靴式压榨原理简介
靴式压榨的特点与应用
靴式压榨得特点、结构与应用靴式压榨技术得应用,就是现代纸机压榨部压榨脱水技术得一次里程碑式得革命。
纸机上在对湿纸页得脱水压榨过程中,相对传统得高效率得真空压榨这种技术得特点就是:超高线压力(可以达到1000kN/m)、超大脱水面积(压区宽度200-300mm)、较长得脱水时间、较低得压榨比压,较低得脱水阻力,因此在纸页得抄造过程中显现出非常突出得优点与优势。
使用这种技术得纸机车速高、能耗低、成品纸质量好(尤其就是松厚度好)。
因此,这种压榨技术与装备,在旧纸机得提速节能改造与新纸机得设计中成为首选或必选得装备技术。
一、泉林采购得设备品名与规格、数量。
表一:“迷您靴压与标准靴压主要设备表”,表达了本次泉林纸业有限责任公司从国外PMT 公司采购得靴式压榨得主要设备。
二、靴式压榨得发展趋势靴式压榨就是近十几年来以二次曲线数量发展得一种高效、节能得新型压榨设备。
图一展示了国际著名造纸机械公司metso得靴式压榨设备“Symbelt TM rools”,自1990年至2001年在造纸机上得安装数运行量。
这个运行数量图形表现出明显得二次曲线得增长趋势。
这个数字得增长趋势充分说明了,因为这种压榨技术给使用者带来了无可比拟得高效益而受到空前得追捧,也表达了推行环境保护与节能减排者对这种设备产品得偏爱。
靴式压榨技术自面世以来,被迅速推广应用在1000米/分钟及以上车速得高速纸机上。
在纸机上对湿纸页脱水得压榨设备来说,靴式压榨设备就是当今世界上最有效得能够提高纸页出压榨部干度与松厚度得挤压脱水设备。
三、靴式压榨得工作原理与基本结构特点结合图二所示,靴式压榨设备主要由一对压辊组成,其中一个叫靴辊,另一个叫靴压对辊。
在靴辊内部有一个承受高线压力得高强度结构钢梁。
在钢梁上有一排输出压力顶在靴板上(产生线压力)得油缸。
靴板得外部就就是带有纵向沟纹得由高强度、高韧性得分子聚合物材料制成得环形靴套。
靴压对辊可以就是普通得钢辊,也可以就是可控中高辊。
高效靴式压榨结构
申请公布号：CN 109577062 A 发明人：李文斌申请人：江苏理文造纸有限公司靴式压榨设备主要由一对压辊组成，其中一个叫靴辊，另一个叫靴压对辊。
在靴辊内部有一个承受高线压力的高强度结构钢梁。
在钢梁上有一排输出压力顶在靴板上（产生线压力）的油缸。
靴板的外部就是带有纵向沟纹的由高强度、高韧性的分子聚合物材料制成的环形靴套。
靴压对辊可以是普通的钢辊，也可以是可控中高辊。
产生线压力的压区压力是由靴辊内部的一排加压油缸产生的。
加压油缸在有自动控制的压力油作用下顶向靴板，靴板压住靴套，靴套与靴压对辊相互挤压，形成纸页脱水的压区压力。
但是，现有的靴式压榨结构在使用时存在较多的缺陷，如靴套经常磨损，使用六个月左右就要进行更换，导致纸页出现压溃等纸病，增加后续干燥部能耗。
因此，针对上述问题提供一种高效靴式压榨结构，具有耗能低且稳定性高的优点。
如图1、图2所示，该种高效靴式压榨结构包括靴套以及与靴套配合安装的背辊，靴套内部设置有支撑梁，且支撑梁两侧对称设置有轴套支撑杆，支撑梁顶部设置有加压组件，加压组件包括呈弧形结构的壳体，且壳体底部设置有油膜，加压组件上设置有喷嘴，且喷嘴之间设置有挡块，加压组件顶部设置有压靴。
靴套内部设置有油缸，油缸一端设置有喷油管与回油管，回油管上设置有碎片侦测装置，喷油管与回油管的游离端均靠近靴套内侧设置，油缸内部相邻设置有柱型过滤器与板式过滤器，油缸出油端设置有板式换热器，支撑梁一侧设置有液压缸，且液压缸一侧设置有横梁。
靴套与背辊呈上下结构设置，且靴套与背辊中心线处于同一条直线上，提高装置结构的合理性，便于对纸张的压榨。
液压缸设置有若干个，且液压缸均匀分布在支撑梁底部，有利于提供均匀的压纸压力。
压靴呈弧形结构，且压靴与靴套之间配合安装，便于纸页压榨。
支撑梁呈工字型结构，且支撑梁两端为弧形结构，有利于对靴套进行支撑。
轴套支撑杆设置有两个，且轴套支撑杆对称设置在支撑梁两侧，便于对靴套提供张紧力，便于造纸的进行。
靴式压榨介绍
靴式压榨介绍随着造纸业的高速发展，纸机车速的高速提升，对压榨部脱水效果有着更高的要求。
靴式压榨的应用就大大改善了纸机在高速运行条件下的脱水性能。
靴式压榨是将辊式压榨的瞬时动态脱水，改为静压下的长时间宽压区脱水，是一种宽压区压榨。
与传统压榨相比，靴形压榨的压区为传统压区的数倍。
由于该特性，在相同的车速条件下，纸页在靴形压区的停留时间为传统压区的数倍。
同时，靴形压榨可以获得较高线压力，大大高于传统的辊压线压力。
所以，靴形压榨有助于提高纸页脱水效率，更有利于纸幅的固化，使纸幅在干燥之前获得更好的强度，从而使压榨部获得更好的运行性能。
并且纸幅中含水量减少，也大大节省了蒸汽消耗。
靴式压榨主要由靴辊、背压辊、载荷锁紧以及一些辅助元件组成。
其中靴辊主要部件有靴板、旋转头、横梁、轴承座等组成，靴辊外套装软性材料是靴套。
靴辊的辊芯是静止而非旋转，整个靴辊本身没有驱动装置；辊芯外套装软性材料的外套——靴套，靴套通过压板安装在辊芯的特制轴承上，靴套才是旋转部件；靴板是靴式压榨的核心部分，它的一端连接着特制的液压油缸，它们一起固定在靴辊内部的梁上，在油缸的作用下靴板向背压辊施加压力。
液压油通过压力靴上特制的油孔被注入到位于压力靴与靴套之间的凹陷槽内。
由于这些凹陷槽的设计非常独特，使靴板和靴套之间产生一层高压油膜，并在高压油膜静力学和流体动力学的作用下，支撑、润滑和冷却靴板和靴套的作用。
这种流体润滑状态可以使摩擦处于功率消耗低、磨损极其轻微的程度，因此大大延长了靴套的使用寿命，同时减少了能耗。
靴套主要由聚酰胺和聚亚胺酯组成，聚酰胺具有较好的抗碱性能，抗酸性能一般，而聚亚胺酯在一定温度下具有较好的抗酸碱性能。
为进一步提高脱水效率，靴套表面一般都会设计沟纹形状，按其沟纹形状不同，可分为“U”型和“梯”型沟纹靴套。
靴套是一种易损件，只要产生一个微小的洞眼，对它来说都是致命的。
通常造成靴套提前下机主要有以下几个原因：1、硬物进入靴压造成的破损；2、靴套材料因不断弯曲而疲劳引起的龟裂；3、压靴上或外界来的小毛刺卡在压靴或靴套间等原因导致分层；4、异常原因造成的严重磨损；5、靴套自身的原因等。
5压榨部的结构形式和特点
Paper Felt Deflector（挡板）
Air knife
网套是用单丝双层织接，与毛毯接触的一面有足够容纳压出水的网目空隙， 而底层又有可供流水的通道，所以压榨时从湿纸中脱出的水是按垂直流动的方式脱水。
宽压区压榨
The Extended Nip Press (ENP) design configuration
100
新
80
型
涂
层 辊
60
数
量
40
20
Granite Rolls 花岗岩
Ceramic Covers 陶瓷包覆面
Polymer based Covers
聚合体包覆面
-88 -89 -90 -91 -92 -93 -94 -95 -96 -97 -98 -99 2 000 2001 Year
真空压辊（Suction Roll）
区中挤出来的全部水分。
沟纹过宽，加大了毛毯的回湿。 开口率过大，压榨时接触面积太少，不易形成使水从 毛毯进入沟纹所必要的压力。
沟纹压榨
沟纹压辊的橡胶硬度，应大于普通压榨胶辊，因为硬度 低的胶辊，沟纹容易变形，影响脱水效率。沟纹压辊胶 层的硬度一般为85～90肖氏硬度。
与普通压榨比较，沟纹压榨容易脱水，压榨时线压较低， 同时胶层厚度增大。因此可以减少辊子的中高，避免纸 的两边水分较高，不均匀而产生筋道。
从湿纸中压榨脱出的水，经过 毛毯进入塑料网的孔眼中，从 而达到减少压区流体压力和有 利于脱水的目的。
衬网压榨的塑料网装在毛毯的 里面，装卸麻烦，易于破损。
衬网压榨
套网压榨是在
下面的平压胶
辊或真空辊上
套上一张网套，
塑料网套的两 端用分块压环
造纸靴式压榨与国产化
摘要：靴式压榨是降低蒸汽消耗、改善运行质量、提升产品品质的纸机关键部件。
本文介绍了国际上靴式压榨的发展简史、国内靴式压榨的研发及推广应用情况。
关键词：靴式压榨；研发进展；推广应用；国产化Abstract: Shoe press is a key component of paper machine to reduce steam consumption, improve operation quality and improve product quality. The development course of shoe press in the world market, its development and application in China’s paper industry are introduced in this paper.Key words: shoe press; R&D progress; promotion and application; localization造纸靴式压榨与国产化⊙ 诸葛宝钧1 靴式压榨的发展简史压榨部是造纸机生产线上最关键的部分之一。
除了纸张的匀度、横幅定量差等少数指标，其余的与造纸机有关的指标几乎都与压榨部有关。
而作为压榨部的主要功能压榨脱水的理论基础是压榨冲量。
即压榨冲量=纸幅在压区内承受的压强×纸幅在压区内停留的时间=压强×（压区宽/工作车速）=线压力/工作车速。
上述式子揭示了纸机压榨部的参数与压榨脱水量之间的关系。
受限于纸幅在压区所能承受的压强，只有加大压区宽度才能延长纸幅在压区的停留时间，提高脱水效果。
与拧湿毛巾脱水相似，扭力大而且时间长才能多出水。
由于辊式压榨压区宽度仅有40～70 m m，而靴式压榨提高到250～300 m m，大大延长了纸幅在压区停留的时间，增大了压榨冲量，提升了脱水效果。
世界上最早的靴压是20世纪80年代美国B eloit敞开诸葛宝钧 先生淄博泰鼎机械科技有限公司董事长兼总工程师，高级工程师，泰山产业领军人才，齐鲁工业大学客座教授。
科技成果——造纸靴式压榨节能技术
科技成果——造纸靴式压榨节能技术适用范围轻工行业造纸机压榨工序行业现状在我国造纸行业，如果采用传统的辊式压榨技术，纸页在网部成形以后，虽然已脱去大量水分，但仍有近80%的水分。
如果这样的湿纸页直接进入纸机干燥部，不但成纸质量差，生产效率低，而且会消耗大量的蒸汽。
从国外进口的先进高速纸机，基本上都配备有靴式压榨装置，国产纸机很少有靴式压榨技术的应用。
该技术研制的靴式压榨装置，在运行可靠、产品质量稳定的前提下，与传统的辊式压榨相比，可节约20%以上的干燥蒸汽，节能效果显著。
成果简介1、技术原理靴式压榨技术是将辊式压榨的瞬时动态脱水，改为静压下的长时间宽压区脱水，靴板上凹形弧面和背辊复合形成压区，靴式结构不仅增加了压区宽度，同时可保证在高达1000KN/m的线压下不会将纸压溃，宽的压区和高的线压力，使脱水效率大幅度地提高，可比传统的辊式压榨节约20%以上的干燥蒸汽。
2、关键技术（1）静压下长时间高效脱水技术靴板上凹形弧面和背辊复合形成了压区，靴的这种结构增加了压区宽度（250mm），同时保证了在高达1000kN/m的线压下不会将纸压溃，宽的压区和高的线压力，使脱水效率大幅度地提高。
（2）靴辊制造技术靴辊是实现靴式压榨的核心部件，靴辊制造技术包括高线压下的靴板、承载梁、液压缸、旋转头等关键部件的设计、制造和集成。
靴板的特殊设计、制造确保了靴压的宽区压榨及纸幅的均匀脱水，承载梁、液压缸的设计、制造保证了靴压可在实现高线压力的加压。
（3）辅助系统设计与集成技术对液压加压系统、靴套张紧系统、靴套润滑系统、靴板温度控制系统、靴辊内压力控制系统等进行设计集成，这些系统可确保靴压加压均匀、靴套张紧适度、靴套与靴板得到充分润滑，避免发生由于发热而损坏设备，辅助系统是确保靴压实现正常运行的根本保证。
（4）与纸机衔接设计技术该技术包括自动控制技术以及与整机控制的衔接。
自动控制技术可实现靴压加压的闭环稳定控制、边缘加压控制、在线监测靴板稳定及油压、控制靴辊内气压等等。
压榨部简介-内部资料
超 越 领 先
二压靴辊 光压顶辊
光压顶辊 转移辊 光压底辊 二压底辊 一压底辊 二压靴辊 一压靴辊
一压靴辊
吸移辊
光压底辊 二压底辊 一压底辊
其余未作标记均为毛布导辊
白卡纸压榨部辊子分布
压榨部简介
学 习
轻涂纸、铜版纸改造后
为三床毛布，三个压区， 其中三压为靴压。
超 越
领 先
轻涂纸、铜版纸压榨部辊子分布图
超 越 领 先
压榨部简介
真空辊脱水
Felt
学 习
1、压力迫使水份从纸页 中脱出。 2、真空辊从毛布上把水
高真空区
超 越
领 先
份吸到辊壳的孔中。 3、大部分水份被吸到辊 壳的小孔中，再在离心 力的作
二、压榨部结构 目前，各工厂的压榨部结构不同，轻涂纸、铜版纸有三个压区 （包括一个靴压），白卡纸有两个靴压，一个光压压区，新闻纸有两 个压区（两个靴压），美术纸有三个压区（无靴压）等。
2.靴式压榨
超 越
领 先
靴式压榨 毛布 纸张
靴套
压榨部简介
靴辊介绍
学 习
超 越
领 先
固定倾角的靴辊
压榨部简介
1、靴压压区介绍
学 习
超 越
领 先
靴辊的设计组成部分：液压 加载的压靴、缠绕在压靴上 面并围绕压靴旋转的靴套。 靴套在压区中的形状与压靴 完全吻合。油注入到靴套和 压靴之间的液压室中， 防止 机械之间因相互接触而产生 摩擦。延长靴套使用寿命， 减小电力消耗。 相配的靴套 长度选择标准室能生产各种 等级的纸品。靴套提供动力， 硬质不旋转的主轴提供加载。
总述
学 习
超 越
领 先
纸页在网部成形以后，虽然已脱去大量的水分，但自伏辊处引出来 的湿纸页一般仍含有大量的水分。如果把这样湿的纸页直接送到干 燥部去干燥，不仅消耗大量蒸汽，而且这样干燥出来的纸，纸页不 够紧密、表面粗糙、强度也低。所以从网部来的湿纸，需要在压榨 部利用机械压榨作用进一步脱水，在提高干度的同时，增加纸的紧 度及强度，改善纸页的表面性质，然后才送到烘干部去干燥。
卫生纸机软靴压装置及其应用
申请公布号：CN 107938419 A 发明人：张磊 夏吉瑞 杨恩泽申请人：山东信和造纸工程股份有限公司随着造纸业的高速发展，纸机车速的高速提升，对压榨部脱水效果有着更高的要求，而靴式压榨技术的应用就大大改善了纸机在高速运行条件下的脱水性能。
靴式压榨是将辊式压榨的瞬时动态脱水，改为静压下的长时间宽压区脱水，是一种宽压区压榨。
与传统压榨相比，靴形压榨的压区为传统压区的数倍。
由于该特性，在相同的车速条件下，纸页在靴形压区的停留时间为传统压区的数倍，同时靴形压榨可以获得较高线压力，是一种内曲面压区，为面接触形式。
所以，靴形压榨有助于提高纸页脱水效率，更有利于纸幅的固化，使纸幅在干燥之前获得更好的强度，从而使压榨部获得更好的运行性能，并且纸幅中含水量减少，也大大节省了蒸汽消耗。
传统的靴压装置一般由靴辊、背压辊、载荷锁紧以及一些辅助元件组成，其中靴辊主要部分有靴板、旋转头、横梁、轴承座等组成。
靴辊的辊芯是静止而非旋转，整个靴辊本身没有驱动装置；辊芯外套装软性材料的外套——靴套，靴套通过压板安装在辊芯的特制轴承上，靴套才是旋转部件；靴板是靴式压榨的核心部分，它的一端连接着特制的液压油缸，它们一起固定在靴辊内部的梁上，在油缸的作用下靴板向背压辊施加压力。
液压油通过压力靴上特制的油孔被注入到位于压力靴与靴套之间的凹陷槽内。
由于这些凹陷槽的设计非常独特，使靴板和靴套之间产生一层高压油膜，并在高压油膜力学和流体动力学的作用下，起到支撑、润滑和冷却靴板和靴套的作用。
这种流体润滑状态可以使摩擦处于功率消耗低、磨损极其轻微的程度，因此大大延长了靴套的使用寿命，同时减少了能耗。
传统的靴压装置主要应用于纸板、包装纸及文化纸等的生产制造，其脱水效果较为先进，它在改变纵向压力、独立调节压区宽度和线压力方面具有巨大优越性。
然而，卫生纸柔软度要求高，且要求一定的透气度，这就使得卫生纸在干压区既要有较高的干燥度，同时线压力不能过高，卫生纸的线压力一般要求在170kN/m以下，而传统靴压装置的线压力一般在700～1000kN/m，由于压力过大无法满足卫生纸生产的柔软度要求。
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Press Shoe
Rotating head
Belt Beam
KSD/BRD 6111-026:2 KNM
SymBelt™ Roll
Fixed Tilt version
Hydraulic cylinders Press Shoe
Rotating head
Belt Beam Oil evacuation
fixed values • Small dimensions can be used for high loads and
wide machines • New improved oil evacuation * • Improved movement of the belt in CD * • Hybrid shoe design => low power consumption, low
4000
6000
8000
Wire width (mm)
10000
12000
SymBelt™ Roll Technology
- For press sections - For calender, Optidwell
The SymBelt™ Nip
SymBelt™ Roll
C-Clamps -> connect the two rolls
=> improved sliding
=> decreased elongation of belt and improved runnability
Hydraulic cylinders for movement of the head
SymZL and SymBelt FT
SymBelt™ Roll with fixed tilt, bottom position.
2 4 6 8 10 12 14 16
18 20 22 24 26
28 30 32 34
36 38 40 42 44
Advantages with hybrid shoe design
• Flexibility to optimize the nip pressure pulse for all paper, board and pulp grades
-10000
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
Length (m)
The pockeቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ result in very low shear stress values due to the thick oil film.
SymBelt™ Roll Technology
- For press sections - For calender, Optidwell
SymBelt Roll for Calender
Example of pressure curves
•Nip length 60-280 mm •Nip load 100 - 400 kN/m
Why OptiDwell Long Nip Calender ?
PRODUCTIVITY • Better economy with fiber savings in calendering
paper/board are required • When higher bulk and stiffness at a good smoothness
level are needed
SymBelt™ Roll Technology
For higher after press dryness and improved paper quality
Web
35230-12A TS/AL 2/98
Suction roll
Pressurized oil in
Shell cover
SymBelt™ Hydraulic & Control System
KSD/BRD 1712-004 Hnt
KSD/BRD 6110-001 GOL
Board Machines
KSD/BRD 6111-026:3 KNM
SymBelt™ Roll
Fixed Tilt version
KSD/BRD 6111-026:4 KNM
SymBelt™ FT Fixed Tilt version
Features
• Simplified design • The tilt can be changed between two
SymBelt™ FT Roll
- Fixed tilt version - Tilt can be changed between two fixed
values during shut down - One zone with possibility to edge control
SymBelt™ AT
OptiDwell Rolls
Thermo Roll
SymBelt™ Roll
Frame
The SymBelt™ Roll, a part of the OptiDwell
SymBelt™ FT Roll for Calenders
Installed calenders
Future calenders
KSD/BRD 6111-014a KNM
SymZL counter roll
SymZL
KSD/BRD 6111-020 ALO
SymZLC roll for SymPress B
Pressurized oil in
Return oil out
SymBelt roll
Belt Felt
Cooling oil
Adjustable Tilt version
Two rows of hydraulic cylinders
SymBelt FT Roll - Fixed Tilt version
KSD/BRD 6111-015 KNM
One row of hydraulic cylinders
SymBelt™ Roll
- Possibilities up to 7-10 % savings
• Higher running speeds
- Possibilities up to 30 % higher production values
QUALITY • When uniform surface and better printability of
SymBelt™ Roll Technology The hybrid shoe design
SymBelt™ Roll - Pressure curves
1 4 7 10
13 16 19
22
9 .0 0 8 .0 0 7 .0 0 6 .0 0 5 .0 0 4 .0 0 3 .0 0 2 .0 0 1 .0 0 0 .0 0
Shear ( Pa ) . Shear ( Pa ) .
Hydrodynamic shoe
20000
15000
10000
5000
0
-5000
-10000
-0,2 -0,1
0
0,1
0,2
Length (m)
Shoe with pocket
20000
15000
10000
5000
0
-5000
• Decreased power consumption and shoe temperature
• Less sensitive to wad damage
• Increased belt life
Why does a hydrodynamic shoe result in higher power consumption?
Design speed (m/min)
Reference base, SymBelt™ Rolls
2500 2000
Board and packaging grades Printing and Writing grades Pulp grades Calenders
1500
1000
500
0 2000
Teknologi & Applikationer
SymBelt™ vals för Pressparti och OptiDwell kalander
Malin Kilian
Product Manager SymBelt Rolls
Board Making Lines
Installed SymBelt™ rolls
Improved Oil evacuation
Bellow allow movement of evacuation equipment
SymBelt™ Roll
Belt clamping system
Movement of the belt in CD
Long distance between sliding surfaces
shoe temperature and long belt lives *
* = also applicable for the adjustable tilt version
SymBelt
Oil Evacuation
KSD/BRD 6111-023 KNM
SymBelt™ Roll with fixed tilt, inclined top position
No. in operation
120