第一节 夹网基本原理
纸页在两网之间成形的概念设想提出早于1875年，但正式制成样机是1953年。Daniel Webster 被认为是现代夹网成形器的发明者。Parker 曾指出，只有当流箱发展成为能够为纸机提供稳定的、均匀分散的纤维悬浮液时，夹网成形器的优点才有可能成为现实。直到流箱设计改革之后，夹网成形器才在生产上被采用。
对大多数夹网纸机而言，由于脱水非常迅速，而且在初期脱水期间几乎没有扰动发生，因此，夹网纸机产纸的质量主要取决于流浆箱产生均一 性纤维分布能力。当然，也取决于成形区内占主导作用的脱水元件。 夹网的分类按脱水元件布置以及湿纸页运行轨迹可分为水平夹网、垂直夹网、倾斜夹网和弧形夹网成形器；按网内成形脱水元件可分为刮板夹网成形器、辊式夹网成形器和辊刮板夹网成形器。典型结构如图1。 代表当今典型的最先进的高速夹网成形器有Metso 公司Optifomer 的成形器和V oith 公司的DuoformerTQ V
成形器。两种成形器都属于辊刮板夹网成形器。因此，辊刮板成
148 形器将是我们以后讨论的重点。
1.0辊式夹网成形器
图2是一台现代夹网成形器。它没有静态固定脱水元件，网子滑动摩擦力小，网部
的拖动力也小，所以成形网的寿命长，在选取成形网的结构时可有一定的灵活性。这类成形器在20世纪60年代末和70年代初普遍用于新闻纸机，主要原因是容易制造和容易操作。与长网机相比对操作条件不太敏感，也容易调节。
这种成形器实际使用不多，主要优点是辊式脱水能力大，网子寿命长。
通常脱水力的适用公式为：
P=T/R
式中 P ——脱水压力
T ——外网张力
R ——成形区的曲率半径
除以上网子张力和辊子曲率半径产生脱水力外，还要考虑一些次要的作用力，包括
离心作用力和真空作用力。网部其他实心辊脱水原理相同。在网子张力5.25kN/m ，辊半径46cm 时，脱水压力压力约为0.14kPa ，网部脱水长度约为1.5米左右。在车速914米/分时，相当于0.1秒时间，而在传统长网上相对约为0.5秒左右。
夹网辊筒成形器的优点有：
——传动功率低。
——网子寿命长。
——可靠性好。
——有提高车速潜力。
——减少两面差。
——印刷性能好。
夹网辊筒成形器的缺点有：
——要求流浆箱浓度较高。
——针眼较多。
——内结合力差。
——粒状匀度。
此外，在高速下的曲面成形有可能产生Tayler
涡流效应。这有可能解释产生浆道
149
的部分原因。
1.2刮板夹网成形器
图3显示一台现代刮板夹网成
形器。除胸辊、伏辊外，脱水元件
均为板式结构。网子和浆料一起沿
着一个大弧度移动。
用于辊式成形器的公式也适
用上图中的大弧度（约5m ）成形
器。脱水作用发生在比典型的辊筒
成形器更长的距离内（3.65m ）。在
914m/min 车速时其脱水时间为
0.24秒，而辊筒成形器则为0.1秒。
在其他条件相同情况下，这就使刮
板成形器的留着率要比辊筒成形器高。
固定脱水元件与网子偏斜一个角度α，其脱水作用力为：
P=Tsin α
式中T ——网子张力
α——偏斜角
如果固定元件在一个5.08m 的大弧度上，间距为12.7cm ，那么偏斜角将小于10。
对5.25kN/m 网张力的网子，起脱水力将小于0.9kN/m 。压力分布的计算十分复杂。
刮板成形器有相当一部分水产生折流。已从浆料中脱除的水通常将依附到网上，使
脱除的部分水折流回网中。导流板顶端的最大压力为：
P=v 2ρ/2
式中 ρ——脱除水的密度
v ——网速
得出顶端压力与网速的关系数值如表 (ρ=1g/cm 3)：
图4为在标准刮板和真空刮板上测得的脉冲情况。这类脉冲起到碎解絮聚块、改善
纸页匀度作用。它们也脱除细小纤维和填料，使留着率降低。在低真空成形区中的刮板
脉冲要小一些，而且中心距更近一些。这类低脉冲的总效应是增加匀度和留着率。 在刮板成形器上的高速脱水并不是一个平缓的过程，网部刮板等作用力对絮聚产生剪切作用，对匀度具有正面效应，而对留着率则产生负面效应。从得到的脱水分配图和Z 向细小纤维和填料分布情况来看，刮板成形器两面差减少，而且在中心部位没有高浓的细小纤维和填料。
与辊筒成形器相比具有下列特点：
——匀度好。
150 ——传动功率较高。
薄页纸——留着率较低。
现在已对刮板的材质、数量、形状等做了改进，并赋予可控功能，如可加载刮板、反向脱水刮刀和成形脱水靴。
1.3辊-板式夹网成形器
随着车速的增加，辊式和刮板式夹网成形器都各自出现一些不足，例如，匀度逐渐变坏。刮板成形器虽获得了较满意的匀度，但留着率问题和印刷质量却不甚理想。于是产生了辊板结构的夹网成形器。早期的辊-板式夹网成形器如图6，主要用于长网机改造。
辊-板式夹网成形器的成形脱水元件主要由成形辊、组合脱水刮板、可加载脱水刮板、真空箱真空伏辊等组成。它们综合了辊式和刮板式夹网成形器各自优点，进行整体改进，改善了匀度和印刷性能。开创了高速成形新时代。
2.0夹网常用的脱水元件
2.1成形辊
成形辊是夹网中的第一个成形脱水元件，与胸辊相对应。成形辊的形式与放置位置，各个制造公司各有不同，Metso 公司Optifomer 的成形辊位于外网， V oith 公司DuoformerTQ 的成形辊位于内网，而DuoformerTQ V
则又位于外网内，以上两家均为真
空辊。成形辊辊面开孔，外覆聚脂网收缩套，内有真空室，一般真空比较低，采用高压风机来产生低真空，主要是为了抵销离心力使排水顺利进入成形辊。图6为V almet公司成形辊脱水图。Metso公司也开发了无套成形辊，已于1998年在Kaipoda PM7机上
使用，其在机运行周期已超过两年。
2.2刮水板
制这种抽吸力，其结果是干扰了纸页成形，迫使研
制出另一种脱水元件。从而在20世纪50年代产生
了刮水板脱水装置。新型的脱水装置所产生的脉冲
抽吸力很低，所以对网上浆料的干扰很少。如图
7显示了刮水板脱水的压力曲线，与案辊相比显然
其脱水作用更为温和。
单个刮水板的脱水量比案辊少，但刮水板所
占的地方要比案辊少得多，一个案辊所占的位置可
装几片刮水板。此外，刮水板装置的刮刀
（foilblade）的角度可以调节以改变脉冲抽吸力，
从而改变网上的扰动和脱水作用。
早期的脱水板的刮刀着网区较小，其后是一
个斜面。研究表明，将斜面改成弧面脱水效果更好，
但加工比前者要难。图8显示了两种不同形状的刮
水板刮刀。各种车速情况下的案辊与刮水板的脱水
压力特性曲线如图9。从图可以看出，随着车速的
提高，案辊的抽吸力显著增加。三种速度情况下的脱水板的抽吸力亦随着车速增加而增加。第二代脱水板在较长时间内显示出脉冲抽吸力较低，而可在较低脉冲下获得良好的
脱水能力。
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