專利名稱：用于在紙漿懸浮液流中產(chǎn)生湍流的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在紙漿懸浮液流中產(chǎn)生并維持湍流的方法，其中紙漿懸浮液流經(jīng)一湍流發(fā)生器被送入網(wǎng)前箱的堰板管并從此處經(jīng)堰板開(kāi)口被送至成網(wǎng)機(jī)，在該方法中，紙漿懸浮液流借助于湍流管被分成多個(gè)疊置層，此后形成并維持湍流的元件便在其上發(fā)揮作用。
本發(fā)明還涉及一種造紙機(jī)網(wǎng)前箱的湍流發(fā)生器，其包括多個(gè)重疊的、按行布置并在網(wǎng)前箱的整個(gè)寬度上伸展的湍流管，通過(guò)這些管子從網(wǎng)前箱被送入成網(wǎng)機(jī)的紙漿懸浮液流被布置成是流動(dòng)的，湍流管具有位于管入口和出口之間的流動(dòng)橫截面區(qū)的梯狀擴(kuò)展部分，此外，多個(gè)從管行之間開(kāi)始并伸展至網(wǎng)前箱的堰板管的網(wǎng)前箱間隔物或薄板(lamellae)可與湍流發(fā)生器相連。
在多半現(xiàn)有的湍流發(fā)生器中，所有湍流管都是相同的，因?yàn)槟康亩际菫榱嗽诩垵{流的不同部分中實(shí)現(xiàn)均勻湍流。這樣的湍流發(fā)生器在紙幅的底部、表面和中間層之間沒(méi)有什么影響。不過(guò)在紙幅成形時(shí)，所述層在不同的時(shí)刻脫水。在長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)的造紙網(wǎng)上，表面層最后被脫水，而在縫隙成形器中，最后被脫水的層是中間層。
在US 5 124 002的專利說(shuō)明書(shū)中，披露了一種湍流發(fā)生器，其中疊置層中湍流管的流動(dòng)橫截面區(qū)在大小和形狀上不同，有利的是，管子之間的相互間隙也不同。這樣一來(lái)，不同的微湍流量可在從湍流發(fā)生器排放到堰板管中的紙漿懸浮液流的不同層中產(chǎn)生，并且可制造成在疊置層中具有不同纖維定向的紙。每個(gè)湍流管的流動(dòng)橫截面區(qū)從管子的第一部分到其端部都保持相同。
這樣的湍流發(fā)生器在本領(lǐng)域中也是已知的，其中湍流管的流動(dòng)橫截面區(qū)至少在管入口和出口之間的一點(diǎn)梯狀擴(kuò)展或逐步擴(kuò)展。在本領(lǐng)域已知的湍流發(fā)生器中，管子的擴(kuò)展點(diǎn)距離所有管子中的管出口的間距相同。一種現(xiàn)有的該設(shè)計(jì)披露在美國(guó)專利說(shuō)明書(shū)5 183 537中。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于實(shí)現(xiàn)一種應(yīng)用，其中與當(dāng)前使用的湍流發(fā)生器相比，在網(wǎng)前箱后于成形器中最后被脫水的紙漿懸浮液層的湍流更接近于成形過(guò)程中的最佳量。因而，獲得一種這樣的紙漿懸浮液流，其中的湍流“最新鮮”，也就在“運(yùn)行”時(shí)間最長(zhǎng)的液流的層中維持最持久。當(dāng)在液流中產(chǎn)生湍流的因素所起的影響停止時(shí)，湍流開(kāi)始快速減速。湍流產(chǎn)生后湍流越新鮮，液流擴(kuò)展的長(zhǎng)度就越短。
為了實(shí)現(xiàn)所述目的和下面所披露的目的，本發(fā)明方法的特征在于，通過(guò)將產(chǎn)生并維持湍流的元件布置成與網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口間隔不同距離而在液流不同相位中液流的不同層中產(chǎn)生湍流，從而在紙漿懸浮液流的不同層中產(chǎn)生不同的湍流。
相應(yīng)地，本發(fā)明湍流發(fā)生器的特征在于，疊置管行中湍流管的擴(kuò)展點(diǎn)離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口的距離和/或與管行相聯(lián)系的拖刀元件的尖端離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口的距離是不同的，這樣在堰板開(kāi)口處，紙漿懸浮液流不同層中的湍流不同。
在本發(fā)明的一有利實(shí)施例中，湍流發(fā)生器的各湍流管的擴(kuò)展點(diǎn)是這樣成梯狀的，即在疊置的湍流管行中，流動(dòng)橫截面區(qū)的擴(kuò)展部分與網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口間隔不同的距離。湍流管的橫截面區(qū)擴(kuò)展的相位越晚，當(dāng)紙漿懸浮液流從網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口排放到成形造紙網(wǎng)上或排放到成形造紙網(wǎng)之間的間隙中時(shí)產(chǎn)生的湍流就越新鮮。作用在最后脫水的紙漿懸浮液流層上的湍流管的擴(kuò)展點(diǎn)在流動(dòng)方向上處于最后，也就是說(shuō)，離堰板開(kāi)口最近。
除了使擴(kuò)展點(diǎn)成階梯狀外，或代替之，可這樣在紙漿懸浮液流的不同層中產(chǎn)生不同的湍流，即在湍流管后設(shè)置伸展到堰板管的拖刀元件，其在疊置的液流層中伸展至距網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口不同的距離。拖刀元件的長(zhǎng)度可是固定的，或者它們的長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)，如在US專利說(shuō)明書(shū)4 133 713中那樣?；蛘?，可調(diào)節(jié)拖刀元件在網(wǎng)前箱縱向上的固定點(diǎn)，如在FI專利說(shuō)明書(shū)88317中那樣。拖刀元件所起的目的是為了盡可能在不同的湍流已首先在層中產(chǎn)生后使紙漿懸浮液流的不同層分離，例如，使擴(kuò)展部分成梯狀或采用不同液流橫截面積的湍流管。拖刀元件維持并加強(qiáng)了不同層之間湍流的差異?；蛘?，所有的拖刀元件可具有相等的長(zhǎng)度，從而僅借助于湍流管的結(jié)構(gòu)差異就能實(shí)現(xiàn)不同層中不同量的湍流。
圖1示意性地表示了具有本發(fā)明湍流發(fā)生器的一網(wǎng)前箱，該湍流發(fā)生器特別適于與一縫隙成形器連用；圖2表示了一湍流發(fā)生器，其特別適于與一長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)或混合物成形器連用；圖3表示了一特別用于縫隙成形器的本發(fā)明第二實(shí)施例中的湍流發(fā)生器；圖4表示了一適用于長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)和混合物成形器的湍流發(fā)生器；圖5表示了一適用于縫隙成形器的湍流發(fā)生器，其中結(jié)合了本發(fā)明的兩個(gè)有利實(shí)施例。
湍流發(fā)生器10的湍流管14a1...14a5被布置在5個(gè)疊置的行R1...R5中，這些行在網(wǎng)前箱2的整個(gè)寬度上沿機(jī)器橫向伸展。每個(gè)單獨(dú)的湍流管14a1...14a5包括一個(gè)在橫截面中相對(duì)窄的初始部分15，而在點(diǎn)16處逐步擴(kuò)展至寬于初始部分15的端部部分17。優(yōu)選的是，管的初始部分15的橫截面為圓形，而端部部分17在擴(kuò)展處16為圓形，但在堰板錐體12側(cè)終結(jié)為矩形，從而頸部18留在了疊置的湍流管14a1...14a5之間。眾所周知，后者部分的橫截面也是不同的，比如為三角形、方形或多邊形。湍流管14a1...14a5中流動(dòng)橫截面區(qū)的擴(kuò)展部分16導(dǎo)致紙漿懸浮液流經(jīng)湍流發(fā)生器10的流速發(fā)生變化，并增加了湍流量。
因而，湍流管的每一行Rn都包括多個(gè)平行的湍流管14an，這些湍流管在所述的水平行Rn中相同。下標(biāo)n指的是從最靠上的管子開(kāi)始編定的管子序號(hào)1-5。就液流管14an的擴(kuò)展點(diǎn)16以距網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口13不同的距離ln位于不同的管行R1...R5中而言，疊置的湍流管14a1...14a5彼此不同。所述距離ln是按l1＝l5＞l2＝l4＞l3的次序減小的。
圖1中的網(wǎng)前箱是要與縫隙成形器連用的。當(dāng)紙幅在兩造紙網(wǎng)之間被脫水時(shí)，其中間層被最后脫水。為了盡可能也在最后被脫水的漿流的中間層中實(shí)現(xiàn)均勻的成形而維持足夠的微湍流量，最中心行管R3中的擴(kuò)展部分16分別離湍流發(fā)生器10的出口端和網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口13最近，在最靠上的R1管和最靠下的R5管的行中，擴(kuò)展部分16離湍流發(fā)生器10的出口端最遠(yuǎn)。
圖2表示了一湍流發(fā)生器10，其特別適于與從長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)造紙網(wǎng)部分開(kāi)始的成網(wǎng)單元連用。該裝置包括4個(gè)湍流管14b1...14b4的疊置行R1...R4。湍流管的擴(kuò)展點(diǎn)16在此例子中逐步增長(zhǎng)，因?yàn)樽羁肯碌墓苄蠷4的湍流管14b4的擴(kuò)展部分16和堰板開(kāi)口13之間的距離l4最大，而在最靠上的管行R1中，相應(yīng)的距離l1是最小的。噴射到長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)造紙網(wǎng)上的紙漿懸浮液流的最下層被首先過(guò)濾，而最上層被最后過(guò)濾。為了使湍流在最后被脫水的上部紙漿懸浮液層中維持得長(zhǎng)一些，流動(dòng)橫截面區(qū)的擴(kuò)展部分16的位置在該實(shí)施例中呈梯狀，這樣離長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)造紙網(wǎng)位置最近的最靠下的管行R4中的擴(kuò)展部分16在流動(dòng)方向上處于最先，而離長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)造紙網(wǎng)最遠(yuǎn)的最靠上的管行R1中的管擴(kuò)展部分16在流動(dòng)方向上處于最后。
圖3示出了本發(fā)明又一實(shí)施例中用于縫隙成形器的湍流發(fā)生器。此時(shí)，位于湍流管14c1...14c4的窄初始部分15和其寬后部部分17之間的梯狀擴(kuò)展部分16沿流動(dòng)方向處于湍流管所有的四個(gè)疊置行R1...R4中，與網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口13距離相同。反之，疊置的湍流管14c1...14c4具有不同的橫截面，這樣最上部和最下部的湍流管14c1和14c3的橫截面積小于兩個(gè)最中心的湍流管14c2和14c3的橫截面積。液流管的橫截面越大，管中產(chǎn)生的湍流尺寸就越大。較大尺寸的湍流也比較小尺寸的湍流降速得慢。
圖3中的湍流發(fā)生器還包括3個(gè)拖刀元件20a1...20a3，其作為伸展部分緊固在頸部18上，從而使3個(gè)疊置的管行R1...R3相互分離，所述元件伸展到網(wǎng)前箱的堰板錐體12。設(shè)置拖刀元件20a1...20a3的目的是為了使來(lái)自湍流管14c1...14c4的、不同大小湍流的紙漿懸浮液流相互分離，此外還產(chǎn)生和/或維持液流的湍流。在設(shè)計(jì)本發(fā)明時(shí)，所述3個(gè)拖刀元件20a1...20a3長(zhǎng)度不同，這樣最上部和最下部的拖刀元件20a1和20a3便伸展至距網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口13相同的距離S1＝S3處，最中心的拖刀元件20a2比其它的短，伸展至距堰板開(kāi)口13的距離為S2處。
圖4中的湍流發(fā)生器是用于長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)或混合物成形器的。如圖3所示，該實(shí)施例中布置在3個(gè)疊置行R1...R3中的湍流管14d1...14d3的橫截面積也不同，這樣最下部管行14d3中的橫截面積為最小，而最上部管行14d1中的橫截面積也即液流中產(chǎn)生的湍流尺寸為最大。這樣布置作為延長(zhǎng)部分緊固在管行R1...R3上的兩個(gè)拖刀元件20b1、20b2的長(zhǎng)度，即，拖刀元件20b2的尖端距堰板開(kāi)口13的距離S2小于拖刀元件20b1相對(duì)應(yīng)的距離S1，其中拖刀元件20b2將兩個(gè)最下部的紙漿流分開(kāi)，而拖刀元件20b1將兩個(gè)最上部的紙漿流分開(kāi)。
圖5表示了適用于縫隙成形器的湍流發(fā)生器，其中圖1和圖3的技術(shù)被有利地結(jié)合起來(lái)。湍流管14a1...14a5的疊置行R1...R5中的擴(kuò)展點(diǎn)16呈梯狀，這樣最中心的湍流管14a3最后在流動(dòng)方向上擴(kuò)展，而兩個(gè)最側(cè)邊的湍流管14a1和14a5最先在流動(dòng)方向上擴(kuò)展。作為湍流管14a1...14a5的隔離物18的伸展部分，布置有4個(gè)拖刀元件20c1...20c4，兩個(gè)最中心的拖刀元件20c2和20c3的尖端距邊緣的距離S2＝S3要小于兩個(gè)更接近于邊緣的拖刀元件20c1和20c4的相應(yīng)距離S1＝S4。
本發(fā)明的幾種其它改型同樣落在下面權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。例如，當(dāng)分層的湍流早已在上述湍流管內(nèi)產(chǎn)生于紙漿懸浮液流中時(shí)，將疊置流相互分離開(kāi)的拖刀元件可具有相同的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種在紙漿懸浮液流中產(chǎn)生并維持湍流的方法，該紙漿懸浮液流通過(guò)一湍流發(fā)生器(10)被送入網(wǎng)前箱的一堰板管(12)中，并從此處通過(guò)一堰板開(kāi)口(13)被送至成網(wǎng)機(jī)，在該方法中，紙漿懸浮液流借助于湍流管(14nn)被分配到多個(gè)疊置層中，此后產(chǎn)生并維持湍流的元件(16、20)作用于其上，其特征在于，通過(guò)將產(chǎn)生并維持湍流的元件(16、20)布置成與網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)相距不同的距離，使湍流在液流的不同相位中產(chǎn)生于液流的不同層中，從而在堰板開(kāi)口(13)處，在紙漿懸浮液流的不同層中產(chǎn)生不同的湍流。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，就產(chǎn)生并維持湍流的元件來(lái)說(shuō)，使用湍流管(14)的流動(dòng)橫截面區(qū)的梯狀延展部分(16)，其以相距網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)不同的距離(ln)位于湍流管(14nn)的疊置行(Rn)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，就產(chǎn)生并維持湍流的元件來(lái)說(shuō)，使用湍流管(14nn)的出口端上的拖刀元件(20)，其向網(wǎng)前箱的堰板管(12)延伸，其尖端與網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)相距的距離(sn)被布置成在疊置的液流層之間不同。
4.如前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在給產(chǎn)生并維持湍流的元件(16、20)定尺寸時(shí)，要考慮位于網(wǎng)前箱后面的成網(wǎng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵诔删W(wǎng)機(jī)中最后脫水的紙漿懸浮液流層中，所述元件(16、20)要比在最先過(guò)濾的紙漿懸浮液流層中更接近網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)。
5.一種用于造紙機(jī)的網(wǎng)前箱的湍流發(fā)生器(10)，該湍流發(fā)生器包括多個(gè)疊置的、按在網(wǎng)前箱的整個(gè)寬度上伸展的行(Rn)布置的湍流管(14an；14bn；14cn；14dn)，通過(guò)湍流管從網(wǎng)前箱被送到成網(wǎng)機(jī)的紙漿懸浮液流是流動(dòng)的，湍流管(14n)具有一個(gè)位于管子入口端和出口端之間間隙中的流動(dòng)橫截面區(qū)的梯狀擴(kuò)展部分(16)，此外多個(gè)從管行(Rn)之間開(kāi)始并伸展到網(wǎng)前箱的堰板管(12)的拖刀元件(20)連接到湍流發(fā)生器(10)上，其特征在于，在疊置的管行(Rn)中湍流管(14an；14bn；14cn；14dn)的擴(kuò)展點(diǎn)(16)離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)的距離(ln)和/或與管行(Rn)相聯(lián)系的、拖刀元件(20)的尖端離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)的距離(Sn)是不同的，這樣在堰板開(kāi)口(13)處，紙漿懸浮液流不同的層中產(chǎn)生不同的湍流。
6.如權(quán)利要求5所述的湍流發(fā)生器，其特征在于，在湍流管的疊置行(R1...R5)中，擴(kuò)展部分(16)離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)越近，所述管行離湍流發(fā)生器(10)的最中心管行(R3)越近(圖1和5)。
7.如權(quán)利要求5所述的湍流發(fā)生器，其特征在于，在湍流管的疊置行(R1...R5)中，擴(kuò)展部分(16)離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)越近，所述管行離湍流發(fā)生器(10)的最下部管行(R4)越遠(yuǎn)(圖2)。
8.如權(quán)利要求5所述的湍流發(fā)生器，其特征在于，疊置管行(Rn)的湍流管(14cn；14dn)具有不同的液流橫截面積，并且與管行(Rn)相聯(lián)系的、拖刀元件(20an；20bn)的尖端離網(wǎng)前箱的堰板開(kāi)口(13)的距離(Sn)不同。
9.如權(quán)利要求8所述的湍流發(fā)生器，其特征在于，疊置管行(R1...R4)的湍流管(14c1...14c4)具有越大的液流橫截面積，所述管行(R1...R4)就離湍流發(fā)生器(10)的最中心管行(R2，R3)越近(圖3)。
10.如權(quán)利要求8所述的湍流發(fā)生器，其特征在于，疊置管行(R1...R3)的湍流管(14c1...14c3)具有越大的液流橫截面積，所述管行(R1...R3)就離湍流發(fā)生器(10)的最下部管行(R3)越遠(yuǎn)(圖4)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在紙漿懸浮液流中產(chǎn)生并維持湍流的方法,該紙漿懸浮液流通過(guò)一湍流發(fā)生器(10)被送入網(wǎng)前箱的一堰板管(12),并從此處通過(guò)一堰板開(kāi)口(13)被送至成網(wǎng)機(jī)。本發(fā)明還涉及湍流發(fā)生器,該湍流發(fā)生器包括許多疊置的、布置在沿網(wǎng)前箱的整個(gè)寬度伸展的行(R
文檔編號(hào)D21F1/02GK1377435SQ00813871
公開(kāi)日2002年10月30日 申請(qǐng)日期2000年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月4日
發(fā)明者薩卡里·蘇尼 申請(qǐng)人:麥特索紙業(yè)公司