CN114380115B - 分切复卷机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分切复卷机(10)，所述分切复卷机包括：退卷部(30)，用于使纤维幅材(W)从母卷退卷；分切部(35)，用于将所述纤维幅材(W)分切成部分纤维幅材(WP)；以及卷绕部(40)，所述卷绕部包括复卷机(40A；40B)，用于将所述部分纤维幅材(WP)绕卷芯(10)卷绕成客户卷。在所述卷芯(10)中的至少一个卷芯的内部，至少一个测量装置(20)通过一个/多个紧固元件(21)被可释放地紧固，使得所述测量装置(20)被配置为在绕所述卷芯(10)卷绕所述客户卷期间与所述卷芯(10)一起旋转。

Description

分切复卷机
技术领域
本发明涉及一种分切复卷机，其用于将纵向分切的纸幅材和纸板幅材卷绕到客户卷中。特别地，本发明涉及一种本文中所述的分切复卷机。
背景技术
已知在一起构成可能几百米长的造纸生产线的多台机器中制造纤维幅材(例如，纸)。现代造纸机每年可以生产超过450000吨的纸。造纸机的速度可以超过2000m/min，并且纸幅材的宽度可以大于11米。
在造纸生产线中，纸的制造作为一连续工艺发生。在造纸机中完成的纸幅材通过卷纸机绕卷绕轴、即卷绕芯轴卷绕(reel)成母卷，该母卷的直径可以大于5米并且重量可以大于160吨。卷绕的目的是将制造为平面的纸幅材改动为可更容易处理的形式。在位于主要机器生产线中的卷纸机上，造纸机的该连续工艺首次中断，并转变为周期性操作。
在纸制造中产生的母卷的幅材是全宽度的，并且甚至大于100km长，因此在将它们从造纸厂输送之前，必须将其分切成具有适合于造纸厂客户的宽度和长度的部分幅材(component webs)，并绕卷芯卷绕成所谓的客户卷。幅材的这种分切和复卷(wind up)如已知的那样在适当的单独机器、即分切复卷机中发生。
在分切复卷机上，母卷在退卷部中退卷，宽幅材在分切部上分切成若干较窄的部分幅材，这些部分幅材在卷绕部上绕诸如芯轴那样的卷芯被复卷为客户卷。当客户卷完成时，分切复卷机停止并且卷绕后的卷、即所谓的卷组(set，成套卷)从机器移除，并且用于新的部分幅材卷的新卷芯将被传送到卷绕站，以用于卷绕部分幅材卷的新卷组。然后，该工艺继续卷绕新卷组。这些步骤周期性地重复直到纸从母卷中用完，由此执行母卷更换，并且当新母卷退卷时，操作再次开始。
分切复卷机采用卷绕装置，卷绕装置用于特别取决于被卷绕的纤维幅材的类型来卷绕不同类型的客户卷。在双鼓复卷机类型的分切复卷机上，幅材从退卷经由导辊被引导到分切部，在分切部处将幅材分切成部分幅材，这些部分幅材被进一步引导到双鼓复卷机的卷绕(支撑或承载)鼓，并且使分切后的部分幅材绕位于卷绕鼓的支撑件上的卷芯进行卷绕。在多站复卷机类型的分切复卷机上，幅材从退卷经由导辊被引导到分切部，在分切部处将幅材分切成部分幅材，这些部分幅材被进一步引导到卷绕站上的一个/多个卷绕鼓，以便复卷到卷芯上成为客户卷。相邻的部分幅材在一个/多个卷绕鼓的不同侧面上复卷。多站复卷机具有一至三个卷绕鼓，并且在这些卷绕鼓中，每个部分幅材在其自身的卷绕站中被卷绕成部分幅材卷。在分切复卷机的卷绕部上，用于待绕这些卷芯卷绕的客户卷的卷芯由芯锁支撑，这些芯锁相继放置在卷芯的两端处或包括若干卷芯的卷芯阵列(array)的两端处。
从现有技术已知，分切复卷机的分切部中由从母卷筒退卷的纤维幅材分切出的较窄的部分纤维幅材在卷绕中被卷绕到客户卷中，在该卷绕中，由于待卷绕纤维幅材的横向轮廓的变化(例如厚度、湿度和粗糙度)，形成了偏心的客户卷且附加地没有以精确等大的直径形成相邻的客户卷，尽管事实是原则上基本等长的部分纤维幅材被卷绕到这些客户卷中。由于卷的不同直径和一个客户卷的偏心，在卷绕以及在客户卷上的纤维幅材的进一步处理中可能出现问题。可能由于部分纤维幅材的轮廓缺陷而增强的偏心能够引起弹跳现象，在该弹跳现象中，客户卷在卷绕鼓上振动并进一步增加偏心。这甚至可能引起客户卷从复卷机弹开。由于在卷绕期间必须降低运行速度以避免引起客户卷弹跳/偏心的振动，因此弹跳现象降低了卷绕能力。此外，卷绕在客户卷上的纤维幅材的张力变化是打印工艺中以及客户卷上的纤维幅材的整饰处理(finishing processing)和进一步处理中的重要因素。当退卷偏心客户卷时，从客户卷退卷的纤维幅材的张力变化具有负面相关性。因此，在客户卷的进一步处理中，存在了解客户卷偏心的明确需要。此外，可以在分切复卷机中利用偏心信息来控制与客户卷的卷绕直径相关的运行参数，例如减速度、加速度和速度。目前，客户卷的偏心通过对完成的、卷绕后的客户卷进行卷尺测量来手动地测量。这种已知的方法仅提供不精确的测量结果，花费大量时间，且没有给出形成客户卷偏心的原因的信息。
上述问题和缺点中的许多发生在与所使用的分切复卷机的类型无关的卷绕中。
本发明的一个目的是消除或至少最小化现有技术分切复卷机的上述问题和缺点，特别是与限定客户卷偏心有关的问题和缺点。
发明内容
为了实现上述目的以及稍后出现的目的，根据本发明的分切复卷机的特征主要在于本文中呈现的特征。本发明的有利特征在本文中限定。
根据本发明，分切复卷机包括：退卷部，用于使纤维幅材从母卷退卷；分切部，用于将纤维幅材分切成部分纤维幅材；以及卷绕部，该卷绕部包括复卷机，用于绕卷芯将部分纤维幅材卷绕成客户，其中，在多个卷芯中的至少一个卷芯的内部，至少一个测量装置通过一个/多个紧固元件可释放地紧固，使得测量装置被配置为在绕卷芯卷绕客户卷期间与卷芯一起旋转。
根据本发明的有利特征，测量装置包括至少两个传感器，所述至少两个传感器被配置为测量运动、速度和/或加速度，并且基于从传感器接收到的测量结果计算客户卷的偏心，且提供偏心信息。有利地，传感器是2D传感器，且沿两个垂直(xy)方向相对于卷芯的旋转轴线进行测量。有利地，使用两个传感器，并且两个传感器在多个垂直位置上相对于彼此被定位。可替代地，传感器有利地是测量三个垂直(xyz)方向的3D传感器。
根据本发明的有利特征，分切复卷机包括远程数据单元，该远程数据单元包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件。
根据本发明的有利特征，测量装置被配置为通过无线数据传输器件将传感器的测量结果无线地提供到包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的远程数据单元。
根据本发明的有利特征，测量装置包括数据传送线缆和数据存储装置，并且测量装置被配置为将传感器的测量结果存储在数据存储装置中，并且被配置为经由数据传送线缆将传感器的测量结果提供到数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件。
根据本发明的有利特征，在卷绕客户卷期间，卷芯包括两个测量装置。
根据本发明的有利特征，沿卷绕部的横向方向，在卷绕期间至少最外面的卷芯包括至少一个测量装置。
根据本发明的有利特征，传感器是加速度传感器，其被配置为沿两个方向测量与分切复卷机的横向方向相反的垂直水平上的加速度。
根据本发明的有利特征，传感器具有在频率为0Hz时测量加速度的能力。
根据本发明的有利特征，测量装置被配置为在卷芯放置在复卷机中之前可释放地相对卷芯的内表面紧固，并且被配置为当完成的客户卷已经从复卷机移除时从卷芯移除。
根据本发明的有利方面，至少一个测量装置位于至少一个卷芯内部，通过在分切复卷机的退卷中将从母卷退卷的部分纤维幅材绕客户卷进行卷绕以及在分切复卷机的分切部中分切成部分纤维幅材，将绕所述至少一个卷芯形成客户卷。测量装置通过紧固元件被紧固在卷芯内部，使得其与客户卷一起旋转。测量装置包括至少两个用于测量旋转运动和/或旋转速度和/或加速度的传感器。有利地，测量装置包括至少两个加速度传感器，所述至少两个加速度传感器沿两个方向测量与分切复卷机的横向方向相反的垂直水平上的加速度。有利地，传感器具有即使在频率为0Hz时也测量加速度的能力。
本发明特别适用于需要偏心信息的情况，但是也可以结合关于振动、振动模式和/或弹跳的需要的测量信息来利用本发明。基于测量结果，可以找出难以达到期望运行速度的原因，并且此后可以解决这些困难，并且因此提供了增加的运行速度和提高的能力。偏心信息可以用于品质控制和客户卷的进一步处理的控制以及客户卷的卷绕的控制。
偏心结果在测量结果的加速度项e*w^2中提供，其中，偏心项e代表卷芯的中心与旋转轴线的偏差，w代表客户卷的角速度。该项在附接到芯的旋转参考系中是恒定的。因此，由测量结果可以容易地计算出加速度项e*w^2。测量结果提供了与卷绕期间偏心的发展和完成的客户卷的偏心相关的信息。基于客户卷进一步处理中的偏心信息，可以预测退卷中的张力变化，并且因此可以采取预先计划的步骤以确保纤维幅材在退卷中在进一步处理中的平稳运行。
可以在分切复卷机的复卷机中、特别是在双鼓复卷机和多站复卷机中利用本发明卷绕部分纤维幅材卷。在本说明书和权利要求书中，纤维幅材意指纸幅材、纸板幅材和浆幅材。
附图说明
然而，本发明的各个方面，连同本发明的额外目的和优点，将通过下文结合附图解读的一些示例实施例的说明得到最佳的理解，并且在下文中参照附图更详细地描述本发明，其中
在图1中示意性示出了分切复卷机的示例。
在图2A、图2B中示意性示出了分切复卷机的卷绕部的示例。
在图3中示意性示出了根据本发明的分切复卷机的测量系统的有利示例。
【附图标记列表】
10 卷芯
11 内表面
20 测量装置
21 紧固元件
22 传感器
23 数据存储装置
24 信号传输器件
25具有数据读取和/或数据计算和/或控制器件的远程数据单元
30 退卷部
35 分切部
40 卷绕部
40A双鼓复卷机
40B多站复卷机
41、42、43卷绕鼓
50 分切复卷机
C 数据传送线缆
D 无线传输装置
S 测量装置的移动
W 纤维幅材
WP部分纤维幅材
具体实施方式
在本说明的过程中，根据图解本发明的不同视图，相同的数字和符号将用于标识类似的元件。为了清楚起见，在附图中可以省略一些参考标记的重复。
图1示出了用于生产纤维幅材的客户卷的分切复卷机50的示例。分切复卷机50包括退卷部30、分切部35和卷绕部40。在卷绕部40中，纤维幅材W的母卷退卷，此后，在分切部35中将纤维幅材W沿纵向方向分切成部分纤维幅材WP。在卷绕部40中，部分纤维幅材WP绕卷芯10卷绕成客户卷。
在图2A、图2B中示出了分切复卷机的卷绕部40的示例。在图2A中示出了双鼓复卷机40A的卷绕部的示例，部分纤维幅材WP从分切段35(图1)被引导到该卷绕部，其中，纤维幅材W被分切成部分幅材WP。部分纤维幅材WP被引导至双鼓复卷机40A的卷绕(支撑或承载)鼓41并绕处在卷绕鼓41、42的支撑件上的卷芯10进行卷绕。在图2A中示出了多站复卷机40B的卷绕部40的示例，部分纤维幅材WP从分切部35(图1)被引导至该卷绕部，其中，纤维幅材W被分切成部分纤维幅材WP。部分纤维幅材WP被引导到卷绕站上的一个/多个卷绕鼓43，以复卷到卷芯上。相邻的部分幅材在一个/多个卷绕鼓43的不同侧面上绕卷芯10被复卷为客户卷。多站复卷机40B具有一个至三个卷绕鼓43，在这些卷绕鼓中，每个部分纤维幅材WP在其自身的卷绕站中绕卷芯10被卷绕成客户卷。
在图3中示出了分切复卷机50(图1)的测量系统的示例。测量系统包括测量装置20，该测量装置被配置为位于卷芯10的内部。卷芯10是管状的并且具有穿过卷芯10的由该卷芯10的内表面11所限定的内部柱形开口。测量装置20包括一个/多个紧固元件21，通过所述紧固元件，测量装置20相对卷芯10的内表面被可释放地紧固，并因此紧固在卷芯10的内部，使得当绕卷芯10卷绕客户卷时，测量装置20与卷芯10一起旋转。一个/多个紧固元件21例如可以是一个/多个膨胀紧固元件。测量装置20还包括用于测量旋转运动和/或旋转速度和/或加速度的至少两个传感器22。有利地，传感器22是加速度传感器，但是也可以使用基于移动或速度的传感器。
测量装置20能够在卷芯10内部移动并从卷芯10移出，如箭头S所示，即，测量装置20是可更换的。有利地，测量装置20放置在卷芯10内部，在卷绕之前被紧固，并在卷绕之后，测量装置20从卷芯10释放并移除。测量装置20也可以留在完成的客户卷的卷芯内部，然后在客户卷的进一步处理中在退卷时用作控制信息源。
在分切复卷机50的卷绕部40的复卷机40A、40B中，在卷绕期间在至少一个卷芯10内部设置有至少一个测量装置20。有利地，在一个卷芯10内部设置一至两个测量装置20。有利地，在分切复卷机的卷绕部40的复卷机40A、40B中，在卷绕期间客户卷将绕其进行卷绕的所有卷芯10均设置有一至两个测量装置20，优选地在卷绕部40的横向方向上，卷芯阵列的至少最外侧卷芯在卷绕期间在卷芯10的内部设置有一至两个测量装置20。优选地，位于卷芯10内部的每个测量装置20尽可能精确地被定位在卷芯10的中心轴线处。
测量装置20还可包括数据存储装置23，例如数据记录器，以存储从传感器22接收到的测量结果。测量装置20还可包括信号传输器件24，以有利地在绕卷芯10卷绕客户卷期间通过无线传输装置D将从传感器22接收到的测量结果无线传输到包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的远程数据单元25。测量装置20还可包括信号传输器件24，以在客户卷被卷绕成完成的客户卷之后，将从传感器22接收到的测量结果经由数据传送线缆C等传输到包括数据读取和/或数据计算和/或控制器件的远程数据单元25。
有利地，传感器22是加速度传感器，这些加速度传感器沿两个方向测量与分切复卷机50的横向方向相反的垂直水平上的加速度。有利地，当频率为0Hz时，传感器22还具有测量加速度的能力。有利地，传感器是2D加速度传感器，并且沿两个垂直(xy)方向关于卷芯的旋转轴线进行测量。有利地，使用两个传感器，并且两个传感器相对于彼此被定位在多个垂直位置中。可替代地，传感器有利地是测量三个垂直(xyz)方向的3D传感器。
偏心结果在测量结果的加速度项e*w^2中提供，其中，偏心项e代表卷芯的中心与旋转轴线的偏差，w代表客户卷的角速度。该项在附接到芯的旋转参考系中是恒定的。因此，由测量结果可以容易地计算出加速度项e*w^2。测量结果提供了与卷绕期间偏心的发展和完成的客户卷的偏心相关的信息。当通过旋转传感器测量时，偏心项是恒定的，因此基于测量结果容易地计算出偏心结果并提供偏心信息。偏心信息提供了关于引起偏心的状况的信息，例如在卷绕期间客户卷的直径易于偏心，且运行速度对引起偏心敏感。
项e*w^2是由旋转传感器，例如旋转加速度传感器，即旋转加速度计的测量数据以如下方式计算的：通过滤波或通过求平均值或通过一些其它信号处理工具来计算信号的DC(直流)分量(即，0Hz频率分量)。DC分量等于e*w^2。
在以上说明书中，尽管已经参照某些特征描述了一些功能，但是这些功能能够由其它特征执行，无论其是否被描述。尽管已经参照某些实施例或示例描述了特征，但是那些特征也可以存在于其它实施例或示例中，无论其是否被描述。上文仅描述了本发明的一些有利示例，而本发明并不狭义地局限于这些示例。如权利要求中所限定的那样，许多修改和替代方案在本发明内是可能的。

Claims (13)

1.一种分切复卷机(50)，所述分切复卷机包括：退卷部(30)，用于使纤维幅材(W)从母卷退卷；分切部(35)，用于将所述纤维幅材(W)分切成部分纤维幅材(WP)；以及卷绕部(40)，所述卷绕部包括复卷机(40A；40B)，用于将所述部分纤维幅材(WP)绕卷芯(10)卷绕成客户卷，其特征在于，在所述卷芯(10)中的至少一个卷芯的内部，至少一个测量装置(20)通过一个或多个紧固元件(21)相对所述卷芯(10)的内表面(11)被能释放地紧固，使得所述测量装置(20)被配置为在绕所述卷芯(10)卷绕所述客户卷期间与所述卷芯(10)一起旋转，且所述测量装置(20)包括至少两个传感器(22)，所述至少两个传感器被配置用于测量移动、速度和/或加速度。
2.根据权利要求1所述的分切复卷机，其特征在于，基于从所述传感器(22)接收到的测量结果来计算所述客户卷的偏心且提供偏心信息。
3.根据权利要求1所述的分切复卷机，其特征在于，所述分切复卷机包括远程数据单元(25)，所述远程数据单元包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件。
4.根据权利要求3所述的分切复卷机，其特征在于，所述测量装置(20)被配置为通过无线数据传输装置(D)将所述传感器(22)的测量结果无线地提供至包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的所述远程数据单元(25)。
5.根据权利要求3所述的分切复卷机，其特征在于，所述测量装置(20)包括数据存储装置(23)和数据传送线缆(C)，且所述测量装置(20)被配置为将所述传感器(22)的测量结果存储在所述数据存储装置(23)中且被配置为经由所述数据传送线缆(C)将所述传感器(22)的测量结果提供至包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的所述远程数据单元(25)。
6.根据权利要求2所述的分切复卷机，其特征在于，所述分切复卷机包括远程数据单元(25)，所述远程数据单元包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件。
7.根据权利要求6所述的分切复卷机，其特征在于，所述测量装置(20)被配置为通过无线数据传输装置(D)将所述传感器(22)的测量结果无线地提供至包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的所述远程数据单元(25)。
8.根据权利要求6所述的分切复卷机，其特征在于，所述测量装置(20)包括数据存储装置(23)和数据传送线缆(C)，且所述测量装置(20)被配置为将所述传感器(22)的测量结果存储在所述数据存储装置(23)中且被配置为经由所述数据传送线缆(C)将所述传感器(22)的测量结果提供至包括数据读取和/或数据存储和/或数据计算和/或控制器件的所述远程数据单元(25)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的分切复卷机，其特征在于，在卷绕所述客户卷期间，所述卷芯(10)包括两个测量装置(20)。
10.根据前述权利要求1至8中任一项所述的分切复卷机，其特征在于，沿所述卷绕部(40)的横向方向，在卷绕期间至少最外面的卷芯(10)包括至少一个测量装置(20)。
11.根据前述权利要求1至8中任一项所述的分切复卷机，其特征在于，所述传感器(22)是2D加速度传感器，其被配置为沿两个方向测量与所述分切复卷机(50)的横向方向相反的垂直水平上的加速度。
12.根据权利要求11所述的分切复卷机，其特征在于，所述传感器(22)具有在频率为0Hz时测量加速度的能力。
13.根据权利要求1至8中任一项所述的分切复卷机，其特征在于，所述测量装置(20)被配置为在所述卷芯(10)放置在所述复卷机(40A；40B)中之前相对所述卷芯(10)的内表面(11)能释放地紧固，且被配置为当完成的客户卷已经从所述复卷机(40A；40B)移除时从所述卷芯(10)移除。
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