具有创新的吸气箱的干法制备纤维网的装置及相关方法

摘要

所述装置包括：纤维分布头(3)；在送进方向(f9)上在所述分布头下可移动的成形网(9)；在所述成形网(9)相对于所述分布头(3)的相反侧上设置并连接到吸气系统的吸气箱(7)。相对于成形网(9)的送进方向吸气箱(7)横向分隔为在成形网的送进方向上延伸的至少两个纵向部分。而且，设想控制元件(29)用于以相对于其它纵向部分独立的方式控制在每个纵向部分内的吸气。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于干法制备纤维网的装置，这种类型的装置包括：纤维分布头；在所述分布头下可移动的成形网；设置在所述成形网相对于所述分布头的异侧上并连接到吸气系统的吸气箱。

本发明尤其涉及一种用于这种类型的装置的新颖形式的吸气箱。

根据不同的方面，本发明涉及一种干法制备纤维网的方法。

根据进一方面，本发明涉及一种用于干法制备纤维网装置的吸气箱。

背景技术

对于生产纤维材料的网或薄片，特别是纸(吸水纸或棉纸)来说，通常使用的方法和机器为在成形网上分布纤维素纤维的浆体以便形成薄网。然后该网通过吸水并随后通过加热辊或其它干燥装置而进行干燥。

最近已经出现了一种制造纸尤其是相当厚度的吸水纸，例如生产诸如婴儿尿布或妇女卫生巾之类的卫生用品的新方法。该方法设想在成形网上分布通过气流供应的纤维网。该方法称为“气流成网”方法。

为了实现干法制备方法，已经设计了各种装置以便获得尽可能均匀的纤维分布并且克服该新技术涉及的许多缺点和问题。

总体上，气流成网设想在气流中悬浮纤维并且在成形网上沉积它们，在上述成形网之下产生吸气以便传送从位于上部的成形头所供应的纤维。纤维通过使用各种技术在气流中分布。

第一类的装置设想使用具有底部为网状结构的筛网的成形头，由气流吸取的纤维穿过筛网。成形网在筛网下部移动，筛网闭合成形头底部，并且纤维在成形网上沉积以便形成网。围绕垂直轴即垂直于成形网并且垂直于筛网的轴旋转的推进器布置在成形头的底部闭合筛网之上。由通过所述成形头的闭合筛网的气流来吸取纤维并且纤维沉积在成形网上。以此方式制备的装置的实例在GB-1499687、GB-1559274、US-A-3581706、US-A-4014635、US-A-4157724、US-A-4276248、US-A-4285647、US-4335066、US-A-4351793、US-A-4482308、US-A-4494278、US-A-4627953、US-A-5527171、US-A-5471712、WO-A-9105100、WO-A-9522656、WO-A-9610663、WO-A-9954537和EP-B-616056中描述。

用于在穿过成形网吸入的气流中的纤维的第二种类型的装置设想使用一个或多个具有平行于成形网的轴的带孔管道。由气流吸取的纤维从管道内的孔中涌出并且沉积在送进方向前进的下面的成形网上。在EP-A-032772中描述了这种类型的成形头。具有平行轴的一对管布置在成形网的上部。管具有带孔壁，由所述管内部的气流传送的纤维通过上述带孔壁涌出。为了允许纤维更易于涌出并且防止孔堵塞，布置装备有径向尖端的旋转轴杆，并且该旋转轴杆具有平行于所述管的轴的轴。径向尖端还具有破碎在传送气流中形成的任何纤维结块的功能。基本上基于相同原理的装置在US-A-4352649、WO-A-8701403和EP-B-188454中描述。在这些装置中成形头没有底部闭合筛网，并且气流和悬浮纤维都限定在带孔壁管道内部，带孔壁具有上述第一类型的成形头的闭合筛网的功能。

US-A-6233787描述了一种干法制备纤维网的装置，其中接收具有悬浮纤维的气流的头部布置在成形网之上。该头部在下部具有一系列轴杆或辊，这些轴杆或辊具有彼此平行以及平行于成形网的轴并且相对于成形网的送进方向横向延伸。上述轴杆或辊具有延伸以基本闭合所述头部的底部开口的径向尖端或杆，形成一种能够通过的壁，这种壁允许由从成形网下方吸入的气流所吸取的纤维通过。

EP-A-159618描述一种干法制备纤维网的装置，包括位于成形网上部的成形头，通过成形网吸入吸取纤维的气流。该成形头底部通过具有穿孔的固定筛网进行闭合，以便允许纤维通过筛网。具有平行于成形网并且垂直于成形网的送进方向的轴的多个辊设置在固定的筛网上部。所述辊装备有径向尖端，并且安装在连续的传送器上，该连续的传送器引起平行于成形网送进方向的平移运动。

以本申请的所有人名义在2002年10月15日申请的同时待审国际专利申请PCT/IT02/00657中描述了在纤维分布的均匀性方面特别有效的用于制备气流成形网的头部。

从上面可以清楚至今一直将特别的注意力放在设计用于在成形网上分布纤维的头部，以便获得在最终产品中纤维分布的所需均匀性。另一方面，较少的注意力指向在成形网之下、并在送出纤维的头部对面放置的吸气箱的设计。通常该吸气箱具有很简单的形式，不具有允许离开装置的产品质量得到提高的特定特征。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用所谓的气流成网干法技术生产纤维网的装置，其通过特定有益形式的吸气箱允许在纤维厚度和分布的均匀性方面获得特别的益处。

通过阅读下面的文本对本领域熟练技术人员将变得明显的这些和进一步目的和优点基本上通过下面的装置获得，该装置包括：纤维分布头；在送进方向上在所述分布头下可移动的成形网；位于所述成形网相对于所述分布头的异侧并连接到吸气系统的吸气箱。根据本发明其特征在于：相对于成形网的送进方向吸气箱横向分隔为在送进方向上延伸的至少两个纵向部分。而且，设想控制元件用于以相对于其它纵向部分独立的方式控制在每个所述纵向部分内的吸气。

以此方式，能够具有从一部分到另一部分可变的吸气即真空程度，因此具有优化在最终产品内在横向上纤维分布外形的可能性。例如，能够通过增加或减小在箱的不同部分的吸气而补偿来自位于上面的分布头的更大或更小纤维流，使得制成产品沿着整个横截面具有相同密度的纤维或者相同厚度或者相同基础重量。

相反，当需要获得具有不均匀横向分布的基础重量、厚度或密度的产品时，通过在吸气箱横向分隔成的不同部分内适当的调整吸气依旧能够获得。

吸气箱横向分隔成的不同部分可以全部连接到单个吸气管道，在不同部分之间布置闸板(shutter)阀或门，即，减小吸气横截面，以便改变在箱的每部分内部的吸气条件。然而，根据本发明的优选实施例，吸气箱横向分隔成的所述纵向部分中每一个都连接到其自身独立的吸气管道。相应的风扇可以与这些管道中每一个相联合。从而例如使用用于控制致动各个风扇的不同马达运转条件的电子系统，获得更有效和快速调整在不同部分内的吸气的可能性。另一方面，当箱的每个纵向部分通过闸板门或阀连接到单个吸气管道上时，每个门或阀都可以与连接到电子致动和控制系统上的致动器相联合。

在两种情况下都能够通过提供一系列布置在吸气箱和成形装置的分布头的下游的传感器形成控制-即反馈-回路，上述一系列传感器检测控制参数，例如网的厚度或基础重量。在由传感器或多个传感器产生的信号的基础上并且与控制参数的预定数值相比较，能够产生用于调整闸板阀或门或与吸气箱所分隔成的纵向部分相联合的不同风扇的致动马达的反馈信号。不排除如下可能性：例如通过设想少于箱横向分隔成的部分的整体数量的多个风扇和吸气管道，将节流阀或门与独立的吸气管道和用于不同风扇的马达相结合的可能性，以及将一个或多个所述吸气管道分隔成几部分，每个部分装备有其自身的具有其自身运转致动器的闸板阀或门的可能性。

有益地，不同吸气管道在吸气箱的端部处连接到吸气箱的各个纵向部分上，上述吸气箱的端部位于相对于成形网的送进方向的下游。以此方式，如下所明示的，由于吸入空气流具有拥有平行于成形网送进方向的分量的速度，所以获得了吸气箱的最佳运转。

根据实用的实施例，通过从箱的底部向上延伸直至一个少于成形网平放平面的高度的纵向分隔壁，吸气箱分隔成纵向部分。以此方式，避免了纤维网相对每个分隔壁具有不连续性的风险。而且在成形网的平放平面和分隔壁之间的距离充分小，以便在吸气箱的不同纵向部分能够具有不同的吸气条件。

根据本发明的改进实施例，通过横向的(即基本上垂直于成形网的送进方向)并且从靠近成形网平放平面的区域朝向吸气箱底部延伸的分隔壁，吸气箱进一步分隔成在成形网送进方向上彼此相邻布置的至少两个横向区域，同时保持横向分隔壁与箱底部分离。而且，可调整的闸板元件与每个所述横向区域相联合，以便调节吸入每个所述区域的气流。从而能够增加整个装置的有效性。

事实上，考虑成形网的单个部分，当其在分布头和吸气箱之间通过时，越来越多的纤维在其上沉积，所述纤维增加在纤维传送气流(即空气流)中的压头损耗，上述传送的气流从分布头内部通过成形网并且吸入吸气箱内，在成形网上沉积纤维。在传统的装置中，这种压头损耗导致在制备纤维网方面逐渐变小的效率，这是由于已经在成形网上沉积的纤维厚度越大，在成形网通过装置的剩余运动过程中连续沉积的纤维量越小。这是由增加的压头损耗所引起的更少气流通过成形网和在其上已经局部制成的纤维网的结果。

由于能够调整在吸气箱内部在线送进方向上连续布置的横向部分内的吸气，因此能够在位于相对于成形网的送进方向更下游的箱的区域内施加更大强度的吸气作用。吸气的这种逐渐增加补偿横穿在成形网上逐渐形成的纤维的厚度的增加的压头损失，从而使得吸气箱的最终部分基本上也有助于纤维网的形成。这允许提高成形网的送进速度，并因此最终装置的生产率得以提高。

独立于将箱分隔为纵向部分的措施，也能够采取增加吸气箱效率的该措施(通过将箱自身分隔为横向区域)作为唯一措施。这排除了能够调节基础重量或厚度的横向分布的优点，但是不过在生产率方面将会增加装置的效率。当箱仅仅通过横向壁分隔成在成形网送进方向上连续布置的部分或区域时，这些横向分隔壁也可以延伸至箱的底部，在这种情况下将会设想分别的吸气管道用于箱所分隔成的每个横向区域。在这种情况下也可以设想由布置在吸气管道上的阀形成闸板机构或元件，或者可以设想独立的风扇用于每个横向区域。但是，由于在开始生产时手动调整箱的每个部分或横向区域内的吸气条件是足够的，因此在这种情况中自动调整系统是不必要的。

在本发明的可能实施例中，与吸气箱所分隔成的横向区域相联合的节流元件每个包括围绕横向摆动轴摆动的壁，并且该壁分隔成对应于吸气箱所分隔成的纵向部分的数量的多个部分。

通过与每个摆动壁相联合的杠杆进行调节，每个摆动壁具有把壁固定到所需位置的锁定机构。

以公知的方式，吸气箱可以具有可供成形网在其上放置的多个横向异型部件。这些异型部件可以有益地能够互换，使得它们能够在磨损时被更换。它们可以近似地布置为与将箱分隔成横向区域的横向分隔壁对应。

有益地，能够设想辅助的吸气箱相对于成形网的送进方向布置在吸气箱的下游。鉴于主吸气箱在成形网的送进方向上延伸对应于装置的分布头在该方向上的尺寸的长度，而辅助吸气箱在由装置的分布头作用的区域之外延伸，并且主要功能为保持在成形网上成形的纤维网直到该纤维网进入生产线的随后工作站为止。随后的工作站可以由用于固化纤维的工作站或用于在网上制备第二层纤维的新的纤维分布装置构成。

辅助吸气箱也可以与在主吸气箱中已经设想的相类似方式横向分隔成纵向部分。可以由相应的吸气口进行限定的这些部分中每一个都可以与吸气调整元件相联合，用于以独立的方式为不同的口并因此为该辅助箱所分隔成的不同纵向部分调整吸气。

根据不同的方面，本发明设想一种用于干法制备纤维网的方法，包括步骤如下：

-产生在气流中悬浮的纤维，上述气流典型地为空气；

-横过成形网产生所述气流的吸取，所述纤维在上述成形网上沉积，制备成网。

根据本发明特征在于，设想相对于送进方向将吸气横向分隔为平行于成形网的送进方向延伸的纵向部分，并以相对于其它纵向部分独立的方式调整在每个所述纵向部分中的吸气。

根据本发明的装置和方法的进一步有益的特征和实施例在附属的从属权利要求中指示。

本发明也涉及一种用于干法制备纤维网的装置的吸气箱，包括在加工方向上前进的成形网，其特征在于，吸气箱相对于加工方向横向分隔为在加工方向上延伸的至少两个纵向部分；以及设想控制元件用于以相对于其它纵向部分独立的方式控制在每个所述纵向部分中的吸气。

附图说明

参照下面的描述以及示出了本发明的实用非限制实施例的附图，将会更好地理解本发明。特别地，在附图中相同的数字指示相同或对应的部件：

图1示出装置的侧视图；

图2示出沿着图3的II-II通过主吸气箱和辅助吸气箱的纵向截面；

图3示出局部去除了成形网的吸气箱的透视图；

图4示出沿着图2中的IV-IV的前视图；

图5示出沿着图2中的V-V的横截面；

图6示出在图5中由VI指示的细节的放大；

图7示出沿着图6中VII-VII的截面；

图8示出沿着图4中的VIII-VIII的截面；

图9示出沿着图5中的IX-IX的局部截面；以及

图10示出沿着图5中的X-X的局部截面。

具体实施方式

图1整体地示出用于干法制备(使用所谓的气流成网技术)纤维网，例如纤维素纤维。整体上由1指示的装置包括整体由3指示的上部或头部，以及底部5，该底部5包括其中作为主要元件的吸气箱7。成形网9在头部3和吸气箱7之间通过，在上述成形网9上制备由11示意性指示的纤维网(参见图1)。

成形网9限定闭合路径，其中仅仅由两个驱动辊13和15所限定的部分在图1中示出。沿着该路径的成形网的送进方向由箭头f9指示。箭头f9也限定所谓的加工方向，即，制备的材料前进所沿着的方向。

成形头3的构造可以是任何种类，并且有益地可以制成如在当前申请人申请的国际专利申请PCT/IT02/00657中描述的那样。然而必须理解到由于在产品质量和产量增加方面根据本发明的吸头所具有的优点也可以与传统类型的成形头相结合使用带来等价的结果，因此其它构造的头部也是可能的。通常，吸气箱的特征可以与根据不同技术制成的头部相结合，使得头部3的特定结构与本发明的描述无关，并因此在此处不进行例示说明。

头部3在四个支撑点4处安置在下面部分的结构上(特别是参见图1和3)，支撑点4的高度可以通过机动化的千斤顶6进行调整。

特别是在根据图2的截面中能够看到的，吸气箱7具有在成形网9的送进方向上从顶部向下至少部分倾斜的底部。在下游端(相对于线9的送进方向)，吸气箱7连接到由17、19和21指示的三个吸气管道。该三个吸气管道连接到三个对应的风扇上，上述三个风扇每个装配有自身的马达，并且仅仅在图4中示意性示出并在此处由23、25和27指示。风扇23、25和27的三个马达连接到由29示意性表示的中央控制单元上，上述中央控制单元再连接到由31示意性表示的一个或一系列传感器上，并且上述传感器沿着成形网9的路径布置在装置1的头部3的下游，用于检测离开所述装置的网11的厚度或基础重量。这种布置允许以下面将要描述的方式控制装置。基本上，可以设想用线性阵列或矩阵的传感器来检测由装置1制备的网11的诸如基础重量、厚度、密度或其它参数之类的一个或多个参数的横向分布(即在垂直于成形网9的送进方向的方向上)的进展。

每个吸气管道17、19、21连接到吸气箱7由纵向分隔壁33所分隔成的相应的纵向部分上。特别是在图2和图5的横截面内能够看到，这些分隔壁从吸气箱7的底部向上延伸至一没有到达成形网9的平放平面的高度。以此方式，在吸气箱7内部产生在横向方向即垂直于成形网9的送进方向上互相并肩布置的三个纵向部分。在三个纵向部分中每一个中，能够建立通过增加或减小对应风扇23、25或27的流速可以不依赖于在剩余的纵向部分内的吸气条件进行调整的吸气条件。

当装置运转时，在成形头3和吸气箱7之间产生包含悬浮的、意欲在成形网9上形成网的纤维的气流。由于在吸气箱7内部所产生的真空条件，通过成形网9的结构吸取该气流，并且纤维在成形网上沉积。通过增加或减小在三个纵向部分的每一个内部的吸气，其中在上述三个纵向部分内通过壁33分隔所述吸气箱，能够增加或减小该气流的流速，并因此增加或减小沿着相对吸气箱7所分隔成的纵向部分成形网理想分隔成的三个纵向部分所沉积的纤维数量。

必须理解到吸气箱7分隔成的纵向部分也可以不同于三个。例如可以设想四个、五个或更多纵向部分。也能够设想分隔成仅仅两个纵向部分。通过增加吸气箱通过纵向壁33分隔成的部分的数量，增加了吸气箱的复杂性，但是另一方面也增加了调整在横向上吸气条件的可能性-并因此更大精度地获得在横向上诸如所形成网的厚度、基础重量或密度之类的受控参数的所需横向分布，即所需进展。

通过厚度或基础重量传感器31，能够在横向方向上检测所测参数(制备的网11的厚度、基础重量或其它参数)的横向分布，即进展，并且传递所检测到的数值到中央控制单元29。这些数值可以与也可由操作者修改的所述参数预定数值进行比较。在从该比较所产生的错误信号的基础上，能够修改风扇23、25和27的吸气条件。以此方式，能够保持在横向上网11的厚度或基础重量基本恒定。可选择地，能够生产具有根据需要可变厚度或基础重量或密度的横向分布的网，例如在其纵向部分的一个上更大的厚度或更大的基础重量以及在不同的纵向部分上更小的厚度或更小的基础重量。

特别是在根据图2的横截面内能够观察到，由于吸气管道17、19和21在吸气箱7相对于成形网9的送进方向的下游端处连接到吸气箱7上，所以在吸气箱7内部形成具有平行于成形网的送进方向f9的分量的吸入气流。这方便了在气流中包含并由头部3供应的纤维的分布。

在吸气箱7区域中，成形网9由在根据图9和10的横截面内详细示出的多个横向异型部件41进行支撑。每个异型部件41在其端部由通过螺丝45拧入吸气箱7的支撑框架的相应块43进行支撑，吸气箱7的支撑框架的两个纵向梁由47进行指示。在根据图2的截面中能够看到，对应于四个异型部件41提供有横向壁51，所述壁将吸气箱7分为在成形网9的纵向移动方向上连续布置的五个横向区域。该四个横向壁51由也固定到块43上的横梁53支撑。横向分隔壁51具有相对有限的向下延伸部，并且横向分隔壁51延伸一个中间高度，同时使其底部边缘距离吸气箱7的底部相当距离。之所以如此是为了避免通过吸取管道17、19、21的吸气障碍。

平行于每个横向壁51并且平行于限定吸气箱7的外壁的垂直横向部分，延伸有用于支撑及以摆动方式安装五个门或壁59的轴57，上述五个门或壁59能够围绕轴57旋转，以在图2所示的垂直位置和水平位置之间采取不同的角度位置。每个壁59由沿着轴57对齐的三个部分形成。彼此相邻布置的这些部分在对应于纵向分隔壁33的地点处限定壁59内的狭缝，上述纵向分隔壁33将吸气箱7分隔为三个纵向部分。

取决于每个壁59所采取的角度位置，不依赖于其它分隔壁，在两个连续的横向壁51之间-或者在所述横向壁中之一和吸气箱7的外部横向壁之间-的吸气横截面可以改变。以此方式，位于成形网9下部并且对应于吸气箱7的区域分隔成五个横向区域，在该五个横向区域的每一个中相对于其它相邻的横向区域可以较大或较小程度地减小吸气。

通过杠杆61控制壁59的摆动运动，杠杆61中每一个都可以不依赖于其余杠杆61固定的角度位置而固定在预定角度位置处。这允许手动调整吸气箱所分隔成的横向区域中每一个的节流。出于该调整所意欲的目的，手动调整节流是足够的。事实上，与分隔成纵向部分不同，上述这种分隔是为了通过反馈回路用于获得对所生产的网的厚度或基础重量连续调整，而将吸气箱7分隔成横向区域具有如下唯一目的：沿着成形网9的送进方向调节从吸气箱的更上游区域到更下游区域的吸气，以便补偿通过所述成形网及由在所述成形网上生成的纤维层而形成的组件的更大压力下降。

因此，具有最大厚度纤维的吸气箱7的更下游横向区域将会完全打开，即，对应的壁59将通常会处在垂直位置。在每种情况下位于更上游的横向区域的剩余壁将会逐渐越来越闭合，即，相对于垂直方向更倾斜。在吸气箱的后外部壁的相邻处铰接的壁59将会成为通常处在最闭合位置的壁。

尽管例如当所使用的纤维类型变化时，能够设想调整这些节流条件的可能性，但是手动设定这些不同程度的节流通常是足够的。而且能够提供箱的横向区域的节流的自动调整或在任何情况下的伺服辅助调整。

特别是在根据图7、9和10的横截面内能够看到，用于支撑异型部件41和用于锁定轴57的块43的构造，以及支撑壁59和横向壁51的横梁53的构造能使得在不拆卸壁51和壁59的情况下可以执行磨损异型部件41的更换。事实上拧开将对应的块43锁定在吸气箱的两侧中之一上的螺丝45并且取出所述块就足够，以便允许移去磨损的异型部件41并且更换新的异型部件，该新的异型部件将会通过块43的重新插入而锁定在适当位置。

除了块43之外并且在相对于块43的间隔位置处，插入件44也固定在纵向梁47上。插入件44和块43在吸气箱7的两侧上形成相应的连续纵向表面，钢板67固定于其上，成形网9的纵向边缘放置在上述钢板上并且其纵向边缘在钢板67上滑动。这些板能够在不拆卸结构的其余部件的情况下进行互换，并且由于制成它们的材料的硬度的原因在任何情况下具有有限程度的磨损。

整体上由81指示的辅助吸气箱在成形网9的送进方向上布置在吸气箱7的下游。特别是在图3的透视图中能够看到，相对于成形网9的送进方向在下游侧上，在辅助吸气箱81内形成三个吸气口83，这三个吸气口83在横向方向上，即相对于成形网9的送进方向垂直的方向上彼此相邻布置。与主吸气箱7的设计相反，辅助吸气箱81的内部不由分隔壁分隔成纵向部分。然而，提供彼此并肩布置的三个吸气口允许(通过改变在每个所述口内的吸气条件)具有在腔的横向上可变化的吸气条件。

该三个吸气口83通过由87(特别是参见图3和4)示意性示出的三个闸板阀或门连接到单个吸气管道85上。阀87可以手动或自动调整。同时，在辅助吸气箱81内，成形网9以与在主吸气箱7中所设计的相类似方式通过异型部件41进行支撑。

应当理解到附图仅仅示出本发明的一种可能实施例，在不脱离形成本发明基础的创意的情况下可以改变这种实施例的形式和布置。在附属的权利要求中出现的附图标记仅具有根据前面的描述和附图方便阅读的目的，并且并不以任何方式限制本发明的保护范围。