СТУПЕНЧАТОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЗДАНИЯ ВОЗДУШНОЙ ПЛЕНКИ
STEPPED DEVICE FOR GENERATION OF AIR FILM

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройствам для бесконтактной сушки перемещающихся полотен и для придания им направления, а точнее к усовершенствованному устройству для всплытия полотна на воздушной подушке, которое позволяет довести до минимума, исключить или устранить морщины полотна.
Предпосылки для создания изобретения
При выполнении операций нанесения на полотно покрытия, печатания на нем и его сушки часто желательно, чтобы полотно имело бесконтактную опору, чтобы избежать повреждения самого полотна или покрытия (например, краски), ранее нанесенного на одну или более поверхностей полотна. Одно из обычных устройств для бесконтактного поддерживания полотна во время сушки включает в себя горизонтальные верхние и нижние группы воздуходувных штанг, между которыми перемещается полотно. Горячий воздух, выпускаемый из воздуходувных штанг, осуществляет как сушку, так и поддерживание полотна, когда оно перемещается через осушитель.
Важными характеристиками любой системы, обеспечивающей плавучесть, являются величина воздушной подушки, создаваемой устройством, обеспечивающим плавучесть, и устойчивость полотна, когда оно проходит поверх устройства. Отвечающая требованиям опора позволяет удалить морщины полотна, которые обычно вызваны повышенными напряжениями полотен, имеющих малый вес. Нестабильность воздушного потока вблизи полотна может привести к неустойчивым колебаниям полотна и к последующему контакту полотна с механическими частями осушителя, что приводит к нарушению покрытия или к повреждению полотна. Неустойчивые колебания полотна могут быть выражены в виде большого количества форм, от сильных взмахов полотна до высокочастотной барабанной дроби.
В этой отрасли воздуходувные штанги с одиночной щелью известны как устройства для создания воздушной пленки. Они отличаются от воздуходувных штанг с двойными и тройными щелями тем, что обеспечивают наличие на поверхности воздуходувной штанги как положительного, так и отрицательного давления, в то время как в случае штанг с двойными и тройными щелями действует только положительное давление. В результате воздуходувные штанги с двойными и тройными щелями могут действовать в более широком диапазоне давлений и промежутков; типичные промежутки в устройствах для создания воздушных пленок, обеспечивающие всплытие, составляют примерно 2,3 мм по сравнению с 6,3 мм для двойных или тройных воздуходувных штанг. В случае устройств для создания воздушных пленок также характерно существенное уменьшение как теплопередачи, так и стабильности плавучести при увеличении промежутка, в то время как теплопередача в случае двойных или тройных воздуходувных штанг относительно устойчива для промежутков вплоть до 25 мм (штанга одного размера). Типичным применением воздуходувных штанг с одной щелью является такой случай, когда плавучесть должна быть обеспечена только с одной стороны полотна.
В случае обычных устройств для создания воздушных пленок выпуск воздуха осуществляют примерно под 45° к полотну, при этом воздух толкает полотно вверх и вследствие плоскостности полотна оно задерживает воздух, и воздух вынуждает полотно следовать по поверхности устройства для создания воздушной пленки. При этом будет создано отрицательное давление для опускания полотна и для удерживания его в надлежащем месте поверх воздушной пленки. Когда происходит всплытие полотен с малым весом, материал которых находится под высоким натяжением, в полотне будут образованы морщины в машинном направлении. Эти морщины создают возможность утекания воздуха, выпускаемого из щели под 45°, и при этом не будет происходить задерживание воздуха между поверхностью устройства для создания воздушной пленки и полотном, вследствие чего будет снижена или исключена скорость, обеспечиваемая для опускания полотна к поверхности воздушной пленки. Это может привести к слабой плавучести и к неэффективности устройства для создания воздушной пленки.
Поэтому задача настоящего изобретения заключается в создании устройства, позволяющего получить воздушную пленку для всплытия полотна, которое обеспечивает превосходную опору для полотна в широком диапазоне весов полотен, а также обеспечивает превосходную устойчивость полотна.
Сущность изобретения
Проблемы, свойственные известному уровню техники, устранены посредством настоящего изобретения, в котором создано ступенчатое устройство для получения воздушной пленки, в частности, для одностороннего всплытия проходящего полотна, а также создан осушитель полотен, содержащий одно или более таких устройств для получения воздушной пленки. Конструкция устройства для получения воздушной пленки включает в себя две выпускные щели, обеспечивающие возможность создания увеличенной силы опускания, которая распрямляет морщины в плавающем полотне, возникающие в машинном направлении. Конструкция не опирается на плоское полотно для того, чтобы помочь созданию скорости поперечно поверхности для перемещения полотна к поверхности с целью надлежащего всплытия, как это происходит в обычных конструкциях. Воздух, выпускаемый из основной выпускной щели, сходится к потоку воздуха из вспомогательной выпускной щели и создает увеличенную воздушную подушку, чтобы обеспечить большую опору для движущегося полотна и таким образом удалить морщины полотна в машинном направлении, вызываемые повышенным натяжением полотен с малым весом. Две щели для выпуска воздуха обеспечивают выдувание воздуха (газа) параллельно полотну по более длинной зоне, чем в случае обычных конструкций, тем самым увеличивая силу опускания, действующую на полотно.
Устройство для создания воздушной пленки включает в себя основную выпускную щель и вспомогательную выпускную щель, отстоящую от основной выпускной щели и ступенчато пониженную относительно нее, первую плоскую опорную поверхность для полотна между основной выпускной щелью и вспомогательной выпускной щелью и вторую опорную поверхность для полотна далее по ходу от вспомогательной выпускной щели в направлении перемещения полотна. Устройство для создания воздушной пленки сообщено с источником подачи воздуха, который обеспечивает подачу воздуха, равномерно распределяемого к основной и вспомогательной щелям.
Устройство для создания воздушной пленки главным образом может быть использовано для одностороннего всплытия, но также может быть использовано в двухсторонних компоновках для усиления сушки.
Вторая опорная поверхность для полотна выполнена в виде крыловидной части, которая наклонена вниз при ее прохождении в сторону от вспомогательной выпускной щели.
Таким образом, предлагается осушитель полотна, содержащий вход для полотна и выход для полотна, отстоящий от входа для полотна, множество сопел для выпуска воздуха в осушителе для сушки полотна и, по меньшей мере, одно устройство в осушителе, служащее для создания воздушной пленки, при этом устройство для создания воздушной пленки содержит основную выпускную щель и вспомогательную выпускную щель, отстоящую от основной выпускной щели и ступенчато пониженную по отношению к ней, первую плоскую опорную поверхность для полотна между основной выпускной щелью и вспомогательной выпускной щелью и вторую опорную поверхность для полотна далее по ходу от вспомогательной выпускной щели в направлении перемещения полотна.
Предпочтительно в осушителе имеется множество устройств для создания воздушной пленки, все из которых расположены с одной и той же стороны полотна. При этом вспомогательная щель обеспечивает выпуск воздуха параллельно полотну, причем воздух, выпускаемый из основной щели, сходится к воздушному потоку из вспомогательной щели в направлении, параллельном направлению перемещения полотна.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен вид в поперечном сечении устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 представлен вид в поперечном сечении головной части устройства для создания воздушной пленки согласно фиг.1.
На фиг.3А представлен вид сверху хвостовой нижней пластины устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.3В представлен вид в поперечном сечении хвостовой нижней пластины по линии А-А на фиг.3А.
На фиг.4 представлен вид в поперечном сечении хвостовой верхней пластины устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.5 представлен вид в поперечном сечении промежуточной детали устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.6 представлен вид в перспективе устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.7 представлен вид в поперечном сечении косынки устройства для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению.
На фиг.8 представлен схематический вид осушителя, содержащего множество устройств для создания воздушной пленки с одной стороны полотна, выполненных согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Устройство для создания воздушной пленки согласно настоящему изобретению представляет собой уникальную конструкцию, включающую в себя вспомогательную выпускную щель, которая обеспечивает выпуск воздуха параллельно полотну для сохранения постоянной силы опускания, которая не зависит от плоского полотна. Это особенно полезно в случаях одностороннего всплытия.
На фиг.1 показано устройство для создания воздушной пленки согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, в целом обозначенное позицией 10. Устройство 10 частично образовано головной частью 1, которая в представленном варианте осуществления конструкции, в общем, имеет прямоугольное поперечное сечение, за исключением ее верхней части. Как показано на фиг.2, противоположные стороны 11а, 11b головной части 1 оканчиваются в виде соответствующих верхних фланцевых частей 12а, 12b. Верхняя фланцевая часть 12а проходит под углом, предпочтительно составляющим примерно 65° по отношению к вертикали, и заканчивается в виде изогнутой части 13. Верхняя фланцевая часть 12b проходит к противоположной стороне 11а фактически по горизонтали. Головная часть 1 определяет внутреннее пространство 5, которое служит в качестве камеры повышенного давления для воздуха (газа), поступающего через одно или более отверстий 36 в основании устройства для создания воздушной пленки, которые для поступления воздуха сообщены с источником подачи воздуха (газа) (не показан). Головная часть 1 расположена на соответствующей системе каналов посредством выравнивания установочных деталей 8 у каждой концевой пластины головной части и уплотнена посредством прокладки 7 держателя, в головной части может быть расположен диффузор 6, выполненный в виде диффузорной пластины (фиг.1), имеющий множество отстоящих друг от друга отверстий, чтобы содействовать равномерному распределению подаваемого воздуха {газа), когда он течет к щелям. В представленном варианте осуществления конструкции диффузор 6 имеет уклон (порядка 15°) с вершиной, находящейся на осевой линии CL головной части 1 или вблизи от этой линии.
В приведенном примере реализации фланцевые части 12а, 12b и изогнутая часть или фланец 13 головной части 1 совместно с верхней хвостовой пластиной 2 и нижней хвостовой пластиной 3 образуют первую плоскую опорную поверхность для полотна, вторую опорную поверхность для полотна и основную и вспомогательную выпускные щели устройства для создания воздушной пленки.
В частности, на фиг.3А и 3В хвостовая нижняя пластина 3 представлена более подробно. Пластина 3 включает в себя относительно короткую часть 31, которая имеет образованное в ней множество отстоящих друг от друга отверстий 32a-32n. Предпочтительно, чтобы отверстия были круглыми и равномерно отстояли друг от друга для возможности создания равномерного потока газа из камеры повышенного давления к ступенчато пониженной вспомогательной щели устройства для создания воздушной пленки, что более подробно обсуждено ниже. В представленном варианте осуществления конструкции имеется шесть таких отверстий, диаметр каждого из которых составляет примерно 2 дюйма, хотя квалифицированным специалистам в этой отрасли будет понятно, что настоящее изобретение не ограничено каким-либо конкретным количеством отверстий или их размером.
Пластина 3 также включает в себя относительно длинную часть 33, которая проходит под углом от короткой части 31. Относительно длинная часть 33 формирует вторую опорную поверхность для полотна, выполненную в виде крыловидной части, устройства для создания воздушной пленки, что наилучшим образом видно на фиг.6, и заканчивается в виде проходящего вниз фланца 34. Предпочтительно, чтобы относительно длинная часть 33 пластины 3 проходила от короткой части 31 под углом порядка 28°, изгибалась дополнительно на 2-3° к средней точке части 33 и затем дополнительно изгибалась на 5° примерно на одном дюйме от фланца 34. Фланец 34 проходит вниз под прямым углом приблизительно на 0,5 дюйма. Пластина 3 совместно с хвостовой верхней пластиной 2 образует вспомогательную выпускную щель S, через которую выпускают воздух, вытекающий из отверстий 32a-32n. Далее этот воздух проходит вдоль верхней поверхности крыловидной части в направлении перемещения полотна.
На фиг.4 представлена верхняя хвостовая пластина 2 в поперечном сечении. Верхняя пластина 2 включает в себя фланец 21, который соединяется с концом короткой части 31 нижней хвостовой пластины 3, например, посредством сварки (см. фиг.1). От фланца 21 проходят первая плоская часть 22, вторая плоская часть 23, которая отходит от плоской части 22 под углом, приблизительно составляющим 90°, и относительно длинная часть 24, которая отходит от второй плоской части 23 под углом порядка 27°. При надлежащем расположении в головной части 1 вторая плоская часть 23 верхней хвостовой пластины 2 образует совместно с фланцем 13 головной части 1 основную выпускную щель Р, а относительно длинная часть 24 образует в устройстве 10 для создания воздушной пленки первую (верхнюю) плоскую опорную поверхность для полотна (что наилучшим образом видно на фиг.1), вдоль которой воздух, выходящий из основной выпускной щели Р, течет в направлении перемещения полотна. Предпочтительно, чтобы выпускное отверстие основной выпускной щели Р составляло примерно 0,08 дюйма.
Расстояние между основной выпускной щелью Р и вспомогательной выпускной щелью S играет важную роль для обеспечения надлежащего воздушного потока и всплытия полотна. Если расстояние весьма мало, то воздух, выходящий из основной выпускной щели Р, не будет течь параллельно полотну. Если расстояние весьма велико, то воздух из основной выпускной щели потеряет свою скорость. Предпочтительно, чтобы расстояние между щелями составляло примерно от 2,5 до 6,5 дюйма, при этом особенно предпочтительны 3,25 дюйма.
Теперь обратимся к фиг.5, на которой в поперечном сечении представлена промежуточная деталь 4. Промежуточной детали 4 придана такая форма, чтобы она заходила внутрь пространства, образованного узлами с верхней и нижней хвостовыми пластинами.
Предпочтительно, чтобы множество промежуточных деталей 4 было расположено по длине устройства для создания воздушной пленки, причем было бы расположено между отверстиями в нижней хвостовой пластине 3 так, чтобы не создавать помеху потоку воздуха (газа), выходящего из отверстий 32а-32n. Их расположение поперек длины устройства не имеет большого значения, поскольку они лишь формируют систему обеспечения жесткости для придания прочности. Форма поперечного сечения промежуточных деталей 4 сопрягается с поперечным сечением зоны, образуемой хвостовыми верхней и нижней пластинами, соответственно 2 и 3. Промежуточные детали 4 могут быть закреплены в надлежащем месте с помощью каких-либо приемлемых средств, при этом их предпочтительно крепят посредством приваривания ушка 47а к головной части 1, ушка 47b к хвостовой верхней пластине 2 и ушка 47с к хвостовой нижней пластине 3. Концы промежуточных деталей определяют размер зазора или отверстия вспомогательной выпускной щели S, который предпочтительно составляет примерно 0,08 дюйма. Вспомогательная выпускная щель S обеспечивает выпуск воздуха параллельно полотну и сохранение постоянной скорости воздуха по ширине плоской поверхности для создания максимальной силы опускания.
Чтобы требуемым образом поддерживать крыловидное продолжение хвостовой нижней пластины, под крыловидной частью, как показано на фиг.6, расположено множество косынок 60 (фиг.7). Каждую косынку 60 крепят к головной части 1 с помощью соответствующих средств, например, посредством приваривания ушек 61а, 61b. Подобным же образом, верхнюю часть косынки 60 крепят к нижней стороне крыловидной части посредством приваривания ушек 61с. Верхняя часть каждой косынки 60 сужается для соответствия наклону крыловидной части. Количество требуемых косынок зависит от длины сопла и его задают исходя из опыта, накопленного в этой отрасли. В варианте осуществления конструкции, представленном на фиг.6, установлены три косынки, находящиеся на одинаковом расстоянии друг от друга.
Как показано на фиг.8, две выпускные щели обеспечивают возможность эффективного одностороннего всплытия полотен всех весов, начиная от тонких пленок и до более тяжелой бумаги или более тяжелых пленок. Часть 100 осушителя полотна показана с множеством устройств 10 для создания воздушной пленки, каждое из которых сообщается с питающим коллектором 101 для подачи воздуха и расположено с одной стороны от проходящего полотна 200. На противоположной стороне от проходящего полотна 200 установлено множество сопел 105, каждое из которых предпочтительно расположено в шахматном порядке по отношению к месту нахождения каждого устройства 10 для создания воздушной пленки. В представленном варианте осуществления конструкции противоположные сопла 105 в зоне осушителя 100, где находятся ступенчатые устройства для создания воздушной пленки, представляют собой базовые сопла с одиночной щелью, обеспечивающие низкую скорость и большой объем для разжижения растворителем, чтобы сохранять низкие уровни нижнего предела возгораемости (LFL). Постоянная скорость, поперечная поверхности, тянет полотно к поверхности устройства для создания воздушной пленки, чтобы обеспечить оптимальное всплытие и оптимальные характеристики пленки. Конструкция с двумя щелями обеспечивает двойную силу опускания, что, в свою очередь, приводит к разравниванию морщин в плавающем полотне в машинном направлении. Увеличенная сила удерживания, обеспечиваемая устройством для создания воздушной пленки, позволяет получить плоское полотно для устойчивого перехода к противоположным зонам воздуходувных штанг без проблем, связанных с возникновением неустойчивых колебаний полотна, волн или отметин на нем.
Таким образом, при работе будет происходить выпуск потока воздуха через основную и вспомогательную выпускные щели или отверстия. Конструкция обеспечивает возможность повторного использования воздуха, выпускаемого из основной выпускной щели, при этом он будет сходиться к потоку воздуха из вспомогательной выпускной щели и будет создавать увеличенную воздушную подушку для обеспечения большей опоры перемещающегося полотна, что, в свою очередь, приводит к удалению морщин полотна в машинном направлении, вызываемых увеличенным натяжением полотен с пониженным весом. Для полотен с большим натяжением возможна увеличенная высота всплытия (например, реальная высота всплытия, составляющая 0,125 дюйма от поверхности устройства для создания воздушной пленки независимо от линейной скорости). Поскольку воздух выпускают снизу от полотна и параллельно ему, всегда будет иметь место скорость поперечно поверхности устройства для создания воздушной пленки, чтобы тянуть морщинистую пленку вниз к поверхности и удерживать ее в надлежащем месте для контролируемого перемещения. Повышенное давление подушки, создаваемое вспомогательной выпускной щелью, растягивает полотно, удаляя какие-либо морщины в машинном направлении, которые могут быть образованы в полотне, и тем самым придает полотну внешний вид, подобный стеклу. Посредством введения двух выпускных щелей на двух разных местах поверхности и обеспечения при этом двух больших плоских поверхностных зон сила опускания удваивается, что необходимо при распрямлении морщин в машинном направлении.
Диапазон весов полотен и состояний натяжения, при которых настоящее изобретение демонстрирует превосходные характеристики плавучести, более чем удвоен по сравнению с обычными конструкциями.
Эксплуатационные характеристики устройства для создания воздушной пленки позволяют обеспечить большие промежутки между такими устройствами при установке в осушителе, а также позволяют использовать большее окно при работе с различными весами и натяжениями полотен. Его можно использовать в качестве устройства для стабилизации полотен из-за высоких характеристик конструкции, касающихся захватывания полотен.