ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ БУМАГИ С РАЗМАТЫВАЕМЫХ РУЛОНОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОГОВ ИЗ БУМАЖНОГО МАТЕРИАЛА
EQUIPMENT FOR REMOVING PAPER FROM UNREELING ROLLS USED IN MANUFACTURING PAPER MATERIAL LOGS

Настоящее изобретение относится к оборудованию для удаления остающейся бумаги с разматываемых рулонов, используемых для изготовления логов бумажного материала. Известно, что изготовление логов, изготавливаемых из бумажного материала, из которых получают, например, рулоны туалетной бумаги или рулоны кухонной бумаги, подразумевает подачу полотна бумаги, образованного одним или несколькими наложенными слоями, по заранее определенному пути, вдоль которого выполняются различные операции до перехода к образованию логов, включающих поперечный предварительный надрез полотна для образования линий предварительной резки, которые делят его на разделяемые отрывные листы. Изготовление логов обычно включает использование картонных трубок, обычно называемых «сердечниками», на поверхности которых распределено заранее определенное количество клея, чтобы позволить бумажному полотну быть связанным с сердечниками, которые вводятся в машину, обычно называемую «перематывателем», которая изготавливает логи. Клей распределяется по сердечникам, когда они проходят вдоль соответствующего пути, содержащего концевой участок, обычно известный как «лотковая опора» из-за его вогнутой формы. Образование логов также подразумевает использование намоточных валиков, которые заставляют каждый сердечник вращаться вокруг своей продольной оси, тем самым, вызывая наматывание полотна на этот сердечник. Процесс заканчивается, когда заранее установленное количество листов намотано на сердечник с приклеиванием клапана последнего листа на лежащий ниже лист таким образом образованного рулона (так называемая операция "приклеивания клапана"). По достижении заданного количества листов, намотанных на сердечник, последний лист готового лога отделяется от первого листа следующего лога, например, посредством струи сжатого воздуха, направленной к соответствующей предварительной линии разреза. На этом этапе, лог выгружается из перематывателя. Патент EP 1700805 раскрывает перематыватель, работающий в соответствии со схемой работы, раскрытой выше. Изготовленные таким образом логи затем передаются в буферный накопитель, который снабжает одну или несколько отрезных машин, посредством которых осуществляется поперечная резка логов для получения рулонов желаемого размера.
Также известно, что бумага, предназначенная для подачи в перематыватель, подается рулонами большого диаметра, обычно называемыми разматываемыми рулонами, размещенными на подходящих разматывателях, расположенных перед самим перематывателем. Каждый разматываемый рулон образован из заранее установленного количества бумаги, намотанной на трубчатый сердечник. Когда разматываемый рулон почти использован, бумага берется с другого рулона, помещенного на второй разматыватель, чтобы не прерывать производство логов, после чего первый рулон снимается со своего места и на его место загружается другой, и т.д. У использованного рулона всегда есть определенное количество остаточной бумаги на его сердечнике и, поскольку последний должен быть повторно использован, остаточная бумага должна быть удалена. Для этого сердечники использованных рулонов загружаются на вилочные погрузчики и транспортируются на станцию очистки, где оператор, возможно, с использованием специального оборудования, обеспечивает удаление остаточной бумаги. Патент US 4506575 раскрывает устройство для удаления остаточной бумаги с сердечников рулонов бумаги, предназначенных для повторного использования.
Основной задачей настоящего изобретения является обеспечение оборудования, позволяющего улучшить операции очистки сердечников разматываемых рулонов. Этот результат достигается, в соответствии с настоящим изобретением, посредством машины и процесса, имеющих характеристики, указанные в независимом пункте формулы изобретения. Другие признаки настоящего изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Благодаря настоящему изобретению, возможно улучшить операции очистки на сердечниках разматываемых рулонов посредством введения режимов автоматического управления теми же операциями, которые делают процесс более безопасным и более эффективным.
Эти и другие преимущества и характеристики настоящего изобретения станут более очевидны для специалиста в данной области благодаря следующему описанию и прилагаемым чертежам, предусмотренным в качестве примера, но не рассматриваемым в ограничительном смысле, на которых:
Фиг.1А показывает схематичный вид сбоку установки, использующей устройство в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.1В представляет собой увеличенную детализацию по фиг.1А;
Фиг.2А-2Е схематично представляют возможный режим использования установки, показанной на фиг.1;
Фиг.3А схематично представляет устройство (8) для удаления остатков бумаги с сердечников использованных рулонов согласно настоящему изобретению;
Фиг.3B и 3C представляют собой увеличенные детали по фиг.3A;
Фиг.4А представляет собой схематичный вид сбоку оборудования, показанного на фиг.3А, в рабочей конфигурации, в которой некоторые элементы опущены для лучшего выделения других;
Фиг.4В представляет увеличенную детализацию по фиг.4А;
Фиг.5 представляет собой схематичное представление возможного расположения оборудования (8) на установке согласно настоящему изобретению;
Фиг.6А-6В схематично представляют дополнительную конфигурацию оборудования (8);
Фиг.7А-7Е схематично представляют последовательность этапов работы устройства согласно изобретению;
Фиг.8 показывает вид продольного сечения участка всасывающего цилиндра (81), которое, в частности, показывает внутреннюю полость и радиальные отверстия всасывающего цилиндра.
Сокращенная до своей существенной структуры и со ссылкой на фигуры приложенных чертежей, установка для производства логов из бумажного материала, в которой, например, может использоваться устройство (8) согласно настоящему изобретению, содержит перематыватель (1), который производит логи, и множество разматывателей (2А, 2В, 2С, 2D). Каждый из упомянутых разматывателей подходит для поддержки соответствующего разматываемого рулона (ЗА, ЗВ, 3C, 3D), с которого разматывается бумажное полотно, для подачи в перематыватель (1). В состав установки также входит мостовой кран (4). Кроме того, установка (PL) может быть снабжена несколькими узлами (5A, 5B) связывания, предназначенными для соединения хвостовой части полотна, подаваемого разматываемым рулоном, в фазе использования, с передним участком полотна, подаваемого другим разматываемым рулоном, установленным на соответствующем разматывателе. Установка (PL) также может быть снабжена узлом (6) для склеивания и тиснения полотен, расположенных перед перематывателем (1), относительно направления полотна, подаваемого разматываемыми рулонами. Упомянутые разматываемые рулоны состоят из бумажного полотна, намотанного вокруг трубчатого поддерживающего сердечника (30).
Количество разматывателей, наличие и количество узлов сопряжения, и возможное присутствие узла склеивания и тиснения не следует рассматривать в ограничительном смысле для целей настоящего описания, но только для иллюстративных целей.
Рабочие узлы установки (PL), то есть перематыватель, разматыватели, узлы связывания и узел склеивания и тиснения, установлены в области (Z), над которой работает мостовой кран (4), который, следовательно, способен обслуживать каждый из этих узлов.
Внутри упомянутой области (Z) также имеется опорный узел для разматываемых рулонов в точке (P3) временного хранения, где разматываемые рулоны (3E) могут быть временно расположены в ожидании их установки на разматыватели.
Установка (PL) указанного выше типа раскрыта, например, в публикации WO 2016/046852, на которую делается ссылка для более подробного описания. Структура и работа отдельных рабочих блоков (1, 2A-2D, 3A-3D, 4, 5, 6) установки (PL) известны сами по себе. В частности, мостовой кран (4) относится к типу, содержащему два рычага (40), каждый из которых приспособлен для зацепления и перемещения расширяемого пальца (7), который может быть вставлен в любой сердечник (30) разматываемых рулонов (ЗА). Расширяемый палец (7), подходящий для выполнения этой функции, раскрыт, например, в публикации WO 2016/046852.
Установка также содержит оборудование (8) для очистки, предназначенное для удаления остаточной бумаги с сердечников (30) использованных разматываемых рулонов. Как упомянуто во введении, фактически существует необходимость в выполнении этой операции, чтобы повторно использовать сердечники (30) разматываемых рулонов.
Предпочтительно, упомянутое оборудование (8) расположено в заранее определенной точке в пределах области (Z), обслуживаемой мостовым краном (4). Таким образом, как дополнительно описано далее, мостовой кран (4) может быть использован для перемещения сердечников (30) использованных разматываемых рулонов даже во время изготовления логов.
Со ссылкой на пример, показанный на фиг.3А-3С, оборудование (8) согласно изобретению содержит неподвижную несущую структуру (80), на которой смонтированы: всасывающий цилиндр (81) с горизонтальной осью, каретка (82), снабженная лезвием (83), электродвигатель (84), который определяет вращение всасывающего цилиндра (81) вокруг своей оси посредством соединения (85) ремня и шкива, электродвигатель (86), который посредством соответствующего ременного соединения (860) определяет перемещение каретки (82) вдоль направляющей (87), параллельной оси всасывающего цилиндра (81), и верхняя часть структуры с двумя опорными поверхностями (88), каждая из которых имеет форму для размещения соответствующего расширяемого пальца (7). Упомянутое лезвие (83) закрыто соответствующим кожухом (830) и представляет собой, например, круглое лезвие, приводимое в движение соответствующим электродвигателем (831), поддерживаемым упомянутой кареткой (82). Цилиндр (81) соединен с отсасывающим устройством (811), которое создает внутри него разрежение. Фиг.8 иллюстрирует участок цилиндра (81), показывающий внутреннюю полость (81С) и радиальные отверстия (81Н), через которые всасывание, создаваемое отсасывающим устройством (811), передается наружу. Кроме того, каждый конец цилиндра (81) поддерживается соответствующим рычагом (812). Рычаги (812) позволяют удерживать всасывающий цилиндр (81) в нижнем положении и верхнем положении, как дополнительно описывается ниже. Каждый рычаг (812) имеет заднюю сторону, шарнирно закрепленную на структуре (80) с осью (801) шарнира, параллельной продольной оси всасывающего цилиндра (81). Кроме того, каждый рычаг (812) имеет переднюю сторону с отростком (813), который в нижнем положении цилиндра (81) опирается на опору (800) структуры (80). В заданном положении между его задней и передней сторонами, каждый рычаг (812) имеет седло (817) лотковой опоры, в котором закреплен соответствующий конец цилиндра (81). Каждый рычаг (812) соединен с соответствующим приводом (814), позволяющим ему вращаться вокруг оси (801) шарнира, чтобы поднимать и опускать цилиндр (81). Со ссылкой на пример, показанный на чертежах, каждый привод (814) соединен с нижним отростком (815) соответствующего рычага, и на противоположной стороне (816) ограничен структурой (80).
Когда пальцы (7), которые поддерживают сердечник использованного разматываемого рулона (3D), подлежащего очистке, подаются мостовым краном на опорные поверхности (88) на структуре (80), как показано на фиг.7А, цикл очистки может быть начат: всасывающий цилиндр (81) поднимается и приводится в контакт с рулоном (3D) соответствующими пневматическими приводами (814), как схематично показано на фиг.7B; тем временем отсасывающее устройство (811) активируется. Фиг.7А и 7В показывают клапан (L) остаточной бумаги, выступающий из рулона (3D). В зависимости от ориентации разматывателя, с которого был снят рулон, всасывающий цилиндр (81) вращается двигателем (84) по часовой стрелке или против часовой стрелки, таким образом, вращая рулон (3D) посредством трения и наматывая на него бумагу, которая разматывается с рулона. Фиг.7С показывает вышеупомянутый клапан (L) в положении, прилегающем к всасывающему цилиндру (81), благодаря вращению последнего и приложенному всасыванию. Это вращение продолжается до тех пор, пока сердечник не станет чистым (фиг.7D). На практике, всасывающий цилиндр (81) вращается в направлении, подходящем для разматывания бумаги с рулона, в соответствии с направлением намотки той же бумаги на рулон, таким образом, действуя в качестве перемоточного цилиндра. Фотоэлемент (не виден на чертежах) определяет диаметр рулона (3D) во время фазы очистки, чтобы определить время, когда на рулоне больше нет бумаги. Этот фотоэлемент передает обнаружение на блок управления, который управляет всасыванием, вращением и позиционированием всасывающего цилиндра. В этот момент, всасывающий цилиндр (81) возвращается в свое нижнее исходное положение соответствующими приводами, как показано на фиг.7Е, и вращается до тех пор, пока паз (810), предусмотренный на его внешней поверхности, не выровняется с лезвием (83). Затем начинается фаза резки: каретка (82) приводит лезвие (83) в контакт с бумагой, намотанной на поверхность цилиндра (81), и при последовательных проходах удаляет бумагу с цилиндра. Режущее действие особенно эффективно, потому что оно происходит благодаря введению лезвия (83) в паз (810), чтобы проходить через все слои бумаги, имеющиеся на цилиндре, поскольку паз (810) является более внутренним, чем поверхность цилиндра, на которую обернута бумага. В то время как узел (82, 83) резания удаляет бумагу с цилиндра (81), мостовой кран (4) может продолжать цикл смены разматываемых рулонов на установке, тем самым определяя резкое сокращение времени простоя. На фиг.7А-7Е бумага, подлежащая переносу, то есть бумага, снятая с рулона (3D) и перенесенная на цилиндр (81), представлена более толстыми линиями. В вышеупомянутом пазу (810) может быть выгодно расположена резиновая вставка, невидимая на чертежах, которая действует как упругая контрастная поверхность для лезвия во время удаления бумаги с цилиндра (81). Вместо фотоэлемента может быть использован, например, механический зонд. Например, каретка (82) содержит основание (820), закрепленное к ремню (860), приводимому в действие электродвигателем (86), который определяет перемещение каретки в направлении, определяемом направляющей (87). На упомянутом основании (820) расположены два пневматических привода (821), которые посредством группы шарнирных рычагов (822) соединены с пластиной (823), поддерживающей двигатель (831), приводящий в движение лезвие (83). На практике, приводы (821) позволяют приблизить лезвие (83) к цилиндру (81) и, наоборот, отодвинуть его от цилиндра. Двигатель (86) определяет перемещение каретки (82) параллельно всасывающему цилиндру (81), а приводы (821) перемещают лезвие (83) к цилиндру (81) и обратно. Как указывалось ранее, лезвие (83) удаляет бумагу с цилиндра (81) за несколько проходов, при этом каретка (82) попеременно перемещается вдоль направляющей (87).
Чертежи показывают наклонную плоскость (EP), с которой выходит удаленная бумага. Извлеченная с сердцевины бумага собирается под действием силы тяжести в нижележащую корзину, которая на фиг.2А-2Е и 4А обозначена ссылочной позицией "СЕ" и которая может быть корзиной с колесами.
В соответствии с возможным примером использования установки, снабженной оборудованием согласно настоящему изобретению, и со ссылкой к фиг.2A-2E прилагаемых чертежей (на которых фиг.2A является идентичной фиг.1A, но повторяется для лучшей иллюстрации), возможная последовательность операций, связанная с использованием оборудования (8), когда разматываемый рулон (3D) использован, мостовой кран (4) приводится в соответствие с соответствующим разматывателем (2D). В этот момент мостовой кран (4) входит в зацепление с каждым из пальцев (7), присутствующих на концах сердечника (30) использованного рулона, как показано на фиг.2А.
Таким образом, мостовой кран (4) может поднять рулон, сняв его с разматывателя, и подвести к оборудованию (8), как показано на фиг.2В. Здесь оператор запускает цикл удаления остаточной бумаги с использованного рулона (3D), пока последний все еще закреплен к мостовому крану (4) через пальцы (7), вставленные в его сердечник. Как только операция очистки завершена, мостовой кран (4) переносит очищенный сердечник (30R) к месту (9) временного хранения и освобождает его, извлекая из него пальцы (7), как показано на фиг.2C и фиг.2D. Затем, как показано на фиг.2E, мостовой кран (4), используя те же пальцы (7), поднимает новый разматываемый рулон (3E) с места (Р3) временного хранения, а затем передает его на свободный разматыватель (2D). В этом примере, мостовой кран (4) занят, пока сердечник (30), подвергаемый очистке, остается на оборудовании (8). В качестве альтернативы, мостовой кран (4) может освободить очищаемый сердечник (30) на вышеупомянутых опорных поверхностях (88) оборудования (8) без извлечения пальцев (7) из сердечника (30). В этом случае, пальцы (7) останутся закрепленными к сердечнику (30) и будут удерживаться подходящими кулачками (89), расположенными в опорных поверхностях (88) и управляемыми соответствующими приводами (11), которые соединены с кулачками посредством шарнирных рычагов (890). В этом случае, мостовой кран (4), прежде чем зацепить новый рулон (3E) в месте (P3) ожидания, поднимает два пальца в заранее определенной области временного хранения пальцев. Фиг.4А и фиг.4В показывают всасывающий цилиндр (81) в контакте с использованным рулоном (3D), поддерживаемым опорами (88). Когда всасывание в цилиндре (81) активируется, и цилиндр (81) вращается вокруг своей оси, контакт между использованным рулоном (3D) и цилиндром (81) определяет перенос бумаги с сердечника (30) использованного рулона (3D) на цилиндр (81), который, таким образом, как указано выше, действует как перемоточный цилиндр и собирает на своей внешней поверхности бумагу, удаленную с сердечника (30).
Фиг.6А показывает оборудование (8) в конфигурации ожидания, ожидающее очистку использованного рулона, с всасывающим цилиндром (81) в нижнем положении ожидания. Фиг.6В показывает то же оборудование (8) в конце цикла очистки, с очищенным сердечником (30) и возвращенным всасывающим цилиндром (81) в положение, отстоящее от сердечника. Положение всасывающего цилиндра (81), показанного на фиг.6В, также соответствует положению, которое он принимает после того, как его вращение было остановлено, при этом лезвие, переносимое кареткой (82), вступает в действие.
Обработка сердечников использованных рулонов и загрузка новых рулонов происходит параллельно с изготовлением логов, то есть не прерываясь.
Размещение оборудования (8) в точке внутри зоны (Z), обслуживаемой мостовым краном (4), дает возможность использовать его более эффективно и повысить уровень автоматизации самой установки. В то же время существует более рациональное использование доступных площадей.
Сердечники рулонов, подвергнутые вышеупомянутой операции очистки, могут быть размещены на станции накопления мостовым краном.
Из вышеприведенного описания очевидно, что всасывающий цилиндр (81) используется для удаления остаточной бумаги с использованных разматываемых рулонов (3D). Другими словами, всасывающий цилиндр (81) собирает на себе бумагу, извлеченную с использованного разматываемого рулона (3D), так что сердечник (30) последнего может быть запущен для повторного использования даже сразу после удаления бумаги. Окончательное удаление бумаги, снятой с использованного рулона, осуществляется лезвием (83), которое действует, как было сказано выше, на всасывающем цилиндре (81).
Поэтому предметом настоящего изобретения является оборудование для удаления бумаги с сердечников разматываемых рулонов, используемых для изготовления логов из бумажного материала, содержащее опорную систему (88), приспособленную для поддержки использованного разматываемого рулона (3D), при этом использованный разматываемый рулон (3D) содержит трубчатый сердечник (30), на котором намотана остаточная бумага, подлежащая удалению, и содержит средство для удаления остаточной бумаги с упомянутого сердечника (30), когда использованный разматываемый рулон (3D) помещен на упомянутую опорную систему (88), причем упомянутое средство для удаления содержит:
- опорную структуру (80), на которой вдоль горизонтальной оси установлен всасывающий цилиндр (81), имеющий наружную поверхность, перфорированную и сообщающуюся с внутренней полостью (81С), которая, в свою очередь, соединена с узлом (811) всасывания, приспособленным для создания разрежения внутри цилиндра (81), посредством чего упомянутое разрежение передается на наружную поверхность цилиндра (81);
- привод (84), который определяет вращение цилиндра (81) вокруг упомянутой оси с заданной угловой скоростью и направлением вращения,
причем
- упомянутая опорная система (88) приспособлена для поддержки использованного разматываемого рулона (3D) параллельно упомянутому цилиндру (81);
и при этом предусмотрены следующие средства:
- средство для регулировки расстояния между упомянутой опорной системой (88) и упомянутым цилиндром (81) для обеспечения контакта между цилиндром (81) и использованным разматываемым рулоном (3D) в фазе удаления остаточной бумаги;
- средство обнаружения, для обнаружения мгновенного диаметра использованного разматываемого рулона, размещенного на опорной системе (88);
- блок управления, соединенный с упомянутым средством обнаружения и предназначенный для управления приводом (84), который определяет вращение цилиндра (81) как функцию мгновенного диаметра использованного разматываемого рулона (3D), обнаруженного средством обнаружения, причем упомянутый блок управления запрограммирован для остановки вращения цилиндра (81), когда мгновенный диаметр использованного разматываемого рулона (3D) достигает заданного минимального значения;
и при этом
- упомянутое вращение цилиндра (81) и разрежение на наружной поверхности того же цилиндра (81) определяют вращение использованного разматываемого рулона (3D) и передачу остаточной бумаги с использованного разматываемого рулона (3D) к цилиндру (81), когда последний и использованный разматываемый рулон (3D) вступают в контакт.
Согласно конкретным аспектам изобретения, которые раскрыты выше:
- опорная система (80) закреплена, а упомянутый цилиндр (81) соединен с соответствующими приводами, которые приводят его в контакт с использованным рулоном в начальной фазе цикла удаления остаточной бумаги с использованного разматываемого рулона, и от последнего, когда упомянутый минимальный диаметр достигнут;
- цилиндр (81) снабжен продольной полостью (810) на его внешней поверхности;
- с опорной структурой (80) связана каретка (82), которая перемещается соответствующим приводом (86) вдоль направляющей (87), параллельной оси цилиндра (81), и несет лезвие (83), приспособленное для вставки в упомянутую продольную полость (810);
- упомянутый блок управления запрограммирован для приведения в действие каретки (82), когда цилиндр (81) не находится в контакте с использованным разматываемым рулоном (3D);
- упомянутый блок приводит во вращение цилиндр (81) таким образом, что продольная полость (810) находится в соответствии с лезвием (83), когда цилиндр (81) не находится в контакте с использованным разматываемым рулоном (3D);
- средство блокировки (89) для блокировки использованного разматываемого рулона (3D) связано с опорной системой (88).
- упомянутое средство блокировки воздействует на пальцы (7), вставленные в использованный разматываемый рулон;
- оборудование расположено на установке, содержащей: перематыватель (1), предназначенный для изготовления бумажных логов с использованием бумажного полотна; заданное количество разматывателей (2А, 2В, 2С, 2D), каждый из которых приспособлен для поддержки соответствующего разматываемого рулона (ЗА, ЗВ, 3С, 3D), с которого разматывается бумажное полотно, подаваемое в перематыватель (1); мостовой кран (4), расположенный и действующий в области (Z), внутри которой размещены перематыватель (1) и разматыватели (2А, 2В, 2С, 2D); при этом упомянутое оборудование (8) очистки находится внутри зоны (Z), обслуживаемой мостовым краном (4), так что последний может использоваться для перемещения упомянутых сердечников (30) к оборудованию (8) очистки и от него;
- упомянутые средства обнаружения представляют собой средства оптического обнаружения, или
- упомянутые средства обнаружения представляют собой средства механического обнаружения.
На практике, детали могут в любом случае изменяться, соответственно, для отдельных элементов, описанных или иллюстрированных, без, тем самым, отклонения от объема принятого решения и, таким образом, остающихся в пределах защиты, обеспечиваемой настоящим патентом.