成形部.pdf

本发明涉及一种成形部，其包括下网环(11)，该下网环构成跟随在胸辊(12)之后的单网部(T)。该单网部的起始部分包括第一脱水区(Z1)，其由至少一个固定的第一成形靴(40)以及跟随在该第一成形靴之后的脉动条状盖(50)构成。在该第一成形靴中设有前边缘、尾边缘和盖，该盖设有多个通孔，负压通过该盖的通孔作用。所述通孔可由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成，由此对在该下网上面行进的原料实施非脉动脱水。该成形部还包括流浆箱(30)，利用流浆箱在第一成形靴的前边缘之后的冲击位置处供给浆料悬浮液射流。至少在该浆料悬浮液射流的冲击位置和该第一成形靴的尾边缘之间的区域中，该第一成形靴的盖是直的。通过这种装置能够以较好的方式控制浆料悬浮液射流对成形网的冲击，从而能够增加成形部的生产速度。

1.  一种用于成形部的方法，包括下述步骤：
在胸辊(12)上运行的下网(11)上形成单网部(T)；
在紧位于所述胸辊(12)之后的所述单网部(T)的起始部分形成第一脱水区(Z1)，所述第一脱水区(Z1)由至少一个固定的第一成形靴(40)以及跟随所述第一成形靴(40)之后的脉动条状盖(50)构成；在所述第一成形靴(40)中设有前边缘(43)和尾边缘(44)，以及盖(41)；所述盖(41)设有多个通孔(42)，所述盖(41)抵靠着所述下网(11)的内表面设置并且负压(P)通过所述盖(41)的通孔(42)起作用，所述通孔(42)由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成；由此，在所述第一成形靴(40)的盖(41)的设有所述通孔(42)的区域中对在所述单网部(T)的下网(11)上面传送的原料实施非脉动脱水；
在所述第一成形靴(40)的前边缘(43)之后的冲击位置处利用流浆箱(30)供给浆料悬浮液射流；
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
至少在所述浆料悬浮液射流的冲击位置与所述第一成形靴(40)的尾边缘(44)之间的区域中，所述第一成形靴(40)的所述盖形成为直的。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第一成形靴(40)执行非脉动脱水，由所述盖(41)的通孔(42)限定的开孔区域占位于所述盖(41)的前边缘(43)的无孔区域(41A)与所述盖(41)的尾边缘(44)的无孔区域(41B)之间的、具有所述通孔(42)的区域的40-90％。

3.  根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用所述第一成形靴(40)执行非脉动脱水，贯穿所述盖(41)的通孔(42)对着所述下网(11)的行进方向倾斜地设置，以使所述通孔(42)的中心轴线与所述盖(41)的外表面的切线之间的夹角(α)为30-60°。

4.  根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有沿机器方向的、固定的上唇板的流浆箱(30)。

5.  根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，使用可调节稀释度的流浆箱作为流浆箱(30)，所述流浆箱相对于所述胸辊(12)设置为：使在所述胸辊(12)上面行进的所述下网(11)的上表面与所述流浆箱(30)的下唇板(31)的上表面之间的竖向高度差(H)处于0-10mm的范围内，并使穿过所述胸辊(12)的中心轴线的竖直平面Y-Y与所述流浆箱(30)的唇板沟道(32)的最外侧点之间的距离(S1)处于0-250mm的范围内。

6.  根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
在所述单网部(T)之后，利用所述下网(11)和一单独的上网(21)形成双网部(K)，其中所述双网部(K)具有起始部分和末端，所述下网(11)和所述上网(21)在所述起始部分中构成封闭间隙(G)，所述下网(11)和所述上网(21)在所述末端处彼此分开；
将在所述单网部(T)上初始成形的幅材导入所述双网部(K)；
在所述双网部(K)上形成至少两个接连的脱水区(Z3、Z4)；
由位于所述双网部(K)的起始部分处的至少一个固定的第二成形靴(70)形成所述双网部(K)的第一脱水区(Z3)，所述第二成形靴(70)包括前边缘(73)和尾边缘(74)，以及设有多个通孔(72)的曲线形盖(71)；所述盖(71)抵靠所述双网部(K)的上网(21)的内表面设置并且负压(P)通过所述盖(71)的通孔(72)起作用；所述盖(71)的通孔(72)由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成；由此，在所述第二成形靴(70)的盖(71)的具有多个通孔(72)的区域中对在所述双网部(K)的成形网(11、21)之间行进的原料实施非脉动脱水；
由固定的沿机器横向方向的多个脱水条(81)形成所述双网部(K)的后面的第二脱水区(Z4)，所述脱水条(81)抵靠所述双网部的一个侧面设置，在所述脱水条之间设有狭缝(82)；由此，利用所述固定的脱水条(81)和负压(P)对在所述双网部(K)的成形网(11、21)之间行进的原料实施脉动脱水。

7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述双网部(K)的第二脱水区(Z4)上形成可调节地加载的脱水条(83)，所述可调节地加载的脱水条(83)相对于所述固定的脱水条(81)设置在所述双网部(K)的相对的侧面上的、所述固定的脱水条(81)之间的所述狭缝(82)的位置处。

8.  根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，利用所述第二成形靴(70)执行非脉动脱水，由所述盖(71)的通孔(72)所限定的开孔区域占位于所述盖(71)的前边缘(73)的无孔区域(71A)与所述盖(71)的尾边缘(74)的无孔区域(71B)之间的、具有所述通孔(72)的区域的40-90％。

9.  根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述第二成形靴(70)执行非脉动脱水，贯穿所述盖(71)的通孔(72)对着所述上网(71)的行进方向倾斜地设置，以使所述通孔(72)的中心轴线与所述盖(71)的外表面的切线之间的夹角(α)为30-60°。

10.  根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述第二成形靴(70)执行非脉动脱水，以使在所述第二成形靴(70)上行进的所述上网(21)在所述第二成形靴(70)的盖(71)的区域中的重合角为3-45°，最有利地为5-30°。

11.  一种成形部，其包括：
下网环(11)，其构成跟随胸辊(12)之后的单网部(T)；
所述单网部(T)的起始部分包括第一脱水区(Z1)，所述第一脱水区(Z1)由至少一个固定的第一成形靴(40)以及跟随在所述第一成形靴(40)之后的脉动条状盖(50)构成；在所述第一成形靴(40)中设有前边缘(43)和尾边缘(44)，以及盖(41)；所述盖(41)设有多个通孔(42)，所述盖(41)抵靠所述下网环(11)的内表面设置并且负压(P)通过所述盖(41)的所述多个通孔(42)起作用；所述通孔(42)由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成；由此，在所述第一成形靴(40)的盖(41)的设有多个通孔(42)的区域中对在所述单网部(T)的下网(11)上面传送的原料实施非脉动脱水；
流浆箱(30)，在所述第一成形靴(40)的前边缘(43)之后的冲击位置处利用所述流浆箱(30)供应浆料悬浮液射流；
其特征在于：
至少在所述浆料悬浮液射流的冲击位置与所述第一成形靴(40)的尾边缘(44)之间的区域中，所述第一成形靴(40)的盖是直的。

12.  根据权利要求11所述的成形部，其特征在于，由执行非脉动脱水的所述第一成形靴(40)的盖(41)的通孔(42)所限定的开孔区域占位于所述盖(41)的前边缘(43)的无孔区域(41A)与所述盖(41)的尾边缘(44)的无孔区域(41B)之间的、具有所述通孔(42)的区域的40-90％。

13.  根据权利要求11或12所述的成形部，其特征在于，贯穿执行非脉动脱水的所述第一成形靴(40)的所述盖(41)的通孔(42)对着所述下网(11)的行进方向倾斜地设置，以使所述多个通孔(42)的中心轴线与所述盖(41)的外表面的切线之间的夹角(α)为30-60°。

14.  根据权利要求11-13中任一项所述的成形部，其特征在于，在流浆箱(30)中设有沿机器方向的上唇板。

15.  根据权利要求11-14中任一项所述的成形部，其特征在于，所述流浆箱(30)为可调节稀释度的流浆箱，所述流浆箱相对于所述胸辊(12)设置为：使在所述胸辊(12)上面行进的所述下网(11)的上表面与所述流浆箱(30)的下唇板(31)的上表面之间的竖向高度差(H)处于0-10mm的范围内，并使穿过所述胸辊(12)的中心轴线的竖直平面Y-Y与所述流浆箱(30)的唇板沟道(32)的最外侧点之间的距离(S1)处于0-250mm的范围内。

16.  根据权利要求11-15中任一项所述的成形部，其特征在于，所述成形部还包括：
上网环(21)，其与所述下网环(11)一起构成位于所述单网部(T)之后的双网部(K)，其中所述双网部(K)具有起始部分和末端，所述下网(11)和所述上网(21)在所述起始部分中构成封闭间隙(G)，所述下网(11)和所述上网(21)在所述双网部的末端处彼此分开；
至少两个接连的脱水区(Z3、Z4)，位于所述双网部(K)上；
所述双网部(K)的所述第一脱水区(Z3)由位于所述双网部(K)的起始部分的至少一个固定的第二成形靴(70)构成，所述第二成形靴(70)包括前边缘(73)和尾边缘(74)，以及设有多个通孔(72)的曲线盖(71)；所述盖(71)抵靠所述双网部(K)的所述上网(21)的内表面设置，并且负压(P)通过所述盖(71)的通孔(72)起作用；所述盖(71)的通孔(72)由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成；由此，在所述第二成形靴(70)的所述盖(71)的具有多个通孔(72)的区域中对在所述成形网(11、21)之间行进的所述原料实施非脉动脱水；
所述双网部(K)的后面的第二脱水区(Z4)由固定的机器方向的多个脱水条(81)形成，所述脱水条(81)抵靠所述双网部的一个侧面设置，在所述脱水条之间设有狭缝(82)；由此，利用所述固定的脱水条(81)和负压(P)对在所述双网部(K)的成形网(11、21)之间行进的所述原料实施脉动脱水。

17.  根据权利要求16所述的成形部，其特征在于，所述双网部(K)的第二脱水区(Z4)还包括可调节地加载的脱水条(83)，所述可调节地加载的脱水条(83)相对于所述固定的脱水条(81)设置在所述双网部(K)的相对的侧面上的、所述固定的脱水条(81)之间的所述狭缝(82)的位置处。

18.  根据权利要求16或17所述的成形部，其特征在于，由执行非脉动脱水的所述第二成形靴(70)的盖(71)的通孔(72)所限定的开孔区域占位于所述盖(71)的前边缘(73)的无孔区域(71A)与所述盖(71)的尾边缘(74)的无孔区域(71B)之间的、具有所述通孔(72)的区域的40-90％。

19.  根据权利要求16-18中任一项所述的成形部，其特征在于，贯穿执行非脉动脱水的所述第二成形靴(70)的盖(71)的通孔(72)对着所述上网(71)的行进方向倾斜地设置，以使所述通孔(72)的中心轴线与所述盖(71)的外表面的切线之间的夹角(α)为30-60°。

20.  根据权利要求16-19中任一项所述的成形部，其特征在于，在所述第二成形靴(70)上行进的所述上网(21)在执行非脉动脱水的所述第二成形靴(70)的盖(71)的区域中的重合角为3-45°，有利地为5-30°。

成形部
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法。
本发明还涉及一种根据权利要求11的前序部分所述的成形部。
背景技术
成形部的任务是从由流浆箱供给的纤维悬浮液中去除水分。供给至成形部上的纤维悬浮液的浓度通常为1％，并且在成形部之后，在该成形部上形成的幅材的浓度对于其部分为18-20％。
当幅材由含水分较多的木质纤维原料(stock)制成时，浆料(pulp)中的水分在成形部上通过一个或多个成形网而被去除，以开始幅材的成形。木浆纤维随机地散布在成形网上、或随机地散布在多个一起移动的成形网之间。
根据待制造的幅材的等级而使用不同类型的原料。为了制造优质幅材而能够从不同的浆料中去除的水分的量是随着许多因素而变化的，例如随幅材的期望基重(basis weight)、机器的设计速度，以及最终产品中的期望的细度、纤维和填料的水平等因素而变化。
公知地，成形部、即幅材成形器上可设有多种装置，诸如箔条、抽吸箱、张紧辊、吸辊和设有开孔表面(open surface)的多个辊，其已经以多种不同的设置和排布方式被使用，以设法在形成幅材时对被去除水分的水量、时间和位置进行优化。幅材的制造仍然是技术、科学参半的过程，简言之，尽可能快地去除水分不能生产高质量的最终产品。换言之，生产高质量的最终产品(特别是在高速生产时)取决于脱水量、脱水方法、脱水时间和脱水位置。
当期望在转变到更高的生产速度时保持或提高最终产品的质量，则常常由于或者为保持期望的质量而不得不降低产量、或者为达到更高的产量而不得不牺牲期望的质量，因而产生众多无法预见的问题。
现有技术中公知的成形部是一种由单网部和跟随单网部之后的双网部组成的混合式成形器，由下网形成该双网部的第二网。流浆箱在单网部的起始部分供给浆料悬浮液射流(pulp suspension jet)，其后，在该下网上初始成形的浆料层被移动到双网部上，在该双网部中，幅材的成形继续。在单网部上，幅材仅沿一个方向、即穿过下网的方向进行脱水；而在双网部上，该幅材沿两个方向进行脱水。
该混合式成形器可应用于较大的基重范围，从而可利用该混合成形器制造例如基重介于150-300g/m²范围内的高级纸张(fine paper)。通常，利用夹网成形器不可能制造基重值超过200g/m²的幅材。因此，许多混合式成形器仍然在使用，并且一些旧的长网成形器被改作混合式成形器。
与混合式成形器相关的问题在于：所形成的幅材的残差变异(residualvariation)取决于机器的速度。现今，最好的混合式成形器的速度范围的上限大约为1300m/min。如果该混合式成形器的速度增大到1300m/min以上的值，则所形成的幅材的残差变异也陡然地增加。具有过大的残差变异的幅材不是适合于销售的产品。
公开号为WO2004/018768的专利文献中的图7示出了根据现有技术的混合式成形器。流浆箱在位于胸辊上面、或紧随该胸辊之后的单网部的起始部分处，将浆料悬浮液射流供给到下网上。在单网部上，幅材仅沿一个方向通过脱水装置脱水，该脱水装置例如可包括与负压结合或不与负压结合的脱水条(dewatering strips)、不同的抽吸箱、成形靴或其他等效装置。双网部跟随该单网部之后，在该双网部的起始部分处，上网环与下网之间形成有间隙。该上网环内设有抽吸箱，该抽吸箱被分成三个接连的隔间(compartment)，在这些隔间中能够使用不相等的负压。跟随该双网部的间隙之后的、该抽吸箱的第一隔间的下表面由设有通孔的、曲线形的、固定的成形靴构成。
芬兰专利公开文献FI990432描述了一种混合式成形器，该混合式成形器中设有短的单网部，跟随该单网部之后的是形成于下网环和上网环之间的双网区。调节堰唇(slice-lip-adjusted)的流浆箱和长网的胸辊(该胸辊为开放式辊)设置为使该流浆箱以非常小的角度将浆料悬浮液射流供给至该胸辊的位置处的长网上、或在该胸辊之后沿该幅材的行进方向供给至长网上。有利地，长网部的长度为0.7-3.0m。穿过该胸辊的中心轴线的竖直平面与流浆箱的唇板沟道(lip channel)的最外侧点之间的距离为150-250mm。该流浆箱的下唇板的上表面和该胸辊的最高点之间的高度差为0-10mm。相对于长网的行进方向，该流浆箱射流的冲击角度为0-2度。
P.Nyberg和A.Malashenko于1997年1月在加拿大蒙特利尔的CPPA的技术部的83届年会中公开的文章“稀释度控制流浆箱—选择、处理和方案(Dilution Control Headbox-Choices，Threats and Solutions)”中描述了一种可调节稀释度的(dilution-adjusted)流浆箱和通过该流浆箱所获得的优点。与传统的调节堰唇的流浆箱相比，利用可调节稀释度的流浆箱可实现对基重和纤维取向的更有效的调节。由于基重和纤维取向可被相互独立地且显著更精确地调节，因此能够有效地补偿通常出现于工艺参数中的变量。
芬兰专利文献FI 116628描述一种多层幅材的成形部。图1示出了混合式成形器，该混合式成形器中设有长网部和跟随在该长网部之后的双网部。在长网部的起始部分处，第一流浆箱将浆料悬浮液射流供给至长网上，而在双网部的起始部分处，第二流浆箱将浆料悬浮液射流供给至在长网上行进的纸浆层的上面。在长网部的起始部分处，设有非脉动(non-pulsating)脱水区，该非脉动脱水区由固定的、曲线形成形靴构成，在该非脉动脱水区处，该第一流浆箱的浆料悬浮液射流有利地以2-6°的角度冲击紧跟曲线形成形靴的前边缘之后的区域。在该双网部的起始部分之前设有非脉动脱水区，该非脉动脱水区也由固定的、曲线形成形靴构成，在该非脉动脱水区的位置处，该第二流浆箱的浆料悬浮液射流冲击在长网上面行进的纸浆层。在该双网部的起始部分处设有非脉动脱水区，该非脉动脱水区由固定的、曲线形成形靴构成；跟随在该非脉动脱水区之后的是由脱水条构成的脉动脱水区。在成形靴中设有曲线形盖，该曲线形盖具有多个孔并且可能在该盖下设置负压。在试运行中，可观察到以高速将流浆箱的唇板射流引导至曲线形盖成为了一个问题。
芬兰专利文献FI 70739描述了一种用于制造幅材的幅材成形单元。在成形网环内设有胸辊和成形辊。在位于成形网下方的胸辊和成形辊之间的部分上，设有成形板以及吸湿箱与跟随在该吸湿箱后的导网靴(wire guiding shoe)的组合。该流浆箱在跟随该胸辊之后的部分上将浆料悬浮液射流供给至长网上面。位于该成形网下方的成形板的盖结构可以是封闭的、穿孔的或被条状板覆盖的。该成形板的表面最适合为平面。通过具有开孔表面的成形板进行脱水是十分适合的和顺畅的，而且这种脱水还可以与抽吸作用结合。
与根据现有技术的装置相关的问题在于：该幅材的成形率(formation)和抗拉强度比率(tensile strength ratio)在很大程度上取决于浆网速比(jet-wireratio)。必须研究与成形率和抗拉强度比率两者均相关的幅材特性的优化方法，并且通常的情形是：这两个因素的优化不是在一个特定的浆网速比下实现的。于是，人们采取一种折衷的方案，其中，在较高的抗拉强度比率情况下，人们必须满足于较弱的成形率。
在根据现有技术的装置中，重要的是该流浆箱的唇板射流的冲击位置能够被精确地调节到与每一个运行速度相同的位置。在根据现有技术的装置中，唇板射流冲击该网的一个区域，在该区域中该网的下方没有脱水条，从而必须能够在所述的区域内精确地引导唇板射流。由于该流浆箱的位置不能够沿机器方向移动，因此唇板射流的冲击点的位置是通过调节该流浆箱的上唇板在机器方向上的位置来调节的。
发明内容
根据本发明的装置提供了令人惊奇的效果，因此幅材的特性得到改善并且能够提高机器的生产速度。在本发明中，以更好的方式控制了该成形部的成形网上的唇板射流的冲击。
在权利要求1的特征部分中陈述了根据本发明的方法的主要特有特征。
在权利要求11的特征部分中陈述了根据本发明的成形部的主要特有特征。
各从属权利要求陈述了本发明的其它特有特征。
在根据本发明的成形部上，单网部上的传统成形板被固定的、加有直盖的(straight-covered)成形靴和跟随该成形靴之后的条状盖替代。通过使用位于成形板的起始部分处的、具有抽吸作用的、非脉动的、加有直盖的成形靴，可以显著减少浆料射流的喷散(take-off)和珠粒化(beading)(即原料跳动)，因为浆料射流落在具有大的开孔区域的非脉动表面上。在该冲击位置处直接立即开始脱水使冲击能衰减。该成形板的头部并未去除(doctor)水分，并且对该部分而言也未导致原料跳动。而且，射流的方向是弹性的。
根据本发明的装置可在较大的浆网速比的范围下实现幅材的极好的成形率。加有直盖的成形靴使流浆箱的唇板射流“凝固(freeze)”，并且该流浆箱的唇板射流/网的速度差不会如此强烈地影响成形率。因此，成形率也不会随着浆网速比而减弱，这与所谓的等速流浆箱(equal headbox)的情形有很大不同，在这种等速流浆箱中，流浆箱的唇板射流的速度和网的运行速度相等。
此外，已发现根据本发明的装置利用较大的堰板开口而具有边缘波减弱作用(edge wave reducing effect)。利用负压，加有直盖的成形靴使该流浆箱的唇板射流“凝固”，由此唇板射流并不冲击网部的边缘上的边尺。因此，边缘波的形成能够被最小化或完全消除。
在根据本发明的装置中，该流浆箱的唇板射流的冲击位置可沿机器方向在50-200mm的范围内变化，因此不必在该流浆箱中沿机器方向移动上唇板来调节唇板射流的冲击位置。这样简化了该流浆箱的结构并使其坚固耐用。此外，设有沿机器方向固定的上唇板的流浆箱在制造成本上比设有沿机器方向移动的上唇板的流浆箱更便宜。在改变堰板开口之后，操作者无需去调节网上的唇板射流的冲击位置。因此，可从控制室比如利用夹网成形器进行堰板开口的改变。在穿孔的盖的区域中，唇板射流冲击根据本发明的装置中的网，该穿孔的盖在该网的下方具有一定的长度。因此，唇板射流将冲击类似的降落表面(landing surface)，即使其随后下落50-200mm。唇板射流在该网上的随后冲击自然略微影响该穿孔的盖的脱水能力，但这可通过合适地定制该盖的长度尺寸来补偿。
根据本发明的装置可用于单网成形器和混合式成形器。
由于目的不在于使单网部上的脱水最大化，因此根据本发明的装置在混合式成形器中的使用使得非常短的单网部成为可能。幅材可在双网部上相对较湿地被引导。在该单网部上的较少脱水也会影响幅材的残差变异的降低。
在根据本发明的有利实施例中，该混合式成形器的双网部的脱水是两个脱水件在结构上和工艺技术上的结合。
该混合式成形器的双网部的第一脱水件为固定的成形靴，该成形靴设有曲线形盖和延伸穿过该盖的多个孔，其中负压可用于调节及加强脱水。其目的在于，即使在利用负压加强脱水时，该成形靴也不会产生脉动脱水。可以认为该成形靴是设有开孔表面的“固定的辊”的弯曲。该盖具有较大的开孔区域(open area)，并通过多个孔连接至该成形靴内的负压室。该成形靴的盖上的多个孔的形成避免了脉动脱水，如果所述孔是由沿机器的横向方向伸长的多个狭缝构成，则会产生脉动脱水。为了获得这种基本上恒定的压力，这些孔或是开口，或是基本上沿机器方向设置的狭缝、或是波形槽，或是用以支撑该成形靴的盖上方的织物的、压纹的机器方向的接触表面，等等。所述孔的横截面可以是圆形、正方形、椭圆形或多边形。
该混合式成形器的双网部的第二脱水件为脉动脱水配件，其包括沿机器的横向方向的、固定的多个脱水条，所述脱水条具有狭缝并安装在所述成形网的一个侧面上。关于所述固定的脱水条，也可以使用负压，该负压通过所述脱水条之间的狭缝对所述成形网之间的浆料起作用。另外，可在成形网的相对于所述多个脱水条的相对侧面上将多个可调节地加载的脱水条设置入上述固定的多个脱水条之间的狭缝中。利用这些可调节的多个脱水条，进一步加强了针对幅材的脉动效应。
利用非脉动成形靴，可从非常湿的幅材中去除水分而不会破坏幅材的结构，因为在固定的成形靴的传送侧上不会产生负压的峰值。利用连接至该成形靴的负压，可提供非常有效的脱水；并且通过调节负压水平还可以影响幅材的上表面和下表面之间的脱水分布状态，从而能够特别是控制幅材的上表面和下表面之间的精确分布(fine distribution)以及幅材的Z方向对称情况。
该非脉动脱水成形靴的较大脱水能力使得能够根据所制造的最终产品来优化在该双网部上行进的幅材的密度。在流浆箱中，可以使用低于正常值的浓度和高于正常值的唇板射流孔。较低的供给浓度可改善所形成的幅材的成形率。
该非脉动成形靴的半径和该成形靴在机器方向上的长度可根据各预期的用途在非常大的范围内变化。该固定的成形靴也可由多条曲线构成，例如使得该成形靴在入口端的半径较大，而朝向出口端其半径逐渐缩短，如同螺旋曲线。在这种情况下，脱水压力在成形靴上不再是恒定的，但仍然保持为非脉动。改变成形靴的上述两种方式中的半径和长度的可能性意味着非脉动脱水非常容易被设计为适合于每一实施例。
在非脉动脱水区之后，幅材被引导至处于干含量的脉动脱水区，在其中，可利用脉动脱水来改善该幅材的成形率。
在非脉动脱水区和脉动脱水区的组合中，能够更好地调节成形率和保持性(retention)的平衡，并能够优化幅材的强度特性。
通过使用由单网部上的非脉动成形靴和脉动条状盖构成的成形板、以及由双网部上的非脉动成形靴和脉动条状盖构成的脱水装置，可较好地控制幅材的单面性(one-sidedness)。通过该成形靴所去除的水量可通过调节成形靴中存在的负压来调节。单面性(尤其是下表面)的控制对于制造SC和LWC品种的纸而言很重要。脱水的可调节性提供了优化最终产品的对称性(symmetry)的良好机会。幅材的受控压缩部设有影响幅材的表面的负压。
根据本发明的装置也可适于设备翻新(refurbishing)，由此现有的流浆箱可用于该新型的装置中。
在本发明的有利实施例中，使用可调节稀释度的流浆箱，利用这种流浆箱可以进一步减小在单网部上发生的残差变异。另外，该单网部的胸辊从该流浆箱的唇板沟道下方的通常位置转移到该流浆箱的输送侧，并且该胸辊被提升，以使在该胸辊的最高点处测得的、在该胸辊上面行进的下网的上表面与该流浆箱的下唇板的上表面之间的高度差处于0-10mm的范围内。在穿过该胸辊的中点绘制的竖直平面与该流浆箱的唇板沟道的最外侧点之间的水平距离处于0-250mm的范围内。从该流浆箱的唇板沟道中排出的浆料悬浮液射流在空气中的自由飞程处于100-500mm的范围内。浆料悬浮液射流在下网上的冲击角处于0-4°的范围内。浆料悬浮液射流在位于成形板的起始部分处的、固定的成形靴的位置处冲击该下网。利用这种位于流浆箱与胸辊之间的装置、以及利用位于成形板的起始部分处的、固定的、加有直盖的成形靴，可确保在浆料悬浮液射流在其冲击该下网时，不会在空气中喷散或形成珠粒(原料跳动)。加有直盖的成形靴使该流浆箱的唇板射流能够在成形网上形成小的冲击角。
在混合式成形器中应用根据本发明的装置，能够在不使幅材的残差变异增加太多或成形率减弱太多的情况下，使运行速度提高到1500-1800m/min的范围。
根据本发明的装置也较好地适用于在成形部上制造具有较大范围的基重的幅材的情形。
现在将参照附图中的各图来描述本发明。
附图说明
图1示出了混合式成形器的示意性侧视图
图2示出了成形部的起始部分的放大图，图中可见由流浆箱供给的浆料悬浮液射流对成形板的冲击。
图3也示出了该成形部的起始部分的放大图，图中可见流浆箱、胸辊和成形板的相互位置。
图4示出了图1的混合式成形器的双网部的起始部分的放大图。
图5示出了另一种混合式成形器的起始部分的示意性侧视图。
图6示出了在混合式成形器中以及夹网成形器中形成的幅材的残差变异随速度变化的情况。
图7示出了在混合式成形器中形成的幅材的抗拉强度比率和成形率随浆网速比变化的情况。
具体实施方式
图1示出了混合式成形器，该混合式成形器中设有单网部T和跟随其后的双网部K。
该单网部T由下网环11和在该下网11下方设置的脱水件40、50、60构成。流浆箱30将浆料悬浮液射流供给至第一成形靴40，该第一成形靴40位于该下网11上面的该单网部的起始部分处并紧位于胸辊12之后。该下网11的行进方向由箭头S1表示，该方向也是机器方向。
基本上水平的双网部部K跟随在水平的单网部T之后。下网11构成该双网部K的第一网，且单独的上网21构成第二网。该上网21利用张紧及导引辊22a、22b、22c、22d形成为封闭的网环。上网环21的第一辊22a设置在该下网11上方，以使该上网21和该下网11在该双网部K的起始部分处构成楔形间隙G。此后，该单网部T上初始成形的该幅材在该双网部K的下网11和上网21之间被引导。在该双网部K的末端，该下网11和该上网21彼此分离。该上网的行进方向由箭头S2表示。
在该单网部T上设有两个脱水区Z1、Z2。
该单网部T的第一脱水区Z1紧位于该胸辊12之后，并且该第一脱水区Z1由非脉动的第一成形靴40和跟随其后的脉动条状盖50构成(两者一起构成一成形板)。在该非脉动的第一成形靴40中设有具有多个孔的盖，该盖抵靠该下网11的内表面设置。该第一成形靴40有利地与负压源(图未示)连接，由此通过该第一成形靴40的盖中的多个孔而将负压作用P施加至该幅材。该第一成形靴40的盖至少在由该流浆箱供给的浆料悬浮液射流的冲击位置与该盖的尾边缘之间的区域内是直的。该第一成形靴40使在该下网11上面传送的原料发生非脉动脱水。通过第一成形靴40，大量的水分能够被从原料中去除。
该单网部T的第二脱水区Z2位于该双网部的间隙G的位置处，并且该第二脱水区Z2由脉动条状盖60构成。该条状盖60连接至负压源(图未示)，由此通过该条状盖60的沿机器横向方向的多个条之间的狭缝而将该负压作用P施加至在该下网11上面传送的幅材。
在该双网部K的起始部分处，形成两个连续的脱水区Z3、Z4。
该双网部K的第一脱水区Z3由第二成形靴70构成，在该第二成形靴70中设有具有多个孔盖，该盖抵靠该上网21的内表面设置。该第二成形靴70连接至负压源(图未示)，由此通过该第二成形靴70的盖中的多个孔而将该负压作用P施加至幅材。第二成形靴70进一步设置为：使到达该双网部K的间隙G的、下网11上的原料不会冲击该第二成形靴70的前边缘，而是被引导至该前边缘之后的、该第二成形靴70的盖的区域。因此，该第二成形靴70的前边缘不从原料中去除水分。该第二成形靴70使在网11、21之间传送的原料发生非脉动脱水。通过该第二成形靴70，大量的水分能够被从该原料中去除。
该双网部K的第二脱水区Z4由沿机器横向方向的、固定的和可调节地加载的多个脱水条81、83构成。多个固定的脱水条81设置在上网21内，并且在这些脱水条81之间具有多个狭缝82，负压P可经由所述狭缝82施加至在上网21和下网11之间部分成形的幅材，以从幅材中去除水分。在该下网11的下方设置多个可调节的脱水条83，所述多个脱水条83被抵靠着该下网11的内表面加载，所述多个脱水条83位于多个固定的脱水条81之间的所述多个狭缝82的位置处。所述多个脱水条81、83使在网11、21之间传送的浆料发生脉动脱水。通过该双网部K的强脉动的第二脱水区Z4，能够改善所形成的幅材的成形率。
跟随该双网部K的第二脱水区Z4之后的是传送抽吸箱(transfer suctionbox)13，该抽吸箱13设置在该下网11的下方，利用该抽吸箱13可确保在该双网部K之后，成形幅材W跟随下网11，该幅材在拾取位置(图未示)处从该下网上被拾取，以执行进一步的处理。
图2示出了该单网部T的起始部分的放大图，在图中可看到该流浆箱30、该胸辊12、该第一成形靴40和该条状盖50。该流浆箱30的浆料悬浮液射流在该第一成形靴40的起始位置处冲击该下网11的上表面。在该第一成形靴40的盖41上具有前边缘43和尾边缘44。在该盖41的前边缘43上具有无孔的第一区域41A，而在该盖41的尾边缘44上具有无孔的第二区域41B。在该盖41的两个无孔的区域41A、41B之间具有开孔表面，其由延伸穿过该盖41的多个孔42构成。所述孔42可由开口、槽、狭缝等组成。在该盖41的下方可设置负压P，利用该负压P加强浆料的脱水。由该流浆箱供给的浆料悬浮液的冲击位置位于具有多个孔42的区域的起始处，该具有多个孔42的区域位于该第一成形靴40的盖的前边缘43的无孔的区域41A之后。
该脉动条状盖50跟随该第一成形靴40的尾边缘44之后，该条状盖50中具有沿机器的横向方向的多个条51，在所述多个条之间具有开口52。在该条状盖50的下方也可以设置负压P，该负压经由多个孔52起作用并且加强浆料的脱水。沿该下网11流过的空气A在该第一成形靴40的带多个孔的部分的起始处经由所述孔42被导入该第一成形靴40内，并且水分W经由该第一成形靴40中的其他孔42被导入该成形靴40内。为使由该流浆箱供给的浆料悬浮液射流的冲击角最小化，可以在该第一成形靴40的盖41的前边缘43上使用小的角变形。然而，在由该流浆箱供给的浆料悬浮液射流的冲击位置处和该冲击位置之后，该第一成形靴40的盖41的表面是直的。第一成形靴40和跟随其后的条状盖50一起构成成形板。该第一成形靴40接受该流浆箱的浆料悬浮液射流并且使其在该下网11的表面上迅速地减缓。同时，第一成形靴40从幅材中有效地去除水分，在此之后，幅材可通过条状盖50进行脉动脱水。
图3示出了单网部T的起始部分的第二放大图，在图中可看到流浆箱30、胸辊12、第一成形靴40和跟随其后的条状盖50的相互位置。胸辊12已从该流浆箱30的唇板沟道32下方的通常位置转移至该流浆箱30的输送侧，并且胸辊12被提升，以使在该胸辊的最高点A处测得的、在该胸辊12上面行进的下网11的上表面与该流浆箱30的下唇板31的上表面之间的高度差H处于0-10mm的范围内。在穿过该胸辊12的中点绘制的竖直平面Y-Y与该流浆箱30的唇板沟道32的最外侧点之间的水平距离S1处于0-250mm的范围内。从该流浆箱30的唇板沟道32排出的该浆料悬浮液射流在空气中的自由飞程S2处于100-500mm范围内。该浆料悬浮液射流在该下网11上的冲击角处于0-4°的范围内。该浆料悬浮液射流在该第一成形靴40的具有多个孔的区域的起始部分冲击该下网11。在该流浆箱30、该胸辊12、该第一成形靴40和跟随其后的条状盖50之间的这种设置有助于浆料悬浮液射流在冲击该下网11时不会在空气中喷散或形成珠粒(原料跳动)。
图4示出了图1所示的混合式成形器的双网部K的起始部分的放大图，图中可看到该间隙G和该双网部K的固定的第二成形靴70。在该第二成形靴70中设有曲线形盖71，该盖71抵靠该上成形网21的内表面设置，在该盖71中具有前边缘73和尾边缘74。在该盖71的前边缘73上具有不带孔的第一区域71A；在该盖71的尾边缘74上具有不带孔的第二区域71B。在该盖71的两个不带孔的区域71A、71B之间具有开孔表面，该开孔表面由延伸穿过该盖71的多个孔构成。所述孔72可包括开口、槽或狭缝等。在该盖71下方设有由指示箭头P表示的负压，利用该负压P从网11、21之间的浆料中去除水分。所述孔72设置于该第二成形靴70的盖71上，以使该盖71的开孔区域较大，最有利地，开孔区域占40-90％，并使这些孔不会因其设计和/或排布的缘故而在幅材上产生压力脉动(pressure pulse)。如果在该盖71上面传送的成形网11、21不是由该盖71的整个区域均匀地支撑，则可在幅材上产生压力脉动。而如果这些孔是由基本上沿机器的纵向方向的开口或狭缝构成的，则不产生压力脉动。当这些孔72是由开口构成时，则所述孔最有利地相对于该盖71倾斜地、对着经过该盖71的网11、21的行进方向S设置，以将水分更好地导入所述孔中。这些孔72的中心轴线和该盖71的外表面的切线(tangent)之间的角度α处于30-60°的范围内。在该下网11的下方，在该成形靴70的前边缘73之后设有支撑件90，该支撑件有利地为弹性的和/或可加载的。该下网11实际上并不因该支撑件90而变形，但支撑件90防止了该下网11的振动。在空气和水分为争夺同一空间时，这种振动的激励可来自该成形靴70的内部操作。利用该支撑件90可使该下网11稳定，并且通过调节该支撑件90的载荷，能够引导沿网11、21携带的空气从跟随该成形靴70的前边缘73之后的孔进入间隙G并进入该成形靴70。
该第二成形靴70的盖71由曲线形成，使得该盖71的曲率半径R处于1-50m的范围内。该网21在该盖71的区域内的重合角(overlap angle)处于3-45°的范围内，有利为处于5-30°的范围内。该盖71在机器方向上的长度S3位于200-1000mm的范围内。在该第二成形靴70中使用的负压水平处于0-30kPa的范围内，有利为处于0-15kPa的范围内。该盖71也可以由具有不同的曲率半径R的多个部分构成。通过改变该第二成形靴70的盖71的曲率半径R和/或通过改变在该第二成形靴70中存在的负压P和/或该第二成形靴70的长度S3，可调节由第二成形靴70从幅材中去除的水分的量和分布。
图5示出了另一种混合式成形器的起始部分的示意性侧视图。该下网11在该胸辊12上运行，跟随在该胸辊之后的是短的单网部。该单网部的第一脱水区Z1紧位于该胸辊12之后，并且该第一脱水区整体上与图1中示出的单网部的第一脱水区相对应，即设有第一非脉动成形靴40和跟随其后的脉动条状盖50。流浆箱30将浆料悬浮液射流供给至该第一成形靴40。该第一成形靴40的盖至少在由该流浆箱供给的浆料悬浮液射流的冲击位置与该盖的尾边缘之间的区域内是直的。跟随该单网部T之后的是该双网部K，在该双网部K中网在成形辊22a上运行。有利地，该成形辊22a为吸辊。图中仅示出了该双网部K的起始部分，并且该双网部K例如可以是通常的夹网成形器类型的双网部，该双网部的定向或者是直的、或者是倾斜向上的。可选择地，条状盖50′可位于该成形辊22a之后。然后，利用成形靴40在幅材的一个侧面上实施非脉动脱水，并且利用成形辊22a在幅材的相对的另一个侧面上实施非脉动脱水。在本实施例中，该单网部T是倾斜向上定位的，并且该单网部T在机器方向上的长度原则上可以是该成形靴40的长度，并且在任何情况下均小于1m。图2中示出的该成形靴40和该条状盖50的结构原则和图3中示出的该流浆箱30的定位原则也能够应用于图5所示的实施例。在此，座标系旋转以使该成形靴40的直部构成与图1中的水平面相对应的参考面。
图6示出了在混合式成形器和夹网成形器中形成的幅材的残差变异随着运行速度变化的情况。曲线1描绘了利用根据现有技术的混合式成形器所形成的幅材的残差变异，曲线2描绘了利用应用根据本发明的装置的混合式成形器所形成的幅材的残差变异。从图中明显可见，利用根据现有技术的混合式成形器所形成的幅材的残差变异从水平轴线的V1点向上陡然地增加，其中该水平轴线的V1点对应于约1300m/min的速度。而在根据本发明的装置中，随着速度增大至1300m/min以上，该残差变异增加得非常平缓。曲线3描绘了利用夹网成形器所形成的幅材的残差变异，其中未观察到残差变异随速度显著地增加。
图7示出了在混合式成形器中形成的幅材的抗拉强度比率(机器方向/横向方向)TR和成形率F随着浆网速比J/W-R变化的情况。从图中可见，该成形率F随浆网速比J/W-R(即射流的速度相对于该网的速度之比)在0.9-1.06范围内变化而几乎保持恒定。不同的是，该抗拉强度比率TR随该浆网速比J/W-R的变化而变化更大。该抗拉强度比率TR沿由箭头所示的方向增大，并且该成形率F沿由该箭头所示的方向而提高。因此，利用根据本发明的装置可以例如使用0.9的浆网速比J/W-R，从而在该幅材的成形率F不显著减弱的情况下实现幅材的较高的抗拉强度比率TR。利用根据本发明的装置，使幅材的成形率在该浆网速比的整个运行窗口的范围内保持良好。
在单网部T上的第一成形靴40的结构与双网部K上的第二成形靴70相对应，其差别在于该第一成形靴40的盖是直的。在该第一成形靴40中使用的负压水平处于0-30kPa的范围内，有利地处于0-15kPa的范围内。
单网部T在机器的纵向方向上的长度处于0.5-10.0m的范围内，由该流浆箱30供给的浆料悬浮液的浓度处于0.5-1.5％的范围内。在高速下，单网部必须较短，即处于0.5-3.0m的范围内。在设备翻新中，由于现有的结构的缘故，该单网部的长度通常处于8-10m的范围内，因此该单网部很少被缩短。较长的单网部使该幅材的残差变异减弱。利用根据本发明的装置，能够以1600m/min以上的速度运行而不会使具有长度为8-10m的单网部的混合式成形器上的残差变异显著地增加。
在附图所示的实施例中，在由该流浆箱30供给的浆料悬浮液中所包含的、可去除的水量，在该单网部T上约为55％以下，在该双网部K上约为30％以上和5％以下。在应用根据本发明的装置的混合式成形器中，可以实现从该幅材的两个表面相对均匀的脱水。利用位于双网部的起始部分处的固定的成形靴，可以从相对较湿的幅材中去除大量的水分，从而无需在该单网部上去除太多的水分。利用该成形靴，可以在双网部上去除被去除水分的总量的大约一半以上。
附图中的实施例中仅示出位于单网部和双网部的起始部分处的一个成形靴，但也可以具有多个成形靴，从而可以例如在不同的成形靴中使用不同的负压水平。
附图中示出的实施例中的双网部K的第二脱水区Z4由固定的脱水条81和可调节地加载的脱水条83构成。该双网部K的第二脱水区Z4也可以仅由固定的脱水条81构成。固定的脱水条81可为在所述脱水条上面行进的网形成直的路径。利用在固定的脱水条81的狭缝82中存在的负压，网的路径在所述狭缝82处略微变形，从而对成形网之间的幅材提供脉动脱水。所述固定的脱水条81也可定位为使其为在所述脱水条上面行进的网形成弯曲的路径。所述脱水条81因而相对于彼此形成约0.5-2°的小角度。利用这种装置，对经过这些脱水条的成形网之间的幅材提供加强的脉动脱水。在上述两种情形中，如果使用固定的脱水条81和可调节地加载的脱水条83两者，则会进一步加强脉动效果。
上文仅描述了本发明的一些有利实施例，并且对于本领域的技术人员而言显然能够在所附的权利要求的范围内对上述各实施例进行多种修改。