FI94779B

FI94779B - Method and arrangement for controlling the variation in the transverse tension of a web

Info

Publication number: FI94779B
Application number: FI930366A
Authority: FI
Inventors: Markku Ellilae; Esa Happonen
Original assignee: Valmet Paper Machinery Inc
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1995-07-14
Also published as: FI94779C; FI930366A0; FI930366A

Description

9477994779

Menetelmä ja laite rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun säätämiseksi Förfarande och anordning för regiering av variationen pä den tvämktade spänningen av en bana 5Method and apparatus for adjusting the transverse variation of web tension Förfarande och anordning för regiering av Variationen päden tvämktade spänningen av en bana 5

Keksinnön kohteena on menetelmä rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun 10 säätämiseksi, jossa menetelmässä mitataan rainan kireyden poikittaissuuntaista vaihtelua.The invention relates to a method for adjusting the transverse variation 10 of the web tension, in which method the transverse variation of the web tension is measured.

Keksinnön kohteena on myös laite rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun säätämiseksi, joka laite käsittää mittauslaitteen rainan kireyden poikittaissuuntaisen 15 vaihtelun mittaamiseksi.The invention also relates to a device for adjusting the transverse variation of the web tension, which device comprises a measuring device for measuring the transverse variation of the web tension.

Tekniikan tason osalta viitataan suomalaiseen patenttiin 80 522, jossa on esitetty menetelmä ja laitteiston liikkuvan rainan kireyden mittaamiseksi. Tässä tunnetussa menetelmässä rainan kireys mitataan epäsuorasti mittaamalla rainan lähelle sijoitetun, 20 rainan kulkusuunnassa ainakin osittain kaarevan pinnan omaavan mittauslistan ja liikkuvan rainan väliin muodostuvan ilmapatjan paine, joka on verrannollinen rainan kireyteen. Kun paine mitataan useista, rainan kulkusuuntaa vastaan likimain kohtisuoras-• sa olevalla suoralla sijaitsevista pisteistä, saadaan mitatuksi rainan kireyden poikit- taisuuntainen vaihtelu.With regard to the prior art, reference is made to Finnish patent 80,522, which discloses a method and apparatus for measuring the tension of a moving web. In this known method, the tension of the web is measured indirectly by measuring the pressure of an air mattress formed near the web, having a measuring strip at least partially curved in the direction of travel of the web, and a moving mattress proportional to the web tension. When the pressure is measured at several points on a straight line approximately perpendicular to the direction of travel of the web, the transverse variation of the web tension is measured.

2525

Suomalaisessa patentissa 85 524 on esitetty menetelmä valmistaa tasalaatuista paperia sekä menetelmän soveltamiseen tarkoitettu paperikoneen kuivatusosa. Tässä tunnetussa i ratkaisussa paperikoneen ohjaamiseen käytetään FI-patentin 80 522 mukaista mittaustek niikkaa rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun mittaamiseen. Mittaustuloksen 30 perusteella vaikutetaan paperirainan rakenteeseen siten, että pyritään saavuttamaan paperirainaan tasainen kireys sekä tasainen kosteus.Finnish patent 85,524 discloses a method for producing uniform paper and a drying section of a paper machine intended for the application of the method. In this known solution i, a measuring technique according to FI patent 80 522 is used to control the paper machine to measure the transverse variation of the web tension. Based on the measurement result 30, the structure of the paper web is influenced in such a way that a uniform tension as well as a uniform moisture is achieved in the paper web.

94779 294779 2

Tekniikan tason osalta viitataan lisäksi julkaisuun WO 91/03600, jossa on esitetty paperikoneen käyttömenetelmä tarkoituksena aikaansaada paperirainaan vakio kireys sekä vakio paksuus. Ratkaisussa paperirainan kireyttä mitataan ns. pätkätelarakenteisen telan avulla ja tämän lisäksi suoritetaan paperirainan paksuuden mittaus.With regard to the prior art, reference is further made to WO 91/03600, which discloses a method of operating a paper machine to provide a constant tension as well as a constant thickness in a paper web. In the solution, the tension of the paper web is measured by the so-called by means of a roll with a fragmentary roll structure, and in addition to this, a measurement of the thickness of the paper web is performed.

55

Paperirainan kireyden poikittaissuuntainen vaihtelu aiheuttaa lukuisia ongelmia, jonka johdosta paperirainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun hallitseminen on erityisen tärkeää. Pituusleikkureilla paperirainan kireyden paikalliset vaihtelut aiheuttavat ajettavuusongelmia, koska vapaassa rainassa olevat löysät kohdat aiheuttavat lepatusta, 10 rynkkääntymistä teloille ja terillä. Terillä voi lisäksi tapahtua rainan katkoja tai palkeenkielien eli mutkakohtien muodostumista. Rainan ylikireät kohdat puolestaan aiheuttavat helposti rainakatkoja.The transverse variation of the paper web tension causes a number of problems, which makes it particularly important to control the transverse variation of the paper web tension. With slitters, local variations in the tension of the paper web cause runnability problems because the loose points in the free web cause flutter, 10 creases on the rollers and blades. In addition, the blades may have web breaks or the formation of bellows, i.e. bends. The overtight points of the web, in turn, easily cause web breaks.

Paperirainan rullauksessa paperirainan kireyden paikalliset vaihtelut aiheuttavat rulliin 15 tiukkuusvaihteluja, ts. muodostuu sekä löysiä rullia että kireitä rullia. Samoin yksittäisessä rullassa esiintyy vikaongelmia, kuten kreppirynkkyjä ja paikallista sivuttaisheittoa yms.In winding the paper web, local variations in the tension of the paper web cause the rolls 15 to vary in tightness, i.e., both loose rolls and tight rollers are formed. Similarly, there are defect problems in a single roll, such as crepe wrinkles and local side throw, and so on.

Päällystyskoneissa rainan kireyden paikalliset vaihtelut aiheuttavat huonon kireysprofii-20 Iin, joka lisää rainan sivuttaissiirtymistä. Tämän seurauksena rainan reunanleikkaimilla voi esiintyä katkoja. Rainan kireyden paikallinen vaihtelu huonontaa levitystä ja lisää vekin mahdollisuutta levityksessä.In coating machines, local variations in web tension cause a poor tension profile of 20, which increases the lateral displacement of the web. As a result, web edge cutters may have breaks. The local variation of the web tension impairs the application and increases the possibility of the tongue in the application.

Paperin kireyden paikallisten vaihtelujen aiheuttamat päällystyskoneissa esiintyvät 25 ongelmat esiintyvät myös paperikoneissa, sillä esim. paperirainan kuivatuksessa rainan kireyden paikallinen vaihtelu lisää lepatusta ja pussituksesta aiheutuvia rynkkyjä ja • rainan erityisen kireät kohdat aiheuttavat sylinteriryhmillä paperirainan kiillottumista sekä mahdollisia katkoja. 1 *1 I iU t lilll Ilta·Problems in coating machines due to local variations in paper tension also occur in paper machines, as, for example, in paper web drying, local variations in web tension increase wrinkles due to flutter and bagging, and • particularly tight web points cause paper web polishing and possible breaks. 1 * 1 I iU t lilll Evening ·

Edellä kuvattuja ongelmia on tekniikan tasosta tunnetuissa ratkaisuissa pyritty eliminoimaan vaikuttamalla rainan rakenteeseen, jotta päästäisiin haluttuun kireyteen. Rainan 3 94779 rakenteen muuttaminen on kuitenkin usein suhteellisen kallista ja aina ei ole edes mahdollista muuttaa rainan rakennetta (esim. pituusleikkurit).The solutions described above have been eliminated in the solutions known from the prior art by influencing the structure of the web in order to achieve the desired tension. However, changing the structure of the web 3 94779 is often relatively expensive and it is not always even possible to change the structure of the web (e.g. slitters).

Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä ja laite, jossa rainan kireyden 5 poikittaissuuntainen vaihtelu voidaan saada halutuksi tarvitsematta pyrkiä muuttamaan rainan rakennetta.The object of the invention is to provide a method and a device in which a transverse variation of the web tension 5 can be made desired without having to try to change the structure of the web.

Keksinnön päämäärä saavutetaan menetelmällä, joka on tunnettu siitä, että menetelmässä rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun mittaustuloksen perusteella 10 säädetään rainan kulkeman matkan poikittaissuuntaiseen vaihteluun vaikuttavaa laitetta siten, että rainan kireyden poikittaissuuntainen vaihtelu saadaan muutetuksi halutuksi.The object of the invention is achieved by a method characterized in that in the method, based on the measurement result of the transverse variation of the web tension, the device influencing the transverse variation of the distance traveled by the web is adjusted so as to make the transverse variation of the web tension desired.

Keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että laitteessa on säädin, joka rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun mittaustuloksen perusteella säätää rainan 15 kulkeman matkan poikittaissuuntaiseen vaihteluun vaikuttavaa laitetta siten, että rainan kireyden poikittaissuuntainen vaihtelu saadaan muutetuksi halutuksi.The device according to the invention is characterized in that the device has a controller which, on the basis of the measurement result of the transverse variation of the web tension, adjusts the device influencing the transverse variation of the distance traveled by the web 15 so that the transverse variation of the web tension can be changed as desired.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella saavutetaan lukuisia merkittäviä etuja. Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuu sellaisiin tapauksiin, joissa periaattees-20 sa ei ole mahdollista enää vaikuttaa rainan rakenteeseen. Luonnollisesti keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan soveltaa myös sellaisiin tilanteisiin, joissa ’ rakenteen muuttaminen periaatteessa olisi vielä mahdollista (esim. paikallinen ajetta- vuusongelma päällystyskoneella), mutta tällöinkään keksinnössä ei ole ensisijaisesti välttämätöntä pyrkiä muuttamaan rainan rakennetta. Keksinnön mukaisen menetelmän 25 ja laitteen ansiosta pystytään välttämään esim. pituusleikkureilla, päällystyskoneilla sekä myös paperikoneilla edellä kuvatut ajettavuusongelmat ja muut rainan kireyden : paikallisesta vaihtelusta aiheutuvat haittatekijät.Numerous significant advantages are achieved with the method and device according to the invention. The method and device according to the invention are suitable for cases in which, in principle, it is no longer possible to influence the structure of the web. Naturally, the method and device according to the invention can also be applied to situations in which it would still be possible to change the structure in principle (e.g. a local runnability problem with a coating machine), but even then it is not primarily necessary to try to change the web structure. Thanks to the method 25 and the device according to the invention, it is possible to avoid, for example, the runnability problems described above with slitters, coating machines as well as paper machines and other disadvantages caused by local variation in web tension.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa 30 esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.The invention will be explained in detail with reference to some preferred embodiments of the invention shown in Figures 30 of the accompanying drawings, to which, however, the invention is not intended to be exclusively limited.

94779 494779 4

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa käytettyä erästä rainan kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun mittausmenetelmää kaaviomaisena sivukuvana.Figure 1 shows a schematic side view of a method for measuring the transverse variation of web tension used in the method and apparatus according to the invention.

5 Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa käytetyn leijuntalistan erästä edullista tukemisratkaisua kaaviomaisena sivukuvana.Fig. 2 shows a schematic side view of a preferred support solution for the floating strip used in the embodiment according to Fig. 1.

Kuvio 3 esittää kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa käytettyä rainan kireyden säätömenetelmää kaaviomaisena lohkokaavioesityksenä.Fig. 3 shows a schematic block diagram representation of a web tension adjustment method used in the embodiment of Figs. 1 and 2.

1010

Kuvio 4 -esittää keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen erästä toista edullista suoritusmuotoa kaaviomaisena sivukuvana.Figure 4 shows a schematic side view of another preferred embodiment of the method and device according to the invention.

Kuviossa 1 esitetty mittaustapa rainan 10 kireyden poikittaissuuntaisen vaihtelun 15 mittaamiseksi on periaatteeltaan täysin sama kuin suomalaisessa patentissa 80 522 esitetty mittausmenetelmä. Leijuntalista 11 on varustettu lukuisilla välimatkan päässä toisistaan olevilla mittausaukoilla 12, jotka ovat olennaisesti kohtisuorassa rainan 10 kulkusuuntaan nähden. Mittaustulos johdetaan letkun 13 kautta paineenmittauslaitteeseen 14. Kuvion 2 mukaisesti leijuntalista 11 on tuettu runkoon 15 välimatkan päässä 20 toisistaan olevilla tukipisteillä 16.The measuring method shown in Fig. 1 for measuring the transverse variation 15 of the tension of the web 10 is in principle exactly the same as the measuring method presented in Finnish patent 80,522. The floating strip 11 is provided with a plurality of spaced measuring openings 12 which are substantially perpendicular to the direction of travel of the web 10. The measurement result is led through a hose 13 to a pressure measuring device 14. According to Fig. 2, the floating strip 11 is supported on the frame 15 by spaced apart support points 16.

Kuten kuviosta 3 ilmenee, paineenmittausyksiköstä 14 johdetaan painearvot tai niistä johdetut rainan kireyteen verrannolliset arvot 17 säätimelle 18, joka antaa asentosignaa-lit 19 toimilaitteille (ei esitetty), jotka liikuttavat tukipisteitä 16 nuolella A merkityllä 25 tavalla. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa tukipistettä 16 voidaan siis säätää paikallisesti pystysuunnassa siten, että rainan 10 kulkusuunnassa, ts. konesuun-: nassa kulkema matka muuttuu ja siten rainan 10 konesuuntaisen kireyden poikittaissuun tainen jakauma muuttuu. 1As shown in Figure 3, pressure values or web tension-proportional values 17 are derived from the pressure measuring unit 14 to a controller 18 which provides position signals 19 to actuators (not shown) which move the support points 16 as indicated by arrow 25. Thus, in the method and device according to the invention, the support point 16 can be adjusted locally vertically so that the distance traveled by the web 10 in the direction of travel, i.e. in the machine direction, changes and thus the transverse distribution of the machine direction tension of the web 10 changes. 1

Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa paineenmittaus suoritetaan samalla tavalla kuin kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa suoritusmuodossa, mutta kuvion 4 mukaisessa suoritusmuo- 5 94779 dossa säädin 18 antaa asentosignaalin 19 rainan kulkeman matkan poikittaissuuntaiseen vaihteluun vaikuttavalle laitteelle, tässä suoritusmuodossa levityslistalle 20, joka on sijoitettu valmistuslinjalla erilleen leijuntalistasta 11, ts. erilleen mittalaitteesta. Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa on kuvattu sovellutus, jossa raina 10 kulkee rullalta 22 5 ohjaustelan 23 ohjaamana leijuntalistalle 11 tai muulle vastaavalle mittauslaitteelle ja tämän jälkeen ohjaustelan 24 ohjaamana levityslistalle 20. Levityslistan 20 jälkeen raina 10 kulkee kiinnirullausrakenteeseen 25,26.In the embodiment of Fig. 4, the pressure measurement is performed in the same way as in the embodiment of Figs. 1 and 2, but in the embodiment of Fig. 4 the controller 18 provides a position signal 19 to a device for transverse variation of web travel, in this embodiment on a spreading strip 20 , i.e. separate from the measuring device. An embodiment according to Figure 4 illustrates an embodiment in which the web 10 passes from the roll 22 5 under the guidance of a guide roller 23 to a floating strip 11 or other similar measuring device and then guided by a guide roller 24 onto a spreading strip 20. After the spreading strip 20 the web 10 passes into a winding structure 25,26.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa rainan 10 poikittaissuuntaisen 10 kireyden vaihtelua kuvaavat painemittausarvot tai niistä johdetut kireyteen verrannolliset arvot syötetään säätimeen 18, jossa lasketaan säätöalgoritmin mukaan asentosignaalit 19 joko leijuntalistan 11 tukipisteille 16 tai levityslaitteen 20 asennolle, jolloin saadaan joko tasainen poikittaissuuntainen kireysprofiili tai halutun muotoinen poikittaissuuntainen kireysprofiili. Keksinnön mukainen menetelmä ja laite ei ole kriittinen valitun 15 kireyden mittaustavan ja mittauslaitteen suhteen, vaan rainan 10 kireyden poikittaissuuntainen vaihtelu voidaan mitata millä tahansa sinänsä tunnetulla mittaustavalla. Leijuntalistan 11 tai levityslaitteen 20 sijasta voidaan käyttää myös esim. levitystelaa tai levitysputkea tai muuta vastaavaa ratkaisua. Keksinnön mukaisessa menetelmässä ei yleensä vaikuteta rainan 10 kireystasoon, vaan vaikutetaan paikallisesti rainan 10 20 pitkittäissuuntaisen kireyden poikittaissuuntaiseen vaihteluun. Kuitenkin on tapauksia, kuten esim. päällystyskone, jossa levitys voi vaikuttaa kireystasoon, mutta tällöin sinänsä tunnetut muut säädöt palauttavat kireystason entiselleen.In the method and apparatus according to the invention, pressure measurement values describing the variation of the transverse tension 10 of the web 10 or values proportional to tension derived therefrom are input to a controller 18, where position signals 19 are calculated . The method and device according to the invention are not critical to the selected tension measuring method and measuring device, but the transverse variation of the tension of the web 10 can be measured by any measuring method known per se. Instead of the floating strip 11 or the spreading device 20, it is also possible to use, for example, a spreading roller or a spreading tube or another similar solution. The method according to the invention generally does not affect the tension level of the web 10, but locally affects the transverse variation of the longitudinal tension of the web 10 20. However, there are cases, such as a coating machine, in which the tension level can be affected by the application, but in this case other adjustments known per se restore the tension level.

Edellä on kuvattu ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan 25 ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Only some preferred embodiments of the invention have been described above, and it will be apparent to those skilled in the art that numerous modifications may be made thereto within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.

Claims

1. A method for controlling the transverse variation in the voltage of a path (10), in which method one measures the transverse variation of the voltage on the path (10), characterized in that in the method on the basis of the measurement result of the transverse variation on the tension of the web (10) regulates the device (11, 20) which affects the transverse variation of the distance which the web (10) ran in such a way that the transverse variation in the tension of the web (10) is changed in the desired manner. 10

Method according to Claim 1, characterized in that the device (11) which affects the transverse variation of the distance traveled by the web (10) consists of a floating strip (11) located adjacent the web (10) and which in the running direction of the web (10). ) has at least a partially curved surface, which strip is supported by spaced apart support points (16).

Method according to claim 2, characterized in that the floating strip (11) is used as a measuring device (11,12,13,14) for the transverse variation of the tension on the web (10). 20

Method according to claim 1, characterized in that the device (20) which affects the transverse variation of the distance traveled by the web (10) is a propagation strip separate from the measuring device (11,12,13,14), a propagation roller, a propagation tubes or other equivalent solution (20). 25

5. A method according to any of claims 1-4, characterized in that the: transverse variation in the tension of the web (10) is measured indirectly by measuring the pressure on the air mattress formed between the moving web (10) and the floating strip (11). curved surface in the running direction of the web (10), and the measured values of the pressure 30 or values derived from these proportional to the voltage are passed in the form of signals (17) to a controller (18) which gives position signals (19) a functional device. means which move the supporting points (16) of the device (11, 20) which affect the transverse variation of the distance traveled by the web in such a way that the transverse variation of the tension on the web (10) is altered in the desired manner. 5

Method according to claim 5, characterized in that the transverse variation of the tension on the web (10) is measured indirectly by measuring the pressure on the air mattress formed between the movable web (10) and the floating strip (11) with at least partially curved surface in the running direction. of the path (10), and that the measured values of the pressure or values derived from these proportional to the voltage are passed in the form of signals (17) to a regulator (18), which provides position signals (19) with operating devices which move at the support points (16) of the floating strip (11) in such a way that the transverse variation in the tension of the web (10) is changed in the desired manner.

Method according to any of claims 1-4, characterized in that the transverse variation of the tension on the web (10) is measured indirectly by measuring the pressure on the air mattress formed between the moving web (10) and the floating strip (11) with partially curved surface in the running direction of the web (10), and that the measured values of the pressure or values derived from these that are proportional to the voltage are passed in the form of signals (17) to a regulator (18) which gives a position signal (19). the device (20) affecting the transverse variation of the distance traveled by the web, which device is arranged separately from the measuring device (11,12,13,14).

Method according to claim 7, characterized in that the transverse variation of the tension on the web (10) is measured indirectly by measuring the pressure on the air mattress formed between the movable web (10) and the floating strip (11) with at least partially curved surface in the the running direction of the path (10), and that the measured values of the pressure or values derived from these which are proportional to the voltage are passed in the form of signals (17) to a regulator (18), which provides a position signal (19) for the propagation device ( 20) located separately from the measuring device (11,12,13,14). > * ID! liiti I IIH 1 30 94779 π

Method according to Claim 8, characterized in that, as a spreading device (20), a spreading strip, a propagating roll, a propagating pipe or other similar solution is used.

Apparatus for controlling the transverse variation in the tension of a web (10), comprising a measuring device (11,12,13,14) for measuring the transverse variation in the tension of the web (10), characterized in that: the device has a regulator (18) which on the basis of the measurement result of the transverse variation of the voltage on the path (10) regulates the device (11, 20) which affects the transverse variation of the distance which the path (10) runs in such a way that it the transverse variation of the tension on the web (10) is fixed as desired.

Device according to claim 10, characterized in that the device (11) which affects the transverse variation of the distance traveled by the web (10) is a floating strip (11) having at least partially curved surface in the direction of the web (10), which strip is supported against the body (15) with support points (16) spaced from each other and that the controller (18) provides position signals (19) with operating devices which move the support points (16) of the floating strip (11) in such a way that the transverse direction the variation in the tension of the web (10) is changed as desired. 20

Device according to claim 10, characterized in that the device (20) which affects the transverse variation of the distance traveled by the web (10) is a propagation device (20) which is separate from the measuring device (11,12,13,14) and that the controller (18) provides position signals (19) with operating devices which move the support points (16) of the propagating device (20) in such a way that the transverse variation of the voltage on the path (10) is changed in the desired manner. Device according to claim 10, characterized in that the propagating device (20) is a propagation strip, a propagating roll, a propagating tube or other similar solution.