用于造紙機或紙板機的流漿箱的制作方法

專利名稱：用于造紙機或紙板機的流漿箱的制作方法
用于造紙機或紙板機的流漿箱本發明涉及一種用于造紙機或紙板機的流漿箱，帶有用于將纖維懸濁液輸送至導 引裝置中的至少一個第一輸送裝置，該導引裝置與噴嘴相連，所述懸濁液通過縫隙從所述 噴嘴中流出，并且帶有用于配量至少一種輔助材料，如填料或各種化學試劑，尤其是造紙化 學試劑，如助留劑的配料裝置。此外，本發明還涉及一種帶有這種流漿箱的造紙機或紙板機。此外，本發明還涉及一種用于將至少一種輔助材料，如填料或各種化學試劑，尤其 是造紙化學試劑，如助留劑配量到帶有流漿箱的造紙機或紙板機的至少一個流動層的方 法，該流漿箱具有帶濾網側出口的噴嘴腔。紙和紙板是一種平面的、主要由植物纖維和輔助材料構成的材料。在工業上主要 借助造紙機，如長濾網造紙機來制造這種材料。在造紙機的濕部中給分散在水中的纖維，大 多為木纖維脫水。在這種情況下，只要紙漿也仍未經過稀釋，將固體懸浮物或纖維懸濁液通 常簡稱為原料，造紙材料或簡單地僅稱為材料。所述材料借助流漿箱涂敷在濾網帶上，該濾 網帶可設計為如WO 01/83882 A2所述的帶有上部濾網和下部濾網的雙層濾網。涂敷在濾 網帶上的材料也稱作紙幅面或簡稱為幅面。導入流漿箱中的纖維懸濁液的主要組成部分并因此制成的紙或紙板的主要組成 部分是植物的纖維原材料，也稱作半成品，木料，但越來越多地也用可回收的廢紙或化學纖 維作為原材料的主要來源。相反，制造紙和紙板所使用的非纖維質的材料稱作紙輔助材料 或簡稱為輔助材料。尤其如填料或各種化學試劑(也稱作造紙化學劑)的材料算作輔助材料。與上述 輔助材料相結合，所謂的助留劑發揮很重要的作用，該助留劑尤其有助于將填料和微細材 料保留在紙幅面中，即，將填料和微細材料連接在纖維上。造紙機上的流漿箱的主要任務是，局部地，亦即，沿寬度，簡稱為⑶的“橫向”，并 且有時候，亦即，沿造紙機運行方向，簡稱為MD的“機器方向”均勻地將含纖維和輔助材料 的懸濁液分布在環形的濾網帶上。已知借助分配頭劃分成一些區段的流漿箱形成多層幅 面。在脫水時，由纖維懸濁液在紙張形成過程中產生纖維氈，該纖維氈隨后被壓縮，并且在 造紙機的干燥部被干燥。已知有不同的實施形式的流漿箱。為了使紙材料均勻地流到一個成形濾網或一些 成形濾網上，根據DE 696 13 689 T2所述的流漿箱可以具有入口分配頭或分配器，該入口 分配頭或分配器一般具有逐漸收縮的配置結構。在入口分配頭和蓄積裝置之間，后者也稱 作流漿箱的噴嘴，可存在大量的、以管狀電池組的方式均勻布置的分配管。例如WO 02/063097 A2公開了一種成形裝置和一種用于這種成形裝置的流漿箱。 該流漿箱包括至少一個材料懸濁液輸送管，具有多個通道的渦流塊和/或具有多個通道的 管式發電機(Rohrgenerator)和流漿箱噴嘴，該噴嘴的懸濁液射束碰到脫水帶露在外的或 暴露的表面上，其中，至少一部分通道和/或流漿箱噴嘴配設有形成渦流的裝置，使得在穿 過相關通道懸濁液或在流漿箱噴嘴中導引的懸濁液支流中產生渦流，并且其中，懸濁液射 束在其背對脫水帶的側面至少部分地通過側壁覆蓋。
DE 697 19 756 T2記載了一種帶有用于混合稀釋流與紙漿流的裝置的流漿箱，該 紙漿流由造紙機或紙板機的進入噴口排出，其中，優選為稀釋水的稀釋流與紙漿流相混合， 所述稀釋流從優選與集流管連接的進入噴口中流出，該集流管布置在進入噴口之后。在這 種流漿箱結構中，幅面沿濾網寬度的紙張重量由流量調節閥調節，所述流量調節閥可讓期 望的稀釋流到達沿流漿箱寬度的不同位置處。DE 696 12 584 T2記載了一種用于多層流漿箱的材料輸送系統和一種運行多層 流漿箱的方法，在該系統中，由相同新鮮材料制成的材料成分被供應到多層流漿箱的各入 口分配器中，在該系統中，將需要的化學試劑和填料添加到所述新鮮材料的各分開的區段 中。在多層流漿箱的流漿箱系統中引入至少一個稀釋水管道。從DE 697 15 900 T2中得到一種用于造紙機或紙板機的多層流漿箱，其中所述多 層流漿箱沿寬度具有用于稀釋水的分配閥。DE 699 20 426 T2記載了一種用于在紙板機的幅面成形單元中涂覆由混合物構 成的層的方法，其中，由相同的中間紙漿生成兩個支流。對于構成布置在待結合的層的側面 上的側面的其中一個支流，在泵前的點上，泵后的點上和/或機器濾網之后的點上添加混 合物，以提高層中細微材料的含量和側面之間的連接牢固性。之后，支流進入多層流漿箱 中，該多層流漿箱以通常的方式具有進入噴口，與各進入噴頭連接的集流管，與集流管連接 的中間腔，渦流發成器和渦流管，在渦流發生器之后的出口噴嘴圓錐體和用于分離出口噴 嘴圓錐體中各層的側翼。如開頭說明的那樣，通常在流漿箱之前，在材料中加入尤其是助留劑和凝結劑，助 留劑和凝結劑公知用于控制脫水和控制纖維漿的濃度。它們在制造紙和紙板時完成這樣的 任務，由轉移或形成橋接實現纖維和填料的結合，并且在產品質量方向對滯留和脫水特性 產生積極的影響。作為助留劑使用的的高分子化合物，如聚胺，聚酰胺，聚環酰胺，聚乙烯，陽離子型 淀粉和瓜兒膠。將聚胺和聚乙烯作為除水劑。迄今在造紙過程中，如這也從以上引述的現有技術中得知，尤其是助留劑一般在 篩分器之前或之后，而在流漿箱之前，各種情況下在分配器前或最遲在分配器中添加。篩分 器或分選器，在造紙專業術語中也稱作濾網，例如可以設計為垂直篩分器或機器篩網。已知 它們用于在纖維懸濁液進一步導入流漿箱之前清潔纖維懸濁液。申請人:通過提高流漿箱中的壓力損失抑制纖維懸濁液絮凝的嘗試表明，這種措施 明顯減小了在篩分器之前或緊接在篩分器之后配量的助留劑的作用。由DE 696 13 689 T2可知一種類似的結果。在此設計為，在聚胺承受逐漸增加 的、通常存在于紙材料中的剪力時，作為輔助材料的聚胺失去其功效，同時相同地朝流漿箱 出口運動。這是因為聚胺具有較高的分子重量，并且其長鏈在纖維懸濁液剪力作用下斷裂。 其它添加劑，如填料，在理想狀態下不均勻地沿紙幅面的厚度或Z-方向分布，而是聚集在 表面上。因此，DE 696 13 689 T2建議一種用于在流漿箱中注入添加劑的系統，沿紙幅面 的厚度方向有控制地注入用于改變紙材料的成分，尤其是沿所形成的紙幅面的寬度方向在 選擇的平面上輸入軟化劑，并且通過大量的輸送管卸載到流漿箱的入口分配器。眾所周知， 軟化劑的任務是改善紙的可展性、折疊性，膨脹性，吸附性能力和光潔性以及防止灰塵。應 用的材料如石蠟，四元氨基化合物，聚乙烯醇或聚醇類。
DE 102 55 842 Al完全在這種意義上也主張一種用于將化學試劑引入纖維懸濁 液中的裝置和方法。為了達到此目的，根據該專利文獻力求在造紙和制造紙板的過程中通 過在分選器和泵之前添加化學試劑成分充分使用在流體中引起渦流的裝置。在分選器或泵 的轉子葉片快速旋轉時產生非常明顯的、引起渦流的剪切區域。在實踐中，這樣產生的剪切 區域甚至可以表現得強烈到導致聚合鏈分開，這降低了作為助留劑的聚合體的作用。纖維 懸濁液通常容易凝聚成團，這在化學試劑的最優混合方面是一個問題。根據DE 102 55 842 Al，通過在流體中產生足夠的渦流來溶解凝團結構。用于流態化纖維懸濁液的有利的方法 存在于，在纖維懸濁液的流體通道的階梯狀擴展部分中生成渦流。在流體通道旋轉對稱的 擴展部中產生的剪切區域的強度足夠創造用于混合化學試劑的最佳條件，然而，保持所述 剪切應力顯著小于例如在由泵或分選器葉片產生的剪切區域中的剪切應力。在整個懸濁液 的體積中混合化學試劑的最佳方法存在于，將各種成分這樣地引入管的擴展部中，使得所 述各種成分在形成在擴展部后的循環渦流的邊界面上導引，并因此進入足夠強烈的、但未 分開聚合分子鏈的剪切區域。在此，化學試劑的配量可以在唯一一個管狀擴展階梯上進行 或者在多個上下相繼的管擴展階梯上進行。根據前述說明，所有上述現有技術具有的缺點是，各種紙化學試劑，尤其是助留劑 這樣地添加在流漿箱中，使得各紙化學試劑通過明顯的壓降或帶有強剪切區域的渦流區域 被破壞。因此，減弱或者會減弱尤其是高分子或聚合紙化學試劑，例如助留劑，如淀粉的作用。在WO 03/048452中記載了一種方法和使用該方法的、用于形成多層纖維幅面的 造紙機。該方法包括通過流漿箱輸送至少兩種不同的纖維懸濁液。所述流漿箱借助分隔壁 使纖維流相互分離，并且將纖維流輸送到紙張形成裝置。此外，流漿箱在薄片端部的出口處 形成橫向均勻流動的水層。所述水層這樣形成，即，其形成薄片的延續部或擴展部，由此抑 制纖維懸濁液流體層的混合。所述薄片設計為可沿基本垂直的方向自由移動，以實現纖維 懸濁液各層之間的壓力平衡，所述各層通過所述薄片分離，由此，在薄片的端部邊緣的下游 減小隨動渦流效應。DE 101 59 412 Al公開了一種造紙機的流漿箱，尤其是多層流漿箱。該流漿箱包 括噴嘴，該噴嘴的內腔至少局部被至少一個分隔壁或薄片分隔。由WO 82/03413，享有國際優先權的在后申請文本DE 31 12 972 Al也已經公開 了一種借助多噴嘴的層分隔裝置。后三個現有技術的缺點是，填料或細微材料和必要似的紙化學試劑，尤其是助留 劑在這樣的配量位置被加入，這些配量位置沿流動方向看跟隨有顯著的壓力下降或帶有 強烈剪切區域的渦流區，由此，減小或者會減小尤其是高分子或聚合酯化學試劑，例如助留 劑，如淀粉的功效。在紙和紙板的生產過程中需要通過纖維漿的流動特性對成品紙的品質和質量，尤 其是破裂特性和紙結構產生積極的影響。此外，在紙和紙板的生產過程中也需要解決這種矛盾的方法或流漿箱，S卩，一方 面，在流漿箱的規定區域，例如在噴嘴腔中，為了加強混合配量有紙化學試劑的纖維漿的各 成分期望有至少一定程度的渦流，然而，另一方面在規定的其它區域，例如在在多層流漿箱 中的材料層之間的分離層(這些為固定的或流體動態的薄片)中，尤其在流體動態的薄片流和纖維層之間的邊界面上不期望混合，并因此不期望產生漩渦或渦流，又一方面，不應尤 其通過渦流和由此引起的剪切區減小纖維漿的特定高分子或長鏈的含料的作用。通過按權利要求1所述的流漿箱或通過按權利要求12所述的造紙機或紙板機或 通過按權利要求13所述的方法滿足上述需求。按本發明的流漿箱的各種優選設計在權利 要求2至11中定義。在本申請中提到的輔助材料是指各種化學試劑，尤其是助留劑，如淀粉，也指水， 如淡水，稀釋的水，如白水，填料，微細材料或其它在造紙中使用的添加劑。與本領域的術語一致，以下將ζ-方向理解為垂直方向。所述機器方向，簡稱MD為 “機器方向”是材料幅面沿其輸送的方向，亦即，網帶(SietDband)在其面朝材料幅面的一側 沿該方向移動。MD也是這樣的方向，沿該方向所述流漿箱可讓材料連同加入的輔助材料一 起運動至網帶。橫向，簡稱⑶為的“橫向”是既與MD方向，也與ζ方向正交的方向。⑶方 向也是網帶的寬度延伸的方向，而MD是網帶長度延伸的方向。根據本發明，流漿箱是一種帶有至少一個用于至少一種輔助材料，尤其是助留劑 的配料裝置的多層流漿箱。這種流漿箱可在造紙機和紙板機中實現配料配量至少一種輔助 材料到至少一個流動經過流漿箱的白水流層。在多層流漿箱中存在多個層。根據本發明存 在至少一個導引纖維懸濁液的第一層和基本上導引白水的第二層。但也可以存在多個白水 層和/或多個纖維層。各層也可以由其它流動的介質組成。層例如也可以至少主要導引新 鮮水。更有利地，輸送各種材料的流動層沿流漿箱的Z方向交替布置。此外，根據本發明，所述流漿箱具有用于輸送基本上包括輔助材料的白水的第二 輸送裝置。此外，該流漿箱具有至少一個輸送纖維懸濁液的第一輸送裝置。第一和第二輸 送裝置又與分配管相連。此外，流漿箱具有沿機器方向收縮的、在濾網側帶有出口的噴嘴腔。此外設置與噴 嘴腔相連的導引裝置。在導引裝置中存在分隔裝置，如分隔壁。該分隔裝置用于在流漿箱， 尤其是導引裝置中分離或分隔各流動層。所述分隔裝置至少局部地向噴嘴腔的出口方向延 伸。除了分隔裝置，所述流漿箱也可具有活動的、從導引裝置延伸到噴嘴腔中的薄片。此外， 在導引裝置和噴嘴腔之間設有至少一個渦流發生器。尤其優選的是，將所述渦流發生器僅 設置在流動的第一層區域內，也就是設置在導引纖維懸濁液的層的區域內。然后，借助所述 用于第二流動層的白水的配料裝置已在分配管區域或輸送管的區域進行了輔助材料的配 量，而并沒減弱輔助材料，尤其是助留劑的作用方式。然后，在主要導引白水和輔助材料的 第二層區域不設置渦流發生器。因此，在所述層中僅產生很少的壓力下降，亦即，在這些層 中僅產生較低壓力和較少的渦流。可以由此防止輔助材料的聚合鏈的被破壞。若也在第二流動層中使用減小壓力的渦流發生器，則輔助材料至第二流動層中的 配量優選在渦流發生器之后，也例如在噴嘴腔區域中進行。在噴嘴腔中各層仍然可由薄片 分離。如前所述，所述流漿箱具有至少一個配料裝置。該配料裝置為至少一個流動層供 應至少一種輔助材料。配料裝置在至少一個配量點處將輔助材料供應給該層。所述至少一 個配量點也可位于導引裝置中，甚至在噴嘴腔中。原則上所述配量點沿機器方向看可布置 在從用于輸送裝置的入口至噴嘴腔的出口的整個區域內。當在此提起低壓時，那么這在背 景下看，g卩，沿機器方向看在流漿箱中在存在渦流發生器時出現明顯壓力下降。那么例如在第二層的流動路徑中沒有引入渦流發生器時，也不存在低壓。這與使用情況有關，其中，最 優地選擇配料點。在各種情況下，在保持輔助材料效果的意義上，尤其在輔助材料具有較大 的易碎分子時，有利地選擇這樣的地點，在該地點的下游在所述第二層未出現較大的壓力 下降和/或較大的渦流，使得由此引起的輔助材料，尤其是助留劑的分子鏈斷裂不再會出 現或不再以減弱效果的方式出現。如上所述，相當優選的配量點是噴嘴腔，例如在濾網側的 出口附近。所述配料裝置允許在正確的濕化學(Nasschemie)的意義上，在作用最大的配量 點處數量精確地配量輔助材料。通過在優選較低壓力的配量點處把輔助材料填入流動層， 可以保持所述輔助材料的效果，亦即，避免了輔助材料，尤其是助留劑的效果由于分子斷裂 不期望地被減弱。在本發明另一設計中，可對所述輔助材料進行配量的配料裝置已布置在分配管中 或第二輸送裝置中。優選所述第二輸送裝置通過白水運行，亦即，借助所述第二輸送裝置將 白水導入所述噴嘴腔中。已知白水可以起分層劑的作用。然而，白水首先作為運輸層承載 所述輔助材料。優選沿造紙機或紙板機的整個機器寬度配量輔助材料。現在，例如使用一 些管或管排作為第二輸送裝置。各管通入給各輸送裝置供料的分配管。根據本發明，所述第一輸送裝置用于輸送纖維懸濁液至流漿箱。這些輸送裝置一 般與各自的分配管連接。特別地，尤其專門地，可以同樣有利地使用設計用于配量輔助材料的管或管道，尤 其是配料裝置。可使管子的尺寸，亦即，各種特性，如橫截面，直徑，壁厚，材料選擇，外部和 內部的表面性質等與待輸送的材料相適應或被針對所述待輸送的材料設計。通過使用傳 統的管作為第二輸送裝置，現存的各系統也有利地可以簡單且廉價地加裝按本發明的流漿 箱。一種輔助材料或多種輔助材料的裝料可以在所述第二輸送裝置本身中進行。作為 替代或補充，配量也可以在用于第二輸送裝置的分配管中進行。所述分配管優選在造紙機 的橫向上延伸。一般至少一種輔助材料的配量唯一地或以任意組合在分配管前，分配管中 或分配管后進行。優選在噴嘴腔入口前進行配量。通過選擇可能性或組合的可能性，可如 上所述地在低壓區選擇的一定的壓力的一個配量點或多個配量點，使得所述配量點與各種 輔助材料，尤其是分子分割性、功能在紙化學等的意義上相匹配。通過有利地選擇配量點并 由此關于輔助材料或輔助材料組合或一種或多種輔助材料的多成分系統的期望效果選擇 壓力和渦流區，可以積極地影響輔助材料的使用量和產品質量。所述至少一種輔助材料，尤其是助留劑，可如上述，有利地設計為多成分系統。配 量可從各第二輸送裝置的入口直到配量腔的出口分布地進行。在此，可不連續分布地進行 配量。然而，也可考慮沿所述路徑連續配量。這是尤其有利的，即，輔助材料的至少一種第 一成分可在分配管中配量，輔助材料的至少一種第二成分可在流漿箱，優選在噴嘴腔中配 量。由于在造紙或制造紙板時使用的不同輔助材料的化學作用方式不同，尤其由于在足夠 的強度中到達期望效果的反應時間不同，通常有利的是，將輔助材料設計為多成分系統，其 中，出于上述原因有利地可以在不同配量點進行不同成分的配量。尤其優選的是，至少一個配量點可變化，尤其用于匹配一定的應用情況。配量點位 置的改變例如可借助針對性的設計或優選借助優選動態的調節分隔裝置沿機器方向的長 度實現。尤其有利的是，配量點在噴嘴腔中的位置可尤其從噴嘴腔外部改變，而并不會干擾噴嘴腔中的流動。通過配量點尤其從外部的、尤其是細微變化的可調節性，例如通過適當的 促動裝置，如伸縮式或可旋轉式或可移動式系統可在特別狹窄的范圍精細地調節產品的質 量。從外部的可校準性能或調節性能允許輔助材料配量的細微調節以尤其窄的干預范圍集 成在質量安全系統中。尤其為形成對稱的紙張構造有利的是，至少一種輔助材料的第一數量可配量到至 少一個第一流動層中，與第一數量不同的第二數量可配量到至少一個第二流動層中。為更 好的效果，優選可通過至少一個分隔裝置相互分離地導引各流動層。在紙張結構對稱的情 況下，輔助材料的所需量與特性，如稀釋程度，ζ方向的厚度，纖維種類等有關，其中，這些特 性由于期望的對稱在不同的層中必須設計得不同。不同量的輔助材料在各層中移動的可能 性，因此支持了可制造的紙產品和紙板產品的多樣性。分隔裝置可根據應用情況幫助改善 不同配量的輔助材料的效果。尤其有利的是，沿機器寬度布置多個配量點。配量點沿所述機器寬度例如可以與 輸送纖維懸濁液的第一輸送裝置和/或輸送所述白水的第二輸送裝置間隔相等地分布。然 而，所述分布也可設計得更小，亦即，用于輔助材料的、沿機器寬度的配量點的數量可在機 器寬度的每個單位高于用于纖維懸濁液的入口的數量。分布密度沿橫向影響紙質量，尤其 影響紙質量的均勻性，例如基本重量或撕裂性的均勻性或完全一般地紙結構的均勻性。通 過配量點密集的分布可減小紙特性或紙板特性，如基本重量沿所述機器寬度的變化。尤其優選的是，為加強至少一種輔助材料，尤其是助留劑的作用，可在噴嘴腔中適 配出現在輸送輔助材料的第一輸送裝置中的壓力損失和剪切力大小。通過壓力損失并因此 剪切力的可適應性，可根據應用情況，一方面通過纖維懸濁液層在例如帶有輔助材料的稀 釋水或加入輔助材料的白水期望的渦流和由此產生的混合之間實現最佳的折衷，另一方面 實現保持或甚至加強輔助材料的作用。配料裝置有利地劃分成至少一個第一組和至少一個第二組。由此實現沿機器寬度 供應輔助材料的分布。輸送裝置也可成區段地劃分。這可通過成組地不同的輔助材料添加 量在一臺造紙機或紙板機上產生不同的產品質量。例如在為匹配區段的實際縱斷面與區段 給定的額定縱斷面而調節的情況下，成組地劃分也可用于使各區段盡可能精確地與額定縱 斷面相匹配。區段的各額定縱斷面尤其也可以彼此相同，這在調節的情況下導致，在干擾成 組地出現在流漿箱中時，這些干擾可被成組地，亦即，在相關組中被調整，而不會由與調整 介入影響其它的、沒有偏差運行的各組。如上所述，尤其有利的是，配料裝置的至少兩個組可以以一種規則，尤其是以編組 規則結合，由此可通過成組地在機器寬度上不同地配量輔助材料，尤其是助留劑調節輔助 材料供應在橫斷面上的變化O^ofilierimg)。調節系統中的集成性使得能夠將成組的或區 域性的實際橫斷面變化與成組的或區域性的額定斷面分布匹配或調節。根據本發明的流漿箱有利地應用或安裝在造紙機或紙板機中。通過這種造紙機或 紙板機可制造具有尤其高的、專門針對客戶需求定制的質量的各種紙和紙板。本發明也包括一種用于配量至少一種輔助材料，如填料或各種化學試劑，尤其是 紙化學試劑，如助留劑到帶有流漿箱的造紙機和紙板機的至少一個流動層的方法，該流漿 箱具有帶濾網側出口的噴嘴腔。有利地將用于至少一種輔助材料的至少一個配量點沿機器 方向引向靠近流漿箱的紙張形成位置處。尤其優選的是，至少一個配量點處于流漿箱中，優選在噴嘴腔中，尤其在低壓的位置處，優選在噴嘴腔的出口附近。為了表征方法使用的概 念，如配量點，紙張形成位置，低壓等，適用于上面結合對根據本發明的流漿箱的說明所作 出的說明和定義。根據本發明的方法具有這樣的優點，即，可在考慮到濕化學最早或最晚需 要所述輔助材料的各個位置配量輔助材料，其中，與該設計協同作用并通過該設計，亦即， 在有利位置的配量，采取有效且高效率的預防措施來保護尤其是高分子或長鏈的輔助材料 的實質的完整性并因此保護其效果。尤其有利的是，根據本發明的方法出于上述原因使用根據本發明的流漿箱。本發明其它有利的特征和設計將根據以下解釋的


，保護范圍并不通過所 述附圖限制或僅限于附圖。在附圖中圖1是帶有按本發明的流漿箱的第一實施形式的、根據本發明的造紙機或紙板機 的濕部的示意側視圖；圖2是根據本發明的流漿箱的第一實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫 截面視圖；圖3是根據本發明的流漿箱的第二實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫 截面視圖；圖4是根據本發明的流漿箱的第三實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫 截面視圖；圖5是根據本發明的流漿箱的第四實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫 截面視圖；圖6是根據本發明的流漿箱的第五實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫 截面視圖；圖7是分配裝置和輸送裝置從上方看的組合斜視圖和根據本發明的流漿箱的第 六實施形式沿Z方向和機器方向展開的平面的橫截面視圖；圖8是根據本發明的流漿箱的第七實施形式的橫截面視圖。以下根據附圖詳細說明根據本發明的造紙機和紙板機的實施形式和根據本發明 的流漿箱1的七種實施形式。如在本領域已知的那樣，造紙機4具有帶有脫水裝置105的濕部7。它也可以是 紙板機。材料5借助根據本發明的、在此設計為三層的稀釋水流漿箱的流漿箱1涂敷到長 濾網2上。流漿箱1沿材料幅面33的橫向88具有濾網側的出口 52。在離開流漿箱1的 噴嘴腔觀之后在長濾網2上開始形成紙張，即，沿機器方向76看形成紙張的位置56處在 出口 52之后。替代所示的帶有長濾網2的長濾網成形機，濕部7也可以具有雙層濾網成形 機，例如混合成形機或縫隙成形機。如已公開的那樣，借助脫水元件106，如吸水箱在長濾網2上對在材料幅面13中導 引的材料5進行脫水。造紙機4還包括其它部，如壓榨部和干燥部，以及為了更清楚起見而 并未示出的卷繞機。 沿機器方向76在各脫水元件106之后以及在沿機器方向76的第一脫水元件106 之前通常設置一些用于測量材料5脫水量的水重傳感器107。機器方向76通過箭頭標出。
長濾網2在流漿箱側借助機架輥6回轉和驅動。材料幅面13位于長濾網2的上 側，并且被從長濾網沿機器方向76連續地并因此從流漿箱1離開，其中，材料5連續地通過脫水元件106脫水。白水匯集在例如白水槽中，并且作為稀釋水再次抽回到流漿箱1中，在 這里白水可用于形成或稀釋流動層12，64，68(白水槽和回抽系統為了附圖的清晰性并未 示出)。在圖2中示出了根據本發明的流漿箱1的第一實施形式。根據本發明，流漿箱1 設計為多層流漿箱。該多層流漿箱包括導引纖維懸濁液的第一層12和導引水，主要是白水 的第二層8。在圖1中所示的流漿箱1設計為帶有兩個導引纖維懸濁液的外部層12和基 本上導引白水80的第二層，即所謂的中間層64的多層流漿箱。通過各自的輸送裝置給多 層流漿箱的各層輸送纖維懸濁液或白水。通過第一輸送裝置20，當前為第一輸送管道給第 一層12輸送纖維懸濁液。將纖維懸濁液導入流漿箱的導引裝置11的第一輸送裝置20或 輸送管道由共同的第一分配管84供料。通過第二輸送裝置16給基本上導引水，優選白水 的第二層8輸送白水。第二輸送裝置通過自有的分配管M供料。在所示的實施形式中，所 述添加材料或輔助材料，尤其是助留劑在分配管M中就已經通過配料裝置40添加。有利 地在流漿箱1的導引裝置11之后和在噴嘴觀之前還有一個當前僅示意示出的渦流發生器 49。該渦流發生器49根據本發明僅沿導引纖維材料的第一層12的寬度設計，反之在基本 上導引白水和輔助材料，尤其是助留劑的第二層8的區域不設置渦流發生器。在此，渦流通 過這樣產生，即，出口孔小于引導通道13本身的寬度。也可以通過長形的渦流發生器產生 渦流，該渦流發生器帶有相應成形的壁，例如在壁上的突起。因為，在進入噴嘴觀中時僅在 第一層，而不是在第二層產生渦流，防止輔助材料，尤其是助留劑的聚合鏈裂開和毀壞。輔 助材料在渦流發生器49之后首先在噴嘴觀中與纖維材料懸濁液的纖維相接觸，并且可以 在此發生作用。承載有輔助材料的第二層8通過陰影線示出，以便能夠更好地與包括纖維懸濁液 的第一層12區分開。在第一實施形式中，三個流動層的中間層64是包括輔助材料的第二層8。流漿箱1的噴嘴腔觀具有濾網側的出口 52，并且沿機器方向78逐漸收縮。此外，在導引裝置的內部存在此處將兩個纖維懸濁液層12與中間層64分開的分 隔裝置36。該分隔裝置36在此設計為分隔壁。因此，各層在導引裝置11的內部配設有通 過分隔壁形成的、自有的通道。流漿箱1在圖3中所示的第二實施形式具有三個第一層，所謂的纖維懸濁液層12， 該層分別在兩個第二層之間延伸。各第二層基本上導引白水，其中，在分配管對的區域配 量一種或多種輔助材料。因為，第二實施形式類似于第一實施形式設計，所以對圖2中相同 的部件也使用與圖1相同的附圖標記。流漿箱1在圖4中所示的第三實施形式具有兩個第二層8，所述第二層分別布置 在相對第二層8之一位于外部的兩個纖維懸濁液層12之間。導引裝置11再次設計帶有分 隔裝置36。分隔裝置36再次是分隔壁，因此在導引裝置11中形成有配設給各層的各個通 道。在導引裝置中不會發生各層的混合，而是在分隔裝置結束的地方，也就是在噴嘴裝置中 才會混合。各層不可能僅沿Z方向，即，沿垂直方向分離，也要能沿機器寬度方向，即，CD方 向分離，但此處并未示出。在根據圖3的實施形式中，各分隔壁通過移動的薄片32延長到 噴嘴腔觀的區域，直到接近出口 52。因此，所述輔助材料與纖維懸濁液在噴嘴出口才混合。薄片32是活動的，例如懸掛在旋轉點33處。優選通過薄片形成的通道沿噴嘴開口方向逐漸收縮。不同薄片既可以具有相同長度，也可以具有不同長度。這可由例如圖4得 知。若各薄片的長度設計為不同，那么可沿機器方向，即，沿MD方向為不同的ζ位置確定在 白水中導引的輔助材料混合的不同的位置。由此可沿ζ方向針對性地影響紙張形成特性。將輔助材料理解為當前的填料、各種化學試劑，尤其是助留劑。功能性的化學試劑 也稱作輔助材料，并且應用在造紙工業中。-黏合劑(sizingagents)，它可以提高紙表面的可印刷性能；-干燥凝固劑(drystrength agents)，它提高機械強度；-濕潤強化劑(wetstrength agents)，它在紙被濕潤時防止纖維束毀壞；-染料(dyes)，它給紙上色；-光學提亮物質(opticalbrightener agent)，它提高白色色度；-固定劑(fixitatives)，它將負離子物質結合在纖維上；-助留劑(retentionaid)，它提高粒子在濾網上的留著率；-除氣劑(deaerators)，它從所述懸濁液中分離已溶解的、自由的氣體；-除泡劑(defoamer)，它去除泡沫；-殺蟲劑(biocides)，它防止微生物和防止微生物的聚積。基本上導引水，尤其是白水的各層可加入一種或多種上述輔助材料。也可以在不 同的第一層中運輸不同的輔助材料。在圖3所示的實施形式中也設計有渦流發生器49。如在根據圖1的實施形式中， 該渦流插入件在導引纖維懸濁液的區域具有限定通道的一些開口，相反，通過渦流發生器 在導引白水的第二層區域不會形成通道限定。根據本發明，所述輔助材料通過至少一個配料裝置40配量到所述第一層中。在根 據圖1至3的實施形式中，總是通過配料裝置配量到分配管M中，即，在流漿箱的導引裝置 11之前進行配量。與之相反，第四實施形式中的配料裝置40在導引裝置11的區域中進配量，該第四 實施形式在圖4中示出帶有導引纖維懸濁液的兩個第一層12和基本上導引白水的一個第 二層的三層流漿箱1。配料或給料在導引裝置的至少一個配料點44處進行。在此通過配料裝置40借助 安裝在配料管42中的配量閥41把輔助材料輸送給導引白水80的中間層64。在所示的實 施形式中，在四個不同的配料點44處沿機器方向76進行送料。各配料點44沿機器方向76 布置在流漿箱1的導引裝置11的區域中。優選配料點44位于流漿箱1中的低壓48處。這 種低壓存在于將所述輔助材料配量到其中的整個第二層8，該第二層8通過作為分隔裝置 的分隔壁與纖維懸濁液層12分開地在導引裝置中延伸。壓力在此是這樣低，可以說是剛好 高到能避免輔助材料，優選助留劑的分子鏈斷裂。在根據圖4的實施形式中，再次在噴嘴腔觀中設置薄片32。與根據圖3的實施形 式相反，可活動地懸掛的薄片32在機器方向上設計有不同的長度。以這種方式和方法在噴 嘴腔中沿Z方向在不同的位置處將帶有輔助材料的白水輸送給不同的第一層12。在圖5中示出了本發明另一實施形式。與在圖1至4的實施形式中相同的部件用 相同的附圖標記表示。與根據圖4的實施形式相反，在分配管24至所述流漿箱1的導引裝 置11的輸送管道16中將輔助材料，尤其是助留劑的配量到白水中。在噴嘴裝置中再次設有薄片32。在圖6中示出了按本發明的流漿箱1的第五實施形式。在第五實施形式中，用白 水運行的第一輸送裝置、與分配管M連接的第二輸送裝置16具有配料裝置40，該配料裝置 優選沿整個造紙機或紙板機4寬度60將輔助材料分配到導引裝置的各個沿機器寬度分布 的、導引帶有輔助材料的白水的通道中。在根據圖6的實施形式中，為導引纖維懸濁液的各 個第一層設置自有的分配管。另外，第五實施形式具有如分隔壁36，配料閥41，配料管42 等的特征，這些特征已在前四個實施形式中說明。因此，與之相關的內容僅需參考上述實施 形式。如圖2至5所示，輸送裝置16，20通過至少一個沿橫向延伸的分配管進行加料。唯一地或任意組合，可以在分配管M之前，在分配管M中或在分配管M之后可 對至少一種輔助材料進行配量。所述至少一種輔助材料，尤其是助留劑可設計為多成分系統。可在分配管到噴嘴 腔觀的一個或多個位置處對該輔助材料進行配量。例如可在分配管M中配量至少一種第一成分或第一輔助材料，可在第二輸送管 道16中配量第二成分或第二輔助材料。在圖6所示的實施形式中示出了導引白水的、帶有輔助材料的兩個第二層8。然 后，這種實施形式可實現沿ζ方向不對稱的紙張結構。圖7示出帶有分配裝置和輸送裝置的流漿箱1的斜視圖和流漿箱1的橫截面圖。 與前述附圖相同的部件用相同的附圖標記表示。如圖6所示，用于輔助材料的多個配料點 44可以沿機器寬度60布置。所述多個配料點44在此沿機器寬度60以與輸入纖維懸濁液 72的第二輸送裝置20的間隔相等地分布。然而，多個配料點的間隔也可小于輸入各自纖 維懸濁液72的各第二輸送裝置20的間隔。所述第二輸送裝置16，尤其是用于帶有輔助材 料的白水的輸送管道成組地沿機器寬度劃分，使輔助材料能沿機器寬度不同地加入輔助材 料，并因此可沿機器的寬度調節紙的質量。為此如圖6所示，各輸送管道16設計帶有各自 的配料裝置。為加強至少一種輔助材料，尤其是助留劑的作用，在噴嘴腔觀中可調節壓力損失 并因此可調節出現在輸送輔助材料的第二輸送裝置16中的剪切力的大小。這種調節例如 可以借助相應的泵壓調節來實現。配料裝置40可以劃分成至少一個第一組96和一個第二組100，使得能夠沿機器的 寬度60實現輔助材料供應的分布。配屬于組96，100的分別兩個配料閥41和兩個配料管 42在圖7中通過兩個大括號表示。所述配料裝置40的至少兩組96，100在根據本發明的造紙機和紙板機4中能以一 種規則，尤其是以一種編組規則結合，由此，通過成組地在機器寬度60上不同地配量輔助 材料，尤其是助留劑可調節輔助材料添加在橫斷面上的分布。最后，在圖8中示出的流漿箱1的第七實施形式展示了本發明在帶有兩個外部纖 維懸濁液層12和一個在它們之間布置的、導引輔助材料的中間層64的三層流漿箱中的應 用，其中所述纖維懸濁液側面12沿ζ方向具有不同的層厚。通過本發明首次給出可實現輔助材料，尤其是助留劑的配量的流漿箱，而不會破 壞輔助材料，尤其是助留劑，并因此降低其作用。這可通過這樣實現，即，所述輔助材料不直接地輸入到纖維懸濁液中，而直接輸入到白水層中，所述白水層被隔開地輸送經過流漿箱 的導引裝置，并且在流漿箱的噴嘴裝置的區域才發生混合。
0100]附圖標記清單0101]1流漿箱0102]2長濾網0103]4造紙機或紙板機0104]5材料；纖維懸濁液0105]6機架輥0106]7濕部0107]8第二層0108]11導引裝置0109]12第一層0110]13材料幅面0111]16第二輸送裝置0112]20第一輸送裝置0113]24分配管0114]28噴嘴腔0115]32薄板0116]33旋轉點0117]36分隔裝置，尤其是分隔壁0118]40配料裝置0119]41配料閥0120]42配料管0121]44配料點0122]49渦流裝置，尤其是渦流發生器0123]52濾網側出口0124]60機器寬度0125]64第一流動層0126]67.1開口0127]67.2開口0128]76機器方向0129]84分配裝置，尤其是分配管0130]88橫向0131]92入口0132]96第一組0133]100第二組0134]105脫水裝置0135]106脫水元件0136]107水重傳感
權利要求
1.一種用于造紙機或紙板機的流漿箱(1)，帶有至少一個用于將纖維懸濁液(5) 輸送至導引裝置(11)中的第一輸送裝置(20)，所述導引裝置(11)與一噴嘴08)相連，所 述纖維懸濁液(5)通過一縫隙從所述噴嘴08)流出，并且帶有用于配量至少一種輔助材 料，如填料或各種類型的化學試劑，尤其是造紙化學試劑，如助留劑的配料裝置(40)，其特 征在于，所述流漿箱是帶有至少一個第一層(1 和至少一個第二層(8)的多層流漿箱(1)， 其中，至少所述流漿箱(1)的所述第一層(1 包括纖維懸濁液(5)，而所述流漿箱(1)的所 述第二層(8)基本上包括白水，并且其中，所述第一層和第二層(8,1 至少在所述導引裝 置(11)中分開地導引，并且這樣布置及設計所述配料裝置(40)，使得所述輔助材料基本上 被輸送給基本上包括白水的所述第二層(8)，其中，所述白水通過第二輸送裝置(16)輸送 給所述導引裝置(11)，并且其中在這樣一個位置進行配量，即，在該位置的下游在所述第二 層(8)中沒有出現較大的壓降和/或較大的渦流。
2.按權利要求1所述的流漿箱(1)，其特征在于，所述第二輸送裝置(16)具有一配料 裝置(40)，該配料裝置使得能夠優選在所述造紙機或紙板機(4)的整個機器寬度(60)上配 量所述輔助材料。
3.按權利要求1或2所述的流漿箱(1)，其特征在于，至少一個輸送裝置(16，20)通過 至少一個單獨的、優選沿橫向(88)收縮的分配管( ，84)進行供料，其中，進行配料到導引 所述白水的分配管04)中。
4.按權利要求1至3之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，所述至少一種輔助材料，尤 其是助留劑設計為多成分系統，其中，所述配料從入口(9 到相應的第二輸送裝置(16)直 到所述噴嘴腔08)的出口(52)分散地進行。
5.按權利要求4所述的流漿箱(1)，其特征在于，作為多成分系統的所述至少一種輔助 材料包括所述輔助材料的至少一種第一成分和一種第二成分，所述第一成分可在所述分配 管04)中配量，所述第二成分可在所述第二輸送裝置(16)中配量或可配量至所述導引裝 置(11)中或優選可配量到所述噴嘴腔08)中。
6.按權利要求1至5之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，所述導引裝置(11)包括在 機器方向(76)上的分隔裝置(36)，所述分隔裝置(36)形成用于導引所述第一層和所述第 二層⑶的通道。
7.按權利要求1至6之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，尤其為形成不對稱的紙片結 構，可將第一量的所述至少一種輔助材料(8)配量到至少一個第一流動層(64)中，以及將 與所述第一量不同的第二量配量到至少一個第二流動層(68)中，其中，所述導引裝置(11) 中的所述流動的各層(64，68)可通過所述至少一個分隔裝置(36)相互隔開地導引。
8.按權利要求1至7之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，多個配量點G4)沿所述機 器寬度(60)布置，其中，所述多個配量點沿所述機器寬度(60)以與各輸送所述纖維懸濁液 (5)的第二輸送裝置OO)的間隔間距相同地分布或小于所述間隔地分布。
9.按權利要求1至8之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，為加強所述至少一種輔助材 料，尤其是助留劑的作用，可在所述噴嘴腔08)中調整出現在輸送所述輔助材料的第一輸 送裝置(16)中的壓力損失并因此調節剪切力的大小。
10.按權利要求1至9之一所述的流漿箱(1)，其特征在于，所述配料裝置GO)劃分成 至少一個第一組和一個第二組，以便在所述機器寬度(60)上實現輔助材料添加在橫斷面上的變化。
11.按權利要求10所述的流漿箱(1)，其特征在于，至少兩組(96，100)所述配料裝置 (40)能以一種規則，尤其是編組規則結合，由此可通過成組地在所述機器寬度(60)上不同 地配量所述輔助材料(8)，尤其是所述助留劑調節所述輔助材料添加在橫斷面上的變化。
12.—種帶有按權利要求1至11所述的流漿箱(1)的造紙機或紙板機(4)。
13.一種用于將至少一種輔助材料，如填料或各種化學試劑，尤其是造紙化學試劑，如 助留劑配量到帶有流漿箱(1)的造紙機或紙板機的至少一個流動層(12，64，68)的方 法，該流漿箱(1)具有帶有濾網側的出口(5 的噴嘴腔(觀)，其特征在于，在所述流漿箱 (1)的導引裝置(11)中隔開地導引至少兩個層(8，12)，S卩，一第一層(12)和一第二層(8)， 其中，所述第一層(1 基本上導引纖維懸濁液(5)，而所述第二層(8)基本上導引白水，其 中將所述輔助材料配量給所述第二層(12)。
14.按權利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一層(12)和所述第二層(8)主要 在所述噴嘴腔08)中，優選所述噴嘴腔08)的端部混合。
15.按權利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述流漿箱(1)按權利要求1至11 之一設計。
全文摘要
本發明涉及一種用于造紙機或紙板機(4)的流漿箱(1)，其帶有用于將纖維懸濁液(5)輸送至導引裝置(11)中的至少一個第一輸送裝置(20)，所述導引裝置(11)與噴嘴(28)相連，所述纖維懸濁液(5)通過縫隙從所述噴嘴(28)中流出，并且帶有用于配量到少一種輔助材料，如填料或各種化學試劑，尤其是造紙化學試劑，如助留劑的配料裝置(40)，其中，所述流漿箱為帶有至少一個第一層(12)和第二層(8)的多層流漿箱(1)，其中，所述流漿箱(1)的所述第二層(8)基本上含有白水，其中，所述第一層和第二層(8，12)至少在所述導引裝置(11)中分開地導引，所述配料裝置(40)這樣布置及設計，即，所述輔助材料基本上輸送給所述基本上含有白水的第二層(8)，其中，所述白水通過第二輸送裝置(16)輸送給所述導引裝置(11)，其中，在這一位置上進行配量，即，在該位置的下游在所述第二層(8)中并未出現較大的壓力下降和/或較大的渦流。
文檔編號D21F1/02GK102066660SQ200980109957
公開日2011年5月18日 申請日期2009年3月16日 優先權日2008年3月20日
發明者托馬斯·魯爾, 漢斯·洛瑟, 馬庫斯·豪斯勒 申請人:沃依特專利有限責任公司