专利名称：纸幅伸缩补偿用的单排式干燥段的制作方法
技术领域：
本发明涉及造纸机的干燥段，具体涉及到这样一种干燥段，它实质上完全由顺序排列的，上面由毛毡覆盖的单排干燥器段组成，能较为显著的减少各个干燥器段内的干燥器数来补偿纸幅的伸缩。
这里用到的“干燥段”一词是指造纸机中的这样一个部分，它接收从压榨段送出的纸幅并一直延伸到使从此干燥段送出的纸幅达到约90～99％的干燥度处。此纸幅从干燥段再行进到造纸机中后续的几个部段，如压光机、涂布机与后干燥器等、正如普遍所知，干燥段包括几个共同由毛毡覆盖的干燥筒组成的子段。在本专利说明书中，“干燥器组”或“干燥器段”一词是指一组共同覆盖有毛毡的干燥筒，只是双排干燥器段的情形例外，这里同时存在有上部与下部的干燥器，尽管它们分别用毛毡覆盖，但在本项技术中仍视作为同一的“干燥器段”。
正如本代理人在美国专利53311672号中描述过的，纸幅在造纸机干燥段内的干燥过程中，最初是伸展而后即收缩。这是由于，虽然纸的压榨技术已有了显著的进步，但从压榨段送出的纸幅仍只约有45％的干燥度。最初的几个干燥筒只是把纸幅逐渐加热到水份开始蒸发的温度。在此最初阶段，纸幅滤出它的“自由水”，即位于纸幅纤维间隙中的水，此纸幅随着它本身沿加工方向行进到下游侧时而伸展。稍后，随着干燥过程将存在于纤维本身内的水分子释出，前述过程便反过来，而纸幅开始逐渐收缩。
上述的Voith公司的5311672号专利提出，在位于干燥段湿端较近处的更靠上游的干燥器段之间作正向牵引运行；而在位于更靠下游处的即较接近最末端亦即干燥端处的那些干燥器段之间，则以负向牵引，也就是以负的速度差运行。
本发明人发现，上述的先有技术并不足以完全补偿纸幅的伸缩。困难是由于这种典型的先有技术的干燥器段较长，一般包括6个、7个甚至8或8个以上的共同用毛毡覆盖的干燥器。这些为毛毡共同覆盖的干燥器以相同的一致的速度运行，而且在单排干燥器段的情形是由单一的毛毡横复于其上，在双排干燥段的情形是用一对毛毡横复于它们之上。但不论是哪一种情形，在任何给定的干燥器段之间，所有干燥器的表面速度实际上是一致的，在这些干燥器端本身之内是无法补偿纸幅的伸缩的。
在此应该指出，1990年前的所有干燥段完全是由双排干燥器段构成，每个干燥器段至少包括6个而更一般地是包括8或10个干燥器。这就使得每个干燥器段平均至少约有7个而任何时候不会少于6个干燥器。
1990年后，所有的双排干燥段一致地改变为单一的单排干燥器段和/或单排与双排的干燥器段的混合形式。目前绝大部分所安装的单排干燥器段在每个干燥器段至少包含5个、6个或甚至7个，但最为典型的是6个干燥器。任何情形下每个干燥器段中干燥器的平均数仍在5个以上。反映这一先有技术状态的是美国专利4934067号，在它的
图1中表明有6个各含6个干燥器干燥器段，即总共有36个干燥器。这件专利反映了实际制造出的机器和世界范围内已安装的类似机器的水平。类似地，Voith公司的美国专利5050317号表明了一批单一的由毛毡覆盖的干燥器段，其中每个干燥器段中的干燥器数是8甚至多达10。有关这方面的情形，还可参看Voith公司的美国专利5177880号。
在混合地含有单排干燥器段和双排干燥器段的情形，如美国专利5269074号中所反映的，每个干燥器段仍约有6个干燥器。这件专利再次一般性地反映了实际运行的干燥段中的干燥器的布局。
虽然也有某些先前的专利描述过干燥器个数较少的干燥器段，但这些专利属于说明性的，并不反映实际造纸机中要求将纸幅的干燥度从约43％干燥到90～99％的切实可行的机器设计。对此，例如可参看美国专利4982513号。
这样，对当前直径约为6至7英尺且中间有真空导辊的干燥筒来说，当纸幅的长度在任何给定的干燥器段中远超过100英尺时，是不可能在这一干燥段内补偿其伸缩的。唯一能进行伸展/收缩补偿的地点是在干燥器段之间的纸幅转运区处，通过使下游段加速或减慢，人们就可以使纸幅消除其松弛即加以伸展或是补偿其收缩。但是这同样又受到了限制，即由于不愿冒增加纸幅断裂次数的风险，不能在干燥的初始阶段过分用力的拉引纸幅。
为此，本发明的一个目的在于提供这样一种干燥段，它能在各干燥器段本身的范围内补偿纸幅的伸缩。
本发明的另一个目的是去提供这样一种干燥段，它是按照经过实践检验的干燥段工艺例如用上部覆以毛毡的或是下部覆以毛毡的，或是组合式的单排干燥器段构制成，而这些干燥器段价格便宜且只需改变外形就能用于补偿纸幅的伸缩。
本发明的上述的和其它的目的可以依据本发明，由最好只包括上部用毛毡覆盖的单排干燥器段来实现，其中的各个干燥器段包括个数需少得多的干燥筒。这样就可在干燥段的构造上和减少必须定期更换的毛毡数上两个方面，不去考虑传统上为节省费用力图将增多的干燥筒一起用毛毡覆盖的设想。
与先有的技术相反，在本发明提供的干燥段中，绝大多数干燥器组包括3个而最多是4个干燥筒。每个干燥器段有横覆于干燥筒上的各自的毛毡，以及位于各对相邻干燥器之间且在各干燥器之下的真空辊，以提供相续排列的上部覆有毛毡的单排干燥器段，其中的纸幅在段与段之间输送时，基本上不会由于粘连式转运而中断牵引。
各干燥器段中的干燥筒的平均个数最好是5或更少，但是每个干燥器段中的干燥筒个数可少至4个甚至3个以下。
本发明的真空导辊可以设在干燥筒的极近邻近区，例如离干燥筒的表面只约有2～5英寸远。但是也可将这种真空导辊设在距干燥筒1英尺或更远的地方，这时应把一真空箱设在为干燥筒与真空辊限定的一个袋状部位内。此外，这种真空辊可以是那种无内部装置的有孔式真空辊，其中的真空则是通过位于这些无内部装置的真空辊上方的真空箱提供的抽真空效应产生的。
同一干燥器组中的先有技术的各干燥筒是以相同的速率转动，这是因为它们是由共同的毛毡覆盖而在一起被驱动，或是被机械地连接到一或两个从动的筒上所致。本发明与先有技术的明显的不同之处是，对于干燥器段内的许多干燥辊提供了独立的直接驱动，因而不仅能在干燥器段之间同时还能在干燥器段之内从一个干燥器到另一个干燥器之间调节纸幅的速度。
本发明提出的另一原理是，在各个干燥器段内从湿端朝向干燥段的中心增加干燥筒的个数，然后，随着干燥段延伸向其干燥端而减少干燥筒的个数。这一特点最主要的是能控制干燥器到干燥点的速度差，这在干燥过程的初始阶段和终结阶段是最为需要的，而在有选择地干燥的中央区需要如此作的程度则较少。
本发明的其它特点与优点可通过下面参照附图对本发明所作的描述获得理解。
图1示意地表明本发明的第一实施例。
图2示意地表明本发明的第二实施例。
图3示明真空箱的应用以及沿图1与图2实施例中的长的蒸发路径的情形。
图4示明图1与图2实施例的另一种单排式干燥段的变型。
图5示明从干燥器到干燥器的速度控制器。
下面详述本发明的实施例。
图1示明的干燥段10包括编号从I至IX的九个干燥器段，每个干燥器段I-IX都有干燥筒12和设在干燥筒12之间并在它们下方的真空辊12，限定出上部由毛毡覆盖的单排干燥器段。每个干燥器段I-IX横覆以各自的毛毡16，而纸幅18即以周知方式以其底面20有毛毡16压到干燥筒12上，同时在干燥器12之间并绕到真空辊14之上导引。从最后一个干燥器段IX中最后一个干燥器22引出的纸幅18，视具体情况再导引到造纸机的其它部段，例如压光机、涂布机、后干燥器以及卷取机等等(未示明)。
注意到干燥器段I中的干燥器数是2；而在其余各段II-IX中的干燥器12的个数分别是3、4、5、6、5、4、3与2。换言之，各段中的干燥器的平均数是3.25。其次，在纸幅第一次从压榨段引出而与第一干燥器段I的第一干燥器12接合处，干燥器的个数最少。干燥器的个数在朝向干燥段10中心的方向渐增，然后逐渐减少，使得与干燥段10中干燥端相邻的干燥器数是2或是3。
正如所指出的，这是显然有别于传统上设想的提倡在干燥段中多设置而不是少设置干燥器，以减少干燥段中毛毡16、毛毡辊24和其它部件等的数目的那种作法。
除了每个干燥器段中平均只包括3.25个干燥器之外，图1中的干燥段10不同于先有技术中的还在于它包括有9个干燥器段，这远多于先有技术中所提出的双排干燥段中一般为4个或至多为5个的干燥器段以及全为单排的干燥段中的6个干燥器段或至多为7个的干燥器段。应该注意到，尽管图1中的干燥段10提供了每个干燥器段中平均为3.25个干燥器，但本发明的原理一般地说是可以推广到每个干燥器段中的干燥器数平均约在5.5之下的那些干燥器段。
在本发明的干燥段10中，纸幅18最初被加热，然后在较靠近干燥段湿端的更上游的干燥器段I-IV中开始蒸发过程。在此，纸幅初始时伸展，因而弯沉，使它不能适当地和牢靠地在毛毡16横越真空辊14之上时贴合到此毛毡的外表面上。这样就会使纸幅破裂、纸幅皱折或是以其它形式损害到纸幅的最终质量。
相反，在干燥过程的较后几个阶段，例如当纸幅在干燥器段VI-IX中进行干燥时，这时的纸幅可能收缩。必须适应这种收缩来防止纸幅破裂。
为了补偿纸幅在早期干燥阶段的伸展和/或皱折和在后期阶段的破损，本发明还为许多甚至为全部的干燥器12提供了各自的驱动装置。这一特点表现为各个干燥器12连接有各自的驱动机构30，这样就能在同一干燥器段中提供干燥器到干燥器的较小的速度变化。干燥器的驱动机构30其本身在这项技术中是已知的，例如可从Voith公司的美国专利5311672号与4820947号中了解，这两件专利中的内容已综合于此作为参考。
虽然图1中对各个干燥器12示明有其相应的驱动装置，但并不一定要给各个干燥器设置一个独立的驱动装置。确切地说，重要的是在认定将发生伸展或收缩处设置这种驱动装置30，以便调节和补偿伸展和/或收缩。在此应该注意到，要是毛毡16将干燥筒贴合得非常之紧，则通过加速下游的干燥器就能使此毛毡略微伸展，这样就能消除松弛现象，即消除纸幅的伸展。相反，在趋近干燥段的干燥端时，由于毛毡紧紧地贴合着干燥器，毛毡本身通常略被伸展，因此使下游干燥器减速就有可能消除或松驰纸幅中一定的应力，结合使用很少的几个干燥器组和在这些组之间作负向牵引，就可完全补偿纸幅的收缩。这样便得以在整个干燥段上实现对纸幅的伸展/收缩性质进行有效的和更好的控制。
在这一整个说明书中，谈到干燥器的驱动时是包括真空辊的。这样，不论是干燥器或是真空辊或是这两者的组合，都可以被驱动来实现上述的为补偿纸幅的收缩和/或伸展所作的控制。
图5示明一种干燥段50，它与图1中的干燥段10类似，包括干燥筒12、真空辊14、各干燥器驱动器30以及毛毡16。实际的造纸机驱动段需要用到的干燥器比图中所示的15个要多，但图15表明了本发明的干燥段的一种变型，其中各干燥器段的干燥器数是2或3，而平均约为2.5个。同时还应注意到各条线路52，它们将驱动器30耦连到一中央速度控制器或调节器54上，根据本发明的原理来控制各个干燥器的速度。
类似地，图2示明一种具有11个编号从I至X1干燥器段的干燥段60，各干燥器段包括有毛毡16、干燥器12、真空辊14、毛毡辊24、驱动器30，等等。这十一个干燥器段组成的干燥段60所包括的干燥器段数约为通常干燥段中所见干燥器段数的2倍甚至多达4倍。
图3表明本发明并不限于如图1、2与5所示，将真空辊14设于干燥器12的近邻处。这就是说，本发明的原理适用这样的真空辊62并可以用这样的真空辊62来实现，这些真空辊可以是无内部装置的真空辊，它们离开干燥筒12的表面有相当一段距离，例如1～1.5英尺。这里的真空是由真空箱64提供，后者所提供的真空使得纸幅在纸幅-毛毡于干燥器之间和环绕真空辊62的相结合运行中保持成贴合于毛毡之上。
同样，本发明也不限于图1、2与5中所示的全在上部覆以毛毡的单排式干燥器段。具体地说，可以如图4所示，相续的这些干燥器段可以交替地反转，使得图2中箱形区66中的干燥器12可以定向成，让第三干燥器组III中的干燥器排列在第II组中干燥器之下的一个较低的平面内，而以真空辊14定位于这些干燥器之上，如图所示。这里的毛毡16通过在干燥器下方的行进成为一个围绕干燥器的环圈，造成了一个底部用毛毡覆盖的干燥器段，这个段中的干燥器12依反时针走向转动，与上部覆有毛毡的干燥器段中干燥筒的顺时针走向的转动相反。
尽管本发明业已相对于它的特殊的实施例作了说明，但它的许多其它的变型与改进形式以及其它的用途则是内行的人可以认识到的。为此最好不要把本发明局限于这里所公开的具体内容，而只应由后附权利要求书来限定它的范围。
权利要求
1.在造纸机干燥段中干燥纸幅的一种方法，此方法包括下述步骤将纸幅引过具有一批干燥器段的干燥段，每个干燥器段包括多个干燥器和用来将纸幅压贴到这些干燥器上的相应的毛毡，至少有几个这些干燥器段中的至少几个干燥器，是以能使干燥器段内从干燥器到干燥器之间有速度差的方式来独立驱动；以及在这几个被独立驱动的干燥器之间调节从干燥器到干燥器的速度，来补偿纸幅的伸展和/或收缩。
2.如权利要求1所述的纸幅干燥方法，特征在于此方法还包括在整个干燥段对纸幅的伸展与收缩进行控制。
3.如权利要求1所述的纸幅干燥方法，特征在于至少有某些个干燥器段所包括的干燥器少于四个。
4.如权利要求1所述的纸幅干燥方法，特征在于它还包括在干燥器段之间调节牵引力以进一步对纸幅的伸展和/或收缩进行补偿。
5.如权利要求1所述的纸幅干燥方法，特征在于干燥段包括一组位于它的湿端附近的一组干燥器段以及位于它的干燥端附近的第二组干燥器段，所有这些干燥器段中的干燥器平均个数少于五个。
6.造纸机用的干燥段，此干燥段包括一批干燥器段，每个干燥器段包括一批干燥器和至少一块横覆到这些干燥器上用来将纸幅压贴到干燥器上的毛毡；其中每个干燥器段中的平均干燥器数少于五个。
7.如权利要求6所述的干燥段，特征在于上述平均干燥器数少于四个。
8.如权利要求6所述的干燥段，特征在于上述平均干燥器数少于三个。
9.如权利要求6所述的干燥段，特征在于整个干燥段中的干燥器段的个数多于七个。
10.如权利要求6所述的干燥段，特征在于整个干燥段中的干燥器段的个数多于九个。
11.如权利要求6所述的干燥段，特征在于它还包括一批独立的干燥器驱动器，每个干燥器驱动器与一个相应的驱动器耦连，同时还包括有控制所述相应驱动器转速的装置，用来产生从干燥器到干燥器的速度变化以补偿纸幅的伸展和/或收缩。
12.如权利要求6所述的干燥段，特征在于此干燥段包括设在它的湿端附近的第一组干燥器段和设在它的干燥端附近的第二组干燥器段，其中沿着此干燥段的加工方向，在所述的这些干燥器段中相续的一个个的干燥器段中的干燥器个数在所述第一组干燥器段中增加而在所述第二组干燥器段中减少。
13.如权利要求6所述的干燥段，特征在于所述的干燥器段包括有干燥器之间的真空辊，限定出上部由毛毡覆盖的干燥器段。
14.如权利要求6所述的干燥段，特征在于所述干燥器段包括有在干燥之间的真空辊，限定出上部由毛毡覆盖的干燥器段，其中的真空辊是内部无装置的真空辊且包括有外部真空箱用来对这些无内部装置的真空辊进行抽真空。
15.如权利要求13所述的干燥段，特征在于它还包括有粘连式转运结构用来在干燥器段与干燥器端之间转运纸幅。
16.如权利要求13所述的干燥段，特征在于所述真空辊是内部无装置的有孔式真空辊，它包括有用来给真空辊提供真空的真空箱。
17.如权利要求11所述的干燥段，特征在于位于此干燥段干燥端最近处最后一对干燥器段中，基本上是所有的干燥器的转速都由干燥器驱动器独立控制。
18.如权利要求6所述的干燥段，特征在于它还包括一批在干燥器之间的真空辊以及一批独立的真空辊驱动器，每个真空辊驱动器都同这些真空辊中对应的一个耦连，同时还包括有用来控制所述相应真空辊转速的装置，以产生干燥器到干燥器的速度变化来补偿纸幅的伸展或/和收缩，其中在位于此干燥段干燥端最近处最后一对干燥器段中，基本上是所有的干燥器的转速都由真空辊驱动器独立控制。
19.如权利要求11所述的干燥段，特征在于在此干燥段干燥端最近处的含有最后四个干燥器段的至少一个组中，基本上是所有的干燥器的转速都由干燥器驱动器独立地控制。
20.如权利要求6所述的干燥段，特征在于它包括一批设在干燥器之间的真空辊以及与这批真空辊作一一对应耦连的一批真空辊驱动器，还包括有用来控制所述相应真空辊转速的装置，以产生从干燥器到干燥器之间的速度变换来补偿纸幅的伸展和/或收缩，其中在此干燥段干燥端最近处的含有最后四个干燥段的至少一个组中，基本上是所有的干燥器的转速都由真空辊驱动器独立地控制，使得这最后四个干燥器段的速度将会下降或保持到不超过与这四个干燥器段前面的干燥器段相关联的速度。
全文摘要
用于造纸机的干燥段，它包括较多个数的干燥器段而各个干燥器段中的干燥器数则较少，以及用来独立地驱动许多干燥器的装置。每个干燥器段中的干燥器平均个数不超过5个而最好不超过4个。通过在每个干燥器段中设置较少个数的干燥器并独立地驱动多个干燥器，就能在干燥过程的初始阶段更精密地补偿纸幅的伸展，并在干燥过程的后面阶段更精密地补偿纸幅的收缩。
文档编号D21F5/00GK1156196SQ96112779
公开日1997年8月6日 申请日期1996年10月18日 优先权日1996年10月18日
发明者马库斯·厄克斯勒 申请人:沃伊斯·萨尔泽造纸机械股份公司