帶有寬凹槽的軟橡膠輥罩的制作方法
【專利摘要】一種工業輥包括：大致圓柱形的金屬芯體；基層，所述基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其；以及頂部原料層，所述頂部原料層周向地覆蓋所述基層。所述頂部原料層包括周向凹槽，其中，所述凹槽具有至少0.7的寬/高比。
【專利說明】帶有寬[H]槽的軟橡膠輥罩
[0001]相關申請
[0002]本申請要求于2013年9月20日提交的美國臨時專利申請61/880,364的權益和優先權，其公開整體上在此通過弓I用并入本文中。
技術領域
[0003]本發明大體涉及工業輥，并且更具體地涉及用于工業輥的罩。
[0004]發明背景
[0005]在許多工業應用中使用圓柱輥，尤其那些涉及造紙的應用。典型地，此類輥在高要求的環境中采用，在其中它們能夠接觸高動態載荷和溫度以及侵蝕性或腐蝕性的化學制劑。例如，在典型的造紙廠中，輥不僅用于在加工站之間運輸纖維的卷筒紙片，而且在壓榨部和乳光輥的情況下，用于將卷筒紙片本身加工成紙。
[0006]由于在造紙機內不同位置處的輥需要執行不同的功能，因此通常將造紙中所使用的輥構造在造紙機內所需要的位置處。因為造紙輥能夠具有許多不同的性能要求，并且因為更換整個金屬輥會是相當昂貴的，許多造紙輥包括圍繞金屬芯體的周向表面的聚合物罩。通過改變在罩中采用的聚合物或彈性體，罩設計者能夠根據造紙應用需求為該輥提供不同性能特征。而且，與整個金屬輥的更換相比，在金屬輥上方的罩的修復、再磨或更換能夠明顯較不昂貴。
[0007]在許多情況下，輥罩將包括至少兩個不同的層:基層，其覆蓋芯體并提供到其的結合；以及頂部原料層，其覆蓋且結合至該基層并用作輥的外表面(一些輥還將包括夾在該基層和頂部原料層之間的中間“連接”層)。對于這些材料的層通常選擇來為罩提供有用于操作的一組預定的物理性質。這些能夠包括必要的強度、彈性模量以及對高溫、水和苛性化學物質的耐性，以經受住造紙環境。此外，罩通常設計成具有適合于它們所實施的工藝的預定的表面硬度，并且它們通常需要從該罩“釋放”紙張，而不損害紙張。而且，為了經濟性，該罩應該是耐磨且耐損耗的。
[0008]在一些情況下，在輥罩中包括周向凹槽以促進從紙張中排水。改進的排水通常對于造紙廠產生節能效果。通常在較硬的輥(10P&J或更低)中形成凹槽并且具有在約0.020”與0.040”之間的寬度以及在約0.090”與0.125”之間的深度。通常來說，由于它們能夠促進排水增加，優選更深的凹槽。在圖1中示出用于較硬的罩的通常的一組凹槽的構型，其中，描述了帶有凹槽30’的罩10’的截面。由較柔軟材料形成的罩(例如，具有在趙氏硬度計(PUSey&J0neS，P&J)刻度上硬度為35的橡膠)不包括凹槽，因為該凹槽的壁傾向于在負荷下朝彼此偏轉，.從而當水經過輥隙時會夾斷該凹槽，并且防止水進入凹槽。特別地，橡膠的高泊松比導致由較柔軟橡膠材料形成的凹槽變形以及坍縮。
[0009]薄紙制造通常采用軟罩，以使紙張符合相匹配的結構(有時稱為“洋基罐(Yankeecan)”)用于改進的干燥效率。然而，由于上述原因，上述類型的凹槽并沒有用于在薄紙生產中所采用的軟罩:即，凹槽的壁會變形并封閉該凹槽，從而減少或消除凹槽的益處。

【發明內容】

[0010]作為第一方面，本發明的實施例涉及工業輥。所述工業輥包括:大致圓柱形的金屬芯體;基層，所述基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及頂部原料層，所述頂部原料層周向地覆蓋所述基層。所述頂部原料層包括周向凹槽，其中，所述凹槽具有至少0.7的寬/尚比。
[0011]作為第二方面，本發明的實施例涉及工業輥，其包括:大致圓柱形的金屬芯體;橡膠基層，所述橡膠基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及橡膠頂部原料層，所述橡膠頂部原料層周向地覆蓋所述基層，所述材料包括具有35或更高的趙氏硬度計(P&J)硬度的頂部原料層，其中，所述頂部原料層包括周向凹槽。
[0012]作為第三方面，本發明的實施例涉及工業輥，其包括:大致圓柱形的金屬芯體:基層，所述基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及頂部原料層，所述頂部原料層周向地覆蓋所述基層，包括所述頂部原料層的材料具有至少0.35的泊松比，其中，所述頂部原料層包括周向凹槽。
【附圖說明】
[0013]圖1是在現有技術輥罩中的凹槽的軸向剖視圖。
[0014]圖2是根據本發明的實施例的工業輥的前視圖。
[0015]圖3是圖2的輥的剖視圖。
[0016]圖4是圖2的輥中凹槽的明顯放大的軸向剖視圖。
[0017]圖5是用于根據本發明的實施例的輥的典型凹槽和鉆孔模式的頂視圖。
【具體實施方式】
[0018]下文將參照附圖更具體地描述本發明。本發明并不旨在限于所闡述的實施例；相反，這些實施例旨在對于本領域技術人員充分且完全地公開本發明。在圖中，相同的附圖標記始終表示相同的元件。為了清晰起見，可放大一些部件的厚度和尺寸。為了簡潔性和/或清晰性，可不詳細描述眾所周知的功能或構造。
[0019]此外，為了便于描述，此文中為了描述如在附圖中所圖示的一個元件或相對于另外的一個或多個元件的特征的關系或一個或多個特征，可以使用空間上相對的術語，例如“下方”、“以下”、“下部”、“上方”、“上部”等。將理解到，除了附圖中所描述的方向，空間上相對的術語旨在涵蓋在使用或操作中該裝置的不同方向。例如，如果附圖中的裝置顛倒，則描述為在其它元件或特征部“下方”或在其“之下”的元件然后將被定位在其它元件或特征部“上方”。因此，示例性術語“下方”能夠涵蓋上方和下方的方向。該裝置可以其它方式取向(旋轉90度或以其它取向)，并且相應地解釋本文所使用的空間上相對的描述語。
[0020]本文所使用的術語僅用于描述特定實施例的目的，并且不旨在限制本發明。如本文所使用的，單數形式“一”、“一個”、“該”和“所述”旨在包括復數形式，除非上下文明確以其它方式指出。將要進一步理解的是，當在本說明書中使用時，術語“包括”和/或“帶有”表示所述特征部、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除一個或更多個其它特征部、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或增加。如本文所使用的，表述“和/或”包括相關聯的所列舉項目中的一個或更多個的任何和全部組合。
[0021]除非另外限定，本文所使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本領域普通技術人員通常所理解的相同的含義。將進一步理解的是，例如在常用字典中所限定的那些術語，應當理解為具有與相關領域上下文中其含義一致的含義，而不能以理想化或者過度局限的意義進行解釋，除非此文中已如此明確限定。
[0022]現在參照附圖，在圖2和圖3中描述了廣泛指定為10的輥。輥10包括處于覆蓋關系的芯體12(典型地，金屬的)和罩16，其包括基層18和項部原料層22，其二者通常都由橡膠形成。在美國專利公開號2007/0111871中描述了這些層的一些細節，其公開整體上在此通過引用并入本文中。
[0023]現在參照圖4，示出了在頂部原料層22中出現的多個周向凹槽30。特別地，凹槽30與在現有的輥罩中所采用的相比更淺且更寬。更具體地，凹槽30具有0.70、0.80、0.90或更大的寬/高比(例如，凹槽30可以是0.044”寬和0.055”深，W/H比為0.8)。這些更寬、更淺的凹槽30的尺寸防止凹槽30的壁變形到當凹槽30在操作過程中加載有相匹配結構(如洋基罐)時它們封閉凹槽30的程度。通常，凹槽30大體在輥罩16的大部分或全部長度上均勻地間隔開(例如，可以每英寸6個凹槽的頻率包括凹槽30)。
[0024]凹槽30可與任何罩材料一起使用，但在一些實施例中其包括在橡膠罩中，并且特別地在具有35P&J或更高(即，比35P&J更軟)硬度的橡膠罩中。在一定的實施例中，頂部原料層22的材料具有至少0.35的泊松比，并且在一些實施例中為至少0.45。具有良好耐磨性和溫度穩定性的橡膠材料適用于一定的實施例。在一些實施例中，頂部原料層22的橡膠材料可包括炭黑、娃土、粘土等作為填充物。
[0025]在罩16中凹槽30的存在可減少在生產過程中干燥薄紙所需的能量。
[0026]在一些實施例中，罩16還可包括從頂部原料層22的外表面延伸到芯體12內部的鉆孔32(參見圖5，其示出了鉆孔32和凹槽30的示例性模式)。在稱為抽吸輥的此類輥中，抽吸裝置在鉆孔上施加負壓，其進一步促進水從罩16排出。
[0027]在一些實施例中，罩16還可包括盲鉆孔，其鉆至比罩16的厚度更小的深度。在此類輥中，盲鉆孔和凹槽30的組合能夠進一步促進水從罩16排出。
[0028]以上僅是對本發明的說明，且并不能解釋為對其的限制。雖然已經描述了本發明的示例性實施例，但本領域技術人員將容易意識到的是，許多修改在示例性實施例中是可能的，而不實質性地偏離本發明的新穎教導和優點。因此，所有這些修改旨在被包括在由權利要求所限定的本發明范圍內。本發明由以下權利要求所限定，且權利要求的等同物被包括在其中。
【主權項】
1.一種工業輥，其包括: 大致圓柱形的金屬芯體； 基層，所述基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及 頂部原料層，所述頂部原料層周向地覆蓋所述基層， 其中，所述頂部原料層包括周向凹槽，以及其中，所述凹槽具有至少0.7的寬/高比。2.根據權利要求1所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層包括橡膠。3.根據權利要求1所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層包括具有35或更高的趙氏硬度計(P&J)硬度的材料。4.根據權利要求1所限定的工業輥，其中，包括所述頂部原料層的所述材料具有至少0.35的泊松比。5.根據權利要求1所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括盲鉆孔。6.根據權利要求1所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括通孔。7.—種根據權利要求1所限定的工業輥與造紙機的洋基罐的結合。8.—種工業輥，其包括: 大致圓柱形的金屬芯體； 橡膠基層，所述橡膠基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及橡膠頂部原料層，所述橡膠頂部原料層周向地覆蓋所述基層，包括所述頂部原料層的材料具有35或更高的趙氏硬度計(P&J)硬度； 其中，所述頂部原料層包括周向凹槽。9.根據權利要求8所限定的工業輥，其中，所述凹槽具至少0.7的寬/高比。10.根據權利要求8所限定的工業輥，其中，包括所述頂部原料層的材料具有至少0.35的泊松比。11.根據權利要求8所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括盲鉆孔。12.根據權利要求8所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括通孔。13.—種根據權利要求8所限定的工業輥與造紙機的洋基罐的結合。14.一種工業輥，其包括: 大致圓柱形的金屬芯體； 基層，所述基層粘合到所述芯體并且周向地覆蓋其:以及 頂部原料層，所述頂部原料層周向地覆蓋所述基層，包括所述頂部原料層的材料具有至少0.35的泊松比， 其中，所述頂部原料層包括周向凹槽。15.根據權利要求14所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層包括橡膠。16.根據權利要求14所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層包括具有35或更高的趙氏硬度計(P&J)硬度的材料。17.根據權利要求14所限定的工業輥，其中，所述凹槽具有至少0.7的寬/高比。18.根據權利要求14所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括盲鉆孔。19.根據權利要求14所限定的工業輥，其中，所述頂部原料層進一步包括通孔。20.—種根據權利要求1所限定的工業輥與造紙機的洋基罐的結合。
【文檔編號】D21F3/08GK106062274SQ201480037412
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年9月18日
【發明人】G·A·哈維
【申請人】斯托·伍德沃德許可有限責任公司