JPS5930836B2 - 拡大ニツプによる圧搾機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、走行する紙ウェブから脱水する改良機構に関
するものであり、更に詳細に述れば、二つの相対する圧
搾ロール間にウェブが通る通常の装置より長期間ウェブ
が圧搾圧力を受ける拡大したニップ圧搾として公知の圧
搾装置に関するものである。

更に詳細には、本発明は、ニップにおけるウェブの滞留
時間がロール対の滞留時間より長く、改良された構造が
ウェブから脱水するのに用いられるところの圧搾ニップ
の構造に関するものである。

従来から、ウェブが圧力を受ける時間を長くすることを
意図しながら、高速抄紙機に必要な速度でウェブを連続
して移動させる他の構造が提供されている。

前記構造はある程度成功をおさめており、例えば米国特
許第３７４８２２５号（Ｂｕｓｋｅｒその他）、同第３
７８３０９７号（再発行 ３０２６８号） （Ｊｕｓｔｕｓ ）、同第３７９７
３８４号（Ｈｏｆｆ ） 、同第３７９８１２１号（Ｂ
ｕｓｋｅｒその他）、同第３８０４７０７号（Ｍｏｈｒ
） 、同第３８０８０９２号（Ｂｕｓｋｅｒ ） 、
同第３８０８０９６号（１３ｕｓｋｅｒその他）、同第
３８４０４２９号（Ｂｕｓｋｅｒその他）、同第３８５
３６９８号（Ｍｏｈｒ ）及び同第４２０１６２４号（
Ｍｏｈｒ ）等に開示されている。

これらの先行特許によってのべられている装置及び方法
は、湿紙マットへの静的機械圧力の付与が、前記マット
中の水分率を４０％以下に減少することができるという
知見を利用している。

圧搾ロール対間に形成された一連のニップ間をウェブが
走行する、通常の抄紙機において生じる短期の動的機械
圧搾のもとでは、水分率を６０％以下に維持することは
しばしば困難である。

従来のロール対において乾燥度を上げるための努力は通
常圧搾ニップ圧力を高めることによってなされているが
、やがて上限に到達し、ロール負荷を増大しても、水分
の減少が比較的小さいという結果になる。

公知の如く、加熱乾燥部におけるよりも抄紙機の圧搾部
において脱水することがはるかに効率的であり、抄紙機
の乾燥ドラム部に対するエネルギ経費の有意義な削減及
び必要な据付面積の有意義な減少は圧搾部で更に除去で
きる各水分率毎に達成される。

圧搾部における水分除去の困難性は抄紙機の速度になる
程増大する。

何故ならば、ウェブの圧縮と圧搾は高いニップ圧とその
結果生じる紙マット中の高い液圧を生じるという限定要
因が圧搾ニップ圧に波及するからである。

高速でも脱水を高めるのに発見された最も適した方法は
、紙マット中で生じる流れ、分散する液圧、及びウェブ
からフェルトに搾出される水分に対して、長い時間を許
容するために、滞留又は圧搾時間を長くすることである
。

本発明の目的は、ウェブが圧搾圧力を受ける時間を長く
する拡大ニップ圧搾の原理を利用し、紙ウェブの比較的
早い走行速度に適応するところの構造物における相対す
るシューを利用する改良された機構及び製造される紙の
種類に対して最適ニップ圧に制御される圧搾力の付与を
提供することにある。

本発明の他の目的は、抄紙機を停止する必要のある修理
または調節あるいは重要な看視を必要としないで、長時
間連続運転することができる比較的複雑でない構造の改
良された拡大ニップ圧搾を提供することにある。

本発明は他の目的は、更に均一な脱水をするために、走
行するウェブの幅にわたって均一な圧搾圧力をうろこと
ができる特徴を有する改良された拡大ニップ圧搾を提供
することにある。

本発明の更に他の目的は、シートの品質を改良し、脱水
を改良し、良好な圧搾操作を実施し、再湿潤を排除する
拡大ニップ圧搾に対する改良方法及び構造を提供するこ
とである。

本発明の他の目的は、拡大ニップの原理を用い、ニップ
において、ウェブとフェルトを挾持する不透過ベルトを
駆動するための改良された構造を有する改良圧搾ニップ
を提供することにある。

本発明の特徴は、ニップを通るウェブとフェルトを挾持
する不透過ベルトでシュー間に圧搾ニップを画成する相
対するシューを提供するものであり、前記シューは潤滑
性液圧膜を有し、枢着された少くともシューの一つで支
持されているのでシューとベルトとの間に担持される潤
滑性液圧膜に適応する水力的に平衡した位置をとるもの
である。

液圧流体は圧力を供給するために作用するのみならず、
前記圧力が圧カニツブの全幅にわたって完全に均一にな
ることを保証するように、液圧流体を供給されたピスト
ン、シリンダ装置によってニップ圧力が加えられる。

相対するシューは十分可撓性があるので、シューの長手
に沿ってニップ圧を増減するシューの屈曲による力を加
えないでシューの長手にわたって屈曲することができ、
また単に液圧流体でニップ圧を加えることによりニップ
の全幅にわたって完全に均一な圧力をうろことができる
。

本発明に包含されることを意図するその他の目的、利点
及び特徴、もしくは同等の構造と方法は明細書の好適な
実施例、特許請求の範囲及び図面の開示に関連して本発
明の原理の教示と共に更に明らかになるであろう。

ウェブを圧搾し脱水するためのニップＮは第１及び第２
シュー１０，１１間に形成される。

前記シューは圧搾面１４，１５に通じる符号１２゜１３
で示されている解離した先導端を有している。

圧搾面はそれぞれ拡大ニップに面しており、平滑で実質
的に一線をなしているので、ウェブがニップを通過して
いる間ウェブに圧搾圧を加える。

当該技術に精通している者によって熟知されているよう
に、シューはウェブ幅よりわずかに広（、ウェブにわた
って横方向にのびており、ウェブの上の矢印によって示
されているウェブの走行に対して横方向にのびているも
のとして参照されることができる。

ウェブから搾出された水分を収容する手段を提供するフ
ェルＮ８，１９間にウェブが挾持されている。

そしてフェルトとウェブは環状不透過性無端ヘル）１６
，１７間に介在するニップにより担持されている。

ウェブはニップに案内されついで図示しない適宜の案内
部材によってニップから導出される。

そして上部フェルト１８はロール１８ａｔ１８ｂにより
、また下部フェルト１９はロール１９ａ、１９ｂによっ
てニップの中に、ついでニップから案内される。

環状ベルＮ６，１７は非常に強力な補強ゴム又は同効材
料で製造されておりウェブの走行速度で駆動されるので
、ベルトはニップを通るウェブとフェルトとを担持する
。

そしてこれらのベルトは１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６
ｄでベルト１６に対して図示される案内ロール上で緊張
されている。

ロール１６ｃは適宜の緊張機構によって矢線方向に可動
の緊張ロールであってもよい。

下部ベルト１７も同様に案内ロール１７ ａ ｔ １７
ｂ 。

１７ｃ、１７ｄにより案内されており、ベルト１７に所
望の張力を維持するために、ロールを矢線方向に移動さ
せる適宜の機構がロール１７ｃに対して設けられている
。

ウェブを適宜処理するための重要な特徴は、ベルトを駆
動する手段であり、各ベルＮ６，１７に対して溝付牽引
ロール２０，２２が設けられている。

前記ベルトは好適には９０°以上の円弧で前記ロール２
０，２２に巻回されており、改良された軌道及び駆動関
係は各ロール２０，２２に対して破線２１．２３で概略
示されている溝を付与することにより達成されることが
判明されている。

前記溝は溝間の平坦は陵部を残しているロール面に沿っ
て均一な間隔の環状の切込溝である。

これらの溝はベルトとロールとの間に介在するどのよう
な水分も排出することができ、またベルトが緊張される
ことにより、ベルトがわずかに溝の中に圧下することが
できることは明らかであり、これにより、ベルトとロー
ルとの間の牽引を増加し、また駆動と案内関係の均一性
を高める。

ベルトの均一な処理は必要であり、その結果、ウェブと
フェルトはニップを通って均一に牽引されることができ
る。

溝付牽引ロール２０，２２はニップでフェルトに隣接し
ている面であるベルトの外面に係合している。

このように、面がシュー１０，１１を摺動するベルトの
内面には駆動力又は牽引力は加えられない。

駆動により生じるどのような摩擦もベルトの摺動面には
与えられない。

更に、フェルトとの接触で湿潤するのはベルトの外面で
あり、このようなベルト面の湿潤は独特の溝付牽引ロー
ル２０．２２により適応されることが知られているとい
うことは注目すべきである。

シューの先導端１２，１３が解離しており、噴射２４．
２５により前記解離した縁部の位置で潤滑剤が連続的に
供給されるという事実によって、シューの平坦面１４．
１５間に潤滑流体膜が連続して現われる。

潤滑剤は油脂等の各種材料からなり、各シューが相互に
加圧されている間、すべり軸受として実質的に作用する
という態様で加えられ、潤滑流体膜は連続しているので
、潤滑剤によってベルトにシューの液圧力が伝達される
。

勿論、前記事実はベルトとシューとの間の摩擦を減少す
るが、シューとベルトの面の間に液体が存在し、シュー
の伸長した長手に沿って液体が均一な圧力を加えなげれ
ばならないという事実により、圧力の均一性が付勢され
、更に改良された圧搾作用が付与される。

シューとベルトとの間の潤滑層によるシューに対する液
圧の反作用により、シューは中立位置に傾動することに
なる。

即ち、シューはそれぞれ中央枢着点２７，２９に装着さ
れているように図示されている。

前記枢着点はシューの前縁と後縁との間のほぼ中程に位
置しており、シューは、枢着点の前方の潤滑剤の圧力が
枢着点の後方の圧力と同一になる均衡位置で作動する。

潤滑剤がベルトの縁に移転しないように、ベルトの縁部
に線用密封を設けてもよいが、経験によれば、ベルトの
縁部を通る潤滑剤の量は最小であるので、線用密封は絶
対に必須ではない。

ベルトがシューの圧線から現出する時、ベルトに対して
圧力が集中にするのを減するために、シューの圧線は１
０ａ、１１ａでやや丸（なっている。

各シューは抄紙機の全幅にわたって横方向にのびている
枢着ピンによって枢着されているので、シューは横軸の
まわりに旋回自在に支持されているが、ある場合は一方
のシューだけを枢着していることが望ましい。

枢着点の前後の液圧力が均一である中立位置に一方の枢
着シュが枢着されているので、前記の場合もニップにお
いて液圧の均衡が達成される。

シューはシュー１０，１１０上下にある相対する重量梁
２６，２８に支持されている。

上述したように、ある場合は枢着ピン２７を省略しても
よい。

シューは梁２６に固着されており、枢着ピン２９だげが
設けられている。

これは２つの中で一方を選択する構造であるが、各シュ
ーに対して旋回支持されていることが好適である。

拡大したニップの長手にわたって均一な圧力が生じるよ
うに、シューの先導縁及び圧線に対して相当な位置に設
置することができる。

又、ウェブの移動方向にやや下流に設定してもよいが、
この時は枢着ピンの後方より枢着ピンの前方にわずかに
低い二ツブ圧が生じる。

シューは、枢着ピンの前方のニップにおける潤滑剤の全
液圧力が枢着ピンの前方の液圧力に等しい均衡位置を占
めるのであろう。

ニップにおいて圧搾力を付与するのに、シューに加圧す
るために、下部シューは、シリンダ３１に着座している
ピストン３０に装着されている。

液圧流体はライン３２により示されている適宜の手段に
よって、シリンダの下からピストンに供給される。

ピストンの下のシリンダ又は流路３１は連続しているこ
とが好適であり、もし分離しているとしても、同一の圧
力が各室に加えられるので、シューにおける上向の力は
抄紙機の長手にわたって均一である。

シリンダ又は室３１が連続していると、液圧流体は連続
シリンダ３１を通して同一圧であるので、均柱な上向の
力がシューの長手にわたって加えられ、ニップにおける
圧搾力が抄紙機にわたって均一であることが保証される
。

高いニップ圧では、上部梁２６はその中央部でわずかに
上方にたわむが、シュー１０，１１は十分柔軟であるの
で、シューの耐屈曲性により大きな力を加えないで梁と
共にたわむ。

これによりニップにおける均一な圧力は変らない。

同様に、ピストンは上部梁２６の屈曲に従ってわずかに
たわむが、前記屈曲による彎曲量は微小であり、抄紙機
にわたる均一なニップ圧には影響を与えない。

下部梁２８が下方にたわんでも、その形状はシューに伝
達しない。

何故ならば、ピストンにおける唯一の上向きの力は、ピ
ストンの下のシリンダ３１中の液圧流体の力から生じる
からである。

ある場合には、上部シューと共に下部シュー双方が加圧
されるように、ピストンとシリンダ３０゜３１と同様な
ピストン、シリンダ上に上部シューを支持することが望
ましい。

勿論、また、下部シューにはピストンとシリンダがなく
、枢軸上の梁に直接支持されており、ピストンとシリン
ダは上部梁及び上部シューに設けられていてもよいこと
も理解されるであろう。

もし単一のピストンとシリンダを用いる場合は、下部梁
２８に用いる方が好適である。

何故ならば、上部梁２６の重量は、ニップを加圧するシ
ューからの上方反作用力に逆らうことになるからである
。

作動中は、二つのベルＮ６，１７は溝付牽引ロール２０
，２２との摩擦捕捉係合によりウェブの走行速度で駆動
される。

フェルＮ８，１９はニップでフェルト間のウェブを坦持
し、シュー１０．１１の先導端でウェブがニップに導入
した時から、ウェブがシューから離れるまで、ウェブか
ら脱水されるに従って、ウェブは通常の方法で乾燥され
るフェルトによって支持されている。

ニップ圧の制御は、ライン３２からシリンダ室３１に供
給される液圧流体の圧力によってなされる。

始動時には、シューはベルトとゆるく係合保持されてお
り、抄紙機が作動速度に達するに従って圧力が高くなり
、所望の操作及び拡大ニップにおけるウェブからの脱水
量に従って圧力が調節される。

ベルトの表面に水分が幾分残留しているが、溝付牽引ロ
ールは一定で均一な捕捉を維持しながら均一な速度でベ
ルトを駆動する。

独特の溝付牽引ロールの利点は、ベルトの他の面に溝付
駆動ロールを接触駆動させることにより、例えば米国再
特許第３０２６８号に記載されているような構造のよう
な他の形状の拡大ニップ圧搾にも使用できるということ
を了解すべきである。

本発明の精神及び範囲内でその他の構造及び方法の改変
は請求範囲内にあることを意図しており、本出願は開示
されている特定の好適な実施例に限定されないものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の構造及び原理を実施する抄紙機の圧搾部の
概略側面図である。 Ｎ・・・・・・ニップ、Ｗ・・・・・・ウェブ、１０，
１１・・・・・・シュー、１２，１３・・・・・・先導
端、１４，１５・・・・・・圧搾面、１６，１７・・・
・・・ベルト、１６ ａ 、１６ ｂ 。 １６ｃ、１６ａ、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ・・
・・・・案内ロール、１８，１９・・・・・・フェルト
、１８ａ。 １８ ｂ ｔ １９ ａ 、１９ ｂ”・・ロール、２
０，２２・・・・・・溝付牽引ロール、２１ 、２２・
・・・・・破線、２４゜２５・・・・・・噴射、２７，
２９・・・・・・枢着ピン、２６゜２８・・・・・・梁
、３０・・・・・・ピストン、３１・・・・・・シリン
ダ、３２・・・・・・ライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 走行する繊維ウェブから脱水する圧搾機構において
   、 圧搾ニップの片側の解離した先導端と次に続く伸長圧搾
   面とを有する前記ニップの片側における第１圧搾シユー
   と、前記圧搾ニップの他側の解離した先導端と次に続く
   伸長圧搾面とを有する前記ニップの他側における第２圧
   搾シユーとの間に形成された伸長拡大圧搾ニップと； このニップにおいて前記ウェブから搾出された水分を収
   容するフェルトと； 前記ウェブと前記ニップ間に挾持された水分収容手段と
   共に前記シュー間のニップを通過する第１及び第２走行
   ベルトと； これらベルトのそれぞれに設けら汰駆動関係でこのベル
   トが巻回される溝付牽引ロールと；前記各シューと前記
   ニップを走行する前記ベルトとの間に潤滑剤の液圧楔を
   発現させるために、前記各シューの先導端に潤滑剤を供
   給する手段と；前記ニップにおいて前記ウェブに脱水圧
   搾力を加えるために、前記ニップに向かって前記シュー
   を付勢する少くとも一つのシューに圧搾力を加える手段
   と、 からなることを特徴とする圧搾機構。