FI79571C - FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING. - Google Patents

FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING. Download PDF

Info

Publication number
FI79571C
FI79571C FI885126A FI885126A FI79571C FI 79571 C FI79571 C FI 79571C FI 885126 A FI885126 A FI 885126A FI 885126 A FI885126 A FI 885126A FI 79571 C FI79571 C FI 79571C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
roll
valve
pressure
valve device
electrodes
Prior art date
Application number
FI885126A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI79571B (en
FI885126A0 (en
Inventor
Martti Pullinen
Original Assignee
Valmet Paper Machinery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valmet Paper Machinery Inc filed Critical Valmet Paper Machinery Inc
Priority to FI885126A priority Critical patent/FI79571C/en
Publication of FI885126A0 publication Critical patent/FI885126A0/en
Publication of FI79571B publication Critical patent/FI79571B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI79571C publication Critical patent/FI79571C/en

Links

Landscapes

  • Paper (AREA)

Description

79571 1 Menetelmä ainesratojen puristuskäsittelyssä, taipumasäädetty tela ja sen yhteydessä käytetty venttiililaite Förfarande vld pressbehandllng av materialbanor, 5 böjningsreglerad vals och 1 samband med denna använd ventilanordning 10 Keksinnön kohteena on menetelmä ainesratojen kuten paperi- tai kartonki-ratojen puristuskäsittelyssä, jossa käsiteltävä rata johdetaan kahden vastakkaisen puristuselementin, kuten purlstustelan ja/tai puristus-kengän muodostaman puristusvyöhykkeen läpi ja jossa menetelmässä purlstustelan tai -kengän vaipan tai vastaavan radan liikesuuntaan 15 nähden poikittaista profiilia hallitaan sarjalla hydrauliikkaelement-tejä, joita kuormitetaan hydrauliikkaväliaineen säädettävissä olevilla paineilla.The present invention relates to a method for compressing material webs such as paper or board through a compression zone formed by a compression element, such as a compression roll and / or a compression shoe, and in which the profile transverse to the direction of movement of the compression roll or shoe casing or similar track is controlled by a series of hydraulic elements loaded with hydraulically adjustable pressures.

Lisäksi keksinnön kohteena on paperi- tai kartonkikonelssa tai jälkl-20 käsittelylaitteissa käytettävä taipumasäädetty tk-tela, joka käsittää stationäärisen keskiakselin, sen ympärille pyöriväksi järjestetyn tela-vaipan, joka on tarkoitettu muodostamaan vastaelementin kanssa puristus-vyöhyke ja johon kesklaksellin on sovitettu joukko kuormituselementtejä, jotka elementit käsittävät llukukengän, joilla on liukupinta telavalpan 25 sisäpintaa vasten sekä kuormitusmännän tai vastaavan, joka toimii kuor-mitussylinterissä, joihin kuormitussylintereihin on johdettavissa säädettävä ER-palneväliaineen paine.The invention further relates to a deflection-controlled tk roll for use in a paper or board machine or finishing apparatus, comprising a stationary central shaft, a roll shell arranged to rotate around it, intended to form a compression zone with the counter-element and to which the central shaft is arranged with a plurality of load elements. the elements comprise a reading shoe having a sliding surface against the inner surface of the roller flange 25 and a load piston or the like operating in a load cylinder to which an adjustable pressure of the ER bellows medium can be applied.

Keksinnön kohteena on myös keksinnön menetelmässä ja tk-telassa käytet-30 tävä sähköisesti ohjattu venttiililaite.The invention also relates to an electrically controlled valve device for use in the method of the invention and in the tk roll.

Ennestään tunnetaan erilaisia talpumasäädettyjä ja -kompensoituja paperikoneen teloja, joista myöhemmin käytetään yleisnimitystä tk-tela. Tk-teloja käytetään yleisesti paperikoneissa tai paperin jälkikäsittely-35 laitteissa puristinteloina ja kalanteriteloina. Tunnettujen tk-telojen rakenne on yleensä sellainen, että niissä on stationäärinen keskiakseli ja sen ympärillä pyörivä vaippa. Keskiakselin ja vaipan välissä on sarja 2 79571 1 hydraulisilla männillä kuormitettuja, telavaipan sisäpintaan painettavia liukukenklä, joiden avulla telavaipan taipumaa ja tk-telan vastatelansa kanssa muodostaman nipin puristuspaineen profiilia tk-telan akslaalisuun-nassa säädetään. Tk-telojen rakenteen yksityiskohtien osalta viitataan 5 esimerkkinä hakijan FI-patenttihakemuksiin nrot 880515 ja 881974.Various capacity-adjusted and compensated paper machine rolls are known, which are later commonly referred to as tk-rolls. Tk rolls are commonly used in paper machines or paper finishing machines as press rolls and calender rolls. The structure of the known tk rolls is generally such that they have a stationary central axis and a jacket rotating around it. Between the central shaft and the casing there are a series of 2 79571 1 hydraulic piston-loaded sliding shoes which can be pressed onto the inner surface of the roll casing, by means of which the roll casing and the compression pressure profile of the tk roll with its counter roll are adjusted in the tk roll axial direction. With regard to the details of the structure of the Tk rolls, reference is made as 5 examples to the applicant's FI patent applications No. 880515 and 881974.

Taipumakompensoidun telan puristusprofiilin säätömenetelmän osalta viitataan hakijan FI-patenttihakemukseen n:o 870774 (vast. US-hak. n:o 085 358).With regard to the method for adjusting the compression profile of a deflection-compensated roll, reference is made to the applicant's FI patent application No. 870774 (cf. U.S. Pat. No. 085,358).

1010

Tk-telojen profiilisäätöön on ennestään tunnetusti käytetty hydrauli-ja ohjaustekniikkaa siten, että liukukengät on järjestetty useamman esim. 6-8 kenkää sisältäviin lohkoihin, joihin kuhunkin lohkoon on johdettu oma hydrauliikkaputki, johon syötettävän väliaineen painetta on Ί5 erikseen säädetty. Kyseisten lohkojen ja painesäätöalueiden lukumäärä voi olla korkeintaan n. 6-8, koska jokaiselle noin 50 eri kuormitus-kengälle erillisen paineputken järjestäminen telan sisälle ja sinne johtaminen on käytännössä mahdoton.Hydraulic and control technology has previously been used for profile adjustment of Tk rollers, so that the sliding shoes are arranged in several blocks containing e.g. 6-8 shoes, to each block of which a separate hydraulic pipe is introduced, to which the pressure of the medium to be fed is separately adjusted. The number of such blocks and pressure control areas can be at most about 6-8, because for each of about 50 different load shoes it is practically impossible to arrange a separate pressure pipe inside the roll and lead it there.

20 Voitaisiin ajatella mahdolliseksi sovittaa esim. telan sisälle kunkin hydraulisen kuormituselementin yhteyteen ulkopuolelta kaukosäädettävä paineenalennusventtiili. Tällainen järjestely tunnettuja venttiilejä käyttäen tulisi kuitenkin käytännössä toteutuskelvottomaksi jo senkin takia, että mekaanisia liikkuvilla osilla varustettuja venttiilejä ei 25 käytännössä saada riittävän toimintavarmoiksi, koska yhdenkin venttiilin toimintahäiriö tai vioittuminen saattaisi koko telan epäkuntoon, mistä aiheutuisi paperikoneilla pitkiäkin seisokkeja.20 It could be considered possible to fit, for example, a remotely adjustable pressure relief valve from the outside in connection with each hydraulic load element inside the roll. However, such an arrangement using known valves would become practically unfeasible, not least because valves with mechanical moving parts cannot be made sufficiently reliable in practice, as a malfunction or damage of any valve would cause the entire roll to fail, leading to long downtimes on paper machines.

Edellä mainittujen 6-8 paineen säätölohkon käytöllä ei yleensä päästä 30 aivan niin tarkkaan telavaipan taipumaprofiilin säätöön kuin olisi suotavaa. Toisaalta painealueiden rajoitettu määrä johtaa taipumasäädön hankaluuksiin tai monimutkaiseen säätöjärjestelmään ja sen stabiilisuus-: ja muihin hallintaongelmiin.By using the above-mentioned 6-8 pressure control blocks, it is generally not possible to adjust the deflection profile of the roll shell as precisely as would be desirable. On the other hand, the limited number of pressure ranges leads to difficulty or complexity of the deflection control system and its stability and other control problems.

35 Tässä keksinnössä hyödynnettävän ER-ilmiön (ER Electro Rheological) ja sen ennestään tunnettujen sovellutusten osalta viitataan US-patenttiin 2,417,850 ja lehtiartikkeliin Machine Design/January 21,1988 s.42-46:35 For the ER (ER Electro Rheological) phenomenon utilized in the present invention and its previously known applications, reference is made to U.S. Patent 2,417,850 and Machine Design / January 21, 1988, pp.42-46:

IIII

1 Duclos, Acker, Carlson; "Fluids That Thicken Electrically". ER-ilmiöitä hyödyntävien venttiilirakenteiden osalta viitataan SU-patentteihin n:ot 673793 ja 885602.1 Duclos, Acker, Carlson; "Fluids That Thicken Electrically." With regard to valve structures utilizing ER phenomena, reference is made to SU Patents Nos. 673793 and 885602.

3 79571 5 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää uusi menetelmä aines-ratojen puristuskäsittelyssä, uusi profiilisäädetty tk-tela sekä uusi venttiililaite, joita hyväksikäyttäen edellä kosketellut ongelmat voidaan suurelta osin välttää.3 79571 5 The object of the present invention is to develop a new method for the compression treatment of material paths, a new profile-adjusted tk roll and a new valve device, by means of which the problems discussed above can be largely avoided.

10 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen profiilisäädetty tk-tela kuten puristintela tai kalanteritela, jossa voidaan käyttää riittävän suurta paineensäätölohkojen lukumäärää niin, että tk-telan vaipan ja sen muodostaman nipin paineproflilla voidaan hallita riittävän tarkasti entistä helpommin ja yksinkertaisemmin säätölaittein.The object of the invention is to provide such a profile-adjusted tk roll, such as a press roll or a calender roll, in which a sufficiently large number of pressure control blocks can be used so that the pressure profile of the tk roll jacket and the nip formed by it can be controlled with sufficient accuracy.

1515

Keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen profiilisäädetty tk-tela ja sen yhteydessä käytettävä venttiililaite, joissa rakenteet saadaan yksinkertaisiksi ja varmatoimisiksi, jotta tk-tela ei aiheuttaisi seisokkeja paperikoneen tai paperin jälkikäsittelylaltteen toi-20 mintaan.It is a further object of the invention to provide a profile-controlled tk roll and a valve device used in connection therewith in which the structures are made simple and reliable so that the tk roll does not cause downtime to the operation of the paper machine or paper finishing tray.

Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä, tk-tela ja sen yhteydessä käytettävä venttiililaite, joka on edullisesti kytkettävissä paperikoneen säätöjärjestelmään, myös 25 sellaiseen suljettuun säätöjärjestelmään, jossa kyseisen tk-telan muodostaman nipin läpi johdetun rainan ominaisuuksia ja polkkisuuntaista ominaisuusprofiilia mitataan ja näiden mittaustulosten avulla säädetään tk-telan muodostaman nipin puristuspaineprofiilia.It is a further object of the present invention to provide a method, a tk roll and a valve device used therefor, which is preferably connectable to a paper machine control system, including a closed control system, in which the properties and tread profile of the web passed through the nip formed by the tk roll are measured and measured. adjusting the compression pressure profile of the nip formed by the tk roll.

30 Vaikka edellä ja seuraavassa keksintöä selostetaan viittaamalla lähinnä tk-teloihin, on ymmärrettävää, että keksinnön mukaista menetelmää ja venttiililaitteita voidaan käyttää myös erilaisten ennestään tunnettujen ns. pitkänippipuristuslaitteiden yhteydessä, jotka käsittävät joko vasta-telan ja pitkänippikenkäelimen muodostaman puristusvyöhykkeen tai kahden 35 pitkänippikenkäelimen muodostaman puristusvyöhykkeen, joiden poikittaista puristuspaineprofiilia säädetään keksinnön mukaista menetelmää ja/tai keksinnön mukaisia venttiililaitteita hyväksikäyttäen.Although the invention is described above and below with reference mainly to tk rolls, it is to be understood that the method and valve devices according to the invention can also be used with various so-called in connection with long nip pressing devices comprising either a compression zone formed by a counter roll and a long nip shoe member or a compression zone formed by two long nip shoe members, the transverse compression pressure profile of which is adjusted using the method according to the invention and / or valve devices according to the invention.

* 79571 1 Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että hydrauliikkaelementteihin johdettavan painevällalneen paineita säädetään ER-ilmiöön, ER * Electro Rheological, perustuvilla paineen-5 alennusventtiileillä, joita ohjataan sähkösignaalien sarjalla puristus-telan tai vastaavan puristuskengän ulkopuolelta.* 79571 1 In order to achieve the above and later objects, the method according to the invention is mainly characterized in that the pressures of the pressure gap applied to the hydraulic elements are controlled by ER-Electro Rheological pressure-5 pressure reducing .

Keksinnön mukaiselle profiilisäädetylle telalle on puolestaan tunnusomaista se, että kuhunkin kuormitussylinteriin tai -sylinteriryhmään on 10 johdettu väliaineen paine ER-ilmiöön, ER = Electro Rheological, perustuvan paineenalennusventtiilin kautta, että eri kuormltuselementteihin johdetaan väliaine saman tai samojen tuloputkien kautta, että kuormitus-väliaineena on sellainen ER-neste, sopivimmin ER-öljy, jonka viskositeetti on muutettavissa sähkökentän muutosten avulla ja että mainitut 15 ER-venttiilit on järjestetty telan ulkopuolelta sähköjännitteiden sarjan ohjaamaksi.The profile-controlled roll according to the invention, in turn, is characterized in that a medium pressure is applied to each load cylinder or cylinder group via a pressure relief valve based on the ER phenomenon, ER = Electro Rheological, that the medium is fed to different load elements via the same or the same ER liquid, preferably ER oil, the viscosity of which can be changed by means of changes in the electric field and that said ER valves are arranged outside the roll to be controlled by a series of electrical voltages.

Keksinnön mukaiselle venttiilille on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että venttlililaite on rakenteeltaan staattinen käsittäen 20 ainakin kaksi toisistaan sähköisesti eristettyä vastakkaista elektrodia, jotka ovat pienen elektrodivälin päässä toisistaan, että mainittu elek-trodiväli rajoittaa venttiilin virtauskanavaa, joka on yhdistetty toiselta puoleltaan venttiilin tulopuolelle ja toiselta puoleltaan venttiilin lähtöpuolelle, ja että mainitut elektrodit on yhdistetty säädet-25 tävään tasasähkölähteeseen, jolla venttiilin elektrodien välisen vir-tauskanavan kautta johdettavan ER-nesteen painehäviötä on muutettavissa vaikuttamalla elektrodien välisellä sähkökentällä mainitun ER-nesteen viskositeettiin.The valve according to the invention, in turn, is mainly characterized in that the valve device is static in structure comprising at least two electrically isolated opposite electrodes spaced apart by a small electrode gap, said electrode gap limiting the flow channel of the valve connected on one side of the valve on the outlet side of the valve, and that said electrodes are connected to a controllable direct current source by which the pressure drop of the ER liquid passed through the flow channel between the valve electrodes can be varied by influencing the viscosity of said ER liquid by an electric field between the electrodes.

30 Käytettäessä keksinnön mukaisesti tk-telan llukukenklen kuormitusmäntiin johdettavien kuormituspaineiden säätöön ER-venttiilejä sekä kuormitus-väliaineena ER-nestettä voidaan jopa jokainen hydraulinen kuormituselementti varustaa sähköohjatulla ER-venttiilillä, jolloin profiilisäätö helpottuu ja säätölaitteet yksinkertaistuvat.According to the invention, when using ER valves to control the load pressures applied to the load pistons of the tk roll reading shoe and ER fluid as the load medium, even each hydraulic load element can be provided with an electrically controlled ER valve, thus simplifying profile adjustment and simplifying control devices.

Keksinnön mukaisen tk-telan rakenne on edullisesti esim. sellainen, että tk-telassa on yksi yhteinen kuormitusväliaineen tuloputki, josta eriksen 35 li 5 79571 1 jokaiselle kuormituselementille johtavaan virtauskanavaan on sijoitettu ER-venttllll, ja hydrauliikkanesteenä käytetään kierrätettävää erityistä ER-nestettä. Jokainen ER-venttiill on erikseen yhdistetty säätöyksikköön, jolla sähköisesti säädetään venttiilin painehävictä ja täten kuormitus-5 elementin telavaippaan paikallisesti kohdistamaa kuormitusta. Säätö-yksikköä voidaan ohjata tk-telan muodostaman nipin kautta kulkevan rainan ominaisuuksien mittaustulosten perusteella suljettua säätöjärjestelmää hyväksikäyttäen.The structure of the tk roll according to the invention is preferably such that the tk roll has one common load medium inlet pipe, of which an ER valve is placed in the flow channel leading to each load element of Eris, and a recyclable special ER fluid is used as the hydraulic fluid. Each ER valve is separately connected to a control unit which electrically regulates the pressure drop of the valve and thus the load locally applied to the roll shell by the load-5 element. The control unit can be controlled on the basis of the measurement results of the properties of the web passing through the nip formed by the tk roll by utilizing a closed control system.

10 Keksinnön ansiosta tk-telan kuormituskenkiä voidaan kytkeä yhteen eri tavoin, jolloin kuormitusleveyttä ja paikkaa voidaan varioida optimaalisen profiilisäädön aikaansaamiseksi.Thanks to the invention, the load shoes of the tk roll can be connected together in different ways, whereby the load width and position can be varied in order to achieve optimal profile adjustment.

On tunnettua, että lämpötila aiheuttaa ER-nesteiden viskositeetin 15 muutoksia, jotka kuitenkin voidaan keksinnössä edullisesti kompensoida säätämällä EF-venttiilejä ohjaavan sähköjännitteen perusasetuksia.It is known that temperature causes changes in the viscosity of ER fluids, which, however, can be advantageously compensated in the invention by adjusting the basic settings of the electrical voltage controlling the EF valves.

Koska keksinnön mukaisessa tk-telassa ei kuormituselementtien paineen-säätöön käytettävissä venttiileissä tarvita lainkaan liikkuvia osia ja 20 koska laitteeseen on tarpeen tuoda vain yksi yhteinen paineputki, saadaan aikaan varsin yksinkertainen rakenne, joka on saatavissa toimintavarmaksi niin, että keksinnön mukaisessa tk-telassa esiintyy entistä vähemmän toimintahäiriöltä ja lisäksi sillä on aikaansaatavissa entistä nopeampi, tarkempi ja monipuolisempi puristinnipin tai kalante-25 roimisnipin profiilisäätö.Since the valves used in the tk roll according to the invention do not require any moving parts in the valves used for pressure control of the load elements and since only one common pressure pipe needs to be introduced into the device, a fairly simple structure is obtained which is available so that the tk roll according to the invention has fewer malfunction and, in addition, provides faster, more accurate and more versatile profile adjustment of the press nip or calender nip.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellus-eslmerkkeihln, joiden yksityiskohtiin keksintöjä ei ole rajoitettu.The invention will now be described in detail with reference to some embodiments of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to which the inventions are not limited.

3030

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaista menetelmää ja siihen liittyviä ympä-ristölaitteita kaaviollisesti ja osittain lohkokaaviona.Figure 1 shows the method according to the invention and the related environmental devices schematically and partly in block diagram form.

Kuvio 2A esittää keskeistä aksiaalilelkkausta keksinnön mukaisesta 35 tk-telasta.Figure 2A shows a central axial reduction of a 35 roll according to the invention.

Kuvio 2B esittää pystyleikkausta A-A kuviossa 2A.Figure 2B shows a vertical section A-A in Figure 2A.

6 79571 1 Kuvio 3A esittää kaaviollisesti keksinnössä sovellettavaa ns. ER-vent-tllliä keskeisenä leikkauksena.6,79571 1 Figure 3A schematically shows the so-called ER vent tulle as a central cut.

Kuvio 3B esittää leikkausta B-B kuviossa 3A.Figure 3B shows a section B-B in Figure 3A.

55

Kuviot 4A,4B,4C,4D,4E ja 4F esittävät kuviota 3B vastaavalla tavalla eräitä vaihtoehtoisia keksinnössä sovellettavan ER-venttiilin toteutusvaihtoehtoja. Kuviot 4A-4F ovat samalla poikkileikkauksia kuvioon 2A merkittyä viivaa C-C pitkin.Figures 4A, 4B, 4C, 4D, 4E and 4F show, in a manner similar to Figure 3B, some alternative embodiments of the ER valve used in the invention. Figures 4A-4F are at the same time cross-sections along the line C-C marked in Figure 2A.

1010

Kuvio 5 esittää keksinnön mukaisen venttiilin tyypillistä ominaiskäyrää.Figure 5 shows a typical characteristic of a valve according to the invention.

Kuvio 1 havainnollistaa keksinnön toimintaympäristöä, siihen liittyviä oheislaitteita ja erästä keksinnön edullista toteutusesimerkkiä.Figure 1 illustrates the operating environment of the invention, related peripherals and a preferred embodiment of the invention.

15 Kuviossa 1 on esitetty telojen 10 ja 30 välille muodostettu puristus-nlppi N, joka on esim. paperikoneen puristinosan vedenpoistonippi tai kalenterin kalanteroimisnippi. Tk-tela 10 käsittää statlonäärisen keskiakselin 11, joka on akselitapelstaan 11a ja 11b kiinnitetty kuor-mituslaltteisiin 34a,34b, joita hydraulisylinterit 35a ja 35b kuormit- 20 tavat nipin N peruskuorman aikaansaamiseksi ja/tai nipin N sulkemista tai avaamista varten. Pyörivä telavalppa 12 on laakeroitu kiinteälle akselille 11 sinänsä tunnetusti molempien päätyjensä kohdalta tai se on pelkästään liukukenkien 16 kannattama ja tukema. Vastatelana 30 on sopivimmin akselitapelstaan 30a ja 30b kiinteästi laakeroitu tela.Figure 1 shows a nip N formed between the rollers 10 and 30, which is, for example, a dewatering nip of a press part of a paper machine or a calendering nip of a calendar. The Tk roll 10 comprises a statonal central shaft 11 attached to its shaft journals 11a and 11b by load bases 34a, 34b which are loaded by hydraulic cylinders 35a and 35b to provide a base load of the nip N and / or to close or open the nip N. The rotating roller shoe 12 is mounted on a fixed shaft 11 as is known per se at both ends or is supported and supported only by the sliding shoes 16. The counter roll 30 is preferably a roll fixedly mounted on its shaft journal 30a and 30b.

25 Tk-tela 10 on keksinnön mukainen sähköohjattu vaipaltaan profiili-säädetty tk-tela, jossa on suuri joukko esim. n. 50 kpl vierekkäisiä liukukenkiä 16, joita kuormittavat säädettävillä hydraulipaineilla sylintereissä 14 olevat kuormitusmännät 15.The Tk roll 10 is an electrically controlled sheath profile-adjusted tk roll according to the invention, which has a large number of e.g. about 50 adjacent sliding shoes 16, which are loaded with adjustable hydraulic pressures in the cylinders 14 in the cylinders 14.

30 Kuviossa 1 esitettyyn nipin N ja sen kautta kulkevan paperi- tai kartonki-rainan ^n~wout (kuvio 2B) ominaisuuksien säätö- ja hallintajärjestelmään kuuluu mikrotietokoneyksikkö 40, jossa on mm. vyöhykepaineiden säätö- ja asetusarvoyksikkö, järjestelmän lukitukset sekä I/O-kortit. Mikrotieto-koneyksikköä 40 ohjataan toisaalta käyttäjäaseman 44 ja toisaalta ohjaus- 35 pöydän 41 kautta yhteiden 42,45 välityksellä. Lisäksi mikrotietokone-yksikköön 40 syötetään nipin N paramerit lohkosta 45 yhteen 46 välityksellä. Nippiparametreja ohjaa yksikkö 43, johon kuuluu rainan W poikki- ii ? 79571 1 suuntaisten ominaisuuksien jakautuman mittauslohko 43, yhteen 44 välityksellä.The system for controlling and managing the properties of the nip N shown in Fig. 1 and the paper or cardboard web passing through it (Fig. 2B) comprises a microcomputer unit 40 having e.g. zone pressure control and setpoint unit, system locks and I / O cards. The microdata machine unit 40 is controlled on the one hand by the user station 44 and on the other hand by the control table 41 via the connections 42,45. In addition, the parameters of the nip N are fed to the microcomputer unit 40 from the block 45 together via 46. The nip parameters are controlled by a unit 43 which includes a transverse web ii? 79571 1-direction property distribution measurement block 43, together via 44.

Mikrotietokoneyksikkö 40 ohjaa yhteiden 47 välityksellä telan 10 säätö-5 jännitteiden ja paineiden asetusyksikköä 31, joka saa sähkönsä yhteen 37a välitykselle teholähteestä 36. Yksiköstä 31 saadaan kuormitussylinterien 35a ja 35b kuormituspaineet, jotka ohjataan kuormitussylintereihin 35a ja 35b yhteiden 32a ja 32b välityksellä. Lisäksi yksiköstä 31 saadaan tk-telalle 10 sarja säätöjännitteitä U^...U^, (N = kuormltuskenklen 16 10 lukumäärä), jotka johdetaan moninapaisen kaapelin 35 ja kytkentäyksikön 33 välityksellä telavaipan 12 ja keskiakselin 11 väliseen tilaan 13 sijoitetun kaapelin 37 kautta. Kaapelista 37 on otettu väliotot 36 (kuvio 2B) keksinnössä sovellettaviin sähköohjattuihin ER-paineenalennusventtii-leihln 20, joita on myös N kappaletta, siis yksi kutakin kuormitus-15 elementtiä kohti.The microcomputer unit 40 controls via the connections 47 the voltage and pressure setting unit 31 of the roller 10 control-5, which receives its electricity for transmission 37a from the power supply 36. The unit 31 provides the load pressures of the load cylinders 35a and 35b, which are directed to the load cylinders 35a and 35b via In addition, the unit 31 provides the tk roll 10 with a series of control voltages U ^ ... U ^, (N = number of load shoes 16 10), which are conducted via a multi-pole cable 35 and a coupling unit 33 via a cable 37 placed in the space 13 between the roll shell 12 and the central shaft 11. From the cable 37, taps 36 (Fig. 2B) are taken for the electrically controlled ER pressure relief valves 20 used in the invention, which also have N pieces, i.e. one for each load-15 element.

ER-venttlilien 20 kautta johdetaan niillä säädettävä paine p£ kunkin elementin männän 15 sylinterin 14 palnetllaan. ER-venttiilien 20 toimintaperiaatteita ja eri rakennevariaatioita selostetaan myöhemmin 20 tarkemmin. Tässä yhteydessä todettakoon alustavasti vain, että ER-venttiilit (ER = Electro Rheological) 20 ovat sellaisia sähköjännitteillä Uj...U^ ohjattavia, ilman liikkuvia osia olevia staattisia venttiilejä, joiden kautta kulkevan erityisen ER-paineväliaineen viskositeetti muuttuu venttiiliä ohjaavan tasajännltteen Uj.,.11^ määräämän 25 sähkökentän E välityksellä sen vaikutusalueella.Through the ER valves 20, an adjustable pressure p £ is applied to the cylinder 14 of the piston 15 of each element. The operating principles and different design variations of the ER valves 20 will be described in more detail later. In this connection, it should be noted at the outset that the ER valves (ER = Electro Rheological) 20 are static valves without moving parts controlled by electrical voltages Uj ... U ^, through which the viscosity of the special ER pressure medium passing through the direct voltage Uj. .11 ^ through 25 electric fields E in its area of influence.

Kuviossa 1 on esitetty lohkona 50 laitteet, joilla saadaan aikaan ER-palneväliaineen kierrätys tk-telan 10 sisällä. Kuviossa 1 on esitetty ER-palneväliaineen tuloputki 48, jonka kautta väliaineen tulo-30 virtaus F johdetaan kuviossa 2A ja 2B esitettyyn poraukseen 18.Figure 1 shows, as block 50, devices for effecting the circulation of the ER bellows medium inside the tk roll 10. Fig. 1 shows an ER bellows medium inlet pipe 48 through which the medium inlet flow F is led to the bore 18 shown in Figs. 2A and 2B.

Lisäksi kuviossa 1 on esitetty ER-väliaineen polstoputki 39, joka on yhdistetty kuviossa 2A ja 2B esitettyyn poistoputkeen 18a, jonka kautta otetaan ER-väliaineen paluuvlrtaus F , joka johdetaan yksikköön 50. Yksikkö 50 sisältää ER-paineväliaineen pumput, suodattimet sekä tarvit-35 taessa muut laitteet kuten jäähdytys- tai lämmityslaitteet, joilla ER-paineväliaineen lämpötllataso pidetään vakiollisena tai tietyllä alueella. Yksikköön 50 voi kuulua myös painevällaineen lämpötilan 8 79571 1 mittauslaitteet, joiden perusteella ohjataan jännitteiden U^...UN perusasetusta. Tätä toimintaa kuvaa kuviossa 1 yhde 51.In addition, Fig. 1 shows an ER medium riser 39 connected to the outlet pipe 18a shown in Figs. 2A and 2B, through which the ER medium return flow F is taken to the unit 50. The unit 50 includes ER pressure medium pumps, filters and, if necessary, other equipment, such as cooling or heating equipment, to keep the temperature level of the ER pressure medium constant or in a certain range. Unit 50 may also include devices for measuring the temperature of the pressure medium 8 79571 1, on the basis of which the basic setting of the voltages U ^ ... UN is controlled. This operation is illustrated in Figure 1 by compound 51.

Kuvioiden 2A ja 2B mukaisesti tk-telan 10 keskiakselissa 11 on keskeinen 5 poraus 18, jonka sisällä on putki 18a. Putken 18a ja porauksen 18 rajoittaman tilan 19 kautta johdetaan yksiköstä 50 mäntien 15 sylinteritiloihin 14 ER-venttiilien 20 kautta nuolen suunnassa paineväliaineen, tässä tapauksessa erityisillä lisäaineilla varustetun ER-öljyn paine p^ porausten 17 välityksellä. Kuormitusmännissä 15 olevien porausten 15a 10 kautta johdetaan sylinteritilasta 15 liukukenkien 16 liukupintaa 16a voitelevat ER-öljyn virtaukset. Liukukenkien 16 ja kuormitussylinterien ja -mäntien rakenteen yksityiskohtien osalta viitataan esimerkkeinä hakijan FI-patenttihakemuksiin nrot 880515 ja 881974. Telavaipan 12 ja keskiakselin 11 välisestä tilasta 13 kerätään voitelu- ja paineväli-15 aineet, joka johdetaan putken 18a välityksellä (nuoli F telasta ulos yksikköön 50 ja siitä jälleen uudelleenkierrätykseen.According to Figures 2A and 2B, the central shaft 11 of the tk roll 10 has a central bore 18 with a tube 18a inside. The pipe 18a and 18, the space defined by the bore 19 through the unit 50 is passed into the cylinder spaces of the pistons 15 14 ER valves 20 through the arrow direction of the pressure medium, in this case, specific additives with ER oil pressure p ^ through the bores 17. The flows of ER oil lubricating the sliding surface 16a of the sliding shoes 16 are led from the cylinder space 15 through the bores 15a 10 in the load pistons 15. For details of the construction of the sliding shoes 16 and the load cylinders and pistons, reference is made as examples to the applicant's FI patent applications Nos. 880515 and 881974. From the space 13 between the roll shell 12 and the central shaft 11, lubricating and pressure gaps are collected. and from there again to recycling.

Sähköjännitteillä U^...UN säädettävinä venttiileinä 20 (N kpl) käytetään : ns. ER-venttiilejä, jotka perustuvat ER-ilmiöön. ER-nesteissä tapahtuu 20 viskositeetin muutoksia kun niihin kohdistetaan sähkökenttä E. ER-nesteinä käytetään esim. hydrauliöljypohjäisiä suspensioita, joihin on lisätty tiettyjä lisäaineita kuten tärkkelystä, silikageelia ja/tai tiettyjä polymeerejä. ER-nesteet muodostuvat hienojakoisesta suspensiosta, jossa olevien partikkelien hiukkaskoko on yleensä välillä 1-10 pm. Lisäksi 25 ER-nesteissä voidaan tarvittaessa käyttää pinta-aktiivisia aineita, joiden avulla suspension tasajakoisuutta edistetään.The following are used as adjustable valves 20 (N pcs.) With electric voltages U ^ ... UN: the so-called ER valves based on the ER phenomenon. ER fluids undergo changes in viscosity when subjected to an electric field E. As ER fluids, e.g., hydraulic oil-based suspensions with the addition of certain additives such as starch, silica gel and / or certain polymers are used. ER liquids consist of a finely divided suspension in which the particle size of the particles is generally between 1 and 10. In addition, surfactants can be used in the ER fluids, if necessary, to promote the uniformity of the suspension.

ER-nesteiden ja keksinnön yhteydessä käytettävät sähkökentät ovat tyypillisesti luokkaa 1...4 kV/mm. Tunnetaankin sellaisia ER-nesteitä, joiden 30 sähkönjohtokyky on pieni ja täten myös tehonkulutus on pieni, joten käytetyt suuretkaan ohjausjännitteet eivät ole vaarallisia.The electric fields used in connection with ER fluids and the invention are typically of the order of 1 ... 4 kV / mm. Thus, ER liquids are known which have a low electrical conductivity and thus also a low power consumption, so that even the high control voltages used are not dangerous.

Kun ER-nesteisiin kohdistetaan sähkökenttä, kasvaa niiden viskositeetti sähkökentän voimakkuutta E lisättäessä olennaisesti lineaarisesti tietyllä 35 kentänvoimakkuuden alueella. Tämä perustuu siihen, että ER-nesteen lisäaineen partikkelit varautuvat niin, että niillä on positiivinen ja negatiivinen puoli ja näin ollen partikkelien vastakkaisen napaisuudenWhen an electric field is applied to ER fluids, their viscosity increases as the electric field strength E increases substantially linearly over a certain field strength range. This is based on the fact that the particles of the ER fluid additive are charged so that they have a positive and a negative side and thus the opposite polarity of the particles.

IIII

9 79571 1 omaavien puolien vetäessä toisiaan puoleensa partikkelit ketjuuntuvat sähkökentässä vastaavalla tavalla kuin ferromagneettiset partikkelit magneettikentässä. Mainittu ketjuuntuminen aiheuttaa viskositeetin lisääntymisen.When the sides having 9 79571 1 are attracted to each other, the particles chain in an electric field in a manner similar to ferromagnetic particles in a magnetic field. Said chaining causes an increase in viscosity.

55

Keksinnössä ER-ilmiötä on oivallettu soveltaa tk-telojen kuormitus-mäntien muutoin ongelmalliseen paineensäätöön käyttäen hyväksi keksinnön mukaisia staattisia ER-venttiilejä 20^...20^, joita on sopivimmin tk-telan 10 jokaisessa kuormitussylinterin paineputkessa 17. ER-ilmiö on 10 riittävän nopea, koska ER-nesteen viskositeetti reagoi sähkökentän E muutoksiin millisekunneissa. ER-venttiilejä 20^...20^ käytettäessä sähkötehonkulutus jää varsin pieneksi, kun ER-neste ja sen partikkeli-lisäaine tai -aineet valitaan sopivasti.In the invention, the ER phenomenon has been realized to be applied to the otherwise problematic pressure control of the load pistons of the tk rolls by utilizing the static ER valves 20 ^ ... 20 ^ according to the invention, which are preferably in each pressure pipe 17 of the tk roll 10. The ER phenomenon is sufficiently sufficient. fast because the viscosity of the ER fluid responds to changes in the electric field E in milliseconds. When using ER valves 20 ^ ... 20 ^, the electrical power consumption remains quite low when the ER liquid and its particulate additive or additives are appropriately selected.

15 Tyypillisen ER-venttiilin ominaiskäyrä palnehäviö AP - sähkökenttä E on esitetty kuviossa 5. ER-nesteen lisäaineiden valinnalla ja niiden pitoisuutta muuttamalla voidaan kuvion 5 ominaiskäyrän jyrkkyyttä muuttaa ja vaihdella esim. otninaiskäyrien ja välillä.15 The characteristic curve of a typical ER valve, the bellows loss AP - electric field E is shown in Fig. 5. By selecting the additives of the ER liquid and changing their concentration, the steepness of the characteristic curve of Fig. 5 can be changed and varied between e.g.

20 Kuviossa 3A ja 3B on esitetty eräs keksinnössä käytettävän ER-paineen-alennusventtiilin 20 rakenne-esimerkki. Venttiilikanavan 25 kautta on sovitettu kulkemaan ER-nesteen virtaus jonka painehäviötä Δρ säädetään. Mainittua virtauskanavaa 25 rajoittavat vastakkaiset tasomaiset elektrodit 22a ja 22b, joiden vakioväliä on merkitty D:llä.Figures 3A and 3B show a structural example of an ER pressure relief valve 20 used in the invention. A flow of ER liquid is arranged to flow through the valve channel 25, the pressure drop Δρ of which is regulated. Said flow channel 25 is delimited by opposite planar electrodes 22a and 22b, the constant spacing of which is denoted by D.

25 Elektrodit 22a ja 22b, jotka ovat sähköäjohtavaa materiaalia, on kiinnitetty eristekappaleen 26 sisälle ja ne ovat toisistaan sähköisesti eristettyjä. Elektrodit 22a ja 22b on lukittu paikalleen erlstekappaleilla 27, joiden läpi on elektrodeille 22a ja 22b johdettu kontaktit 38a ja 38b. Toinen elektrodi 22a on yhdistetty kontaktilla 38a ja sähköjohdolla 30 27 jännitelähteeseen 36, jonka jännite U on säädettävä, Vastaelektrodl 22b on yhdistetty kontaktin 38b ja johdon 37G välityksellä maahan samoin kuin jännitelähteen 36 negatiivinen napa.Electrodes 22a and 22b, which are of electrically conductive material, are attached to the insulating body 26 and are electrically insulated from each other. The electrodes 22a and 22b are locked in place by means 27, through which contacts 38a and 38b are passed to the electrodes 22a and 22b. The second electrode 22a is connected by a contact 38a and an electric line 30 27 to a voltage source 36 whose voltage U is adjustable. The counter electrode 22b is connected to the ground via the contact 38b and the line 37G as well as the negative terminal of the voltage source 36.

Elektrodien 22a ja 22b välille venttiilikanavaan 25 syntyy tasajännit-35 teen vaikutuksesta sähkökenttä, jonka suuruus on E = U/D. Jännitettä U ja sitä kautta sähkökentän E voimakkuutta säätämällä voidaan vaikuttaa ίο 7 9 5 71 1 ER-nesteen viskositeettiin kanavassa 25 sekä täten virtauksen painehäviöön A p = Pj~P2 Pa^neena^ennusventt^^^-^s8^ 20.Between the electrodes 22a and 22b, an electric field of magnitude E = U / D is generated in the valve channel 25 by the action of the DC voltage. By adjusting the voltage U and thereby the strength of the electric field E, the viscosity of the ER liquid in the channel 25 and thus the pressure drop of the flow A p = Pj ~ P2 Pa ^ as ^ ^ predictive valve ^^^ - ^ s8 ^ 20 can be influenced.

Kuviossa 3A ja 3E esitetylle venttiilille 20 on ominaista staattisuus 5 eli siinä ei ole lainkaan liikkuvia osia, joten venttiili 20 on erittäin toimintavarma ja rakenteeltaan yksinkertainen.The valve 20 shown in Figures 3A and 3E is characterized by static 5, i.e. it has no moving parts at all, so the valve 20 is very reliable and simple in construction.

Kuviossa 4A-4F on esitetty eräitä muita esimerkkejä keksinnössä sovellettavista ER-venttiileistä. Kuvion 4A mukaisesti venttiilissä 20A on 10 kaksi vastakkaista olennaisesti puoliympyrän muotoista sähköäjohtavaa elektrodia 22a,22b, joiden väliin jää kapea virtauskanava 25A. Elektrodit 22a ja 22b on kiinnitetty toisiinsa eristekappaleilla 23 ja lohenpyrstöliitoksilla 24. Elektrodit 22a,22b ja eristekappaleet 23 muodostavat sylinterimäisen rakenteen 21, joka sijoitetaan esim.Figures 4A-4F show some other examples of ER valves used in the invention. As shown in Figure 4A, the valve 20A has two opposing substantially semicircular conductive electrodes 22a, 22b with a narrow flow passage 25A therebetween. The electrodes 22a and 22b are attached to each other by insulating pieces 23 and dovetail joints 24. The electrodes 22a, 22b and insulating pieces 23 form a cylindrical structure 21 which is placed e.g.

15 eristeaineholkin sisälle poraukseen 17.15 inside the insulating sleeve into the bore 17.

Kuviossa 4B esitetty ER-venttiili 2QB käsittää neljä elektrodia 22a,22b, joista elektrodit 22a on yhdistetty positiiviseen jännitenapaan ja elektrodit 22b negatiiviseen napaan. Elektrodien 22a ja 22b väliin muo-20 dostuu ristinrauotoinen virtauskanava 25B. Elektrodit 22a ja 22b on kiinnitetty toisiinsa eristekappaleilla 23 ja lohenpyrstöliitoksilla 24 : niin, että muodostuu sylinterimäinen rakenne 21, jonka sisällä on ristin- | muotoinen virtauskanava 25B.The ER valve 2QB shown in Fig. 4B comprises four electrodes 22a, 22b, of which the electrodes 22a are connected to the positive voltage terminal and the electrodes 22b to the negative terminal. A cross-ribbed flow channel 25B is formed between the electrodes 22a and 22b. The electrodes 22a and 22b are attached to each other by insulating pieces 23 and dovetail joints 24: so as to form a cylindrical structure 21 with a cross | shaped flow channel 25B.

25 Kuvion 4C mukaisesti ER-venttiili 20C käsittää kaksi koaksiaalista sylinterlmäistä elektrodia 22a ja 22b, joista ulompi rengasmainen elektrodi 22a on yhdistetty sähköjännitteen negatiiviseen napaan ja sisempi sylinterimäinen elektrodi 22b positiiviseen napaan. Elektrodien 22a ja 22b ympyräsylinteripintojen väliin jää tasasuuruinen virtaus-30 kanava 25C, joka on toisesta päästään yhdistetty ventiilin 20c tulopuolelle ja toisesta päästään venttiin 20c lähtöpuolelle.According to Fig. 4C, the ER valve 20C comprises two coaxial cylindrical electrodes 22a and 22b, of which the outer annular electrode 22a is connected to the negative terminal of the electric voltage and the inner cylindrical electrode 22b to the positive terminal. Between the circular cylinder surfaces of the electrodes 22a and 22b there is a uniform flow channel 30C connected at one end to the inlet side of the valve 20c and at the other end to the outlet side of the valve 20c.

Kuviossa 4D esitetty rakenne on muutoin kuviossa 4C esitetyn kaltainen paitsi, että ulommassa elektrodissa 22a on neliön muotoinen aukko, jonka 35 sisällä on neliön muotoinen sisempi elektrodi 22b niin, että mainittujen elektrodien välille jää neliön mutoinen virtauskanava 24D.The structure shown in Fig. 4D is otherwise similar to that shown in Fig. 4C except that the outer electrode 22a has a square opening with a square inner electrode 22b inside so that a square muted flow channel 24D remains between said electrodes.

Il Π 79571 1 Kuviossa 4Ε on esitetty kuvion 4A mukaisen ER-venttiilin sellainen modifikaatio, jossa vastakkain olevien elektrodien 22a ja 22b väliin muodostuu poikkileikkaukseltaan murtovllvan muotoinen virtauskanava 25E.Fig. 79571 Fig. 4Ε shows a modification of the ER valve according to Fig. 4A in which a flow channel 25E with a fractured cross-section is formed between the opposing electrodes 22a and 22b.

5 Kuviossa 4F on esitetty sellainen kuvioissa 4A ja 4E esitettyjen ER-venttiileiden modifikaatio, jossa vastakkain olevien elektrodien 22a ja 22b välille on muodostettu suorakulmaisen murtoviivan muotoinen virtaus-kanava 25F. Kuvioissa 4E ja 4F saadaan aikaan suurempi virtauskanavan poikkipinta tarvittaessa pienemmällä elektrodivälillä D, minkä ansiosta 10 voidaan käyttää entistä pienempiä sähköjännitteitä Up..UN venttiilien ohjaamiseen. Tyypillisesti venttiilien elektrodiväli D on alueella D 0,2...5 mm, sopivimmin D = 0,5...2 mm. Tällöin käytettävät jännitteet U^...UN ovat yleensä alueella 1...5 kV.Fig. 4F shows a modification of the ER valves shown in Figs. 4A and 4E in which a flow channel 25F in the form of a rectangular broken line is formed between the opposing electrodes 22a and 22b. In Figures 4E and 4F, a larger cross-section of the flow channel is provided with a smaller electrode gap D, if necessary, which allows even lower electrical voltages Up..UN to be used to control the valves. Typically, the electrode gap D of the valves is in the range D 0.2 ... 5 mm, preferably D = 0.5 ... 2 mm. The voltages U ^ ... UN used in this case are usually in the range 1 ... 5 kV.

15 Keksinnön mukaisesta venttiilistä 20;20A-20F voidaan tehdä virtaussuun-nassa Eittävän pitkä. Venttiilin pituutta lisäämällä voidaan päästä tiettyyn painehäviöön A p pienemmällä ohjausjännitteellä Uj...U^ tai suuremmalla elektrodivälillä D. Verraten pieniä elektrodivälejä D voidaan käyttää osittain senkin vuoksi, että ER-nesteet ovat yleensä 20 varsin hyviä sähköeristeltä.The valve 20; 20A-20F according to the invention can be made negative in the flow direction. By increasing the length of the valve, a certain pressure drop A p can be achieved with a lower control voltage Uj ... U ^ or a larger electrode gap D. Relatively small electrode spacings D can be used partly because ER fluids are generally quite good at electrical insulation.

Edellä on todettu ER-venttiilien 20^...20^ ohjausjännitteellä käytettäväksi tasajännittimiä Up..U^, joilla vaikutetaan ER-venttiilin 20^...20^ vlrtauskanavassa 25 vallitsevan sähkökentän voimakkuuteen E.It has been stated above that DC control voltages Up..U ^ can be used with the control voltage of the ER valves 20 ^ ... 20 ^, which affect the strength E of the electric field prevailing in the reference channel 25 of the ER valve 20 ^ 20.

25 ER-venttiilien 20^...20^ ohjauksessa ei välttämättä tarvitse käyttää tasoltaan säädettävää jatkuvaa tasajännitettä. Eräs edullinen tapa keksinnön mukaisten ER-venttiilien 20 ja tk-telan 10 ohjaukseen on käyttää pulssltettuja DC-ohjaussignaaleja U^...U^. Pulssitettujen 30 DC-signaalien käyttö on sikälikin edullista, että näin voidaan tk-telan 10 ohjaus liittää entistä yksinkertaisemmin modernien digitaalisten säätölaitteiden ohjaukseen. Pulssltettuja ohjaussignaaleja U^...U^ käytettäessä voidaan sopivimmin käyttää sellaista säätötapaa, jossa DC-ohjauspulsslen pituus ja/tai korkeus on vakiollinen, mutta pulssi-35 taajuutta (pulssien lukumäärää aikayksikössä) säädetään ja tällä tavoin voidaan vaikuttaa sähkökentän voimakkuuteen, koska ER-venttiilin 20 muodostama kapasitanssi toimii tavallaan sähköisenä integraattorlna.25 It is not necessary to use a level-adjustable DC voltage to control the ER valves 20 ^ ... 20 ^. A preferred way of controlling the ER valves 20 and the tk roll 10 according to the invention is to use pulsed DC control signals U ^ ... U ^. The use of pulsed DC signals 30 is also advantageous in that the control of the tk roll 10 can be connected more simply to the control of modern digital control devices. When using the pulsed control signals U ^ ... U ^, a control method in which the length and / or height of the DC control pulse is constant but the frequency of the pulse-35 (number of pulses per unit time) is preferably adjusted and in this way the electric field strength can be affected the capacitance generated by the valve 20 acts in a way as an electrical integrator.

12 79571 Ί Ohjaus jännitteissä υ^...υ^ voidaan tietysti käyttää myös pulssin korkeus- ja/tai pulssinleveysmodulaatlota. Sen seikan osalta, että ER-efektin ohjaamiseen on soveliasta käyttää pulssltettuja DC-signaa-leja, viitataan seuraavaan lehtiartikkeliin: Stevens, Sproston, Stanway: 5 "Influence of Pulsed D. C. Input Signals on Electrorheological Fluids;" Univ of Liverpool, Dep of Mechanical Engineering, Liverpool, Journal of Electrostatics, July 1985 s. 181-191.12 79571 Ί Control at voltages υ ^ ... υ ^ can of course also be used for pulse height and / or pulse width modulus. Regarding the suitability of using pulsed DC signals to control the ER effect, reference is made to the following journal article: Stevens, Sproston, Stanway: 5 "Influence of Pulsed D. C. Input Signals on Electrorheological Fluids;" Univ of Liverpool, Dep of Mechanical Engineering, Liverpool, Journal of Electrostatics, July 1985 pp. 181-191.

Vaikka edellä on keksintöä selostettu viittaamalla sellaisiin sovellus-10 esimerkkeihin, joissa jokainen tk-telan puristuslementti on varustettu omalla ER-venttiilillään 20, on todettava, että keksinnön piiriin kuuluvat myös sellaiset sovellutukset, joissa ER-painevällaine johdetaan kahdelle tai joissakin erikoistapauksissa useammallekin kuormitus-elementille saman ER-venttiilin 20 kautta. Korostettakoon kuitenkin, 15 että keksinnön edullisin sovellutusmuoto on sellainen, jossa kalkki eri kuormituselementit varustetaan omalla erillisellä ER-venttiilillään.Although the invention has been described above with reference to application examples 10 in which each tk roll compression element is provided with its own ER valve 20, it should be noted that the invention also encompasses applications in which the ER pressure medium is applied to two or in some special cases several load elements. through the same ER valve 20. It should be emphasized, however, that the most preferred embodiment of the invention is one in which the different load elements of the lime are provided with their own separate ER valve.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih-20 della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.The following claims set forth within the scope of the inventive idea defined by the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.

25 3025 30

IIII

3535

Claims (17)

1. Menetelmä ainesratojen kuten paperi- tai kartonkiratojen (W) puristus-käsittelyssä, jossa käsiteltävä rata (W) johdetaan kahden vastakkaisen 5 puristuselementin, kuten puristustelan (10,30) ja/tai puristuskengän muodostaman puristusvyöhykkeen läpi ja jossa menetelmässä puristustelan (10) tai -kengän vaipan (12) tai vastaavan radan (W) liikesuuntaan nähden poikittaista profiilia hallitaan sarjalla (N kpl) hydrauliikka-elementtejä, joita kuormitetaan hydrauliikkaväliaineen säädettävissä 10 olevilla paineilla (Pj)» tunnettu siitä, että hydrauliikka-elementteihin johdettavan painevällaineen paineita (P2) säädetään ER-ilmiöön, KR = Electro Rheological, perustuvilla paineenalennusvent-tiileillä (20^...20Ν), joita ohjataan sähkösignaalien (U^...UN) sarjalla puristustelan tai vastaavan puristuskengän ulkopuolelta. 15A method for compression treatment of webs of material such as paper or board webs (W), wherein the web (W) to be treated is passed through two compression zones formed by two opposing compression elements, such as a compression roll (10,30) and / or a compression shoe, and wherein the compression roll (10) or -the profile transverse to the direction of movement of the shoe shell (12) or the corresponding track (W) is controlled by a series (N) of hydraulic elements loaded with adjustable pressures (Pj) of the hydraulic medium »characterized in that the pressures of the pressure medium (P2) applied to the hydraulic elements is controlled by pressure relief valves (20 ^ ... 20Ν) based on the ER effect, KR = Electro Rheological, which are controlled by a series of electrical signals (U ^ ... UN) from outside the press roll or the corresponding press shoe. 15 1 Patenttivaatimukset1 Claims 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jota sovelletaan taipuma-säädetyissä tk-teloissa (10), joissa käytetään stationääristä keski-akselia (12) ja sen ympärillä pyörivää eylinterimäistä vaippaa (12), joka järjestetään muodostamaan vastatelan (30) tai kenkäelementln kanssa 20 puristusvyöhykkeen (N) ja jonka stationäärisen keskiakselln (11) yhteyteen järjestetään joukko (N kpl) hydraulisia kuormituselementtejä, joilla telavaipan (12) sisäpintaa vasten puristetaan hydraulisesti säädettävillä voimilla liukukenkiä (16) ja jossa menetelmässä mainittuihin kuormituselementtien painetiloihin (14) johdetaan säädettävissä 25 olevat hydraullnesteen paineet (p^)> tunnettu siltä, että hydraulisiin kuormituselementtelhin johdettavia paineita (p^) säädetään ER-ilmiöön perustuvilla paineenalennusventtiileillä (20^...20^), joiden aiheuttamaa painehäviötä (Δ P) ohjataan tk-telan (10) ulkopuolisesta jännitelähteestä (13) tuotavalla sähköjännitteiden sarjalla 30 (1^...uN).A method according to claim 1, applied to deflection-controlled tk rolls (10) using a stationary central shaft (12) and a rotating cylindrical shell (12) arranged to form a compression zone 20 with the counter roll (30) or shoe element. (N) and in connection with the stationary central shaft (11) of which a plurality (N) of hydraulic loading elements are arranged, by means of which hydraulically adjustable forces press the sliding shoes (16) against the inner surface of the roll shell (12) and in which adjustable hydraulics are supplied to said loading elements. (p ^)> characterized in that the pressures (p ^) applied to the hydraulic load cell are controlled by pressure relief valves (20 ^ ... 20 ^) based on the ER phenomenon, the pressure drop (Δ P) of which is controlled from a voltage source outside the tk roll (10) ( 13) imported electricity with a set of 30 voltages (1 ^ ... uN). 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin hydraulinen kuormituselementti varustetaan omalla ER-ilmiöön perustuvasti toimivalla staattisella paineenalennusventtiilillä 35 (20r..20N). » 79571Method according to Claim 2, characterized in that each hydraulic load element is provided with its own static pressure relief valve 35 (20r..20N) based on the ER effect. »79571 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä paineväliaineena käytettävä ER-neste johdetaan yhteisellä paineputkella (19) eri kuormituselementteihin ja että mainittu paineväliaine johdetaan takaisin sen kiertoon tk-telan (10) sisä-5 tilasta (13) yhteisellä poistoputkella (18), joka johtaa samalla liuku-kengissä (16) voiteluaineena toimivan paineväliaineen tk-telan (10) stationäärisen keskiakselin (11) ja vaipan välisestä tilasta (13) takaisin väliaineen kiertoon (F -Fq )·Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the ER liquid used as a pressure medium in the method is led to different load elements by a common pressure pipe (19) and said pressure medium is recirculated from the inner space (13) of the tk roll (10) by a common with an outlet pipe (18) which at the same time leads from the space (13) between the stationary central axis (11) and the jacket of the pressure medium tk roll (10) acting as a lubricant in the sliding shoes (16) back to the medium circulation (F -Fq) · 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä käytetään ER-venttiilien (20^...20^) ohjaus-jännitteen sarjana (U^-..υ^) jatkuvia tasasähkösignaaleja, joiden jännitetaso on ohjausyksikön (31) säätämä.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the method uses continuous DC signals with a voltage level of the control unit (31) as a series of control voltages (U ^ - .. υ ^) for the ER valves (20 ^ ... 20 ^). ). 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ER-venttiilien (20p..20^) ohjaukseen käytetään pulssitet-tuja DC-signaaleja, joiden pulssin korkeus ja/tai pituus on vakiollinen ja DC-pulssltaajuutta moduloidaan ja/tal pulssien korkeutta ja/tai pituutta moduloidaan ER-venttiilien (20^...20 ) ER-väliainevirtauksen 20 aikaansaamien painehäviöiden (Ap) säätämiseksi.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that pulsed DC signals are used to control the ER valves (20p..20 ^), the pulse height and / or length of which is constant and the DC pulse frequency is modulated and / or stored. the height and / or length of the pulses are modulated to control the pressure losses (Aβ) caused by the ER medium flow 20 of the ER valves (20 ^ ... 20). 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu ; siitä, että ER-nesteen, kuten ER-öljyn lämpötilan muutosten aiheuttamaa viskositeettimuutoksen vaikutusta kompensoidaan säätämällä ER-venttll-25 lien (20^...20^) säätöjännitteiden tason ja/tai keston ja/tai taajuuden perusasetusta.Method according to one of Claims 1 to 6, characterized; that the effect of the change in viscosity caused by changes in the temperature of the ER fluid, such as the ER oil, is compensated by adjusting the basic setting of the level and / or duration and / or frequency of the control voltages of the ER vent (25 ... 20 ^). 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä mitataan käsiteltävän radan (W) ominaisuuksia 30 ja ominaisuuksien jakautumaa radan (W) poikklsuunnassa, ja että mainitun .* mittauksen perusteella muodostetaan säätösignaalisarja, jolla ohjataan ER-venttiilien (20^...20^) ohjausjännitteiden sarjaa (U^...U^).Method according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the method measures the properties 30 and the distribution of the properties in the transverse direction of the track (W), and on the basis of said measurement a series of control signals is generated to control the ER valves (20). ... 20 ^) sets of control voltages (U ^ ... U ^). 9. Paperi- tai kartonkikoneissa tai jälkikäsittelylaitteissa käytettävä . . 35 taipumasäädetty tk-tela (10), joka käsittää stationäärisen keskiakselin (11), sen ympärille pyöriväksi järjestetyn telavalpan (12), joka on tarkoitettu muodostamaan vastaelementin (30) kanssa puristusvyöhyke (N) II 15 79571 ^ ja johon keskiakseliin (11) on sovitettu joukko kuormituselementtejä, jotka elementit käsittävät liukukengän (16), joilla on liukupinta (16a) telavalpan (12) sisäpintaa vasten sekä kuormitusmännän (15) tai vastaavan, joka toimii kuormltussylinteriesä (14), joihin kuormitussylintereihin 5 (14) on johdettavissa säädettävä ER-palnevällaineen paine (P2)» tun nettu siitä, että kuhunkin kuormitussylinteriin (14) tai -sylinteri-ryhmään on johdettu väliaineen paine ER-ilmiöön, ER = Electro Rheological, perustuvan paineenalennusventtiilin (20^...20^) kautta, että eri kuor-mituselementteihin johdetaan väliaine saman tai samojen tuloputkien (19) 10 kautta, että kuormitusvällaineena on sellainen ER-neste, sopivimmin ER-öljy, jonka viskositeetti on muutettavissa sähkökentän (E) muutosten avulla ja että mainitut ER-venttiilit (20p..20N) on järjestetty telan ulkopuolelta sähköjännitteiden sarjan (ϋ^.,.υ^) ohjaamaksi.9. For use in paper or board machines or finishing machines. . A deflection-controlled tk roll (10) comprising a stationary central shaft (11), a roller flange (12) arranged to rotate around it, intended to form a compression zone (N) II 15 79571 ^ with the counter-element (30) and having a central shaft (11) a plurality of loading elements comprising a sliding shoe (16) having a sliding surface (16a) against the inner surface of the roller flange (12) and a loading piston (15) or the like acting on the loading cylinder member (14) to which the loading cylinders 5 (14) are adjustable pressure of the pressure medium (P2) »characterized in that a pressure of the medium is applied to each load cylinder (14) or group of cylinders via a pressure relief valve (20 ^ ... 20 ^) based on the ER phenomenon, ER = Electro Rheological, that a different load -the medium is introduced into the measuring elements via the same or the same inlet pipes (19) 10 so that the load medium is an ER liquid, preferably an ER oil, j whether the viscosity can be changed by changes in the electric field (E) and that said ER valves (20p..20N) are arranged outside the roll to be controlled by a series of electrical voltages (ϋ ^.,. υ ^). 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen tk-tela, tunnettu siitä, että tk-telan (10) stationäärlsen keskiakselin (11) sisällä on aksiaalinen poraus (19), josta lähtee poikittaiset radlaaliset poraukset (17) kuhunkin kuormitussylinteriin (14), ja että kuhunkin viimemainittuun poraukseen (17) on järjestetty sähköohjattu ER-venttiili (20^...20^). 20A tk roll according to claim 9, characterized in that inside the stationary central axis (11) of the tk roll (10) there is an axial bore (19) from which transverse radial bores (17) exit in each load cylinder (14), and that in each of the latter an electrically controlled ER valve (20 ^ ... 20 ^) is arranged in the bore (17). 20 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen tk-tela, tunnettu siitä, että mainitun aksiaalisen porauksen (19) sisällä on putki (18), jonka kautta otetaan ER-paineväliaineen paluuvirtaus (F ) telan (10) ulkopuolelle, joka paluuvirtaus on johdettu stationäärlsen keskiakselin (11) 25 ja telavalpan (12) välisestä tilasta (13), johon ER-painevällaine on kulkeutunut pääasiallisesti liukukenkien (16) liukupintaa (16a) voldel-tuaan.A tk roll according to claim 10, characterized in that inside said axial bore (19) there is a tube (18) through which the return flow (F) of the ER pressure medium is taken outside the roll (10), which return flow is led to a stationary central axis (11). ) From the space (13) between the roller 25 and the roller blade (12), into which the ER pressure medium has passed mainly after the sliding surface (16a) of the sliding shoes (16) has folded. 12. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisessa menetelmässä ja/tai jonkin 30 patenttivaatimuksen 9-11 mukaisessa taipumasäädetyssä tk-telassa (10) käytettävä sähköisesti ohjattava venttiililaite, tunnettu siitä, että venttiililaite (20) on rakenteeltaan staattinen käsittäen ainakin kaksi toisistaan sähköisesti eristettyä vastakkaista elektrodia (22a,22b), jotka ovat pienen elektrodivälin (D) päässä toisistaan, että 35 mainittu elektrodiväli (D) rajoittaa venttiilin vlrtauskanavaa (25), joka on yhdistetty toiselta puoleltaan venttiilin tulopuolelle ja toiselta puoleltaan venttiilin lähtöpuolelle, ja että mainitut elektrodit 16 79571 1 (22a,22b) on yhdistetty säädettävään tasasähkölähteeseen (36), jolla venttiilin (20) elektrodien (22a,22b) välisen virtauskanavan (25) kautta johdettavan ER-nesteen painehäviötä (&p) on muutettavissa vaikuttamalla elektrodien (22a,22b) välisellä sähkökentällä (E) mainitun ER-nesteen 5 viskositeettiin.Electrically controlled valve device for use in a method according to one of Claims 1 to 8 and / or in a deflection-controlled tk roll (10) according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the valve device (20) has a static structure comprising at least two electrically isolated opposite electrodes (22a, 22b) spaced apart by a small electrode gap (D), said electrode gap (D) defining a valve reference passage (25) connected on one side to the valve inlet side and on the other side to the valve outlet side, and that said electrodes 16 79571 1 (22a, 22b) is connected to an adjustable direct current source (36) by which the pressure drop (& p) of the ER liquid passed through the flow passage (25) between the electrodes (22a, 22b) of the valve (20) can be varied by acting on the electric field between the electrodes (22a, 22b). E) the viscosity of said ER liquid 5. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen venttiililaite, tunnettu siitä, että venttiililaite (20) käsittää eristekappaleen (26) sisälle sovitetut kaksi olennaisesti tasoltaan yhdensuuntaista levymäistä j0 elektrodia (22a,22b), jotka on yhdistetty kontaktein (38a,38b) sähkö-lähteeseen (36) (kuviot 3A ja 3B).Valve device according to Claim 12, characterized in that the valve device (20) comprises two substantially parallel plate-shaped electrodes (22a, 22b) arranged inside the insulating body (26) and connected by contacts (38a, 38b) to an electrical source (36). (Figures 3A and 3B). 13 7957113 79571 14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen venttiililaite, tunnettu siitä, että venttiililaite käsittää poikkileikkaukseltaan olennaisesti 15 ympyrän muotoisen venttiilikappaleen, jossa on kaksi vastakkaista elektrodia (22a,22b), jotka rajoittavat väliinsä joko tasomaisen (kuvio 4A) tai murtoviivamaisen (kuviot 4E ja 4F) virtauskanavan (25A,25E,25F).Valve device according to claim 12, characterized in that the valve device comprises a valve body with a substantially circular cross-section with two opposite electrodes (22a, 22b) delimiting either a planar (Fig. 4A) or dashed (Figs. 4E and 4F) flow channel (Figs. 4E and 4F) 25A, 25E, 25F). : 15. Patenttivaatimuksen 12 mukainen venttiililaite, tunnettu : 20 siitä, että venttiililaite käsittää neljä tai useampia pareittain vas takkain olevaa elektrodia (22a,22b), jotka ovat vuorottain kytketty sähkölähteen (36) positiiviseen ja negatiiviseen napaan ja että mainitut elektrodit (22a,22b) rajoittavat väliinsä poikkileikkaukseltaan ristln-muotoisen virtauskanavan (25B) (kuvio 4B). 25Valve device according to claim 12, characterized in that the valve device comprises four or more pairs of opposite electrodes (22a, 22b) connected alternately to the positive and negative poles of the electric source (36) and that said electrodes (22a, 22b) ) delimit a cross-sectional flow channel (25B) (Fig. 4B). 25 16. Patenttivaatimuksen 12 mukainen venttiililaite, tunnettu siitä, että venttiililaite käsittää kaksi sisäkkäistä elektrodia (22a,22b), jotka rajoittavat väliinsä poikkileikkaukseltaan ympyrän, ellipsin tai monikulmion muotoisen virtauskanavan (25C,25D) (kuviot 4C 30 ja 4D).Valve device according to claim 12, characterized in that the valve device comprises two nested electrodes (22a, 22b) delimiting a circular, elliptical or polygonal flow channel (25C, 25D) (Figures 4C 30 and 4D). 17. Jonkin patenttivaatimuksen 12-16 mukainen venttiililaite, tunnettu siitä, että venttiililaitteen virtauskanavaa (25) rajoittavien elektrodien (22a,22b) elektrodiväli (D) on alueella D = 0,2...5 mm, 35 sopivimmin alueella D * 0,5...1,5 mm ja että venttiililaite on siten mitoitettu, että sen ohjausjännitteen (υ^.,.υ^) taso on säädettävissä alueella 1 kV ... 5 kV. Il 17 79571Valve device according to one of Claims 12 to 16, characterized in that the electrode gap (D) of the electrodes (22a, 22b) delimiting the flow channel (25) of the valve device is in the range D = 0.2 to 5 mm, preferably in the range D * 0, 5 ... 1.5 mm and that the valve device is dimensioned so that the level of its control voltage (υ ^.,. Υ ^) is adjustable in the range 1 kV ... 5 kV. Il 17 79571
FI885126A 1988-11-07 1988-11-07 FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING. FI79571C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI885126A FI79571C (en) 1988-11-07 1988-11-07 FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI885126 1988-11-07
FI885126A FI79571C (en) 1988-11-07 1988-11-07 FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI885126A0 FI885126A0 (en) 1988-11-07
FI79571B FI79571B (en) 1989-09-29
FI79571C true FI79571C (en) 1990-01-10

Family

ID=8527314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI885126A FI79571C (en) 1988-11-07 1988-11-07 FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING.

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI79571C (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20010250A (en) * 2001-02-09 2002-08-10 Metso Paper Inc A method for controlling a process machine
DE102004022377A1 (en) * 2004-05-06 2005-12-08 Voith Paper Patent Gmbh Deflection roll

Also Published As

Publication number Publication date
FI79571B (en) 1989-09-29
FI885126A0 (en) 1988-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI74826B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER BEHANDLING AV ETT BANMATERIAL.
FI80334B (en) VALSAGGREGAT MED BOEJREGLERBAR OCH TEMPERERBAR VALS.
US4614565A (en) Method for eddy current heating a roll in a paper machine
FI86095C (en) PRESS RELEASE TORKNING AV EN PAPPERSBANA.
FI79571C (en) FOERFARANDE FOER PRESSBEHANDLING AV MATERIALBANOR, BOEJNINGSREGLERAD VALS OCH I SAMBAND MED DENNA ANVAEND VENTILANORDNING.
CN1036609A (en) Crown controlled roll
FI89977C (en) Shape adjustable roller
FI68875C (en) BOEJNINGSREGLERBAR VALS SPECIELLT FOER PAPPERSINDUSTRIN
EP0373942B1 (en) Support arrangement for a variable-crown roll
CA2022428A1 (en) Roll having a hollow cylinder with internal ducts for the pressure and heat treatment of a web of material
EP0471655B1 (en) Heatable roll
FI116412B (en) Controllable bend-compensated drum having a heat barrier
FI82103B (en) UPPVAERMBAR VALS FOER GLAETTNINGSPRESS ELLER KALANDER.
RU2311241C2 (en) Apparatus for controlling efforts applied to pressure rollers
US7255041B2 (en) Cylinder and device for guiding a material web
Abu‐Jdayil et al. Effects of nonuniform electric field on slit flow of an electrorheological fluid
FI95940B (en) A gradient
US7300549B2 (en) Method for controlling the operation of a paper, board or tissue production line
EP1573120B1 (en) Sealing device
EP1703018B1 (en) Device and method for the heating of rollers
DE102006028588A1 (en) Roller, in particular web-treatment, guide, contact or back-up roller
CN100348799C (en) Long roll gap roll sequeezer for fibre fabric dewatering
RU2797229C1 (en) Roll press
EP3929353A1 (en) Thermo roll for a fiber web machine
US4826571A (en) Roller-type presses including methods associated therewith

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: VALMET PAPER MACHINERY INC