靴式壓榨專利技術(shù)發(fā)展綜述

張其民

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州　215100

靴式壓榨專利技術(shù)發(fā)展綜述

張其民

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心，江蘇蘇州215100

靴式壓榨技術(shù)是造紙壓榨領(lǐng)域比較新的技術(shù)，本文對寬壓區(qū)壓榨技術(shù)中的靴式壓榨技術(shù)領(lǐng)域的主要的壓榨形式和技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。通過本文的撰寫，以快速準(zhǔn)確地把握該領(lǐng)域的技術(shù)要點，以提高檢索和審查效率。

靴式；壓榨；寬壓區(qū)

造紙機(jī)壓榨部的主要作用是強(qiáng)迫紙張脫水，改善紙張性能，利用機(jī)械擠壓時在伏輥上產(chǎn)生的巨大線壓力將低濕紙幅的含水量排出，以提高紙幅進(jìn)入干燥部時的干度［1］。該壓榨系統(tǒng)通過壓榨時間的增加實現(xiàn)對纖維中水分的大量去除，利用機(jī)械力將靴板壓在上部的輥上，使得毛毯和紙頁通過靴板和壓輥中間的區(qū)域，從而除去水分。

靴式壓榨屬于寬壓區(qū)壓榨的一種，從用途和結(jié)構(gòu)方面劃分，其發(fā)展主要經(jīng)歷了7個不同的發(fā)展階段，分別是寬壓區(qū)壓榨，早期的靴式壓榨，多輥多壓區(qū)的靴式壓榨，直通式靴式壓榨，單靴壓榨，用于衛(wèi)生紙的靴式壓榨，脈沖壓榨，如圖1顯示了靴式壓榨技術(shù)的重要技術(shù)節(jié)點。

1　寬壓區(qū)壓榨

寬壓區(qū)壓榨是在傳統(tǒng)的輥對輥的點式壓榨基礎(chǔ)上形成的，隨著造紙機(jī)速度增加和紙張幅面的不斷增加，傳統(tǒng)的輥對輥的點式的壓榨已經(jīng)無法滿足壓榨脫水需求，因此，為了適應(yīng)造紙機(jī)的發(fā)展步伐，需要對壓榨技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，最初階段的開發(fā)僅僅是通過加大壓輥的直徑加大從而增加壓區(qū)的寬度，因壓輥的直徑僅僅能在一定程度上增加，于是需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2　早期的靴式壓榨

簡單的靴形壓榨系統(tǒng)是Beloit公司在1973年開發(fā)的（專利US3783097所公開），其公開了增加了一塊托板，并結(jié)合有出氣口的輥子，外覆一條壓榨帶，從而增加了壓區(qū)面積，這篇專利公開靴式壓榨技術(shù)雖然具有一定的缺陷，如沒有對壓榨靴進(jìn)行保護(hù)等，但是屬于最早的靴式壓榨技術(shù)。

在靴式壓榨的初始發(fā)展階段，BELOIT公司的發(fā)展處于領(lǐng)先位置，該公司在1980年均又申請了多篇專利，如US4238287A，對壓榨帶進(jìn)行了改進(jìn)，提高了壓榨帶的使用壽命，GB8034099A增加了支撐輥筒的軸承。同時VALMET造紙機(jī)械公司在1982年申請了專利CA1233053A1。

3　多輥多壓區(qū)的靴式壓榨

為了克服上述早期的靴式壓榨的缺陷，Beloit公司在1989年申請了專利US4975153 A，其公開了多輥多壓區(qū)的壓榨靴式壓榨，且增加了套筒，把開發(fā)式的壓榨形式改進(jìn)成了封閉式的靴形壓榨。

除了Beloit公司開發(fā)的上述系統(tǒng)，其他公司也在這方面進(jìn)行了研發(fā)，如VALMET造紙機(jī)械公司在1994年申請了專利US6309512B，Voith公司也開發(fā)了靴式壓榨系統(tǒng)，專利US4988410A，該專利公開了四輥三壓區(qū)的靴式壓榨系統(tǒng)，該壓榨系統(tǒng)包括2個相鄰的靴式壓榨系統(tǒng)；VOITH公開的專利文獻(xiàn)US6004429 A公開了可用于生產(chǎn)薄紙的多輥多壓區(qū)的靴式壓榨系統(tǒng)。

4　直通式靴式壓榨

多輥多壓區(qū)的壓榨雖然提高了紙幅的干度，但是紙幅從中心輥剝離的牽引力隨紙機(jī)車速提高而增大，這仍然是壓榨部產(chǎn)生紙幅斷頭和妨礙紙機(jī)車速進(jìn)一步提高的主要因素，為了克服這種問題，在多輥多壓區(qū)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了直通式靴式壓榨。

Metso公司開發(fā)了直通式靴式壓榨系統(tǒng)，該公司于1996年申請的專利FI916094A公開了一種包括壓榨毛毯的靴式雙壓榨系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在高速下高效的脫水且紙幅不會斷裂。

同時，Voith公司研發(fā)出了另一系統(tǒng)，NipcoFlex壓榨系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于串聯(lián)式雙靴壓榨，US6136154 A文獻(xiàn)公開了制作紙或紙板的靴式壓榨系統(tǒng)，其采用一個較大直徑的配對輥匹配一個或兩個靴壓輥，該壓榨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，減少了壓榨的體積，且提高了壓榨脫水的效率，如圖2所示。

5　單靴壓榨

進(jìn)入21世紀(jì)后，為了適應(yīng)不同紙漿的壓榨和進(jìn)一步減少設(shè)備的體積，開發(fā)出了單靴系統(tǒng)。單靴壓榨技術(shù)的壓榨部只采用一道靴式壓榨。單靴系統(tǒng)只有一個壓區(qū)，兩面毛布，其輥子和相應(yīng)元件的減少，實現(xiàn)了底成本運行和維護(hù)，且節(jié)省了空間。沃依特專利有限責(zé)任公司于2004年申請的專利DE102004039785 A1，公開了一種帶有單靴壓榨部的造紙機(jī)，提供一種用于制造和/或進(jìn)一步處理纖維料幅的機(jī)器，運轉(zhuǎn)性能改善，在提高料幅速度的情況下制造和/或處理有更高填料含量的纖維料幅，便宜和節(jié)省了空間。

6　用于衛(wèi)生紙的靴式壓榨

因壓區(qū)特點和速度較快等因素，靴式壓榨技術(shù)通常用在較厚的紙幅（例如包裝類）的生產(chǎn)上，其在產(chǎn)品類型上受到一定的限制，而靴式壓榨技術(shù)用于衛(wèi)生紙的生產(chǎn)是最新的發(fā)展技術(shù)之一，其改進(jìn)點是具有撓性的靴套，并且這個靴套施壓于凹面的壓力靴上。沃依特專利有限責(zé)任公司申請的專利DE19654197 A1，公開了一種用于薄紙的壓榨脫水和干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過較小的線壓力、合理的空間利用和簡單的裝置實現(xiàn)了高速脫水和良好的產(chǎn)品質(zhì)量。

7　脈沖壓榨

美國造紙設(shè)備商BELO公司開發(fā)了一種壓榨與干燥相結(jié)合的技術(shù)，稱為脈沖干燥（WO9716593A1，EP94929104A、PL313914 A1）。該技術(shù)是一種很有應(yīng)用前景的加強(qiáng)脫水技術(shù)，但仍處于研發(fā)階段，還沒有大規(guī)模的應(yīng)用于生活用紙和文化用紙的生產(chǎn)。

［1］王金林.紙機(jī)壓榨技術(shù)的新進(jìn)展［J］.紙和造紙，1999，18（5）.

TS7

A

1674-6708（2016）166-0154-02

張其民，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作江蘇中心。