CN110578265B - 沟槽式的伏辊和包括所述伏辊的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沟槽式的伏辊以及用于制备纤维料幅、尤其纸幅、纸板幅的装置，所述装置具有包括成形部的这种辊子，该伏辊带有纵轴线和基本上筒状的外表面，其中，所述外表面包括至少一个沟槽，所述沟槽基本上螺纹状地围绕所述辊子的纵轴线延伸。

Description

沟槽式的伏辊和包括所述伏辊的装置

技术领域

本发明涉及一种沟槽式的伏辊以及用于制备纤维料幅、尤其纸幅、纸板幅的装置，所述装置具有包括成形部的这种辊子，该伏辊带有纵轴线和基本上筒状的外表面，其中，所述外表面包括至少一个沟槽，所述沟槽基本上螺纹状地围绕所述辊子的纵轴线延伸。

背景技术

在制备纤维料幅、例如纸幅或纸板幅时，通常将纤维悬浮液在为制备所使用的装置、例如造纸机的所谓成形部中通过流浆箱施加到也被称为成形网的网带上。为得到加固的纤维料幅，有必要对纤维悬浮液进行初始脱水，这通过网带进行。纤维悬浮液在此被输送到网带上，所述网带在辊子(部分地也被称为滚子)上连续地在装置的成形部中循环运行。

此外，在制备多层式的产品时通常还在装置的成形部中使用伏辊。所述伏辊被用于将纤维料幅的一个层挤压向所述纤维料幅的另一个层，也即将两个层相互连接，例如在文献WO 2015/185295A1中所述。

此外，在造纸中通常已知的是，辊子的外表面不是完全光滑的，而是赋予其造型结构。例如使用具有网覆层或冲孔的辊套的蜂窝结构。其他常用的结构通过开有盲孔的外表面或沟槽式的外表面实现。

然而已知的辊子的弊端在于，其在机器的成形部中可靠导引纤维悬浮液或纤维料幅的性能并非始终是理想的。料幅固持性能尤其在伏辊中发挥关键作用，以便能够实现良好的伏辊压榨品质。

该类型的伏辊例如由文献DE 1 121 919已知。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于优化已知的辊子。

所述技术问题通过一种用于制备纤维料幅、尤其纸幅或纸板幅的装置的成形部的辊子以及具有这种辊子的装置解决，该辊子带有纵轴线和基本上筒状的外表面，其中，所述外表面包括至少一个沟槽，所述沟槽基本上螺纹状地围绕所述辊子的纵轴线延伸，根据本发明规定，基本上螺纹状的沟槽的节距大于10mm、优选大于12mm。

由实际中已知的在外表面中具有至少一个基本上螺纹状沟槽的辊子就其沟槽而言具有相对较小的节距。然而出人意料地表明，较大的节距实现的是，能够改善辊子的可调节性和料幅固持性能。此外，作为积极的副作用，通过较大的节距还降低了制造费用。

根据本发明的辊子在实验中所显示出的更好的料幅固持性能被解释为，具有相应节距的沟槽更有利于使得空气能够在辊子表面与网带之间受控地排出。由此不会在过筛时形成明显的阻塞压力，否则阻塞压力则会对料幅固持性能产生不良影响。

“基本上螺纹状”在本发明的范畴内应被理解为，所述沟槽类似于螺栓的螺旋线至少区段性地围绕辊子的纵轴线卷绕。在此，节距不必强制性地在沟槽的整个延伸部上都是恒定的。然而根据本发明，至少基本上螺纹状的沟槽的节距在至少一个部位上、优选在每个部位上都大于10mm、优选大于 12mm。

“基本上筒状”在本发明的范畴内应被理解为，例如当辊子的外表面略微外凸地或锥形地构造时包括与圆柱形筒的理想形状的略微偏差。

沟槽的“节距”在此在本发明的范畴内应被理解为，沟槽的两个平行于纵轴线的相邻区段之间的间距。如果基本上螺纹状围绕纵轴线延伸的沟槽被设定为螺纹，那么节距就相当于两个螺纹槽之间的间距。换言之，在此情况下的节距相当于螺栓绕其轴线旋转360°时在轴向上所经过的距离。在多头螺纹的情况下，节距相当于被螺纹的螺纹头数均分的升程。

根据本发明，外表面包括两个沟槽，所述沟槽分别基本上螺纹状地围绕辊子的纵轴线延伸，其中，两个沟槽中的一个从该辊子的与纵轴线正交定向的中心面开始向该辊子的纵轴线的第一端部延伸，并且两个沟槽中的另一个从中心面开始向该辊子的与纵轴线的第一端部对置的、纵轴线的第二端部延伸。优选地，第一沟槽和第二沟槽关于辊子的中心面基本上镜像对称地构造。通过两个沟槽关于中心面镜像对称的布置方式，能够实现被辊子导引的网带的展开。

为了在驱动的辊子中确保驱动力能够被辊子充分传递至在辊子下方导引的网毯上，而不形成不期望的打滑，在本发明的一种有利的改进方式中规定，辊子的至少45％、优选至少55％、进一步优选至少65％的基本上筒状的外表面连至少一个沟槽都没有。优选地，所述表面也不具有其他造型的构造，例如盲孔或贯穿孔。换言之，辊子在所述区域中的外表面优选光滑地构造。这此外还具有积极的副作用，即，辊子能够被特别好地清洁，或者说辊子通常不会被严重污染。

作为改进方式规定，至少一个沟槽具有中等大小的、优选恒定的至少为 1mm、优选至少为2mm、完全特别优选至少为3mm的深度。由此可以确保，至少一个沟槽以充分的程度有利于使料幅运行稳定，方式在于，在界面上夹带的空气可以通过至少一个沟槽逸出。根据本发明将节距保持得比已知辊子更大，由此沟槽优选相应更深地构造。

为了进一步降低由于阻塞在沟槽的导入楔形部中的空气所导致的料幅松动风险，根据规定，辊子具有至少400mm的直径。由此可以将所述导入楔形部上的角度保持得更小。

优选地，定义外表面的材料由橡胶、聚氨酯或复合材料构成。辊子尤其可以在内部具有金属的基础结构，例如由钢材制成，然而优选出于成本原因不由高合金钢或不锈钢制成，所述基础结构被一个或多个橡胶层、聚氨酯层和/或复合材料层涂覆或包裹。

此外优选的是，定义外表面的材料在外表面上具有不高于15P&J的硬度。P&J在此表示Pusey&Jones，其定义了在该领域中建立的硬度测量***，其中，检查对象、尤其球体在确定的框架条件下按压入表面。1/100mm的压入深度相当于1P&J。

根据第二方面，本发明涉及一种用于制备纤维料幅、尤其纸幅或纸板幅的装置，其带有包括前述辊子的成形部。

优选地，所述辊子在此布置在所述装置的成形部中，从而在所述装置按规定使用时使网带和在所述网带上输送的纤维料幅通过辊子导引。如果网带和在所述网带上输送的纤维料幅在辊子上被导引时发生其运动方向的改变，利用根据本发明的辊子能够实现的、改进的料幅固持性能尤其是有利的。

所述装置可以包括第一成形单元和第二成形单元，所述第一成形单元带有配置用于连续循环运行的第一网带和第一流浆箱，所述第一流浆箱配置用于将悬浮态的纤维施加在第一网带上，以使纤维料幅的第一层成形，所述第二成形单元带有配置用于连续循环运行的第二网带和第二流浆箱，所述第二流浆箱将悬浮态的纤维施加在第二网带上以使纤维料幅的第二层成形，其中，第二成形单元布置在第一成形单元上方，从而使第二网带在第一网带上沿第一网带导引，以便在伏辊压榨部位上借助伏辊将纤维料幅的第二层压在第一层上。

所述装置构造为，第一网带和第二网带在按规定使用时以至少 500m/min、优选至少700m/min和进一步优选至少800m/min的速度在所述装置中循环运行。由此可以实现纤维料幅的相应较高的生产速率。

此外，所述装置还可以包括驱动单元，所述驱动单元与辊子相连，以便驱动所述辊子。

附图说明

以下借助示意性的且未按比例的视图进一步阐述本发明。在附图中：

图1示出用于制备纤维料幅、尤其纸幅或纸板幅的装置，所述装置包括根据本发明的辊子，所述辊子在此被构造为伏辊。

图2示出根据本发明的辊子。

具体实施方式

以下参照图1描述用于制备纤维料幅、尤其纸幅或纸板幅的装置10的一个实施例，所述装置包括以下结合图2详细描述的根据本发明的辊子100、也即伏辊100。所述装置10在该实施例中构造用于，制备在已有两个层L1、 L2的情况下具有三层的纤维料幅FB。然而对于伏辊100的使用来说关键的仅在于，至少一个层借助伏辊100被压在另一个层上。如图1所示，装置10 包括第一成形单元12，所述第一成形单元12包括配置用于连续循环运行的第一网带装置14、第一流浆箱装置16和第一脱水装置18。所述第一网带装置14具有第一网带20以及多个可分别旋转地支承的较大的辊子22和较小的辊子24，第一网带20围绕所述辊子以逆时针(根据图1)的运行方向LR1 连续循环运行。第一流浆箱装置16配置用于将悬浮态的纤维施加在第一网带装置14的第一网带20上，以使纤维料幅FB的单层的第一层L1成形。为此目的，第一流浆箱装置16具有第一流浆箱32，所述第一流浆箱构造为单层流浆箱，以便为纤维料幅FB的第一层L1将唯一的纤维悬浮液层输出至第一网带装置14的第一网带20上。第一脱水装置18包括网台28和多个基于抽吸空气的抽吸箱30，所述抽吸箱按顺序地沿第一网带20的运行方向 LR1布置在第一流浆箱32之后并且位于第一网带20下面。网台28和抽吸箱30连同第一网带20一起共同构成长网成形器，用于给从第一流浆箱32 施加到第一网带20上的纤维脱水，并且用于使纤维料幅FB的第一层L1成形。

具有第一网带装置14、第一流浆箱装置16和第一脱水装置18的第一成形单元12构成用于制备纤维料幅FB的装置10的第一成形***34。

如图1所示，所述装置10还包括第二成形单元36，所述第二成形单元 36包括配置用于连续循环运行的第二网带装置38、第二流浆箱装置40和第二脱水装置42。

所述第一网带装置42具有第二网带44以及多个可分别旋转地支承的较小的辊子24、中等大小的辊子26和较大的辊子22和可旋转地支承的伏辊 100，第二网带44围绕所述辊子和伏辊22、24、100以顺时针(根据图1)的运行方向LR2、也即与第一网带装置14的第一网带20的运行方向LR1反向地连续循环运行。第二流浆箱装置40配置用于将悬浮态的纤维施加在第二网带装置38的第二网带44上，以使纤维料幅FB的双层的第二层L2成形。为此目的，第二流浆箱装置40具有第二流浆箱46，所述第二流浆箱构造为多层流浆箱，以便为纤维料幅FB的第二层L2将两个相叠的纤维悬浮液层同时输出至第二网带装置38的第二网带44上。多层流浆箱的示例性设计方式例如在文献DE 10 2010 030 707 A1中有所描述。

第二脱水装置42包括多个基于抽吸空气的抽吸箱48、双网区50以及另一个基于高真空的抽吸箱52，所述抽吸箱48和双网区50以及抽吸箱52按顺序地沿第二网带44的运行方向LR2布置在第二网带44的第二流浆箱46 之后。抽吸箱48连同第二网带44一起共同构成用于从第二流浆箱46施加到第二网带44上的纤维的预脱水装置。

定义双网成形器的双网区50的组成部分为：第二网带44的长度区段、在该长度区段上方围绕多个可旋转支承的辊子54连续循环运行的上网带或者说成形网带56、多个布置在第二网带44的该长度区段下方的成型器导板 58和布置在第二网带44的长度区段和成型器导板58上方的基于抽吸空气的抽吸箱60。双网区50连同通过抽吸箱48和第二网带44实现的预脱水装置一起构成混合成形器，用于给从第二流浆箱46施加到第二网带44上的纤维料幅脱水，并且用于使纤维料幅FB的第二层L2成形。该类型的混合成形器例如在文献DE 10201 1 003 970 A1中有所描述。为了使纤维料幅FB的第二层L2在混合成形器的双网区50之后保持在第二网带44上并且进一步脱水，将基于高真空的抽吸箱52在双网区50的末尾布置在第二网带44的与纤维料幅FB的第二层L2背离的一侧。

具有第二网带装置38、第二流浆箱装置40和第二脱水装置42的第二成形单元36构成用于制备纤维料幅FB的装置10的第二成形***62。

如图1所示，第二成形***62布置在第一成形***12上方，从而使第二网带装置38的第二网带44通过构成伏辊压榨部位的伏辊100在第一网带装置14的第一网带20上沿第一网带20导引，以便在伏辊100上将纤维料幅FB的双层的第二层L2压在单层的第一层L1上，所述第二网带44设计用于承载纤维料幅FB的具有两个层的第二层12，所述第一网带20设计用于承载纤维料幅FB的具有一个层的第一层L1。

在此，第一和第二网带装置14、38的网带20、44布置为，所述网带在其各自的运行方向LR1、LR2上在伏辊100之前相互形成优选锐角的进入角 W1(小于90°的角度)，并且在其各自的运行方向LR1、LR2上直接在伏辊 100之后优选大致沿同向延伸。换言之，上部的第二层12相对于沿产品运行方向PR水平运动的下部的第一层L1以锐角的进入角W1运行至伏辊压榨部位中，并且由此已经具有在产品运行方向PR上的方向分量。由此能够优化地实施纤维料幅FB的两个层L1、L2的相互压榨。

此外由如图1还示出，沿产品运行方向PR在第一和第二成形***34、 62下游的纤维料幅FB可以转运至另一个设备、例如压榨设备，其中，纤维料幅FB在压隙位置NP1上借助被抽吸的拾取辊64导引至毡带66上，所述毡带66通过中等大小的辊子26沿运行方向LR3导引。

用于制备纤维料幅FB的装置10尤其配置用于制备作为纤维料幅FB的原生牛卡纸幅。因为原生牛卡纸作为包装纸尤其应用在瓦楞纸板制备中，所以在此可以利用通过第一层L1或者顶层构成的、纤维料幅FB的被平整的第一表面侧FS1满足最高的品质要求。在按规定运行时，设备优选以高于 800m/min的速度运行。

图2示出根据本发明的伏辊100的示意图。伏辊100具有纵轴线102，伏辊100在按规定使用时可以围绕所述纵轴线102旋转。其直径优选大于 400mm。通过使用相应尺寸的伏辊，可以将所述角度W1保持得相对较小，这克服由于阻塞在导入楔形部中的空气导致的料幅松动。

此外，伏辊100还具有基本上筒状的外表面104。所述外表面104例如通过由橡胶、聚氨酯或复合材料制成的层来定义。伏辊100可以在其内部由金属材料构造，优选由出于成本原因简单的钢、而不是高合金钢或不锈钢制成。此外可以利用橡胶、聚氨酯或复合材料为伏辊100涂层。而且辊覆层的由相同或不同材料制成的多层式构造也是可行的。在此对于伏辊压榨工艺来说被认为特别有利的是，辊覆层在其外表面104上具有不高于15P&J的硬度。

在该实施例中，在外表面104上设置有第一槽或第一沟槽106和第二槽或第二沟槽108。两个沟槽106、108有利于使料幅运行稳定，方式在于在界面上夹带进的空气能够通过沟槽106、108逸出。第一沟槽106在此从相对于纵轴线正交定向的中心面110开始基本上螺纹状地延伸至伏辊100的第一纵向端部112。第一沟槽在此具有至少3mm的深度。

根据本发明，第一沟槽106此外还具有节距a，所述节距a大于10mm、优选大于12mm。这在测试中令人惊喜地被证明在根据本发明的伏辊100的压榨性质、可调节性和料幅固持性能方面是有利的。此外，具有所述节距的伏辊不易被污染。在此，第一沟槽106的节距被理解为第一沟槽106的两个平行于纵轴线102的相邻区段之间的间距。如果基本上螺纹状围绕纵轴线延伸的沟槽被看作螺纹，那么节距a就相当于两个螺纹槽之间的间距。同样也适用于多头螺纹的情况，其中，所述节距则相当于被螺纹的螺纹头数均分的升程。

在该实施例中，第二沟槽108从相对于纵轴线正交定向的中心面110开始基本上螺纹状地延伸至伏辊100的与第一纵向端部112对置的第二纵向端部114。而且第二沟槽优选具有至少3mm的深度和相同的节距a。然而第二沟槽108相对于第一沟槽106反向旋转地定向。在该实施例中，第一沟槽106 和第二沟槽108关于伏辊100的中心面110基本上镜像对称地构造。通过两个沟槽106、108关于中心面110镜像对称的布置方式，能够实现被伏辊100导引的第二网带44的展开。

在示意性的图2中，为更好的显示将节距a尺寸夸大地示出。在实践中，所述节距与伏辊100的长度相比通常实施得明显更小。然而优选地，在此伏辊的至少45％、优选至少55％、进一步优选至少65％的基本上筒状的外表面不具有沟槽。进一步优选地，相反在伏辊100的基本上光滑的外表面104中也不具有其他凹陷或结构、例如盲孔。由此，当伏辊100借助驱动单元驱动时，如在该实施例中的情况即是如此，确保驱动力仍能够通过伏辊100充分传递至第二网带44上。

附图标记清单

10         装置

12         第一成形单元

14         第一网带装置

16         第一流浆箱装置

18         第一脱水装置

20         第一网带

22         较大的辊子

24         较小的辊子

26         中等大小的辊子

28         网台

30         抽吸箱

32         第一流浆箱

34         第一成形***

36         第二成形单元

38         第二网带装置

40         第二流浆箱装置

42         第二脱水装置

44         第二网带

46         第二流浆箱

48         抽吸箱

50         双网区

52         另一抽吸箱

54         辊子

56         上网带或者说成形网带

58         成形器导板

60         抽吸箱

62         第二成形***

64         拾取辊

66         毡带

100        伏辊

102        纵轴线

104        外表面

106        第一沟槽

108        第二沟槽

110        中心面

112        第一纵向端部

114        第二纵向端部

L1、L2      层

FB         纤维料幅

LR1        运行方向

LR2        运行方向

LR3        运行方向

W1         角度

PR         产品运行方向

NP1        压隙位置

a          节距

Claims (22)

1.一种用于制备纤维料幅(FB)的装置的成形部的辊子(100)、也即伏辊，所述辊子带有纵轴线(102)和筒状的外表面(104)，其中，所述外表面(104)包括至少一个沟槽(106、108)，所述沟槽螺纹状地围绕所述辊子(100)的纵轴线(102)延伸，

其特征在于，螺纹状的所述沟槽(106、108)的节距(a)大于10mm，

其中，所述外表面(104)包括两个沟槽(106、108)，所述沟槽分别螺纹状地围绕辊子(100)的纵轴线(102)延伸，其中，所述两个沟槽中的一个沟槽(106)从所述辊子(100)的与纵轴线(102)正交定向的中心面(110)开始向所述辊子(100)的纵轴线(102)的第一端部(112)延伸，并且所述两个沟槽中的另一个沟槽(108)从中心面(110)开始向该辊子(100)的与纵轴线(102)的第一端部对置的、纵轴线(102)的第二端部(114)延伸。

2.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，所述纤维料幅是纸幅或纸板幅。

3.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，螺纹状的所述沟槽(106、108)的节距(a)大于12mm。

4.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，第一沟槽(106)和第二沟槽(108)关于所述辊子(100)的中心面(110)镜像对称地构造。

5.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，所述辊子(100)的至少45％的筒状的外表面连至少一个沟槽(106、108)都没有。

6.根据权利要求5所述的辊子(100)，其特征在于，所述辊子(100)的至少55％的筒状的外表面连至少一个沟槽(106、108)都没有。

7.根据权利要求5所述的辊子(100)，其特征在于，所述辊子(100)的至少65％的筒状的外表面连至少一个沟槽(106、108)都没有。

8.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，至少一个沟槽(106、108)具有恒定的至少为1mm的深度。

9.根据权利要求8所述的辊子(100)，其特征在于，至少一个沟槽(106、108)具有恒定的至少为2mm的深度。

10.根据权利要求8所述的辊子(100)，其特征在于，至少一个沟槽(106、108)具有恒定的至少为3mm的深度。

11.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，所述辊子(100)具有至少400mm的直径。

12.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，定义所述外表面(104)的材料由橡胶、聚氨酯或复合材料构成。

13.根据权利要求1所述的辊子(100)，其特征在于，定义所述外表面(104)的材料在所述外表面(104)上具有不大于15P&J的硬度。

14.一种用于制备纤维料幅(FB)的装置(10)，所述装置带有包括根据上述权利要求1至13中任一项所述的辊子(100)的成形部。

15.根据权利要求14所述的装置(10)，其特征在于，所述纤维料幅是纸幅或纸板幅。

16.根据权利要求14所述的装置(10)，其特征在于，所述辊子(100)布置在所述装置(10)的成形部中，使得在所述装置(10)按规定使用时网带(20、44)和在所述网带上输送的纤维料幅(FB)通过所述辊子(100)导引。

17.根据权利要求16所述的装置(10)，其特征在于，在所述网带上输送的纤维料幅(FB)在被所述辊子(100)导引时经历其运动方向的变化。

18.根据权利要求14所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)包括第一成形单元(12)和第二成形单元(36)，所述第一成形单元带有配置用于连续循环运行的第一网带(20)和第一流浆箱(32)，所述第一流浆箱配置用于将悬浮态的纤维施加在第一网带(20)上，以使纤维料幅(FB)的第一层(L1)成形，所述第二成形单元带有配置用于连续循环运行的第二网带(44)和第二流浆箱(46)，所述第二流浆箱配置用于将悬浮态的纤维施加在第二网带(44)上，以使纤维料幅(FB)的第二层(L2)成形，其中，第二成形单元(36)布置在第一成形单元(12)上方，从而使第二网带(44)在第一网带(20)上按轨迹导引，以便在伏辊压榨部位上借助伏辊(100)将纤维料幅(FB)的第二层(L2)压在第一层(L1)上。

19.根据权利要求18所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)构造为，所述第一网带(20)和所述第二网带(44)在按规定使用时以至少500m/min的速度在所述装置(10)中循环运行。

20.根据权利要求19所述的装置(10)，其特征在于，所述第一网带(20)和所述第二网带(44)在按规定使用时以至少700m/min的速度在所述装置(10)中循环运行。

21.根据权利要求19所述的装置(10)，其特征在于，所述第一网带(20)和所述第二网带(44)在按规定使用时以至少800m/min的速度在所述装置(10)中循环运行。

22.根据权利要求14所述的装置(10)，其特征在于，所述装置(10)此外还包括驱动单元，所述驱动单元与所述辊子(100)相连，以便驱动所述辊子(100)。

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