專利名稱：將高濃紙漿供給到成形支撐件的方法和高濃紙漿的流漿箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于將高濃紙漿供給到成形支撐件(formation support)的方 法，在該方法中濃度約為4%到20%的纖維紙漿從堰板(slice)被供給到能滲水的成形支 撐件上，用于制造纖維基產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種高濃紙漿的流漿箱，該高濃紙漿的流漿箱 的入口部被連接到濃度約為4 %到20 %的纖維紙漿源，并且該高濃紙漿的流漿箱的出口部 形成用于將所述紙漿供給到能滲水的成形支撐件上的堰板或諸如此類的裝置。
背景技術：
在例如漿板、紙板或紙的纖維基產(chǎn)品的制造中，有利的是，使用盡可能高濃度 的紙漿，即紙漿的纖維固體含量盡可能得高并由此使紙漿的含水量較低，以減少循環(huán)水 (circulating water)的量。然而，將4%到20%的高濃度的紙漿供給到產(chǎn)品成形支撐件上 的問題在于獲得質量均勻的產(chǎn)品，因為在如此高濃度的紙漿中，纖維易于堆積在密集的纖 維網(wǎng)中，并且它們不能在產(chǎn)品的整個表面區(qū)域上均勻地分布。實際上，這種紙漿的濃度已經(jīng) 處于纖維彼此束縛時趨向于形成幅材的范圍。供給這種紙漿的主要任務是，通過防止形成 纖維結塊并可能地通過分裂已經(jīng)形成的各種纖維結塊，在紙漿的流變性質方面保持紙漿處 于類似于水的“流體”狀態(tài)。這在幅材開始形成到成形支撐件上之前是尤為重要的，因為紙 漿中的瑕疵隨后不能夠再被修正。眾所周知，在流漿箱中應用有各種混合工具，例如旋轉穿孔輥，用于將紙漿供給到 成形支撐件上。這些設置旨在用于分裂濃度小于3%的低濃紙漿中的纖維屑，或者增加在紙 漿中的湍流。在高濃紙漿中，這種穿孔輥容易被阻塞。尤其與專利EP 348398相應的專利FI 86444披露了一種沿機器的橫向方向安裝 用于在流漿箱的壓力室內旋轉的輥。其目的是使?jié)舛葹?%到15%的紙漿承受位于該輥的 旋轉表面與另一個表面之間的高剪切力。輥的旋轉運動還用于將流漿箱中的紙漿朝向成形 支撐件供給。根據(jù)所述專利，高濃紙漿的短期和局部流態(tài)化尚不是為了制造具有良好勻度的大 表面區(qū)域的纖維基產(chǎn)品而使用高濃紙漿時所存在的問題的解決方案，亦即無法獲得足夠均 勻的幅材。同樣，通過一個輥或一對輥致使紙漿進入到朝向成形支撐件開口的堰板中的流 動也不一定是均勻的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是消除以上提到的缺陷。為了實現(xiàn)這個目的，根據(jù)本發(fā)明的方法的 主要特征在于，在堰板之前，紙漿被引入到一流道中，該流道在其沿流動方向的至少部分長 度上變細并受到以與紙漿流速不同的速度運動的表面的限制，并且紙漿通過供給裝置，例 如為紙漿提供動能并與該運動的表面分離的高濃度泵，被強行供給到這個流道中。通過這 樣做，紙漿在該流道中的整個路徑上都會受到剪切力，并且一直到堰板都能夠維持良好的 混合、湍流以及由此的紙漿流態(tài)化，其中紙漿從堰板被排放到移動的成形支撐件上，當通過成形支撐件從紙漿中移除水分時，產(chǎn)品在成形支撐件上同時開始形成。以與紙漿速率不同的速度運動的表面例如可以是設置為在流漿箱中旋轉的轉子 的圓周表面。這種轉子的圓周表面形成一個沿流動方向變細的間隙的限制表面，并且第二 限制表面由與該圓周表面相對并沿相同方向彎曲的固定壁形成。根據(jù)有利的實施例，紙漿 的湍流因限制間隙的壁的設計而增加，并且在紙漿流路中產(chǎn)生多個連續(xù)的收縮位置。形成變細的間隙的流道終止于堰板，一直到堰板紙漿都保持在湍流狀態(tài)。如果紙漿的流動方向正好在位于流道末端的堰板之前突然轉彎，就能獲得幅材成 形的特定優(yōu)點。紙漿被供給到變細的流道或間隙中是通過給予紙漿所需的動能的供給裝置例如 高濃度泵強行地實現(xiàn)的。這個供給裝置是與旋轉馬達在功能上分離的裝置。利用上述方 法，在流漿箱中的整個流動期間，高濃紙漿中的纖維以彼此連續(xù)運動的方式被輸送，其中并 沒有時間形成在產(chǎn)品質量中可見的纖維屑，并且在流漿箱中纖維并未開始在固定位置彼此 固結。 根據(jù)本發(fā)明的高濃紙漿的流漿箱的特征又在于，入口部連續(xù)作為在其長度的至少 部分上變細并終止于堰板的流道，并且該流道由設置成以與紙漿流速不同的速度運動的表 面限制。這樣的表面優(yōu)選為設置成在流漿箱中旋轉的滾筒的圓周表面。


以下，將參考附圖更詳細地描述本發(fā)明，其中圖1示出由高濃紙漿形成產(chǎn)品的大體原理；圖2是用于將紙漿供給到成形支撐件上的流漿箱的剖視圖；以及圖3至圖6示出圖2的流漿箱中的滾筒的可替換結構。
具體實施例方式圖1示出通過根據(jù)本發(fā)明的方法制造連續(xù)幅材W形式的產(chǎn)品的原理。水-纖維懸 浮液(aqueous fibre suspension)在此情況下為高濃紙漿，從紙漿容器M通過泵P經(jīng)由入 口管系統(tǒng)3被供給到流漿箱1中。紙漿從流漿箱通過堰板被排放到連續(xù)向前行進并能滲水 的成形支撐件2 (例如網(wǎng))上。該纖維紙漿具有4%到20%的濃度，在此范圍的纖維紙漿被 稱為高濃紙漿。紙漿的濃度優(yōu)選在5%到15%的范圍內。沿著成形支撐件2載送的纖維紙 漿通過成形支撐件2逐漸脫水，其中纖維紙漿中的干物質含量增加，并且纖維產(chǎn)品W開始形 成為粘合結構(cohesive texture)，在該粘合結構中，纖維彼此布設在它們的固定位置并 且相互束縛。因為從流漿箱流到成形支撐件上的紙漿的水含量相對較低，因此與使用標準 濃度的紙漿相比，在幅材成形的這個步驟A移除了較少的水分，并減少了循環(huán)水的量。通過 網(wǎng)過濾的循環(huán)水在圖1中用箭頭示出。在成形步驟之后，已經(jīng)粘合的無支撐的幅材W被引導至壓榨步驟B，在該壓榨步驟 中幅材W通過機械壓榨的方式被脫水，并最終進入到干燥步驟C，在該干燥步驟中通過采用 熱量進行蒸發(fā)來移除水分。這樣形成的幅材W可以是紙漿幅材、紙板幅材或紙幅材。在干 燥之后，有各種不同的整飾的可行方案，由于其與本發(fā)明并不相關，因此將不再詳細描述。圖1的描述僅是示例性的，并且各種部件的位置、以及成形支撐件2與其他的輸送幅材W的裝置的入口可以不同，這取決于機器和待制造的產(chǎn)品。圖2示出了沿紙漿流動方向和待形成的幅材的行進方向所截取的流漿箱的豎直 截面的更詳細結構。高濃紙漿通過入口管系統(tǒng)3被供給到流漿箱1中，從高處進入到由流 道4的起始端構成的入口部中，其中流道4朝向流漿箱的堰板5變細。在設置成于流漿箱 內的腔室中旋轉的滾筒6與同滾筒6的圓周表面相對的彎曲壁7之間形成流道4。壁7的 曲率半徑比滾筒6的曲率半徑大，并且沿紙漿的流動方向靠近滾筒6，這導致具有大致曲線 形式的變細的流道。盡管流道的壁7可以沿滾筒6的徑向方向運動，但是流道的壁7是固 定不動的，以便調整滾筒6與壁7之間的“間隙”。滾筒6也可被稱為“轉子”，而相對于滾 筒6固定不動的壁7也可被稱為“定子”。在流道4中，沿實質上機器寬度上的整個長度提 供紙漿，并且在本文中術語“變窄”和“變細”指的是，尺寸在垂直于機器寬度和流動方向的 方向上(即滾筒與壁的曲率半徑的方向上)的減少。圖2中的流漿箱示出了在整個機器寬 度上的流道的形狀。在圖2中，流道4以相對于入口流的供給方向(入口管系統(tǒng)3的入口方向)呈約 90°的角度延伸，但是這個供給角可在一個很大的范圍內變化，即可從0°到將近180°的 范圍內變化。因此流道4也可開始為直接延伸到多個入口管3，或者以比90°更小的角度 延伸。滾筒6基本上不會影響紙漿在流道4中朝向堰板5的流動，但是可利用外部供給 裝置來獲得這種影響。由此，滾筒6的旋轉運動能有效地對流向堰板5的紙漿施加能量，使 紙漿流態(tài)化，并防止形成纖維束以及防止纖維彼此固著。為了增加施加在紙漿上的剪切力， 滾筒6的圓周表面設有三維表面圖案；即，其可包括例如凸塊。表面圖案的各種可替換形式 在圖3至圖6中示出(圖3和圖5是正視圖，并且圖4和圖6是立體圖)。在圖3和圖4的 滾筒中，三維圖案由圓周方向上連續(xù)的脊或隆起11形成，并且在圖5和圖6的情況下，三維 圖案由圓周方向和軸向上的多個單獨的隆起12形成。在流道4的末端，壁7在滾筒6的旋轉軸線的方向上設有多個連續(xù)的隆起或脊 7a，其在流體的橫截面區(qū)域內形成多個連續(xù)的收縮位置(constrictionpoint)或擴張位置 (expansion point)。在這個區(qū)域中，壁7距離滾筒6的平均距離可以是恒定的，并且壁表 面的設計也可用來有效維持在流道末端處的湍流。隆起或脊可在整個機器寬度上以類似的 構造延伸，或者它們可以是不連續(xù)的并且是交錯的。壁7還可設有形成相應設計以維持湍 流的多個單獨的凸塊。由于壁7沿其徑向方向靠近滾筒6，流道4的橫截面面積至少在一開始時沿流動方 向被減小，這意味著使用恒定的體積流率時，紙漿的線性流速會被增加。對于湍流而言，要 求滾筒6的基于旋轉運動的圓周速度在流道的整個長度上與紙漿的線性流速不同。當滾筒 6沿紙漿流動的方向(圖2中的逆時針方向)旋轉時，它的圓周速度將超過基于通道4中的 體積流量的、紙漿的最大線速度。如果滾筒的圓周速度比紙漿的同方向的線速度慢，那么也 會產(chǎn)生湍流。滾筒6也可以沿紙漿流動方向的反方向(圖2中的順時針方向)旋轉，其也 能有效地使流經(jīng)流道4的紙漿送交(give up)能量。滾筒6的旋轉速度以如下方式取決于紙漿的濃度待供給的紙漿的濃度越大，旋 轉速度就要被調整得越高。可以示出，在確定的轉速下所獲得的流態(tài)化點，給定濃度的紙漿 從此流態(tài)化點開始像水一樣運動。滾筒6或轉子不具有基本的泵送作用，其功能只是將剪切力施加于在通道4中流動的紙漿上。實際的體積流量由將紙漿供給到流漿箱1中的高濃 度泵P產(chǎn)生，該泵可以是位移式泵或流化泵。該泵使紙漿經(jīng)由入口管系統(tǒng)3被供給到流漿 箱1中，在其間沒有任何緩沖箱或諸如此類的裝置。在流道4的末端具有一個急轉彎，在該急轉彎處流道的跟在滾筒的圓周表面之后 的短末端部4a轉彎離開滾筒，同時形成終止于堰板5的短堰板通道。在圖2所示的情況下， 此轉彎約為90° ；換言之，通道的末端部沿滾筒的半徑方向直接離開滾筒，但是該轉彎可以 更急或更緩，大于或小于90°。流道4的這個短末端部4a還在與起始部的彎曲部分相反的 方向被彎曲，并逐漸進入成形支撐件2的方向。紙漿從堰板5沿與滾筒6的圓周運動方向 相反的方向排出。利用流道4端部處的急轉彎，在流道中流動的纖維紙漿中獲得方向的快 速改變?？焖俎D彎會在流動的紙漿中引起剪切力和摩擦力，并由此維持流態(tài)化。如果滾筒 6沿與通道4中的流動相反的方向旋轉，則紙漿將從堰板5沿滾筒6的圓周運動方向排出。此外，在流道的端部處可以更緩和或更平滑地改變方向，或者根本就不改變方向。 在此情況下，終止于堰板5的末端部4a的方向只偏離流道4的方向少許或根本就不偏離。 在這些情況下，流道4可關于圖1中的轉子6以鏡像方式(mirror-like manner)設置，堰 板通道4a的位置以及網(wǎng)的行進方向保持不變。圖中還示出了能滲水的成形支撐件2經(jīng)過流漿箱1的路徑。流漿箱的下表面形成 使成形支撐件導向堰板5并在堰板5的下邊緣終止的第一滑動表面8。堰板的上邊緣沿成 形支撐件2的行進方向延伸為第二滑動表面9，并引導成形支撐件2以及從堰板5排放到其 上的紙漿，當通過成形支撐件2開始向下脫水時，紙漿立即開始形成為幅材。利用滑動表面 8和9的位置，可適宜地設置成形支撐件的張力。如上所述，在第二滑動表面9之后，幅材W 在成形支撐件2的頂部上朝向壓榨步驟行進。流漿箱還包括用于密封滾筒6與流漿箱的位于流道4外的剩余部分之間的間隙的 工具，例如多個刮刀，其防止紙漿排出到別處。這些刮刀在圖2中用附圖標記10表示。該機器的寬度可在很大范圍內變化。在寬型機器中，入口管系統(tǒng)3可設置為在流 道4的起始端的不同位置平均分配高濃紙漿的結構。滾筒或轉子的直徑有利地為300mm到1200mm。入口通道的寬度尤其取決于待制造 的產(chǎn)品的克重。堰板通道4a的長度為15mm到50mm，并且其堰板尺寸由待制造的產(chǎn)品的克
重確定。本發(fā)明尤其適于將纖維紙漿供給到紙漿干燥機中，但是本發(fā)明不僅僅限于成品為 紙漿的機器。本發(fā)明也適于紙板制造機和造紙機。還可以使得待從流漿箱供給的纖維紙漿 不形成完整產(chǎn)品，但是流漿箱也可位于兩層或多層成形器中，其中一個或多個纖維層被附 連到由高濃紙漿構成的層。
權利要求
一種將高濃紙漿供給到成形支撐件上的方法，在所述方法中濃度約為4％到20％的紙漿從堰板(5)被供給到能滲水的成形支撐件(2)上，用于制造纖維基產(chǎn)品，其特征在于，在所述堰板(5)之前，紙漿被引入到流道(4)中，該流道(4)在其沿流動方向的至少部分長度上變細，并受到以與紙漿流速不同的速度運動而使紙漿流態(tài)化的表面的限制，并且紙漿借助于給紙漿提供動能并與運動的所述表面分離的供給裝置，例如高濃度泵(P)，被強行供給到所述流道(4)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，以與紙漿流速不同的速度運動的所述表 面由旋轉滾筒(6)的圓周表面構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滾筒(6)在所述通道(4)處沿紙漿流 動的方向旋轉。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述滾筒(6)在所述通道(4)處沿紙漿流 動的反方向旋轉。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述流道(4)的端部處，正 好在所述堰板(5)之前，紙漿流動的方向被急轉彎。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，運動的所述表面設有三維圖案。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在紙漿中借助于與運動的所 述表面相對并限制所述流道(4)的壁(7)的形狀來保持湍流。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，待供給的纖維紙漿的濃度為 5% 到 15%。
9.一種高濃紙漿的流漿箱，所述流漿箱的入口部被連接到濃度約為4%到20%的纖 維紙漿源(M)，并且所述流漿箱的出口部形成用于將所述紙漿供給到能滲水的成形支撐件 (2)上的堰板(5)或諸如此類的裝置，其特征在于，所述入口部繼續(xù)作為在至少部分長度上 變細并終止于堰板(5)的流道(4)，所述流道(4)受到設置成以與紙漿流速不同的速度運動 的表面的限制，并且所述入口部借助于為紙漿提供動能并與運動的所述表面分離的供給裝 置，例如設置為強行將紙漿供給到所述流道(4)中的高濃度泵(P)，被連接到所述纖維紙漿 源(M)。
10.根據(jù)權利要求9所述的高濃紙漿的流漿箱，其特征在于，用于限制所述流道(4)的 所述表面是被設置為在所述流漿箱中旋轉的滾筒(6)的圓周表面，并且所述流道(4)的另 一側由與所述圓周表面相對的彎曲壁(7)限制。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的高濃紙漿的流漿箱，其特征在于，所述流道(4)的末端 設有急轉彎，在所述急轉彎處所述流道轉變?yōu)榻K止于所述堰板(5)中的短末端部(4a)。
12.根據(jù)前述權利要求9至11中任一項所述的高濃紙漿的流漿箱，其特征在于，至少在 所述流道(4)的末端，用于限制所述流道的實心壁(7)的表面在流動的橫截面區(qū)域內形成 連續(xù)的收縮位置和擴張位置。
全文摘要
約為4％到20％的高濃度的紙漿從堰板(5)被供給到能滲水的成形支撐件(2)上，用于制造纖維基產(chǎn)品。在堰板(5)之前，紙漿被引入到在沿流動方向的至少部分長度上變細并受到以與紙漿流速不同的速度運動而使紙漿流態(tài)化的表面所限制的流道(4)。利用為紙漿提供動能并與運動表面分離的供給裝置，例如高濃度泵(P)，紙漿被強行供給到這個流道(4)中。
文檔編號D21F1/02GK101861427SQ200880116093
公開日2010年10月13日 申請日期2008年11月13日 優(yōu)先權日2007年11月14日
發(fā)明者圖利基·曼尼寧, 埃爾基·伊爾莫涅米, ?；たㄋ_萊寧, 約翰·古利克森 申請人:美卓造紙機械公司