[发明专利]用于降低纤维悬浮液浓度的节能造纸成形装置、系统、以及方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求以2011年7月21日提交的美国临时专利申请No.61／510,378为优先权，该申请的内容以引用方式并入本文。

本申请涉及2011年2月3日提交的美国专利申请No.13／020,462(现已于2012年4月24日授权为美国专利No.8,163,136)，该专利要求以2010年12月16日提交的美国临时专利申请No.61／423,977为优先权，上述申请的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种在造纸成形过程中使用的装置。具体而言，本发明涉及一种装置、系统、以及方法，用于降低成形网案上纤维悬浮液的浓度或密度，并且改善其上所成形纸的品质及物理性能。

背景技术

通常，在造纸工业中周知，从成形织物上的纸浆适当排出液体是保证优质产品的重要步骤。此操作是通过使用排水刮刀或案板(通常位于机器例如长网造纸机的湿部)做到的。(应当注意，在此使用时，术语排水刮刀的意思是包括刮刀或案板，其导致排水，或导致浆料活动，或导致这两种行为)。目前这些刮刀有非常多种的不同设计。典型地，为造纸网或成形织物的支承面或支撑面设置这些刮刀，该刮刀带有用于排水的尾部，该尾部以一定角度离开造纸网。这在刮刀表面与织物之间形成间隙，在刮刀与织物之间导致真空。这样不仅从织物排出水，而且由于抽吸能导致向下牵拉织物。然而，当该真空失效时，织物返回其初始位置，这会导致横过浆料的脉冲，对于浆料分布而言，这种脉冲可能是期望的。活动性(激活性)(由造纸网下垂导致)以及从纸页排出水的量与刮刀所产生的真空直接相关。通过将一个刮刀或多个刮刀放置在真空室上，能增强通过这种刮刀导致的排水以及活动性。并不希望在排水与活动性之间存在直接的关系，这是因为尽管总是期望存在活动性，但纸页成形过程中早期进行过多排水对纤维以及填料的留着会有不利影响。快速排水也会导致糊网，使得后继除水更加困难。现有技术迫使造纸厂牺牲所期望的活动性，以便减慢早期排水。

例如授予Ward的美国专利No.3,823,062中所教导的，经由液体到液体转移可以实现排水，该专利的内容以引用方式并入本文。这篇文献教导了通过对纸浆施加突然的压力冲击以除去液体。该文献记载：水从悬浮液进行受控的液体到液体排除，与常规排水相比，这种过程的剧烈程度较低。

授予Corbellini的美国专利No.5,242,547中教导了一种类似类型的排水。这项专利教导：在成形织物中与待排水纸页相反一侧的表面上，避免形成弯液面(meniscus)(空气／水界面)。通过使容纳一个或多个刮刀的真空箱结构溢流，并且由控制机构调节液体的抽出，这篇文献实现了这一点。这被称为“浸没式排水”。据称，通过在吸水箱中使用亚大气压，发生改进的脱水。

除了排水之外，刮刀构造为在悬浮液中有意地产生活动性，以便提供纸浆的期望分布。例如，授予Fuchs的美国专利No.4,789,433中教导了这样一种刮刀。这篇文献教导：使用波浪形刮刀(其优选具有粗糙的脱水表面)，以在纤维悬浮液中形成微湍。

其它类型的刮刀希望避免湍流，但仍影响排水，举例来说，例如在授予Kallmes的美国专利No.4,687,549中所描述的那样。这篇文献教导填充位于刮刀与造纸网之间的间隙，并且指出：籍由没有空气，避免了水在间隙中发生膨胀以及“空化作用(cavitation)”，并且基本消除压力脉冲。在下列现有技术：美国专利No.5,951,823、No.5,393,382、No.5,089,090、No.4,838,996、No.5,011,577、No.4,123,322、No.3,874,998、No.4,909,906、No.3,598,694、No.4,459,176、No.4,544,449、No.4,425,189、No.5,437,769、No.3,922,190、No.5,389,207、No.3,870,597、No.5,387,320、No.3,738,911、No.5,169,500、以及No.5,830,322中，可以找到许多这种刮刀和其他配置，这些美国专利的内容都以引用方式并入本文。