CN1918056A - 换卷设备 - Google Patents

Abstract

一种更换残料卷(280)和满卷(200)的设备(100)。所述设备包括倾卸式摇架(110)和卷转移表面。所述卷转移表面(120)包括能够在回缩位置和伸长位置之间转移的伸长元件(122)。所述设备(100)也包括能够向倾卸式摇架(110)提供新的成卷材料(200)和能够从所述设备移除前一个卷子的残料卷(280)的卷递送元件(130)。

Description

换卷设备

发明领域

本发明涉及能够为材料处理工艺提供成卷材料的设备。具体地讲，本发明涉及将第一成卷材料，尤其是耗尽的材料卷，或残料卷，换成第二成卷材料的设备。本发明尤其涉及纸质成卷材料纤维网的处理。

发明背景

材料纤维网是日常生活中普遍存在的一个部分。作为将材料转变为成品的工艺中的一个步骤，可通过将诸如纸张、塑料薄膜和金属的材料卷绕成一个具有卷芯的大卷并且随后将材料从大卷退绕来处理所述材料和金属。

当卷绕成卷材料时，一个卷子可被卷绕至特定的尺寸，然后停止卷绕所述卷子。卸下成卷，形成了一个空芯，然后开始卷绕随后的卷。

在退绕材料时，退绕卷子直到移除卷子的可用部分。移除残料卷，安装随后的卷子，然后退绕。

将成卷换成新的卷芯或将残料卷换成新的卷子可导致纤维网处理工艺的停车。这种停车可降低所述工艺的整体生产效率。员工和设备进行这个换卷时无法进行其它的工作。需要尽可能快的和有效的换卷。通过降低工艺停车的持续时间以及通过降低花费在换卷上的时间从而使设备和员工可用于进行其它工作，快速和有效换卷可增加生产效率。

发明概述

本发明的卷子处理设备更换残料卷(残料)和具有约R的半径的满卷材料。所述卷子处理设备包括一个能够在卷支撑位置和卷释放位置之间转移的倾卸式摇架。卷子处理设备还包括一个能够接收来自倾卸式摇架的残料卷的卷转移表面。卷转移表面包括一个伸长元件。伸长元件能够从回缩位置转移到伸长位置。可将残料卷从倾卸式摇架转移到伸长位置。伸长位置可与卷子移除位置一致。卷子处理设备还包括一个卷递送元件，所述元件能够将新的成卷材料放置在倾卸式摇架上，并且随后从卷子移除位置将残料卷移除。

在另一方面，所述设备还包括能够在卷子装载台和卷子退绕台之间转移的滑车。所述滑车可包括倾卸式摇架和卷转移表面。

在卷递送元件的一个单程中，本发明的设备可有利于新卷的递送和随后残料卷的移除。

附图概述

虽然本说明书的权利要求特别指出并清楚地要求保护本发明的主题，但据信根据下列发明详述并对照附图可更好地理解本发明，所述附图中几个视图的相应特征被相同地指定，并且其中

图1为本发明设备的一个实施方案的示意性侧视图。

图2A为根据本发明的一个实施方案处理的卷子的示意透视图。

图2B为根据本发明的另一实施方案处理的卷子的示意透视图。

图3为根据本发明的一个实施方案的滑车的示意性平面图。

图4为图3沿着图3的剖面线4-4截取的示意性剖面图。

图5A为根据本发明的一个实施方案的一个滑车和滑车台的示意性平面图。

图5B为根据本发明的另一实施方案的两个滑车和滑车台的示意性平面图。

图5C为根据本发明的另一实施方案的多卷装滑车和滑车台的示意性平面图。

发明详述

下列描述适用于成卷材料纤维网的处理。所述材料纤维网的本质不限于所述设备。所述设备可构型用来处理任何成卷材料纤维网。所述设备可构型用来处理纸张、聚合物、金属或其它材料纤维网。如图1所示，设备100包括一个倾卸式摇架110、一个卷转移表面120和一个卷递送元件130。倾卸式摇架110能够从卷子支撑位置112转移到卷子释放位置114。残料卷，或是残料卷280可通过倾卸式摇架110被释放和通过卷转移表面120被接收。卷转移表面120包括一个伸长元件122，伸长元件122能够从回缩位置123转移到伸长位置125。残料卷280可被转移至伸长位置125。伸长位置125可与卷移除位置140一致。卷递送元件130可提供新的卷子200，并且当倾卸式摇架110处于卷子支撑位置112时，可将卷子200放置在倾卸式摇架110上。卷递送元件130可随后从卷移除位置140移除残料卷280。

所述卷子：

卷子200可包括任何一般为圆筒形的绕中心轴201卷绕的成卷材料纤维网W。如图2a和2b所示，圆筒形卷子200具有直径和宽度。卷子200具有一个圆周形表面222和两个侧面202。卷子200可在与卷子200的中心轴201一致的中心轴240或空芯250上卷绕。中心轴240和空芯250的部分可突出卷子200的侧面202。空芯250可供选择地一般与卷子200的侧面202平齐。

在一个实施方案中，具有一般平齐的空芯250的卷子200可具有插入空芯250的芯插入件260。芯插入件260可从卷子200的每个侧面202上伸出。中心轴240和芯插入件260可为倾卸式摇架110提供表面以支撑所述卷子。

卷子200的尺寸不限于本发明的设备。可适当地调整设备100以处理任何特定尺寸的卷子。

所述设备：

下文中所描述的设备部件可由金属、木材、玻璃、复合材料或如本领域熟知的适用于所述部件的其它材料构成。

所述倾卸式摇架：

倾卸式摇架110可包括一个单倾卸式摇架110或多个倾卸式摇架110。在图1、3和4中所示的实施方案中，倾卸式摇架110包括一对倾卸式摇架110，分别设置在卷子200的每个端部。每个倾卸式摇架110都能够通过伸出卷子200侧面202的表面支撑卷子200。

倾卸式摇架110可被构型为利用本领域所知的任何方法使其可在第一卷子支撑位置112和第二卷子释放位置114之间转移。在图1所示的一个实施方案中，倾卸式摇架110可被构型为使用重力使其可在卷子支撑位置112和卷子释放位置114之间转移。在这个实施方案中，由于可阻碍倾卸式摇架110向卷子释放位置114运动的棘爪115的存在，倾卸式摇架110可维持在卷子支撑位置112。在这个实施方案中，残料卷280的质量在倾卸式摇架110的支点116上起作用，产生绕倾卸式摇架支点116的转矩。由于可阻碍倾卸式摇架110绕支点116旋转的棘爪115的存在，所述转矩可被抵抗。通过使用嵌齿、螺线管启动释放或本领域所知的其它方法，倾卸式摇架110也可从卷子支撑位置112释放。

通过手动或自动、本地或远程操作，棘爪115可退回。棘爪115的退回使倾卸式摇架110能够响应转矩旋转，转矩由于在倾卸式摇架110中的残料卷280的存在而产生。

通过位于卷子支撑位置112和卷子释放位置114间一点的倾卸式摇架110释放残料卷280，或在卷子释放位置114释放残料卷280。当残料卷280从倾卸式摇架释放时，与残料卷280相关联的转矩将被移除，并且通过产生于重力作用的反方向转矩，倾卸式摇架110可旋转回到卷子支撑位置112，重力作用取决于重锤117的适当尺寸和位置。当倾卸式摇架110回到卷子支撑位置112时，或之后，可使棘爪115复位以阻碍倾卸式摇架110在卷子支撑位置112和卷子释放位置114间旋转。重锤117的尺寸和位置可使得与可能存在的最轻的残料卷280关联的转矩大于重锤转矩，并且足够导致倾卸式摇架110在卷子支撑位置112和卷子释放位置114间旋转。重锤的其它构型是可能使得当倾卸式摇架在位置之间转移时，它的运动与成卷处理工艺的需要相一致。

在图4中所示的实施方案中，倾卸摇架110可通过一个倾卸式摇架端部操纵装置118的作用而转移。一个单倾卸式摇架端操纵装置118可使两者能够转移，或可使用一对相反的倾卸式摇架端部操纵装置118使能够转移。示例性端部操纵装置包括，但不限于，气动式或液压式滚筒、线性伺服马达、线性致动器、连接到滚筒或旋转致动器的齿条和齿轮系统、由电流、液压或空气动力马达传动的皮带传动系统、链条和链轮齿系统和本领域所知的其它产生运动的方法。

在另一个实施方案(未示出)中，倾卸式摇架能够从第一卷子接收位置转移到第二卷子支撑位置、第三卷子释放位置。通过上述势能或动能致动器和/或它们的组合，倾卸式摇架可在这些各位置之间转移。

所述卷子接合元件：

所述设备可包括至少一个卷子接合元件。卷子接合元件可适合于接合卷子200的空芯250、中心轴240或芯插入件260(全体被认为是被接合卷元件)。如图3和4所示，接合元件119可包括一个致动轴275，致动轴能够接合空芯250，或中心轴240或芯插入件260端部的适当的腔体。致动轴275可包括花键或一个与被接合卷元件的花键的或锥形的腔体相匹配的锥形轴。致动轴275可包括一个胀开式弹簧简夹，所述简夹被插入被接合卷元件，然后在机械、空气或液压的作用下向四周胀开。致动轴275可包括与被接合卷元件中的螺纹相匹配的部分或完整的螺纹。致动轴和被接合卷元件间的接合可以是本领域所知的其它方法。

接合元件119和被接合卷子元件的接合可从倾卸式摇架110的支撑部位提高卷子200，使得卷子200由接合元件119支撑。接合元件119可包括一个或多个轴承元件270。当卷子200旋转时，轴承能够支撑卷子200。这些轴承元件270可为旋转元件轴承、整体材料轴承、滑动轴承或本领域所知的其它轴承。通过中心轴240或芯插入件260的外表面，轴承元件可接合和支撑卷子。轴承元件270可接合和支撑致动轴275，致动轴依次接合和支撑卷子200。被接合卷元件也可包括轴承表面(未示出)，当它接合被接合卷元件时，轴承表面接合和支撑致动轴275。

接合元件119可包括一个卷端部操纵装置300。卷子端部操纵装置可连接到致动轴275。卷子端部操纵装置300可在电流、机械、液压或空气的作用下旋转，进而使卷子200旋转。旋转卷子200使其退绕材料W。可供选择地，旋转卷子200使其卷绕材料W。

在另一个实施方案中，当卷子200由倾卸式摇架110或接合元件119支撑时，表面卷绕机构(未示出)使卷子200旋转。表面卷绕机构可接触卷子200的圆周表面222，使卷子200旋转和将材料纤维网W从卷子200退绕。

接合元件119可从脱离位置310转移到接合位置320，并返回脱离位置310。接合元件119可沿至少一部分卷绕轴运动以接合卷子200。接合元件119可平动、转动、沿由一个凸轮从动件沿凸轮的运动定义的路径移动，以及它们的任何组合，与卷子200接合。接合元件119可沿一个表面滑动，可与滚筒或是一个齿条和齿轮系统(未示出)一起运动。接合元件119可与一个卷子接合元件端部操纵装置(未示出)一起运动。示例性端部操纵装置包括，但不限于，气动式或液压式滚筒、线性伺服马达、线性致动器、连接到滚筒或旋转致动器的齿条和齿轮系统、由电流、液压或空气动力马达传动的皮带传动系统、链条和链轮齿系统和本领域所知的其它产生运动的方法。

在一个实施方案中，其中接合元件119接合一个芯插入件260，接合元件119从芯插入件260的脱离可能有问题。接合元件119从被接合位置320转移到脱离位置310可导致至少部分芯插入件260从空芯250脱离。在图4所示的实施方案中，芯插入件260包括一个推顶器700，推顶器能够向接合元件119的退回施加一个相反的力。这个力的施加可维持芯插入件260和空芯250的接合。

推顶器700可包括一个弹簧致动系统。如图4所示，一个弹簧710被限定在一个基座720和一个帽730间。当接合元件119插入芯插入件260的腔体268时，配置帽730使其接触接合元件119。接合元件119插入腔体268的运动压缩弹簧710。当接合元件从腔体268退回时，弹簧710的展开使接合元件119从腔体268脱离，并且强制地维持芯插入件260与空芯250的接合。在这个实施方案中，弹簧可为任何能够将接合元件119从腔体268脱离的压缩弹簧。基座720和帽730可从任何能够承受推顶应力的材料铸造或机械加工而成。适当选择的木头、聚合物或金属可用于帽730和基座720。超高分子量塑料是适用于帽730和基座720的材料的一个非限制性实施例。

在一个可供选择的实施方案(未示出)中，推顶器700可包括一个气动式滚筒，其中当接合元件119接合芯插入件260时，滚筒被压缩；当接合元件119退回时，滚筒伸出。这个实施方案中的滚筒可被积极传动或为一个密封的滚筒，滚筒依靠先前压缩气体的膨胀而伸出，进而推出接合元件119。

可使用本领域所知的产生与接合元件119退回相反的反作用力的其它方法，以维持芯插入件260和空芯250的接合。

所述卷转移表面：

当倾卸式摇架110转移到卷子释放位置114时，残料卷280可通过倾卸式摇架110被释放和通过卷转移表面120被接收。卷转移表面120定义了一条卷子转移路径P。残料卷280沿卷子转移路径P从倾卸式摇架110运动到卷移除位置140。卷转移表面120可包括横穿整个残料卷280的宽度和沿卷子转移路径P的长度的一个单表面或多个表面。配置卷转移表面120使其支撑残料卷280的整个圆周表面222或表面的一部分。配置卷转移表面120使其支撑伸出残料卷280的材料纤维网W侧面202的残料卷280部分。

从倾卸式摇架110起，在至少一部分卷子转移路径P上方，卷转移表面120可为斜坡，使残料卷280能够由于重力沿卷子转移路径P运动。卷转移表面120可包括一个或多个动力传送表面(未示出)，所述动力传送表面能够将残料卷280从倾卸式摇架110转移到卷移除位置140。有了这个选择，卷转移表面120可从倾卸式摇架110下倾，可从与倾卸式摇架110水平的倾卸式摇架110倾斜。

卷转移表面120可包括一个或多个卷子接触表面124，所述接触表面接触至少部分卷子200或从卷子200的侧面202突出的表面。卷子接触表面124可由适于卷子200沿卷子转移路径P有效转移的任何材料构成。卷转移表面120的卷子接触表面124的任何或全部可由高耐磨镀层表面硬化和涂层，如等离子镀层或铬镀层，或由本领所知的延长磨耗表面使用寿命的其它方法制备。卷子接触表面124可包括能够易于更换的易磨耗元件(未示出)和用于有效转移残料卷280。低摩擦超高分子量聚合物材料和钢磨耗带是易磨耗元件的非限制性实施例。

卷转移表面120可包括一个能够从回缩位置123转移到伸长位置125的伸长元件122。所述术语“伸长”和“回缩”不可解释为将伸长元件122的运动限制为往复运动。所述术语涉及卷子转移路径P的伸长。当伸长元件122转移到伸长位置125时，卷子转移路径P变长；当伸长元件122转移到回缩位置123时，卷子转移路径P缩短。

伸长元件122可包括一个单卷子接触表面或多个卷子接触表面。配置伸长元件122使其接触全部或只有部分残料卷280或突出它的侧面202的表面。伸长元件可包括上述卷子接触表面124。

在一个实施方案(未示出)中，伸长元件122可通过重力在回缩位置123和伸长位置125之间转移。通过作用于残料卷280的重力和伸长元件122一起促使转移，伸长元件122的设计可提供从回缩位置123向伸长位置125的转移。随后，通过一个适当重锤的重力作用，残料卷280从伸长元件122的移除将促使向回缩位置123的转移。

返回图1中所示的实施方案，通过使用一个或多个端部操纵装置129，伸长元件122可在回缩位置123和伸长位置125之间转移。一个单端部操纵装置129可使两者能够转移，或可使用一对相反的端部操纵装置129使能够转移。示例性端部操纵装置包括，但不限于，气动式或液压式滚筒、线性伺服马达、线性致动器、连接到滚筒或旋转致动器的齿条和齿轮系统、由电流、液压或空气动力马达传动的皮带传动系统、链条和链轮齿系统和本领域所知的其它产生运动的方法。

卷转移表面120还可包括一个或多个卷子挡块128。卷子挡块128能够限制残料卷280沿卷转移表面120的运动。卷子挡块128可被安置在卷转移表面120最远离倾卸式摇架110的部分。卷挡块128可包括一个含有减震滚筒、减震泡沫、弹簧加载的挡块或其它冲击力吸收元件的加衬垫挡块。卷子挡块128也包括一个具有很少减震性能的固定挡块，和/或本领域所知的其它运动抑制方法。

在一个实施方案中，当伸长元件122位于回缩位置123时，卷转移表面120可接收来自倾卸摇架110的残料卷280。残料卷280沿卷转移表面120运动，在卷子挡块128停止。然后卷转移表面120可如所描述的伸长，将残料卷280运送到伸长位置125。

在一个可供选择的实施方案中，卷转移表面120可在残料卷280从倾卸式摇架110转移到卷转移表面120之前伸长。在这个实施方案中，残料卷280可沿卷子转移路径P从倾卸式摇架110运动到伸长元件122的伸长位置125。在另一个实施方案中，当残料卷280沿卷转移表面120运动时，伸长元件122可从回缩位置123转移到伸长位置125。

当伸长元件122处于伸长位置125时，残料卷280在卷挡块128的位置可与卷移除位置140一致。在图1所示的实施方案中，伸长位置125可允许残料卷280从倾卸式摇架110开始的运动距离大于随后卷子200的半径R。残料卷280从倾卸式摇架110释放后，倾卸式摇架110可复位至卷子支撑位置112。残料卷280在卷移除位置140的位置距倾卸式摇架110的距离大于半径R，使卷递送元件130能够在从卷移除位置140移除残料卷280之前将一个随后的卷子200放置在倾卸式摇架110上。

在一个可供选择的实施方案(未示出)中，残料卷280可运动超过伸长元件122的伸长位置125到达距倾卸式摇架110更远的移除位置140。在这个实施方案中，伸长元件122为卷转移表面120的各部分间提供了一个可回缩的桥梁，使残料卷280能够从一部分转移到下一部分并且最终到达卷移除位置140。

当仍在设备100中为将半径为R的新卷子200放置在倾卸式摇架110上提供足够的空间时，卷移除位置140和倾卸式摇架110间的距离D将决定可被转移至卷转移表面的残料卷280的最大直径。D-R的距离将限制可被转移的残料卷280的尺寸。设备的具体配置将决定D-R的距离如何与残料卷280的最大尺寸关联。作为一个实施例，图1说明了配置有卷子接触表面124的卷转移表面120，卷子接触表面接触中心轴240而不接触残料卷280的材料W。对于这个配置，D-R的距离将容纳一个中心轴240半径为r和整体半径为S的残料卷280，最多到极限，其中r+S＝D-R。可配置设备，使得直径D大于r+2R的距离。这个配置将允许一个满卷子200作为一个残料卷280被释放，并且还为在移除满卷残料卷之前放置一个随后的卷子200提供了足够的空间。

上述配置不限于处理卷绕在中心轴上的卷子。在空芯250上的卷绕卷子200达到极限，即与卷转移表面和卷子挡块接触的部件的半径r满足等式r＝D-R-S.

所述滑车：

如图3和4所示，倾卸式摇架110、接合元件119和卷转移表面120可包括部分滑车400。如图5A所示，滑车400能够从第一卷子装载位置410转移到卷子退绕位置420。在图5B所示的另一个实施方案中，配置两个滑车，使得第一滑车400在第一卷子装载位置410和卷子退绕位置420之间转移，而第二滑车401在第二卷子装载位置411和卷子退绕位置420之间转移。在这个实施方案中，第一滑车400在第一卷子装载位置410接收卷子200。第一滑车400从第一卷子装载位置410转移到卷子退绕位置420，卷子200被退绕。第二滑车401在第二卷子装载位置411接收成卷材料200。第一滑车400从卷子退绕位置420运动到第一卷子装载位置410以将第一卷子200的残料卷280换成一个随后的新成卷材料200。第二滑车401从第二卷子装载位置411运动到卷子退绕位置420，第二卷子200被退绕。滑车400、401在它们各自的卷子装载位置410、411和卷子退绕位置420之间交替。

在图5C所示的另一个实施方案中，一个单滑车500可包括两个卷子处理台505和515。在这个实施方案中，当第二卷子处理台515在卷子退绕台520时，第一卷子处理台505可在第一卷子装载位置510。当滑车500转移时，第一卷子处理台505可运动到卷子退绕位置520，第二卷子处理台515可运动到第二卷子装载位置511并且将一个残料卷280换成一个新卷子200。在第一卷子处理台505的卷子200完成处理后，滑车500可转移，使得第二卷处理位置515从第二卷装载台511运动到卷子退绕位置520。一个或两个滑车卷子处理台可包括任何上述残料卷处理元件和它们的组合。

关于使滑车的装置能够运动的卷处理滑车的一般运转是本领域所熟知的，并且将不进一步讨论。

所述卷递送元件：

回到图1，卷递送元件130可至少在部分倾卸式摇架110和卷转移表面120的上方运行。卷递送元件130可为任何设计，所述设计能够有效地将一个新卷子200放置在倾卸式摇架110上并且将残料卷280从卷移除位置140移除。卷递送元件130可包括上方高架吊车的一部分，吊车具有适当的最大重量限制。卷递送元件130可在卷子存储位置(未示出)吊起一个新卷子200。卷递送元件130可从卷存储位置垂直搬运卷子200，然后水平递送到倾卸式摇架110。然后，卷递送元件130可将卷子200垂直搬运进倾卸式摇架110。卷递送元件130可随后从卷移除位置140垂直移除残料卷280。关于卷递送元件130的动力方面的一般性运转是本领域所熟知的，并且将不会进一步讨论。

递送元件130可适于接合卷子200的被接合元件。卷递送元件130可包括一个双吊钩136。双吊钩136使卷递送元件130能够将一个卷子200放置在倾卸式摇架110上，并且随后从卷移除位置140吊起一个残料卷280，而没有必要首先经过卷移除位置140和然后回到卷移除位置140。

系统控制：

在一个实施方案中，设备100可由人工操作员手动控制。在这个实施方案中，操作员可控制设备运转的每个步骤的开始。操作员还可控制每个步骤的停止和任何随后步骤的连续开始。通过使用本地或远程控制，操作员可控制所述设备。

在另一个实施方案中，上述步骤包括但不限于：在倾卸式摇架110处提供一个新卷子200、从卷移除位置140移除残料卷280、将卷转移表面120的伸长元件122在伸长位置125和回缩位置123之间转移、将倾卸式摇架110在卷子支撑位置112和卷子释放位置114之间转移和将滑车400在卷子装载位置410和卷子退绕位置420之间转移，任何步骤的执行至少是部分自动的。可提供传感器以指示卷递送元件130、倾卸式摇架110、卷转移表面120的伸长元件122、接合元件119、滑车400、401和500以及它们的组合的位置。可提供附加的传感器以指示与卷递送元件130相关联的端部操纵装置、倾卸式摇架110、卷转移表面120的伸长元件122、接合元件119、滑车400、401和500以及它们的组合的位置。

可配置这些传感器使其连续提供被感应部件的各自位置。也可配置所述传感器，使得当被感应部件到达预设位置时提供不连续输入值。由特定部件的传感器提供的输入值可与由对应于那个部件的端部操纵装置的传感器提供的输入值和/或由控制程序提供的特定部件的所需位置一致。这种一致可增强机器的安全运转。作为一个实施例，来自倾卸式摇架110的倾卸式摇架端部操纵装置118的传感器的输入值可与来自倾卸式摇架110的传感器的输入值相反，与来自控制程序的倾卸式摇架110位置的所需值一致。在输入值和程序控制值不一致相同的情况下，在适当选择的时间窗口，卷子处理设备的进行可暂停，直到不一致的来源被识别和修正。可使用输入值和所需值一致的预设时间窗口以减少传感器响应时间的差异所造成的不一致的错误指示的发生。

可配置上述传感器使其最适合特定部件的运动。作为实施例，但不限于：倾卸式摇架110在它的各个位置间可具有旋转运动，并且因此可使用一个旋转编码器确定倾卸式摇架110的位置。可使用线性位置传感器以提供元件的位置，所述元件包括伸长元件和滑车。在一个实施例中，可使用传感器以提供只与特定部件的每个极限位置有关的位置指示。作为一个非限制性实施例，只有当伸长元件122位于回缩位置123或伸长位置125时，传感器可提供卷转移表面120的伸长元件122的位置。在这个实施方案中，传感器可提供对应于位于卷子支撑位置112或卷子释放位置114而非其它位置的倾卸式摇架110的输入值。也在这个实施方案中，当滑车400位于卷子装载位置410或卷子退绕位置420时，传感器可提供对应于滑车400的位置的输入值。传感器可向控制器提供输入值，配置控制器使其自动给步骤排序，所述步骤包括提供卷子200、移除残料卷280、转移滑车400和退绕卷子200。

图1图示说明了指示特定部件位置的传感器的放置。根据所述图，伸长元件端部操纵装置位置传感器825指示伸长元件端部操纵装置129的位置。伸长元件位置传感器820指示伸长元件122的位置。卷递送元件位置传感器850指示卷递送元件130的位置。滑车位置传感器830指示滑车400的位置。

图4图示说明了倾卸式摇架位置传感器810、倾卸式摇架端部操纵装置传感器815和接合元件位置传感器840的示例性放置，以分别提供倾卸式摇架、倾卸式摇架端部操纵装置和接合元件119的指示。

可提供附加传感器(未示出)以指示其它操作参数，例如存在特定位置的卷子，或在加工或处理工艺中卷子的直径。这些传感器的使用是本领域所熟知的，并且在本文中将不做进一步讨论。

上述传感器可与一个或多个工艺控制器通信(未示出)。这种通信可为本领域所知的任何将传感器信息传达给控制器的方法。所述通信方法的非限制性实施例包括将传感器的输出值硬连接到控制器的输入电路、在传感器和控制器间提供无线连接、在传感器和控制器间提供多信号连接。

使一个或多个显示面板(未示出)适于提供关于设备运转的文本或图形信息。作为一个非限制性实施例，可提供所述设备的图示。所述图示可包括关于设备每个部件的位置的实时输入数据和关于纤维网加工工艺的相关信息。可采用本领域所知的色彩变化和闪烁图形单元以向机器操作员提供附加的信息。作为一个非限制性实施例，可使用一个闪烁的绿色图像指示一个滑车正从卷子装载位置向卷子退绕位置转移。一个闪烁的红色图形可指示一个部件，例如一个滑车，应该正在运动或位于控制程序指定位置但不在根据输入值的所需状态。

可配置本领域所知的灯栈(未示出)使得能够从远距离或从根本无法精确观看显示面板的位置确定设备运转。这些灯栈可使用灯颜色和运转的组合以传送状态信息。可使用一个连续亮着的绿灯指示正常安全运转。一个闪烁的绿灯可指示设备正在等待下游加工。一个闪烁的红灯可指示一个设备安全传感器已被激活。用这种方法，可以用高效的方法向工艺操作员提供相当大量信息。

实施例1：

一种处理纸质材料纤维网母卷的设备，所述母卷具有约254cm(100英寸)的直径。具有短轴的芯棒在卷存储位置被插入卷芯的每个端部。所述卷子从卷子存储位置被传送到一个滑车的卷子装载位置的上方。当操作员希望更换滑车上支撑的残料卷时，滑车从卷子退绕位置运动到卷子装载位置。

当滑车运动时，接合元件从与残料卷的芯棒接合的位置回缩。芯棒中的推顶器帮助接合元件从芯棒脱离。当接合元件被退回时，将残料卷被向下放到一对倾卸式摇架上。

第一传感器探测接合元件的位置以保证那个接合元件脱离残料卷。第二传感器探测残料卷的直径。具有小于91.4cm(36英寸)的直径的残料卷可被转移到卷转移表面。由于特定设备的直径容量，较大的残料卷不能转移到转移表面。

对于具有小于91.4cm(36英寸)的直径的残料卷，操作员激活倾卸式摇架端部操纵装置以转移倾卸式摇架。倾卸式摇架从卷子支撑位置转移到卷子释放位置。残料卷从倾卸式摇架转移到卷转移表面。当移除残料卷之后，倾卸式摇架转移回到卷子支撑位置。

残料卷沿卷移动表面运动到卷子挡块。当残料卷到达卷子挡块之后，操作员激活一个伸长元件端部操纵装置以伸长卷转移表面的伸长元件。伸长元件和残料卷运动到卷移除位置。

卷递送元件将一个新卷放入倾卸式摇架。接合元件运动到与从倾卸式摇架的支撑部位提起的卷子接合的状态。卷递送元件随后运动到卷移除位置并且移除残料卷。所述伸长元件回缩，并且滑车转移到卷子退绕位置。卷递送元件将残料卷传送到一个残料卷子处理台，然后运动到卷存储位置移吊起另一个新卷。

实施例2：

一接到控制器的命令，卷递送元件就从卷存储位置吊起一个新卷。卷递送元件将卷传送到卷装载台上方的位置。第一传感器将卷递送元件的位置连续输入控制器。当第一传感器指示卷已被传送到卷装载台时，停止卷递送元件的运动。

将一个具有空芯的主动卷放置在滑车上的一对倾卸式摇架内。卷子的芯被一对芯插入短轴接合，短轴从卷的侧面突出。短轴被一对可回缩轴承元件接合和支撑，轴承元件能够在卷绕轴转动过程中支撑卷子。第二传感器将倾卸式摇架的位置连续输入控制器。第三传感器将可回缩轴承元件的位置连续输入传感器。当主动卷退绕时，卷子的直径减小。卷子直径传感器确定主动卷的直径。当确定的主动卷的直径等于或低于预设阈值直径时，停止主动卷的退绕。

一接到控制器的命令，滑车从卷退绕台转移到卷装载台。滑车的位置从滑车位置传感器连续输入到控制器。当滑车位置传感器指示滑车位于卷子装载位置时，停止滑车的运动。

控制器命令轴承端部操纵装置将轴承元件从芯插入件的短轴回缩，直到来自第三传感器的输入值指示轴承元件已转移到轴承元件的回缩位置。当轴承元件回缩时，残料卷向下被放到所述的那对倾卸式摇架上并且由所述的那对倾卸式摇架支撑。

通过在控制器的命令下倾卸式摇架端部操纵装置的作用，倾卸式摇架从卷子支撑位置转移到卷子释放位置。当第二传感器指示倾卸式摇架已到达卷子释放位置时，暂停倾卸式摇架端部操纵装置的作用。残料卷从倾卸式摇架转移到卷移动表面。倾卸式摇架卷子探测传感器向控制器提供输入值，指示没有卷子位于倾卸式摇架处。然后，控制器向倾卸式摇架端部操纵装置提供输出值，使端部操纵装置反向运动，并且将倾卸式摇架从卷子释放位置转移到卷子支撑位置。

沿倾斜的卷转移表面滚动的残料卷在一对卷子挡块处停止，挡块与芯插入件的短轴相符合。卷子挡块卷子探测传感器向传感器提供一个输入值，指示有残料卷位于倾卸式摇架的卷子挡块处。控制器命令伸长元件端部操纵装置将伸长元件从回缩位置转移到伸长位置。当伸长元件位置传感器指示伸长元件已到达伸长位置时，暂停伸长元件的运动。

控制器命令卷递送元件将新卷放置进倾卸式摇架内。卷递送元件将新卷从卷子装载台上方位置向下放置在倾卸式摇架内。新卷的存在由倾卸式摇架卷探测传感器探测。当探测到卷子位于倾卸式摇架内后，卷递送元件的向下运动继续一段预设量的时间，直到卷递送元件的卷子接合元件与新卷的芯插入件的短轴脱离。

卷递送元件在控制器的命令下从卷子装载位置水平转移到卷移除位置。一旦卷递送元件位置传感器向控制器指示卷递送元件位于卷移除位置，提高卷递送元件的卷子接合元件以接合残料卷。卷子接合元件继续上升直到预设时间延迟终止，直到卷递送元件卷子接合元件位置传感器指示卷子接合元件已到达它运动的上限，或直到卷递送元件卷探测传感器指示在预设位置有残料卷。这个运动将残料卷从卷移除位置移除。

卷挡块卷探测传感器向控制器指示残料卷从卷移除位置被移除。当预设时间延迟提供卷递送元件提起残料卷使其脱离卷子挡块的时间后，控制器命令伸长元件端部操纵装置将伸长元件从伸长位置转移到回缩位置。当伸长元件位置传感器指示伸长元件已到达回缩位置时，暂停运动。

当伸长元件位置传感器指示伸长元件已到达回缩位置时，控制器命令滑车从卷子装载台转移到卷子退绕位置。当滑车位置传感器指示滑车已到达卷子退绕位置时，暂停滑车的运动。

发明详述中所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用并不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。

虽然已经图示说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可在不背离本发明实质和范围的情况下做各种其它的改变和修饰。因此有意识的在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些更改和修订。

Claims (10)

1.一种用于移除第一残料卷并放置随后的卷子的卷子处理设备，所述随后的卷子具有约R的半径，所述设备的特征在于包括：

a)能够在卷子支撑位置和卷子释放位置之间转移的倾卸式摇架，

b)卷转移表面，所述卷转移表面包括能够从回缩位置转移到伸长位置的伸长元件，所述卷转移表面能够从倾卸式摇架接收第一残料卷并将残料卷转移到伸长位置，

c)卷递送元件，所述卷递送元件能够将随后的卷子运送并放置到所述倾卸式摇架内并且能够从残料卷移除位置移除残料卷。

2.如权利要求1所述的卷子处理设备，所述设备还包括能够可释放地接合所述第一残料卷的卷子接合元件。

3.如权利要求2所述的卷子处理设备，其中所述残料卷包括推顶器。

4.如权利要求1所述的卷子处理设备，所述设备还包括能够在卷子装载位置和卷子退绕位置间转移的滑车。

5.如权利要求1所述的卷子处理设备，其中将所述伸长元件的回缩位置与所述倾卸式摇架的距离设置为小于所述半径R，并且将所述伸长元件的伸长位置与所述倾卸式摇架的距离设置为大于所述半径R。

6.如权利要求1所述的卷子处理设备，所述设备还包括位置传感器，所述传感器选自由以下传感器构成的组：倾卸式摇架传感器、卷递送元件传感器、伸长元件传感器，以及它们的组合。

7.如权利要求1所述的卷子处理设备，所述设备还包括伸长元件端部操纵装置，所述端部操纵装置能够将所述伸长元件在回缩位置和伸长位置间转移。

8.如权利要求1所述的卷子处理设备，所述设备还包括能够将所述倾卸式摇架在卷子支撑位置和卷子释放位置间转移的倾卸式摇架端部操纵装置。

9.一种卷子处理设备，所述设备的特征在于包括：

a)能够接收从卷子退绕的材料纤维网的卷子退绕台，所述卷子具有约R的初始半径，

b)能够接收将被退绕的卷子的卷子装载台，

c)卷递送元件，所述卷递送元件能够从残料卷移除位置移除残料卷、在所述卷子装载台处提供卷子并将所述卷子放置到倾卸式摇架内，

d)能够在所述卷子退绕台和所述卷子装载台之间转移的滑车，所述滑车包括：

i)能够在卷子支撑位置和卷子释放位置间转移的倾卸式摇架，

ii)卷传输表面，所述卷传输表面包括能够从回缩位置转移到伸长位置的伸长元件并能够从所述倾卸式摇架接收所述残料卷并将所述残料卷转移到所述伸长位置。

10.如权利要求9所述的卷子处理设备，所述设备还包括能够可释放地接合所述第一残料卷的卷子接合元件。

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