FI115404B - Menetelmä ja laite ajoparametrien hallitsemiseksi kuiturainaa käsiteltävässä laitteistossa - Google Patents

Description

115404

Menetelmä ja laite ajoparametrien hallitsemiseksi kuiturainaa käsiteltävässä laitteistossa

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ajoparametrien hallitsemiseksi kui-5 turainaa käsiteltävässä laitteistossa, johon käsiteltävään laitteistoon kuuluu oh-jainelinten ympäri pyöriväksi järjestetty päätön metallihihna sekä ainakin yksi metal-lihihnan kanssa kontaktipinnan muodostava vastaelin, joiden metallihihnan ja vasta-elimen väliin muodostuu kuiturainan käsittelyalue, jonka läpi muokattava kuituraina viedään.

10

Lisäksi esillä olevan keksinnön kohteena on laite ajoparametrien hallitsemiseksi kuiturainaa käsittelevässä laitteistossa, johon käsiteltävään laitteistoon kuuluu oh-jainelinten ympäri pyöriväksi järjestetty päätön metallihihna sekä ainakin yksi metal-lihihnan kanssa kontaktipinnan muodostava vastaelin, joiden metallihihnan ja vasta-15 elimen väliin muodostuu kuiturainan käsittelyalue, jonka läpi muokattava kuituraina on vietävissä.

Ennestään tunnetaan tällaisia kuiturainaa käsitteleviä laitteita, esimerkiksi hakijan patenttihakemuksista FI 20021366, FI 20021367 ja FI 20021368. Näissä hakemuk-20 sissa esitettyjä käsittelylaitteita sovelletaan erityisesti hyvin erilaisten kuiturainojen, kuten erilaisten paperi- ja kartonkilajien kalanteroimiseen, mutta myös päällystämiseen, filminsiirtoon, kuivatukseen ja/tai painamiseen. Tällaisilla laitteilla vaikutetaan ·’ ·' kuiturainan pinnanlaatuun säätämällä laajalla alueella muokkautumisalueen painetta *· rainan poikittaissuunnassa sekä vaikutusaikaa (esimerkiksi lämmönsiirtoaika metalli- i 25 hihnasta rainaan ja muokkautumisaika). Lisäksi muokkautumisvaikutusta voidaan : ', · säätää tehostetusti metallihihnan ominaisuuksia, kuten lämpötilaa ja kireyttä muut-

• * I

tamalla.

Nykyisissä menetelmissä ja niitä soveltavissa laitteissa metallihihnan ominaisuuksista ·...: 30 lähinnä lämpötilaa ja kireyttä tarkkaillaan. Paineen, lämpötilan ja kireyden vaikutuk- ....: set kuiturainan pinnan laatuun ovat todettu kokeellisesti, jolloin tiettyä rainalajia varten nämä ominaisuudet säädetään tiettyyn ennalta määrättyyn arvoonsa ja pyri-,· , tään pitämään ne siinä. Eräs ongelma on metallihihnan reuna-alueet, joissa erityi- * ; sesti paksuus vaihtelee mahdollisten lämpötilavaihteluiden seurauksena. Tämä saat- 35 taa vaikuttaa heikentävästi kuiturainan laatuun. Lisäksi käyttöiän karttuessa erityi- 2 115404 sesti hihnan reunojen paksuus ei pysy välttämättä samoilla alkuarvoilla samana hih-namateriaalin kulumisen (metallin väsymisen) ja vioittumisen takia.

Edellä mainittuja ominaisuuksia tarkkailemalla ei saada informaatiota metallihihnan 5 kulumisesta, eikä näin ollen saada välitöntä tietoa sen vaikutuksesta rainan laatuun. Metallihihnan paksuuden mittaamiseen ei ole luotettavaa ja etenkään olennaisesti jatkuvatoimista järjestelyä. Pintaa koskettavat mittausmenetelmät eivät sovellu hihnan paksuuden mittaamiseen ja optiset laitteet ovat arkoja likaantumaan likaisessa ympäristössä. Säteilylähteitä, kuten röntgensäteilyä lähettäviä, käytettäviä mene-10 telmiä ei voi vaarallisuutensa (radioaktiivisuus) takia mitenkään käyttää jatkuvaan hihnan paksuuden tarkkailuun.

Esillä olevan keksinnön kohteena on poistaa tai olennaisesti vähentää edellä mainittuja haittakohtia.

15

Edellä mainittujen päämäärien saavuttamiseksi esillä olevalle keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että menetelmässä suoritetaan metallihihnan paksuuden mittaus ajon aikana pyörrevirtamittauksella. 1

Lisäksi esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää soveltavalle laitteelle on tunnusomaista se, että laitteeseen kuuluu välineet, joilla metallihihnan paksuus on mi-. tattavissa ajon aikana pyörrevirtamittauksella.

tl» • · ‘ Keksinnön edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksis- · : 25 sa.

• r i • · > • ’, Seuraavaksi keksintöä on selostettu tarkemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen, : : joka esittää kaaviollisena sivukuvantona erään keksinnön mukaisen laitteiston osan esimerkkitoteutusta.

:·. . 30 . · · ·. Kuviossa 1 on siis esitetty osa esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää sovel- * · tavasta laitteistosta. Laitteiston osa, jota on merkitty tässä viitenumerolla 1, on täs- '· sä hihnakalanteri, jota käytetään kuiturainan W, kuten paperin tai kartongin käsitte- ’ · ” · lyyn halutun laadun saavuttamiseksi. Laitteisto on esimerkiksi paperi- tai kartonki- .**. 35 kone.

• Mil 3 115404

Kalenteriin 1 kuuluu päätön hihna, joka on valmistettu edullisesti sähköä johtavasta aineesta, kuten metallista tai metalliseoksesta. Metallihihna 2 kiertää radallaan oh-jainelimien, kuten ohjaustelojen 3 ympäri, joista ohjausteloista ainakin yksi on siir-5 rettävissä hihnan 2 kireyden säätämiseksi. Metallihihnan 2 kireys on eräs laitteiston ajoparametreista, joilla hallitaan kuiturainan W muokkautumista kalanterilla 1.

Hihnan 2 muodostavan silmukkamaisen radan ulkopuolelle on jäljestetty vastaelin 5, johon kuuluu metallihihnaa vasten asetettavissa oleva vastinpinta. Vastaelin 5 on 10 edullisesti vastatela, jonka vaipan ympäri hihna 1 on järjestetty kulkemaan. Edullisesti hihna 1 on kosketuksessa vaippaan matkan verran, joka vastaa alle puolta vaipan kehän koko pituutta. Hihnan 1 ja vaipan väliin muodostuu käsittelyalue A, tässä tapauksessa kalanteroimisalue, jonka läpi käsiteltävä kuituraina W viedään. Tällöin kuiturainaan W kohdistuu haluttu paineimpulssi ja lämpövaikutus (ajoparametreja) 15 ajan funktiona. Niiden säätömahdollisuuksia on esitetty tarkemmin hakijan aiemmissa patenttihakemuksissa FI20021366, FI 20021367 ja FI20021368. Lyhyesti sanottuna painetta voidaan säätää esimerkiksi vastatelan kanssa nipin muodostavan nip-pitelan 4 avulla ja lämpövaikutusta voidaan säätää lämmittämällä ja jäähdyttämällä metallihihnaa 1 metallihihnan 1 leveyssuunnassa profiloivilla lämmitys- ja jäähdytys-20 laitteilla 6. Hihnan 1 lämpötilan säädöllä vaikutetaan myös hihnan konesuuntaisen kireyden poikkisuuntaiseen jakaumaan (jännitysjakauma). Lämpötilamuutokset sekä , käsittelyalueen A painemuutokset muuttavat metallihihnan paksuusprofiilia leveys- suunnassa. Leveyssuuntaisen paksuusprofiilin muuttuminen aiheuttaa puolestaan : .' muutoksia kuiturainan ominaisuuksissa (esimerkiksi paksuudessa ja kiillossa).

Oi 25 · Esillä olevan keksinnön mukaisesti metallihihnan 2 paksuuden muutosten seuraami- : ; seksi laitteeseen 1 kuuluu välineet 7a, 7b metallihihnan paksuuden mittaamiseksi, : ‘ : joilla välineillä mitataan metallihihnan 2 pituussuuntainen paksuusprofiili ja/tai me tallihihnan 2 leveyssuuntainen paksuusprofiili. Mittavälineisiin 7a, 7b kuuluu sinänsä : ·. . 30 tunnettua pyörrevirtamittausmenetelmää soveltavat mittalaitteet. Tässä tapauksessa . · · . ainakin yksi tällainen mittalaite on sijoitettu metallihihnan 2 pinnan läheisyyteen esimerkiksi kahden ohjaustelan 3 väliselle alueelle. Mittalaitteeseen 7a, 7b kuuluu :. ': ainakin yksi sähkömagneettinen lähetin, kuten kela 7a ja vastakkaiselle puolelle me- ‘ : tallihihnaa 2 sijoitettu vastaanotin, kuten mittauskela 7b, jolloin metallihihna 2 kul- . · ’ *. 35 kee niiden välissä. Mittalaite 7a, 7b voidaan sijoittaa myös siten, että kuituraina kul- 4 115404 kee metallihihnan 2 mukana lähetinkelan 7a ja mittakelan 7b välistä (katkoviivoin esitetty mittalaite). Kuituraina W ei sähköä johtamattomana vaikuta pyörrevirtamit-tausmenetelmällä suoritettuun metallihihnan 2 paksuuden mittaukseen.

5 Lyhyesti selitettynä mittaus suoritetaan edullisesti käyttämällä passitettua pyörrevir-tamittaustekniikkaa. Siinä muodostetaan lähetinkelalla 7a sähköä johtavaan hihnaan 2 kolmivaiheinen magneettikenttä, jolloin hihnaan 2 indusoituu myös pyörrevirtoja kolmessa peräkkäisessä vaiheessa. Kustakin peräkkäisestä vaiheesta indusoituu mit-takelalle 7b kullekin vaiheelle ominaiset jännitteet. Niistä puolestaan voidaan määrit-10 tää mittauskaan 7b etäisyys mitattavasta metallihihnan 2 pinnasta, mitattavan aineen sähköinen vastus (resistanssi) ja metallihihnan 2 paksuus.

Edellä mainittu mittalaite 7a, 7b tai useampia mittalaitteita 7a, 7b voidaan sovittaa liikkumaan hihnan 2 etenemissuuntaan nähden poikittaisessa suunnassa. Vaihtoeh-15 toisesti mittalaitteita 7a, 7b voidaan sovittaa riittävä määrä hihnan 2 etenemissuuntaan nähden poikittaissuuntaiseen riviin, jolloin saadaan liikkuviin mittalaitteisiin nähden yksityiskohtaisemmat mittaustulokset. Mittaus voidaan suorittaa metallihihnan 2 liikkuessa ja olennaisen jatkuvasti.

20 Metallihihnan 2 paksuudesta saatuja mittaustietoja voidaan käyttää moniin eri tarkoituksiin. Nämä tiedot voidaan liittää kuiturainan W laatua säätävään järjestelmään 10, johon muun muassa ajoparametrien, kuten hihnan 2 lämpötilan ja muokkautu-misalueen A paineimpulssin, säätölaitteet 6 ja 4 kuuluvat. Tieto hihnan 2 paksuu-: ’.: desta ja siinä tapahtuvista muutoksista saadaan reaaliajassa mittauskelalta 7b esi-

: . · 25 merkiksi järjestelmän 10 ja mittauskelan 7b välistä siirtotietä 8 pitkin kuiturainan W

\ \ : laatua säätävään järjestelmään 10. Näin ollen voidaan seurata esimerkiksi hihnan :* : reuna-alueiden paksuusprofiilin muuttumista erilaisissa kuormitus- ja lämpötilamuu- taksissa.

: ·. , 30 Mittaustietoja voidaan käyttää kuiturainan W laatua säätävässä järjestelmässä 10 • · ’.. I esimerkiksi siten, että hihnan 2 paksuuden muutoksista aiheutuvat muutokset kuitu- *: ‘ rainan W laadussa kompensoidaan käyttämällä hihnan 2 paksuustietoja myötäkyt- ;.‘*i kentätietona muille kuiturainan W laatua sääteleville parametreille. Esimerkiksi sää- •: ·': tävältä järjestelmältä 10 voidaan antaa ohjauskäskyt siirtoteitä 9 pitkin hihnan 2 . · · ·. 35 profiloiville lämmitys- ja jäähdytyslaitteille 6. Profiloivaa lämmitystä tai jäähdytystä • · » • · 5 115404 voidaan ohjata siten, että hihnan 2 paksuusprofiili on halutunlainen, esimerkiksi tasainen. Voidaan myös ajatella, että hihnan 2 kireysprofiilia voidaan hallita paksuus-profiilin hallinnan kautta. Laatua säätävä järjestelmä 10 on yhteydessä kalenterin lisäksi tietenkin muihin laitteiston 1 (tässä siis paperikoneen) osiin, joten paksuustie-5 toja voidaan tietenkin käyttää myötäkytkentätietona laitteiston 1 muiden osien kui-turainan W laatua sääteleville ajoparametreille.

Voidaan muodostaa myös malli hihnan 2 paksuusmuutosten vaikutuksista rainan W laatuun, jonka mallin perusteella laatua säätävä järjestelmä 10 tekee tarvittavat 10 kompensoivat säädöt laatua sääteleville parametreille.

Mittaustietoja voidaan käyttää itse hihnan 2 kunnon tarkkailuun. Esimerkiksi ennen hihnan varsinaista käyttöönottoa hihna 2 hiotaan tarkoituksen mukaiseen paksuuteensa. Ennen hiontaa mitattuja mittaustietoja voidaan käyttää hiomalaitteen sää-15 töön oikean paksuusprofiilin saavuttamiseksi hihnassa 2. Edelleen esimerkiksi hihnan 2 jännitysten- ja lämpötilojen muutokset aiheuttavat ennen pitkää, etenkin hihnan 2 reuna-alueilla, hihnan 2 vioittumisia. Nämä viat havaitaan hyvissä ajoin laatua säätävän järjestelmän muut parametrit huomioon ottaen. Havaintojen perusteella hihna 2 voidaan esimerkiksi vaihtaa optimaalisena ajankohtana.

Claims (9)

115404

1. Menetelmä ajoparametrien hallitsemiseksi kuiturainaa (W) käsittelevässä laitteistossa (1), johon muokkaavaan laitteistoon (1) kuuluu ohjainelinten (3) ympäri pyöri- 5 vaksi jäljestetty päätön metallihihna (2) sekä ainakin yksi metallihihnan (2) kanssa kontaktipinnan muodostava vastaelin (5), joiden metallihihnan (2) ja vastaelimen (5) väliin muodostuu kuiturainan (W) käsittelyalue (A), jonka läpi muokattava kuitu-raina (W) viedään, tunnettu siitä, että menetelmässä suoritetaan metallihihnan (2) paksuuden mittaus ajon aikana pyörrevirtamittauksella. 10

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan me-tallihihnaa (2) olennaisen jatkuvasti pituussuunnassa pituussuuntaisen paksuuspro-fiiiin määrittämiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan metallihihnaa (2) olennaisen jatkuvasti leveyssuunnassa leveyssuuntaisen paksuus-profiilin määrittämiseksi.

4. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 1- 3 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että liitetään metallihihnan (2) paksuustiedot kuiturainan (W) laatua säätävään jäijestelmään (10), ja että käytetään metallihihnan (2) paksuustietoja myötäkytken-. : tätietona muille kuiturainan (W) laatua sääteleville ajoparametreille ja/tai metallihih- : \ ·, nan (2) kunnon tarkkailuun. .' . ’ 25

5. Laite ajoparametrien hallitsemiseksi kuiturainaa (W) käsittelevässä laitteistossa ;; γ (1), johon käsittelevään laitteistoon (1) kuuluu ohjainelinten (3) ympäri pyöriväksi : * jäljestetty päätön metallihihna (2) sekä ainakin yksi metallihihnan (2) kanssa kon- · : taktipinnan muodostava vastaelin (5), joiden metallihihnan (2) ja vastaelimen (5) väliin muodostuu kuiturainan (W) käsittelyalue (A), jonka läpi muokattava kuituraina | ’, 30 (W) on vietävissä, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu mittausvälineet (7a, 7b), :' ” .* joilla metallihihnan (2) paksuus on mitattavissa ajon aikana pyörrevirtamittauksella.

» · · • · » ‘ ; 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että yksi tai useampi mit tausväline (7a, 7b) on sovitettu liikkumaan metallihihnan (2) etenemissuuntaan > I I » ! » I t 115404 nähden poikittaisessa suunnassa metallihihnan (2) pituus- ja/tai leveyssuuntaisen paksuusprofiilin määrittämiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että useita mittausvä-5 lineitä (7a, 7b) on sovitettu metallihihnan (2) etenemissuuntaan nähden poikittaissuuntaiseen riviin metallihihnan (2) pituus- ja/tai leveyssuuntaisen paksuusprofiilin määrittämiseksi.

8. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 5-7 mukainen laite, tunnettu siitä, 10 että mittausvälineisiin (7a, 7b) kuuluu sähkömagneettinen lähetin tai kela (7a), jolla on muodostettavissa kolmivaiheinen magneettikenttä pyörrevirtojen indusoimiseksi metallihihnaan (2) kolmessa peräkkäisessä vaiheessa, sekä vastaanotin tai mittaus-kela (7b), johon indusoituu pyörrevirtoja vastaavat jännitteet, jotka korreloivat metallihihnan (2) paksuuden kanssa. 15

9. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen 5-8 mukainen laite, tunnettu siitä, että mittausvälineet (7a, 7b) on liitetty kuiturainan (W) laatua säätävään järjestelmään (10), jossa metallihihnan (2) paksuustiedot on käytettävissä myötäkytkentä-tietona muille kuiturainan (W) laatua sääteleville ajoparametreille ja/tai metallihih- 20 nan (2) kunnon tarkkailuun. t · > * • · • · • · * · # • > · » M t · » t t • I 8 115404