FI115718B - Menetelmä ja laitteisto radan poikkisuuntaiseen hallintaan - Google Patents

Description

115718

Menetelmä ja laitteisto radan poikkisuuntaiseen hallintaan Tekniikan ala

Keksintö liittyy rainamaisen materiaalin, kuten paperin tai kartongin, valmistuksessa 5 käytettävän liikkuvan radan poikkisuuntaiseen hallintaan. Keksintöä voidaan käyttää esimerkiksi materiaalirainan tai sitä kuljettavan viiran kireyden tai sijainnin hallintaan.

Tekniikan tausta

Paperia ja kartonkia valmistetaan tiivistämällä selluloosakuitususpensiota jatkuvasti 10 tasaiseksi rainaksi. Rainaa kuljetetaan esimerkiksi telojen tai viirojen avulla. Radan vetokireydessä voi tällöin olla poikkisuunnassa eroa. Kireämmässä kohdassa kitkavoima on vastaavasti suurempi, jolloin rata pyrkii siirtymään kireämmälle puolelle. Rainaa on myös eräissä vaiheissa edullista levittää poikkisuunnassa esimerkiksi kutistumisen kompensoimiseksi. Levitykseen on käytetty kaarevia teloja. Kireysvaihte-15 luista aiheutuva sivusiirtymä aiheuttaa ongelmia varsinkin tällaisilla levitysteloilla.

Kaarevien telojen käyttö poikkisuuntaiseen hallintaan on vaikeaa. Varsinkin säätö on hankalaa, kun se on tehtävä telan kaarta kääntämällä.

i Keksinnön yhteenveto

Nyt on keksitty itsenäisten vaatimusten mukaisesti menetelmä ja laitteisto radan * ’ · ‘ 20 poikkisuuntaiseen hallintaan. Epäitsenäisissä vaatimuksissa esitetään eräitä edullisia ' ’ tapoja keksinnön toteuttamiseksi.

• * ! • « . Keksinnön mukaisesti muodostetaan rataan ainakin osalle sen leveydestä sähköstaat tinen varaus ja varattuun rataan kohdistetaan sähkökentän avulla sivulle päin vaikut-. . tava voima.

25 Voima voidaan kohdistaa rataan sen ollessa alustalla, erityisesti radan mukana liikkuvalla alustalla, kuten telalla tai viiralla. Kun radan alustaa vasten oleva pinta ’ · i, on varattu, rata pyrkii tarttumaan alustaan tai irtoamaan siitä riippuen siitä, mikä on ’!* alustan pinnan varaus. Edullisessa järjestelyssä sähkökenttä kulkee radan läpi ..li* alustaan, jolloin radan toisella puolella on rataan varauksen muodostava elektro- :. ‘ · 30 di. Kun tarttuvuus suurenee, esimerkiksi vetotelan rataan kohdistava vetovoima tällä 2 115718 kohdalla vastaavasti suurenee. Tarttuvuuden suurenemine myös esimerkiksi vähentää radan ja alustan väliin tällä kohdalla jäävää ilmamäärää.

Varattava rata voi olla valmistettava raina tai sen kuljettamiseen käytettävä viira. Järjestelmä voidaan tehdä säädettäväksi.

5 Rataan voidaan muodostaa varaus erityisesti säädettävästi. Rataan voidaan muodostaa myös varaus poikkisuunnassa eri kohtiin jaksottaisesti, varsinkin poikkisuunnas-sa etenevästi.

Keksinnön mukaisesti rataa voidaan hallita yksinkertaisella laitteistolla, jonka tehontarve on vähäinen. Järjestelmä voidaan tehdä rataa koskettamattomaksi. Säädet-10 tävyys on hyvä. Lisäetuna saavutetaan vielä melun ja pölyn vähenemistä.

Keksinnön eräs käyttökohde on radan poikittaissuuntaisten siirtymien eliminointi.

Eräs toinen käyttökohde on rainan levitys poikkisuunnassa.

Eräs kolmas käyttökohde on ilman poisto rainan ja sen alla olevan kerroksen välistä. Tällöin rainaan kohdistetaan jaksottaisesti poikkisuunnassa, erityisesti keskeltä si-15 vulle, päin etenevä sähköstaattinen varaus.

·! Piirustukset ‘, Oheiset piirustukset ovat osa keksinnön kirjallista kuvausta, ja ne esittävät eräitä ta poja keksinnön toteuttamiseksi.

:' . Kuvio 1 esittää rainan levitystelalaitteistoa ylhäältä.

• t 20 Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laitteistoa sivulta.

Kuvio 3 esittää rullannen ilmanpoistolaitteistoa.

Kuvio 4 esittää erästä toista rullaimen ilmanpoistolaitteistoa.

I * t :" ‘ Kuvio 5 esittää erästä kolmatta rullaimen ilmanpoistolaitteistoa.

:, Kuviot 6a ja 6b esittävät erästä neljättä rullaimen ilmanpoistolaitteistoa sivulta.

' 25 Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus t * I · :*· Rataan voidaan kohdistaa sähköstaattinen varaus sopivalla varauslaitteella, kuten hankauslaitteella, varatulla elektrodilla koskettamalla tai indusoimalla tai ionipuhal- 3 115718 luselektrodilla. Parhaiten käytetään rataa koskettamatonta menetelmää, kuten ioni-puhallusta. Riittävä varaus voidaan saada aikaan hyvinkin pienellä teholla, esimerkiksi alle noin 5 mA:n virralla. Varauslaitteita voi olla myös eri puolilla radan tasoa. Järjestelmässä voidaan käyttää kaupallisesti saatavilla olevia sopivia elektrodeja, 5 esimerkiksi ionipuhalluselektrodeja.

Erään järjestelyn mukaisesti rataan muodostetaan varaus samalla, kun siihen kohdistetaan sivulle päin vaikuttava voiman aikaansaava sähkökenttä. Tällöin voidaan erityisesti käyttää järjestelyä, jossa rata on alustalla ja radan toisella puolella on rataan varauksen aikaansaava elektrodi. Kun rata ja alusta ovat eri potentiaalissa, rata pyr-10 kii tarttumaan alustaan. Käytännössä tämä aikaansaadaan parhaiten käyttämällä johtavaa maadoitettua alustaa. Vielä suurempi tartuntavoima aikaansaadaan, kun alusta pidetään elektrodille vastakkaisessa potentiaalissa.

Erään toisen järjestelyn mukaisesti rataan muodostetaan ensin varaus, minkä jälkeen se johdetaan sähkökenttään.

15 Järjestelmässä on ainakin yksi varauslaite, jolla ainakin osalle radan leveyttä voidaan kohdistaa varaus, erityisesti epäsymmetrisesti. Parhaiten järjestelmässä on poikkisuunnassa useita varauslaitteita. Varauslaitteita voi tällöin olla esimerkiksi yk-^ si kummassakin radan reunassa tai useampia poikkisuunnassa eri kohdilla. Varaus- . : laitteet voivat olla radan pituussuunnassa samalla kohdalla tai eri kohdilla.

* . ’ 20 Parhaiten varauslaitteet ovat säädettäviä siten, että kohdistettavaa varausta voidaan , , muuttaa.

4 115718 elektrodista voi olla esimerkiksi 2 - 2000 mm, tyypillisesti 10 - 100 mm, parhaiten alle 50 mm. Parhaiten käytetään negatiivista jännitettä.

Keksinnön mukaisessa järjestelyssä ionipuhallusta käytettäessä rata kuljetetaan kentän poikki, jolloin varautuneet hiukkaset tarttuvat rataan. Ionipuhallus on hallittavis-5 sa ja säädettävissä.

Julkaisussa FI 104645 on esitetty eräitä tapoja rainan varaamiseksi muun muassa io-nipuhallustekniikalla.

Erään sovelluksen mukaisesti ionipuhalluselektrodin vastaelektrodina on tela. Tällöin tela voi olla maadoitettu.

10 Erään sovelluksen mukaisesti muutetaan radan ja telan välistä tarttuvuutta. Näin voidaan esimerkiksi korjata radan eri kaistojen kireysvaihteluita ja estää vaihteluista aiheutuvia sivuttaissiirtymiä. Järjestelmässä voi tällöin olla radan sivuttaisaseman määritysvälineet, joiden antaman tiedon perusteella rataa varataan. Sovelluksessa ei näin tarvita esimerkiksi mekaanisia viiranohjaimia. Erityisesti levitysteloilla ja pääl-15 lystyskoneilla esiintyviä poikittaissiirtymiä voidaan näin korjata.

Kun levitystelalla rainan ja telan välinen pito aiheutetaan pääasiassa sähköstaattisen ,;. varauksen avulla, on levitysvoima vain vähän riippuvainen rainan kireydestä. Kirey- :‘den vaikutusta voidaan edelleen vähentää pienentämällä rainan taittokulmaa telalla.

Taittokulma voi olla esimerkiksi alle noin 15 astetta, kuten noin 5 astetta, kun levi-' ’ 20 tykseen käytetään myös sähköstaattista voimaa.

Erään sovelluksen mukaan käytetään poikkisuunnassa useaa varauslaitetta, joilla . · . kohdistetaan varaus poikkisuunnassa eri kohtiin jaksottaisesti, varsinkin poikkisuun nassa etenevästi. Näin voidaan muodostaa erityisesti radan keskeltä reunaan päin liikkuva varausrintama. Elektrodeja voidaan ohjata vaihtuvalla jännitteellä siten, että 25 muodostuu reunoja kohti pyyhkäisevä varaus. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi siten, että vierekkäisiin elektrodeihin johdetaan vaihtojännitettä vaihesiirrolla, tai • '· voidaan käyttää puhtaasti pulssimaista varausta. Vaihtojännite voi olla esimerkiksi sinimuotoista. Vaihesiirto voi olla esimerkiksi 1-180 astetta, esimerkiksi juuri 180 astetta. Jaksottaista varausta voidaan käyttää esimerkiksi rainan levitykseen, jolloin : 30 raina myös poikkisuunnassa kiristyy. Samalla voidaan säätää poikkisuuntaisen ki- ,, · reyden profiilia koko radan alueelta. Jos varauslaitteet sijoitetaan vain rainan reu- : ‘' noille, voidaan vain levittää rainaa.

5 115718

Elektrodeja voidaan myös sijoittaa siten, että poikkisuunnassa rataan kohdistetaan vuorotellen positiivinen ja negatiivinen varaus siten, että muodostuu keskeltä ulospäin leviävä sähkökenttä. Ionipuhalluselektrodeja käytettäessä voidaan tällöin puhua eräänlaisesta ’’koronamoottorista”.

5 Erään sovelluksen mukaisesti keksintöä käytetään rainan profilointiin siten, että eri kohdille kohdistetaan eri suuruinen levitysvoima. Paksummasta kohdasta voidaan levittää enemmän ja näin vähentää poikkisuuntaista paksuusvaihtelua.

Rainan levitys voidaan keksinnön mukaisesti toteuttaa vapaassa välissä levitystelat korvaten. Levitys voidaan toteuttaa myös suoralla telalla tai viiraa, kuivatussylinte-10 riä tai muuta telaa vasten.

Erään sovelluksen mukaisesti radan kireyttä poikkisuunnassa mitataan ja rataa levitetään tai siirretään sen mukaisesti.

Poikkisuunnassa jaksottaisesti etenevää varausrintamaa voidaan käyttää myös erityisesti ilman poistoon radan ja alustan, kuten rullattavan rainan ja sen alla olevan rai-15 nakerroksen, välistä. Erityisesti tällöin voidaan käyttää vähintään kolmea radan pituussuunnassa eri kohdille sijoitettua varauslaitetta, jotka muodostavat auran siten, että auran kärkielektrodi kohtaa radan ensimmäisenä. Menetelmä on helppo hallita, kun ei tarvitse käyttää kuin yhdenmerkkistä, edullisimmin negatiivista, varausta. Se soveltuu myös suurille nopeuksille. Periaatteena voi olla, että sähkökenttien avulla * 20 ikään kuin pumpataan ilmaa rainan sivuille. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää kiila- maista kenttää, joka leviää rainan keskeltä reunoille. Kun käytetään keskeltä kum-» . mallekin sivulle etenevää kenttää, ilman siirtomatka on mahdollisimman lyhyt.

‘ ' Seuraavassa esitetään vielä esimerkkejä keksinnön eräistä sovelluksista.

.·*; Kuvion 1 mukaisesti paperiraina johdetaan kiristystelan 1 kautta levitystelalle 2.

25 Rainan kireyttä kulkusuunnassa kuvataan nuolilla 3. Kireys voi olla eri suuruinen eri ; . ( kohdissa, jolloin kireämmällä puolella raina tarttuu levitystelaan suuremmalla kit- tl* kalla ja raina siirtyy vastaavasti sivulle suuremman kireyden puolelle.

» ·

Sivusiirtymän kompensoimiseksi on levitystelan 2 kohdalle sijoitettu rainan eri puo-’ · · ·. liskojen kohdalle ionipuhalluselektrodiryhmät 4 ja 5, joihin saadaan vastaavasti jän- 30 nitelähteistä El ja E2 haluttu, parhaiten negatiivinen, jännite. Näin voidaan rainan halutulle puoliskolle indusoida sähköstaattinen varaus. Kun levitystela on maadoi-:,' · tettu, varattu rainan osa tarttuu sähköstaattisen vetovoiman vaikutuksesta tiukemmin 6 115718 telaan. Laitteistoon on lisäksi yhdistetty anturi 6, jolla seurataan rainan reunaa ja jonka antaman signaalin avulla jännitelähteitä ohjataan.

Ionipuhalluselektrodiryhmissä 4 ja 5 on rainan poikkisuunnassa useita piikki-elektrodeja, joihin johdetaan haluttu jännite.

5 Kuvion 3 mukaisesti maadoitetulle telalle 6 rullataan paperirainaa 7. Kiinnirullau-tumiskohtaan on sijoitettu poikkisuunnassa ionipurkauselektrodeja 8. Keskimmäiseen elektorodiin 8.1 ja siitä lukien kummallekin sivulle päin joka toiseen elektrodiin johdetaan generaattorista 9 sinimuotoista vaihtojännitettä Eac. Muihin elektro-deihin johdetaan generaattorista 10 sinimuotoista vaihtojännitettä 180 asteen vaihe-10 siirrolla. Kun jännite on elektrodilla huipussaan, raina painuu tältä kohdalta staattisen sähkön ansiosta kaikkein tiiviimmin vasten telaa ja alla olevaa rainakerrosta, jolloin myös ilma poistuu tästä kohdasta siirtyen sivulle päin, jossa raina painuu telaa vasten heikommin. Keskeltä alkaen sivuille muodostuu näin ilmaa kuljettava aalto.

Vaihtoehtoisesti ilmaa voidaan rullattaessa poistaa kuviossa 4 esitettävällä tavalla. 15 Siinä kullakin elektrodilla on oma generaattorinsa 11. Näitä ohjataan multiplekserin (MP) 12 ja säätimen (PLC) 13 avulla. Generaattoreita ohjataan siten, että ensin annetaan jännitepulssi keskimmäiselle elektrodille 8.1 ja sen jälkeen järjestyksessä sivulle päin muille elektrodeille 8. Kun raina painuu aina jännitteellisen elektrodin kohdalta tiiviimmin telalle, ilmaa työntyy keskeltä sivuille. Haluttaessa voidaan sää-20 tää erityisesti pulssien taajuutta ja kestoa, mahdollisesti myös generaattorien tehoa.

: . , Kuvion 5 mukaisesti rullaimella on elektrodit 8’ on sijoitettu auramaisesti siten, että .·* keskimmäinen elektrodin kohtaa rainan ensimmäisenä. Raina puristuu tiiviimmin ] . ensin keskeltä ja sitten järjestyksessä kunkin elektrodin kohdalta sivulle päin. Näin . , ilmaa siirtyy keskeltä sivuille. Tässäkin elektrodeja voidaan haluttaessa vielä ohjata ’;, : 25 kuvioissa 3 ja 4 esitetyillä tavoilla.

• ·

Kun rullaimella käytetään radan pituussuunnassa eri kohdille sijoitettuja elektrodeja j 8”, voidaan elektrodit sijoittaa kuvioiden 6a ja 6b mukaisesti säädettävään kaare- vaan palkkiin 14, jonka sädettä kasvatetaan rullan kasvaessa. Näin elektrodit ovat ‘ · ] koko ajan samalla etäisyydellä rainasta.

:***: 30

• I

Claims (10)

115718

1. Menetelmä rainamaisen materiaalin valmistuksessa käytettävän liikkuvan radan poikkisuuntaiseen hallintaan, jossa menetelmässä ainakin osalle radan leveydestä muodostetaan sähköstaattinen varaus, tunnettu siitä, että varattuun rataan kohdis- 5 tetaan sähkökentän avulla sivulle päin vaikuttava voima.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat av att en reglerbar laddning bil-10 das i banan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rataan muodostetaan säädettävä varaus.

3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att med hjälp av det elektriska fältet flyttas banan i tvärriktningen.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sähkökentän avulla rataa liikutetaan poikkisuunnassa.

4. Förfarande enligt patentkrav 3, kännetecknat av att banan flyttas eller utbreds i tvärriktningen. 15 5. Förfarande enligt patentkrav 3 eller 4, kännetecknat av att en laddning som framskrider i tvärriktningen, särskilt frän mitten mot sidorna, alstras i banan.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rataa siirre tään tai levitetään poikkisuunnassa.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rataan muodostetaan poikkisuunnassa, erityisesti keskeltä sivulle päin, etenevä varaus.

6. Förfarande enligt patentkrav 5 för att avlägsna luft mellan en bana som skall * « * • < · i rullas och rillien under banan, kännetecknat av att en ladding som framskrider frän :.: i mitten mot bäda sidorna alstras i banan. I t · • · · ,.,.: 20 7. Anläggning för transversal kontroll av en rörlig bana vid framställningen av ett ; banlikt material, varvid anläggningen innefattar ätminstone en elektrod (4, 5; 8, 8.1, » * * 8’, 8"), särskilt en jonbläsningselektrod, för att bilda en elektrostatisk laddning ät-’ · ‘ minstone pä en del av banans bredd, kännetecknad av att anläggningen har organ för att rikta ett elektriskt fält mot banan, sä att en kraft som verkar ät sidorna riktas : V 25 mot banan.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä ilman poistamiseksi rullattavan 15 rainan ja sen alla olevan rullan välistä, tunnettu siitä, että menetelmässä rainaan muodostetaan keskeltä kummallekin sivulle päin etenevä varaus.

7. Laitteisto rainamaisen materiaalin valmistuksessa käytettävän liikkuvan radan poikkisuuntaiseen hallintaan, jossa laitteistossa on ainakin yksi elektrodi (4, 5; 8, : 8.1, 8’, 8”), erityisesti ionipuhalluselektrodi, sähköstaattisen varauksen muodosta- : 20 miseksi ainakin osalle radan leveydestä, tunnettu siitä, että laitteistossa on välineet : sähkökentän kohdistamiseksi rataan siten, että rataan kohdistuu sivulle päin vaikut- :* ; tava voima. *” 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että radan poikki suunnassa on useita elektrodeja (4, 5; 8, 8.1, 8’, 8”), jolloin laitteistoon parhaiten i ·* 25 liittyy ohjausvälineet (9, 10; 11, 12, 13) ainakin kahden elektrodin käyttämiseksi eri jännitteellä. • ; 9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että rata on alustalla (2; 6), jolloin parhaiten radan toisella puolella on rataan varauksen muo-dostava elektrodi (4; 8; 8.1).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että joka toiseen elektrodiin johdetaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja joka toiseen elektro- 115718 diin (8, 8.1) vaihtojännitettä vaihesiirrolla, tai elektrodeihin (8, 8.1) johdetaan jännite peräkkäin siten, että jännite ensin keskellä olevaan elektrodiin ja sen jälkeen aina viereiseen elektrodiin. 5 1. Förfarande för transversal kontroll av en rörlig bana vid framställningen av ett banlikt material, vid vilket förfarande bildas en elektrostatisk laddning pä ätminsto-ne en del av banans bredd, kännetecknat av att en lateralt verkande kraft riktas mot den laddade banan med hjälp av ett elektriskt fält.

8. Anläggning enligt patentkrav 7, kännetecknad av att det finns flera elektroder * ♦ » '· (4, 5; 8, 8.1, 8’, 8") i banans tvärriktning, varvid tili anläggningen ansluts lämpligen styrorgan (9, 10; 11, 12, 13) för att använda ätminstone tvä elektroder med olika • ’ · ‘: spänningar. • » I 1 1 115718

9. Anläggning enligt patentkrav 7 eller 8, kännetecknad av att banan är pä ett underlag (2; 6), varvid en elektrod (4; 8; 8.1) som alstrar en laddning i banan lämp-ligen finns pä banans motsatta sida.

10. Anläggning enligt nägot av patentkraven 7-9, kännetecknad av att tili varan-5 nan elektrod leds sinusformad växelspänning och tili varannan elektrod (8, 8.1) leds växelspänning med fasförskjutning, eller tili elektroderna (8, 8.1) leds spänning successive sä att spänning leds först tili den mittersta elektroden och därefter tili re-spektive angränsande elektrod.