СИСТЕМА КОНТРОЛЯ, ПРЕДНАЗНАЧЕННАЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛОСЫ, ДВИЖУЩЕЙСЯ ПО ЗАМКНУТОМУ МАРШРУТУ В БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ
CONTROL SYSTEM DESIGNED FOR MONITORING CHARACTERISTICS OF RIBBON MOVING ALONG CLOSED PATH IN PAPER MACHINE

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Эта заявка испрашивает приоритет заявки на выдачу патента Италии №102016000131322, поданной 27 декабря 2016 года, раскрытие которой включено посредством ссылки.
Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к системе контроля, предназначенной для контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Как известно, в обычных бумагоделательных машинах формуемый бумажный материал транспортируется на лентах, обычно известных как полосы, движущиеся по замкнутому маршруту.
Каждая секция машины, как правило, характеризуется наличием определенного типа полосы.
Для того чтобы получить бумагу высокого качества, важно контролировать не только характеристики формуемого бумажного материала, но и характеристики полосы в различных секциях. По сути, характеристики полосы, в частности, относящиеся к поглощению воды, переносу воды и проницаемости воды, влияют на качество формируемого листа бумаги.
Известны различные системы и устройства для контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, выполненные с возможностью измерения различных параметров, отображающих характеристики полосы, таких как влажность, проницаемость, наличие загрязнений, натяжение и т.п.
В частности, известны мобильные устройства, которые перемещаются оператором вручную и устанавливаются в рабочее положение (поблизости от полосы или в контакте с полосой) для проведения необходимых измерений; и стационарные устройства, размещенные в заданных положениях вдоль пути следования полосы.
Наиболее целесообразным является измерение рабочих характеристик полосы по всей ее ширине: поэтому необходимо проводить сканирование в направлениях, поперечных направлению подачи полосы.
Перемещение контролирующего устройства вручную не позволяет осуществлять такие измерения в соответствии с требованиями повторяемости, и, самое главное, не гарантирует безопасность операторов.
Кроме того, известна установка устройства контроля на мосту, поперечном направлению подачи полосы; при этом устройство перемещается по мосту с помощью приводной системы.
При этом системы такого типа оставляют место для усовершенствования, особенно с точки зрения конструктивной и эксплуатационной простоты, надежности и эффективности.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Одной задачей настоящего изобретения является создание системы контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, не имеющей указанных выше недостатков, присущих известному уровню техники; в частности, одной задачей настоящего изобретения является создание системы контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, которая проста и недорога в производстве, абсолютно эффективна и надежна в работе, а также обеспечивает полную безопасность оператора.
Согласно этим задачам настоящее изобретение относится к системе контроля, предназначенной для контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, которая заявлена в пункте 1 формулы изобретения.
Таким образом, система контроля согласно настоящему изобретению является простой и недорогой в производстве, эффективна и надежна в работе, а также обеспечивает полную безопасность операторов.
Краткое описание фигур
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из приведенного ниже описания неограничивающего примера одного из вариантов осуществления, которое выполнено со ссылками на прилагаемые фигуры, где
- на фиг. 1 приведен вид в перспективе системы контроля, предназначенной для контроля характеристик полосы, движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине, согласно настоящему изобретению;
- на фиг. 2 и 3 приведены виды в перспективе с противоположных продольных концов узла системы контроля, представленной на фиг. 1;
- на фиг. 4 и 5 приведен подробный вид в перспективе системы контроля, представленной на фиг. 1, изображенной в соответствующих рабочих конфигурациях.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
На фиг. 1 ссылочной позицией 1 обозначена система контроля, предназначенная для контроля характеристик полосы W (лишь частично и схематично изображенной на фиг. 1), движущейся по замкнутому маршруту в бумагоделательной машине (которая по существу известна и отсутствует на фигурах).
Система 1 контроля содержит: направляющую 2, выполненную с возможностью установки в качестве моста (т.е. образующую конструкцию моста) на бумагоделательной машине поперечно направлению подачи полосы W, движущейся по замкнутому маршруту в машине; и подвижное устройство 4 контроля, выполненное с возможностью перемещения вдоль направляющей 2 и выполненное с возможностью измерения по меньшей мере параметра, отображающего характеристики полосы W.
Направляющая 2 содержит полую штангу 5, например, по существу призматическую, проходящую вдоль прямой оси А и характеризующуюся наличием внутреннего продольного посадочного места 6.
В процессе эксплуатации в бумагоделательной машине направляющая 2 и штанга 5 расположены вдоль пути следования полосы W, поперек направления подачи полосы W (показано стрелкой на фиг. 1), и предпочтительно вместе с осью А проходят по существу горизонтально. На фиг. 1 полоса W показана схематически и только частично.
Посадочное место 6 также проходит вдоль оси А и ограничено стенками 7, 8, 9, проходящими параллельно оси А и расположенными вокруг оси А.
В показанном неограничивающем примере, но не обязательно, посадочное место 6 в целом характеризуется по существу квадратным (в частности, прямоугольным) внутренним поперечным сечением и ограничено передней стенкой 7 и задней стенкой 8, находящимися друг напротив друга и по существу параллельными, и парой боковых стенок 9, по существу параллельных и находящихся друг напротив друга, и перпендикулярных передней стенке 7 и задней стенке 8. Очевидно, что штанга 5 и посадочное место 6 внутри могут иметь форму, отличную от той, которая описана и приведена в настоящем документе лишь в качестве примера.
Передняя стенка 7 характеризуется наличием продольной сквозной прорези 10, параллельной оси А.
Штанга 5 может быть закреплена на стойках или других элементах опорной рамы (не показана) или бумагоделательной машины, так что в процессе эксплуатации штанга 5 образует структуру моста на полосе W и расположена по существу горизонтально и по существу поперечно полосе W, в частности, поперечно направлению подачи полосы W в бумагоделательной машине, и обращена к полосе W, при этом прорезь 10 также обращена к полосе W.
Устройство 4 по меньшей мере частично расположено в посадочном месте 6 и перемещается в посадочном месте 6 вдоль оси А и, следовательно, вдоль направляющей 2, проходя по существу прямо и вдоль оси А.
Рассмотрим также фиг. 2 и 3, устройство 4 представляет собой моторизированное устройство, т.е. оборудованное двигателем 11, установленным на устройство 4 и приводящим в действие по меньшей мере один ведущий элемент 12, например, одно или несколько ведущих колес.
В частности, устройство 4 содержит корпус 13 или каркас, который размещен в направляющей 2 и проходит в целом вдоль оси А (когда он размещен в направляющей 2) между двумя продольными противоположными концами 14 устройства 4, и из которого выступает ведущий элемент 12, который может представлять собой, например, ведущее колесо, соединенное с двигателем 11, и который взаимодействует по меньшей мере с соответствующей поверхностью 15 направляющей 2, чтобы перемещать устройство 4 вдоль направляющей 2.
Согласно неограничивающему варианту осуществления, приведенному исключительно в качестве примера, ведущий элемент 12 расположен в промежуточном положении между концами 14, выступает из задней поверхности 16 корпуса 13, обращенной к задней стенке 8 направляющей 2, и проходит за верхний конец 17а корпуса 13.
Ведущий элемент 12 контактирует с поверхностью 15, которая в данном случае представляет собой внутреннюю поверхность, обращенную к посадочному месту 6, боковой стенки 9 направляющей 2. Понятно, что ведущий элемент 12 может быть размещен в различных положениях на корпусе 13 и может контактировать с другой поверхностью направляющей 2.
Преимущественно, ведущий элемент 12 характеризуется наличием периферической поверхности с шиной, которая взаимодействует с поверхностью 15 направляющей 2 с целью улучшения сцепления с поверхностью 15.
Кроме того, из корпуса 13 выступает множество направляющих колес 18 (или роликов), взаимодействующих с направляющей 2, чтобы направлять устройство 4 вдоль направляющей 2.
В представленном неограничивающем примере устройство 4 характеризуется наличием двух групп 18а, 18b колес 18: две группы 18а, 18b расположены соответственно на верхнем конце 17а и на нижнем конце 17b, противоположном верхнему концу 17а, корпуса 13, если исходить из обычного положения использования устройства 4 (устройство 4 расположено в направляющей 2, и направляющая 2 расположена в горизонтальном положении); причем две группы 18а, 18b колес 18 взаимодействуют с соответствующими внутренними поверхностями 15 боковых стенок 9, обращенными друг к другу и обращенными к посадочному месту 6.
В частности, каждая группа 18а, 18b содержит две пары колес 18, расположенных на соответствующих противоположных продольных концах 14 вдоль оси А устройства 4, т.е. корпуса 13. Каждая пара колес 18 содержит два колеса 18, выступающих с противоположных сторон корпуса 13.
В приведенном примере устройство 4 характеризуется наличием четырех пар колес 18, расположенных в соответствующих углах корпуса 13 и взаимодействующих с соответствующими внутренними поверхностями 15 направляющей 2.
Колеса 18, например, расположены под углом относительно оси А (но не обязательно). Другими словами, колеса 18 поворачиваются вокруг соответствующих осей вращения, которые, например, расположены под углом относительно оси А (но не обязательно).
В частности, колеса 18 каждой пары (т.е. два колеса 18, расположенные в одном и том же углу корпуса 13) наклонены относительно друг друга, сходятся к корпусу 13 и поворачиваются вокруг соответствующих осей, находящихся под углом, наклоненных относительно друг друга и относительно оси А.
Колеса 18 свободно установлены на соответствующих опорах и свободно проворачиваются вокруг соответствующих осей вращения; при этом все колеса 18 или некоторые из них могут быть оснащены прорезиненными поверхностями для лучшего сцепления с поверхностями 15 направляющей 2.
Понятно, что ведущий элемент 12 также может быть образован одним из колес 18, соединенных с двигателем 11; при этом устройство 4 может содержать, например, несколько ведущих элементов 12, таких как несколько ведущих колес.
Также понятно, что устройство 4 может быть оснащено одним или несколькими ведущими элементами 12 другого типа, например, по меньшей мере одним зубчатым колесом, которое входит в зацепление с зубчатой полосой, расположенной вдоль направляющей 2.
Двигатель 11 (только схематически показан на фиг. 2) расположен в корпусе 13; в частности, двигатель 11 представляет собой электродвигатель с редуктором и, возможно, коробкой передач, соединенной с ведущим элементом 12.
Предпочтительно, двигатель 11 питается от батареи 20 (показана только схематически на фиг. 2), которая также установлена на устройстве 4 и которая необязательно выполнена съемной, т.е. удаляемой из устройства 4 для замены другой батареей.
Альтернативно, двигатель 11 питается посредством силового кабеля (не показан), соответствующим образом расположенного вдоль штанги 5 и оборудованного системой наматывания/разматывания.
Устройство 4 содержит по меньшей мере одну измерительную головку 21, выступающую из корпуса 13 и соединенную с корпусом 13 соединительной частью 22, которая имеет такую форму и такие размеры, которые обеспечивают возможность ее прохождения (как показано на фиг. 1) через прорезь 10, так что корпус 13 и измерительная головка 21 располагаются соответственно внутри направляющей 2, т.е. в посадочном месте 6, и снаружи посадочного места 6 за передней стенкой 7.
Устройство 4 выполнено с возможностью измерения по меньшей мере одного параметра, отражающего характеристики полосы W.
В частности, устройство 4 содержит по меньшей мере одно устройство 23, 24, 25 для измерения по меньшей мере одного параметра, отражающего характеристики полосы W, в частности, по меньшей мере одно из следующего: устройство 23 измерения влажности, выполненное с возможностью измерения влажности полосы W; устройство 24 измерения проницаемости, выполненное с возможностью измерения проницаемости полосы W; устройство 25 измерения температуры, выполненное с возможностью измерения температуры полосы W.
Устройство 4 дополнительно содержит блок 26 управления, соединенный с устройствами 23, 24, 25 измерения для обработки поступающих от них сигналов.
Устройства 23, 24, 25 могут быть разных типов.
Например, устройство 23 измерения влажности содержит по меньшей мере один микроволновой датчик 27, характеризующийся наличием излучателя для излучения сигнала, который направляется на полосу W, и приемник для измерения частотной характеристики полосы W; при этом блок 26 управления обрабатывает обратный сигнал, полученный от приемника, и выдает значение влажности полосы W.
Устройство 24 измерения проницаемости содержит, например, водораспыливающую форсунку 28, регулятор давления, соединенный с форсункой, так что форсунка распределяет поток воды под заданным давлением, возможно, при помощи насоса и/или сжатого воздуха, и расходомер, присоединенный к форсунке для измерения количества воды, проходящего через форсунку при заданном давлении в единицу времени. Необязательно, устройство 24 измерения проницаемости также содержит датчик давления, присоединенный к форсунке, для измерения давления потока воды, проходящего через форсунку и распыляемого из нее; при этом указанный датчик давления соединен с блоком 26 управления, который использует показатели значения давления, обнаруженные датчиком давления, при расчете проницаемости, чтобы компенсировать любые отклонения от заданного значения давления.
Вода, необходимая для функционирования устройства 24, содержится, например, в резервуаре 29, расположенном на устройстве 4, и подается в форсунку 28 посредством насоса 30, также установленного на устройстве 4.
При необходимости устройство 4 также может характеризоваться наличием резервуара 31 для сжатого воздуха, содержащего сжатый воздух и также установленного на устройстве 4.
Альтернативно, вода и, возможно, сжатый воздух подаются в устройство 24 через соответствующие питающие каналы 33, 34 (что дополнительно описано ниже со ссылкой на фиг. 4).
Устройство 25 измерения температуры содержит датчик температуры, например, инфракрасный датчик.
Устройства 23, 24, 25 измерения предпочтительно размещены на измерительной головке 21 и, в частности, на внешней поверхности 35 измерительной головки 21, в процессе эксплуатации обращенной к полосе W и расположенной противоположно задней поверхности 16 корпуса 13. В частности, микроволновый датчик 27 и форсунка 28 выступают из поверхности 35 наружу от направляющей 2.
Блок 26 управления подключен к устройствам 23, 24, 25 измерения для обработки поступающих от них сигналов.
Блок 26 управления может быть размещен на устройстве 4 или в удаленном месте; в последнем случае блок 26 управления обменивается данными с устройствами 23, 24, 25 измерения посредством кабеля или предпочтительно посредством системы беспроводной связи. Блок 26 управления может быть интегрирован в портативное электронное устройство, планшет, карманные компьютеры, интеллектуальные телефоны и т.п.
Понятно, что устройство 4 может измерять другие параметры, отражающие характеристики полосы W, и, следовательно, содержать одно или несколько других устройств измерения, которые отличаются от тех, что были описаны ранее. Например, устройство 4 может также содержать триггер или оптический датчик, выполненный с возможностью считывания маркировки, напечатанной на полосе; камеру для произведения съемки полосы; вольтметр или другое устройство для измерения электрических параметров полосы; и т.п.
Необязательно, устройство 4 содержит опорную конструкцию 36, например, имеющую форму рамы, которая является замкнутой и выступает из поверхности 35 корпуса 13 для взаимодействия в процессе эксплуатации с участком поверхности полосы W посредством контактирующей поверхности 37, выполненной в такой форме, чтобы в процессе эксплуатации лежать на участке поверхности полосы W и удерживать устройство 4 по существу параллельно указанному участку поверхности полосы W.
Опорная конструкция 36, так же как и устройства 23, 24, 25 измерения, выступает из направляющей 2 наружу от посадочного места 6.
Рассмотрим фиг. 4 и 5, устройство 4 оснащено соединительным интерфейсом 40, содержащим один или несколько фитингов и/или разъемов или соединительных элементов для подключения устройства 4 к внешней станции 41 обслуживания посредством соответствующих каналов и/или кабелей.
В примере, показанном на фиг. 3 и 4, интерфейс 40 расположен на торцевой поверхности 42 устройства 4, расположенной на продольном конце 14 устройства 4; и закрыт крышкой 43, расположенной над поверхностью 42 и выполненной с возможностью съема с корпуса 13 или с возможностью открывания для доступа к интерфейсу 40.
Интерфейс 40 содержит множество фитингов и/или разъемов или соединительных элементов.
В частности, интерфейс 40 содержит по меньшей мере один впускной фитинг 44 для текучей среды, который связан с внутренним контуром (не показан) устройства 4 для подачи по меньшей мере одной рабочей текучей среды в устройство 4.
Например, фитинг 44 представляет собой впускной фитинг для воды, соединенный через внутренний контур (не показан) с резервуаром 29 или непосредственно с устройством 24 для подачи воды в форсунку 28.
В показанном примере интерфейс 40 дополнительно содержит впускной фитинг 45 для воздуха, соединенный через другой внутренний контур (не показан) с резервуаром 31.
Фитинги 44, 45 необязательно соединены с соответствующими манометрами 46, 47 и могут быть подключены к внешним питающим каналам 33, 34, которые проходят, например, от станции 41 обслуживания и снабжены соответствующими фитингами 48, 49, сформованными для соединения с фитингами 44, 45.
Устройство 4 также может быть оснащено одним или несколькими предохранительными клапанами 51 (см. фиг. 3), соединенными с внутренними контурами устройства 4, в которых циркулирует рабочая текучая среда (вода/воздух), чтобы обеспечить сброс давления в случае его избыточности.
Станция 41 обслуживания расположена, например, на осевом конце 52 направляющей 2, т.е. штанги 5, на задней стенке 8 или на боковой стенке 9.
Интерфейс 40 также, необязательно, характеризуется наличием одного или нескольких разъемов или соединительных элементов 53 для кабелей, используемых для зарядки батареи 20 и/или для передачи данных.
В процессе эксплуатации полоса W прокручивается в бумагоделательной машине перед направляющей 2, а именно перед прорезью 10 штанги 5.
Устройство 4 характеризуется наличием корпуса 13, размещенного в направляющей 2, и измерительной головки 21, выступающей из направляющей 2 через прорезь 10.
Устройство 4 может быть активировано с помощью переключателя или пульта дистанционного управления, и устройство 4 выполнено с возможностью перемещения вдоль направляющей 2, например, под управлением программы движения, реализуемой блоком 26 управления; при этом перемещению устройства 4 вдоль направляющей 2 также может способствовать один или несколько датчиков 54 приближения (см. фиг. 3), установленных на устройстве 4 и подключенных к блоку 26 управления.
Когда устройство 4 перемещается вдоль направляющей 2, устройство 4 измеряет параметры, отражающие характеристики полосы W, посредством одного из устройств 23, 24, 25 измерения.
После завершения мониторинга устройство 4 возвращается к концу 52 направляющей 2, где, например, расположена станция 41 обслуживания.
После снятия или открытия крышки 43 интерфейс 40 соединяют со станцией 41 обслуживания посредством фитингов 44, 45 или разъема (разъемов) 53 для заполнения резервуаров 29, 31, подзарядки батареи 20 и т.п.
Однако станция 41 обслуживания также может быть расположена в другом положении относительно направляющей 2; в этом случае устройство 4 снимают с направляющей 2 и доставляют, например вручную или при помощи специального погрузочно-разгрузочного устройства, на станцию 41 обслуживания для подзарядки.
В этом случае устройство 4 может быть дополнительно оснащено одним или несколькими ремнями 55 (показанными на фиг. 2, 3) для транспортировки оператором. В частности, устройство 4 оснащено парой ремней 55, расположенных на расстоянии друг от друга и в целом рядом друг с другом, которые размещены, например, на задней поверхности 16 и проходят между противоположными продольными концами 14 устройства 4. Ремни 55 сформированы и расположены таким образом, чтобы устройство 4 могло располагаться на плечах как рюкзак, в частности, непосредственно на плечах оператора, без использования других средств поддержки.
Преимущественно, ремни 55 сопряжены с устройством 4 посредством разъемных соединений (не показаны), чтобы их можно было отстегнуть от устройства 4, когда оно находится внутри направляющей 2, и пристегнуть к устройству 4, когда устройство 4 извлекают из направляющей 2 для переноски на станцию 41 обслуживания.
Как упоминалось ранее, в устройство 4 также можно подавать воду и, возможно, сжатый воздух, в том числе посредством питающих каналов 33, 34, которые остаются присоединенными к устройству 4 во время перемещения устройства 4 вдоль направляющей 2. В этом случае питающие каналы 33, 34 сформированы соответствующим образом для прохождения вдоль оси А и следования за перемещением устройства 4, например, сформированы в виде спирально-намотанной трубки.
В заключение следует отметить, что описанная и проиллюстрированная в настоящем документе система контроля может подвергаться модификациям и изменениям без выхода за пределы объема прилагаемой формулы изобретения.