專利名稱：造紙機的帶有邊緣給料裝置的流漿箱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種造紙機的流漿箱，該流漿箱設有一個稀釋整形(dilution profiling)系統(tǒng)(或稱稀釋橫向調(diào)節(jié)系統(tǒng))，通過其機構，利用一反饋連接的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使紙幅的橫向定量輪廓(profile)得到控制，所述稀釋整形系統(tǒng)包括一個稀釋液或漿料懸浮體(其稠度低于流漿箱中的稠度)用的給料聯(lián)管箱，聯(lián)管箱外面有給料導管，它們設有調(diào)節(jié)閥，以使稀釋液被通到流漿箱的入口聯(lián)管箱的前壁和料壁的片導管之間的區(qū)域，最適合通入安置在所述區(qū)域內(nèi)的紊流發(fā)生器的導管中。
如從先有技術中已知的，流漿箱中的漿料懸浮體的片流必須具有沿造紙機橫向的均勻速度。同樣，已知在所述流中可能出現(xiàn)有害的高橫向速度。尤其在在紙幅的側(cè)向區(qū)域中，這已經(jīng)(例如)以增強邊緣波形的形式產(chǎn)生害處。為了生產(chǎn)一種沿紙幅的整個寬度具有均勻的定量(basisweight)、構形和強度性能的紙，也為了從紙幅邊緣切去的比例盡可能小，這些已知的要求被強化了。
為了滿足所述要求，從先有技術中已知(除了別的以外)，使用一種解決辦法，在該法中，在漿料流被排放到造紙網(wǎng)上之前，通過流漿箱的片管的兩側(cè)壁除去漿料流的一個小比例(如F1專利No.43,812，Beloit公司)。也知道一種相反的解決辦法(F1專利No.30,095，Valmet Oy)，其中使一個附加的水流通過側(cè)壁，盡管后一種解決辦法在實際中尚未完成，至少尚未由該申請人完成。關于與本發(fā)明有關的先有技術，也可參見US專利No.5,560,807(beloit技術公司)。
所述未受控制的橫向速度可能產(chǎn)生紙幅中纖維取向輪廓形態(tài)的變形，這對生產(chǎn)的紙的品質(zhì)因素產(chǎn)生影響，如對于與濕度有關的紙的尺寸穩(wěn)定性。目標是紙中纖維網(wǎng)內(nèi)方向分布即取向的主軸線應當與紙的主軸線方向一致，而且取向應當相對于這些軸線對稱。
當然，在流漿箱中漿料流導管的邊緣處，由于豎直的壁，具有較高的摩擦。這種邊緣效應在纖維取向輪廓中產(chǎn)生一種強的線性變形。流漿箱中紊流發(fā)生器的輪廓缺點通常在流動導管的側(cè)部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生輪廓的非線性變形。
已經(jīng)試驗過補償定量輪廓(斷面)的不均勻性，這種不均勻性起因于紙的干縮，是由于片孔形成拱形而使片孔在漿料射流中部較厚所致。當紙幅干燥時，其中部區(qū)域的收縮小于其側(cè)部區(qū)域，通常，中部區(qū)域的收縮約為1…3％，而在側(cè)部區(qū)域中約為4…6％。所述收縮輪廓在紙幅的橫向定量輪廓中產(chǎn)生相應的變化，由于收縮，在壓制區(qū)段后其橫向定量輪廓均勻的紙幅的干燥定量輪廓在干燥期間發(fā)生變化，使得紙幅兩側(cè)區(qū)域的定量稍大于中部區(qū)域。在從先有技術中已知的方式中，所述定量輪廓已利用片孔的頂部片桿調(diào)節(jié)，使得頂部片桿在中部區(qū)域保持比側(cè)部區(qū)域中開口更大。利用所述配置，漿料懸浮體被迫移向紙幅的中部區(qū)域，這進一步影響纖維取向的輪廓。
為了控制所述問題，已經(jīng)提出了所謂邊緣給料裝置，例如可以參見本申請人的US專利No.4,687,548和相應的F1專利No.70,616和No.75,377。在這些先有技術的邊緣給料裝置中，可以調(diào)整的邊緣流取自流漿箱的入口聯(lián)管箱，使得邊緣流由流漿箱中的漿料懸浮體組成。邊緣流被通向入口聯(lián)管箱外部的流漿箱兩側(cè)區(qū)域，或者通過安置在流漿箱外部的旁路管，或者利用在流漿箱的紊流發(fā)生器中兩側(cè)區(qū)域內(nèi)的可以調(diào)整的側(cè)導管。
近年來，所謂稀釋流漿箱已成為普遍，在這些流漿箱中，沿流漿箱的橫向，通過將調(diào)整量的稀釋液如造紙網(wǎng)用水或稠度低于流漿箱中漿料的漿料懸浮體送入流漿箱橫向中的不同進料點來調(diào)整定量輪廓。關于這些先有技術稀釋流漿箱，作為例子，可以參考申請人的F1專利No.92,229(等效于EP-0,633,352A1)。
本發(fā)明的目的是進一步發(fā)展設有稀釋整形系統(tǒng)的先有技術流漿箱。
本發(fā)明的特定目的是提供一種結構簡單的稀釋流漿箱和實施例，其中所述先有技術邊緣流裝置可以以一種新穎的有利方式應用，主要著眼于控制紙幅中的橫向纖維取向變形。
為了獲得上述和將在后面出現(xiàn)的目的，本發(fā)明的主要特征在于，在所述稀釋整形系統(tǒng)中，邊緣給料裝置已被整體結合，它們已被裝入流漿箱的兩側(cè)區(qū)域，所述邊緣給料裝置包括導管，通過導管機構可以使邊緣流從稀釋整形系統(tǒng)的入口聯(lián)管箱通入流漿箱的兩側(cè)區(qū)域，這些邊緣流具有能夠被設定和/或被調(diào)節(jié)的速度和/或相互速度比，利用所述邊緣流，在漿料懸浮體射流中產(chǎn)生一個受控的橫向速度分量，從而控制橫向纖維取向輪廓。
在本發(fā)明中，先有技術的稀釋整形和從先有技術中本身已知的邊緣給料裝置已經(jīng)以一種新穎的協(xié)同方式結合，從而提供一種結構簡單而易于操作和維修的流漿箱。
利用本發(fā)明，同時提供具有實際意義的其它顯著優(yōu)點，例如側(cè)向邊緣給料的給料壓力不需要限制于流漿箱中的壓力損失，在這種情況下對于纖維取向的橫向輪廓的調(diào)整獲得更寬的調(diào)整范圍。
根據(jù)本發(fā)明，當使用稀釋整形系統(tǒng)的稀釋水作為邊緣流時，同時避免在造紙網(wǎng)部件中形成側(cè)向飛濺，從而使造紙網(wǎng)部件在操作中保持比先有技術中更好的潔凈程度。
本發(fā)明的邊緣給料裝置對紙幅的橫向定量輪廓不產(chǎn)生有害影響，因為在任何情況下，從紙幅的兩邊緣切去寬度約為10…15cm的修整狹條，而本發(fā)明的邊緣給料最好延伸到一個僅僅約5cm的寬度。
本發(fā)明的另一優(yōu)點是紙幅的側(cè)部區(qū)域不會變得比中部區(qū)域更厚，這便于紙幅在造紙網(wǎng)部件中和造紙網(wǎng)部件后的處理。
本發(fā)明實現(xiàn)稀釋整形系統(tǒng)和邊緣給料裝置的最佳協(xié)同配合的基本優(yōu)點。這些優(yōu)點中最重要的優(yōu)點之一是可以將稀釋水和邊緣給料液體的泵吸和處理系統(tǒng)結合在一起。
下面將參考本發(fā)明的一些示范實施例和應用環(huán)境來詳細描述本發(fā)明，本發(fā)明絕不限于所述實施例或環(huán)境的細節(jié)。


圖1是一種流漿箱的示意側(cè)視圖，其中應用本發(fā)明的一種邊緣給料裝置的第一實施例。
圖2是本發(fā)明第二實施例的對應于圖1的示圖。
圖3是沿圖1中線III-III截取的豎直截面圖。
圖4是沿圖2中線IV-IV截取的豎直截面圖。
圖5是本發(fā)明應用環(huán)境和有關調(diào)節(jié)系統(tǒng)作為流程和方框圖的比圖1…4更寬的示意圖。
圖1和2中所示的造紙機的流漿箱10包括一個入口聯(lián)管箱11，漿料懸浮體流FM(圖5)從漿料系統(tǒng)通過主漿料管57(圖5)送入入口聯(lián)管箱11。入口聯(lián)管箱11后隨紊流發(fā)生器14。紊流發(fā)生器14包括五排紊流管15，一排安置在另一排之上，所述紊流管的上游端部15C開口進入入口聯(lián)管箱11的前壁11a中。紊流管15的下游端部15d開口進入片管17，片管17被限定在上凸緣壁16a和下凸輪壁16b之間。在紊流管15的下游孔15d的水平排之間，利用鉸接頭18a連接板狀葉片18，這些葉片向上延伸到片孔A或其附近。漿料懸浮體射流J從片孔A排放在成形造紙網(wǎng)上或進入成形造紙網(wǎng)之間(未示出)。排放射流J的橫向輪廓利用稀釋整形系統(tǒng)調(diào)整，該系統(tǒng)將在后面描述。在本發(fā)明中，片材的橫向纖維取向輪廓的變形是按照利用邊緣流Fa和Fb的同一原理控制的，后者可以被調(diào)整或固定。申請人在1984年已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這種控制的原理，這方面可以參考申請人的US專利No.4,687,548及相應的F1專利No.70,616和75,377。
與上述不同，本發(fā)明的應用環(huán)境例如可以是一個流漿箱，該流漿箱沿漿料懸浮體的流動方向首先包括一個入口聯(lián)管箱，然后是分配歧管的靜水箱、紊流發(fā)生器、最后是片管，后者也可以沒有圖1和2中所示的葉片18。在該應用環(huán)境中，可以調(diào)整的邊緣流Fa和Fb最好在所述紊流發(fā)生器中在其側(cè)面部分的導管中通過。
本發(fā)明的邊緣給料裝置已經(jīng)以一種新穎的方式與稀釋整形流漿箱明顯連接而成為整體。該稀釋整形系統(tǒng)以其本身已知方式包括一個稀釋液體(通常為造紙網(wǎng)用水)用的入口聯(lián)管箱12，后者在圖1和2中合適地安裝在入口聯(lián)管箱11上方并由間隔壁13與該聯(lián)管箱11隔開。該稀釋整形系統(tǒng)在圖1、2和4中最清楚地顯出。從稀釋聯(lián)管箱12出來，分配管30通過一系列調(diào)節(jié)閥351…35N進入分配管31，從該處水平給料管32開口進入紊流管15的豎直各排。這樣，對于每一排豎直的紊流管15有一個稀釋液體分配管30，31，該管從開口進入稀釋聯(lián)管箱12的上游孔30c開始，并當給料管32開口進入紊流管15時結束?？梢岳谜{(diào)節(jié)閥351…35N系列調(diào)節(jié)的稀釋液流FD1…FDN通過管子30、31、32通入紊流管15的豎直各排，在紊流管中稀釋液流與主漿料流有效地混合，并以這種方式提供一個生產(chǎn)的紙幅定量的橫向整形系統(tǒng)。關于將主漿料流和稀釋流引在一起并引向本發(fā)明應用的各種環(huán)境，作為例子，可參考本申請人的F1專利申請No.946180和No.946181(母申請F1901593，申請日期1990年3月30日，發(fā)明人Risto Savia)。
在圖1中，稀釋整形的調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意例示為方框40。一系列調(diào)節(jié)信號S1…SN從該方框40通到系列調(diào)節(jié)閥351…35N。調(diào)節(jié)系統(tǒng)40從紙幅定量的橫向輪廓測量構架41接受反饋信號FBS，該構架以其本身已知方式安裝在造紙機的干燥部(未示出)中。
按照本發(fā)明，邊緣給料裝置已經(jīng)與上述稀釋整形系統(tǒng)整體結合，主要用于控制紙幅橫向纖維取向輪廓的目的。上面和下文，標號指示符a和b與邊緣流動裝置的標號一起使用。具有標號指示符a的部件示于圖1至4，但具有標號指示符b的部件大部分沒有示出，因為它們是沿橫向安置在流漿箱的對置側(cè)部中的相同部件?？梢韵胂?，具有參考指示符b的部件可在想象的圖1至4的鏡象中看到。如圖1中所示，調(diào)節(jié)信號Sa和Sb從調(diào)節(jié)系統(tǒng)40通過，通過這些裝置使邊緣流Fa和Fb的調(diào)節(jié)閥25a和25b受到控制。調(diào)節(jié)信號Sa和Sb可以代表手動控制，在此之外或作為其替代，也可以使用閉合/反饋連接的調(diào)節(jié)系統(tǒng)和纖維取向輪廓的測量裝置，甚至在線的測量裝置。該反饋連接的纖維取向控制系統(tǒng)也部分地通過測量架構41和通過反饋信號FBS例示。
下面參照圖1和3描述本發(fā)明的第一實施例，其中在流漿箱10的兩側(cè)區(qū)域中有旁通管20a、20b，這些旁通管從稀釋液用的入口聯(lián)管箱12沿流漿箱兩側(cè)區(qū)域通向流漿箱的紊流發(fā)生器14的中部區(qū)域。旁通管20a、20b開口通入它們自已的分配件21a、21b。
水平流通管23a、23b從分配件21a、21b通入紊流發(fā)生器15中的側(cè)導管15a、15b內(nèi)。在紊流發(fā)生器14的側(cè)向區(qū)域內(nèi)沿側(cè)導管15a、15b的上游區(qū)域不一定要有開口進入入口聯(lián)管箱11中的紊流管15，但如果使用此種管子，它們可以(例如)在入口聯(lián)管箱11的前壁11a處閉合。作為一種替代，可以使用沿流動方向在紊流發(fā)生器14的整個長度上延伸的側(cè)導管15a、15b，在這種情況下邊緣流Fa和Fb與側(cè)導管15a、15b中的“正?！睗{料懸浮體流結合，并在旁通管20a、20b之后在側(cè)導管15a、15b的下游部分中存在邊緣流Fa和Fb與“正常”流的聯(lián)合流。邊緣流Fa和Fb被分為進入側(cè)導管15a、15b的分支流Fa1…Fa5、Fb1…Fb5。通過設定或調(diào)整邊緣流Fa、Fb的流速和/或速度的相互比例，可以在漿料懸浮體射流J中產(chǎn)生一橫向速度，利用該橫向速度，例如按照US專利4,687,548和F1專利70,616及75,377中提出的原理對纖維取向輪廓的可能變形進行補償。
按照圖2和4中所示的本發(fā)明第二實施例，邊緣流Fa、Fb用的入口聯(lián)管箱26a、26b與安置在流漿箱10的紊流發(fā)生器14兩側(cè)處的側(cè)導管15a、15b連通，最好與所述側(cè)導管的豎直排連通，沿流Fa、Fb方向越來越窄的豎直流導管27a、27b從聯(lián)管箱26a、26b開口進入側(cè)導管15a、15b，它們屬于紊流發(fā)生器14并沿流動方向延伸在其整個長度上。側(cè)導管15a、15b的橫截面和流動面積最好大于標準正常紊流管15的橫截面流動面積。邊緣流Fa和Fb從稀釋聯(lián)管箱12通過管子30a、30b和調(diào)節(jié)閥25a、25b通入所述分配件27a、27b并進一步進入側(cè)導管15a、15b的垂直排。側(cè)流的調(diào)節(jié)閥25a、25b利用從調(diào)節(jié)系統(tǒng)40得到的調(diào)節(jié)信號Sa和Sb來控制(圖1)。
稀釋整形系統(tǒng)可以用不同于上述的多種方式實現(xiàn)。作為此種替代方式的一個例子，可參考申請人的F1延遲公開公報92,229(原始日期1993年7月1日)(相應的已公布的EP申請No.0,633,352A1)。
當稀釋整形系統(tǒng)與本發(fā)明的邊緣給料裝置結合時，對于邊緣給料可以利用一個比先有技術明顯高得多的壓力差，它用下述例子說明，其中的壓力參數(shù)示于圖1中。在申請人的流漿箱中，入口聯(lián)管箱和片管之間的壓力差是正常的，例如ΔP2≈0.8巴(圖2)，該值對應于與申請人的先有技術邊緣給料裝置的連接中使用的邊緣給料的壓力差。稀釋流漿箱中稀釋液體的入口聯(lián)管箱中用的壓力通常高于上述壓力，該壓力例如是ΔP1≈3巴。此壓力差ΔP1和上述壓力差ΔP2加在一起≈3.8巴，可以用于本發(fā)明的邊緣給料中。
當使用稀釋整形系統(tǒng)時，流漿箱可以帶有一個寬度均勻的片孔A而運行。此外，以片孔的橫向整形為基礎的橫向(CD)定量調(diào)節(jié)可以完全省略，或者所述整形可以僅僅用作片孔A的基礎調(diào)整和平衡。這產(chǎn)生本身已知的優(yōu)點，就是可以基本上消除漿料懸浮體射流中的局部控制不良的橫向流。
圖5是本發(fā)明的邊緣給料裝置的應用環(huán)境例子的比圖1至4更寬的示意圖。圖5同時示出流漿箱的調(diào)節(jié)系統(tǒng)100，它包括圖1中所示的調(diào)節(jié)系統(tǒng)40。利用調(diào)節(jié)系統(tǒng)100，造紙機的橫向輪廓、稀釋比和排放射流J的速度受到控制。圖5中所示的漿料給料系統(tǒng)包括一個網(wǎng)下白水坑51，它通過泵52與造紙機的短循環(huán)系統(tǒng)50連通，從該短循環(huán)系統(tǒng)50獲得主漿料流FM，它通過主漿料管57通入流漿箱10的入口聯(lián)管箱11。網(wǎng)下白水坑51與稀釋液的第一給料泵53連通，該泵使稀釋液通入除氣器55。稀釋液54從除氣器通過壓力篩56送入稀釋聯(lián)管箱12，該聯(lián)管箱12也可與圖1和2不同而與流漿箱的聯(lián)管箱11分開。稀釋流FD1…FDN以上述方式從聯(lián)管箱12通過調(diào)節(jié)閥系列351…N送入紊流發(fā)生器14中的分配管組15。
上面僅僅描述了本發(fā)明的兩個優(yōu)選實施例，但在本發(fā)明的發(fā)明構思范圍內(nèi)可以有許多其它實施例和變化。本發(fā)明也絕不以任何方式限制于圖1、2和5中例示的應用環(huán)境，而可以有許多其它環(huán)境，只要其中利用一個紙幅的橫向定量的整形系統(tǒng)，而本發(fā)明的邊緣給料裝置與該系統(tǒng)結合。作為本發(fā)明的一個可以替代的應用環(huán)境的例子，可以參考所述US專利4,687,548(等效于F1專利70,616和75,377)中于圖1示出的流漿箱，該流漿箱沿漿料懸浮體流方向在列舉的程序中包括一個入口聯(lián)管箱(20)、一個分配歧管(19)、一個靜水箱(18)、一個紊流發(fā)生器(16)和一個片管(15)。在這種應用環(huán)境中，本發(fā)明的上述邊緣流Fa和Fb最好通到紊流發(fā)生器(16)的高度。
下面給出本專利的權利要求，而在所述權利要求限定的發(fā)明構思范圍內(nèi)本發(fā)明的不同細節(jié)可以顯示出變化，并且甚至在相當大的程度上不同于僅作為例子已在上面陳述的內(nèi)容。
權利要求
1.一種造紙機的流漿箱，該流漿箱設有一個稀釋整形系統(tǒng)，通過其機構，利用一反饋連接的調(diào)節(jié)系統(tǒng)(40，100，F(xiàn)BS)，使紙幅的橫向定量輪廓得到控制，所述稀釋整形系統(tǒng)包括一種稀釋液或其稠度低于流漿箱中的稠度的漿料懸浮體用的給料聯(lián)管箱(12)，聯(lián)管箱外面有給料導管，它們設有調(diào)節(jié)閥(351…35N)，以便將稀釋液通到流漿箱的入口聯(lián)管箱(11)的前壁(11a)和流漿箱的片導管(17)之間的區(qū)域，最適合通入安置在所述區(qū)域內(nèi)的紊流發(fā)生器(14)的導管(15)中，其特征在于，在所述稀釋整形系統(tǒng)中，邊緣給料裝置已被整體結合，它們已被裝入流漿箱的兩側(cè)區(qū)域，所述邊緣給料裝置包括導管，通過導管機構可以使邊緣流(Fa，F(xiàn)b)從稀釋整形系統(tǒng)的入口聯(lián)管箱(12)通入流漿箱的兩側(cè)區(qū)域，這些邊緣流具有能夠被設定和/或被調(diào)節(jié)的速度和/或相互速度比，利用所述邊緣流(Fa，F(xiàn)b)，在漿料懸浮體射流(J)中產(chǎn)生一個受控的橫向速度分量，以便控制橫向纖維取向輪廓。
2.一種如權利要求1中所述的流漿箱，其特征在于，旁通管(20a，20b)從稀釋整形系統(tǒng)中的稀釋溶液用的入口聯(lián)管箱(12)通入流漿箱的紊流發(fā)生器中的側(cè)導管(15a，15b)，所述旁通管(20a，20b)設有調(diào)節(jié)閥(25a，25b)，通過其機構所述邊緣流(Fa，F(xiàn)b)可以相互地和/或利用一調(diào)節(jié)系統(tǒng)(40，100)受到控制。
3.一種如權利要求2中所述的流漿箱，其特征在于，所述邊緣流管子(20a，20b)利用分配件(21a，21b)沿流動方向連接在流漿箱的紊流發(fā)生器(14)中的側(cè)管(15a，15b)上或相應的側(cè)流導管上，最好在紊流發(fā)生器(14)的中部區(qū)域中。
4.一種如權利要求2或3中所述的流漿箱，其特征在于，所述分配件(21a，21b)包括一個流動導管(22a，22b)，該管基本上在紊流發(fā)生器的整個高度上延伸，而且流動導管(23a，23b)從該管通向紊流發(fā)生器管(14)中的側(cè)向流動管(15a，15b)，所述流動管(15a，15b)的數(shù)目最好為至少兩個，一個豎直排列在另一個之上，而在所述側(cè)向流動管(15a，15b)的上游沒有紊流管，或者此類紊流管是關閉的(圖1和3)。
5.一種如權利要求1中所述的流漿箱，其特征在于，從稀釋整形系統(tǒng)中的稀釋液入口聯(lián)管箱起，在稀釋整形閥(351…35N)系列的兩側(cè)，稀釋液的分配部件(26a、26b)連接在流漿箱兩側(cè)區(qū)域的紊流發(fā)生器(14)內(nèi)的側(cè)管或等效的側(cè)流動導管(15a)上(圖2和4)。
6.一種如權利要求5中所述的流漿箱，其特征在于，從流漿箱的稀釋整形系統(tǒng)入口聯(lián)管箱(12)來的可調(diào)整的邊緣流(Fa，F(xiàn)b)的連接部件被安置在流漿箱的入口聯(lián)管箱(11)的前壁(11a)附近，以便將邊緣流(Fa，F(xiàn)b)送入紊流發(fā)生器中的所有側(cè)導管或相應的邊緣流導管中，而且所述連接部件包括沿流(Fa，F(xiàn)b)的方向變得越來越窄的分配部件(27a，27b)。
7.一種如權利要求1-6中任何一項所述的流漿箱，其特征在于，該流漿箱包括一個安置在其入口聯(lián)管箱(11)和沿流動方向變得越來越窄的片導管(17)之間的紊流發(fā)生器(14)，而在所述片導管(17)中已經(jīng)安裝板狀葉片部件(18)。
8.一種如權利要求1至7中任何一項所述的流漿箱，其特征在于，設置來用于在稀釋整形系統(tǒng)中給料稀釋液的入口聯(lián)管箱(12)被安裝成與流漿箱(10)固有的入口聯(lián)管(11)相連接，兩個聯(lián)管箱之間由間隔壁(13)隔開。
全文摘要
造紙機的流漿箱,設有稀釋整形系統(tǒng),用調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制紙幅橫向定量輪廓。該系統(tǒng)包括稀釋液或低稠度漿料用的給料聯(lián)管箱12,設有給料導管和調(diào)節(jié)閥文檔編號D21F1/08GK1188169SQ9810399
公開日1998年7月22日 申請日期1998年1月13日 優(yōu)先權日1997年1月14日
發(fā)明者于爾基·胡奧維拉 申請人:韋爾梅特公司