织物3（在这些附图中示出为第二织物）由成形辊6引导，使得该背衬织物在经过排水底板7时与形成在传送织物2上的原料层接触。背衬织物3用于将原料层夹在背衬织物与传送织物2之间，以便使胚纸中的任何不需要的双面性最小。当原料层经过第一排水底板7时，原料层由于流动通过穿过底板的槽或孔（未示出）而开始初始排水。

第二排水底板8紧接在排水底板7的下游设置，并且与排水底板7相距很小的距离。第一排水底板7与第二排水底板8之间的距离将根据造纸要求以及成形部中的可用空间和几何形状而定，但是在这种构造的大多数情况下，该距离约1-12英寸（25-300mm）。排水底板8相对于排水底板7布置成在两个排水底板之间存在任一包围边缘（即，当织物从排水底板7的下游边缘前进并在排水底板8的前缘上滑动时，织物在两个排水底板的后缘和前缘弯曲），或者两个排水底板相切并且织物在不从第一排水底板7包围到第二排水底板8的情况下继续（即，织物在从第一排水底板经过第二排水底板时不存在偏斜或弯曲）。如上文所述，将根据造纸条件选择两个排水底板之间的间隔，以及织物在离开第一排水底板而经过第二排水底板时的包围程度。

在该实施例中，排水底板7和8都布置在排水箱9上。排水箱9可以是辅助抽吸的，或者可以依靠重力来控制从原料排出到排水箱的流体。然而，排水箱9优选是辅助抽吸的，并且分割成允许对各个排水底板7和8进行单独真空控制。当包括有夹在之间的原料层的织物2和3经过排水底板7和8时，流体从原料层通过排水底板上的流通槽或孔排出。另外，当织物以滑动接触方式经过排水底板7和8的表面上方时，夹在织物之间的原料层受到连续而持续的压力和剪切力。排水底板的MD表面轮廓将对确定持续压力的量（即，无论是简单的或复杂的曲率度数和弯曲形状）起到重要作用。织物的包围角度将对各个排水底板的排水量起到重要作用，并且织物的包围角度可以是可调节的，例如通过使排水箱9以Wildfong等人的US2007/0295468所述的方式朝着或远离前箱枢转来进行调节。

在排水底板8之后，织物2和3与夹在之间的原料层一起以滑动接触的方式经过安装在脱水箱10上的一系列固定叶片13。布置在箱11上的弹性安装的叶片12被间隔开并且在织物2和3以及原料层经过叶片12时压在织物2和3以及原料层上面。这种设置用于进一步脉冲原料层以提高成形，并且进一步使纸张排水。如图1所示，接下来织物进一步向下游经过上面安装有静态脱水叶片的抽吸脱水箱14和15，然后经过抽吸压出辊16，该抽吸压出辊可以配备有一个或多个抽吸腔室以进一步从纸张中去除水。此后，纸张被传送至挤压部和干燥装置部（未示出）以再次去除水。

本领域技术人员将认识到，可以根据需要并基于预定的最终用途来选择箱14和15的位置、尺寸、叶片类型和间隔。可以根据通行的造纸条件来调整箱10和11的叶片构造和间隔，以便优化如共同转让给Wildfong等人的US7524401和US7524402中所述的形成和其他纸张性能。

现在参考图3，图3示出了根据本发明替换实施例的双织物成形部，在该双织物成形部中顺序地布置两个排水底板27和28，并且在相对的方向上分别设置在织物22和23上。在该实施例中，织物22和23夹着从前箱21送出的原料24，并且经过第一排水底板27，该第一排水底板是可调节位置的以根据需要修改织物22和23的包围角度。织物一起从排水底板27经过排水底板28的表面，该排水底板也是可调节以改变织物的包围角度。较大的包围角度提供更适合较重基重纸张等级的脱水。排水底板28推在织物上，使得织物包围排水底板27的后缘和排水底板28的前缘，从而在原料中提供较强的并且不断持续的挤压脉冲。在排水底板28之后，织物经过安装在脱水箱34上的固定叶片33。安装在箱31上并且弹性安装的叶片32布置成当织物和原料经过叶片和箱34时对织物和原料施加压力。排水底板27设置在箱29上，而排水底板28设置在箱30上；箱29和30都配备有可单独控制的真空装置，从而允许独立控制施加在各个排水底板27和28上的真空水平。

还可以将作为引入底板的排水底板28安装在排水箱34上而完全省略箱30。然后，排水底板28布置成织物22和23与夹在之间的原料层一起以类似于图3的方式包围排水底板28的表面。排水箱34可以安装成可枢转的并且可调节位置的，从而类似于例如箱29，可以根据造纸要求调整织物22和23的包围角度。可以根据操作环境和最终用途选择箱31和34下游的其他部件，例如图1所示的位于箱10和11之后的部件。

图4是根据本发明另一实施例的包括三个排水底板的视图。在该实施例中，两个排水底板47和48安装在共同的脱水箱50上。脱水箱50包括两个独立的排水区和真空装置，并且可以枢转或被调节以便根据通行的造纸条件的需要来增加或减小织物42和43的包围角度。第三排水底板49沿着下游布置在辅助抽吸排水箱51上。辅助抽吸排水箱51是可调节的，以便根据造纸条件的变化（例如，被制造的纸张等级的变化）来改变织物的包围角度。各个排水底板47、48与49存在加工方向间隔，根据成形部的几何形状、空间限制和其他因素，排水底板47与48之间的间隔为1-12英寸（25至300mm），排水底板48与49之间的间隔为2-18英寸（50至457mm）。分别设置在箱53和54上的下游的叶片52和55相对于图3中的设置在箱31上的叶片32和设置在箱34上的叶片33。

图5和图6示出了作为图4提供实施例的替换形式的其他实施例，各个实施例都包括成形部，成形部包括三个排水底板67、68和69，各个排水底板都设置成与第一织物62接触。在图5中，当第一织物62与第二织物63分别经过成形辊66与胸部辊65周围时，前箱61将双层原料喷射注入第一织物62与第二织物63之间。然后，织物62和63与原料一起经过顺序地安装在排水箱70上的三个排水底板67、68和69。原料喷射64包括来自两个原料输送管中的每一个输送管的两个原料供料。当两种织物经过排水底板67、68和69时，两种织物的包围角度大约60°，但是该包围角度是可以根据造纸需求进行调节的并且可以为100°。

图6示出与图5所示实施例类似的实施例，其中胸部辊65被替换为安装在箱80上的转向杆81和82。这种变化减小了织物转向装置在该点处的尺寸（在宽纸机器中，必须增加辊直径以提供横跨机器宽度所需的必要刚性；当机器变得更宽时，辊直径增加），并且允许减小从切片唇缘到冲击点的距离或者至少对于窄机器维持该距离。

在图5和图6的各个视图中，可以根据操作环境和最终用途选择例如包括箱71和72在内下游部件。

在图1-图4中的任何视图所示的设置中，胸部辊（例如图1中的辊5）或成形辊6（图1）可以替换为与图6所示的转向杆81和82类似的一组转向杆。转向杆是现有技术中已知的，例如Ewald的US专利No.5084138已经描述了转向杆。这些转向杆通常涂布有耐磨材料（例如陶瓷）以防止磨损。在该位置使用转向杆可以允许前箱的位置更接近冲击点，从而改进成形。允许使用这些转向杆的主要要求是提供充分润滑以防止织物受热和劣化。

Claims (33)

1.一种用于双织物造纸机的成形部，所述成形部构造并设置成接收一对包括第一织物和第二织物的成形织物，每一种织物都由多个辊和支撑部件支撑，所述成形部包括：

（i）具有前箱切片的前箱，其中，在操作时，

（a）所述前箱通过所述前箱切片在冲击点处将原料喷射输送到所述第一织物上；

（b）所述第一织物经过位于所述冲击点上游的第一支撑部件，并且在所述冲击点之后承载原料层；并且

（c）所述第二织物经过第二支撑部件并且被第二支撑部件引导而与邻近冲击点的原料层接触，然后与所述第一织物配合以夹住所述原料层；以及

（ii）多个排水底板，每一个排水底板都构造并设置成与相应的所选的一种成形织物接触并在加工方向上为其提供连续支撑，并且具有：

（A）前缘和后缘；

（B）织物接触表面；以及

（C）机器侧表面；

其中

（1）所述多个排水底板至少包括：

（a）第一排水底板，其设置成以滑动接触方式支撑第一织物和第二织物中的所选择的一种织物；

（b）至少第二排水底板，其位于所述第一排水底板下游，并且与所述第一排水底板分开，成形织物中的所选择的一种织物以滑动接触方式经过所述第二排水底板；

（2）所述织物接触表面延伸至所述后缘并具有预定的加工方向轮廓和交叉加工方向轮廓，所述织物接触表面构造并设置成使第一和第二织物以及它们之间的原料以5°-50°的选定的包围角度偏斜，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移，所述角度位移通过织物接触表面前缘的切线方向相对于织物接触表面后缘的切线方向的变化测量，使得所有排水底板的所选包围角度的和为10°-100°；以及

（3）至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述排水底板的机器侧表面；以及

（4）至少一个所述排水底板固定在可调节排水箱上，所述可调节排水箱构造并设置成通过平移和枢转中的至少一种方式可选择性固定地调节。

2.根据权利要求1所述的成形部，其中，所述第一排水底板设置在所述第一织物上。

3.根据权利要求1所述的成形部，其中，所述第一排水底板设置在所述第二织物上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述多个排水底板中的每一个的织物接触表面具有0%-70%的开口面积。

5.根据权利要求4所述的成形部，其中，所述多个排水底板中的至少一个的织物接触表面具有40%-70%的开口面积。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，各个排水底板都固定在所述排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述排水底板的机器侧表面，对于所述各个排水底板，织物接触表面轮廓、包围角度以及排水开口的形状和尺寸都是相同。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，对于至少一个排水底板，选自织物接触表面轮廓、包围角度以及排水开口的形状和尺寸的至少一个特性与至少一个其他排水底板的相应特性不同。

8.根据权利要求1或2所述的成形部，其中，所述第一排水底板是冲击底板。

9.根据权利要求1或2所述的成形部，其中，所述第二排水底板设置在所述第二织物上。

10.根据权利要求1所述的成形部，其中，至少两个排水底板以相邻的顺序设置在所述第一织物上。

11.根据权利要求10所述的成形部，其中，至少一个排水底板设置在所述第二织物上，并且位于设置在所述第一织物上的所述至少两个排水底板的下游。

12.根据权利要求10或11所述的成形部，其中，设置在所述第一织物上的至少一对相邻排水底板的各个部件固定在共同的排水箱上。

13.根据权利要求1所述的成形部，其中，对于设置在同一织物上的每一对相邻排水底板，所述每一对相邻排水底板的第一排水底板的后缘与第二排水底板的前缘相隔1-12英寸的距离。

14.根据权利要求1所述的成形部，其中，对于设置在相对织物上的每一对连续排水底板，所述每一对连续排水底板的第一排水底板的后缘与第二排水底板的前缘相隔2-18英寸的距离。

15.根据权利要求1所述的成形部，其中，每一个排水底板都固定在可调节排水箱上。

16.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述第一支撑部件包括胸部辊。

17.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述第一支撑部件包括至少一个转向杆。

18.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述第二支撑部件包括成形辊。

19.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述第二支撑部件包括至少一个转向杆。

20.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，还包括位于最后一个排水底板的后缘的下游并与其间隔开的至少一个成形底板，所述至少一个成形底板包括沿交叉加工方向定向的多个织物支撑部件。

21.根据权利要求20所述的成形部，其中，所述至少一个成形底板设置在所述第二织物上，并且所述成形部还包括设置在所述第一织物上的至少一个逆向叶片单元，所述逆向叶片单元与所述至少一个成形底板中的第一个成形底板基本相对。

22.根据权利要求20所述的成形部，其中，通过减小加工方向上的距离，在所述至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，使得所述沿交叉加工方向定向的多个织物支撑部件中相邻的织物支撑部件彼此间隔开。

23.根据权利要求20所述的成形部，其中，在所述至少一个成形底板中的至少第一个成形底板中，所述沿交叉加工方向定向的多个织物支撑部件中相邻的织物支撑部件具有沿着加工方向减小的宽度。

24.根据权利要求20所述的成形部，还包括位于所述最后一个排水底板的后缘的下游的伏辊。

25.根据权利要求20所述的成形部，还包括位于最后一个成形底板的后缘的下游的伏辊。

26.根据权利要求24或25所述的成形部，其中，所述伏辊是包括至少一个真空区域的抽吸辊。

27.根据权利要求1所述的成形部，其中，对于所述第一排水底板的所选包围角度为5°-45°。

28.根据权利要求27所述的成形部，其中，对于所述第一排水底板的所选包围角度为10°-35°。

29.根据权利要求1所述的成形部，其中，对于至少一个排水底板的所选包围角度为15°-35°。

30.根据权利要求29所述的成形部，其中，对于至少一个排水底板的所选包围角度为15°-25°。

31.根据权利要求1所述的成形部，其中，所有排水底板的所选包围角度的和为30°-70°。

32.根据权利要求1-3中任一项所述的成形部，其中，所述前箱包括双层前箱。

33.一种用于双织物造纸机的成形部，所述成形部包括：

（i）具有前箱切片的前箱；

（ii）一对成形织物，其包括第一织物和第二织物并且每一种织物都由多个辊和支撑部件支撑，其中

（a）所述前箱构造并设置成通过所述前箱切片在冲击点处将原料喷射输送到所述第一织物上；

（b）所述第一织物经过位于所述冲击点上游的第一支撑部件，并且在所述冲击点之后承载原料层；并且

（c）所述第二织物经过第二支撑部件并且被第二支撑部件引导而与邻近冲击点的原料层接触，然后与所述第一织物配合以夹住所述原料层；以及

（iii）多个排水底板，每一个排水底板都构造并设置成与相应的所选的一种成形织物接触并在加工方向上为其提供连续支撑，并且具有：

（A）前缘和后缘；

（B）织物接触表面；以及

（C）机器侧表面；

其中

（1）所述多个排水底板至少包括：

（a）第一排水底板，其设置成以滑动接触方式支撑第一织物和第二织物中的所选择的一种织物；

（b）至少第二排水底板，其位于所述第一排水底板下游，并且与所述第一排水底板分开，成形织物中的所选择的一种织物以滑动接触方式经过所述第二排水底板；

（2）所述织物接触表面延伸至所述后缘并具有预定的加工方向轮廓和交叉加工方向轮廓，所述织物接触表面构造并设置成使第一和第二织物以及它们之间的原料以5°-50°的选定的包围角度偏斜，所述包围角度包括排水底板的前缘与后缘之间的角度位移，所述角度位移通过织物接触表面前缘的切线方向相对于织物接触表面后缘的切线方向的变化测量，使得所有排水底板的所选包围角度的和为10°-100°；以及

（3）至少一个所述排水底板固定在排水箱上并且配备有多个排水开口，所述排水开口从所述织物接触表面穿过并延伸到所述排水底板的机器侧表面；以及

（4）至少一个所述排水底板固定在可调节排水箱上，所述可调节排水箱构造并设置成通过平移和枢转中的至少一种方式可选择性固定地调节。

Images