压榨部结构介绍及纸页脱水机理分析

纸页的压榨脱水与压榨部的结构和工作方式密切相关，同时和压榨设备的工作参数有关。加压冲量的定义为线压力除以车速，是个影响压榨效果的重要因素，必须在生产过程中加以控制。以下结合压榨部结构介绍纸页的压榨脱水机理。

1. 压榨脱水的阶段及压力分布

压辊之间的接触区域称为压区。从湿纸和毛毯在进压缝开始接触的地方算起，到出压缝两者分开时为止，两个压辊的水平距离为压区宽度，见图6-1。以上下压辊中心线为界，将压区分成两个部分：进压缝的一侧称为第一区，出压缝的一侧称为第二区。压区横断面见图6-2。

图6-1 压区宽度

图6-2 压区横断面

Mr. E. J. Justus从流体压力梯度分布的角度提出压榨脱水机理。该理论认为：压榨时，压区的压力主要由机械压力和流体压力两部分组成，如图6-3所示。

图6-3 压区压力分布图

普通压榨时，下压辊是平辊，毛毯和下压辊的界面没有水流通过，压区中除了机械压力以外，还有流体压力。见图6-3中曲线B。压榨时，水流的脱出动力来源于压区压力。水从湿纸向毛毯转移时，由于水在毛毯的垂直方向无法流动，所以压区的流体压力曲线斜率在整个毛毯厚度方向逐渐下降。因为通过纸和毛毯的水的压力梯度变小，所以通过毛毯的水量也必然减少。

普通压榨时，压区的压力梯度较小，主要的压力梯度与压区相垂直，沿X—X方向，即从湿纸中压榨出的水沿着水平方向流动。因此水流需在毛毯上流经第一压区很长一段距离才沿下压辊辊面排除。经过毛毯的路途愈长，压力梯度越小，流体流动速度越低，排除水量也就越少。总压区压力由流体压力和压缩压力两部分组成，换句话说，也就是压区中的总压力是流体压力和压缩压力之和。

2. 横向脱水机理

横向脱水指的是平辊的压榨脱水原理。湿纸中压榨脱出的水横向逆着毛毯运行的方向透过毛毯流动，如图6-4所示。由于水流速度低，流经毛毯的距离长，因此流动阻力较大，流动速度梯度较小。如果这时湿纸强度不大则容易出现压花，又称压溃问题。压榨所加的压力越大，压出的水越多。出现压花时相对应的压力，称为压花压力或压溃压力。压榨的脱水极限受到压花压力的限制。

图6-4 横向脱水(www.xing528.com)

3. 垂直脱水机理

沟纹压榨、盲孔压榨、套网压榨、衬网压榨和真空压榨等压榨方式的压榨脱水与普通压榨不同，不是横向脱水，而是垂直脱水。20世纪60年代Mr. P. B. Wahistrom等根据湿纸、毛毯的水分含量及其中的流体压力变化将垂直脱水的压区分为4个区，如图6-5所示。

图6-5 垂直脱水压区的分区

1～4—压榨第一区至第四区

第一区从湿纸和毛毯进入压区开始，到湿纸水分达到饱和为止。在第一区虽然湿纸的水分含量已经饱和，但毛毯的含水量尚未饱和，还没有产生流体压力。由于压缩的总压力逐渐增大、湿纸和毛毯都处于不饱和状态，所以从湿纸和毛毯中压出来的主要是空气。没有流体压力，水仅在毛细管作用下流动。湿纸的干度在第一区变化不大，压榨力仅用于压缩湿纸和毛毯的纤维结构。

第二区从湿纸饱和点到压区中线。压区中线处压区总压力达到最高值。在第二区，毛毯和湿纸的含水量达到饱和，同时流体压力不断增加。从湿纸中压榨出来的水进入毛毯，使毛毯含水量也达到饱和。毛毯中的流体压力，把水压至毛毯下层的空隙。作用于湿纸和毛毯上的压力在第二区中逐步增加，纸和毛毯中的流体压力在压区中线之前达到最高值。在第二区，水受到压榨作用从湿纸和毛毯中脱出。在毛毯含水量尚未饱和以前，湿纸中的水受毛细管作用进入毛毯。

从压力曲线最高点到纸的最高干度点之间为第三区。在第三区，总压力逐渐下降。湿纸结构压力增长到最高点对应于湿纸干度的最高点，相当于湿纸中流体压力为零的一点。这表明在压区中线之后，湿纸和毛毯之间有一个压力梯度。

第三区也是压辊缝口扩张的部位。在第三区纸幅仍受到压缩作用，但毛毯得到充分膨胀。由于压区仍然有水在横向流动，毛毯在第三区的一小部分被水饱和，此后变成不饱和状态，因而在毛毯内部会产生真空抽吸作用，使空气和水经过沟纹或网套返回毛毯。

第四区指的是从湿纸开始膨胀，水分不饱和到它离开压区为止的这段区域。压榨毛毯在第四区一直处于不饱和状态，并且在不断地膨胀。在第四区，纸和毛毯均发生膨胀，湿纸水分由饱和变得不饱和，流体压力曲线出现负值，从而导致湿纸和毛毯的组织结构压力高于总压力。由于湿纸膨胀所形成的真空比毛毯大，结果造成空气和水进入毛毯和毛毯中的水进入湿纸的反向流动。另外，毛细管作用还会造成湿纸和毛毯或它们之间产生水分的重新分配。

沟纹压榨时，毛毯通过辊沟与大气相通，使界面上的流体压力降至大气压力。压区辊沟部分的流体压力接近于零。在辊沟部分，毛毯与沟纹辊界面上的水能够流动，流体压力曲线在整个毛毯厚度上保持一定的斜率，其结果有利于湿纸中的水流经毛毯由辊沟排除。沟纹压榨时，水在压区垂直方向有一个压力梯度。从湿纸中压榨脱出的水，通过毛毯经辊沟排去的途径比较短，压力梯度也比普通压榨要大得多，因此流体流速大，易于脱水。真空压榨在眼孔位置的脱水机理近似于沟纹压榨，眼孔之间部分的脱水机理则接近于普通压榨。