FI88826C - Foerfarande och anordning foer att maeta omkretsytans temperatur hos en roterande vals - Google Patents

Description

1 88826

Menetelmä ja laite pyörivän telan kehäpinnan lämpötilan mittaamista varten. - Förfarande och anordning för att mätä omkrets-ytans temperatur hos en roterande vals.

Pyörivien telojen pintalämpötilan tarkka mittaaminen on nykyään vielä vaikea tekninen ongelma. Erityisesti teloilla, joita käytetään paperin, muovikalvojen, tekstiilin ja kuitumattojen käsittelyyn, tulee usein kyseeseen alle 1°C lämpötilapoikkeaman säilyttäminen, ja erityisesti sekä absoluuttisesti että useampia metrejä pitkää telaa pitkin saadun keskiarvon osalta. Erityisen ilmeisenä esimerkkinä on lämpömuovautuvista muovikuiduista koostuvien kuitumattojen sitominen : lämpötila on tällöin mitoitettava sellaiseksi, että asetetun kuitumaton kulkiessa telaraon läpi kuidut hitsautuvat toisiinsa juuri niin paljon, että kuitumatto pysyy koossa, mutta että sitominen samalla rajoitetaan määrättyyn mittaan, jotta kuitumatto taivutusta varten pysyy vielä löysänä eikä tule levymäiseksi. Tätä varten on lämpötilan mittaaminen ja ohjaaminen kulloisestakin toimintanopeudesta riippuen välttämätöntä.

Tarkan lämpötilamittauksen ongelmat sellaisten telojen yhteydessä johtuvat mm. siitä, ettei telan kehälle voida asettaa lämpötila-anturia. Tätä varten tarvittaisiin kehäpinnalla reikiä, jotka merkitsevät kehäpinnan epähomogeenisuutta. Sellainen epähomogeenisuus vaikuttaisi telan pintaan ja voi johtaa vahingollisiin jännitystihentymiin ja lämpötilajakautuman häiriöihin. Samaten olisi mittausarvojen siirto pyörivältä telalta ulkopuolelle kallista.

Käytännössä tulee siis kyseeseen vain mittaus telan kehän ulkopuolelta. Tätä varten on olemassa menetelmiä koskettavilla lämpötila-antureilla sekä menetelmiä ilman kosketusta, jotka toimivat säteilyyn perustuvilla lämpötilan mittareilla. Lämpötila-anturin kosketukseen perustuvat menetelmät ovat tosin erittäin tarkkoja, koska ne voivat käyttää hyväksi lämmön 2 88826 johtumista anturille siirtoa varten. Niillä on kuitenkin haittapuolena se, ettei niitä useimmissa tapauksissa kuitenkaan voida käyttää pitempään jatkuvaan lämpötilan seurantaan. Telat on usein nimittäin toivotun tuotelaadun mukaisesti pinnaltaan hienokäsiteltyjä, esim. hiottuja ja kiillotettuja. Sellaiseen pintaan muodostuisi koskettavan kiinteän lämpötila-anturin hankautumisen johdosta jo lyhyen käyttöajan jälkeen hankautu-mis jälkiä, joita ei voi hyväksyä tuotteessa, esim. paperirainas-sa tai muoviaineen pinnassa. Kosketuksetta toimivissa, ts. säteilymittaukseen perustuvissa laitteissa ei tätä haittaa ole, mutta ne ovat kuitenkin riippuvaisia siitä, että telan pinnalla on vakio säteilykerroin. Näin ei kuitenkaan usein ole juuri telan toimivalla alueella, koska kiinnittyvä kosteus ja myös telan pinnan laajeneminen suuremmilla toimintalämpötiloilla johtaa säteilykertoimen muutoksiin, jotka johtavat siihen, ettei mitatusta säteilystä voida vetää yksiselitteistä johtopäätöstä telan kehällä todellisuudessa vallitsevista lämpötiloista.

Keksinnön tehtävänä on mahdollistaa pyörivän telan kehän lämpötilan tarkka mittaaminen pidempiaikaisessa käytössä vaadittavalla käyttövarmuudella.

Tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksessa 1 esitetyn keksinnön menetelmänäkökohdalla.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että lämpötilan jatkuva valvonta suoritetaan ilman kosketusta toimivan alueen ulkopuolella olevassa kohdassa, johon raina ei vaikuta ja joka voidaan käsitellä optimaalista säteilykerrointa ajatellen. Tässä kohdassa valvotaan lämpötilaa koko käyttöajan, jolloin ei muodostu mitään ongelmia hankautumiskulutuksen osalta telan pinnalla eikä lämpötila-anturilla.

Toimivan alueen ulkopuolelle järjestetyn kosketuksettomasti mittaavan lämpötila-anturin lisäksi on järjestetty ainakin yksi toinen kosketus lämpötila-anturi, joka on järjestetty toimivalle alueelle, mutta joka ei jatkuvasti kosketa telan kehää, vaan i 3 ε ε ε 2 ό joka saatetaan kosketukseen vain silloin, kun kosketuksettomasti mittaava ulkoinen lämpötila-anturi määrittää epäsäännöllisyyden, ts. poikkeaman siihen asti vakiona pysyneestä lämpötilasta tai poikkeaman ennalta määrätystä lämpötilan kulusta. Ainoastaan sellaisessa tarpeellisessa tapauksessa kosketuslämpötila-anturi saatetaan koskettamaan telan kehää, jolloin se määrittää sille ominaisella tarkkuudella kosketuskohdan alueella vallitsevan lämpötilan. Tämän mittauksen tuloksen perusteella voidaan sitten aloittaa vaadittavat vastatoimet telan lämpötilan ohjaamiseksi. Kosketuslämpötila-anturi on kuitenkin vain lyhyen ajan kosketuksessa telan kehään. Tässä lyhyessä ajassa ei vielä esiinny mitään merkittävää telan pinnan tai kosketuslämpötila-anturin kulumista.

Molemman erilaisen telan eri kohdissa olevan lämpötila-anturin yhdistelmän johdosta onnistuu siis jatkuvan lämpötilan valvonnan aikaansaaminen kosketuslämpötila-anturille ominaisella tarkkuudella ilman sen hankautumisongelmia.

Yleensä lämpötilan määrittäminen ainoastaan toimivan alueen yhdessä kohdassa ei ole riittävä. Päinvastoin tarvitaan useampia mittauskohtia koko lämpötilaprofiilin saamiseksi. Tämä voi tapahtua patenttivaatimusten 2 ja 3 suoritusmuodoilla siten, että joko saatetaan sama kosketuslämpötila-anturi peräkkäin koskettamaan toimivan alueen useampia kohtia, tai että saatetaan samanaikaisesti useampia kosketuslämpötila-antureita koskettamaan toimivalle alueelle jakaantuneita kohtia.

Patenttivaatimuksissa 4 - 6 on kuvattu lämpötilan mittauslaitetta, joka laitemielessä toteuttaa keksinnön.

Keksintö perustuu erilaisiin, telan eri kohtiin järjestettyihin lämpötila-antureihin ja niiden yhteistoimintaan. Eri lajiset erilliset lämpötila-anturit ovat kukin sinällään tunnettuja, Siten esim. patenttijulkaisu DE 18 06 637 esittää säteilyläm-pömittarin, joka siis on kosketukseton, mutta joka on osana pyörivien telojen koskettavaa lämpötilan mittauslaitetta.

4 BS 826

Piirustuksessa on kaaviollisesti esitetty keksinnön eräs suo-ritusesimerkki-

Kuvio 1 esittää erään telajärjestelyn päältäpäin;

Kuvio 2 esittää leikkauksen pitkin kuvion 1 viivaa II - II.

Kuvioissa on esitetty tela 1, joka alitelan 2 kanssa muodostaa telaraon 3 ainesrainan 4 painekäsittelyä varten. Telalla 1 on toimiva alue 5, jonka rajat kuviossa 1 on esitetty katkoviivoin. Raina 4 on kokonaan toimivan alueen sisäpuolella. Suori-tusesimerkissä on kysymyksessä tela 1, jolla on metallia oleva kehä. Keksintöä voidaan kuitenkin myös käyttää teloilla, joilla on esim. muovia oleva päällystys. Kuviossa 1 olevan toimivan alueen 5 oikean rajan lisäksi on järjestetty hieman syvennettynä oleva renkaan muotoinen kehän alue 6, joka on käsitelty siten, esim. mustattu, että sillä on mahdollisimman vakiona pysyvä säteilykerroin.

Kokonaisuutena viitenumerolla 10 merkitty lämpötilan mittauslaite käsittää telan 1 kanssa samansuuntaisen kannattimen 7, johon on kiinnitetty säteilylämpömittarin 8 muodossa oleva kosketuksettomasti mittaava lämpötila-anturi, jonka linssi 9 sijaitsee kehän alueen 6 yläpuolella ja joka säteilymittauksen kuluessa määrittää sen lämpötilan.

Toimivan alueen 5 puitteissa on kannattimelle 7 järjestetty kosketuslämpötila-anturi 11, jota siirtokäyttölaitteella 12 voidaan siirtää nuolen 21 suunnassa kuvioissa 1 ja 2 ehyinä esitetystä kosketus- ja mittausasemasta taakse vedettyyn asemaan, jossa kosketuslämpötila-anturilla 11 on määrätty etäisyys telan 1 kehästä, ja joka on osoitettu katkoviivoin ja merkitty viitteellä 11' kuviossa 2. Kosketuslämpötila-anturi 11 voi kuviossa 1 viitteellä 13 merkityssä ohjauksessa siirtyä oleellisesti telan 1 säteen suuntaisesti» Siirtokäyttölaite 12 voidaan toteuttaa eri tavoin, esim. sähkömagneettina, pneumaattisena sylinterinä tai vastaavalla tavalla.

s «8826

Kosketuksettoman lämpötila-anturin 8 mittaussignaali johdetaan johtojen 14, 15 kautta ohjauslaitteelle 20, jonka lähtösignaali on kytketty johdoilla 16, 17 siirtokäyttölaitteelle 12.

Ohjauslaite 20 on järjestetty siten, että se käynnistää siirtokäyttölaitteen 12 vain silloin, kun kehäalueella 6 on olemassa lämpötilan epäsäännöllisyys. Siis ainoastaan silloin, kun kehäalueen 6 lämpötila alkaa poiketa siihen asti vakiona pysyneestä arvosta, tai kun ennalta määrättyä lämpötilan kulkua, esimerkiksi aikaan verrannollista lämpötilan nousua ei noudateta, antaa ohjauslaite 20 käynnistyssignaalin, esimerkiksi jännitteen sähkömagneettisen siirtokäyttölaitteen 12 käynnistämiseksi tai pneumaattisen paineen pneumaattisen männän siirtämiseksi.

Siirtokäyttölaitteen 12 käydessä kosketuslämpötila-anturi 11 työnnetään kuviossa 2 katkoviivoin esitetystä normaaliasennos-taan, jossa se siis ei kosketa telan 1 kehää, koskettamaan kehää, jolloin se suorittaa mittauksen, ja mittauksen signaali esiintyy johdoilla 18, 19 (kuvio 1) ja sillä voidaan ohjata esittämättä olevaa lämpötilan säätölaitetta.

Pelkästään yhden kosketuslämpötila-anturin 11 sijasta voidaan kannattimelle 7 järjestää myös useampia, toimivalle leveydelle 5 jakaantuneita kosketusläropötila-antureita 11. Vaihtoehtoisesti on myös mahdollista, että ohjauslaite 20 aktivoitaessa saattaa yhden ainoan kosketuslämpötila-anturin 11 koskettamaan peräkkäin useampia toimivan alueen 5 kohtia telan 1 kehällä ja mahdollistaa siten lämpötilaprofiilin saamisen pitkin telaa 1.

Kokeet ovat osoittaneet, että keksinnön mukaisella lämpötilan mittauslaitteella voidaan toistettavasti määrittää toimivan alueen 5 puitteissa oleva lämpötila ±0,2 °C tarkkuudella.

Claims (8)

1. 6 rj ε & 2 6
2. 1. Menetelmä pyörivän telan kehäpinnan lämpötilan mittaamista varten, tunnettu siitä, että mitataan kosketuksettomasti telan toimivan alueen ulkopuolella olevan renkaan muotoisen kehäalueen lämpötila, jolloin ennalta määrätystä lämpötilasta tai ennalta määrätystä lämpötilan ajallisesta kulusta määritetyn poikkeaman yhteydessä kosketuslämpötila-anturi saatetaan koskettamaan telan kehää toimivan alueen jossain kohdassa.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kosketuslämpötila-anturi saatetaan koskettamaan telan kehää peräkkäin useammassa toimivan leveyden yli jakaantuneessa kohdassa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että useampia kosketuslämpötila-antureita saatetaan samanaikaisesti koskettamaan telan kehää toimivan leveyden yli jakaantuneissa kohdissa.
5. 4. Pyörivän telan kehän lämpötilan mittauslaite jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukaisen menetelmän suorittamiseksi, tunnettu yhdistelmästä, jossa on kosketuksettomasti toimiva lämpötila-anturi (8), joka on suunnattu telan (1) toimivan alueen (5) ulkopuolelle järjestettyä renkaan muotoista, vakiosäteilykertoimella olevaa telan (1) kehäaluetta (6) kohti, normaalisti etäisyyden telan (1) kehään säilyttävä, kuitenkin siirtokäyttölaitteella (12) telan (1) kehän toimivan alueen (5) puitteissa olevaan kohtaan kosketukseen saatettavissa oleva kosketuslämpötila-anturi (11), ja ohjauslaite (20), jonka avulla siirtokäyttölaite (12) on käynnistettävissä, kun kosketuksettomasti toimiva lämpötila-anturi (8) osoittaa poikkeaman ennalta määrätystä lämpötilasta tai ennalta määrätystä lämpötilan ajallisesti kulusta.
6. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpötilan mittauslaite, tunnettu siitä, että kosketuslämpötila-anturi (11) on siirto- käyttölaitteen (12) avulla saatettavissa koskettamaan telan (1) kehää peräkkäin useammassa toimivan leveyden (5) yli jakaantu neessa kohdassa. O O r. o 7 ' ου/ti
7. 6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpötilan mittauslaite, tunnettu siitä, että lämpötilan mittauslaite käsittää useampia, toimivan leveyden (5) yli jakaantuneissa kohdissa olevia, telan (1) kehää koskettamaan saatettavissa olevia kosketuslämpötila-antureita (11, 11', ...). fi r rs ,
8. 8. O t Z C