ЛЕНТА С ЖЕЛОБЧАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТАНИННОМ ПРЕССЕ
BELT WITH FLUTED SURFACE FOR MOUNT PRESS

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящей заявкой заявлен приоритет согласно предварительной заявке на патент США "SHOE PRESS BELT HAVING A GROOVED SURFACE" ("ЛЕНТА С ЖЕЛОБЧАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СТАНИННОМ ПРЕССЕ") (60/523,135, дата подачи: 18 ноября 2003 года) и заявке на патент США (10/988,903, дата подачи: 15 ноября 2004 года), которые следует считать включенными в настоящую заявку.
1. Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к механизмам для извлечения воды из полотна материала и, в частности, из волокнистого полотна, перерабатываемого в бумажное изделие на бумагоделательной машине.
2. Уровень техники
[0002] Одним из процессов в технологии бумажного производства является процесс формирования волокнистого целлюлозного полотна путем осаждения волокнистой пульпы на формовочную проволочную сетку в формовочном участке бумагоделательной машины. При этом в формовочной части машины из пульпы отводится большое количество воды, после чего только что сформированное полотно поступает в прессовый участок. Прессовый участок машины содержит ряд прессующих зон контакта (nips), в которых волокнистое полотно подвергается воздействию сил сжатия, под действием которых происходит удаление воды из полотна. Наконец, полотно поступает в сушильный участок, включающий ряд нагреваемых сушильных барабанов, вокруг которых направляют полотно. При этом под действием нагретых барабанов содержание воды в полотне в результате испарения уменьшается до желаемого уровня, что приводит к образованию бумажного изделия.
[0003] Рост стоимости энергии делает исключительно желательным удаление максимально возможного количества воды из полотна еще до его поступления в сушильный участок машины. Поскольку сушильные барабаны часто нагревают изнутри при помощи водяного пара, стоимость производства указанного пара может быть значительной, особенно при необходимости удаления большого количества воды из полотна.
[0004] Традиционно прессовый участок содержит ряд зон контакта, образованных парами расположенных рядом цилиндрических прессовых валков. Недавно было обнаружено, что применение прессов станинного типа с удлиненной зоной контакта имеет преимущество перед применением нескольких зон контакта, образованных парами расположенных рядом цилиндрических прессовых валков. Это обусловлено тем, что время прохождения полотна через длинную зону контакта больше, чем время, требуемое для прохождения полотна через зону контакта, образованную прессовыми валками.
[0005] Чем дольше полотно может находиться под давлением в зоне контакта, тем больше воды может быть удалено в этой зоне, и, следовательно, в полотне останется меньше воды для удаления испарением в сушильном участке,
[0006] Настоящее изобретение относится к прессам станинного типа с длинной зоной контакта (long nip presses of the shoe type). В этой разновидности пресса с длинной зоной контакта зона контакта находится между цилиндрическим прессовым валком и дуговидной прижимной станиной пресса. Станина имеет вогнутую цилиндрическую поверхность с радиусом кривизны, близким к радиусу кривизны цилиндрического прессового валка. При близком физическом расположении валка и станины образуется зона контакта, которая в машинном направлении в 5-10 раз длиннее зоны контакта, образованной между двумя прессовыми валками. Поскольку длинная зона контакта в 5-10 раз длиннее зоны контакта, образуемой двумя валками в обычном прессе, так называемое время пребывания волокнистого полотна в длинной зоне контакта значительно больше, чем в зоне контакта двухвалкового пресса, при том же давлении на квадратный дюйм, оказываемом силами сжатия. В результате такого технологического усовершенствования было достигнуто весьма значительное повышение обезвоживания волокнистого полотна в длинной зоне контакта по сравнению с обезвоживанием, достигаемым при помощи зон контакта традиционных бумагоделательных машин.
[0007] Для пресса станинного типа с длинной зоной контакта необходима специальная лента, например, такая, как лента, описанная в патенте США No. 5238537. Такая лента предназначена для защиты прессовой ткани, служащей для поддержки, транспортировки и обезвоживания волокнистого полотна, от ускоренного износа, обусловленного прямым скользящим контактом со стационарной станиной пресса. Такая лента должна иметь гладкую непроницаемую поверхность, находящуюся поверх стационарной пластины или перемещающуюся поверх нее на смазочной масляной пленке. Лента перемещается через зону прессования приблизительно со скоростью прессовой ткани и благодаря этому минимизируется истирание прессовой ткани о поверхность ленты.
[0008] Ленты, описанные в патенте США No. 5238537, изготавливают путем пропитывания текстильной основной ткани, выполненной в виде бесконечной петли, синтетической полимерной смолой. В предпочтительном варианте реализации изобретения смола образует покрытие некоторой заранее заданной толщины, нанесенное по меньшей мере на внутреннюю поверхность ленты, для защиты нитей, из которых соткана текстильная основная ткань, от непосредственного контакта с дуговидной прижимной станиной пресса с длинной зоной контакта. Именно это покрытие должно иметь гладкую непроницаемую поверхность, которая легко скользит по смазанной станине и предотвращает проникновение смазочного масла в структуру ленты, а следовательно, загрязнение прессовой ткани или тканей, а также волокнистого полотна.
[0009] Основная ткань ленты, описанная в патенте США No. 5238    537, может быть соткана из моноволоконных пряжи в виде однослойного или многослойного переплетения, которое должно быть достаточно открытым с тем, чтобы обеспечить возможность полной пропитки сукна. Это позволяет снизить вероятность возникновения пустот в готовой ленте. При наличии таких пустот смазка, находящаяся между лентой и станиной, может проникать через ленту и загрязнять прессовую ткань или ткани, а также волокнистое полотно. Основная ткань может быть соткана в виде плоской ленты, а потом может быть сшита в виде бесконечной петли, или она может быть соткана в виде бесконечной трубчатой петли.
[0010] В результате отверждения пропитывающий материал закрепляется на основной ткани по существу за счет механического сцепления, при этом отвержденный пропитывающий материал обволакивает нити основной ткани. Кроме того, между отвержденным пропитывающим материалом и материалом нитей основной ткани может возникать химическое сцепление благодаря связующему или слипание.
[0011] В зависимости от размеров прессов с длинной зоной контакта ленты, предназначенные для установки на таких прессах, имеют длину, измеренную в машинном направлении вдоль бесконечной петли, образованной указанной лентой, приблизительно составляющую от 13 до 35 футов (приблизительно от 4 до 11 метров), и ширину, измеренную в поперечном направлении бесконечной петли, приблизительно составляющую от 100 до 450 дюймов (приблизительно от 250 до 1125 см). Изготовление таких лент усложняется тем, что основная ткань должна быть сформирована в бесконечную петлю еще до ее пропитывания синтетической полимерной смолой.
[0012] В процессе производства часто возникает необходимость изготавливать ленту с покрытием некоторой заранее заданной толщины, нанесенным как на внутреннюю, так и на внешнюю поверхность ленты. При нанесении покрытия на обе стороны ленты ее текстильная основная ткань будет расположена близко к нейтральной линии сгиба ленты или совпадать с этой линией. В этом случае вероятность отслоения покрытия от любой стороны ленты под действием внутреннего напряжения, возникающего при прохождении ленты вокруг валка или при подобном изгибе, имеющем место в бумагоделательной машине, будет меньше.
[0013] Кроме того, нанесение на внешнюю сторону ленты покрытия из смолы, имеющего некоторую заранее заданную толщину, позволяет выполнить в таком покрытии желобки, глухие сверленые отверстия или иные полости так, чтобы при этом не обнажить тканой текстильной основной ткани. Указанные желобки или другие полости позволяют временно удерживать воду, отжатую из полотна в прессовой зоне. На практике, для некоторых конфигураций пресса с длинной зоной контакта присутствие на внешней поверхности ленты некоторого объема пустот, благодаря наличию желобков, сверленых отверстий и подобных деталей, является необходимым условием работы.
[0014] В данной области техники известны ленты с множеством желобков, применяемые в прессах с длинной зоной контакта. Например, в патенте США No. 4946731, Dutt, описана такая лента, применяемая в прессе с длинной зоной контакта, которая содержит основную ткань, включающую проходящую по меньшей мере в одном из направлений, а именно в машинном или поперечном, штапельную нить из штапельных волокон. При нанесении покрытия из полимерной смолы на основную ткань отдельные штапельные волокна выступают из штапельных нитей наружу в обволакивающий покрывающий материал. Затем в покрытии, нанесенном на внешнюю поверхность ленты, вырезают желобки в машинном направлении. Так называемые контактные площадки (land areas), отделяющие желобки друг от друга, соединены с лентой за счет этих штапельных волокон, что уменьшает вероятность отслоения покрытия.
[0015] В другом примере из патента США No. 6428874, McGahern et al. описана пропитанная смолой бесконечная лента, предназначенная для использования в прессе станинного типа с длинной зоной контакта, содержащая основную структуру, пропитанную полимерным смолистым материалом, который придает ленте непроницаемость относительно текучих сред, таких как масло, вода и воздух. Полимерный смолистый материал образует слои на внутренней и внешней сторонах основной структуры. Внутренний слой является гладким, а внешний слой содержит первичные желобки для временного удержания воды, отжатой из бумажного полотна. Первичные желобки отделены контактными площадками, которые содержат вторичные желобки, проходящие поперек их для снижения напряжения, служащего причиной возникновения усталости при сжатии и растрескивания под действием напряжения.
[0016] Соответственно, ленты с желобчатой поверхностью, предназначенные для применения в станинных прессах, имеют целый ряд преимуществ перед лентами без желобков, например, такие ленты позволяют улучшить водоотводящие свойства, профиль листа, оптимизацию влажности сукна и увеличить срок его службы.
[0017] Однако для некоторых целей, в частности для низкоскоростных бумагоделательных машин, преимущества желобчатых лент менее очевидны. В частности, для использования в прессах, для которых наблюдается разбрызгивание на участке входа в зону контакта (например, в обращенных прессах), более предпочтительным может быть применение лент, на поверхности которых высверлены глухие круглые отверстия, вместо вышеописанных лент с желобчатой поверхностью.
[0018] Иными словами, при подаче прессовой ткани в зону прижимного контакта происходит разбрызгивание на участке ввода в зону контакта. Прессовый валок отжимает воду из полотна, которая затем попадает в прессовую ткань и далее попадает в желобки. Из-за того, что желобки проходят непрерывно по всей длине ленты на участках входа и выхода из зоны контакта происходит разбрызгивание воды.
[0019] Разбрызгивание на участке входа в зону контакта приводит к снижению объема пустот в прессовой ткани, что, в свою очередь, приводит к меньшему обезвоживанию полотна.
[0020] В соответствии с настоящим изобретением предложено устранить указанный недостаток при помощи ленты с желобчатой поверхностью, предназначенной для использования в станинном прессе, в которой некоторые из желобков могут быть выполнены прерывными, а их длина может быть меньше длины дуговидной прижимной станины пресса с длинной зоной контакта. Область зоны контакта, на которую оказывается наибольшее давление (и в которой происходит наибольшее удаление воды), находится перед участком выхода из зоны контакта. В тот момент, когда желобок покидает зону контакта, отверстие указанного желобка может находиться вне участка ввода в зону контакта или вход в зону контакта может быть заблокирован из-за того, что длина желобка меньше, чем длина дуговидной прижимной станины, и, следовательно, меньше длины зоны прижимного контакта. Поскольку вход в зону контакта блокирован (не имеет сообщения с атмосферой), разбрызгивание воды на участке ввода в зону контакта уменьшено или совершенно отсутствует, а гидравлическое давление в прессовой ткани увеличивается, что приводит к эффективному обезвоживанию полотна по мере того, как сегмент желобка в поверхности ленты покидает зону контакта. Соответственно, прерывистые желобки, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, снижают или устраняют разбрызгивание воды на участке входа в зону контакта и увеличивают эффективность обезвоживания, что приводит к равномерному профилю высушивания листа в поперечном направлении относительно машины, результатом чего являются такие положительные стороны, как экономия энергии и увеличение производительности при изготовлении бумаги.
[0021] Желобки в вышеуказанной предлагаемой ленте могут проходить в направлении, по существу параллельном машинному направлению (MD). В других вариантах реализации изобретения желобки в предлагаемой ленте могут быть ориентированы в поперечном направлении (CD) машины и могут быть непрерывными или прерывистыми.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0022] Соответственно, настоящее изобретение относится к ленте, которая может быть использована в станинном прессе с длинной зоной контакта. Лента содержит по меньшей мере один слой, например основную структуру, которая может быть выполнена в виде бесконечной петли. Пресс с длинной зоной контакта может включать дуговидную прижимную станину. Полимерным смолистым материалом пропитывают или покрывают по меньшей мере одну поверхность слоя ленты и формируют на ней внешний слой или покрытие.
[0023] Внешний слой может содержать множество желобков, ориентированных по существу в машинном направлении (MD), причем длина некоторых желобков меньше длины дуговидной прижимной станины.
[0024] В других вариантах реализации предложенная согласно изобретению лента содержит множество непрерывных или прерывистых желобков, ориентированных по существу в поперечном направлении (CD) машины.
[0025] Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на нижеследующие чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые элементы и части.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] На Фиг.1 показан вид сбоку в разрезе пресса с длинной зоной контакта.
На Фиг.2 показан вид сверху ленты с множеством желобков, расположенных в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.3 показан разрез деталей, изображенных на Фиг.1, на котором показан желобок в зоне контакта.
На Фиг.4 показан разрез деталей, изображенных на Фиг.1, на котором показан желобок, закрытый зоной контакта.
На Фиг.5 показан разрез деталей, изображенных на Фиг.1, на котором показан желобок, выходящий из зоны контакта.
На Фиг.6 показан вид сверху ленты с множеством желобков, расположенных в соответствии еще с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.7 показан вид сверху ленты с множеством желобков, расположенных в соответствии еще с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.8 изображена диаграмма зависимости объема воды, разбрызгиваемой на входе в зону контакта и на выходе из зоны контакта, от скорости машины и прижимной нагрузки на ленту, в которой изготовлены непрерывные желобки.
На Фиг.9 изображена диаграмма зависимости скорости исчезновения разбрызгивания на входе в зону контакта от нагрузки на ленту, в которой изготовлены непрерывные желобки.
На Фиг.10 изображена диаграмма зависимости объема воды, распыляемой на входе в зону контакта и на выходе из зоны контакта, от скорости машины и нагрузки на ленту, для ленты согласно настоящему изобретению.
На Фиг.11 показан вид сверху ленты с множеством желобков, расположенных в соответствии еще с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.11а показан вид сверху ленты с множеством желобков, расположенных в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.12 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.13 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.14 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.15 показан вид сверху ленты в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.16 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.17 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.18 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.19 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.20 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.21 изображено поперечное сечение желобка, предлагаемого в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.22 показано поперечное сечение пресса с прижимной станиной и ленты, предлагаемой в соответствии еще с одним вариантом реализации настоящего изобретения.
На Фиг.23 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.24 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.25 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.26 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.27 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.28 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
На Фиг.29 показан вид сверху ленты с множеством желобков, которые расположены в соответствии с одним из вариантов реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА РЕАЛИЗАЦИИ
[0027] На Фиг.1 показан вид сбоку в разрезе пресса с длинной зоной контакта, предназначенного для обезвоживания волокнистого полотна, перерабатываемого на бумагоделательной машине в бумажное изделие. Зона 10 прижимного контакта ограничена гладким цилиндрическим прессовым валком 12 и дуговидной прижимной станиной 14. Дуговидная прижимная станина 14 имеет приблизительно такой же радиус кривизны, что и цилиндрический прессовый валок 12. Для регулирования подачи нагрузки на зону 10 контакта расстояние между цилиндрическим прессовым валком 12 и дуговидной прижимной станиной 14 можно регулировать при помощи гидравлического привода и т.п., присоединенного к дуговидной прижимной станине 14. Гладкий цилиндрический прессовый валок 12 может представлять собой управляемый валок с выпуклой бочкой, пригнанный по дуговидной прижимной станине 14, для получения равномерного профиля давления в поперечном направлении.
[0028] Лента 16, применяемая в прессе с длинной зоной контакта, проходит в виде замкнутой петли через зону 10 контакта, отделяя цилиндрический прессовый валок 12 от дуговидной прижимной станины 14. Вместе с ней через зону 10 контакта проходят, как указано стрелками на Фиг.1, прессовая ткань 18 и волокнистое полотно 20, перерабатываемое в бумажный лист. Волокнистое полотно 20, поддерживаемое прессовой тканью 18, входит в непосредственный контакт с гладким цилиндрическим прессовым валком 12 в зоне 10 контакта. В других вариантах реализации изобретения через зону 10 контакта может проходить волокнистое полотно 20, расположенное между двумя прессовыми тканями 18 (вторая прессовая ткань не показана). Лента 16, применяемая в прессе с длинной зоной контакта, также проходящая через зону 10 контакта, как указано стрелками на Фиг.1, т.е. по часовой стрелке, защищает ткань 18 от непосредственного скользящего контакта с дуговидной прижимной станиной 14, и может скользить поверх станины на пленке смазочного масла. Соответственно, лента 16, применяемая в прессе с длинной зоной контакта, может быть непроницаема для масла, чтобы не допустить загрязнения им прессовой ткани 18 и волокнистого полотна 20.
[0029] На Фиг.2 показан вид сверху ленты 16, предлагаемой в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения. Лента 16 имеет внешнюю поверхность 24. На верхнюю поверхность 24 нанесено множество желобков 26, проходящих в машинном направлении вокруг ленты 16 и для временного удержания воды, отжатой из волокнистого полотна 20 в зоне 10 контакта. Более подробно желобки 26 будут описаны ниже.
[0030] На Фиг.3-5 показан механизм обезвоживания в зоне 10 контакта станинного пресса, реализуемый в три этапа, во время которых один из желобков 26 входит в зону 10 контакта и выходит из нее.
[0031] На Фиг.3 показан разрез ленты 16 в тот момент, когда желобок 26 входит в зону 10 контакта. На Фиг.3-5 последовательно показано, как желобок 26 входит в зону 10 контакта на участке 36 ввода в зону 10 контакта и как желобок 26 выходит из зоны 10 контакта на участке 38 выхода из зоны 10 контакта.
[0032] На Фиг.3 также показан разрез ленты 16. Лента 16 может содержать по меньшей мере один основный слой 28. При этом кроме полимерного смоляного покрытия 34 лента 16 также может содержать дополнительные слои.
[0033] Слой 28 может быть соткан из нитей 30 (видимых сбоку на Фиг.3), расположенных в поперечном направлении или в направлении поперек машины, и нитей 32, расположенных в продольном или машинном направлении.
[0034] Слой 28 может быть тканым, при этом поперечные нити являются основными и переплетены поверх, под и между продольными нитями 32; уточные нити входят в состав одинарного переплетения (single weave). Однако следует понимать, что слой 28 может быть соткан простым переплетением, а потом соединен швом в бесконечную форму. Следует также понимать, что слой 28 может быть соткан в виде двойного переплетения (duplex weave) или любого другого переплетения, которое может быть использовано для изготовления лент, применяемых в одежде бумагоделательных машин.
[0035] Еще в одном варианте реализации изобретения слой 28 может представлять собой нетканую структуру в виде совокупности поперечных и продольных нитей, которые могут быть соединены друг с другом посредством связующего в местах взаимного пересечения с образованием ткани. Далее, слой 28 может представлять собой трикотажное полотно или плетеную ткань или ленту из спиральных петель, подобную ткани, описанной в патенте США No. 4567077, Gauthier, содержание которого включено в настоящее описание по ссылке. Слой 28 также может быть получен экструзией из полимерного смолистого материала в виде листа или мембраны, в которой затем могут быть выполнены отверстия. Еще в одном варианте реализации изобретения по меньшей мере один слой 28 может содержать нетканые сетчатые полотна, подобные полотнам, описанным в патенте США No. 4427734, Johnson, содержание которого включено в настоящее описание по ссылке.
[0036] Далее, слой 28 может быть получен при спиральном наматывании полосы тканого, нетканого, трикотажного, плетеного, экструдированного или нетканого сетчатого материала в соответствии со способами, описанными в патенте США No. 5,360,656, Rexfelt et al., содержание которого включено в настоящее описание по ссылке. Соответственно, основный слой 28 может содержать спирально намотанную полосу, в которой каждый спиральный виток соединен со следующим витком непрерывным швом, в результате чего получают бесконечную в продольном направлении основную структуру 28. Прессовая лента, содержащая основную структуру такого вида, описана в патентах США No. 5792323 и 5837080, содержания которых включены в настоящее описание по ссылке.
[0037] Смолу, такую как полимерная смола 34, наносят в виде покрытия, пропитывают или наносят каким-либо иным способом по меньшей мере на одну поверхность ленты 16. Полимерная смола 34 может быть нанесена в виде покрытия или каким-либо иным способом на внешнюю поверхность 24 ленты 16, то есть на поверхность, которая контактирует с прессовой тканью 18 при использовании ленты 16 на прессе с длинной зоной контакта. Кроме того, полимерный смолистый слой 23 может быть нанесен в виде покрытия или каким-либо иным способом на внутреннюю поверхность 22 ленты 16, то есть на поверхность, которая перемещается поверх дуговидной прижимной станины 14 во время использования ленты 16 на прессе с длинной зоной контакта. Полимерный смолистый слой 23 может пропитывать слой 28, что делает ленту 16 непроницаемой для масла, воды и т.п.
[0038] Полимерные смолистые покрытия 34 и 23 из полимерной смолы могут представлять собой полиуретан и составлять композицию из 100% твердого полиуретана. Применение твердой системы из 100% смолы, в которой по определению отсутствует материал растворителя, предотвращает образование в полимерной смоле пузырей во время процесса отверждения, который проводят после нанесения смолы на слой 28.
[0039] После отверждения полимерной смолы внутренняя поверхность 22 и/или внешняя поверхность 24 может быть отшлифована и отполирована для создания на полимерном смолистом покрытии гладкой однородной поверхности.
[0040] После отверждения полимерной смолы во внешней поверхности 24 ленты 16 могут быть вырезаны желобки 26. В других вариантах реализации изобретения желобки 26 могут быть выполнены прессованием во внешней поверхности 24 при помощи прессующего устройства до отверждения полимерной смолы, или указанные желобки могут быть сформованы на внешней поверхности 24 (если ленту 16 изготовляют формованием). Следует понимать, что известны и другие способы изготовления желобков 26.
[0041] Далее, по меньшей мере в одном варианте реализации настоящего изобретения желобки 26 могут быть прерывистыми. Иными словами, желобки 26 могут быть отделены друг от друга контактными площадками 42, которые представляют собой не содержащие желобков области между соседними (и таким образом последовательными) желобками. Желобки 26 могут быть сформированы как в машинном направлении ленты, так и поперечном направлении ленты. В одном предпочтительном варианте реализации изобретения, показанном на Фиг.3-5, в котором желобки сформированы в машинном направлении, в ленте в машинном направлении выполнены желобки 26 длиной 40, не превышающей длину станины 14 (на Фиг.1), то есть приблизительно, длина желобков составляла одну треть, одну вторую, две трети и т.д. от длины станины. Например, если длина типичной дуговидной прижимной станины составляет приблизительно 250 мм, то длина 40 желобка 26 может составлять приблизительно 125 мм. Аналогично, на Фиг.11 показан вариант реализации, в котором желобки 26 сформированы в поперечном направлении относительно машины.
[0042] Форма, размеры, расстояние между желобками 26 и ориентация желобков 26 может варьироваться в зависимости от применения пресса с длинной зоной контакта и/или от желаемого снижения величины разбрызгивания на участке ввода в зону контакта, и от эффективности обезвоживания. Необходимо отметить, что желобки только зигзагообразной или синусоидальной формы без прямолинейных участков обеспечивают больший объем, а следовательно, обладают улучшенной способностью удерживать воду, удаляемую из волокнистого полотна, чем прямолинейные желобки или желобки комбинированной формы с зигзагообразными или синусоидальными и прямолинейными участками. Лента согласно настоящему изобретению снижает разбрызгивание на участке ввода в зону контакта, поскольку длина желобка в машинном направлении меньше, чем соответствующая длина станинной части пресса, так что при возрастании давления внутри желобка при его прохождении через станинную часть пресса, конец желобка на входе в зону контакта накрывается раньше, чем противоположный конец желобка (в машинном направлении) выходит из зоны контакта. Для выполнений указанной функции необходимо, чтобы весь желобок помещался в области под станинным прессом. Желобок синусоидальной или зигзагообразной формы, который помещается в этой области, имеет больший объем, чем прямолинейный желобок той же длины и глубины, поскольку он изогнут в области станинного пресса. Выполняя желобки только с зигзагообразными или синусоидальными участками, возможно увеличить объем желобка и, следовательно, увеличить объем жидкости, которую желобок способен удержать. Аналогичным образом желобки изогнутой формы, такой как круглая форма или сотовая структура, которые могут поместиться в области, образованной станинным прессом, также обладают большим объемом по сравнению с прямолинейными желобками. Таким образом, желобки, показанные на Фиг 23-25 и 27-29, обладают большим объемом и, следовательно, обеспечивают лучшее удаление воды по сравнению с прямолинейными желобками или желобками, содержащими прямолинейный участок.
[0043] Как уже было сказано выше и показано на Фиг.3, желобок 26 входит в зону 10 контакта на участке 36 ввода и выходит из зоны 10 контакта на участке 38 выхода. Участок 36 ввода характеризуется зоной низкого давления. Когда волокнистое полотно 20 входит в зону 10 контакта, давление, создаваемое валком 12 и станиной 14, заставляет воду, содержащуюся в полотне 20, вытекать из полотна в прессовую ткань 18, которая находится в контакте с лентой 16. При этом желобок 26 вбирает в себя воду из прессовой ткани 18.
[0044] На Фиг.4 показан разрез ленты 16 в тот момент, когда желобок 26 закрыт зоной 10 контакта. Желобок 26 входит в гидростатическую зону, в которой вода, отжатая из полотна 20 и из прессовой ткани 18, находится под давлением. Желобок 26 вбирает в себя воду до полного заполнения его полости.
[0045] На Фиг.5 показан разрез ленты 16 в тот момент, когда желобок 26 выходит из зоны 10 контакта. Участок 38 выхода характеризуется зоной высокого давления. Наибольшее давление и, следовательно, наибольшее обезвоживание достигается вблизи участка 38 выхода из контактной зоны. Благодаря тому что желобок 26 не является непрерывным, а его длина меньше длины дуговидной прижимной станины 14, желобок не проходит до зоны контакта или, другими словами, ввод 36 в зону контакта блокирован, и вода, извлеченная из полотна 20 и отжатая через прессовую ткань 18 в ленту 16, создает гидродинамическое давление, как было рассмотрено выше на примере Фиг.4. Созданное гидродинамическое давление выталкивает воду из желобка 26 после того, как он покидает зону контакта 10 на участке 38 выхода из зоны контакта. Соответственно, высокое давление заставляет воду вытекать из полотна 20 и прессовой ткани 18 в открытый в этот момент желобок 26.
[0046] На Фиг.2, 6 и 7, 7а и 7b показаны различные варианты расположения желобков.
[0047] Как показано на Фиг.2, желобки 26 могут быть расположены в виде одинакового количество рядов, причем линия, пересекающая конец каждого желобка в ряду, по существу перпендикулярна продольному направлению. Однако количество желобков в ряду и расстояние между соседними рядами в продольном направлении на ленте 16 могут изменяться в соответствии с вариантом применения пресса с длинной зоной контакта и/или желаемым снижением величины разбрызгивания на участке ввода в зону контакта или эффективностью обезвоживания. Как упомянуто выше, желобки 26 не обязательно являются непрерывными по всей длине в продольном направлении, и их длина может быть меньше длины дуговидной прижимной станины 14. Как показано на Фиг.2, желобки 26 отделены друг от друга контактными площадками 42.
[0048] На Фиг.6 показан вид сверху ленты 16', предлагаемой в соответствии с другим вариантом реализации настоящего изобретения. В этом варианте желобки 26, ориентированные в машинном направлении, сформированы рядами с образованием уступов относительно друг друга с одинаковым сдвигом. Сдвиг показан в виде угла α. Угол α может, например, составлять 25-30°.
[0049] На Фиг.7 показан вид сверху ленты 16", предлагаемой в соответствии еще с одним вариантом реализации настоящего изобретения. В этом варианте желобки 26, ориентированные в машинном направлении, расположены рядами с уступами в виде неповторяющегося поперечного узора. Другие варианты реализации также могут содержать повторяющийся узор рядов, расположенных уступами.
[0050] На Фиг.7а показан еще один узор расположения желобков в машинном направлении, в котором ряды желобков образуют повторяющиеся группы или раппорты 100.
[0051] Как показано на Фиг.7а, группы 100 прерывистых желобков 26 содержат, например, десять желобков, расположенных по существу в машинном направлении, но под углом к нему. Такие желобки могут быть вырезаны при помощи так называемого «набора фрез»; обычно их вырезают по спирали. Лента содержит столько групп 100 желобков, сколько нужно для создания желаемых обезвоживающих характеристик ленты. Хотя показаны группы желобков, расположенных под углом к машинному направлению, другие виды ориентации желобков, в том числе и расположение в поперечном направлении, также попадают в область действия настоящего изобретения. Кроме того, хотя на чертеже все группы 100 желобков ориентированы одинаково, настоящее изобретение не ограничено указанным расположением; напротив, настоящее изобретение включает различные ориентации групп желобков на одной ленте. На Фиг.7b показан еще один вариант реализации настоящего изобретения, представляющий собой ленту, на которой сформированы перекрывающиеся желобки 26. Перекрывающиеся желобки 26 образуют прерывистые желобки, окружающие всю ленту в виде повторяющегося узора.
[0052] Желобки 26, показанные на Фиг.7b, расположены под углом к машинному направлению, но могут иметь любую ориентацию, включая расположение в поперечном направлении. Располагая некоторые желобки на различном расстоянии по длине ленты, можно снизить вероятность образования следов (оттисков) от той части ленты, на которую не были нанесены желобки.
[0053] В одном варианте реализации настоящего изобретения длина желобков 26 в машинном направлении может быть любой, вплоть до длины, приблизительно совпадающей с длиной станины.
[0054] Например, желобок 26 может иметь длину приблизительно 50 мм, а расстояние между желобками 26 в продольном направлении может приблизительно составлять 25 мм. Кроме того, желобки 26 и контактные площадки 42 могут составлять любой узор, минимизирующий вероятность гидравлического разрыва или появления отметок на бумажном листе.
[0055] На Фиг.2, 6 и 7 желобки 26 и контактные площадки 42 имеют одинаковую ширину, хотя это и не обязательно. Тем не менее, контактные площадки 42 могут быть рассмотрены как узкие колонки из отвержденной полимерной смолы, расположенные в машинном направлении на внешней поверхности 24 ленты.
[0056] В предшествующем описании желобки 26 были рассмотрены как желобки, ориентированные в машинном, или продольном, направлении. Желобки 26 могут быть выполнены при помощи спиральной нарезки прерывистых желобков на внешней поверхности 24.
[0057] В этом случае ориентация желобков 26 может отклоняться от продольного или машинного направления на небольшой угол. Кроме того, желобки 26 могут быть выполнены при помощи спиральной нарезки двух или более соседних прерывистых желобков на внешней поверхности 24, проводимых в противоположном направлении, то есть одна из нарезок представляет собой правостороннюю спираль, а другая - левостороннюю спираль. Фрезы можно попеременно снимать с поверхности ленты так, чтобы получить короткую горизонтальную полосу контактной площадки в поперечном направлении (поперечная полоса). Поперечная полоса может быть расположена случайным образом на поверхности ленты в зависимости от длины ленты, длины желобка и длины контактной площадки.
[0058] В одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения глубина желобков 26 может приблизительно составлять 1,4 мм, а ширина лежать в диапазоне от 0,5 до 2,0 мм. Каждый желобок 26 может быть расположен на некотором расстоянии от соседнего (ширина контактной площадки) в поперечном направлении на расстоянии от 1,0 до 2,5 мм.
[0059] Однако точное число, глубина, ширина и форма желобков 26, а также ширина контактных площадок 42 может изменяться в зависимости от конкретного применения.
[0060] Соответственно существует широкий диапазон отношений размеров желобков к размерам площадок.
[0061] Хотя описаны желобки, проходящие в продольном или машинном направлении, настоящее изобретение не ограничено указанным расположением. Иными словами, желобки могут быть расположены в любом другом направлении, таком как поперечное направление относительно машины, или под углом θ (таким, что 0<θ<90°) к машинному направлению. В этом случае «длина» желобков 26 может быть короче ширины станины, как, например, показано на Фиг.11 и 12.
[0062] Как показано на Фиг.11, желобки 26 могут быть расположены в виде ряда колонок, причем каждый из желобков может быть сформирован по существу, в поперечном направлении. Однако количество желобков в колонке и расстояние между соседними колонками в поперечном направлении на ленте 17 может меняться в зависимости от применения пресса и/или от желаемого снижения величины разбрызгивания на участке ввода в зону контакта и от эффективности обезвоживания. Такие желобки могут быть прерывистыми в поперечном направлении и их ширина (составляющая в поперечном направлении) может быть меньше длины дуговидной прижимной станины 14.
[0063] В других вариантах реализации изобретения желобки, расположенные в поперечном направлении, могут быть непрерывными, как показано на Фиг.11а, на котором желобки 26 по существу покрывают всю ширину ленты 17 в поперечном направлении. Еще в одном варианте реализации желобки 26 могут быть сформированы с образованием узора уступами, как, например, на ленте 17', изображенной на Фиг.12.
[0064] Лента для пресса станинного типа с желобками, расположенными в поперечном направлении, имеет то преимущество, что она действует наподобие крыльчатки или механизма поршневого насоса. Когда желобок 26 попадает на станину, из полотна 20 отжимается вода, которая затем попадает в желобки 26 ленты 17. Так как желобки 26 сформированы в слое водонепроницаемой смолы 34, вода не вытекает из желобков 26. По мере того как давление между прессовым валком 12 и станиной увеличивается, желобки наполняются водой, отжатой из волокнистого полотна 20. Затем продвижение ленты 17 относит воду, отжатую в желобки 26, от волокнистого полотна 20.
[0065] Так как ширина (составляющая в машинном направлении) желобков 26 меньше длины станины, вода, попадающая в желобки, не может вытечь обратно и удерживается в желобках, частично благодаря давлению, оказываемому прессовым валком 12. Такой вариант реализации может оказаться очень полезным для низкоскоростных устройств, в которых традиционно использовали простые или не содержащие желобков ленты. Однако настоящее изобретение не ограничено указанным применением и может быть использовано при различных скоростях процесса.
[0066] Дополнительно, предлагаемая лента может иметь другие узоры прерывистых желобков. Например, предлагаемая лента, изображенная на Фиг.13, может содержать несколько первых желобков (таких как желобок 44) и/или несколько вторых желобков (таких как желобок 46). Полная длина и ширина каждого из желобков может быть меньше соответствующих размеров дуговидной прижимной станины 14.
Желобки 44, 46 могут быть любой формы, в том числе помимо прочего квадратной, прямоугольной, треугольной, зигзагообразной, круглой, многоугольной; кроме того, форма указанных желобков может быть комбинацией вышеперечисленных форм. На Фиг.23 и 24 показаны варианты желобков, имеющих треугольную форму. Эти желобки могут иметь контактную площадку, разделяющую стороны структуры и расположенную между ними; однако это не обязательно, поскольку гребни соответствующих форм также могут быть соединены и тем самым могут формировать непрерывный желобок вдоль периметра указанной формы. Еще один вариант показан на Фиг.25; здесь желобки сформированы в форме шестиугольников или в форме сотовой структуры. Один или более шестиугольников указанной сотовой структуры может быть полностью заполнен смоляным покрытием. Кроме того, лента может содержать комбинацию непрерывных и прерывистых желобков, проходящих в машинном или поперечном направлении ленты. На примере Фиг.26 показаны непрерывные желобки 101 поперечного направления и непрерывные желобки 102 машинного направления, сформированные в комбинации с прерывистыми желобками 103 машинного направления и прерывистыми желобками 104 поперечного направления. Желобки любой или всех из вышеупомянутых форм, или желобки любого другого узора, предложенные в настоящем описании, могут иметь различную глубину и/или различную ширину в машинном направлении и/или в поперечном направлении ленты.
[0067] При сравнении ленты 16 (Фиг.2) с лентой, на которую нанесены непрерывные желобки стандартного типа, причем, если на обеих лентах глубина желобков составляет 1,4 мм, а ширина - 0,8 мм, а ширина контактной площадки (расстояние между соседними желобками) составляет 2,1 мм, то величина разбрызгивания на участке ввода в зону контакта и величина разбрызгивания на участке выхода из зоны контакта могут быть измерены, и может быть построен график зависимости указанных величин от скорости машины и прилагаемого давления в зоне контакта.
[0068] Как видно из Фиг.8, при использовании ленты, на которую нанесены непрерывные желобки стандартного типа, при скорости, превышающей 300 м/мин, имеется разбрызгивание на участке ввода в зону контакта. Кроме того, по мере повышения скорости также возрастает величина разбрызгивания на участке ввода в зону контакта, а затем она снижается, как показано на чертеже. Также, по мере увеличения нагружаемого давления, возрастает величина разбрызгивания на участке ввода в зону контакта. Соответственно, существует рабочий диапазон, в котором работать с лентой, на которую нанесены непрерывные желобки стандартного типа, нежелательно.
[0069] На Фиг.9 показана скорость работы, при которой величина разбрызгивания на участке ввода в зону контакта значительно снижена в тот момент, когда лента попадает в станинный пресс. График позволяет сравнивать скорость при различных давлениях нагрузки на ленту станинного пресса, на которую нанесены непрерывные желобки.
[0070] Как видно, при повышении давления нагрузки повышается скорость, необходимая для подавления разбрызгивания на участке ввода в зону контакта. Например, при давлении нагрузки, равном 600 кН/м, скорость, необходимая для подавления разбрызгивания на участке ввода в зону контакта, приблизительно равна 650 м/мин, что можно сравнить со скоростью приблизительно 810 м/мин, необходимой для подавления разбрызгивания на участке ввода в зону контакта при давлении нагрузки, равном 1200 кН/м.
[0071] Как показано на Фиг.8 и 9, разбрызгивание на участке ввода в зону контакта может присутствовать при работе станинного пресса с длинной зоной контакта, в котором применяют ленту, на которую нанесены в машинном направлении непрерывные желобки стандартного типа, при скорости, превышающей 650 м/мин или менее 810 м/мин, и давлении нагрузки, находящемся в диапазоне от 600 до 1200 кН/м. Разбрызгивание на участке ввода в зону контакта снижает эффективность обезвоживания полотна и, следовательно, является нежелательной характеристикой желобчатых лент, известных ранее в настоящей области техники.
[0072] Напротив, как видно из Фиг.10, ленты, предлагаемые в соответствии с настоящим изобретением, не вызывают или по существу не вызывают разбрызгивания на участке входа в зону контакта при давлении нагрузки, находящемся в диапазоне от 600 до 1000 кН/м, и скоростях, находящихся в диапазоне от 250 до 1000 м/мин. Соответственно, ленты с прерывистыми желобками снижают разбрызгивание на участке входа в зону контакта и, таким образом, повышают эффективность обезвоживания полотна.
[0073] Хотя в настоящем описании рассмотрена лента, на которую нанесены прерывистые желобки, настоящее изобретение не ограничено указанной модификацией. Иными словами, на предлагаемую ленту могут быть нанесены непрерывные желобки нестандартного типа. В качестве примера можно рассмотреть Фиг.14, где на ленту 47 может быть нанесено несколько непрерывных желобков 49, каждый из которых имеет прямую часть 48, за которой следует зигзагообразная часть 50, за которой вновь следует прямая часть 48 и т.д. В другом варианте желобки 49 могут иметь только зигзагообразную часть 50 без прямых частей, как показано на Фиг.27. Эти зигзагообразные части могут быть непрерывными и прерывистыми (Фиг.28) и могут проходить в машинном и/или поперечном направлении ленты или даже могут быть сформированы под углом к машинному или поперечному направлению ленты. Длина каждой из прямых и/или зигзагообразных частей может быть меньше длины дуговидной прижимной станины 14. В другом варианте, изображенном на Фиг.15, на ленту 51 может быть нанесен один или более желобков 52, каждый из которых состоит из первой части 54, имеющей первую ширину, и второй части 56, имеющей вторую ширину, меньшую чем первая ширина. Длина второй или ограничивающей части 56 может быть меньше, чем длина дуговидной прижимной станины 14. В других вариантах реализации изобретения лента может содержать желобки синусоидальной формы или S-образной формы, как показано на Фиг.29. Следует заметить, что длина этих желобков меньше длины прижимной станины 14.
[0074] Кроме того, как уже было показано, форма желобков, наносимых на ленту, предлагаемую в соответствии с настоящим изобретением, может включать различные формы поперечного сечения.
[0075] Варианты нескольких форм поперечного сечения показаны на Фиг.16-21.
[0076] Следует понимать, что форма желобков, наносимых на ленту, предлагаемую в соответствии с настоящим изобретением, не ограничена указанными вариантами.
[0077] Еще один предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения показан на Фиг.22. На Фиг.22 желобок 26 сформирован так, что его различные части имеют разную глубину, т.е. более глубокую часть 60 и более мелкую часть 62. Различная глубина действует по существу так же, как конечная часть прерывистых желобков, описанных выше. Иными словами, более мелкая часть 62 желобка 26 препятствует легкому вытеканию воды из более глубокой части 60 и таким образом значительно снижает склонность воды вытекать в направлении, противоположном машинному направлению, что позволяет минимизировать разбрызгивание на участке ввода в зону контакта.
[0078] Желобок 26, предлагаемый в соответствии с настоящим вариантом реализации изобретения, непрерывен; однако в одном предпочтительном варианте реализации длина более глубокой части 60 желобка 26 меньше длины зоны контакта станины. Это видно из сравнения кривой давления 64, показанной на Фиг.22, с глубиной желобка 26. На входе в прессовый валок 12 имеется зона 36 низкого давления, которая соответствует мелкой части 62 желобка 26. После этого давление быстро возрастает, и глубина желобка 26 также возрастает на этом участке.
[0079] Наибольшее давление оказывается на точку, находящуюся вблизи окончания глубокой части 60 желобка 26.
[0080] Следует отметить, что в области мелких участков 62 давление резко падает. Так, в самих глубоких частях желобка 26, на которые оказывают самое высокое давление, из волокнистого полотна 20 отжимается наибольшее количество воды. Для ясности на Фиг.22 не показана прессовая ткань (позиция 18 на Фиг.1), на которой расположено волокнистое полотно 20; однако специалист в настоящей области техники легко определит, что указанная ткань обычно находится между полотном 20 и лентой 16 станинного пресса.
[0081] Специалисты в данной области техники должны понимать, что существуют различные модификации настоящего изобретения, не выходящие за пределы области, защищаемой прилагаемой Формулой изобретения.