ШПИЛЬКА ДЛЯ СПИРАЛЬНЫХ ТКАНЕЙ
PIN FOR HELICAL FABRICS

Настоящее изобретение относится к бумажному производству. В частности, к тканям, используемым в бумагоделательных машинах. Данное изобретение применимо главным образом в производстве сушильных тканей, но также может использоваться для производства сеточных тканей, прессовых тканей и других промышленных тканей/ремней, в которых применяется шпилька или подобный элемент.
Уровень техники
В ходе процесса производства бумаги в сеточной части бумагоделательной машины путем осаждения бумажной массы, то есть водной суспензии целлюлозных волокон, получают целлюлозное волокнистое полотно. При этом из бумажной массы выделяется большое количество воды, а на самой поверхности сеточной части бумагоделательной машины остается целлюлозное полотно.
Далее полученное целлюлозное полотно поступает из сеточной части в прессовую часть, которая включает несколько вальцовых прессов. Целлюлозное полотно проходит через вальцовые прессы, при этом полотно лежит на ткани, или, как это часто бывает, находится между двумя такими тканями. Вальцовые прессы оказывают давление на целлюлозное полотно, благодаря чему из него выдавливается вода, а целлюлозные волокна в полотне сцепляются друг с другом, за счет чего целлюлозное полотно превращается в лист бумаги. Вода поглощается тканью или тканями и в идеале не возвращается в полотно бумаги.
Далее полотно бумаги поступает в сушильную часть, которая включает по меньшей мере несколько вращающихся сушильных цилиндров, обогреваемых изнутри паром. Полученное полотно бумаги направляется последовательно вокруг каждого цилиндра группы цилиндров, при этом оно прижимается к ним сушильной тканью, которая прижимает полотно бумаги к нагретым поверхностям цилиндров. При этом бумага высушивается до нужного уровня остаточного содержания влаги за счет испарения.
Следует понимать, что сеточные, прессовые и сушильные ткани имеют вид бесконечной ленты и работают подобно конвейеру. Также следует понимать, что производство бумаги - это непрерывный процесс, который происходит с значительной скоростью. То есть волокнистая бумажная масса непрерывно осаждается на сеточной ткани в сеточной части, тогда как изготовленная бумага непрерывно наматывается в рулоны после того, как она покидает сушильную часть.
Указанные ткани могут иметь различные формы. Например, они могут иметь вид бесконечного тканевого полотна или простого полотна, которое затем превращают в бесконечную ленту соединением концов полотна. Ткани обычно имеют вид бесконечной ленты или же могут быть соединены в такую ленту, имеющую определенную длину, измеряемую в продольном направлении относительно ленты, и определенную ширину, измеряемую соответственно поперек. Поскольку существует множество типов и конфигураций бумагоделательных машин, производителям оснастки для данного оборудования необходимо изготавливать ткани и другую оснастку бумагоделательных машин, в соответствии с заданными размерами. Понятно что данное требование усложняет оптимизацию производственного процесса, поскольку каждая ткань обычно производится под заказ.
Ткани в современных бумагоделательных машинах могут иметь ширину от 1,5 м до 10 м (от 5 до 33 футов), длину от 12 м до более чем 122 м (от 40 до более чем 400 футов) и могут весить приблизительно от 45 кг до 1360 кг (от 100 до 3000 фунтов). Со временем ткани изнашиваются и требуют замены.
Для замены ткани часто необходимо вывести оборудование из эксплуатации, снять изношенную ткань, провести подготовку к установке новой ткани и, собственно, установить ткань. Из-за неразборной конструкции опорных балок сушильной части все сушильные ткани должны иметь шов.
Установка ткани включает размещение полотна ткани в машине и соединение его концов для получения бесконечной ленты.
Для того чтобы на производимой бумаге не оставались отметины от шва, шов любой обрабатываемой ткани должен в ходе работы вести себя так же и обладать такими же свойствами, как и само полотно ткани.
Как изложено в патенте США 4,567,077 (Gauthier), описание которого включено в описание настоящей заявки в соответствии со ссылками, ткань может быть полностью изготовлена из спиралей. В этом случае спирали соединены друг с другом при помощи по меньшей мере одного соединительного стержня. Теоретически, шов может, следовательно, находиться в любой точке полотна ткани, откуда может быть извлечен соединительный стержень. Преимуществом спиральных тканей по сравнению с текстильными тканями является то, что шов геометрически подобен полотну ткани.
В данном изобретении описана шпилька или соединительный элемент, предназначенный для удержания вместе спиралей в спиральной ткани. Данный соединительный элемент деформируется при сжатии или растяжении в ходе эксплуатации, таким образом снижая толщину и проницаемость ткани.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предложен соединительный элемент, предназначенный для использования в промышленных тканях.
Этот соединительный элемент включает центральную часть и лепестки, выступающие из нее. В предпочтительном варианте ткани являются спиральными тканями. Соединительный элемент деформируется при сжатии или растяжении, что приводит к уменьшению толщины ткани и снижению проницаемости ткани по воздуху, воде и т.д.
Далее изобретение будет описано более подробно с ссылками на соответствующие чертежи. В данных чертежах сходные элементы и детали обозначены одинаковыми цифрами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для более полного понимания изобретения далее приведено описание, сопровождающееся ссылками на прилагающиеся чертежи, на которых
фиг.1 изображает поперечный разрез соединительного элемента согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг.2 изображает вид с частичным разрезом спиральной ткани с соединительными элементами, представленными на фиг.1;
фиг.3 изображает вид сбоку с частичным поперечным разрезом спиральной ткани, представленной на фиг.2;
фиг.4а изображает увеличенный вид соединительного элемента, представленного на фиг.1, размещенного в петле ткани перед сжатием или растяжением;
фиг.4b изображает увеличенный вид соединительного элемента, представленного на фиг.4а, после сжатия или растяжения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее, на примере сушильных тканей, применяемых в бумагоделательных машинах, будет описан один из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако следует отметить, что настоящее изобретение может применяться в спиральных тканях, используемых в других секциях бумагоделательных машин, а также и в другом промышленном оборудовании. Спиральная ткань включает поперечные спирали, которые могут частично перекрывать друг друга и могут быть соединены вместе соединительным элементом. Следует отметить, что настоящее изобретение может применяться в тканях других типов или в других случаях, когда требуется шовное соединение, получаемое при помощи осей, подобных описанной.
Далее будет описан один из вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1, на котором представлен поперечный разрез соединительного элемента, шпильки или стержня 2. Соединительный элемент 2 может быть вставлен в проход, образованный перекрывающимися спиралями, витками или петлями в ткани.
Соединительный элемент 2 может включать центральную часть 6, которая преимущественно является круглой в поперечном сечении, и лепестки 10, каждый из которых имеет наружную поверхность 4 и каждый из которых выступает из центральной части. В одном из вариантов осуществления изобретения соединительный элемент 2 имеет пять лепестков 10 и, соответственно, может быть назван пятилепестковой нитью. Соседние лепестки отделены друг от друга канавкой 8, имеющей определенную форму, например "С"-образную. Наружная поверхность 4 соединительного элемента 2 может иметь криволинейную форму, как, например, показано на фиг.1. По существу, можно считать, что соединительный элемент имеет в основном круглое поперечное сечение радиуса R. Расположение, размер и/или форма канавок 8 и лепестков 10 позволяет соединительному элементу 2 деформироваться при сжатии или растяжении.
В частности, при воздействии нагрузки сжатия или растяжения в ходе эксплуатации соединительный элемент 2 деформируется до толщины меньшей, чем исходная толщина петлей, образующих проход.
Соединительный элемент 2 может являться однородной мононитью, изготовленной из полимерной смолы, например из полиамидной или полиэфирной смолы. Соединительный элемент 2 может, как понятно специалистам в данной области, содержать широкий диапазон добавок, обычно используемых в производстве мононитей, с тем чтобы получить нужные внешний вид и эксплуатационные характеристики. Например, возможно введение антиоксидантов, красителей, пигментов, антистатических добавок и веществ, повышающих стойкость к действию ультрафиолетового излучения. В другом варианте соединительный элемент 2 может быть изготовлен из металла, или металлов, или других материалов, которые могут содержать, а могут и не содержать добавок. Такой соединительный элемент 2 может быть получен экструзией (например, экструзией из расплава) с использованием фильеры. В данном случае форма отверстий фильеры определяет форму соединительного элемента.
Как уже было сказано выше, оригинальная форма соединительного элемента 2 позволяет ему деформироваться при сжатии или растяжении и в результате толщина ткани становится меньше, чем исходная толщина витков спиралей ткани. Например, при каландровании спиральная ткань может быть сжата двумя вальцами, образующими пресс. Такое сжатие заставляет соединительный элемент деформироваться и уменьшает суммарную толщину витков спирали.
На фиг.2 и 3 показан вид сверху и поперечный разрез спиральной ткани 12 соответственно. Как видно, такая ткань 12 может включать спирали 14 и 16, которые в основном расположены в поперечном направлении относительно продольной оси ткани (то есть оси, параллельной направлению движения ткани).
Витки спиралей 14 и 16 могут быть наклонены определенным образом. Например, витки спирали 14 могут быть наклонены влево, как показано стрелкой 20, а витки спирали 16 могут быть наклонены вправо, как показано стрелкой 18. Спирали 14 и 16 соединены друг с другом при помощи соединительного элемента 2. В частности, соединительные элементы 2 могут быть вставлены или иным способом размещены внутри прохода 22, образованного перекрывающимися спиралями 14 и 16.
Далее, чтобы заполнить зазоры и еще более понизить проницаемость ткани 12 между или внутрь спиралей 14 и 16 могут быть вставлены или иным способом введены набивочные нити 24. Набивочные нити 24 могут представлять собой нити или полосы материала и могут иметь любую форму, отвечающую выполняемой функции.
На фиг.4а показан поперечный разрез соединительного элемента 2, размещенного в петле спиральной ткани 112 перед воздействием эксплуатационного сжатия или растяжения. В этом случае витки 34 и 36 спиралей перекрываются и образуют проход 38, имеющий в основном круглую или овальную форму и высоту Н1. При сжатии ткани 112 в ходе эксплуатации, например при каландровании, витки 34 и 36 и соединительные элементы 2 могут деформироваться или изменяться таким образом, чтобы иметь высоту Н2, как показано на фиг.4b.
Высота Н2 меньше высоты Н1.
Следовательно, данный соединительный элемент 2 обеспечивает меньшую толщину ткани и меньшую ее проницаемость.
Хотя в описании соединительного элемента было сказано, что он имеет пять лепестков (пятилепестковый) и в основном круглое поперечное сечение, настоящее изобретение не ограничивается и не сводится к одному лишь этому варианту. Наоборот, соединительный элемент может иметь любую форму поперечного сечения, которая обеспечивает деформацию при эксплуатационном сжатии или растяжении, так что ткань имеет толщину, меньшую, чем толщина исходной ткани. Кроме этого, соединительный элемент согласно настоящему изобретению может иметь любое количество лепестков 10, которые в свою очередь могут иметь любую форму. Например, канавки 8 могут иметь С-образную форму, или U-образную, или форму, представляющую собой сочетание обоих указанных вариантов. В другом варианте каждый лепесток и каждая канавка могут иметь различный размер и/или форму.
Следует понимать, что возможны очевидные для специалистов модификации и изменения изложенного выше изобретения, которые не выходят за рамки объема охраны изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.
И хотя преимущества настоящего изобретения были раскрыты и подробно описаны в данном документе на примере предпочтительных вариантов осуществления объем охраны изобретения не ограничивается только этим примером. Объем охраны определяет прилагаемая формула изобретения.