从纸浆动量回收能量的可调节装置制造方法及图纸

系统和方法提供了在制造纸、薄纸、板等期间的能量回收。可以由导向板(150)将从被成形辊(110)驱动的成形网(132)喷射出的水引导到涡轮机(140)中。导向板可以是可调节的，从而提供导向板的末端边缘与涡轮机的进入点的对准。导向板的角度可以是可调节的，从而能够实现从成形辊流动到涡轮机的平滑过渡。涡轮机的位置可以是可调节的。可以模块化地安装导向板和/或涡轮机(例如，导向板作为导向板模块的一部分和/或涡轮机作为涡轮机模块的一部分)。

Adjustable device for recovering energy from pulp momentum

The system and method provide energy recovery during the manufacture of paper, paper, board and so on. A guide plate (150) may be directed to a turbine (140) that is ejected from the forming web (132) driven by the forming roller (a). The guide plate can be adjusted to provide an alignment of the end edge of the guide plate with the entry point of the turbine. The angle of the guide plate can be adjusted so as to achieve a smooth transition from the forming roller to the turbine. The position of the turbine can be adjustable. A guide plate and / or turbine (e.g., a guide plate as part of a guide plate module and / or a turbine as part of a turbine module) can be mounted in a modular manner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍

本专利技术总体上涉及回收在制造纸制品过程中使用的能量。相关技术的描述纸、薄纸、板和其它基于纤维素的产品通常由悬浮液(例如，纤维素在水中的悬浮液，下文称为：纸浆(stock))制造而成。流浆箱可以在围绕导辊驱动的成形网(例如，多孔金属丝网或布)的环与通常围绕成形辊驱动的织物(例如，毡或另一种成形网)的环之间注射纸浆。施加到纸浆的力(例如，通过流浆箱、成形网、织物或辊)使得水穿过成形网，以在成形网与织物之间形成纤维素网。随着大量的高速水穿过成形网，其从纸浆喷射出。从该纸浆回收能量可以提高造纸的效率。美国专利No.6,398,913描述了一种用于在造纸机成形部中回收能量的布置和方法，其中通过涡轮机回收传递给纸浆的动能。然而，这种现有的能量回收装置不容易适应于一些造纸工艺(例如，不同的流浆箱位置、流浆箱几何形状、辊直径等)、纸浆成分、纸浆体积、织物速度等。因此，这些系统可能遭受次优的能量回收效率。对不同流动条件和造纸装置的适应性可以提高造纸的效率。当在现实世界中完全地实际实施时，“理论上”看起来可行的许多设计可能不会如期望的那样工作。由于重力的变形会使组件移位，使得“理论上”的期望位置不是现实世界中组件的实际位置。射流力可以使组件变形。例如，在冲击水射流打开之前，板可以具有一种形状，但是当板被水射流变形时，其可以具有一种不同的形状。
技术实现思路
可以使用包括涡轮机(例如，Banki涡轮机)的用于回收能量的装置来回收在造纸期间传递给纸浆的动能。当水通过成形网喷射出时，可以使用导向板将其引导至涡轮机。可调节的导向板和/或可调节的涡轮机位置可以使得相对于造纸装置来校准装置。适当的校准可以增加从喷射的纸浆中回收的能量的量，减小造纸过程中的净能量消耗。一些实施例包括模块化系统(例如，具有涡轮机模块和导向板模块)，其可以便于装置的安装、校准和/或维护。各个方案提供用于从造纸机的成形部回收能量的装置。造纸机可以包括围绕导辊驱动的成形网环、围绕成形辊驱动的织物环、以及被配置为将纸浆注射到由成形网和织物或织物环形成的移动夹层中的流浆箱。该装置可以包括被联接到发电机的涡轮机、以及被成形为将通过成形网喷射的水引导到涡轮机中的弯曲导向板。导向板可以终止于靠近涡轮机的末端边缘。致动器可以被联接到导向板，并且枢轴可以被联接到导向板。致动器和枢轴可以是可操作的，以调节末端边缘相对于涡轮机的位置以及导向板(例如，靠近涡轮机的导向板的末端表面)相对于涡轮机的角度中的至少一个。校准可以增大从喷射的水流转移到涡轮机的动量的效率。致动器和枢轴可以操作，以将导向板定位在旁路位置，其中水“经过”涡轮机而不旋转涡轮机。可以使用这种配置来提供在涡轮机调节或维护期间造纸机的连续操作。在一些情形下，用于从造纸机回收能量的装置可以包括涡轮机模块和导向板模块，该涡轮机模块包括联接到发电机的涡轮机，该导向板模块包括弯曲的导向板，其被成形为将通过成形网从纸浆喷射的水引导至涡轮机中。导向板模块可以与涡轮机模块分离，以便于移除和更换导向板模块，而不改变导向板相对于涡轮机的校准。在一些情况下，通过模块安装件将导向板模块和涡轮机模块联接。模块安装件可以提供一个模块到另一个模块的可移除附接，从而实现导向板模块与涡轮机模块之间的可调节性(例如，在一个或多个方向上)。用于校准能量回收装置和造纸机的方法可以包括：提供用于从造纸机回收能量的装置；操作造纸机；调节导向板和/或涡轮机；以及将导向板和/或涡轮机固定在一位置处，在给定体积的流浆箱注射下，由发电机产生的电量在该位置处最大。导向板和/或涡轮机可以被固定在使造纸过程的效率最大化的位置(例如，使由涡轮机产生的功率与传递给纸浆的功率的比例最大化(例如，通过流浆箱、导辊、成形辊等))。在一些实施例中，造纸机可以包括成形部(例如，流浆箱、成形辊、导辊、成形网和织物)以及用于从由流浆箱注射的纸浆中回收能量的装置。在实际使用之前，如果没有利用现代的计算机辅助设计和建模工具，则实施例和另一装置之间的差异可能不明显。普通技术人员广泛地(通常唯一地)将这些工具用于设计(例如，Solidworks、Pro-E、Catia、Autocad等)。可以使用计算机使用建模工具(例如，有限元法FEM)来预测设计的行为(以及设计的变化的行为)，上述计算机使用建模工具向结构赋予代表性负荷并且计算这些负荷对结构的影响。这样的模型可以预测装置在使用期间的行为。对于大型的、昂贵的、复杂的装置，特别是对于那些经历与环境复杂反应的装置(例如，汽车碰撞到障碍物)，计算机建模可以是在其制造和启动之前识别期望设计的唯一方式(此时，糟糕设计的后果可能是破坏性的)。本文描述的各种实施例需要使用计算机辅助工具，以将它们与其它装置(在现有技术中或之后)进行比较。这种工具(例如，CAD、FEM)的使用在普通技术人员的能力范围内。示例性商业包装包括ANSYS、Abaqus、NASTRAN、COMSOL和LSDyna。本说明书要求2014年7月1日提交的、专利技术名称为“GuidePlateShapeforRecoveringEnergyfromStockMomentum(从纸浆动量回收能量的导向板)”的第1450812-1号瑞典专利申请，以及2014年7月2日提交的、专利技术名称为“GuidePlateShapeforRecoveringEnergyfromStockMomentum(从纸浆动量回收能量的导向板)”的第1450823-8号瑞典专利申请的优先权利益，其通过引用并入本文。本说明书涉及2015年7月1日提交的、专利技术名称为“AdjustableDeviceforRecoveringEnergyfromStockMomentum(从纸浆动量回收能量的可调节装置)”的第____号PCT专利申请，其通过引用并入本文。附图说明图1示出根据一些实施例的能量回收装置的实施方式。图2示出根据一些实施例的能量回收装置。图3示出根据一些实施例的涡轮机安装件。图4示出根据一些实施例的导向板的示例性校准。图5示出根据一些实施例的来自第一机器的代表性实验结果。图6A和图6B根据实施例比较了两个导向板位置及其对另一个机器的功率转换效率的相关影响。图7示出根据一些实施例的成形区的优选区域，导向板枢转点可以位于其中。图8示出根据实施例的导向板，其使用若干代表性识别线来标定FEM仿真过程中的变形。图9A示出根据实施例的用于报告图8所示的线的仿真行为的坐标系。图9B是根据实施例的在重力负荷和射流力负荷下(来自实际操作条件下实际造纸机的冲击水的速度和体积)导向板850的仿真变形(使用ANSYS生成)的曲线图。图10示出根据一些实施例的由于冲击水的射流负荷而引起的预测变形。图11A和图11B示出根据一些实施例的导向板的仿真变形，在该示例中使用ANSYS。图12示出根据一些实施例的导向板与涡轮机之间的代表性距离。具体实施方式本文描述的系统和方法可以使得能够在造纸期间回收能量。可以利用被联接到发电机的涡轮机来回收在造纸期间传递给纸浆的动能。当水通过成形网喷射时，可以使用导向板将水引导到涡轮机。为了最大化由涡轮机回收的能量，可以设置可调节的导向板和/或可调节的涡轮机位置。可调节的导向板可以适应流浆箱出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从造纸机(100)回收能量的装置(200、200')，所述造纸机包括成形网环(130)、织物环(132)和流浆箱(101)，其中所述成形网环(130)围绕导辊(120)驱动，所述织物环(132)围绕成形辊(110)驱动，所述流浆箱(101)被配置为将纸浆(108)注射到由所述成形网和所述织物环形成的移动夹层中，所述装置包括：涡轮机(140)，联接到发电机(160)；导向板(150、150'、650、750、850、1150、1250)，被成形为将通过所述成形网喷射的水引导至所述涡轮机中，所述导向板终止于靠近所述涡轮机的末端边缘(152)；致动器(210)，联接到所述导向板；以及枢轴(220)，联接到所述导向板，特别地可调节枢轴，所述致动器和枢轴是可操作的，以调节所述导向板，优选地对所述导向板的位置具有容差，使得：对于所述末端边缘(152)的一部分(1210)，在所述造纸机的仿真操作期间，所述部分相对于所述涡轮机的位置与所述部分的期望位置的偏差不超过2mm，优选地为1mm，特别是0.5mm；以及对于将水引导至所述涡轮机中的所述导向板的末端表面(153)，在所述仿真操作期间，在自所述末端表面的延伸线与所述涡轮机相交的点处，所述末端表面相对于到所述涡轮机的切线的角度(418)与所述末端表面的期望角度的偏差不超过1度，特别是0.8度，特别是0.5度，特别是0.1度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 SE 1450812-11.一种用于从造纸机(100)回收能量的装置(200、200')，所述造纸机包括成形网环(130)、织物环(132)和流浆箱(101)，其中所述成形网环(130)围绕导辊(120)驱动，所述织物环(132)围绕成形辊(110)驱动，所述流浆箱(101)被配置为将纸浆(108)注射到由所述成形网和所述织物环形成的移动夹层中，所述装置包括：涡轮机(140)，联接到发电机(160)；导向板(150、150'、650、750、850、1150、1250)，被成形为将通过所述成形网喷射的水引导至所述涡轮机中，所述导向板终止于靠近所述涡轮机的末端边缘(152)；致动器(210)，联接到所述导向板；以及枢轴(220)，联接到所述导向板，特别地可调节枢轴，所述致动器和枢轴是可操作的，以调节所述导向板，优选地对所述导向板的位置具有容差，使得：对于所述末端边缘(152)的一部分(1210)，在所述造纸机的仿真操作期间，所述部分相对于所述涡轮机的位置与所述部分的期望位置的偏差不超过2mm，优选地为1mm，特别是0.5mm；以及对于将水引导至所述涡轮机中的所述导向板的末端表面(153)，在所述仿真操作期间，在自所述末端表面的延伸线与所述涡轮机相交的点处，所述末端表面相对于到所述涡轮机的切线的角度(418)与所述末端表面的期望角度的偏差不超过1度，特别是0.8度，特别是0.5度，特别是0.1度。2.根据权利要求1所述的装置，其中，末端表面(153)与点(412)处所述涡轮机的切线(414)之间的角度(418)为：在0与50度之间，特别是在5度与40度之间，特别是在10度与35度之间，特别是在17度与30度之间，其中所述末端表面(153)包括所述导向板的末端边缘(152)；以及从所述末端边缘到所述涡轮机的所述末端表面的延伸与所述涡轮机在所述点(412)处相交。3.根据权利要求1所述的装置，其中，末端表面(153)与点(412)处所述涡轮机的切线(414)之间的角度(418)为：在大约15度与35度之间；特别是在大约23度与28度之间；特别是在大约24度与27度之间；特别是在大约25度与26度之间；特别是在大约24.5度与25.5度之间，其中，所述末端表面(153)包括所述导向板的末端边缘(152)；以及从所述末端边缘到所述涡轮机的所述末端表面的延伸与所述涡轮机在所述点(412)处相交。4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中延伸线与最接近线之间的距离不超过40mm，包括30mm、包括20mm、包括15mm，其中，所述延伸线为从包括所述导向板的末端边缘(152)的末端表面(153)到所述延伸线与所述涡轮机相交的最接近点(412)；以及所述最接近线平行于所述延伸线并且与所述涡轮机相切。5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中，所述枢转点(211)的位置处于距所述导辊(120)的中心的距离(720)处，所述距离在所述导辊的所述半径(710)的108％与260％之间，特别是110％与230％之间，特别是160％与224％之间，特别是165％与214％之间。6.根据权利要求1-5中任一项所述的装置，其中，所述枢转点(211)的位置相对于所述成形辊(110)的中心为大约：所述成形辊的所述半径的108％与260％之间，特别是120％与160％之间，特别是135％与145％之间。7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其中所述致动器包括螺杆致动器或蜗杆致动器，所述螺杆致动器或蜗杆致动器的致动力大于10kN，特别是大于20kN，特别是大于30kN，特别地，其中所述致动器包括多个致动器，所述多个致动器的总致动力大于30kN，特别是大于40kN，特别是大于60kN。8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其中所述枢轴包括可调节的枢转点，所述枢轴包括锁定机构，所述锁定机构是可操作的，以将所述枢转点的锁定位置控制在不超过50微米，特别是10微米，特别是1微米的偏差内。9.根据权利要求1-8中任一项所述的装置，其中所述致动器和枢轴可配置为改变所述导向板的曲率，特别地，其中所述致动器和枢轴是可操作的，以预加载所述导向板来抵抗由重力和冲击水射流中至少一个传递的力。10.根据权利要求1-9中任一项所述的装置，其中，所述致动器和枢轴中的至少一个可配置为将所述导向板定位在旁路位置，使得末端表面(153)朝向所述涡轮机的延伸不与所述涡轮机相交。11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，还包括窗口(400)，优选地数字照相机可以通过所述窗口(400)来确定所述导向板(150)相对于所述涡轮机(140)的位置。12.根据权利要求1-11中任一项所述的导向板，其中，在包括以下之中的至少一个的负荷的计算机仿真，特别是有限元建模仿真中：重力；以及应力，由通过所述成形网喷射到所述导向板上的纸浆传递给所述导向板，与未加载位置中的前部分的未加载形状相比，距离所述导向板的前部分的期望位置或形状的位置或形状的最大偏差不超过10mm，特别是5mm，特别是2mm，特别是1mm，其中所述导向板的所述前部分包括或靠近前边缘(156)。13.根据权利要求1-12中任一项所述的导向板，其中，在包括以下之中的至少一个的负荷的计算机仿真，特别是有限元建模仿真中：重力；以及应力，由通过所述成形网喷射到所述导向板上的纸浆传递给所述导向板，与未加载位置中的末端部分的未加载形状相比，距离所述导向板的末端部分的期望位置或形状的位置或形状的最大偏差不超过2mm，特别是1mm，特别是0.5mm，其中所述导向板的所述末端部分包括或靠近末端边缘(152)。14.根据权利要求1-13中任一项所述的装置，其中：所述涡轮机设置在涡轮机模块(250)内；以及所述导向板、致动器和枢轴设置在导向板模块(210)内，所述导向板模块形成将导向板、致动器和枢轴相对于彼此固定的集成部件；所述导向板模块可与所述涡轮机模块分离，以便于当更换所述导向板模块时，移除和更换所述导向板，而不改变所述末端边缘的位置或所述导向板的角度。15.根据权利要求1-14中任一项所述的装置，其中，使用一个或多个定位机构(310、320、320')来安装所述涡轮机，所述定位机构(310、320、320')是可操作的，以在不同位置处定位所述涡轮机，优选地相对于所述成形辊和所述导辊中的至少一个。16.根据权利要求1-15中任一项所述的装置，其中，在操作所述造纸机的计算机仿真中：导向板(150)具有靠近所述涡轮机(140)的末端表面(153)的末端表面法线(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·古斯塔夫松，S·帕尔松，A·约翰松，L·维德格伦，E·恩奎斯特，
申请(专利权)人：维美德股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE