对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统

文档序号:1901326 发布日期:2021-11-30 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统 (Nozzle system for a device for the contactless treatment of a running fiber web ) 是由 P·海基莱 理查德·索林 于 2021-05-19 设计创作,主要内容包括:用于对行进的幅材无接触处理的装置的喷嘴系统,包括过压喷嘴部和布置在其任一侧的至少一直接冲击喷嘴部,在喷嘴系统中直接冲击喷嘴部与过压喷嘴部组合,使它们之间不会形成用于排出气体的排出通道,在喷嘴系统中过压喷嘴部具有承载表面且在该表面两侧具有由喷嘴孔形成且在喷嘴系统长度方向上延伸的喷嘴孔排,喷嘴孔被配置成吹出借助形成在承载表面每一侧的弯曲柯恩达表面相对彼此被引导的气流,在喷嘴系统中直接冲击喷嘴部包括由被配置成吹出相对于直接冲击喷嘴部的上表面大体垂直的气流的喷嘴孔形成的至少一排喷嘴孔。过压喷嘴部在该表面上包括至少一排配置成通过相对于过压喷嘴部的上表面大体垂直被引导的气流提供直接冲击吹气的直接冲击喷嘴孔。(A nozzle system for an apparatus for the contact-free treatment of a running web, comprising an overpressure nozzle section and at least one direct-impingement nozzle section arranged on either side thereof, in which nozzle system the direct-impingement nozzle section is combined with the overpressure nozzle section such that no discharge channel for discharging gas is formed between them, in which nozzle system the overpressure nozzle section has a carrying surface and on both sides of this surface nozzle-hole rows formed by the nozzle holes and extending in the length direction of the nozzle system, which nozzle holes are configured to blow out gas streams which are directed relative to each other by means of curved coanda surfaces formed on each side of the carrying surface, and in which nozzle system the direct-impingement nozzle section comprises at least one row of nozzle holes formed by nozzle holes configured to blow out a gas stream which is substantially perpendicular relative to the upper surface of the direct-impingement nozzle section. The over-pressure nozzle section includes at least one row of direct impingement nozzle holes on the surface configured to provide direct impingement blow air by a flow of air directed generally perpendicular relative to the upper surface of the over-pressure nozzle section.)

对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统

技术领域

本发明涉及纤维幅材技术。更具体地,本发明涉及用于对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统。

背景技术

从现有技术中已知,纤维幅材制造工艺通常包括由在生产线中连续地布置的多个设备形成的组件。典型的生产和处理线包括流浆箱、网部和压榨部以及随后的干燥部和卷纸机。生产和处理线还可包括用于整饰纤维幅材的其他装置和部,例如施胶机、压光机和涂布部。生产和处理线还包括至少一个用于形成用户卷的分切复卷机以及卷包装设备。在本说明书和以下权利要求书中,纤维幅材意指例如纸和纸板幅材。

如现有技术中已知的,在一些对纤维幅材(例如纸或纸板幅材)进行干燥、承载、支撑等的应用中,需要能够在不接触纤维幅材的情况下通过气流(通常通过空气流)对行进的纤维幅材进行干燥、冷却、支撑、承载等的装置。

关于与用于对行进的纤维幅材进行无接触处理(诸如干燥、冷却、支撑、承载等)的装置的喷嘴系统相关的现有技术,参考公开文献EP 1218589 B1,其公开了一种用于对行进涂布纤维幅材(诸如纸或纸板幅材)进行干燥的气垫式(airborne)幅材干燥设备,该设备包括喷嘴装置,该喷嘴装置包括:过压喷嘴,该过压喷嘴跨越纤维幅材延伸,并且在喷嘴的两侧上(即,在沿幅材行进方向观察时的喷嘴的入口侧和出口侧上)具有喷嘴孔装置,该喷嘴孔装置跨越幅材延伸并且包括一个喷嘴狭槽或跨越幅材延伸的一排连续的喷嘴孔,并且所述喷嘴孔装置被布置成吹出相对于彼此倾斜的干燥空气射流,或者所述喷嘴孔装置被布置为吹出借助于弯曲的柯恩达表面(Coanda-surface)相对于彼此被引导的干燥空气射流;以及至少一个直接冲击喷嘴,所述至少一个直接冲击喷嘴跨越幅材延伸,在直接冲击喷嘴中形成有多个喷嘴狭槽或喷嘴孔,用于吹出相对于幅材大体垂直的干燥空气,其中在其出口侧上或入口侧上所述直接冲击喷嘴与所述过压喷嘴组合,以便形成喷嘴组件,从而所述直接冲击喷嘴和所述过压喷嘴之间不会形成用于排出湿空气的排出通道;该设备在幅材的每侧上包括在幅材行进方向上彼此间隔开的两个或更多个所述喷嘴组件,其中在幅材的每一侧上两个相邻喷嘴组件之间的间隙形成用于排出湿空气的排出通道;并且喷嘴组件布置在幅材的相对两侧上,使得与幅材的一侧上两个相邻喷嘴组件之间的每个排出通道相对地在幅材的另一侧上具有喷嘴组件。在该专利公开文献中,公开了一种喷嘴系统,其包括过压喷嘴,所述过压喷嘴与在过压喷嘴的任一侧上的直接冲击相组合,使得在所述过压喷嘴和直接冲击喷嘴之间不会形成用于回流空气的通道。

发明内容

目的是持续改善气垫式幅材干燥的效果,例如为了能够更快地进行干燥和/或减小干燥器的尺寸并增加喷嘴系统的传热能力。

本发明的目的是提供一种用于对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统,其中使现有技术的缺点消除或至少最小化。

本发明的另一个非限制性目的是提供一种新的改进的喷嘴系统,其中喷嘴系统的传热能力增加。

为了实现上述目的和随后将变得显而易见的目的,根据本发明的喷嘴系统如下所述。

在本说明书和权利要求书中,“上”一词的使用是假设喷嘴系统在纤维幅材的下方。应当注意的是,该位置也可以是相反的或是相对于纤维幅材倾斜的,并且术语“上”应被相应地理解。喷嘴系统的纵向方向是指横向于纤维幅材的主行进方向的方向。还应注意,其它气态物质可代替空气用作流动介质。

根据本发明用于对行进的幅材进行无接触处理的装置的喷嘴系统,该喷嘴系统包括过压喷嘴部和至少一个直接冲击喷嘴部,所述至少一个直接冲击喷嘴部布置在过压喷嘴部的任一侧上,并且在喷嘴系统中,直接冲击喷嘴部与过压喷嘴部相组合,使得在直接冲击喷嘴部和过压喷嘴部之间不会形成用于排出气体的排出通道,在喷嘴系统中,过压喷嘴部具有承载表面,并且在承载表面的两侧上具有喷嘴孔排,所述喷嘴孔排由喷嘴孔形成并且在喷嘴系统的长度方向上延伸,并且所述喷嘴孔被配置为吹出借助于形成在承载表面的每一侧上的弯曲的柯恩达表面相对于彼此被引导的气流,在所述喷嘴系统中,直接冲击喷嘴部包括由被配置为吹出相对于直接冲击喷嘴部的上表面大体垂直的气流的喷嘴孔形成的至少一排喷嘴孔,其中所述过压喷嘴部在承载表面上包括至少一排直接冲击喷嘴孔,所述至少一排直接冲击喷嘴孔被配置成通过相对于过压喷嘴部的上表面大体垂直被引导的气流来提供直接冲击吹气。

通过本发明,由于过压喷嘴的承载表面上的直接冲击部,喷嘴系统的传热能力得到了增强。

根据本发明的有利特征,喷嘴系统包括对称地布置在过压喷嘴部的两侧上的两个直接冲击喷嘴部,并且直接冲击喷嘴部与过压喷嘴部相组合,使得在直接冲击喷嘴部和过压喷嘴部之间不会形成用于排出气体的排出通道。

根据本发明的有利特征,承载表面相对于弯曲的柯恩达表面的上端的水平(level,高度)是凹陷的。

根据本发明的有利特征,承载表面与弯曲的柯恩达表面的上端处于同一水平。

根据本发明的有利特征,喷嘴系统是一体的结构,并且包括进气通道和至少一个侧气通道(side gas channel,侧部气体通道),并且待通过喷嘴孔吹出的气体从进气通道被引导通过在进气通道与侧气通道之间形成的分隔壁中的开口,以相应地用于直接冲击喷嘴孔和用于过压喷嘴孔,待通过过压喷嘴部的承载表面的喷嘴孔吹出的气体从进气通道被直接引导。

根据本发明的有利特征,喷嘴系统是一体的结构,并且包括进气通道和至少一个侧气通道,并且待通过喷嘴孔吹出的气体从进气通道被引导通过在进气通道和侧气通道之间形成的分隔壁中的开口,以用于直接冲击喷嘴孔和用于过压喷嘴孔以及用于过压喷嘴部的承载表面的喷嘴孔。

根据本发明的有利特征,喷嘴系统是一体的结构,并且包括进气通道和至少一个侧气通道,并且待通过喷嘴孔吹出的气体从进气通道被引导通过在进气通道与侧气通道之间形成的分隔壁中的开口,以相应地用于直接冲击喷嘴孔和用于过压喷嘴孔,并且待通过过压喷嘴部的承载表面的喷嘴孔吹出的气体经由压力平衡室从进气通道被引导通过压力平衡孔。

根据本发明的有利特征,在直接冲击喷嘴孔、承载表面的直接冲击喷嘴孔和过压喷嘴孔之间的喷嘴气体分布如下:总气体量的25-55%通过直接冲击喷嘴孔吹出,总气体量的30-60%通过过压喷嘴孔吹出,并且总气体量的10-25%通过承载表面的直接冲击喷嘴孔吹出。

根据本发明的有利特征,喷嘴系统中使用的气体的温度高达500℃,并且喷嘴孔处的气流的速度高达100m/s。

根据本发明的有利特征,直接冲击喷嘴孔的直径、承载表面的直接冲击喷嘴孔的直径和过压喷嘴孔的直径在2mm-10mm、有利地3mm-8mm的范围内。

根据本发明的有利特征,在喷嘴系统的横向方向上(即,在幅材行进方向上),过压喷嘴孔和下一排直接冲击喷嘴孔之间的距离大于15mm但小于100mm,有利地为40mm-60mm。

根据本发明的有利方面,喷嘴系统包括过压喷嘴,过压喷嘴部的承载表面上的直接冲击吹气与过压喷嘴的任一侧上(有利地两侧上)的直接冲击吹气相组合,使得在过压喷嘴与直接冲击喷嘴之间不会形成用于回流空气的通道。优选地,直接冲击孔是圆孔,然而其它孔形状也是可行的。

根据本发明的有利方面,直接冲击承载表面是平的。

根据本发明的有利方面,直接冲击承载表面是凹陷的。通过这种方式,在纤维幅材趋于非常靠近喷嘴系统行进的情况下,喷嘴孔能够定位于就传热而言更理想的距离处且不易堵塞,这提供了纤维幅材的更稳定的行进。

根据本发明的有利方面,直接冲击孔为一排或若干排。过压喷嘴的不同侧上的排数可以相同或不同。

根据本发明的装置可用在用于无接触的幅材处理的喷嘴系统结构中,从经过的纤维幅材的虚拟平面观察所述喷嘴系统结构应当是基本笔直的,并且在一些情况下喷嘴系统结构应当在机器的横向上弯成弯曲形式。根据本发明的装置尤其适合于在各种气垫式和/或冲击喷嘴系统中使用,并且特别是当纤维幅材将通过与双面和/或单面涂布和/或施胶有关的无接触式干燥被干燥时。

通过本发明及其有利特征实现了以下方面:当使用相同量的空气时,喷嘴系统的传热能力增加10-20%,并且如果要使用的空气量增加,则传热能力增加甚至高达25%。通过更高效的喷嘴系统,实现了更快的干燥。此外,可以实现能源节约,因为对于相同的干燥能力,热量消耗降低了。与现有的喷嘴技术相比,实现了具有更高的传热和蒸发能力的改进的喷嘴系统。因此,喷嘴系统提供了空气干燥器技术(air dryer technology)的改进性能。

附图说明

然而,结合附图阅读以下对一些示例性实施例的描述,将更好地理解本发明的方面以及其附加的目的和优点,并且参照附图更详细地描述了本发明,在附图中:

图1以局部三维横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的有利示例,

图2以局部三维横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的另一有利示例,

图3以局部三维横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的又一有利示例,

图4以局部三维横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的再一有利示例,

图5以横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的又再一个有利示例,以及

图6以横截面视图的方式示意性地示出了根据本发明的有利方面的喷嘴系统的又另一个有利示例。

具体实施方式

在本说明书的过程中,根据图示本发明的不同视图,将使用相似的数字和符号来标识相似的元件。为了清楚起见,在图中省略了一些参考符号的重复。

在图1的示例中,喷嘴系统10包括过压喷嘴部20和在过压喷嘴部20的两侧上对称地布置的直接冲击喷嘴部25A、25B。直接冲击喷嘴部25A、25B与过压喷嘴部20相组合,使得在直接冲击喷嘴部25A、25B与过压喷嘴部20之间不会形成用于排出气体的排出通道。

过压喷嘴部20具有承载表面24,并且在承载表面24的两侧上具有由喷嘴孔18A、18B形成并且在喷嘴系统10的长度方向上延伸的喷嘴孔排,并且喷嘴孔18A、18B被布置为吹出借助于形成在承载表面24的每一侧上的弯曲的柯恩达表面22A、22B相对于彼此被引导的气流。过压喷嘴部20在承载表面24上包括一排直接冲击喷嘴孔21,所述直接冲击喷嘴孔被配置成通过相对于过压喷嘴部20的上表面大体垂直地被引导的气流来提供直接冲击吹气。在图1的示例中,承载表面在弯曲的柯恩达表面22A、22B的上端之间是平坦的,并且与弯曲的柯恩达表面22A、22B的上端处于同一水平。

在喷嘴系统10的长度方向上延伸的直接冲击喷嘴部25A、25B包括由喷嘴孔16A、16B形成的至少一排喷嘴孔,喷嘴孔16A、16B形成为用于吹出相对于直接冲击喷嘴部25A、25B的上表面大体垂直的气流。根据图1的直接冲击喷嘴部25A、25B具有平坦的喷嘴表面,喷嘴孔16A、16B位于三个相邻的排中。

喷嘴系统是一体的结构,并且待通过喷嘴孔16A、16B、18A、18B、21吹出的气体从进气通道11被引导通过进气通道11和侧气通道14A、14B之间的分隔壁12A、12B中的开口13A、13B,以相应地用于过压喷嘴孔18A、18B和直接冲击喷嘴孔16A、16B。待通过过压喷嘴部20的承载表面24的喷嘴孔21吹出的气体从进气通道11被直接引导或被引导通过侧气通道14A、14B(图5)。在图中,气体行进和流动的方向由箭头示出。

图2中所示的示例对应于在图1中示出的示例,但是取代承载表面24在与弯曲的柯恩达表面22A、22B的上端的同一水平处是平坦的情况,图2中承载表面24相对于弯曲的柯恩达表面22A、22B的上端的水平是凹陷的。在经过的纤维幅材趋于非常接近喷嘴系统10的上表面行进的情况下,定位于凹陷23中的承载表面24提供益处,因为直接冲击喷嘴孔21位于就传热而言更理想的距离处并且不易堵塞。

图3中所示的示例对应于图2中示出的示例,但是凹陷23比图2的示例中更宽且更深。

图4中所示的示例对应于图1中示出的示例,但是取代在承载表面24上具有一排直接冲击喷嘴孔21的情况,在图4中具有两排直接冲击喷嘴孔21A、21B。此外,多于两排的直接冲击喷嘴孔21可位于承载表面上。

图5中示出的示例对应于在图4中示出的示例,但是待通过喷嘴孔16A、16B、18A、18B、21吹出的气体从进气通道11被引导通过进气通道11与侧气通道14A、14B之间的分隔壁12A、12B中的开口13A、13B,用于直接冲击喷嘴孔16A、16B和用于过压喷嘴孔18A、18B以及用于过压喷嘴部20的承载表面24的喷嘴孔21A、21B。

图6中示出的示例对应于图1中示出的示例,但是替代地,待通过过压喷嘴部20的承载表面24的喷嘴孔21吹出的气体经由压力平衡室26从进气通道11被引导通过压力平衡孔27。在该图中,气体行进和流动的方向由箭头示出。

在根据本发明和附图示例的喷嘴系统10中,直接冲击喷嘴孔16A、16B、承载表面24的直接冲击喷嘴孔21和过压喷嘴孔18A、18B之间的气体分布如下:总气体量的25-55%通过直接冲击喷嘴孔16A、16B吹出,总气体量的30-60%通过过压喷嘴孔18A、18B吹出,并且总气体量的10-25%通过承载表面24的直接冲击喷嘴孔21吹出。根据喷嘴系统10的使用目的来选择针对不同喷嘴孔的气体量的分布之间的变化。

直接冲击喷嘴孔16A、16B的直径、承载表面24的直接冲击喷嘴孔21的直径以及过压喷嘴孔18A、18B的直径在2mm-10mm、有利地3mm-8mm的范围内。

在喷嘴系统10的横向方向上(即,在幅材行进方向上)过压喷嘴孔18A、18B与下一排直接冲击喷嘴孔16A、16B、21之间的距离大于15mm但小于100mm,有利地为40mm-60mm。

取决于喷嘴系统10的使用目的,过压喷嘴部20的上表面水平和直接冲击喷嘴部25A、25B的上表面水平可以处于相同的高度水平或不同的高度水平。有利地,过压喷嘴部20的上表面水平处于比直接冲击喷嘴部25A、25B的上表面水平高的高度水平。

直接冲击喷嘴孔16A、16B、21的总喷嘴孔面积通常为过压喷嘴孔18A、18B的总喷嘴孔面积的约40%至150%。

在干燥应用中,喷嘴系统10中使用的气体的温度高达500℃,并且喷嘴孔16A、16B、18A、18B、21处的气流的速度高达100m/s。

喷嘴系统10被配置成位于经过的纤维幅材(未示出)的上方或下方,用于对纤维幅材(例如纸或纸板幅材)进行干燥、冷却、承载和/或支撑等。喷嘴系统能够在不接触纤维幅材的情况下通过经由过压喷嘴部20和直接冲击喷嘴部25A、25B的喷嘴孔吹出的气流(通常通过空气流)来对经过的纤维幅材进行干燥、冷却、支撑和/或承载等。喷嘴系统10被配置成位于纤维幅材生产线中,有利地位于纤维幅材生产线的施胶部或涂布部中。喷嘴系统10非常有利地直接位于纤维幅材生产线的施胶部或涂布部的施胶设备或涂布设备之后。用于对行进的纤维幅材进行无接触处理的装置可由一个或多个喷嘴系统10形成,因此喷嘴系统10可与相似或不同的其它喷嘴系统相组合,以形成对行进的纤维幅材进行无接触处理的一个或多个装置,所述装置由位于经过的纤维幅材的一侧或两侧的一个或多个喷嘴系统构成。

喷嘴系统可制造为单个梁状结构,其完全准备好用于安装。此外,从图中可以清楚看出,喷嘴系统具有简单的结构,并且其容易制造和安装。

喷嘴系统的技术方案用每平方米相同的干燥空气量提供了更高效的传热,这是本发明的重要优点。另一方面,与使用过压喷嘴的常规干燥相比,在相同的吹气速度但每平方米使用更大空气量的情况下,可以获得显著更高的传热效果,这是本发明的另一个重要优点。

在前面的描述中,尽管已经参考某些特征描述了一些功能,但是这些功能也可以由其他特征执行,无论是否被描述。虽然已经参考某些实施例或示例描述了特征,但是这些特征也可以存在于其他实施例或示例中,无论是否被描述。以上已经通过参考一些有利的示例描述了本发明,但本发明并不被狭义地局限于所述示例。在所附权利要求中所限定的本发明的范围内,可以进行各种更改和变更。

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