KR100473915B1

KR100473915B1 - 유압식균압밸브를갖춘확장닙프레스장치

Info

Publication number: KR100473915B1
Application number: KR10-1998-0705794A
Authority: KR
Inventors: 프란시스 엑스 스위틀릭
Original assignee: 벨로이트 테크놀로지스 인코포레이티드
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1997-01-16
Publication date: 2005-07-18
Also published as: EP0879317B1; JP3170687B2; EP0879317A1; DE69704763D1; BR9708294A; CA2244830A1; US5650048A; WO1997028309A1; JPH11503499A; CA2244830C; KR19990082072A; DE69704763T2

Abstract

확장 닙 프레스(20)는 크라운 제어 로울(24)에 대해 블랭킷 지지 웹(33)을 결합시키도록 두 개의 피스톤(36, 38)에 의하여 구동되는 슈우(26)를 구비한다. 각각의 확장 닙 프레스(ENP)의 슈우 피스톤(36, 38)은 모멘트 아암 거리(X, Y)만큼 크라운 제어 피스톤(48)의 하중 작용선으로부터 오프셋된다. ENP 슈우 실린더와 크라운 제어 실린더의 평형은 두 개의 균압 밸브(56, 58)에 의하여 달성된다. 각 균압 밸브는 여러 실린더로부터의 작동액에 응답하여 단면적이 선택되는 활주 가능한 스풀을 구비한다. ENP 슈우 피스톤과 크라운 제어 피스톤에 의하여 가해지는 하중 사이의 비율을 정밀하게 유지하기 위하여, 각 균압 밸브는 여러 실린더로부터의 작동액에 응답하여 단면적이 선택되는 활주 가능한 스풀을 구비한다.

Description

유압식 균압 밸브를 갖춘 확장 닙 프레스 장치{EXTENDED NIP PRESS WITH HYDRAULIC PRESSURE EQUALIZER VALVE}

본 발명은 제지기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제지 용도의 확장 닙 프레스(extended nip press)에 관한 것이다.

시간에 따라 제지 기술이 발전함에 따라, 제지 시의 비용 효율을 증가시키는주요 요인은 제지기의 속도를 증가시키는 것이었다. 제지기 속도를 증가시키는 데에 있어서의 중요한 문제는, 제지기의 높은 속도에 비례하여 건조기의 수를 증가시키지 않고 건조 속도를 증가시키는 것이 곤란하다는 것이다. 확장 닙 프레스를 도입을 통하여 웹이 제지기의 프레스부를 떠날 때의 웹의 건조도를 현저하게 증가시켰다.

확장 닙 프레스는 받침 롤(backing roll)에 대하여 압착되는 슈(shoe)를 채용한다. 종래의 프레스 롤에 있어서 닙의 폭은 단지 약 1 인치 내지 2 인치인 반면에, 확장 닙의 폭은 약 10 인치이다.

확장 닙 프레스는 보다 적은 갯수의 닙으로 웹의 건조도를 증가시킬 수 있으며, 이로써 제지기의 길이를 단축시킬 수 있다. 제지기의 길이가 단축될수록 점유 공간이 작아지고 일반적으로 구성 요소의 수가 감소되어, 제조비의 절감에 기여한다.

확장 닙 프레스는 종이의 부피 특성(bulk property)과 최종 웹의 표면 마무리를 향상시기는 데도 기여할 수 있다. 확장 닙 프레스가 웹에 끼치는 영향을 최대로 제어하기 위해서는, 슈와 받침 롤 사이에 형성된 닙을 통과할 때 웹이 받는 압력 프로파일(pressure profile)의 형태를 제어할 수 있는 것이 유리하다. 확장 닙 프레스에 걸쳐 보다 양호한 접촉을 얻도록, 슈의 형상은 변경될 수 있고, 슈는 간격을 두고 있는 2개의 피스톤에 지지될 수 있다. 그러나, 제어 능력을 크게 함에 따라, 제어 시스템이 보다 복잡해지고 불안정하게 된다.

고유의 단순성과 신뢰성을 갖는 확장 닙 프레스의 압력 프로파일을 발생시키는 힘을 제어하기 위한 제어 시스템이 필요하다.

도 1은 본 발명에 따른 확장 닙 프레스와 크라운 제어 롤 장치의 개략도이고,

도 2는 도 1의 장치의 균압 밸브 조립체의 단면도이고,

도 3은 도 1의 장치의 다른 균압 밸브 조립체의 단면도이고,

도 4는 도 1의 장치의 개략적인 유압 다이아그램이다.

확장 닙 프레스는 블랭킷 지지 웹(blanket support web)이 크라운 제어식 롤에 대하여 맞물리게 하도록 2개의 피스톤에 의하여 구동되는 슈를 구비한다. 각각의 확장 닙 프레스(ENP)의 슈 피스톤은 크라운 제어 피스톤의 하중 작용선으로부터 모멘트 아암 거리만큼 오프셋된다. ENP 슈 실린더와 크라운 제어 실린더 내의 유압평형은 2개의 균압 밸브에 의하여 달성된다. 각각의 균압 밸브는 각종 실린더로부터의 유압 유체에 응답하는 선택된 단면적의 면을 갖춘 활주 가능한 스풀을 구비하여, ENP 슈 피스톤과 크라운 제어 피스톤에 의하여 가해지는 힘 사이의 정확한 비율을 유지한다.

제1 균압 밸브는 가해진 힘과 각각의 ENP 슈 피스톤의 모멘트 아암의 곱이 고정 비율로 되는 것을 보장하는 표면적의 스풀을 구비한다. 제2 균압 밸브는 2개의 ENP 슈 피스톤이 가하는 힘이 제어식 크라운 슈 피스톤이 가하는 힘과 동등한 것을 보장하는 표면적의 스풀을 구비한다. 이러한 유압 제어 시스템으로 인하여, 단일 ENP 슈 실린더에 있어서의 힘의 수준을 조정하고, 이어서 나머지 ENP 슈 실린더와 크라운 제어 실린더의 힘의 수준도 자동으로 조정하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 특징은 ENP 슈에 작용하는 복수의 유압 피스톤이 크라운 제어식 롤 피스톤과 평형을 유지한 채로 있도록 자동으로 제어되는 확장 닙 프레스 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 ENP 슈와 크라운 제어식 롤에 가해지는 복수의 유압 피스톤의 유압 수준이 다양하게 선택된 전체 힘 수준에서 평형으로 유지될 수 있는 확장 닙 프레스를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 원하는 힘 관계를 자동으로 유지하는 ENP 및 크라운 제어식 롤 장치용 유압식 균압 밸브 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징, 그리고 장점은 첨부 도면을 참조로 하는 다음의 상세한 설명으로부터 명확하게 된다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 동일 부호는 동일 부분을 나타내며, 도 1에는 유압 제어식 확장 닙 프레스 장치(20)가 도시되어 있다. 확장 닙 프레스 장치(20)는 확장 닙 프레스 슈(26)와 대향하는 크라운 제어식 롤(24)과 확장 닙 프레스(ENP, 22)를 구비하고 있다. 슈에는 오목면(28)이 마련되어 있으며, 이 오목면(28)은 크라운 제어식 롤(24)의 원통형 표면(30)과 합치되고 롤(24)과 ENP 슈(26) 사이에 닙(25)을 형성한다. 연속 루프형 블랭킷(32, continuous looped blanket)은 롤(24)과 슈(26) 사이의 닙(25)을 통과한다. 블랭킷(32) 위에서 프레스 펠트(34, press felt)가 통과하며, 블랭킷(32), 펠트(34) 및 웹(33)이 닙(25)을 통과할 때 종이 웹(33)은 펠트(34) 위에 지지되어 있다. ENP 슈(26)는 제1 유압 피스톤(36) 및 제2 유압 피스톤(38)에 의해 롤(24)의 표면(30)에 대해 지지 및 압착되고, 이들 피스톤(38, 36)은 피스톤 실린더(42, 40) 내에서 이동한다. 피스톤 실린더(42, 40)는 도시 생략된 비회전 지지 빔 내에 형성되어 있다. 확장 닙 프레스는 제지 분야에서는 널리 알려져 있으며, 일반적으로 제지기의 프레스 또는 건조 영역에서 종이 웹을 가압 및 건조하는 데 사용된다.

크라운 제어식 롤(24)은 지지 피스톤(48)을 갖춘 복수의 유압 실린더(46)에 지지되는 외부 쉘(44)을 구비한다. 지지 피스톤(48)은 횡방향 지지 빔(52) 내의 피스톤 실린더(50) 내에 배치되어 있다. 각각의 피스톤(48)은 외부 쉘(44)과 맞물려 닙(25)에서 롤(24)의 위치를 제어하는 지지면 또는 지지슈(54)를 갖추고 있으며, 상기 닙(25)에서 슈(54)는 ENP 슈(26)와 만나 그들 사이에서 웹을 지속적으로 가압한다.

2개의 피스톤(36, 38)을 사용하여 ENP 슈(26)를 롤(24)을 향하여 전진시키기 때문에 롤에 대한 ENP 슈(26)의 전체 힘을 슈에 대한 크라운 제어식 롤의 힘과 동일하게 유지할 필요가 있다. 이러한 힘의 유지는 도 2에 도시된 제1 균압 밸브(56)및 도 3에 도시된 제2 균압 밸브(58)에 의하여 달성된다.

ENP 슈우(26)의 습윤 단부에서의 피스톤(38)의 대한 압력 수준은 ENP 프레스장치(20)의 특별한 용례에 적합하도록 선택된 수준으로 설정된다. 예컨대, 품질이 상이한 종이에 있어서는 ENP 슈(26)에 대하여 상이한 압력 수준이 필요할 수 있다. 습윤 단부의 피스톤(38)에 대한 압력이 선정되는 동안, 슈의 건조 단부에서의 피스톤(36)에 대한 압력이 제1 균압 밸브(56)에 의하여 제어된다.

도 1에 도시된 간단한 힘 다이아그램은 습윤 단부의 피스톤(38)에 대한 압력과 건조 단부의 피스톤(36)에 대한 압력 사이의 바람직한 관계를 나타내고 있다. 일관된 성능을 위하여, 제어식 크라운 피스톤(48)의 합력의 중심선에 대하여 2개의 피스톤(36, 38)에 의하여 가해진 모멘트 사이에는 일정한 비율이 성립되는데, 말하자면 〔습윤 단부 피스톤(38)에 의하여 가해진 힘(F2) × 이 힘(F2)의 작용선과 중심선(60) 사이의 모멘트 아암 거리(X)〕는 〔건조 단부의 피스톤(36)에 의하여 가해진 힘(F3) × 이 힘(F3)의 작용선과 중심선(60) 사이의 모멘트 아암 거리(Y)〕에 대하여 일정한 비율을 갖게 된다.

즉, F3(Y)/F2(X)= 일정

도 2에 도시된 제1 균압 밸브(56)는 힘 F3과 F2 사이의 바람직한 관계를 유지한다.

도시된 실시예에 있어서, 피스톤(36, 38 및 48)은 장방형 피스톤이며, 건조 단부의 피스톤(36)과 습윤 단부의 피스톤(38)은 3인치, 크라운 제어 피스톤은 6인치의 예시적인 폭을 가질 수도 있다. 피스톤은 ENP와 크라운 제어식 롤의 전체 폭에 걸쳐 연장하며, 그 길이는 30 인치 내지 400 인치일 수도 있다. 대안으로, 보다 작은 피스톤을 복수 개 사용할 수도 있다.

제1 균압 밸브(56)는 중앙에 원통형 공동(64)이 있는 밸브 본체(62)를 구비하며, 그 공동에 자유 피스톤 또는 스풀(66)이 활주 가능하게 장착되어 있다. 스풀(66)에는 압력 불균형에 의해 이동하는 여려 개의 면이 마련되어 있으며, 이들 면은 밸브 본체(62) 내에서 가변적인 크기의 챔버부를 형성한다. 상기 공동(64)은 대경 실린더를 형성한다. 스풀(66)은 대경부(70)에 연결되는 소경부(68)를 구비한다. 대경부(70)는 공동(64)에 의하여 형성된 대경의 실린더 내에 끼워진다. 소경부(68)의 면(72)에 의하여 제1 면적(A1)이 정해지고, 대경부(70)의 면(74)에 의하여 제2 면적(A2)이 정해진다.

슬리브(80)는 공동(64) 내에서 밸브 본체(62)에 고정되어, 소경위 공동(81)을 형성한다. 제1 균압 밸브(56)는 소경의 공동(81)으로부터 연장되는 습윤 단부측피스톤 포트(78)를 갖추고 있다. 상기 피스톤 포트(78)는 습윤 단부의 피스톤 실린더(42)와 유체 연통되어, 젖은 단부측 피스톤 실린더 내의 압력이 스풀(66)의 소경 면(72)에 작용한다. 피스톤 포트(78)로 유입되는 유체는 단지 스풀(66)의 소경 면(72)에만 작용한다.

건조 단부측 피스톤 포트(82)는 밸브 본체(62)로부터 연장되고 공동(64)과 건조 단부측 피스톤 실린더(40) 사이를 유체 연통시켜, 건조 단부측 피스톤 실린더(40) 내의 압력이 스풀(66)의 대경 면(74)에 작용한다. 공동(64)으로부터 제1 배출 포트(84)가 연장되어 있어서, 스풀이 건조 단부측 피스톤 포트(82)를 향하여 이동하면 제1 배출 포트(84)와 습윤 단부측 피스톤 포트(78)가 연통되고, 이로써 습윤 단부측 피스톤 실린더(42)로부터 유압 유체가 배출된다. 공동(64)으로부터 제2 배출 포트(86)가 연장되어 있어서, 스풀이 습윤 단부측 피스톤 포트(78)를 향하여 이동하면 제2 배출 포트(86)와 건조 단부에 피스톤 포트(82)는 연통되고, 이로써 건조 단부측 피스톤 실린더(40)로부터 유압 유체가 배출된다.

면적 A1:A2의 비는 힘 F2:F3 사이에 원하는 힘의 비율을 달성하도록 선택되므로, 스풀의 소경 면에 가해지는 힘은 P1(A1)이고, 이 힘은 스풀의 대경 면에 가해지는 힘 P2(A2)와 같게 된다. 이러한 관계가 성립되지 않으면 배출 포트(84, 86)중 하나 또는 다른 하나가 개방되어, 과도하게 높은 압력은 2개의 ENP 슈 피스톤에 바람직한 힘 관계가 달성될 때까지 감소한다.

적절한 힘 관계를 유지하기 위하여, 2개의 ENP 피스톤(36, 38)이 가하는 힘의 합이 크라운 제어식 피스톤(48)이 가하는 힘과 같은 것도 중요하다. 이 관계는 도 3에 도시된 제2 균압 밸브(58)에 의하여 제어된다.

제2 균압 밸브(58)는 소경부(90)와 대경부(91)로 형성된 중앙의 원통형 공동이 있는 밸브 본체(88)를 구비하며, 그 공동에 자유 피스톤 또는 스풀(92)이 활주가능하게 장착되어 있다. 스풀(92)은 소경부(96)와 이 소경부(94)에 연결되는 대경부(96)를 구비한다. 소경부(94)의 면(98)에 의하여 제1 면적(A3)이 정해지고, 대경부(96)의 면(100)에 의하여 제2 면적(A4)이 정해진다. 소경부(94)가 대경부(96)에 연결되는 곳에 형성된 환형면(102)에 의하여 제3 면적(A5)이 정해진다.

제2 균압 밸브(58)는 공동의 소경부(90)로부터 연장되는 건조 단부측 피스톤 포트(104)를 갖추고 있다. 상기 피스톤 포트(104)는 건조 단부측 피스톤 실린더(40)와 유체 연통되어, 건조 단부측 피스톤 실린더 내의 압력이 스풀(92)의 소경 면(98)에 작용한다. 따라서, 피스톤 포트(104)로 유입되는 유체는 스풀(92)의 소경 면(98)에만 작용한다.

공공의 대경부(91)로부터 습윤 단부의 피스톤 포트(106)가 연장되며, 이 포트는 습윤 단부측 피스톤 실린더(42)와 유체 연통되어, 습윤 단부측 피스톤 실린더(42) 내의 압력이 스풀(92)의 환형면(102)에 작용한다.

공동의 대경부(91)로부터 크라운 제어식 피스톤측 포트(108)가 연장되며, 이 포트는 크라운 제어식 피스톤 실린더(50)와 유체 연통되어, 크라운 제어식 피스톤 실린더 내의 압력이 스풀(92)의 대경 면(100)에 작용한다. 소경부(90)와 대경부(91)로부터 연장 배치되는 배출 포트(110, 112, 114)는 건조 단부측 포트(104), 습윤 단부측 포트(106) 및 크라운 제어식 피스톤측 포트(108)와 선택적으로 연통된다. 평형 상태에서는, 어떠한 배출 포트(110, 112, 114)도 개방되지 않으며, 소경 면 및 환형 면에 작용하는 힘의 합은 대경 면에 가해지는 힘과 같다. 따라서, 면적(A3, A5)은 건조 단부측 실린더 내의 압력 및 습윤 단부측 실린더 내의 압력과 각각 곱하여 더하면, 그 합계는 크라운 제어식 롤 실린더의 압력과 면적 A4를 곱한 값과 같다: 즉

A3 × (건조 단부측 피스톤 실린더 내의 압력) + A5 × (습윤 단부측 피스톤 실린더 내의 압력) = A4 × (크라운 제어식 롤 실린더 내의 압력)

이러한 원하는 비율이 평형을 이루지 못할 경우에는, 스풀이 이동되어 바람직한 평형이 달성될 때 까지 적절한 실린더로부터 유체 유체가 배출된다.

시스템(20)의 전형적인 유압 설비가 도 4에 도시되어 있다.

동일한 기능을 갖는 별도의 균압 밸브 장치를 채용할 수도 있다. 예컨대, 단일의 자유 피스톤 대신에 선택된 표면적을 갖는 복수의 연결된 피스톤(linked piston)을 포함하는 밸브 하우징이 채용될 수도 있다. 또한, 조정 밸브 또는 블리드 오프 밸브(bleed-off valve)에 기계적으로 연결되며 다양한 모멘트 아암 및 동일 직경을 갖는 피스톤을 사용하여 제어식 유압 조립체 내의 압력 수준 사이의 바람직한 관계를 달성할 수도 있다.

본 발명은 명세서에 도시되고 설명된 부품의 특정 구조와 배열에 한정되지 않고, 이하의 청구범위 내에서와 같이 변형된 형태를 포함한다.

Claims

종이 웹(33), 블랭킷(32) 및 프레스 펠트(34)를 포함하는 제지기용의 유압 지지식 확장 닙 웹 프레스 장치(20)에 있어서,

제지기의 가로 방향(cross-machine direction)으로 연장되며, 내면(21) 및 외면(30)이 있는 원통형 쉘(44)과 지지빔(52)을 구비하는 크라운 제어식 롤(24)과;

상기 원통형 쉘(44)의 외면(30) 위에서 블랭킷(32)과 맞물려서 가로 방향의 확장 닙(25)을 형성하는 확장 닙 프레스 슈(shoe; 26)로서, 이 확장 닙 프레스 슈 는 가로 방향으로 연장되는 슈 지지빔에 지지되며, 제1 피스톤(36)과 제2 피스톤(38)이 상기 지지빔과 확장 닙 프레스 슈(26) 사이의 지지를 담당하고, 제1 피스톤(36)과 제2 피스톤(38)이 상기 가로 방향에 수직인 세로 방향(machine direction)으로 간격을 두고 떨어져 배치되어 있는 것인 확장 닙 프레스 슈(26)와;

상기 크라운 제어식 롤(24) 내에서 롤 지지빔(52)과 롤 쉘(44) 사이에 배치되며, 상기 원통형 쉘(44)의 내면(21)에 대하여 외측으로 상기 확장 닙(25)을 향해 작용하는 롤 지지슈(54)를 구비하는 크라운 지지 피스톤(48)과;

상기 크라운 지지 피스톤(48)에 유압을 공급하는 제1 유압 공급 수단과;

상기 제1 지지 피스톤(36)에 유압을 공급하는 제2 유압 공급 수단과;

상기 제2 지지 피스톤(38)에 유압을 공급하는 제3 유압 공급 수단과;

상기 제2 및 제3 유압 공급 수단 사이에 일정한 비율의 유압을 공급하도록 제2 유압 공급 수단과 제3 유압 공급 수단을 유압 연결되게 작동시키는 제1 유압 제어 밸브(56)와;

상기 제1 지지 피스톤(36)에 유체 연통되는 제1 챔버와, 상기 제2 지지 피스톤(38)에 유체 연통되는 제2 챔버와, 상기 크라운 지지 피스톤(48)에 유체 연통되는 제3 챔버를 구비하는 제2 유압 제어 밸브(58)

를 포함하며,

상기 제1 챔버는 압력 불균형에 의해 이동하는 제1 표면(98)을, 상기 제2 챔버는 압력 불균형에 의해 이동하는 제2 표면(102)을, 상기 제3 챔버는 압력 불균형에 의해 이동하는 제3 표면(100)을 구비하고, 상기 제3 챔버에는 상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제3 표면(100)의 이동에 따라 개방될 수 있는 블리드 포트(bleed port; 114)가 마련되어 있으며,

상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제1 표면(98), 제2 표면(102) 및 제3 표면(100)은 기계적으로 연결되어 있고, 이들 제1 표면(98), 제2 표면(102) 및 제3 표면(100)의 면적(A3, A5, A4)은, [(제1 지지 피스톤(36)의 유압 × 제1 표면(98)의 면적(A3)) ＋ (제2 지지 피스톤(38)의 유압 × 제2 표면(102)의 면적(A5))] 에 의해 제3 표면(100)이 이동되어 블리드 포트(114)가 폐쇄된 후에, [크라운 지지 피스톤(48)의 유압 × 크라운 지지 피스톤의 면적] 이 [(제1 지지 피스톤(36)의 유압 × 제1 지지 피스톤의 면적) ＋ (제2 지지 피스톤(38)의 유압 × 제2 지지 피스톤의 면적)] 과 동일하게 되도록 선정되는 것을 특징으로 하는 확장 닙 프레스 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 유압 제어 밸브(58)는 제1 단부가 상기 제1 챔버에 배치되어 있는 자유 피스톤(92)을 더 구비하며,

상기 제1 단부는 상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제1 표면(98)을 이루며,상기 제1 챔버 내의 유압에 응답하여 자유 피스톤(92)을 이동시키는 제1 힘을 발생시키며,

상기 자유 피스톤(92)은, 상기 제1 단부의 반대측에서 상기 제3 챔버 내에 배치되며 상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제3 표면(100)을 이루는 제2 단부와,상기 제2 챔버 내에 배치되며 상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제2 표면(102)을 이루는 환형 표면을 포함하며,

상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제3 표면(100)에 인접한 자유 피스톤(92)의 부분은 자유 피스톤(92)의 이동에 응답하여 블리드 포트(114)를 개폐하도록 작동될 수 있고,

상기 환형 표면은 제2 챔버 내의 유압에 응답하여, 상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제1 표면(98)에 의해 발생된 힘과 같은 방향으로 작용하는 힘을 발생시키는 것을 특징으로 하는 확장 닙 프레스 장치.
제1항에 있어서,

상기 확장 닙 프레스 슈(26)는 상기 롤(24) 위에서 블랭킷(32)과 맞물려서 롤(24)의 축선과 정렬되는 확장 닙(25)을 형성하며, 이 확장 닙(25)은 가로 방향으로 연장되는 선택된 중심선(60)을 갖고, 상기 슈 지지빔은 상기 확장 닙(25)에 평행하게 가로 방향으로 연장되며, 상기 제1 피스톤(36)과 제2 피스톤(38)은 상기 중심선(60)의 양측에서 세로 방향으로 간격을 두고 떨어져 배치되며,

상기 압력 불균형에 의해 이동하는 제1 표면(98)과 제2 표면(102)은 기계적으로 연결되어 있으며, 상기 제1 표면(98) 및 제2 표면(102)의 면적(A3, A5)은, [ 〈제1 피스톤(36)의 면적 × 제1 피스톤(36)에 대한 유체 압력〉 (즉, 제1 힘 F3) × 중심선(60)으로부터 제1 피스톤(36)까지의 세로 방향 거리(Y)] 가 [ 〈제2 피스톤(38)의 면적 × 제2 피스톤(38)에 대한 유체 압력〉(즉, 제2 힘 F2) × 중심선(60)으로부터 제2 피스톤(38)까지의 세로 방향 거리(X)] 에 대하여 일정한 비율을 갖도록 선택되며, 제1 힘(F3) 및 제2 힘(F2)이 중심선(60) 둘레에서 원하는 비율로 있을 때 실질적으로 폐쇄되도록 제1 블리드 포트(110)와 제2 블리드 포트(112)가 배치되어 있고, 이들 블리드 포트(110, 112)는 상응하는 실린더 내의 압력이 너무 높을 때 각각의 포트가 실질적으로 개방되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 확장 닙 프레스 장치.
제1항에 있어서,

하나 이상의 유압 작동식 크라운 제어 피스톤(48)은 크라운 제어 유압 실린더(50) 내에 있고, 상기 피스톤(48)은 롤 쉘(44)의 내면(21)에 대하여 맞물리는 롤 지지슈(54)를 구비하며,

상기 제1 피스톤(36)은 제1 유압 실린더(40) 내에 있고, 상기 확장 닙 프레스 슈(26)와 맞물리며,

상기 제2 피스톤(38)은 제2 유압 실린더(42) 내에 있고, 제1 피스톤(36)으로부터 세로 방향으로 간격을 둔 위치에서 상기 확장 닙 프레스 슈(26)와 맞물리며,

상기 제2 유압 제어 밸브(58)는 소경부(90)와 대경부(91)를 포함하는 원통형공동이 있는 밸브 본체(88)를 구비하는 제2 균압 밸브(58)이며, 이 제2 균압 밸브(58)는 제1 유압 실린더(40), 제2 유압 실린더(42) 및 크라운 제어 유압 실린더(50)와 유체 연통되고,

상기 제2 균압 밸브(58)의 원통형 공동 내에는 제1 자유 피스톤(92)이 배치되어 있으며, 상기 제1 자유 피스톤(92)은 제1 유압 실린더(40) 내의 유압 유체와 유체 연통하도록 상기 공동의 원통형 소경부(90) 내에서 연장되는 소경 표면(98)과, 상기 공동의 원통형 대경부(91) 내에서 연장되며 크라운 제어 유압 실린더(50)와 유체 연통하는 대경 표면(100)과, 상기 소경 표면(98)과 대경 표면(100) 사이에서 제2 유압 실린더(42)와 유체 연통하는 환형 영역(102)을 구비하며,

상기 제1 자유 피스톤(92)은 소경 표면(98), 대경 표면(100) 및 환형 영역(102)에 가해지는 압력에 응답하여 이동할 수 있어서, 크라운 제어 피스톤(48)의 지지슈(54)가 가하는 하중과, 상기 확장 임 프레스 슈(26)에 맞물리는 제1 지지 피스톤(36) 및 제2 지지 피스톤(38)이 가하는 하중 사이의 선택된 관계를 유지하도록제1 유압 실린더(40) 및 제2 유압 실린더(42) 또는 크라운 제어 유압 실린더(50)로부터 블리드-오프 포트(110, 112, 114)를 통하여 유압 유체를 선택적으로 배기하며,

상기 제1 유압 제어 밸브(56)는, 제2자유 피스톤(66)이 내부에서 이동 가능하게 장착되며 상기 제1 유압 실린더(40) 및 제2 유압 실린더(42)와 유체 연통하는제1 균압 밸브(56)이며, 상기 제2 자유 피스톤(66)은, [제1 유압 피스톤(36)의 힘(F3) × 크라운 제어 피스톤(48)의 힘 작용점을 통과하는 중심선(60)에 대한 제1 유압 피스톤(36)의 모멘트 아암(Y)] 이 [제2 피스톤(38)의 힘(F2) × 크라운 제어피스톤(48)의 힘 작용점을 통과하는 상기 중심선(60)에 대한 제2 슈 피스톤(38)의 모멘트 아암(X)] 에 대하여 일정한 비율을 갖도록 선택되는 면적(Al, A2)을 갖는 표면(72, 74)을 갖는 것을 특징으로 하는 확장 닙 프레스 장치.