ТКАНИ С V-ОБРАЗНЫМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ Российский патент 2009 года по МПК D21F1/80 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к ткани с присоединенными направляющими, в частности к такой ткани, у которой механизм прикрепления направляющей основан на капсулировании ткани материалом направляющей.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В бумажной промышленности применяется устройство, которое используется для сгущения пульпы и бумажной массы. Такие устройства обычно назывались пресс-патами. Эти устройства имели в своем составе отливные цилиндры, в том числе пористые круглосеточные цилиндры, которые вращались в жидкостной ванне с управляемой подачей пульпы. Вода отводилась через круглосеточный цилиндр, что приводило к сгущению оставшейся пульпы, которая подлежала осушению. Пример устройства подобного типа приведен в патенте США №4106980.

Усовершенствованный вариант существовавших ранее обычных сгустителей или концентраторов приведен в патенте США №4722793. В данном патенте описывается устройство, в котором отливной цилиндр отсутствует. В описанном устройстве используются одна пара валов с гладкой поверхностью и ткань, натянутая вокруг валов так, что ткань по существу охватывает 180° поверхности каждого вала. Материал пульпы, подлежащий сгущению, первоначально подается на внутренний прогон ткани, который приближается к верхней части одного из валов. Удерживаемая между тканью и валом пульпа передвигается вместе с тканью вокруг данного вала. Центробежная сила выжимает через ткань воду из пульпы, зажатой между валом и тканью.

Полученная в результате этого частично обезвоженная пульпа по нижнему прогону ткани перемещается к другому валу, где она также подвергается воздействию центробежной силы, вызывающей дальнейшее отжимание жидкости через ткань. После прохождения вокруг поверхностей обоих валов пульпа удаляется с поверхности второго вала.

Для направления ткани перпендикулярно осям обоих валов вдоль одного или обоих краев нижней поверхности ткани прикреплялась полоса материала или направляющая в форме V-образного клинового ремня. Такая направляющая должна была помещаться в круговой желобок каждого вала.

Клиновый ремень изготавливается отдельно от ткани и затем закрепляется на ней механическим способом. Однако вследствие высокой эксплуатационной скорости удерживание направляющей на ткани вызывает определенные трудности.

Для усовершенствования указанного устройства в патенте США №5039412 предлагается пришивание направляющей в виде клинового ремня к ткани, а также нанесение на ткань в месте шва адгезивного вещества. Нанесенное адгезивное вещество проникает внутрь ткани и заполняет ее вглубь на небольшом расстоянии от поверхности. Кроме того, направляющие размещаются с внешнего края ткани и поэтому находятся снаружи валов, а не в желобке или желобках.

Для иных вариантов промышленного использования бельтинга были созданы такие машины, у которых отсутствовала какая-либо управляемая механическая направляющая система. Машинам такого типа требуются ременные ткани с очень надежными v-образными направляющими, расположенными со стороны износа и служащими для фрикционного направления по внешним краям валов или по особым желобам, размещенным в центре вала, либо на одном из его концов. Кроме того, для упрощения процесса заправки машины ткань должна сохранять низкий коэффициент трения со стороны износа.

В стандартную комплектацию современных промышленных машин данного типа входят проницаемые ткани, к которым V-образные направляющие прикрепляются одним из следующих четырех способов или их сочетанием:

1) V-образная направляющая пришивается к ткани с использованием различных типов мононитей или комплексных нитей;

2) V-образная направляющая приклеивается к ткани; при этом клеящее вещество и материал V-образной направляющей подбираются с таким расчетом, чтобы они образовывали химическую связь;

3) структура ткани заполняется тем же материалом, который используется для изготовления V-образной направляющей; при этом связь образуется в результате сплавления нагреванием и соединения обеих поверхностей под давлением;

4) ткань грунтуется материалом, химически совместимым с материалом V-образной направляющей; при этом создается комбинация химического и термического поверхностного сплавления при соединении обоих материалов при нагревании и под давлением.

Патенты США №5039412 (рассмотрен выше), 5558926 и 5840378 (рассмотрены ниже) описывают применение первого, второго и третьего способов. Кроме того, при производстве непроницаемого/сплошного бельтинга продолжают использовать четвертый способ.

К сожалению, все вышеупомянутые способы имеют некоторые недостатки. Например, сшивное соединение подвержено усталостному разрушению вследствие многократно повторяющихся изгибаний нитей и истирания открытой противоположной поверхности ткани, к которой присоединяется V-образная направляющая. С другой стороны, соединения по второму, третьему и четвертому способу зависят от установившейся на границе двух веществ химической связи. Ее прочность определяется размерами контактной поверхности и химическим сродством обоих материалов. Хотя способы 2-4 позволяют избежать проблем с истиранием, характерных для первого способа, недостаточная прочность и усталость на изгиб в месте соединения могут уменьшить срок службы изделия. С этим недостатком связано то обстоятельство, что прочность сцепления ткани и V-образной направляющей всегда меньше прочности на разрыв отдельно взятых материалов ткани или направляющей, что может привести к отслаиванию направляющей.

При других вариантах использования бельтинга поставляемые в виде полос листового материала структуры однослойного или многослойного полиуретана, поливинилхлорида или синтетического каучука устанавливаются на машину и соединяются на машине в бесконечную петлю. Соединение осуществляется посредством штыревого шва, не оставляющего оттисков на бумажном листе, или стыкованием. При этом на скашивание краев стыкуемых элементов и осуществление химического соединения затрачивается определенное время. Достаточная площадь доступной для соединения поверхности со стороны износа данных структур позволяет присоединять V-образные направляющие с помощью простого сплавления, сопровождаемого или не сопровождаемого грунтовкой поверхности (в зависимости от совместимости полимеров бельтинга и V-образных направляющих). Однако недостатком этого способа также является тот фактор, что прочность такого сцепления всегда меньше прочности на разрыв отдельно взятых материалов ткани или V-образной направляющей.

С учетом вышеизложенного, в этих случаях желательно использовать ткань со штыревым швом, не оставляющую оттисков на бумаге. Тем самым можно избежать чрезмерных затрат времени и средств на такие специальные операции, как скашивание слоев стыкуемых элементов и осуществление химического соединения, выполняемых сторонними подрядчиками. В связи с этим предполагается, что спиральная ткань с покрытием может обеспечить формирование легкопробиваемой структуры ткани, которая не оставляет на бумажном листе нежелательных оттисков. С другой стороны, имеющиеся в настоящее время спиральные структуры с покрытием сложны для оснащения V-образными направляющими по двум причинам. Во-первых, незаполненные конструкции, у которых поверхностный перепад со стороны V-образной направляющей составляет менее 20 мм, предоставляют недостаточную площадь для связывания путем сплавления. Во-вторых, полностью заполненные структуры с равномерно гладкой поверхностью сцепления не дают заметного выигрыша по сравнению с существующими стандартами, опять же вследствие того, что прочность сцепления меньше прочности на разрыв отдельно взятых рассматриваемых материалов.

Другие известные из уровня техники решения описаны в рассмотренных ниже патентах.

В патенте США №5466339 описывается обычное сукно со швом, используемое в бумагоделательной машине. Экструдированные моноволокна прикрепляются в машинном направлении к нижней стороне сукна в параллельном направлении и перекрывают участок шва, защищая шов от истирания.

В патенте США №5840378 описывается тканая лента для бумагоделательной машины, выполненная в виде бесконечной петли и снабженная стойкими на изгиб составными элементами из термопластической смолы на краях обращенной к бумаге стороны и направляющим выступом из термопластической смолы на краях машинной стороны. Направляющие выступы спаяны в одно целое вместе со стойкими на изгиб элементами.

В патенте США №6214752 описывается рубашка башмачного пресса с тканой основой. Одна поверхность покрыта смолой, которая заполняет тканую основу на всю ее толщину. С другой стороны формируется слой покрытия.

В патенте США №6465074 описывается пропитанная смолой лента с тканой основой, предназначенная для пресса с удлиненной зоной прессования или для каландра. Такая тканая основа содержит элементы, которые были покрыты первым полимерным материалом. По меньшей мере одна из поверхностей ленты покрыта вторым полимерным материалом. Первый и второй полимеры обладают химическим сродством, поэтому второе покрытие образует химическую связь с элементами, имеющими первое покрытие.

В патенте США №5558926 описывается обладающий изгибной прочностью элемент ткани, который формируется заполнением полиуретановой смолой внутренней структуры ткани. Направляющий выступ, сформованный из схожего полиуретана, размещается на обладающем изгибной прочностью элементе ткани. Разъединение, вызванное изгибом и износом ткани рядом с направляющим выступом, предположительно предотвращается.

В патенте США №3523867 описывается сетчатая конвейерная лента для плоскосеточных бумагоделательных машин. На тканые или резаные по ширине края ленты накладываются около десяти усиливающих стренг, желательно изготовленных из пластмассового материала. Стренги осуществляют усиление краев и оказывают сопротивление растрескиванию и повреждениям, не придавая ленте излишней жесткости и не увеличивая ее толщину.

В патенте США №5384014 описывается аппарат для сгущения суспензии из находящихся в жидкости твердых частиц. Каждый вал устройства комплектуется напорным ящиком, который подает поток суспензии, подлежащей сгущению, так что он оказывается зажатым между сеткой и частью вала, который эта сетка оборачивает. Зажатая суспензия таким образом обезвоживается и сгущается в результате выжимания жидкости через сетку.

В патенте США №5731059 описывается сушильная ткань, которая снабжена множеством силиконовых полос, расположенных вдоль кромочных участков ткани. Такие полосы служат для предотвращения износа, обусловленного истиранием и повышенной температурой. Силиконовые элементы герметизируют кромочные участки и края нитей, образуя буртики по внешней поверхности сушильной ткани, которые не допускают прямого контакта нитей с барабанами.

Хотя некоторые или все из вышеуказанных изобретений обладают определенными сопутствующими преимуществами, всегда желательно иметь усовершенствованные варианты и/или альтернативные формы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с этим главной задачей настоящего изобретения является создание ткани с надежно прикрепленными направляющими.

Другой задачей изобретения является создание ткани с прикрепленными направляющими, которые обладают устойчивостью к усталости на изгиб, истиранию и отслоению.

Еще одной задачей изобретения является создание ткани с направляющими, закрепленными таким образом, чтобы преодолеть недостатки, свойственные способам, использующим пришивание, приклеивание и сплавление.

Настоящее изобретение решает эти и другие задачи и обеспечивает ряд преимуществ. В связи с этим в настоящем изобретении предлагается ткань с присоединенными V-образными направляющими, при этом механизм присоединения предпочтительно основан на герметизации ткани материалом направляющей, а не на химической совместимости двух материалов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Таким образом, для того чтобы были ясны задачи и преимущества настоящего изобретения, его описание сопровождается следующими чертежами:

фиг.1 - вид в машинном направлении на ткань, к которой V-образные направляющие присоединены в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.2 - вид в машинном направлении на ткань с V-образными направляющими, которая имеет покрытие, выполненное в соответствии с настоящим изобретением;

фиг.3 - поперечное сечение различных вариантов V-образных направляющих в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ПРИМЕРОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рассмотрим теперь чертежи более внимательно. Фиг.1 представляет собой вид в машинном направлении на ткань 10 с присоединенными к ней направляющей или направляющими 14 в соответствии с настоящим изобретением. В представленном предпочтительном примере реализации изобретения V-образные направляющие 14 присоединены к стороне истирания 26 проницаемой ткани 10. Как видно, материал V-образной направляющей 14 существенно проникает внутрь ткани 10 для того, чтобы герметизировать структуру ткани и создать после отверждения композиционный материал. Как видно также на фиг.1, глубина проникновения V-образной направляющей 14 может составлять от пятидесяти до ста процентов толщины 22 ткани. Предпочтительно, механизм такого присоединения заключается, прежде всего, в капсулировании ткани 10 V-образной направляющей 14, а не определяется химическим сродством материалов обоих элементов. Это приводит к повышенной прочности сцепления между тканью 10 и V-образной направляющей 14, равной прочности на разрыв отдельно взятых материалов обоих элементов. Следовательно, как показали сравнительные испытания, предлагаемая ткань 10 с капсулированными V-образными направляющими 14 обладает более чем в два раза большей долговечностью по сравнению с тканями, к которым направляющие прикрепляются традиционным способом.

Еще одно преимущество механизма присоединения, основанного, прежде всего, на капсулировании, а не на химической совместимости ткани 10 и направляющей 14, состоит в том, что ткань 10 может иметь практически любое строение и состав. Таким образом, несмотря на то, что изображенный на фиг.1 образец ткани 10 обладает проницаемой структурой со спиральной связью, другие предполагаемые структуры ткани 10 могут содержать, например, тканые или нетканые материалы типа трикотажной экструдированной сетки, сетки из основных нитей и утка, закрученных в спираль полос тканых или нетканых материалов. Кроме того, вследствие того обстоятельства, что химическое сродство не является определяющим сцепление фактором, ткань 10 может производиться из большого числа разнообразных металлических, синтетических или натуральных нитей, волокон или пряж, которые могут состоять, например, из мононитей, крученых мононитей, комплексных нитей, крученых комплексных нитей, а также могут быть однослойными, многослойными или слоистыми. Если применяются синтетические нити, то они обычно вырабатываются методом экструзии любой из полимерных смол, например полиамидных и полиэфирных, которые используются специалистами при производстве промышленных тканей.

В представленном на фиг.1 предпочтительном примере реализации изобретения V-образная направляющая 14 изготовлена из термопластичного материала. Направляющая 14 присоединяется к ткани путем ее вплавления под давлением на достаточную глубину таким образом, чтобы охватить не менее 50% глубины ткани 10. При этом для сохранения габаритных размеров и формы V-образной направляющей 14 используется шкив определенной формы. Альтернативно, направляющие 14 могут быть сформованы из экструдированных термопластов, реактопластов или другого подходящего для этой цели материала. При применении реактопластов они являются полимерами, сшиваемыми при комнатной температуре, при использовании ультрафиолетового облучения, в условиях влажности, при высокой температуре, а также при использовании прочих подходящих условий. В частности, материалом направляющей также может быть сшиваемый полимер, который обладает достаточной вязкостью для сохранения своей формы в процессе отверждения. При этом сшивание обеспечивается при комнатной температуре, ультрафиолетовом облучении, влажности или нагревании.

Фиг.2 представляет собой вид в машинном направлении на ткань 10 с поверхностным покрытием 16, не превышающим пятидесяти процентов толщины 22 ткани. Как видно из фигуры, это позволяет осуществить полную герметизацию верхней поверхности 24, образуемой витком нити. Поэтому со стороны износа 26 ткани 10 находится достаточно открытый объем пустот, который благоприятствует проникновению формирующего V-образную направляющую 14 материала на глубину пятьдесят процентов и более, что ведет к полной герметизации нижней поверхности 12 спиралей волокна. С другой стороны, сначала к ткани 10 может быть прикреплена V-образная направляющая 14, а затем на ткань 10 может быть нанесено покрытие.

В предпочтительном примере реализации изобретения жестко впрессованная спираль 10 используется для управления глубиной проникновения покрытия. Альтернативно, для этой цели может использоваться открытая и/или иным способом впрессованная спираль. Следует заметить, что толщина 18 покрытия над образуемой спиралью 12 поверхностью может измениться в диапазоне от 0 до 4 мм. Также следует отметить, что покрытие 16 может содержать полиуретаны, поливинилхлориды, силиконовые и синтетические каучуки, например нитрильный или бутадиен-стирольный каучук или иной подходящий для этой цели материал.

На фиг.3 приведены примеры поперечных сечений V-образных направляющих 14, которые могут быть прикреплены к поверхности износа ткани 10 в соответствии с настоящим изобретением. Как видно из иллюстрации, изобретение предполагает широкое применение для различных целей разнообразных типов профилей направляющей 14. Например, V-образные направляющие могут быть одинарными или сдвоенными, могут иметь плоскую поверхность, поверхность с высоким выступом или рифленую верхнюю поверхность.

Таким образом, в настоящем изобретении реализуются его задачи и преимущества, и несмотря на то что в данном описании раскрыты и подробно описаны предпочтительные примеры реализации изобретения, эти примеры не ограничивают объем и задачи изобретения, так как объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к тканям с направляющими и может быть использовано, в частности, в бумагоделательном производстве. Направляющие прикреплены к стороне износа ткани таким образом, чтобы капсулировать не менее пятидесяти процентов толщины ткани. Предпочтительно, механизм прикрепления направляющей к ткани основан на капсулировании ткани материалом направляющей, а не на химическом сродстве обоих материалов. Обеспечивается повышенная прочность сцепления между тканью и V-образной направляющей. Прочность сцепления равна прочности на разрыв отдельно взятых материалов соединения. 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ткань, содержащая одну или более направляющих, изготовленных из материала направляющих, прикрепленного к краю ткани, идущей в машинном направлении, со стороны поверхности износа ткани таким образом, чтобы капсулировать материалом направляющих приблизительно пятьдесят или более процентов толщины ткани в зоне прикрепления направляющих к ткани.

2. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что капсуляция является первичным механизмом соединения ткани и направляющей.

3. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что направляющая крепится к ткани вплавлением V-образной направляющей на достаточную глубину для капсуляции пятидесяти или более процентов структуры ткани.

4. Ткань по п.3, отличающаяся тем, что вплавленная направляющая капсулирует ткань, создавая после отверждения композиционный материал.

5. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что прочность сцепления ткани и направляющей равна прочности на разрыв отдельно взятого материала ткани или отдельно взятого материала направляющей.

6. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что имеет структуру, выбранную из группы, включающей преимущественно тканые или нетканые материалы, например материалы со спиральной связью, массивы нитей, идущих в машинном направлении и в направлении, перпендикулярном машинному направлению, трикотажную экструдированную сетку или полосы материала, которые, в конечном счете, закручены в спираль с образованием основы, имеющей ширину, большую, чем ширина этих полос.

7. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что является проницаемой или непроницаемой.

8. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что содержит металлические, синтетические или натуральные нити, волокна или пряжу.

9. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что направляющая является плавким термопластом, или экструдируемым термопластом, или реактопластом.

10. Ткань по п.9, отличающаяся тем, что сшивание реактопласта достигается при воздействии, по меньшей мере, одного из следующих факторов: комнатной температуры, ультрафиолетового облучения, влажности, повышенной температуры.

11. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что направляющая является сшиваемым полимером, который обладает достаточной вязкостью для сохранения своей формы в процессе отверждения.

12. Ткань по п.11, отличающаяся тем, что сшивание полимера достигается при воздействии хотя бы одного из следующих факторов: комнатной температуры, ультрафиолетового облучения, влажности, повышенной температуры.

13. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что направляющая является плавким термопластиком, введенным в ткань под давлением; при этом для сохранения размеров направляющей используется шкив.

14. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что направляющая, по существу, имеет V-образную форму.

15. Ткань по п.14, отличающаяся тем, что V-образная направляющая является плоской, с высоким выступом или с рифленой верхней поверхностью.

16. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что указанная ткань с прикрепленными направляющими используется в качестве ленты для промышленного применения.

17. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что содержит соответственно две направляющие на каждом краю ткани.

18. Ткань по п.1, отличающаяся тем, что имеет покрытие верхней поверхности, капсулирующее приблизительно пятьдесят или менее процентов толщины ткани.

19. Ткань по п.18, отличающаяся тем, что толщина покрытия над плоскостью поверхности ткани лежит в диапазоне от 0 до 4 мм.

20. Ткань по п.18, отличающаяся тем, что покрытие содержит один из следующих материалов: полиуретан, поливинилхлорид, силиконовый каучук и синтетический каучук.

21. Ткань по п.20, отличающаяся тем, что синтетический каучук является нитрильным или бутадиен-стирольным.

22. Ткань по п.18, отличающаяся тем, что для контроля глубины проникновения покрытия используются впрессованные элементы или вкладки.

23. Ткань по п.22, отличающаяся тем, что впрессованные элементы или вкладки являются прямоугольными.