Патент на изобретение №2347027

(54) ПРОЗРАЧНЫЕ СШИВАЮЩИЕ СПИРАЛИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к бумагоделательному производству. Сшивающие элементы предназначены для использования при соединении первого и второго конца полотна бумагоделательной машины. По меньшей мере, один из спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным. Сшивающие элементы состыкованы с образованием канала. Соединение концов полотна бумагоделательной машины осуществляется штырем, который вставляется в канал. Таким соединением обеспечивается высокая стойкость полотна, отсутствие отметин и однородное качество бумаги. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область изобретения

Данное изобретение относится к производству бумаги. Более конкретно, данное изобретение относится к сшиваемым полотнам, предназначенным для использования с бумагоделательными машинами. Изобретение главным образом применимо для создания швов на сушильных полотнах, но также может быть использовано для формующих полотен, прессовых полотен и других промышленных полотен/лент, в которых используется спиральный шов.

Описание уровня техники

Во время процесса изготовления бумаги при осаждении волокнистой массы на движущееся формующее полотно в формующей секции бумагоделательной машины формируется целлюлозное волокнистое полотнище, т.е. водная суспензия волокон целлюлозы. Из бумажной эмульсии через формующее полотно отводится большое количество воды, оставляя на поверхности формующего полотна целлюлозное волокнистое полотнище.

Полученное целлюлозное волокнистое полотнище проходит из формующей секции в прессовую секцию, которая включает ряд зон прессового контакта. Через зоны прессового контакта целлюлозное волокнистое полотнище проходит, поддерживаемое прессовым полотном или, как это часто бывает, между двумя такими прессовыми полотнами. В зонах прессового контакта целлюлозное волокнистое полотнище подвергается воздействию сжимающих сил, которые выдавливают из него воду и сцепляют целлюлозные волокна в полотнище друг с другом, превращая целлюлозное волокнистое полотнище в бумажный лист.

В заключение бумажный лист проходит в сушильную секцию, которая включает по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, которые изнутри нагреваются паром. Полученный бумажный лист с помощью сушильного полотна, которое плотно прижимает бумажный лист к поверхностям барабанов, направляется по извилистой траектории последовательно вокруг каждого из ряда барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном листе до требуемого уровня за счет испарения.

Следует иметь в виду, что формующее, прессовое и сушильное полотна на бумагоделательной машине имеют вид замкнутых петель и действуют в качестве конвейеров. Кроме того, следует иметь в виду, что производство бумаги является непрерывным процессом, который происходит на значительных скоростях. То есть волокнистая эмульсия непрерывно осаждается на формующем полотне в формующей секции, а изготовленный бумажный лист после выхода из сушильной секции непрерывно сматывается в рулоны.

Текстильные ткани имеют множество форм. Например, они могут быть сотканы бесконечными, или сотканы плоскими и затем превращены в бесконечные с помощью шва. Текстильные ткани обычно имеют форму бесконечных петель, или сшиваются с получением такой формы, имеют определенную длину, измеряемую по окружности в продольном направлении, и определенную ширину, измеряемую в поперечном направлении. Так как конфигурации бумагоделательных машин значительно изменяются, производители одежды для бумагоделательных машин должны производить полотна и другую одежду для бумагоделательных машин с размерами, которые требуются для того, чтобы соответствовать конкретным положениям в бумагоделательных машинах покупателей. Нет необходимости говорить, что эти требования затрудняют придание гибкости производственному процессу, так как каждое полотно обычно должно изготовляться по заказу.

Полотна в современных бумагоделательных машинах могут иметь ширину от 5 до более 33 футов (1,5-10 метров), длину от 40 до 400 футов (12-120 метров) и вес от приблизительно 1000 до более 3000 фунтов (300-900 кг). Эти полотна изнашиваются и требуют замены. Замена полотен часто включает остановку машины, удаление изношенного полотна, подготовку к установке полотна и установку нового полотна. Из-за того, что опорные балки для сушильных секций являются неразъемными, все сушильные полотна должны иметь шов. Установка полотна включает натягивание полотна на машину и соединение концов полотна для создания замкнутой ленты.

Область шва любого рабочего полотна должна работать при использовании как можно ближе к массиву полотна для предотвращения создания областью шва периодических отметин на изготавливаемом бумажном продукте.

Чтобы облегчить сшивание, многие существующие полотна имеют петли для сшивания на поперечных кромках двух концов полотна. Сами петли для сшивания образованы нитями полотна, идущими в машинном направлении. Шов образуется при соединении двух концов полотна посредством переплетения сшивающих петель на двух концах полотна и пропускания так называемого шкворня или штыря через проход, ограниченный переплетенными сшивающими петлями, для сцепления двух концов полотна.

В альтернативном случае к петлям для сшивания на каждом из двух концов полотна бумагоделательной машины может быть прикреплена сшивающая спираль из моноволокна. Сшивающие спирали из моноволокна присоединяются к петлям для сшивания по меньшей мере одной соединительной нитью. Затем витки спиралей на двух концах полотна можно опять переплести и соединить друг с другом на бумагоделательной машине с образованием шва, обычно называемого спиральным швом.

В так называемом петлевом шве основы ряды петель образованы из удлиненных кромочных петель из нитей основы в структуре полотна. В отличие от этого, в спиральном шве каждый ряд петель образуется из отдельной, заранее изготовленной спирали из нити, которая выступает в продольном направлении и прикрепляется посредством проходящего в поперечном направлении штыря, соединяющего спираль, сцепленную с нитями, проходящими в машинном направлении, например нитями основы, с шовной кромкой полотна. Витки спиралей на двух концах полотна затем можно опять состыковать и соединить друг с другом на бумагоделательной машине с образованием шва, обычно называемого спиральным швом. В альтернативном случае спираль может быть прикреплена к одежде рядом нитей, которые проходят в направлении, поперечном машинному направлению, и распущены на некотором расстоянии от кромки шва, после чего петли спирали вставляются в образованную таким образом несвязанную кромочную часть. Затем кромку перегибают назад и прикрепляют к полотну, например, с использованием швейной машины. Независимо от того, как прикрепляется спираль, полотно содержит две спирали, по одной вдоль каждой кромки шва, которые при соединении полотна сцепляются друг с другом, как в застежке-молнии, для соединения посредством штыря или подобного ему элемента.

В альтернативном случае полотна могут формироваться полностью из спиралей, как предложено Gautier в патенте США №4567077, который включен в данный документ посредством ссылки. В этом случае спирали соединяются друг с другом, по меньшей мере, одним соединительным штырем. Поэтому теоретически шов может быть в любом месте массива полотна, где может быть удален соединительный штырь. Самое известное преимущество спирального полотна, по сравнению с тканым полотном, состоит в том, что шов геометрически подобен массиву полотна.

Шов обычно является ответственной частью полотна со швом, так как требуются однородное качество бумаги, отсутствие отметин и высокая стойкость полотна.

Важным аспектом сшивания полотна на бумагоделательной машине является необходимость пропускания направляющего провода, шкворня или штыря через петли или спирали на противоположных концах полотна. Концы полотна должны соединяться вместе на машине, и через петли или спирали продевается гибкий направляющий провод. Предпочтительней, если штырь может быть продет за одну операцию. Однако часто за один раз проходит только короткая часть или отрезок. Тогда для продевания штыря также используют вытягивание направляющего элемента из промежутка между петлями. Это повторяется по ширине машины, которая может превышать 400 дюймов (10 метров). Этот процесс трудно выполнять, потому что направляющий провод или штырь стремится выйти или вылезти из петель. Когда происходит такой выход, направляющий провод или штырь следует удалить и повторить процесс протягивания, что увеличивает время сшивания полотна. Кроме того, поскольку сшивающие спирали непрозрачны, нельзя визуально наблюдать за прохождением направляющего провода через шов.

Следовательно, при проведении операции по сшиванию существует необходимость в уменьшении перемещения штыря и облегчении его введения. Данное изобретение обеспечивает решение этой проблемы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится ко шву, имеющему по меньшей мере один прозрачный спиральный сшивающий элемент, предназначенный для использования в полотне для бумагоделательной машины и другом подобном полотне. Такой прозрачный спиральный сшивающий элемент обеспечивает легкое и быстрое пропускание направляющего провода или штыря через проход, образованный из переплетенных спиральных сшивающих элементов.

В соответствии с первым аспектом данного изобретения, предлагаются сшивающие элементы, предназначенные для использования при соединении первого и второго концов полотна бумагоделательной машины. Такое сшивающее устройство может включать первый сшивающий спиральный элемент, который присоединяется к первому концу, и второй сшивающий спиральный элемент, который присоединяется ко второму концу, причем по меньшей мере один из спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным.

Данное изобретение более подробно описывается ниже с частыми ссылками на чертежи, на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые указанные ниже элементы и детали.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания изобретения даются ссылки на приведенное ниже описание и сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 является аксонометрическим видом полотна, имеющего несоединенные первый и второй концы;

фиг.2 является увеличенным поперечным разрезом по линии 2-2, показанной на фиг.3;

фиг.3 является аксонометрическим видом показанного на фиг.1 полотна, у которого первый и второй концы соединены друг с другом сшивающим штырем;

фиг.4 представляет сравнение полотна, имеющего спиральный шов двойной плотности без прозрачных сшивающих элементов, и полотна, имеющего шов двойной плотности, выполненный в соответствии с одним вариантом данного изобретения;

фиг.5 представляет сравнение полотна, имеющего более мелкий шов двойной плотности без прозрачных сшивающих элементов, и полотна, имеющего более мелкий шов, выполненный в соответствии с одним вариантом данного изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ

По меньшей мере часть причин, почему так трудно протянуть направляющий провод или штырь через спирали на концах полотна, заключается в том, что направляющий провод или штырь трудно увидеть во время операции вставки или сшивания. А именно, во время сшивания сомкнутые спирали не позволяют специалисту, сшивающему полотно, видеть направляющий провод или штырь при его введении в промежуток, ограниченный находящимися напротив друг друга спиралями. В одном варианте данного изобретения предусматривается, что по меньшей мере один из спиральных сшивающих элементов или одна из петель для соединения первого и второго концов полотна бумагоделательной машины является прозрачным. Следует иметь в виду, что термин “прозрачный” рассматривается как охватывающий сшивающие элементы, которые до некоторой степени позволяют пользователю видеть проходящий через них штырь. Так, они могут быть прозрачными, непрозрачными, частично непрозрачными, полупрозрачными или в достаточной степени полупрозрачными для обеспечения возможности прохождения через них рассеянного света. В таком случае специалисту, осуществляющему операцию сшивания, предоставляется возможность видеть направляющий провод или штырь при его вставке через промежуток, ограниченный расположенными напротив друг друга спиральными сшивающими элементами, что позволяет легко вставлять направляющий провод или штырь через такой промежуток.

Данное изобретение можно применить для любого типа полотен бумагоделательной машины, включая тканые, нетканые, образованные спиралями, однослойные и многослойные и т.д., которые сшиваются с образованием бесконечного полотна. Такие полотна можно сшивать на бумагоделательной машине. Кроме того, данное изобретение может быть особенно полезным для сушильного полотна, используемого в сушильной секции бумагоделательной системы.

Ниже описывается предпочтительный вариант данного изобретения.

Фиг.1 является аксонометрическим видом полотна 10, которое может быть установлено на бумагоделательную машину и готово для сшивания. Здесь полотно имеет первый конец 14, имеющий первый спиральный сшивающий элемент 16, который присоединен или прикреплен к кромке первого конца, и второй конец 12, имеющий второй спиральный сшивающий элемент 17, который присоединен или прикреплен к кромке второго конца. Чтобы прикрепить первый спиральный сшивающий элемент 16 к первому концу 14, через проход или канал, ограниченный спиральным элементом 16 и нитями 30 на массиве полотна, вставляется, как показано на фиг.2 (который является разрезом по линии 2-2 на фиг.3), соединительный штырь 34 или подобный ему элемент. Второй спиральный сшивающий элемент 17 может быть прикреплен ко второму концу 12 подобным же образом. Подразумевается, что могут использоваться и другие способы крепления сшивающих элементов 16 и 17 к первому концу 14 и второму концу 12, например плетение, пришивание и т.п. Другие подобные способы являются очевидными для специалистов.

Как показано на фиг.3, первый спиральный сшивающий элемент 16 и второй спиральный сшивающий элемент 17 могут быть состыкованы друг с другом с образованием прохода или канала 28, в который вставляется штырь. Штырь 20 может быть вставлен через канал 28 для вставки штыря так, что первый конец 14 и второй конец 12 соединяются вместе. Штырь 20 может быть одножильным тросом из синтетической полимерной смолы. Штырь 20 может быть удален из канала 28 для вставки штыря и снова вставлен в него, так что шов можно по желанию сомкнуть и разомкнуть.

Как показано на фиг.2, полотно 10 может иметь, по меньшей мере, один слой переплетенных нитей 30 основы и нитей 32 утка. Нити 30 и 32 в поперечном сечении могут быть круглыми или некруглыми, например “плоскими” или прямоугольными моноволокнами из синтетической полимерной смолы, такой как полиамид, полиолефин или полиэфир. Кроме того, полотно 10 может также включать дополнительные слои. Например, в по меньшей мере один из слоев может быть вшит слой фетра (не показан).

Первый спиральный сшивающий элемент 16 и второй спиральный сшивающий элемент 17 могут быть спиральной конструкцией, выполненной из непрерывного отрезка моноволокна из синтетической полимерной смолы. Первый спиральный сшивающий элемент 16 может иметь левостороннее или правостороннее закручивание, а второй спиральный сшивающий элемент 17 может иметь противоположное закручивание. Размеры спиральных сшивающих элементов могут задаваться в соответствии с параметрами полотна 10.

В одном варианте данного изобретения по меньшей мере один из спиральных сшивающих элементов, первый элемент 16 или второй элемент 17, является прозрачным. Кроме того, спиральный сшивающий элемент может быть выполнен из моноволокна круглой или иной формы. Кроме того, они могут иметь особую форму, например показанную в патенте США №5915422.

Фиг.4 иллюстрирует сравнение спирального шва 33 двойной плотности, в котором ни один из сшивающих элементов не является прозрачным, и спирального шва 36 двойной плотности, в котором один из спиральных сшивающих элементов является прозрачным. Более конкретно, шов 33 двойной плотности имеет непрозрачный первый спиральный сшивающий элемент 42, второй непрозрачный спиральный сшивающий элемент 44 и штырь, вставленный в канал для установки штыря, образованный состыкованными первым спиральным сшивающим элементом 42 и вторым спиральным сшивающим элементом 44. Так как ни первый спиральный сшивающий элемент 42, ни второй спиральный сшивающий элемент 44 не являются прозрачными, то вставленный в них штырь является невидимым с верхней или нижней стороны полотна. Следовательно, непрозрачные первый и второй спиральные сшивающие элементы 42 и 44 не дают возможности специалисту видеть штырь при его введении в канал. В противоположность этому, шов 36 с двойной плотностью включает первый спиральный сшивающий элемент 38, который является прозрачным, второй спиральный сшивающий элемент 46, который является непрозрачным, и штырь 40, вставленный в канал для введения штыря, образованный при стыковке первого спирального сшивающего элемента 38 и второго спирального сшивающего элемента 46. Так как первый спиральный сшивающий элемент 38 является прозрачным, то штырь 40 можно видеть через него с верхней стороны полотна. Следовательно, специалист, сшивающий полотно, легко может видеть направляющий провод или штырь 40 во время операции сшивания. В результате этого время, требуемое для выполнения такой операции, должно уменьшиться по сравнению со временем, требуемым для выполнения подобной операции для шва 33.

Фиг.5 представляет сравнение более мелкого шва 48 двойной плотности, в котором ни один из сшивающих элементов не является прозрачным, и более мелкого шва 50 двойной плотности (IDDS), в котором один из спиральных сшивающих элементов является прозрачным. Подобно тому, как описано выше в отношении фиг.4, шов 48 двойной плотности имеет непрозрачный первый спиральный сшивающий элемент 51, второй непрозрачный спиральный сшивающий элемент 53 и штырь, вставленный в канал для вставки штыря, образованный при стыковке первого спирального сшивающего элемента 51 и второго спирального сшивающего элемента 53. Так как ни первый спиральный сшивающий элемент 51, ни второй спиральный сшивающий элемент 53 не являются прозрачными, то штырь, вставленный в них, является невидимым сверху или снизу полотна. Следовательно, непрозрачные первый и второй спиральные сшивающие элементы 51 и 53 не дают возможности специалисту видеть штырь при его вставке в канал. С другой стороны, шов 50 двойной плотности включает первый спиральный сшивающий элемент 52, который является прозрачным, второй спиральный сшивающий элемент 56, который является непрозрачным, и штырь 54, вставленный в канал для вставки штыря, образованный при стыковке первого спирального сшивающего элемента 52 и второго спирального сшивающего элемента 56. Так как первый спиральный сшивающий элемент 52 является прозрачным, то штырь 54 можно видеть через него с верхней стороны полотна. Следовательно, специалист, сшивающий полотно, может легко видеть направляющий провод или штырь 54 во время операции сшивания. В результате этого время, требуемое для выполнения такой операции, уменьшается по сравнению со временем, требуемым для выполнения подобной операции для шва 48.

Следовательно, использование прозрачного спирального сшивающего элемента облегчает установку направляющего провода или штыря через канал для установки штыря.

Хотя в описанных выше сшивающих элементах 36 и 50 прозрачным является только один из спиральных сшивающих элементов, данное изобретение этим не ограничивается. В альтернативном случае прозрачными могут быть оба спиральных сшивающих элемента.

Кроме того, хотя данное изобретение описано как имеющее два спиральных сшивающих элемента, этим оно не ограничивается. В альтернативном случае в данном изобретении может использоваться другое число спиральных сшивающих элементов, а также только один элемент, или оно может даже не иметь спиральных сшивающих элементов. В этой последней ситуации могут быть использованы прозрачные петли, например сшивающие петли, полученные из прозрачных нитей (проходящих в машинном направлении или в направлении, поперечном машинному). А именно шов может быть образован путем сведения вместе двух концов полотна, стыковки сшивающих петель, полученных из нитей (например, нитей, проходящих в машинном направлении), на двух концах, и вставки штыря через проход, ограниченный состыкованными сшивающими петлями, для скрепления двух концов полотна.

Дополнительные варианты данного изобретения также включают использование сшивающих элементов, которые не являются совершенно прозрачными как рассматривавшиеся выше элементы, но сохраняют некоторый уровень прозрачности. А именно сшивающие элементы не являются совершенно прозрачными, но могут быть матовыми, или скорее непрозрачными, чем прозрачными. В результате эти сшивающие элементы позволяют части света проходить насквозь, но не так хорошо, как через прозрачный или полупрозрачный сшивающий элемент. Полная просвечиваемость сшивающих элементов не является необходимой для использования изобретения, скорее сшивающий элемент должен только обеспечивать прохождение достаточного количества света с тем, чтобы специалист мог видеть штырь, сшивая полотно.

Еще в одном варианте, рассматриваемом в рамках данного изобретения, необходимо, чтобы сшивающие элементы были лишь достаточно полупрозрачными для того, чтобы позволить используемому при зондировании свету, например инфракрасному излучению, пройти насквозь и дать возможность специалисту определить положение штыря при его вставке в сшивающие элементы. Кроме инфракрасного излучения при зондировании может быть также использован свет с другим спектром, что не выходит за пределы объема изобретения.

Для специалистов являются очевидными модификации изложенного выше, которые не выходят за рамки данного изобретения.

Формула изобретения

1. Сшивающие элементы, предназначенные для использования при соединении первого и второго концов полотна бумагоделательной машины и содержащие: первый спиральный сшивающий элемент, присоединенный к первому концу, и второй спиральный сшивающий элемент, присоединенный ко второму концу, причем, по меньшей мере, один из указанных спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным, и имеется штырь, который можно легко видеть в прозрачном сшивающем элементе.

2. Полотно для бумагоделательной машины, содержащее: ряд нитей, расположенных с образованием, по меньшей мере, одного слоя, имеющего первый конец и второй конец, первый спиральный сшивающий элемент, соединенный с указанным первым концом, и второй спиральный сшивающий элемент, соединенный с указанным вторым концом, причем, по меньшей мере, один из указанных спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным, и имеется штырь, который можно легко видеть в прозрачном сшивающем элементе.

3. Полотно для бумагоделательной машины по п.2, в котором указанные первый и второй спиральные сшивающие элементы состыкованы с образованием канала, через который указанный штырь вставляется для соединения указанных первого и второго концов таким образом, что указанное полотно для бумагоделательной машины имеет форму замкнутой петли.

4. Полотно для бумагоделательной машины по п.2, в котором и первый, и второй спиральные сшивающие элементы являются прозрачными.

5. Сшивающие элементы по п.1, у которых, по меньшей мере, один из указанных спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным, непрозрачным, до некоторой степени непрозрачным, полупрозрачным или достаточно полупрозрачным для обеспечения возможности прохождения через него рассеиваемого света.

6. Полотно для бумагоделательной машины по п.2, в котором, по меньшей мере, один из указанных спиральных сшивающих элементов, первый или второй, является прозрачным, непрозрачным, до некоторой степени непрозрачным, полупрозрачным или достаточно полупрозрачным для обеспечения возможности прохождения через него рассеиваемого света.

РИСУНКИ