[发明专利]流料箱飘片元件

说明书

本发明系关于造纸机流浆箱之改进，尤其是流浆箱之分层室之改进，其中，飘片元件自由朝分层室开口延伸，俾于分层室开口处维持纸浆中之细微摄动。

美国专利第3，939，037号Hill氏首先揭示一种观念，于流浆箱之分层室中设置可自由移动、可自己定位之飘片元件。于美国专利RE    28，269号中，Hill氏等人揭示一种横跨之飘片元件。此种飘片元件能够在朝分层室开口流过之纸浆中，产生或维持细微之扰动。前述诸专利之观念亦可被采用以利用其优点于制造多层纸之机器中发生作用，使不同特性之纸浆馈至该飘片元件相对两侧之室内，诸飘片元件在此室内横互于池之两边。

流浆箱之设计有一基本限制，即在纤维悬浮体中产生扰动以便将纤维分散之设置以往皆为比较大型之装置。此种装置，可以利用增加所产生扰动之强度而发展小规模之扰动。因此，扰动能量自然由大规模扰动传至小规模扰动，而且，强度愈高、能量传递速率便愈大，因而较小规模之扰动得以维持。然而，此种高强度大规模之扰动后随有不良之效应，即，于长网枱上形成大的波动与自由表面扰动。因此，流浆箱性能之一般规则为，流浆箱排出料中之分散程度与扰动程度有密切关连。扰动程度愈高，分散程度愈佳。

于是，在此限制条件下选择流浆箱之设计，可能走极端，或则为产生高扰动、细分散之出料之设计，或则为产生低扰动、不良分散出料之设计。由于扰动程度非常高或非常低（因而分散程度不佳）对于长网造纸机上之纸张成形产生缺点，因此，在流浆箱之设计技艺方面，在于使此二极端有适当之折衷。也就是说，至此时流浆箱设计之主要目的系在于产生一种扰动程度，高至足以达成分散，低至足以在纸张成形期避免自由表面之缺陷。所得瞭解者，最佳之折衷可因造纸设备型式之不同、浓度、长纲枱设计、造纸机设计、造纸机速度等之不同而异。此外，因为此等折衷总是牺牲最佳之可能分散程度及/或于长网线上之最佳的可能流动型式，因此，吾人认为当今日之流浆箱设计大有改进之馀地。

前述为专利之元件之独特而新颖之组合能使料浆送至造纸机之成形表面，此造纸机有高度之纤维分散程度，而于排出口之拢动程度则低。在此等条件下产生细微程度之纤维分散而不致坏到有普通流料设计所产生之扰动分散。经发现，没有大规模之扰动，便防止纤维之大量再凝集，因为纤维之凝集主要系由于小规模扰动持续之结果。于是，在长网线上之流动纸料中维持分散程度，直接造成改进之纸张成形。

造成上述情形之方法，即产生细微扰动而不产生大规模涡流，所凭藉之方法系将纤维悬浮体通过平行横跨之槽道系统，此等槽道具有均匀之小尺寸但百分率开口面积大。此两个条件，均匀之小槽道尺寸与大的出口百分率开口面积系属必需。因此，槽道中所形成之最大规模扰动，与个别槽道之深度相仿，此为保持个别槽道深度不大，而结果所得之扰动规模便小。必需有一大的出口百分率开口面积，以防止在排出区域形成大规模之扰动。也就是在槽道之间存在之大的固态区域，会在此等区域之后，造成大规模之扰动。

于是在观念上，流动槽道必须由大的入口变至小的出口。此种变化应有一相当长的距离，俾充许有时间，令入口结构之后所产生之大规模粗流扰动降至所需之小规模扰动。槽道之间之面积接近出口端必须具有之小尺寸，此种同时收敛之观念为本发明设计之一重要构想。

在某些操作条件下，被用以获得细微扰动之拖曳元件未必稳定。横过造纸机之暂态压力有将飘片元件沿横方向弯曲而造成纸张横方向均匀性之变动。该飘片元件之沿机器方向之变形阻力可造成该飘片元件之后边缘处流离表面之纸料之均匀速度之些微变异。于某些操作状况，可能发生静态或动态非稳定性，而且可能到达共振频率，视液体动力而定。经发现，惯性与液体动力偶合可藉由质量之适当分布与飘片结构之弹性予以消除，而适当之质量分布与刚性分布具有重要性。

因此，本发明之目的为提供一种创新之飘片元件设计，而避免前此已有之结构于某些操作条件发生之缺点，特别为一种飘片元件，对于造纸机横方向之挠曲提供阻力，而且对于液体流中之变形产生最小阻力，因而于该飘片元件之后边缘之对向两侧，压力得以平衡。

名词定义：

造纸机方向：流动方向

各向同性的：于所有方向皆有相同性质

各向异性的：非各向同性，即，当沿不同方向之轴线测试时，呈现不同性质。