纸幅制造机中的流浆箱的功能部件所用的结构元件、功能部件和由其制造的流浆箱以及相关方法

具体实施方式

图1表示根据本发明第一实施方式的结构元件17的纵剖面图。结构元件17包括固体的一体块1，该一体块1具有多个从结构元件17的上游端1A到下游端1B而贯通块1的通道2。通道2限定纸浆的流路，并以行和列的形式布置。例如，块1可包括四行通道2，在每行中均具有三个通道，如图3和图3B所公开的那样。

结构元件17设计成紊流发生器单元的部件，例如如图8中所公开的那样。在图8中，图1中所公开的类型的三个结构元件17A、17B和17C并排布置，以在流浆箱10中形成紊流发生器单元11。结构元件17A、17B和17C布置成使得结构元件17A、17B和17C的上游端1A和下游端1B相重合。各结构元件17A、17B和17C包括六行通道2，每行通道中具有三个通道。因此，紊流发生器单元11总共包括六行通道，每行中具有九个通道。然而，形成紊流发生器单元11的结构元件的尺寸和数量当然可根据流浆箱10所需的尺寸进行选择。

由各行通道2运送的纸纤维浆料类型(例如浆料的浓度、纤维合成物等)可以变化，结果可形成多层纸幅。例如，如果将图8的实施方式用于三层流浆箱中，则最上两行通道用于第一类型的浆料，中间两行通道用于第二类型的浆料，最下两行通道用于第三类型的浆料。

优选的是，块1由高性能聚氨酯模制制成，但也可以使用具有所需性能的任何其它聚合物(例如聚氨酯泡沫、PVDF塑料、C-PVC、聚丙烯、聚乙烯-HDPE、聚缩醛、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯)以及/或者合成材料或轻金属、或金属粉末、或陶瓷，并且可使用合适的制造方法。

当块1由高性能聚氨酯弹性体制造时，其优选以模制的形式在计算机控制注模机中通过模制而成。将聚合物从机器直接泵送到成形工具中。成形工具通常由机械加工铝制成。在规定的时间段后(例如大约1小时)，打开工具并使所述块脱模，即，从成形工具移除。然后将模制块1放置在炉中(例如在100℃下放置16小时)以二次固化。然后通过快刀或柳叶刀去除件1的多余飞边(excess flashing)。然后检查块1的硬度、孔隙率以及其它相关参数还有总体外观，以确保块的质量符合所设定的要求。还可以抽取来自铸模的保留样品，以用于后面在测试设备处的质量控制。最后，可将插入件(例如金属插入件)配合到(例如压配或旋拧到)所述块的通道中(参见图2)，从而形成最终的结构元件。

当然，可使用可选的其它公知的合适制造方法或技术。

由于上述的制造方法，通道的内表面可制造得非常光滑，因此通道不需要任何内衬或附加操作，例如象传统的紊流发生器的对应传统钢管的内表面一样。

优选的是，块的尺寸选择为使得该块易于模制而且还易于装配到管单元中。块中通道的尺寸、形式和数量适于使块成为一个部件的管单元类型。

块的材料应经受浆料流的压力。因此，相邻的通道行之间与各个通道的相邻行之间所需的壁厚取决于块所用的材料。在由聚氨酯制成的块中的相邻通道的分隔壁应优选为至少2.0mm，以能够经受通道中的流动压力而不会发生太大变形。然而，应理解，如果采用其它材料来制造件1，则相邻通道之间的壁厚或距离可以变化。通常，相邻通道2之间的优选壁厚根据所选择的块材料可在0.2mm到50mm之间变化。

通道2可具有任何期望的形状或轮廓。它们可以是柱形，从而，各通道2的截面面积和形状从结构元件的上游端1A处的进口2A到结构元件的下游端1B处的排出口2B之间相同。作为选择，各通道2的截面面积和/或形状可沿通道的长度变化，从而如图1所示，例如获得相结合的柱形和锥形。

优选的是，结构元件17包括附接装置(例如凹部6)，用于将结构元件安装到流浆箱10的壳体12中，或者用于将结构元件与流浆箱10内的其它功能部件或结构元件布置在一起。

在结构元件17的下游端1B上以及在相邻的浆料流动通道2之间具有用于安装叶片5(如现有技术中已公知的浆料分隔叶片或所谓的楔形物以及/或者紊流叶片)的凹部4。如图8所示，当将多个结构元件17A、17B、17C装配到紊流发生器单元11中时，结构元件的凹部4在下游端1B处形成槽，所述槽沿机器横向延伸，并且如图2所示，叶片5可插入该槽中。

为了与上游功能部件连接，结构元件17可包括布置在通道2的上游部分中的插入件或嵌入件3。图2示出了结构元件17的纵剖面，该结构元件17在其上游端1A处包括呈金属衬套或其它合适连接元件的形式的嵌入件3，用于将结构元件的通道2连接到传统的第一管单元7的管7’。如图2A中以放大图的形式示出了将嵌入件3拧入通道2中，因此管7’插入嵌入件3中。在该实施方式中，通道2在块1的整个长度上制成为相同地收敛，然而通道2的截面几何形状可根据期望进行变化，例如为圆、椭圆、矩形等的形式。

虽然这里仅示出了四行通道，但应理解，块1中的通道行数可以从1到9以上变化，每行中的通道数量可从1到8以上变化。

块1的通道2的收敛形式使得浆料流加速。

优选的是，管7’下游端的截面积小于通道2上游端的截面积。该截面积差造成浆料的流动通道突然变大，因此改进了纸纤维的再絮凝，并且在流动中产生微小紊流。在该实施方式中，嵌入件3和插入管7’设置成用于使浆料流通道突然变大，因此，造成浆料流中的短纤维破坏，插入管7’的用于浆料流的开口截面积比通道2的上游部分小。

应理解，不同流浆箱的功能部件或单元之间的截面流动面积差能够以许多不同方式布置(例如，如图2或图7所示，通过将任何合适的嵌入件3、3’插入通道2中)，但并不局限于仅使用嵌入件3、3’。

如图3所示，可选地可将嵌入件3压到各通道2的上游开口2A中，如图3A的放大图所示。

如图3B所示，通道2的进口2A和排出口2B的形式在形状上可进行广泛的变化，在截面I至IV中为圆、椭圆、矩形、多边形以及其它所选形式。上游端1A和下游端1B上的开口2A和2B的形状可以相同或不同，并根据这些通道内的浆料流待实现的参数进行选择。

图4示出了根据本发明的流浆箱10的另一实施方式，其中根据本发明的至少两个结构元件17、18(在该情况下为紊流发生器单元11和第一管单元15)顺序依次安装在流浆箱10的壳体12中。紊流发生器单元11包括一个结构元件17或沿流浆箱10的截面并排安装的多个结构元件17。同样，第一管单元15包括一个结构元件18或沿流浆箱10的横向并排安装的多个结构元件18。各结构元件17、18包括由高性能聚氨酯弹性体制成的块，所述块根据上述的方法模制而成。

应理解，第一管单元15中的通道的截面形状和/或面积还可以与紊流发生器单元11的通道的截面形状和/或面积一样变化。

结构元件17、18的所述块制成为使得它们包括协作附接装置6(例如突起或凹陷)，以能够精确地定位结构元件17、18，从而对应的通道2彼此配合。优选的是，结构元件17、18固定地装入流浆箱10的壳体12中，由此，不需要上述的插入件来将第一管单元15与紊流发生器单元11连接。

图5示出了根据本发明的在流浆箱10中形成第二管单元或紊流发生器11的结构元件17的再一实施方式。将传统的第一管单元7的第一管7’以与上所述相同的方式插入结构元件17的通道2的上游端1A处的插入件3。然而，在该情况下，在结构元件17的下游端1B处无分隔叶片或楔形物。

因此，当装配根据图5的流浆箱10时，需要制造呈第二管单元形式的功能部件11。如上所述，这通过模制块1并将插入件3插入块1的通道2的上游端1A中来执行，从而形成结构元件17。之后，将多个这样的结构元件17如图8所示并排布置，即，使得在相邻的结构元件之间设置间隙14，而形成功能部件11。然后，将功能部件11布置在流浆箱10的壳体12中，从而在功能部件11的结构元件17的块1与壳体壁中设置间隙。之后，连接第一管单元7的管7’与插入件3，从而在块1的通道2与位于上游的功能部件(例如图9至图11中所示类型的混合单元23)之间形成流体连通。任选的是，可在块1的下游端1B处安装浆料分隔叶片5，这在图2中示出。当然，这些步骤的次序可以变化。

图6示出了根据本发明的流浆箱10，该流浆箱10包括壳体12和在壳体12内间隔开的不同功能部件8、7、11和9。部件8包括许多稳定或平衡流动压力室8’。浆料流通过一个或多个集管或多个歧管(未示出)供应到室8’中。然后，该浆料流继续流到部件7的第一管或通道7’中(如图4和图5所示并如上述说明)。将浆料流从功能部件7供应到紊流发生器单元11(其也具有上述所说明的功能)，并进一步供应到堰板室9中，浆料流在堰板室9继续流到壳体12的下游端上的堰板开口。浆料从堰板开口被输送到成形网(未示出)上。堰板室9可包括至少一个分隔叶片5，该分隔叶片5安装在紊流发生器单元11的下游端1B上，并在堰板室9内分隔不同的浆料流。作为选择，可在相同的浆料流内的分隔叶片5之间安装至少一个紊流叶片5’，用于促进微小紊流，并改进纸幅的形成。

如这里所示，两行管7’将相同的纸浆从各平衡室8’运送到下一紊流发生器单元11。

图7中示出了根据本发明的整个流浆箱10的又一实施方式。流浆箱10包括壳体12和不同的功能部件，例如与紊流发生器单元11直接连接且在堰板室9之前的平衡室8，所有这些功能部件8、9和11在壳体12内间隔开。当流浆箱10中未使用第一管时，可通过其它已知方式(例如如下所述通过将管或嵌入件插入紊流发生器通道中)提供流动在第二管通道2(或流到紊流发生器单元11)中的突然扩张。

功能部件8包括许多稳定和/或平衡浆料流压力室8’。在紊流发生器单元11的通道2中插入许多呈金属管形式或作为选择呈长衬套形式的嵌入件3’，而不是插入第一管单元，用于连接平衡室单元8和紊流发生器单元11。与室8相比，嵌入件3’的上游端具有用于浆料流的更小开口面积，其提供了对浆料流的阻力。嵌入件3’的下游端提供通道2中的台阶，由于通道2具有比嵌入件3’内的用于浆料流的开口面积更大的直径，因此，通道2发生扩张，并且实现了紊流发生器单元11内的压力下降和稳定的浆料流，这提高了浆料流的液化并提供了更好的形成。

因此，第一管单元或功能部件7可由嵌入件3’或其它合适的装置替代。嵌入件3’可被压到或旋拧到结构元件1的通道2中，或通过现有技术中已知的其它方式固定。在该实施方式中，两个或至少其中一个功能部件(单元11和单元8)可由根据本发明的结构元件制成。

图8示出了流浆箱10的由多个结构元件17A、17B和17C装配而成的紊流发生器单元11，结构元件17A、17B和17C均包括根据本发明的一体块1。作为选择，可类似地装配例如功能部件的其它部分或单元7和8。由于块1的材料可存在一些热膨胀，并且结构元件17A、17B和17C可经受大约20℃至55℃的温度，因此块1之间应安装成具有一些间隙14。优选的是，间隙14的宽度至少大约为0.2mm到0.7mm。然而，由于不同材料的温度系数不同，因此间隙14的宽度可以变化，并且可因制造一体块1所用的材料不同而不同。通过至少一个间隙形成元件13确保两相邻块1之间的间隙14。优选的是，元件13布置成使得其同时密封间隙14，以防止纸浆或其它流体或气体(例如空气)流到相邻块中。因此，元件13可作为密封元件以及间隙形成元件。元件13可布置在各个块1的一个或多个外表面处。元件13可与块1一体制成，即，制成为块1的一体部分，如图8A所示。密封元件13可形成为至少一个条带13，条带13从块1的侧面22上、顶面20上以及底面21上的块1表面近似垂直于浆料流方向离开并突出。作为选择，这些密封条带13或其它密封元件可位于结构元件的侧面22上，并可相对于浆料流方向倾斜。优选的是，块1的条带13定位成使得相邻块表面的条带13协作并互连，如图8A的放大图所示，其中在块1的一个表面上布置单条带，而在块1的相对表面上布置双条带，这些条带布置成使得单条带配合在相同类型的相邻块1的双条带之间。作为选择，仅一个与间隙14高度近似的元件或条带13可确保存在间隙14并同时密封间隙14。条带13的高度大约为所选间隙14的尺寸，条带13优选通过其它方式与块1一起模制或制造。作为选择，两相邻块的条带或密封元件13可布置成彼此相对，从而各元件均与相对块的元件接触。在该布置中，各元件的高度仅需要为间隙宽度的一半。条带或密封元件13在该块如此制造之后可例如通过胶粘剂或其它合适的方式固定到块1，而不是作为块1的一体部分。作为选择，在装配流浆箱10时，可将条带或密封元件13定位在相邻的块与壳体12之间和/或多个块与壳体12之间，在该情况下条带或密封元件13可不必粘合到块表面，而可以通过壳体12的保持力保持在合适位置。

因此，间隙形成元件13可布置成抵接相邻块的间隙形成元件或表面或流浆箱10的壳体12的表面。间隙形成元件13可具有任何合适的截面形式，即，如图8A中所示的半圆。优选的是，间隙形成元件13细长且连续，使得它们沿块表面的整个长度或宽度延伸。

图11表示根据本发明的流浆箱的再一实施方式。流浆箱10包括第二管单元或紊流发生器11，该紊流发生器11包括多个根据本发明的并排布置的结构元件17。在紊流发生器11的上游，流浆箱10包括第一管单元7，该第一管单元7包括许多金属管，这些金属管附接到紊流发生器11的通道中的插入件。在第一管单元7的上游，流浆箱10包括混合单元23。在混合单元23的上游，流浆箱10包括歧管24，用于向混合单元23供应纸浆。

混合单元23包括多个沿流浆箱10的截面方向并排布置的结构元件25。图12和13更详细地表示了这样的结构元件25。结构元件25包括块1，在块1中，多个贯通通道26布置成将纸浆从歧管24引到混合室27。通过26被分成两组，每组通道通到单独的混合室27。而且，供给通道28通到各混合室27。供给通道28布置成用于将包含纸浆添加剂的混合流体供应到混合室27中，混合流体布置成以现有技术的造纸中本身已公知的方式与纸浆混合。

结构元件25还包括配合在各通道26中的管状插入件29(优选为金属管)，使得它们终止于混合室27内，如图9所示。因此，当混合单元23安装在第一管单元7上时，插入件29恰好终止在管7’的短端，因此具有一用于使纸浆与混合流体混合的狭窄开口。

如上所述，结构元件25的块1优选由高性能聚氨酯弹性体模制而成。而且，优选的是，如上所述，插入件29配合到通道26中。

具有包括根据本发明的结构元件的功能部件的流浆箱可用于任何类型的纸幅制造机中，例如传统的纸、纸板或薄纸制造机。

应理解，本发明不局限于所示的实施方式，并且应该解释为处于本发明的精神内。本发明可用于在造纸机中使用的流浆箱中的任何一个功能部件或单元。

最后，应理解，由根据本发明的结构元件制成的结构元件可用于新的流浆箱中以及在再次构造或翻新已有的流浆箱时使用。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1、一种用于纸幅制造机的流浆箱(10)中的功能部件(11)的结构元件(17，18，25，30)，该结构元件(17，18，25，30)包括一体块(1)，该一体块中包括多个通道(2)，该多个通道限定用于纸浆的流动通道，所述浆料流动通道(2)从所述块(1)的第一上游端(1A)到第二下游端(1B)延伸穿过该一体块(1)，该结构元件的特征在于：该结构元件(17，18，25，30)还包括至少一个第一间隙形成元件(13)，该第一间隙形成元件布置成确保所述结构元件(17，18，25，30)的所述块(1)的至少一个外表面与相邻元件之间的预定宽度的间隙(14)。

2、根据权利要求1所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述相邻元件为所述流浆箱(10)的壳体(12)。

3、根据权利要求1所述的结构元件(17A)，其特征在于，所述相邻元件为另一结构元件(17B)。

4、根据权利要求1至3中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述至少一个第一间隙形成元件(13)布置在所述块(1)的第一表面上。

5、根据权利要求4所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，该结构元件(17，18，25，30)还包括布置在所述块(1)的第二表面上的至少一个第二间隙形成元件(13)，所述第二表面与所述第一表面相反。

6、根据权利要求5所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述第一间隙形成元件(13)包括单条带，所述第二间隙形成元件(13)包括双条带，所述条带布置成使得所述单条带配合在相同类型的相邻块(1)的所述双条带之间。

7、根据权利要求4至6中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述一个或多个间隙形成元件(13)附接到所述块(1)的一个或多个表面。

8、根据权利要求4至6中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述一个或多个间隙形成元件(13)制成为所述块(1)的一体部分。

9、根据权利要求7和8中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述一个或多个间隙形成元件(13)连续，使得所述一个或多个间隙形成元件(13)沿所述块(1)的所述一个或多个表面的整个长度或宽度延伸。

10、根据权利要求9所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述一个或多个间隙形成元件(13)布置成密封所述一个或多个间隙(14)。

11、根据权利要求1至10中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述块(1)由聚合物、合成材料、金属粉末、轻金属和陶瓷中的其中之一制成。

12、根据权利要求11所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述聚合物为聚氨酯、聚氨酯泡沫、塑料、聚丙烯、聚缩醛、环氧树脂、酚醛树脂和乙烯基酯中的其中之一。

13、根据权利要求1至12中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述块(1)通过模制、铸造、注射、挤出和挤压中的其中之一制成。

14、根据权利要求1至13中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述块(1)的所述通道(2)的截面形状和/或截面面积沿所述通道(2)的长度而变化。

15、根据权利要求1至14中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，所述块(1)的两个相邻通道(2)之间的壁厚至少为2mm。

16、根据权利要求1至15中任一项所述的结构元件(17，18，25，30)，其特征在于，在所述块(1)的所述通道(2)中布置插入件(3，3’)。

17、一种用于造纸机的流浆箱(10)的功能部件(8，11，15，23)，所述功能部件(8，11，15，23)包括根据权利要求1至16中任一项所述的第一结构元件(17，18，25，30)。

18、根据权利要求17所述的功能部件(8，11，15，23)，其中所述功能部件(8，11，15，23)除所述第一结构元件(17B)之外还包括根据权利要求1至16中任一项所述的至少一个第二结构元件(17A，17C)，该第一和第二结构元件(17A，17B，17C)并排布置，从而所述结构元件(17A，17B，17C)的所述块(1)的上游端(1A)和所述下游端(1B)位置相一致，所述功能部件的特征在于，所述结构元件(17A，17B，17C)的所述间隙形成元件(13)布置在相邻的结构元件之间，用于确保所述相邻的结构元件(17A，17B；17B，17C)之间的预定宽度的间隙(14)。

19、根据权利要求18所述的功能部件(11)，其特征在于，所述间隙形成元件(13)包括布置在所述相邻的结构元件(17A，17B；17B，17C)的所述块(1)之间的条带。

20、根据权利要求19所述的功能部件(11)，其特征在于，所述条带附接到所述相邻的结构元件(17A，17B；17B，17C)的所述块(1)的表面。

21、根据权利要求18至20中任一项所述的功能部件(11)，其特征在于，所述间隙形成元件(13)连续，从而所述一个或多个间隙形成元件(13)沿所述块(1)的所述表面的整个长度或宽度延伸，并且所述间隙形成元件(13)布置成密封所述间隙(14)。

22、根据权利要求18至21中任一项所述的功能部件(11)，其特征在于，所述一个或多个间隙(14)足以使得所述相邻的结构元件(17A，17B；17B，17C)的所述块(1)热膨胀。

23、根据权利要求22所述的功能部件(11)，其特征在于，所述间隙(14)的宽度至少为0.2mm至0.7mm。