一种真空辊和包括该真空辊的造纸机的制作方法

本实用新型涉及造纸机械设备技术领域，具体涉及造纸用真空辊。

背景技术：

真空辊是造纸机上的主要脱水元件之一，用于网压部和压榨部，能提高脱水效率，提高进入干燥部的纸的干度，降低干燥部的汽耗。真空辊的脱水过程：利用真空辊的真空室产生的负压抽吸纸页或压榨部毛布上的水，然后通过辊体上的孔眼将水吸入真空室，最后通过真空辊操作侧的真空抽吸管排出。

在纸机压榨部的真空辊工作时，截面方向由密封条构成的固定真空吸口宽度通常大于实际使用宽度。

图1示出了常规真空辊工作时的示意剖面图。如图1所示，毛布d张紧在各压辊上，f表示真空辊的辊壳，c区域表示由两侧的轴向密封条e及两端的端面密封条(图中未示出)构成的固定真空吸口宽度，常规真空辊正常工作时产生的真空区域所覆盖的角度例如可以为图1中所示的83°。b区域表示实际需要的真空吸口宽度，常规真空辊正常工作时实际需要的真空区域所覆盖的角度例如可以为图1中所示的67°。a区域表示多出的真空区域，该区域在实际工作中由毛布覆盖辊面进行密封。

图2为常规真空辊的示意剖面图。如图2所示，辊壳f为真空辊最外层结构，辊壳f与内部结构处于分离状态，在工作状态下，辊壳f围绕自身圆心进行旋转，而内部结构处于静止状态。常规真空辊的轴向密封条卡槽p为对称结构，轴向密封条e、轴向密封条卡槽p、弹性件v、螺栓q的中心线为一条线，轴向密封条卡槽p在图2中为对称结构，其剖面形状呈现为“凹”字型，并通过螺栓q紧固在真空箱s上，真空箱s内部即为上述提及的真空室。轴向密封条e通过轴向密封条卡槽p固定在预定位置，弹性件v可压紧在轴向密封条e和轴向密封条卡槽p之间，并对轴向密封条t产生径向向外的推力，以确保密封。

然而，这种情况会导致真空辊内的真空密封区域是固定的、不可调整的。在设计真空辊的吸口宽度时，必须满足纸机可能使用的最大宽度值。然而因为车速、克重、脱水量等等的变化，需时常调整毛布进出压区的角度，这往往导致实际使用的真空吸口宽度小于真空辊的固有吸口宽度。多出的真空区域由毛布覆盖辊面进行密封，但毛布即使是湿润状态还是有透气量，当实际使用的真空吸口宽度与真空辊的固有吸口宽度差距较大时，长时间运行所产生的真空损耗是非常可观的；尤其当毛布含水量低时，真空损耗更加显著。

技术实现要素：

鉴于上述背景技术存在的问题，为了降低真空辊的真空损耗，降低成本并增加真空效果，有必要提出一种新的真空辊。本实用新型的目的在于提供一种真空辊，以解决现有情况下真空吸口宽度无法调整、真空损耗大等问题。

为此，本实用新型提供一种真空辊，其包括：辊壳；真空箱，位于辊壳内，在真空箱的侧壁上设置有真空管口，用于对辊壳与真空箱之间的空间抽真空，并且在真空箱的外表面的预定位置处设置有螺孔；轴向密封条，位于真空管口的两侧，并紧贴在辊壳的内壁上；轴向密封条卡槽，位于真空管口的两侧，在轴向密封条卡槽的底面上设置有通孔，并通过穿过通孔的螺栓安装在真空箱的螺孔上，轴向密封条的径向内侧卡在轴向密封条卡槽内，位于真空管口两侧中的至少一侧的轴向密封条的径向中心线与轴向密封条卡槽的通孔的轴线不重合。

在上述真空辊中，位于真空管口两侧的轴向密封条的径向中心线与轴向密封条卡槽的通孔的轴线可以选择均不重合。在这种情况下，位于真空管口两侧的轴向密封条的径向中心线相比于轴向密封条卡槽的通孔的轴线更远离真空管口，从而在真空管口两侧的轴向密封条之间形成最大吸口宽度；或者位于真空管口两侧的轴向密封条的径向中心线相比于轴向密封条卡槽的通孔的轴线更靠近真空管口，从而在真空管口两侧的轴向密封条之间形成最小吸口宽度；或者位于真空管口两侧中的一侧的轴向密封条的径向中心线相比于轴向密封条卡槽的通孔的轴线更远离真空管口，位于真空管口两侧中的另一侧的轴向密封条的径向中心线相比于轴向密封条卡槽的通孔的轴线更靠近所述真空管口，从而在真空管口两侧的轴向密封条之间形成中间吸口宽度。

在上述真空辊中，可以选择位于真空管口两侧中的一侧的轴向密封条的径向中心线与轴向密封条卡槽的通孔的轴线不重合，位于真空管口两侧中的另一侧的轴向密封条的径向中心线与轴向密封条卡槽的通孔的轴线重合。在这种情况下，在真空管口两侧中轴向密封条的径向中心线与轴向密封条卡槽的通孔的轴线不重合的一侧，轴向密封条的径向中心线相比于所述轴向密封条卡槽的通孔的轴线更远离真空管口，从而在真空管口两侧的轴向密封条之间形成最大吸口宽度；或者轴向密封条的径向中心线相比于所述轴向密封条卡槽的通孔的轴线更靠近所述真空管口，从而在真空管口两侧的轴向密封条之间形成最小吸口宽度。

在上述真空辊中，轴向密封条卡槽的具有“凹”字形截面，轴向密封条的径向内侧卡合在轴向密封条卡槽的“凹”字形截面内。

在上述真空辊中，还包括：弹性件，压紧设置于所述轴向密封条卡槽与所述轴向密封条之间，弹性件可选择为弹簧或气胎等。一般选用橡胶气胎，这种橡胶气胎的材质一般为柔性材料，这种柔性材料可以是硅橡胶、热塑性聚氨酯弹性体橡胶tpu等。但若能保证弹性件的效果，亦可将部分替换为硬质材料。

在上述真空辊中，螺栓可以使用沉头螺栓，并且/或者轴向密封条卡槽的底面的通孔具有与螺栓的外螺纹配合的内螺纹。

本实用新型还提供了一种造纸机，其包括了上述提及的真空辊之一。

附图说明

下面结合附图来详细说明本实用新型的实施例，以更清楚地说明本实用新型的原理。附图中：

图1为常规真空辊工作时的示意剖面图。

图2为常规真空辊的示意剖面图。

图3为本申请实施例的真空辊的最大真空吸口宽度时的示意剖面图。

图4为本申请实施例的真空辊的最小真空吸口宽度时的示意剖面图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本实用新型的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实施例用于提供一种真空辊100，具体结构如图3和图4所示。图3示出了本申请实施例的真空辊的最大真空吸口宽度时的示意剖面图。图4示出了本申请实施例的真空辊的最小真空吸口宽度时的示意剖面图。

如图3和图4所示，根据本申请实施例的真空辊100可包括辊壳101、轴向密封条102、轴向密封条卡槽103、弹性件104、螺栓105、真空箱107和端面密封条(图中未示出)。

真空辊100的外部结构为辊壳101，辊壳101的形状通常为圆筒形，内部为中空结构，用于容纳其余零部件。此外，辊壳101是可旋转的，从而在工作过程中带动纸张共同移动。

辊壳101一般由硬质材料制成，例如可以为金属材料制成，比如高锡青铜、不锈钢等。但是并不局限于上述的金属材料，若具有性能优越的非金属材料甚至柔性材料，亦可应用于辊壳101的制造当中。

辊壳101表面分布有微小的孔眼(图中未示出)，所布孔眼用来连通辊壳101内的低压区域与辊壳101外的常压或较高压区域，以产生压力差，从而使得辊壳101能够吸附纸张并去除纸张内部的水分，以完成纸张的移动以及纸张的进一步干燥。

真空箱107设置在辊壳101的内部，形状通常也为圆筒形或类圆筒形，在真空箱107内部设置有用于抽真空的管路。在真空箱107的侧壁上设置有真空管口106，真空管口106能够使辊壳101与真空箱107之间的空间和真空箱107内部的抽真空管路连通，从而使辊壳101与真空箱107之间的空间产生真空吸力。轴向密封条102在真空管口106的两侧通过轴向密封条卡槽103设置在真空箱107外壁上的预留的两排轴向方向的孔洞(图中未示出)位置。上述的安装结构确保仅使两个轴向密封条102、辊壳101、真空箱107、端面密封条之间所包围的区域具有真空吸力。

轴向密封条102的两侧一般为平直状态，紧贴在辊壳101的内壁上。轴向密封条102的长度与辊壳101的长度近乎相等，但若能保证工作效果，轴向密封条102的长度稍长或稍短亦可。轴向密封条102由柔性材料制成，该材料在一般情况下是具有良好自润滑特性的耐磨高分子材料或橡胶石墨复合材料等。但是并不限于上述的柔性材料，只要能保证密封效果，亦可采用其他柔性材料。

轴向密封条102的下方是弹性件104，弹性件104一般情况下是多个螺旋压缩弹簧或者是橡胶气胎。在本实施例中，真空辊100的弹性件104为橡胶气胎。这种橡胶气胎的材质一般为柔性材料，该柔性材料可以是硅橡胶、热塑性聚氨酯弹性体橡胶tpu等。但是弹性件104的材质并不限于上述材质，能够提供良好弹性性能的材料均可用于弹性件104。

轴向密封条102安装在弹性件104的上部，与辊壳101内壁紧密接触。弹性件104的作用是对轴向密封条102施加径向向外的力，使轴向密封条102和辊壳101的内壁之间始终处于良好的接触状态，即处于紧密贴合状态，保证轴向密封条102与辊壳101的内壁存在一定的压力，能够具有更好的密封效果。

轴向密封条102的位置决定了真空辊内真空吸附区域的宽度。

轴向密封条102与弹性件104的下方是轴向密封条卡槽103。弹性件104与螺栓105均安装于轴向密封条卡槽103内部。轴向密封条102的下部(即，径向内侧)安装在弹性件104的上部，并一同安装于轴向密封条卡槽103内部；轴向密封条102的上部紧贴于辊壳101的内壁。

螺栓105为硬质材料制成，一般情况下为金属材料制成，例如不锈钢等。但是并不限于上述的硬质材料，只要能保证连接效果，亦可采用其他材料。在本实施例当中，轴向密封条卡槽103与真空箱107通过螺栓105进行连接固定，但是连接方式并不局限为使用螺栓，若能保持连接稳固，亦可选用其他固定方式，只要是可拆卸的连接即可。

螺栓105在本实施例当中，使用的是沉头螺栓，但不局限于沉头螺栓，亦可使用其余类型的螺栓，只要能保证轴向密封条卡槽103的稳固且不影响密封区域的密封效果即可。

如背景技术所述，如图2所示，常规真空辊的轴向密封条卡槽p为对称结构，轴向密封条e、轴向密封条卡槽p、弹性件v、螺栓q的中心线为一条线。这种情况会导致真空辊内的真空密封区域是固定的、不可调整的。

本申请实施例的真空辊100的轴向密封条卡槽103为偏心结构，具体地，在密封条卡槽103的底面设置有通孔，该通孔偏离密封条卡槽103上部凹槽的中心轴线设置。例如，通孔可邻近于密封条卡槽103在周向上的一侧设置。螺栓105穿过密封条卡槽103底面上的通孔与真空箱107螺纹连接。该通孔可以具有内螺纹，从而与螺栓105螺纹配合。或者，该通孔也可以不具有内螺纹，此时螺栓105为沉头螺栓，以将密封条卡槽103固定连接在真空箱107上。

如图3和图4所示，当将轴向密封条102、弹性件104、轴向密封条卡槽103与真空箱107装配好后，轴向密封条102的径向中心线与螺栓105的轴线(即，密封条卡槽103底面上的通孔的轴线)并不重合。在本实施例当中，偏心结构的轴向密封条卡槽103为非对称结构，其形状为“凹”字形的截面左侧或右侧突出一块，螺栓105的安装位置(即，密封条卡槽103底面上的通孔的位置)在轴向密封条卡槽103内的位置向左侧或右侧突起位置处平移。但是，偏心结构的轴向密封条卡槽103的形状也可以为对称结构，只要保证装配好后的轴向密封条102的中心线与螺栓105的中心线不重合即可。

轴向密封条卡槽103由一般硬质材料制成，比如硬质pvc、金属等，但是并不限于上述的硬质材料，一般不使用玻璃类的脆性硬质材料制造。但若能保证稳固性和密封性等效果，亦可由脆性硬质材料乃至柔性材料制成。

轴向密封条卡槽103的长度与轴向密封条102的长度相匹配，均与辊壳101的长度近乎相等，但若能保证实际工作效果，轴向密封条卡槽103的长度稍长或稍短亦可

可以看出，在如图3和图4所示的中，轴向密封条102和弹性件104的中心线重合，该中心线与螺栓105的中心线并不重合。但实际应用当中，只需要保证轴向密封条102的中心线和螺栓105的中心线不重合即可。在本实施例中，两条中心线之间存在着20mm的偏差距离。但是偏差距离并不局限于20mm，可以根据实际要求对偏差距离进行设计与定制。

在本实施例中，仅使用真空箱107的外壁上常设的两排沿轴线方向的螺孔来固定轴向密封条卡槽103，并不需开设新的孔洞。

如图3所示，偏心结构的轴向密封条卡槽103通过螺栓105安装在真空箱107上，螺栓105相对于轴向密封条102的位置更加靠内，即螺栓105较之轴向密封条102更靠近真空吸口区域。在这种安装情况下，两个轴向密封条102相对于真空管口106均向外偏离，此时能够得到本实施例中真空辊100使用时的最大吸口宽度。在本实施例中，此时两条轴向密封条102之间的弦长约为463mm。但是该长度并不局限于此，可以根据实际要求进行设计与定制。

如图4所示，偏心结构的轴向密封条卡槽103通过螺栓105安装在真空箱107上，螺栓105相对于轴向密封条102的位置更加靠外，即轴向密封条102较之螺栓105更靠近真空吸口区域。此种安装方式即为，将图3中左右两个轴向密封条卡槽103都取下，并且每个轴向密封条卡槽103均左右颠倒再安装于真空箱107上得到。在这种安装情况下，两个轴向密封条102相对于真空管口106均向内偏离，此时能够得到本实施例中真空辊100使用时的最小吸口宽度。在本实施例中，此时两条轴向密封条102之间的弦长约为400mm。但是该长度并不局限于此，可以根据实际要求进行设计与定制。

以上两种情况能够得到本实施例中真空辊100使用时的最大吸口宽度和最小吸口宽度。

此外，还可以使左侧轴向密封条102相对于真空管口106向内偏离，右侧轴向密封条102相对于真空管口106向外偏离；或者左侧轴向密封条102相对于真空管口106向外偏离，右侧轴向密封条102相对于真空管口106向内偏离。此时均能够得到本实施例中真空辊使用时的中间吸口宽度。在本实施例中，此时两条轴向密封条102之间的弦长约为431mm。但是该长度并不局限于此，可以根据实际要求进行设计与定制。

除了上述的情况，本实施例中真空辊100所使用的轴向密封条卡槽103还可以分别使用一个偏心结构的轴向密封条卡槽和一个非偏心结构的轴向密封条卡槽(图中未示出)。通过更改偏心结构的轴向密封条卡槽的朝向，能够得到更多的吸口宽度。

假设左侧轴向密封条卡槽103为偏心结构的轴向密封条卡槽，右侧轴向密封条卡槽103为非偏心结构的轴向密封条卡槽。在该种设置条件下，有两种实施情况。

其一为，左侧轴向密封条卡槽的螺栓105相对于轴向密封条102的位置更加靠外，此时得到该种设置条件下的最小吸口宽度。在本实施例中，此时两条轴向密封条102之间的弦长约为416mm。但是该长度并不局限于此，可以根据实际要求进行设计与定制。

其二为，左侧轴向密封条卡槽的螺栓105相对于轴向密封条102的位置更加靠内，此时得到该种设置条件下的最大吸口宽度。在本实施例中，此时两条轴向密封条102之间的弦长约为447mm。但是该长度并不局限于此，可以根据实际要求进行设计与定制。

随着吸口宽度的大小调整，位于圆柱形真空辊的两个端面的端面密封条(图中未示出)的长度也应当与吸口宽度进行匹配，以保证前后两侧的真空密封性。端面密封条的上表面为弧形，与辊壳101的内壁弧度相匹配，并实现紧密贴合。

端面密封条亦由柔性材料制成，一般情况下是具有良好自润滑特性的耐磨高分子材料或橡胶石墨复合材料等。但是并不限于上述的柔性材料，只要能保证密封效果，亦可采用其他柔性材料。

端面密封条与轴向密封条102的材质可以相同，也可以不同，保证密封效果即可。

在本实施例中，至多需要准备5种尺寸的端面密封条，来分别匹配各种吸口宽度。

在实际使用的吸口宽度显著小于真空辊固有的吸口宽度时，用真空辊的密封来替代毛布的密封，密封效果更加稳定可靠，当工作时毛布含水量低时，节能效果更加显著。

本实用新型提供的该种真空辊，可应用于真空吸移辊、真空伏辊、真空压榨辊等多种类型的真空辊。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

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