造纸机流浆箱及送浆系统的制作方法

专利名称：造纸机流浆箱及送浆系统的制作方法
造纸机流浆箱及送浆系统
本发明涉及造纸设备的送浆系统，尤其涉及一种浆料分配器以及流浆箱 安排，以提供横越造纸机的宽度的均匀黏稠度浆料。
背景技术：
已知的现有造纸机流浆箱及送漿系统皆在于变化均匀分配浆料流以及均 匀地横越造纸机宽度的程度，理想上，横越机器宽度且沿着机器方向的单位
区域纤维量(定量(basis weight)要维持为固定。
将浆料流从一提供白浆水(stock white water)的初步递送的圆管转换为 来自所述流浆箱的薄矩形浆流(所述浆料喷射)的第一步在于，使用歧管装 置(manifold device)来将所述浆流均匀地分配、或馈送至所述流浆箱，在 1960年代以前，所使用的浆流散布器的种类不同，会利用不同的管道输送配 置，这些现有设计的主要问题是，浆流无法均匀地横越机器，通常，最接近 输入连接的输送管会接收最多的浆流，而使其它输送管没有浆流，的后，在 1960年代早期，则是发展出锥形的歧管系统，以达到更均匀的浆流分配，至 今，此系统仍广泛地被使用，只是，常常会在浆流分配上出现问题。
另外，亦已知已不再使用锥形进浆管(taperedheader),而是利用一组分 开的软管将浆流供应至流桨箱，浆流的均匀度则是利用圆柱筒而达成，馈送 源的软管会连接到大体上相似的高度以及呈现一对称的放射形式，以确保均 匀的流入状态，这些软管的长度皆相同，以确保相似的生产量。请参阅美国 专利第3,296,066号。
为了维持纸张于机器方向上之一致性，通常会在送浆系统中使用压力脉 动抑制装置，其中许多都会并用加压气腔，以使所述抑制装置与此腔可以直 接接触所述浆流(举例而言，正如US 4,146,052所提供者)、或是可以利用 隔板接口 (diaphragm interface)(举例而言，正如US 4,262,700所提供者)。
因此，就不需要分开的脉动衰减器，具有放射状分布的输出软管的浆料馈送圆柱筒可以与空气腔结合(例如，于DE 431840以及EP 0631011 Bl中 所揭示者)，而随着为了控制定量而产生的稀释规划(举例而言，请参阅US 4，897，158， US 4,909,904，以及US 5,196,091 )，后者的设计亦通过将稀释水 额外添加至所述馈送软管而有所适应(例如，于DE 4005281 CI ， US 5,958,189
中所揭示者)。
接着，浆料会自所述送浆箱管线排组被递送至堰板唇嘴，并指向造纸机 的织物上，举例而言，如US 4,137,124或US 4,783,241所提供者。
因此，有需要提供一种装置，以将浆料递送至造纸机的流浆箱，再将浆 料送至移动中的成形织物的上，以使所产生的织物的不一致性降至最低，且 使所述织物的物理特性，尤其是定量(basis weight)以及纤维走向(fiber orientation),能够尽可能均匀地横跨页面。

发明内容
本发明提供一种包括浆料稀释规划配置以及相关的浆料递送系统的流浆 箱，其会一起将具有比现有技术更稳定的定量以及纤维走向规划的均匀浆料 流递送至造纸机的成形区域，而这些于定量(basis weight) —致性以及纤维 走向规划(fiber orientation profiles )上的改进则是有利于纸张成形以及相关 的纸张特性。本发明包括放射状浆料分配器，浆料稀释组件，以及流浆箱， 其包括静止腔、管线排组、具乱流控制叶片的喷嘴的以及堰板调整系统(slice adjustment system)，以允许对于位于所述流浆箱喷嘴处的浆料堰板的调整， 亦可以提供用以调整于侧向边缘处的浆料流动的边缘浆流控制，此外，本发 明不但可以应用于单线(single wire)长网造纸环境，也可以应用于双线间隔 (twin gap)、或混合型态的造纸机。
根据一方面的构想，本发明包括如现有技术中已知的浆料馈送筒，如US 4,146,052中所公开者，其包括大致呈圆形切面形状的浆料接收筒，在较佳实 施例中，所述浆料馈送筒更进一步地包括锥形散布器，位于所述浆料接收筒 范围内，由此决定来自所述浆料源的流体的方向，另外，所述浆料接收筒更 进一步包括内部浆流分离板，以抑制不需要的二次流动及旋转，具有放射状 歧管的浆料分配器区块较佳地亦被提供为能与所述接收筒相沟通，进而均匀 地分配浆流以及增加压力，再者，会提供多个浆料递送管线，且其每一个会位于所述分配器区块中，并被规划为包括阶梯(内部直径/切面区域改变)， 以提供压力降以及流经所述区块面的平顺浆料流，此外，空气加压腔较佳地 与所述浆料接收筒相沟通，以相反于所述浆料分配器区块而作为压力波动抑 制装置，所述筒较佳地亦包括浆料水平及空气压力控制，此有助于提供稳定、 均匀的桨料流至所述流浆箱。
连接软管依附至所述浆料馈送筒的周围，以自所述筒将浆料分配至浆料 稀释系统，其中，所述连接软管的每一个具有大约相同的长度，以提供相等 的压力以及浆料流至所述浆料稀释系统。
提供多个连接管线，以接收来自所述连接软管的浆料，其中，每一个连 接管线具有阶梯状扩张，其紧接着会逐渐变细为大致呈矩形的切面形状的圆 形切面，并且，所述规则形状末端以横跨依附至所述浆料稀释组件的入口导 管的横跨机器方向(CD)的方式而位于规则间隔处；
所述浆料稀释组件接收来自所述入口导管的浆料，并会包括较低黏度流 体源，其分配自为机器的CD走向的锥形进浆管(或类似的装置)，且提供流
体至多个稀释馈送输送管，其中，所述稀释馈送输送管将来自所述较低黏度 流体源的流体运送至位于稀释混合模块中的所述个别浆料馈送输送管，来自 每一个稀释馈送输送管支流体的流动受到阀以及相关于每一个输送管的致动 器的控制，以使其可以因应生产品质需求而进行调整，另外，稀释定量规划 减少来自定量控制的纤维走向效应，且同时间亦可确保均匀的定量规划，因 此，所述稀释规划模块的模件架构根据规格需求等级而提供可选择的个别规 划方案(亦即，所述稀释规划的精细度)。
所述多个浆料馈送输送管接收来自所述入口导管的浆料，以及来自所述 稀释馈送输送管的流体，并会将所述稀释规划浆料递送至所述流浆箱，较佳 地是，经由将所述浆料带至所述流浆箱中的静止腔的分叉通道，其中，所述 分叉通道，较佳地是肘形进水流管，具有侧翼，以依附所述浆料稀释组件， 二者择一地，亦可以利用笔直的分叉通道，以取代所述弯肘，进而将所述己 调整的浆料流自所述稀释组件导向位于所述流浆箱中的所述静止腔，再者， 穿孔板较佳地将所述分叉通道连接至所述静止腔，其中，所述穿孔板包括多 个规则间隔设置且尺寸均匀的开口，以允许所述新的稀释规划浆料自所述分 叉通道受控制的移动至所述静止腔。所述流浆箱较佳地包括所述静止腔，如上所述，以及管线排组与具有乱 流叶片以控制浆料乱流以及最小化条纹的喷嘴，而堰板调整系统则是使得所 述堰板可以于水平及垂直方向上移动，其中，所述静止腔包括开口区域，位 于所述分叉通道的下游，以及位于所述管线排组的上游，且所述稀释规划的 浆料会通过所述静止腔而朝向所述管线排组，并且，所述静止腔使得压力可 以获得平衡，且在所述流体浆料中的移动可以被消弭。再者，所述管线排组 包括多个塑形的管线，而所述浆料则是会于其向下游前进并朝向所述喷嘴以 及所述叶片时，通过所述管线，以控制乱流，其中，所述管线设置为规则之 间隔且至少一排，并且，塑形为其切面会自上游端大致圆形的形状转换为下 游端大致矩形的形状，另外，所述管线会包括插入物，以创造所需程度的压 力降，此外，切力在所述浆料流经所述管线排组时被导入所述浆料流中，以 分散及流体化纤维悬浮物，以及将程度受控制的动作递送至所述流浆箱喷嘴。
所述乱流叶片较佳地位于所述管线排组的下游，且设置为让经由所述管 线排组中的所述管线的每一个而出去的浆料会通过所述叶片的至少其中之一 的上方、或下方，所述流浆箱叶片的几何学，包括长度、厚度、及/或表面特 性，则被选择为提供符合特殊等级及装配需求的所需切力以及流动特性，而 且，当有需要改变时，叶片可以进行置换，以维持理想的效能，另外，于所 述喷嘴处，乱流水平以及低收縮设计让低张力比可以有好的成形能力，而且， 位于所述喷嘴中的叶片维持被递送的悬浮物的流动控制，以使其无条纹的到 达成形器，超越所述叶片以及所述流浆箱的光滑表面的高内部浆料速度用以 提供高清洁度。
所述堰板调整系统允许所述流浆箱堰板于水平及/或垂直方向上的移动， 以调整流出所述流浆箱堰板的浆料的速度及方向。
所述边缘浆流控制系统提供通过相对于所述管线排组中的内部管线的边 缘管线的内部流速增加，以及用以控制通过所述边缘管线的浆料流速的阀， 且在阀调整后，其流速可大于、或小于通过所述内部管线的流速，另外，纤 维走向则是分开地通过堰板开口以及边缘流速调整而控制。
坚实的结构设计较佳地与位于所述流浆箱处的热水腔热补偿系统一起提 供，以确保最大稳定度以及跨越机器一致性，较佳地是，能够提供对于所有 流浆箱构件的简易存取，包括整个全面的内部存取，于稀释模块处以及于面向所述管线排组的入口处，以进行检査及保养。


前述的概要以及接下来本发明较佳实施例的详细叙述将可以通过附图而 获得更佳的了解，而就是为了举例说明本发明的目的，才会显示本发明当前 的较佳实施例，然而，需要了解的是，本发明并不受限于所显示的详细配置，. 其中
图1是造纸机的流浆箱及送桨系统的较佳实施例的正视图； 图2是图1中所示的所述送浆系统的流浆箱区段的透视图； 图3是连接器软管至流浆箱入口通道连接、以及稀释定量规划系统之一
部分的放大透视图4是流浆箱入口连接器的剖面图，以显示用于单独线路的所述稀释定
量规划系统，以及用于连接至所述流浆箱静止腔的所述分叉通道；
图5是所述流浆箱之一部分的透视图，以显示所述稀释定量规划系统的
可移除模件特性，以及与所述流浆箱堰板(slice)的位置调整系统在一起的
流浆箱静止腔、管线排组、以及喷嘴；
图6是连接至所述流浆箱静止腔的分叉通道以及入口板的特大放大图； 图7是位于所述流浆箱静止腔处的所述流浆箱管线排组以及叶片之一细
部放大图8是根据本发明第一架构的来自所述流浆箱管线排组的管线的细部放 大图9是图8中沿着线9 - 9的端视图10是根据本发明的用于所述流浆箱管线排组的管线具有阶梯状插入 物的第二实施例的剖面图11是图10中沿着线11 - 11的端视图12是根据本发明的来自所述流浆箱管线排组的管线具有直壁式插入 物(straight - walled insert)的另一实施例的剖面图； 图13是图12中沿着线13 - 13的端视图14是所述流浆箱的透视图，以显示用于水平调整堰板唇嘴(slice lip) 的位置的所述堰板调整系统；以及图15是用于垂直调整所述堰板唇嘴的所述调整系统的透视图。
具体实施例方式
接下来的叙述中所使用的某些词汇仅是为了方便而非被视为限制，其中， 用词"下部"以及"上部"所指的是作为参考的图式中的方向，"CD" — 般是表示延伸横越用于接收浆料的移动长网造纸机织物的设备的横切方向 (cross誦direction),而 "MD"贝U是表示机器方向(machine direction)、或 是在造纸机中的移动皮带的前进方向，另外，用词"输送管(pipes)"、"管 线(tube)"、以及"软管(hoses)"于文中可交换使用，以表示用于运送流 体的瘦长空心体，而其则可为可弯曲、或是坚硬的，此外，除非特别表明， 否则用词"一"以及"一个"乃被定义为包括一、或多个所指的项目。
如图1所示，是用于造纸机的所述流浆箱及送浆系统10。所述流桨箱及 送浆系统10包括放射状分配器20，浆料稀释组件(stock dilution assembly) 70，分叉通道(diverging channel) 110，以及流浆箱(headbox) 130，接下 来即会对这些进行详细的叙述，且当结合这些时，即可提供均匀且稳定的浆 料流(stock flow),并可具有较造纸机先前可能的成形织物12更为一致的定 量以及纤维走向规划。在本发明以单线(singlewire)长网造纸机进行图例说 明的同时，其亦可以使用双线间隔(two wire gap)、或混合型态的造纸机。
如图1所示，所述放射状浆料分配器20较佳地属于现有技术中常见的型 态，例如，于US 4,146,052中所公开的(其并入本文做为参考)，但具有数 个可改善浆料的均匀分散的改进处，包括一般于现有技术中已知的脉动抑制 系统，例如，在US4，146，052中所公开的，另夕卜，所述放射状浆料分配器20 会利用通道所述流浆箱的软管32而以跨越所述造纸机的宽度的方式递送大 致均匀稳定的浆料流。
所述软管32呈现放射状地分散，且较佳地是集中在单一个垂直水平面 上，然而，取决于流动的需求，可以使用更多的软管，而且中心位置也可以 锯齿、或类似的形式而于垂直方向上有所错位，进而在允许额外的软管连接 至所述筒的上部的同时，提供大致上相等的压力，大体而言，所述软管32 会有相等的长度，以在通过所述软管32而到达所述流衆箱的所述浆料流中提 供相等的压力降，而此则是为整个系统提供了更为均匀的流动。在较佳实施例中，所述软管32会具有介于7.6至10公分m (3至4英寸)之间的内径。 如图2至图4所示，自所述软管32至所述流桨箱入口通道40的连接显 示于图2以及图4中，其中，每一个软管32皆会终止于软管连接管42中， 而所述软管连接管42则是会提供自所述软管32至单一个矩形开口 44的经过 所述流浆箱入口通道40的转换，正如在图4中所示，每一个软管连接管42 都会包括直径较小的管区段46以及直径较大的管区段48，这些可以形成为 单一个组件、或者也可以实施为较小的管区段46插入所述较大的管区段48 的第一端中，在我们的较佳实施例中，所述较小管区段46的OJD.可以是6.3 至10公分(2.5至4英寸)，以及所述较大管区段48的O.D.可以是大于阶梯 过度处的1.2公分(0.5英寸)，另外，所述较大管区段48的第二端50可以 大致形成为矩形的形状，在较佳实施例中，所述第二端可具有宽度，为高度 的1.2至2.5倍，而且，更具优势地是，落在高度的1.4至1.8倍的范围之间， 其中，特别具有优势的尺寸是高度的1.6倍，再者，所述软管连接管42的所 述第二端50乃会面向板52，以在开口矩形导管54提供小的、且相对而言较 均匀的阶梯状扩张(stepped expansion),正如在图4中所示，所述软管连接 管42可以通过焊接、或其它适当的方式而装上，另外，在所述导管54的下 游端提供装设板56，以提供相配于所述浆料稀释组件70的可密封连接面， 所述导管54的长度足够以提供与源自所述软管的独立喷嘴相接合，以及提供 大致上均匀的浆流至所述浆料稀释组件，在较佳实施例中，导管的长度较佳 地为自所述连接管输出至导管入口的扩张阶梯高度的10至50倍，且更具优 势地是，为所述扩张阶梯的15至25倍，以允许所述浆流的重新依附以及变 得均匀，另外，在较佳实施例中，所述长度大约为自所述连接管输出至导管 入口的扩张阶梯高度的20倍，此外，重要的是，此长度并不会长到无法最小 化浆料重新絮凝效应(reflocculation effects),并且，会将最大的纤维以及浆 流一致性提供至所述浆料稀释组件。
所述开口矩形导管54会提供大致上均匀的浆流，且其会通过所述软管 32而自所述放射状浆料分配器20均匀地被分配至所述浆料稀释组件，然而， 为了改善所述浆料横越所述流浆箱的整个CD的定量，所述浆料稀释组件70 会运作而提供稀释定量规划系统(dilution basis weight profiling system)。
现在，如图3至图5所示，所述浆料稀释组件70有详细的显示。所述浆料稀释组件70包括注入模块74，其定义为延伸跨越所述机器宽度、且具有 所需规划间隔之一系列输送管76，所述输送管乃会固定于与入口导管54以 及将规划的浆料运送至所述流浆箱的分叉通道110相配的入口板72以及出口 板88中，在较佳实施例中，所述输送管76具有5至7.6公分(2至3英寸) 的直径，且于中心处具有大约7.6至10公分(3至4英寸)之间隔，另外， 每一个输送管76在与主要流向成直角的角度处，具有较与其连接的注入输送 管78更小的直径，以注入低黏度的流体，而将来自所述注入输送管78的所 述低黏度流体的注入速度控制为落在让输入的羽状物(plume)可以通过所述 浆料馈送输送管76而延伸进入所述主要桨流的中间的范围，进而确保与所述 主要浆流的适当混合，再者，管线的长度则经选择为在所述注入埠的后具有 足够距离，以允许发生重要的喷射扩张以及与所述主要浆流之间的混合，另 外，所述长度也要维持在容易存取以及重新翻新的短度，在较佳实施例中， 所述注入输送管78会具有1.2公分(0.5英寸)的直径，以及较佳的是，具 有主要注入管线中流速的1至4倍的注入速度，以及在所述注入埠后7.6公 分(3英寸)的管长，此外，较佳的是，所述输送管76之间隔与接下来会叙 述的流浆箱管线排组管线之间隔相同、或为其二倍，而且，较佳的是，所述 输送管76具有环形的切面区域，但具有矩形、或其它的切面形状，而此则是 取决于特殊的浆流规划以及所述所需的间隔。
正如在图4以及图5中所示，所述注入输送管78的每一个是通过连接至 阀集合82的致动器80所控制，此使得非常准确的特殊稀释定量规划能够具 有高适应性地横越所述流浆箱的整个CD，以达到大致均匀的定量规划，较 佳地是，所述阀82是经由稀释馈送水导管84而进行馈送，此较佳的是如图 5中所显示的锥形进浆管(tapedheader) 84的形式，以将一大致上更为均匀 的浆流规划提供至所述分别的注入输送管78的所述阀82的每一个。
出口装设板88连接至所述浆料馈送输送管78的每一个的下游端，且通 常会平行于所述入口通道板72，因而使得所述整个浆料稀释组件70可以滑 入、或是滑出所述流浆箱及送姜系统10，另外，此也使得所述浆料稀释组件 70能够重新翻新成为既存的设备，或者也改变为位于所述浆料稀释组件70 的外，以用于不同的浆料稀释组件，不过，皆取决于所需应用的特殊需求， 举例而言，当需要更精准的定量规划时，就可以提供具有更多量浆料馈送输
15送管76以及注入输送管78的浆料稀释组件70，以用于横越所述流浆箱宽度 的更精准定量规划，举例而言，所述输送管76可以具有更接近直线的形状， 大约中心至中心间隔的一半以及大约所述切面浆流区域的一半。
现在，如图4至图6所示，将会对所述分叉通道110进行更进一步的详 细解释。所述分叉通道110引导浆流自所述浆料稀释组件流向所述流浆箱 130，并同时间会维持所述浆料稀释组件70所创造的所述CD黏度规划的完 整性，且所述分叉通道110会包括装设板112，以连接至所述浆料稀释组件 70的所述装设板88，其中， 一起始分叉通道区段114是由壁116以及118 所形成，且每一个壁116， 118都会偏离大约小于或等于5。，以避免浆流分 开，直到所述通道深度等于、或大于所述流浆箱的入口面为止，其中，较佳 的是，所述分叉通道110为肘形进水流道(hydraulic elbow) 111的形式，并 且，所述初始分叉通道区段114紧接着大曲率半径区段，以让所述浆流能够 以产生最小混合且不会发生浆流分离的方式转弯，在较佳实施例中，于所述 分叉通道110的入口处，所述壁116， 118之间的距离大约为7.6至IO公分 (3至4英寸)，而在出口处，则大约为12.7至15.3公分(5至6英寸)，另 外，此弯曲区段的中线曲率半径较佳地大约为所述入口深度的二倍、或更大， 且依一定尺寸，以降低、或是较佳地是消除所述定量黏度规划浆流的流动分 离，其中，当所述分叉信道110的较佳实施例为所述肘形进水流道111时， 则根据特别的流浆箱架构，就可以使用笔直的分叉通道。
穿孔板122连接在所述壁116， 118的出口端，以连接至所述流浆箱130， 其中，所述穿孔板122可以包括与所述管线排组间隔相同的间隔而进行间隔 设置的圆形孔，或者也可以包括具有与所述管线排组的CD中心至中心间隔 相同的CD中心至中心间隔的更为方形、或其它形状的孔，以在维持横越所 述流浆箱开口的所述定量黏度规划的同时，提供大致上均匀的浆流，其中， 在较佳的应用中，所述穿孔板122乃是结构部件，且会支持所述流浆箱130 的入口开口，三排直径2.5至3.8公分(1至1.5英寸)的孔会以中心至中心 间隔约为3.8至5公分(1.5至2英寸)的方式而提供，另外，所述分叉通道 110较佳地为可轻易移除，以使得能够达成容易存取所述流浆箱、及/或所述 浆料稀释组件70，而此则是提供了较现有流浆箱配置更好的存取形式，同时 亦允许了对于所述流浆箱管线排组的容易存取。如图5以及图7所示，将对所述流浆箱130进行详细的叙述。所述流浆 箱130包括静止腔132，位于所述穿孔板122以及所述管线排组140之间， 所述静止腔132为所述定量规划浆料提供到达所述管线排组140的均匀浆流 路径，而其则是通过平行并列的上壁及下壁134以及136所界定。
所述管线排组140，正如在图5以及图7中所清楚显示，包括多个管线 142，排列为复数排，如所示的三排，且会延伸跨越所述流浆箱的整个CD， 其中，所述管线142受到支撑物154， 156，以及158的支持，且较佳的是， 其具有大致呈圆形切面的入口侧，以及大致呈方形切面的出口侧，另外，所 述管线142是架构以提供压力降，以加强横越机器的浆流分布，这是因为， 由所述管线142所提供的切变以及断面扩张可以帮助所述浆料去絮凝 (defloccuate)，也可以增加乱流水平，进而确保在所述浆流中的均匀浆料分 散，而且，所述管线的特殊设计亦可以影响喷射粗糙度，此外，所述管线142 是被插入所述支撑物154， 156，以及158中。虽然所显示的特殊配置是横跨 所述流浆箱130的CD的三排相迭管线，但同样地也可以提供更多、或更少 排的管线，而且，若有需要，所述管线也可以不以排对排的方式排列， 一切 都取决于特别的应用。在较佳实施例中，中心至中心的管线间隔较佳地视为 3.8至5公分(1.5至2英寸)。
所述管线142较佳的包括外罩144如图8以及图9所示，且较佳的是， 所述外罩144具有第一、上游端146，具有直经约2.5至3.8公分(1.0至1.5 英寸)的圆形切面，以及下游端148，具有大致呈方形且高与宽约为2.5至 3.8公分(1.0至1.5英寸)的切面，另外，较佳的是，插入端150， 152会位 于所述外罩144中，以降低所述管线142的切面区域以及降低所述浆流的压 力1.5至7.5公尺(5至25英尺)水柱，在一些较佳实施例中，所述插入物 入口直径大约为1.2至2.3公分(0.5至0.9英寸)，如图10以及图11所示， 第一插入物150显示为插入所述管线142的所述外罩144中，其中，较佳的 是，所述插入物150由聚合物材质形成，且会包括逐渐增加所述管线142的 切面通过面积的二阶段，再者，图12以及图13则是显示所述插入物152的 另一实施例，其包括单一个阶段，以增加所述管线142的切面流通面积，在 此，其它各种形状的插入物皆可以列入考虑， 一切取决于所需的乱流水平以 及压力降。在所述插入物的后，且在转换为具有一几近方形的开口的所述矩形出口端的前，所述浆流会重新依附至所述主要管线的圆柱壁，另外，在所 述插入物之后，圆形的内角仍会被保留，并且，自所述插入物至所述管线出 口的距离也会维持为短，以降低不需要的可能会在最终纸张上导致条纹的第
二浆流动作的成长，其中，所述角半径于所述管线出口处的I.D.可以落在自 0.5至1.5公分(0.2至0.6英寸)之间的范围，且在较佳实施例中，为大约1 公分(0.4英寸)，此管线区段相对地较短， 一般大概是所述浆流离开所述插 入物之后，自所述扩张起的阶梯高度的5至25倍，这些因素都对于获得可 于所形成的纸制品中最小化条纹的较佳浆流有所贡献，在较佳实施例中，此 管线区段可少于25.4公分(IO英寸)，且更具优势的是，可落在7.6至12.7 公分(3至5英寸)的范围内。
如图7所示，其显示流浆箱喷嘴160。此形成在下板162以及可枢转的 下板164之间，其中，较佳的是，叶片166是依附至所述下游支撑物158， 所述叶片166较佳地经由鸠尾榫头接合而连接进入所述支撑物158，并且， 一般而言，延伸于所述下游方向，然而，其它型态的可分开连接也可以使用， 所述叶片166会控制乱流，以改善喷出物的粗糙度，以及亦帮助最小化条纹， 较佳地是，所述叶片166位于所述管线排组140中的所述管线142的排列之 间，并延伸朝向所述流浆箱堰板168，所述叶片于现有造纸技术中为已知， 且较佳地是由聚碳酸酯树脂、或石墨复合片状材质所制成。
如图5，图7，图14，以及图15所示，水平堰板开口调整系统170以及 垂直堰板开口调整系统200有详细的显示。
所述水平堰板开口调整系统170包括间隔设置且跨越所述流浆箱130的 CD的线性致动器172，这些线性致动器172利用第一端而固定在由箱状梁 174所形成的所述流浆箱130上的固定结构，而所述线性致动器172的第二 端则是会延伸至连接至可滑动上板178的安装凸架176，其中，所述上板178 会在所述管线排组支撑物154， 156， 158的上部表面上滑动，再者，正如在 图5中所示，保持托架180乃会在允许滑动移动的同时，亦于所述板178的 顶部上维持向下的压力，在图14中则是为了清楚表达，已将这些保持托架 180移除，此外，具有弹性的密封垫155， 157， 159较佳地分别位于所述管 线排组支撑物154, 156， 158的顶部，以密封与所述可滑动上板178之间。
绞链关节182设置在所述板178的上部表面上，且与形成在所述浆流箱堰板的喷嘴的上壁164末端上的绞链枢轴184相咬合，所述线性致动器172 乃是经由共同驱动轴176而致动，进而允许所述滑动板178向前、或向后的 同步、协调移动，进而调整水平堰板位置。
如图5以及图15所示，其详细显示垂直堰板开口调整系统200。在图15 中，所述水平堰板开口调整系统170为了清楚表示的目的而被忽略，所述垂 直堰板开口调整系统200沿着被定义于所述上壁164的上游端的所述绞链枢 轴184而旋转所述流浆箱喷嘴160的上壁164，其中，所述壁164包括支持 于所述流浆箱喷嘴处的所述壁164的管状结构202的一部分，此经由支撑物 206而连接至上部箱状梁204，托架208连接至所述上部箱状梁204的顶部， 垂直调整致动器210连接至位于一侧的所述托架208，且延伸至以及连接至 与所述箱状粱174相连接的第二托架212，所述致动器210可以共同地经由 轴214而致动，以沿着由所述绞链枢轴184以及绞链关节182所形成的轴216 而枢转所述喷嘴的上壁164，正如在图15中所显示，而此则是使得所述堰板 开口的精确调整可以达成。
上部唇板220可调整地沿着所述喷嘴106的上缘而设置，可调整的保持 杆222以及夹钳224，如最清楚显示的图5所示，可调整地将所述上部唇板 220维持在所需的位置，此则是让所述堰板唇嘴断面够在所述喷嘴160的出 口处达到精确的调整。
如图5所示，正如于现有技术中所熟知，较佳的是，提供充满己加热至 固定温度的水的腔室(未显示)，以避免移动通过所述流浆箱130的流体产生 热波动。 一般而言，所有所述流浆箱的组件都是以模件方式进行建构，以让 替换以及维修更溶液，举例而言，正如上述所提醒，为了维修、及/或替换， 所述浆料稀释组件70可以简单地被移除，以达成对于所述浆料定量规划的更 精细控制，此外，所述管线142以及所述管线排组140可以经由所述分叉通 道110而轻易地进行存取以及取代，用于所述水平以及垂直堰板开口调整系 统170以及200两者的致动器亦可以轻易地为了修理、及/或保养而进行存取。
正如一般所熟知，位于具有稀释控制的流浆箱上的堰板唇嘴调整可以被 用以最佳化纤维走向CD规划，但有时候却缺乏所需程度的控制，根据本发 明，边缘流动可以进行有效的以及稳定的调整，以提供纤维走向CD控制， 此较佳地通过在相对于内部管线的边缘流动管线中增加流速、以及利用可控制所述边缘流动管线的流速至大于、或少于所述内部管线的流速的阀而完成， 在本发明的较佳实施例中，边缘流速可以被控制在相对于所述内部管线的+/-
15%，而此则是允许了对于横跨机器的纤维走向的更进一步调整以及控制， 另外，比起所述内部管线，不同直径的插入物会被提供在所述流浆箱中的所 述边缘管线142中，以设定流经所述边缘管线的浆流进入所需的范围，其也 有可能提供更进一步的装置，以通过于所述插入物下游的分开浆料流动注入 而进行调整、或是通过使用阀机制而调整于所述边缘管线中的可获得切面流 动区域。
根据本发明的所述系统提供至今达不到的调整能力，以建立所需的定量 一致性以及纤维走向，进而允许理想的纸张成形，且其可以是为了形成特别 的片状产品而量身订做，当本发明在文中利用单线长网造纸机而进行揭示的 同时，可以了解的是，其亦适用于双线间隔、或混合型态的造纸机。
权利要求
1.一种用于造纸机的流浆箱及送浆系统，其特征在于，包括(a)放射状浆料分配器，包括放射状歧管，所述放射状歧管具有自其延伸的连接软管；(b)多个连接输送管，与来自所述放射状歧管的所述连接软管连接，其中，每一个连接输送管皆具有阶梯状扩张，所述阶梯状扩张紧接着逐渐变细为大致呈矩形的切面形状的圆形切面，并且，所述多个连接软管以横跨入口导管的横跨机器方向(CD)的方式而位于规则间隔处；(c)浆料稀释组件，其连接至所述入口导管并从所述入口导管接收浆料，所述浆料稀释组件包括多个自所述入口导管延伸的浆料馈送输送管以及各自的稀释馈送输送管，所述稀释馈送输送管与来自较低黏度流体源的流体沟通以用于将其运送至所述浆料馈送输送管的每一个，来自所述稀释馈送输送管的每一个的浆流是通过与所述馈送输送管的每一个关联的相应的阀所控制，并且，所述多个浆料馈送输送管用以接收来自所述入口导管的浆料以及来自所述稀释馈送软管的各自的浆流，从而调整所述浆料的一定量黏度；(d)流浆箱，包括静止腔、管线排组、具有乱流叶片以控制浆料乱流以及最小化条纹的喷嘴、以及允许流浆箱堰板于水平及垂直方向上移动的堰板调整系统(i)所述静止腔包括开口腔，位于所述浆料稀释组件的下游并与所述浆料稀释组件沟通，以及位于所述管线排组的上游并与所述管线排组沟通，且所述稀释规划的浆料通过所述静止腔而朝向所述管线排组；(ii)所述管线排组包括多个塑形的管线，而所述浆料于向下游前进并朝向所述喷嘴以及所述叶片时，通过所述管线以控制乱流，所述管线设置为规则的间隔且至少一排且塑形为所述管线的切面从上游端大致圆形的形状转换为下游端大致矩形的形状，以及所述管线的每一个的切面区域并不会于下游方向缩小；(iii)所述乱流叶片位于所述管线排组的下游且设置为让经由所述管线排组中的所述管线的每一个而出去的浆料通过所述叶片的至少其中之一的上方、或下方；以及(iv)所述堰板调整系统包括致动器，所述致动器与至少一个可移动壁连接，所述可移动壁定义所述喷嘴，以调整所述壁的位置，从而让所述喷嘴的开口为可调整。
2. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，还包括至少一个 边缘浆流控制系统，所述边缘浆流控制系统包括至少一个阀，以控制所述 浆料于所述流浆箱横跨方向边缘处的流速。
3. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述入口导管的 长度为自所述连接管的出口至所述导管的入口的扩张阶梯高度的10至50 倍。
4. 根据权利要求3所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述入口导管的 长度为所述扩张阶梯高度的15至25倍。
5. 根据权利要求第3项所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述入口导 管的长度为所述扩张阶梯高度的约20倍。
6. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述连接软管依 附至所述放射状歧管的周围，以自所述歧管将浆料分配至所述浆料稀释组 件，所述连接软管的每一个大约具有相同的长度，以提供相等的压力以及 浆料流动。
7. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，较低黏度的浆流 源包括为以所述CD走向的锥形进浆管。
8. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，分开的致动器与 所述稀释馈送输送管的每一个连接。
9. 根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述稀释馈送输 送管以大约直角的角度连接至所述浆料馈送输送管。
10. 根据权利要求1所述的流桨箱及送浆系统，其特征在于，还包括.-分叉信道、信道以及穿孔板，所述分叉通道连接至所述浆料稀释组件 的下游以及所述流浆箱的上游，所述分叉通道包括凸缘，用于依附至所述 桨料稀释组件，所述信道增加于下游方向连接至所述凸缘的区域，且将浆料以及浆流流动自所述稀释组件指向所述流浆箱中的所述静止腔，所述穿 孔板位于所述通道以及所述静止腔之间，所述穿孔板提供有多个规则间隔 设置且统一尺寸的开口 ，以允许受控制的稀释规划浆料流自所述稀释组件 通过所述分叉信道而到达所述静止腔。
11. 根据权利要求l所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述管线排组中 的所述管线包括外罩，所述外罩具有插入物自上游侧延伸进入所述外罩， 且所述插入物具有尺寸较所述外罩的下游出口为小的流动开口。
12. 根据权利要求11所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述管线包括 于所述插入物下游的管线区段，所述管线区段大约为自所述插入物下游边 缘至所述管线区域下游边缘的扩张阶梯高度的5至25倍。
13. 根据权利要求11所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述插入物具 有阶梯状轮廓，所述浆料的通过所述插入物而流动。
14.根据权利要求1所述的流浆箱及送浆系统，其特征在于，所述连接输送管 的所述阶梯扩张提供流通切面区域至少25%的增加。
15.—种改善递送至造纸机的流浆箱浆料的一定量黏度规划的方法，其特征在 于，包括-通过多个连接软管而将浆料提供至所述流浆箱，所述多个软管以横越所述造纸机的机器横向(CD)的方式而大致均匀间隔设置；以受控制的方式将较低黏度浆料注入个别的浆料馈送输送管，所述浆料馈送输送管自所述连接软管接收所述桨料且以横越所述造纸机的所述CD的方式而大致均匀间隔设置；以及利用阀而分别地控制较低黏度浆料的流动进入所述桨料馈送输送管的每一个，以为浆料进入所述流浆箱提供大致均匀的定量黏度规划。
16. —种用于造纸设备的浆料稀释组件，其特征在于，包括入口，用以接收浆料；多个延伸自所述入口的衆料馈送输送管；各自的稀释馈送输送管，其与来自较低黏度浆流源的流体沟通，且将 所述流体运送至各自的所述桨料馈送输送管的每一个；以及多个阀，每一个阀皆与所述各自的稀释馈送输送管，使得来自每一个所述稀释馈送输送管的浆流的流动为可控制。
17. —种用于造纸机的流浆箱及送浆系统，其特征在于，包括-(a) 放射状浆料分配器，包括放射状歧管，所述放射状歧管具有自其 延伸的连接软管；(b) 多个连接输送管，与来自所述放射状歧管的所述连接软管连接， 每一个所述连接输送管皆具有阶梯状扩张，所述阶梯状扩张紧接着逐渐变 细为大致呈矩形的切面形状的圆形切面，并且，所述多个连接软管以横跨 入口导管的横跨机器方向(CD)的方式位于规则间隔处；(c) 流浆箱，包括静止腔、管线排组、具有乱流叶片以控制浆料乱流 以及最小化条纹的喷嘴、以及允许流浆箱堰板于水平及垂直方向上移动的 堰板调整系统(i)所述静止腔包括开口腔，位于所述浆料稀释组件的下游并与 所述浆料稀释组件沟通，以及位于所述管线排组的上游并与所述管线 排组沟通，且所述稀释规划的浆料通过所述静止腔而朝向所述管线排 组；(ii) 所述管线排组包括多个塑形的管线，而所述浆料于向下游 前进并朝向所述喷嘴以及所述叶片时，通过所述管线以控制乱流，所 述管线设置为规则的间隔且至少一排且塑形为所述管线的切面从上 游端大致圆形的形状转换为下游端大致矩形的形状，以及所述管线的 每一个的切面区域并不会于下游方向縮小；(iii) 所述乱流叶片位于所述管线排组的下游且设置为让经由所 述管线排组中的所述管线的每一个而出去的浆料通过所述叶片的至 少其中之一的上方、或下方；以及(iv) 所述堰板调整系统包括致动器，所述致动器与至少一个可 移动壁连接，所述可移动壁定义所述喷嘴，以调整所述壁的位置，从 而让所述喷嘴的开口为可调整。
18.—种用于造纸机的流浆箱及送浆系统，其特征在于，包括(a) 浆料分配器，具有自该浆料分配器延伸的连接软管；(b) 多个连接输送管，与来自所述浆料分配器的连接软管连接，其中， 每一个连接输送管皆具有阶梯状扩张，所述阶梯状扩张紧接着逐渐变细为 大致呈矩形的切面形状的圆形切面，并且，所述多个连接软管以横跨入口 导管的横跨机器方向(CD)的方式而位于规则间隔处；(c) 浆料稀释组件，其连接至所述入口导管并从所述入口导管接收浆 料，所述浆料稀释组件包括多个自所述入口导管延伸的浆料馈送输送管以 及各自的稀释馈送输送管，所述稀释馈送输送管与来自较低黏度流体源的 流体沟通以用于将其运送至所述浆料馈送输送管的每一个，来自所述稀释 馈送输送管的每一个的浆流是通过与所述馈送输送管的每一个关联的相 应的阀所控制，并且，所述多个浆料馈送输送管用以接收来自所述入口导 管的浆料以及来自所述稀释馈送软管的各自的浆流，从而调整所述浆料的 一定量黏度；(d) 流浆箱，包括静止腔、管线排组、具有乱流叶片以控制浆料乱流 以及最小化条纹的喷嘴、以及允许流浆箱堰板于水平及垂直方向上移动的 堰板调整系统(i)所述静止腔包括开口腔，位于所述浆料稀释组件的下游并与所述浆料稀释组件沟通，以及位于所述管线排组的上游并与所述管线 排组沟通，且所述稀释规划的浆料通过所述静止腔而朝向所述管线排组；(ii) 所述管线排组包括多个塑形的管线，而所述浆料于向下游 前进并朝向所述喷嘴以及所述叶片时，通过所述管线以控制乱流，所 述管线设置为规则的间隔且至少一排且塑形为所述管线的切面从上 游端大致圆形的形状转换为下游端大致矩形的形状，以及所述管线的 每一个的切面区域并不会于下游方向縮小；(iii) 所述乱流叶片位于所述管线排组的下游且设置为让经由所 述管线排组中的所述管线的每一个而出去的浆料通过所述叶片的至 少其中之一的上方、或下方；以及(iv) 所述堰板调整系统包括致动器，所述致动器与至少一个可 移动壁连接，所述可移动壁定义所述喷嘴，以调整所述壁的位置，从 而让所述喷嘴的开口为可调整。
全文摘要
本发明提供一种包括浆料稀释规划配置以及相关的浆料递送系统的流浆箱，其一起将具有较现有技术更稳定的定量以及纤维走向规划的均匀浆料流递送至造纸机的形成区域，而这些对于定量一致性以及纤维走向规划上的改进则是有利于纸张形成以及相关的纸张特性。
文档编号G01G17/02GK101589296SQ200780004227
公开日2009年11月25日 申请日期2007年2月1日 优先权日2006年2月1日
发明者乔治C·门德瑞拉, 杰伊A·桑德斯, 沃恩J·维尔德丰, 詹姆斯A·隆宁, 道格拉斯R·麦可佩森 申请人:美商艾斯登强生股份有限公司