CN105874122A - 刮刀刀片架系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了刮刀刀片架系统，包括刮刀刀片支承结构、调整成型板和一系列调整机构。刮刀刀片支承结构包括用于接纳刮刀刀片的细长槽和分开的容纳安装硬件的细长槽。可调整的成型板导致压力沿工作刀片的长度以连续方式施加于工作刀片，其中成型板安装于刀架安装板，刀架安装板具有一系列安装结构对，安装结构对允许成型板相对于刀架安装板绕两根轴线无约束挠曲或转动。一系列调整机构附连至刀架安装板并作用于成型板，其中调整机构能够以双向的方式偏移成型板。

Description

刮刀刀片架系统
优先权
本申请要求2013年11月6日提交的美国临时申请序列号第61/900,727号的优先权，该申请的全部内容和实质以参考的方式全部纳入本文。
背景技术
本发明总体涉及刮刀刀片架，并具体涉及可与辊表面一起使用的刮刀刀片架，其中辊表面不均匀。
例如，用于制造薄纸的特定类型的辊，诸如扬克辊，可具有沿辊的纵向不均匀的非常大的直径。某些这样的辊，例如，辊的中心处直径可大于辊的端部处的直径。可通过设计以便于中间薄纸产品的转移到辊上，但尝试提供与辊的表面匹配的刮刀刀片时就有困难了。
传统地，通过沿刮刀刀片架的长度在分隔开的位置(例如，每数英寸)提供调整螺钉，将刮刀刀片推近辊表面，可实现沿辊的长度的刮刀刀片的位置的调整。然而，遗憾的是，这样的调整将危害刮刀刀片架的其它部分，诸如刮刀刀片架附连至刀架安装板或刮刀背(doctor back)处，且可进一步导致由刮刀刀片施加至辊的表面上的压力的不一致。
因此存在需求，需要刮刀刀片架高效地且有效地允许刮刀刀片的位置的小的局部调整，而不会带来上述伴随的缺点。
发明内容
根据实施例，本发明提供了刮刀刀片架系统，包括刮刀刀片支承结构、调整成型板和一系列调整机构。刮刀刀片支承结构包括用于接纳刮刀刀片的细长槽和分开的容纳安装硬件的细长槽；可调整的成型板导致压力沿工作刀片的长度以连续方式施加于工作刀片，其中成型板以一系列安装结构安装于刀架安装板，这些安装结构允许成型板相对于刀架安装板绕两根轴线无约束挠曲或转动。一系列调整机构附连至刀架安装板并作用于成型板，其中调整机构能够以双向的方式偏移成型板。
根据另一实施例，本发明提供了刮刀刀片架系统，包括刮刀刀片支承结构、多个调整机构和多个可移动的附连机构。刮刀刀片支承结构包括用于接纳刮刀刀片的细长槽和分开的容纳安装硬件的细长槽，安装硬件用于将刮刀刀片支承结构附连至刀架安装板。多个调整机构附连至刀架安装板并作用于成型板，其中调整机构能够将成型板相对于刀架安装板偏移。多个可移动的附连机构用于将刮刀刀片支承结构附连至刀架安装板，还允许成型板相对于刀架安装板运动。
附图说明
参考附图可进一步理解以下的描述，附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的刮刀刀片架系统的说明性示意图；
图2示出了图1中的刮刀刀片架系统的说明性示意剖视图；
图3示出了图1中的刮刀刀片架系统的刮刀刀片支承结构的说明性示意等轴视图；
图4示出了图1中的刮刀刀片架系统的成型板的说明性示意等轴视图；
图5示出了图1中的刮刀刀片架的局部说明性示意剖视图，其中调整机构的致动引起成型板安装结构相对于刀架安装板安装结构运动；
图6示出了根据本发明的另一实施例的刮刀刀片架系统的说明性示意图，该系统包括刮刀刀片滑架内的至少一个载荷传感器；
图7示出了根据本发明的另一实施例的刮刀刀片架系统的说明性示意图，该系统涉及不同的调整机构和不同的球形安装结构；
图8示出了根据本发明的另一实施例的刮刀刀片架系统的说明性示意剖视图，该系统涉及不同的调整机构和不同的球形安装结构；
图9示出了图7中的刮刀刀片架系统的成型板的说明性示意等轴视图；
图10示出了图7中的刮刀刀片架的局部说明性示意剖视图，其中调整机构的致动引起成型板安装结构相对于刀架安装板安装结构运动；以及
图11示出了图7中的刮刀刀片架的说明性示意图，其中调整机构的致动引起成型板安装结构相对于刀架安装板安装结构运动。
附图所示仅用于说明性目的。
具体实施方式
本发明提供了一种改进的刮刀刀片架，可用于将薄纸从薄纸制造机(例如，扬克式烘缸(Yankee dryer))中的烘缸辊上起绉。本发明的刮刀刀片架提供精确的调整特征，这些特征允许起绉刀片更均匀地加载到扬克表面(Yankee surface)。此外，本发明的实施例将有助于通过最小化刀片颤动和振动来保护扬克表面。除薄纸加工应用以外，本发明的刮刀刀片架可用于产品或污染物需从旋转辊、带或其它运动表面移除或刮除的许多其它加工过程。
参考图1－5，根据实施例，本发明提供了改进的刮刀刀片架组件，包括刮刀刀片支承结构3、成型板4和支承刀片5。刮刀刀片支承结构3保持刮刀刀片2紧邻扬克式烘缸1的总体圆柱形表面。刮刀刀片支承结构3包括优选地与刮刀刀片滑架7配合的刮刀刀片接纳槽6。刮刀刀片滑架7包括多个内部隔离元件37，内部隔离元件附连至滑架的两侧壁且为刮刀刀片的底部边缘提供支承。刮刀刀片的顶部边缘，即工作边缘，压靠扬克表面1。支承刀片可具有大约0.025英寸至大约0.250英寸的厚度。
刮刀刀片支承结构3包括两个集成的磨损条。第一磨损条8固定于刮刀刀片支承结构3的壁上最接近扬克表面处，而第二磨损条9固定于刮刀刀片支承结构3的壁上离扬克表面1最远处。在刀片工作时和在将刀片2插入刮刀刀片支承结构3或从刮刀刀片支承结构3移出期间，磨损条8和9提供与刀片的接触点。
刮刀刀片支承结构3还包括跨越结构的全部长度的T形纵向槽10。该T形槽10用于安装目的。一系列铣出的凹部11(图3中所示)沿构件的长度间隔设置。凹部之间余下的台肩(land)12与刀架安装板13匹配，以为刀片支承结构3提供稳定的安装。
此外，夹棒14包含于T形槽10内。夹棒14可形成连续的长度，或可构造为一系列分段的棒。夹棒14在纵向上间隔设置一系列孔。刀架安装板13具有一系列与夹棒14上的螺纹孔对齐间隔设置的螺纹孔15。刀架安装板13还具有用于接纳肩螺钉26的一系列螺纹孔40(如以下更详细讨论的)，以及用于接纳调整机构29的一系列间隙孔42和44(如以下同样更详细讨论的)。
穿过成型板4上的孔47的有头螺钉16用于迫使夹棒14抵靠T形槽17的内表面，从而迫使刀片支承结构3牢固地抵靠刮刀梁的刀架安装板13。优选地，对应于台肩12的宽度和位置的浅槽18被加工在刀架安装板13中，以确保刀片支承结构3将保持笔直并固定在适当位置。刮刀刀片支承结构3还可形成为连续的构件，或可分段以减少制造成本。如其被分段，则可利用附加载荷桥接构件。该载荷桥接构件将提供分段之间的连接并将用于对齐相邻分段的相对端部。
当刀片2被加载抵靠扬克表面1时，有四个接触力或力的接触线作用于其上。第一个为刀片的工作边缘与扬克表面之间的接触线19；第二为支承刀片5与工作刀片的外表面之间的接触线20；第三为最接近扬克表面的磨损条8与工作刀片的内表面之间的接触线21；而第四为滑架的基座与刀片的底部边缘之间的接触力22。优选地，刮刀刀片支承结构为铝制挤压部。然而，其也可为拉挤或叠置以获得正确几何形状的纤维增强塑料(复合材料)，或可为金属部件的组件。
成型板4沿纵向延伸，且沿其底部边缘以球形安装结构23附连至刀架安装板13。一系列相互间设的销49调整机构29沿成型板4和刀架安装板13的纵向方向设置，其允许成型板4远离刀架安装板13少量移动以适应刮刀刀片2的尖端与辊表面1之间距离的小变化。这在图5中更详细地示出，其以横截面示出了成型板向扬克(表面)调整时的刀架。例如且如上所讨论的，某些扬克刮刀辊在辊的端部可具有比在辊的中心处的直径更小的直径。在该情形下，调整机构29提供了刀片可在辊的端部推向辊的表面，以匹配辊表面的形状。
球形安装结构23允许成型板绕图2中示意性示出的一根或两根轴线的挠曲或局部转动。根据实施例，球形安装结构23可包括具有安装结构元件24和25的球形推力轴承，安装结构元件24和25与肩螺钉26和杯形垫圈27(例如，贝氏弹簧垫圈)配合，以提供成型板4响应于调整机构29的运动而相对于刀架安装板13的小范围运动。具体地，由于调整机构将成型板4推压向辊表面，杯形垫圈和成型板安装结构25随成型板运动，而刀架安装板安装结构24随刀架安装板13保持静止。
具体地，且同样参考图5，在调整机构29的调整期间，肩螺钉26和组件的凸部24保持固定，而杯形垫圈27和组件的凹部25随成型板运动以适应由成型板4相对于刀架安装板13的运动(这也是由调整机构29的调整导致的)导致的成型板4的枢转运动。根据本发明的又一实施例，许多其它球形安装设计可用于提供成型板4相对于刀架安装板13的运动所需的自由度。
一系列被加工在成型板上的、间设的、矩形的开口28允许刮刀刀片支承结构12的台肩穿过刀架安装板并与其配合。成型板4可为一连续构件，或可为分段的以增加柔性或减少制造成本。如其被分段，则可利用附加载荷桥接构件。该载荷桥接构件将提供分段之间的连接并将用于对齐相邻分段的相对端部。一系列调整机构29螺旋拧入刀架安装板13且作用于成型板4的上部区域。
这些调整机构29的一个实施例包含可转动的、制有外螺纹的本体和连接到成型板连接的凸缘连接件。优选的设计具有附连至调整机构29的主体的、具有左旋螺纹连接件31的内可移除凸缘30。通过加工该具有左旋螺纹的连接件，施加至该凸缘的力在进行调整时将用作拉紧该凸缘而不是放松该凸缘。这些调整机构29在一定范围内可被独立设置，以迫使成型板4的上边缘靠近或远离支承刀片5。支承刀片5进而将该运动和相关联的力直接传递至工作刀片2。该特征允许精确控制工作刀片与扬克表面之间的、连续地跨过扬克(表面)的全宽度的接触载荷19。同样，由于典型扬克表面并非笔直的而是以桶形的方式隆起，扬克(表面)的中心处的半径略大于其边缘处的半径(典型地为0.025至0.125英寸)，该特征是重要的。
一旦设置好各调整机构、即物件29，具有母螺纹的专用盖、即物件32拧至调整机构29上并拧紧。该动作用于将调整机构29锁定在期望的设置，同时还防止过程污染物干涉螺纹或填充入扳手套筒33。
成型板4的内表面34与刀片支承构件3的外表面35结合，以形成用于支承刀片5和刀片压力平衡管36的空腔。该平衡管36沿支承刀片的底部施加均匀的压力。该效果传递至支承刀片与工作刀片之间的接触表面20，从而有助于确保工作刀片被均匀加载而抵靠扬克表面。优选地，平衡管36填充有黏性液体；然而，其可为用于高载荷或高温应用的固体材料(例如为弹性体)。
如果被期望，内部分隔元件37'可装备诸如应变仪之类的载荷或振动传感器，以测量传递经过刮刀刀片2的轴线的力(如图6中所示)。由于该力与刮刀刀片2的工作边缘与扬克表面1之间的摩擦力或切向力密切相关，薄纸制造操作中将发现监控该力的价值。换言之，该力为从扬克(表面)上移除薄纸层所需的。例如图8示出了为了感测传递经过刮刀刀片的切向力，嵌入在刮刀刀片支承结构3的基座内(刮刀刀片滑架7’下方)的载荷或振动传感器38的使用。
图6中的刮刀刀片架系统的其余部件与图1－5中的实施例的那些部件相同，且拥有相同的附图标记。对于图5中示出的系统，图6的成型板4示出为通过致动调整机构29从刀架安装板13偏离，其中杯形垫圈27和成型板安装结构25随成型板运动，且刀架安装板安装结构24随刀架安装板13保持静止。
参考图7－11，根据又一实施例，本发明提供了改进的刮刀刀片架组件，同样包括刮刀刀片支承结构50、成型板52和支承刀片54。刮刀刀片支承结构50保持刮刀刀片56紧邻扬克式烘缸的大体圆柱形表面。刮刀刀片支承结构50包括优选地与刮刀刀片滑架60配合的刮刀刀片接纳槽58。刮刀刀片滑架60包括多个内部隔离元件62，内部隔离元件附连至滑架的两侧壁且为刮刀刀片的底部边缘提供支承。刮刀刀片的顶部边缘，即工作边缘，压靠扬克表面1。支承刀片可具有如以上讨论的厚度。刮刀刀片支承结构50包括与以上参考图1－5中的实施例所讨论的磨损条64、66类似的两根集成的磨损条。
刮刀刀片支承结构50还包括跨越结构的全部长度的T形纵向槽68。该T形槽10用于安装目的。一系列铣出的凹部70(图9中所示)沿构件的长度间隔设置。凹部之间余下的台肩(land)72与刀架安装板74匹配，以为刀片支承结构50提供稳定的安装。
夹棒75包含于T形槽68内。同样，夹棒75可形成连续的长度，或可构造为一系列分段的棒。夹棒75在纵向上具有一系列孔。刀架安装板74具有一系列与夹棒75上的螺纹孔对齐间隔设置的螺纹孔76。如图10所示，刀架安装板74还具有一系列用于接纳肩螺钉80的螺纹孔78，以及一系列用于接纳调整机构84的间隙孔82。如以上所讨论的，穿过成型板4上的孔88的盖螺钉86用于迫使夹棒75抵靠T形槽68的内表面。
成型板52沿纵向延伸，且沿其底部边缘附连至具有调整机构84的不同实施例的刀架安装板74。同样，调整机构84沿成型板52和刀架安装板74的纵向方向设置，允许成型板52远离刀架安装板74小量移动以适应刮刀刀片56的尖端与辊表面之间距离的小变化。图11以横截面示出了成型板向扬克(表面)调整(远离刀架安装板)时的刀架。
同样如图8和11中所示的，成型板52可包括一系列相互间隔设置的销90，销90被压入刀架安装板74，以在垂向上向成型板52提供主要支承。
本实施例的球形安装结构92也允许成型板绕图2中示意性示出的一根或两根轴线的挠曲或局部转动。纵向支点或脊94被加工在成型板52上，以形成转动中心。根据实施例，球形安装结构92可包括具有安装结构元件94和95的球形推力轴承，安装结构元件94和95与肩螺钉96配合，以提供成型板52响应于调整机构84的运动而相对于刀架安装板74的小范围运动。具体地，由于调整机构将成型板52推压向辊表面，成型板安装结构94相对于肩螺钉运动，而刀架安装板安装结构95随肩螺钉保持静止。
同样参考图11，在调整机构84的调整期间，组件的肩螺钉96和凹部95保持固定，而组件的凸部94随成型板运动以适应由成型板4相对于刀架安装板13的运动(这也是由调整机构29的调整导致的)导致的成型板4的枢转运动。根据本发明的又一实施例，许多其它球形安装设计可用于提供成型板4相对于刀架安装板13的运动所需的自由度。
如以上讨论的，一系列被加工在成型板上的、间设的、矩形的开口70允许刮刀刀片支承结构的台肩穿过刀架安装板并与其配合。成型板52可为一连续构件，或可为分段的以增加柔性或减少制造成本。如其被分段，则可利用附加载荷桥接构件。该载荷桥接构件将提供分段之间的连接并将用于对齐相邻分段的相对端部。替代地，一系列相互间隔设置的垂向切口98可设于成型板52上以增加柔性。一系列调整机构84螺旋拧入刀架安装板74且作用于成型板52的上部区域。
这些调整机构84的一个实施例包含可转动的、制有外螺纹的本体和与成型板连接的凸缘螺钉100连接件。该机构能够适应成型板52的角度运动。优选的设计具有附连至调整机构84的主体的、具有左旋螺纹连接件的内可移除凸缘螺钉100。同样，通过加工该具有左旋螺纹的连接件，施加至该凸缘的力在进行调整时将用作拉紧该凸缘而不是放松该凸缘。球形垫圈102、104与加工于凸缘螺钉100上的球形表面匹配，且调整机构84允许成型板的角度运动。
同样，这些调整机构在一定范围内可被独立设置，以迫使成型板的上边缘靠近或远离支承刀片106。支承刀片进而将该运动和相关联的力直接传递至工作刀片。如以上讨论的，该特征允许精确控制工作刀片与扬克表面之间的、连续地跨过扬克(表面)的全宽度的接触载荷。一旦设置好各调整机构，具有母螺纹的专用盖108拧至调整机构84上并拧紧。同样，该动作用于将调整机构锁定在期望的设置，同时还防止过程污染物干涉螺纹或填充入扳手套筒。如以上讨论的，也可使用平衡管110。
本领域技术人员会意识到，可对以上公开的实施例作出多种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求如下：

Claims (27)

1.一种刮刀刀片架系统，包括：
a.刮刀刀片支承结构，所述刮刀刀片支承结构包括用于接纳刮刀刀片的细长槽和分开的容纳安装硬件的细长槽；
b.可调整的成型板，所述成型板导致压力沿工作刀片的长度以连续方式施加于所述工作刀片，其中所述成型板以一系列成对的安装结构安装于刀架安装板，所述安装结构允许所述成型板相对于所述刀架安装板绕两根轴线无约束挠曲或转动；以及
c.附连至所述刀架安装板并作用于所述成型板的一系列调整机构，其中所述调整机构能够以双向的方式偏移所述成型板。
2.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构直接连接至刮刀梁的所述刀架安装板。
3.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构直接连接至所述成型板。
4.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构为分段的。
5.如权利要求4所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，载荷桥接元件从一分段延伸至下一分段，并用于对齐相邻分段的相对端部。
6.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述成型板为分段的。
7.如权利要求6所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，载荷桥接元件从一分段延伸至下一分段，并用于对齐相邻分段的相对端部。
8.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构包括一个或多个集成的磨损条，所述磨损条沿所述刮刀刀片支承结构的长度延伸，且其中所述磨损条定位成在其插入、移除期间和在操作期间接触所述刮刀刀片。
9.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构涂敷有硬质涂层，以最小化与所述工作刀片接触导致的磨损。
10.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构涂敷有防粘类型的涂层，以最小化过程污染物的累积。
11.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构装配有刮刀刀片滑架。
12.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构包含一个或多个挤出的铝制元件。
13.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构包含一个或多个纤维增强的塑料复合元件。
14.如权利要求11所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片滑架内部的分隔元件可固定在各种高度，以适应工作刀片宽度的范围。
15.如权利要求11所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片滑架包含能够感测传递经过所述刮刀刀片的静态和/或动态载荷的载荷传感和/或振动传感元件。
16.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述刮刀刀片支承结构包含能够感测传递经过所述刮刀刀片的静态和/或动态载荷的载荷传感和/或振动传感设备。
17.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述系统包括支承刀片，以将力从所述成型板传递至所述工作刀片。
18.如权利要求17所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述支承刀片由金属材料制成。
19.如权利要求17所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述支承刀片由复合材料制成。
20.如权利要求17所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述支承刀片的厚度为0.025英寸至0.250英寸。
21.如权利要求17所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述系统包括平衡管且所述平衡管作用于所述支承刀片，以最小化所述支承刀片与所述工作刀片之间沿所述工作刀片的全长度的接触载荷变化。
22.如权利要求21所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述平衡管填充有黏性液体。
23.如权利要求21所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述平衡管为诸如弹性体之类的固体弹性材料。
24.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述系统包括全长夹棒，且所述夹棒位于所述刮刀刀片支承结构的细长安装槽中。
25.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，所述系统包括分段夹棒，且所述分段夹棒位于所述刮刀刀片支承结构的细长安装槽中。
26.如权利要求1所述的刮刀刀片架系统，其特征在于，具有内螺纹的盖附连至所述调整机构，且所述盖被盖紧以保持所述调整机构在期望的位置，这防止过程污染物干涉所述调整机构。
27.一种刮刀刀片架系统，包括：
a.刮刀刀片支承结构，所述刮刀刀片支承结构包括用于接纳刮刀刀片的细长槽和分开的容纳安装硬件的细长槽，所述安装硬件用于将所述刮刀刀片支承结构附连至刀架安装板；
b.附连至所述刀架安装板并作用于成型板的多个调整机构，其中所述调整机构能够将所述成型板相对于所述刀架安装板偏移；以及
c.多个可移动的附连机构，所述可移动的附连机构用于将所述刮刀刀片支承结构附连至所述刀架安装板，还允许所述成型板相对于所述刀架安装板运动。
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