CN102428230A - 用于在长压区压榨单元中处理纤维材料幅的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在造纸机或纸板机中在长压区压榨单元(29)中处理纤维材料幅(9)的装置和方法，所述长压区压榨单元(29)具有协同辊(23)和带有旋转的压榨套(25)的压榨辊(24)，其中，所述纤维材料幅(9)在协同辊(23)和压榨辊(24)的压榨套(25)之间的延伸的压榨压区(26)中脱水。根据本发明，在所述延伸的压榨压区(26)之后，所述纤维材料幅(9)在压榨辊(24)的专用的旋转压榨套(25)上被引导至转移区域(30)，在所述转移区域中，所述纤维材料幅(9)从压榨套(25)被转移到转移元件(31，27)上。

Description

用于在长压区压榨单元中处理纤维材料幅的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于在造纸机或纸板机中在长压区压榨单元中处理浆幅的装置，该长压区压榨单元具有一个带有转动的或旋转的压榨带的压榨辊和一个对置辊，其中浆幅在位于压榨辊的压榨带和对置辊之间的延伸压榨压区中脱水。本发明还涉及用于使用根据本发明的装置处理浆幅的方法。

背景技术

在传统的纸张和棉纸(tissue)生产方法中，浆幅在热干燥之前的机械脱水通过将浆幅直接在干燥器(杨克式干燥器)上进行压榨来进行。DE10233920A1中描述了这种类型的生产方法。但是，在这些造纸机和棉纸机中，能实现的机械压榨和线载荷受到压力限制，这是因为压力被施加到杨克式干燥器。借助之前的压榨阶段，例如，如EP1075567B1中描述的，在独立于杨克式干燥器的压榨单元中执行机械脱水。这里，能够设定最佳的压榨条件，这是因为压力不再施加到干燥器，且因此不会受到杨克式干燥器的载荷极限的限制。能通过这个之前的压榨阶段来相当大程度上改进机械脱水，该压榨阶段优选地在长压区压榨单元、特别是靴型压榨机中执行。减少了热干燥中所涉及的精力，从而实现能量节约。

EP1397553B1描述了一种生产浆幅的方法，其中浆幅在被转移到用于热干燥的通气鼓(TAD)之前通过靴型压榨机来脱水。

在传统的用于生产纸板的方法中，现有技术的情况是在热干燥之前使用一个或几个分开的压榨阶段来机械脱水。例如，在EP0954634B1中描述了这种类型的压榨装置。这里，同样通常用一个或多个长压区压榨单元、例如靴型压榨机来执行压榨步骤。

为了在长压区压榨单元、例如靴型压榨机中进行脱水，浆幅在毛毡上被运载通过延伸的压榨压区，该延伸的压榨压区通过具有旋转的压榨带的靴型压榨辊和对置辊而形成。在延伸的压榨压区之后，使毛毡与浆幅尽可能快地分离。随后，浆幅继续在织物上，该织物也被引导通过延伸的压榨压区，或者通过对置辊向前运载。

在传统设备中，长压区压榨单元的压榨带与位于延伸的压榨压区中的织物直接接触，并且该压榨带被单独地用于机械脱水。因此，传统设备中的压榨带仅仅为压榨浆幅而最优化，而不为向前输送浆幅来最优化。传统的靴型压榨带不适合可靠地向前输送浆幅。

浆幅的向前输送总是通过其他的结构元件来执行。

发明内容

本发明的目的是公开一种处理浆幅的方法，其中浆幅的脱水和向前输送在这两个阶段之间没有任何的浆幅转移的情况下进行。

在根据本发明的方法中，浆幅被引导通过长压区压榨单元的延伸的压榨压区，其中长压区压榨单元具有带有旋转的压榨带的压榨辊和对置辊。浆幅在延伸的压榨压区之后在靴型压榨辊的压榨带上被运载到浆幅所转移到的转移元件。如果压榨辊是靴型压榨辊，则是有利的。

因此，旋转的压榨带不仅满足其作为压榨元件的功能，而且同时也起到了在机械脱水之后向前输送浆幅的装置的作用。因而，在一些实施例中，不需要转移织物与毛毡一起延伸通过延伸的压榨压区。

本发明还试图公开一种用于在压榨压区之后实现可靠向前输送浆幅的旋转的压榨带。

根据本发明的旋转的压榨带包括支撑材料和弹性的可压缩聚合物层。可压缩聚合物层位于压榨带接触浆幅的那一侧上。聚合物层的硬度在50和97肖氏A之间。聚合物层的接触浆幅的表面具有可转换(reversible)的依赖压力的粗糙度，其中，该粗糙度在解除压力时具有R_z＝2-80微米的粗糙度值，在用20-600kN/m的线载荷施加压力时具有R_z＝0-20微米的粗糙度值。这里，粗糙度根据ISO4287第1部分测量。R_z值为十点峰值，其在ISO标准中定义为在平行于中心线延伸的线上测量且不切穿表面轮廓的基准长度的五个最高的峰和五个最低的谷之间的平均间距。

作为压榨作用的结果，浆幅很好地附着到本发明所公开的柔性的压榨带。

现有技术水平目前仅知道具有所提及的性质的输送带，例如在EP1088131A1中，而不知道压榨带。

如果旋转的压榨带是基本上不可渗透的，即其具有小于6m³/m²/分钟的渗透率，则是优选的，其中渗透率按照“Standard Test Method forAir Permeability of Textile Fabrics，ASTM D737-75，American Society ofTesting and Materials(纺织织物的空气渗透性的标准测试方法，ASTMD 737-75，美国测试和材料协会)”测量。

有利地，聚合物层可为聚合物化合物，例如丙烯酸聚合物树脂、聚氨酯聚合物树脂、或聚氨酯和聚碳酸酯聚合物树脂的化合物。

聚合物层也可带有具有与聚合物层本身不同的硬度的颗粒状填料，例如瓷土(china clay)、聚合物材料、或金属，优选不锈钢。

本发明还涉及用于在造纸机或纸板机中在长压区压榨单元中处理浆幅的方法，该长压区压榨单元具有一个带有旋转的压榨带的压榨辊和一个对置辊，其中浆幅在位于对置辊和压榨辊的压榨带之间的延伸的压榨压区中脱水。根据本发明，该方法的特征在于，浆幅在延伸的压榨压区之后在压榨辊的旋转的压榨带上被运载到转移区域，在该转移区域中，浆幅从压榨带被转移到转移元件，其中使用具有权利要求1至5中描述的性质的压榨带。

附图说明

接下来，借助附图描述本发明，在附图中：

图1示出利用用于生产棉纸的靴型压榨技术的现有技术水平的造纸机，

图2示出纸板机的现有技术水平的压榨部，

图3示出具有根据本发明的压榨装置的棉纸机，

图4示出根据本发明的压榨装置的详图，

图5示出具有根据本发明的压榨装置的纸板机，以及

图6示出传统的和长压区压榨机图的发展。

各个图中的相同的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

图1示出利用靴型压榨技术的传统棉纸机。浆料悬浮物通过流浆箱(headbox)1供给到成形单元，并在胸辊4和成形辊5之间离开流浆箱1。外部织物2被围绕胸辊4缠绕。在成形单元中，浆料悬浮物被充分地脱水，以使浆幅9形成在织物3上。织物3优选为毛毡(felt)，该毛毡将浆幅9运载到靴型压榨辊6。延伸的压榨压区形成在靴型压榨辊6和杨克式干燥器7之间，在该延伸的压区中，浆幅被机械脱水并转移到杨克式干燥器7。浆幅9的热干燥在杨克式干燥器7上进行。刮刀8从杨克式干燥器7分离出干燥的浆幅9。由于浆幅9直接在杨克式干燥器7上进行压榨，所以机械脱水受到限制，这是因为为了稳定性的原因，靴型压榨辊6不能以任何期望的力压到杨克式干燥器7上。最大的线载荷大致被限制到170kN/m。

作为根据本发明的压榨装置的结果，与图1中的压榨装置相比，能相当大程度上提高浆幅9的机械脱水。

图2示出现有技术水平的纸板机的压榨部11的示意图。这里，压榨部11设置在湿部10之后、干燥部12之前。浆幅9通过金属丝网(wire)13从湿部10转移到压榨部11。浆幅到压榨毛毡14a的转移由转移辊15帮助进行，其中抽吸作用施加到转移辊15。在压榨部11中，浆幅9通过两个靴型压榨机16a和16b来机械脱水。靴型压榨机16a和16b分别由靴型压榨辊18a、18b和对置辊17a、17b组成。延伸的压榨压区分别形成在靴型压榨辊18a、18b和对置辊17a、17b之间，而浆幅9在该延伸的压榨压区被机械脱水。来自浆幅9的水分在该过程中由压榨毛毡14a、14b、14c和14d吸收，而压榨毛毡14a、14b、14c和14d也与浆幅9一起被引导通过延伸的压榨压区。

在机械脱水之后，浆幅9借助于转移辊22而被转移到干燥部12中的干燥织物21。在干燥部12中，浆幅9在干燥织物21上在干燥器19和抽吸辊20上以蜿蜒路径被运载，同时进行热干燥。

图3现在示出具有根据本发明的压榨装置的棉纸机。该棉纸机由长压区压榨单元29组成，包括具有旋转的压榨带25的压榨辊24和对置辊23。在压榨辊24和对置辊23之间形成延伸的压榨压区26。

根据本发明的压榨装置现在操作如下：

浆幅9在毛毡33上被运载通过延伸的压榨压区26。在延伸的压榨压区26中，毛毡33从浆幅9吸收水分。在本实例中，毛毡33具有三维结构。浆幅9因此能在压榨过程中屈服进入毛毡33的三维结构中。因而，压力施加到若干具体点而不是整个区域。在延伸的压榨压区26之后，毛毡33直接与浆幅9分开，以便避免再弄湿。

在延伸的压榨压区26之后，浆幅9不再在毛毡33上行进，而是在压榨带25上行进。压榨带25包括支撑材料和弹性的可压缩聚合物层。可压缩的聚合物层在压榨带的接触浆幅的那一侧上。聚合物层的硬度在50和97肖氏A之间。接触浆幅的聚合物层的表面具有可转换的依赖压力的粗糙度，其中，该粗糙度在解除压力时具有R_z＝2-80微米的粗糙度值，在用20-600kN/m的线载荷施加压力时具有R_z＝0-20微米的粗糙度值。压榨带25为基本上不可渗透的，即，其具有小于6m³/m²/分钟的渗透率。

支撑材料可具有例如多层织造结构，该结构由诸如聚酯、聚酰胺之类的聚合物单丝纱线制成。

在转移区域30中，压榨带25将浆幅9转到转移元件31上。在本实例中，转移元件31为转移织物27。另一方面，转移元件31还可以是从压榨带25接收浆幅9的辊。抽吸作用也能被施加到该辊。

浆幅到转移织物27的转移由抽吸辊28来帮助进行。在抽吸辊28和压榨辊24之间形成有延伸的转移压区32。

在本示例中，转移织物27是可渗透的，但当然完全可以设想使用不可渗透的转移织物27。转移织物27能具有光滑表面或结构化表面。

对于浆幅9的另一加工阶段，即浆幅9的起绉或伸展阶段，能在转移区域30中执行。为了起绉，转移织物27的表面比压榨带25稍微有些慢地(较低的相对速度)移动通过延伸的转移间隙32，从而导致在浆幅9被转到转移织物27上时使浆幅9被挤压或起绉。相反，也可以对浆幅9施加张力以使浆幅9被伸展。为了实现这一点，转移织物27比压榨带移动得稍微快些(较高的相对速度)。快速移动的转移织物27能对浆幅的转移产生积极效果。

转移织物27应这样调节，即，作为调节过程的结果，转移织物27没有润湿或只是有非常少部分地润湿。因此，能利用压缩空气，例如压缩空气吹管来执行调节。如果用水来调节，则必须保证转移织物27在浆幅9被再次转移到该转移织物27之前是干燥的或者通过抽吸作用而被干燥。

为了使浆幅9稳定在转移织物27上，如果抽吸作用连续地施加到转移织物27运载浆幅9的区域，则是有利的。

在长压区压榨单元29中机械脱水之后，浆幅9在杨克式干燥器7上进行热干燥。借助于刮刀8使干燥的浆幅9被刮离杨克式干燥器7。

图3还示出可调节的毛毡辊40。该可调节的毛毡辊40能用于改变毛毡33从长压区压榨单元29的离开角度，例如改变+/-15°。这样，可以在延伸的压榨压区26之后改变毛毡33与浆幅9的接触区域或接触长度。毛毡辊40的调节功能通过双箭头示出。

通过扩大接触区域或增加接触长度，可以确保毛毡33在压榨带25上延伸较长的时间，同时浆幅9被夹紧在毛毡33和压榨带25之间。这对于浆幅9在压榨带25上行进来说是有益的。毛毡33和浆幅9之间的接触区域的任何减小都对在延伸的压榨间隙26之后特别快速地实现毛毡33与浆幅9的分离有影响。为了转移浆幅的尾端，应首先设定最大的可能的接触区域，使得转移尾端在压榨带25上可靠地行进。当浆幅9已经被转移且拓宽到其整个宽度时，接触区域能被再次减小，使得浆幅9的再润湿保持最小化。

浆幅9能利用蒸汽吹箱36被加热。

图4中更详细地示出了长压区压榨单元29。这里，清楚地示出了在压榨辊24的压榨带25和对置辊23之间的延伸的压榨压区26。类似地，压榨辊24的压榨带25和转移织物27之间的延伸的转移间隙32清晰可见。压榨辊24设计为靴型压榨辊。

通过利用辊将转移织物27压靠于压榨带25而形成延伸的转移间隙32，在当前情形中，抽吸作用施加到辊28，其中压榨带25主要遵循转移区域30中的辊28的表面轮廓。用于压榨带25的压榨辊24的支撑和引导表面以下述方式形成在转移区域30中，即：使得压榨带25在该转移区域朝向压榨辊24的中心轴线39被挤压，类似于在延伸的压榨压区26的区域中实现的方式。通过改变压榨带25的压下深度，能改变延伸的转移间隙32的长度。

超压力(overpressure)被施加到压榨辊24的内部并用来稳定旋转的压榨带25。压榨辊24的面端具有合适的密封端盖。

长压区压榨单元29的对置辊23能具有交叉于机器运行方向的凹槽，以便增强脱水。在此情形中，凹槽应尽可能得窄且彼此靠近，因为这能显著地提高脱水。理想的是，凹槽宽度小于0.5mm，特别是0.4mm，且在对置辊23的周向方向上观察，凹槽数量为每厘米5个或更多个。对置辊23的表面夹套能由硬的弹性体制成或由金属制成；凹槽能被非常好地切入这些材料内。

在图4中，设置清洁装置34，以便在转移区域30之后清洁压榨带25。清洁装置34能包括一个或几个刮刀，但也可以包括用于清洁流体例如水或空气的喷嘴。清洁装置34还能用于在转移浆幅9时提起浆幅。因此，浆幅9能被提离例如刮离压榨带25，并被供给到制浆机，直至浆幅行进已经稳定，且浆幅9能被供给到干燥部。

此外，在压榨带25通过延伸的压榨压区26之前，边界表面粘附混合物能被涂敷于压榨带25的表面。例如，所述边界表面粘附混合物能使用具有喷洒器的喷杆35来涂敷，其中喷杆35将边界表面粘附混合物喷洒到压榨带25上。能利用该加工步骤来影响浆幅9在压榨带25上的表面附着性。

用于杨克式干燥器7的表面处理的所有流体以及TAD化学制品能被用于这个目的。

也能通过借助于例如设置在延伸的压榨压区26之前的蒸汽吹箱36加热浆幅9来提高浆幅9在延伸的压榨压区26中的脱水。还示出了可调节的毛毡辊40。

图5示出了根据图2的纸板机，但是在此情形中，该纸板机具有根据本发明的长压区压榨单元29。这里，浆幅9被从压榨带25直接转移到干燥部12中的干燥织物21。浆幅在延伸的转移压区32中的转移通过抽吸作用所施加到的辊28来帮助进行。延伸的转移压区32的长度能由通过抽吸作用所施加到的辊28所实现的压入压榨辊25内的压下深度来调节。

与图2比较显示，在根据本发明的纸板机中不再需要压榨毛毡14c。

在延伸的压榨压区26中，精确限定的压榨轮廓能作用于浆幅9。用于长压区压榨单元29的该类型的压榨轮廓在图6中以曲线37示出。曲线38显示带有标准辊的而不具有延伸的压榨压区26的压榨单元的压榨轮廓。可调节的毛毡辊40允许在延伸的压榨压区26之后的毛毡33和浆幅9之间的接触区域或接触长度在此也被设定。

这里还能设置蒸汽吹箱(未示出)，以便在延伸的压榨压区26之前加热浆幅9。

在长压区压榨单元29中，当浆幅9进入延伸的压榨压区26时施加到浆幅9的压榨力应优选地尽可能低。该压榨力随后缓慢增加，如通过图6中的曲线37所清楚地示出的。作为压榨力缓慢升高的结果，维持了浆幅9的比容(体积)。随着浆幅9的干燥度增加，用于进一步脱水的压榨力也能增加，而对体积没有任何大程度上的影响。在40％至50％的干燥含量时，压榨力达到最大。在延伸的压榨压区26的末端，压榨力应再次尽可能快速地下降，这是因为这将在很大程度上防止浆幅9被毛毡33再润湿，或者使浆幅9被毛毡33再润湿的程度最小化。

附图中所示的实施例仅是本发明的优选实施例。本发明还包括其他实施例，其中，例如转移织物27在转移区域30中部分地缠绕压榨带25。这也导致用于浆幅9的转移的延伸的转移压区32的形成。

Claims (6)

1.用于处理浆幅(9)的造纸机或纸板机的压榨装置，其中，浆幅(9)被引导通过长压区压榨单元(29)的延伸的压榨压区(26)，其中，所述长压区压榨单元(29)具有带有旋转的压榨带(25)的压榨辊(24)和对置辊(23)，其特征在于，所述浆幅(9)在所述延伸的压榨压区(26)之后在所述压榨辊(24)的所述压榨带(25)上被运载到所述浆幅(9)所转移到的转移元件(31，27)，其中，所述旋转的压榨带(25)包括支撑材料和弹性的可压缩的聚合物层，其中，所述聚合物层面向所述浆幅且具有在50和97肖氏A之间的硬度，并且其中，所述聚合物层的接触所述浆幅的表面具有可转换的依赖压力的粗糙度，所述粗糙度按照ISO 4287测量，在解除压力时具有R_z＝2-80微米的粗糙度值，而在用20-600kN/m的线载荷施加压力时具有R_z＝0-20微米的粗糙度值。

2.根据权利要求1所述的压榨装置，其特征在于，所述旋转的压榨带(25)为基本上不可渗透的。

3.根据权利要求1或2所述的压榨装置，其特征在于，所述聚合物层为聚合物化合物，例如丙烯酸聚合物树脂、聚氨酯聚合物树脂、或聚氨酯和聚碳酸酯聚合物树脂的化合物。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的压榨装置，其特征在于，所述聚合物层具有颗粒状填料，例如瓷土、聚合物材料、或金属，优选不锈钢。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的压榨装置，其特征在于，所述聚合物层完全包围所述支撑材料。

6.用于在造纸机或纸板机中在长压区压榨单元(29)中处理浆幅(9)的方法，所述长压区压榨单元(29)具有一个带有旋转的压榨带(25)的压榨辊(24)和一个对置辊(23)，其中，所述浆幅(9)在位于所述对置辊(23)和所述压榨辊(24)的所述压榨带(25)之间的延伸的压榨压区(26)中脱水，其特征在于，所述浆幅(9)在所述延伸的压榨压区(26)之后在所述压榨辊(24)的所述旋转的压榨带(25)上被运载到转移区域(30)，在所述转移区域(30)中，所述浆幅(9)从所述压榨带(25)被转到转移元件(31，27)，其中使用根据权利要求1至5中的任一项所述的旋转的压榨带(25)。

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