KR20160073422A - 무한 벨트 교체 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨베이어 시스템에서의 무한 벨트, 더욱 구체적으로는 제지 공정에서 사용되는 연속적 직물, 벨트, 펠트 및 웹을 설치하고 제거하는 데에 유용한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 한 쌍의 가이드 롤은 제1 연속적 직물을 제1 직물 위치로부터 제2 직물 위치로 그리고 제2 직물을 제2 직물 위치로부터 제1 직물 위치로 이동시키며, 직물들의 위치가 교환됨에 따라 직물들을 서로의 위로 통과시킨다. 제1 직물과 제2 직물의 이동은 동시에 이루어짐으로써 직물 교체 효율을 더욱 강화시킬 수도 있다.

Description

무한 벨트 교체 장치 및 방법{ENDLESS BELT CHANGING APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 무한 벨트 교체 장치 및 방법에 관한 것이다.

미용 티슈, 욕실 티슈, 종이 타월 등의 티슈 제품의 제조시, 상이한 제품이나 등급으로 교체하는 경우 제지 기계 상의 통기 건조 직물 등의 소정의 무한(endless) 벨트를 교체할 필요가 종종 있다. 예를 들어, 통기 건조 욕조 티슈 제조와 타월 제조 간의 전환시, 통기 건조 직물은, 통상적으로, 각 제품이 원하는 3차원 표면형태가 통상적으로 다르기 때문에 다른 제품이 제조될 때마다 교체될 필요가 있다. 직물을 교체하기 위해서는, 제지 기계를 정지해야 하며, 그 결과 수 시간의 기계 정지시간 및 생산성 손실이 발생한다. 또한, 기계와 부속품의 반복적인 정지와 기동 및 처리 온도의 강하와 상승으로 인해, 통기 건조기에 열 사이클 피로가 야기되며, 이는 결국 고가의 교체를 필요로 하게 된다.

서로 상이한 등급의 제지를 수용하도록 직물을 변경하는 것에 더하여, 직물은 시간 경과에 따라 종종 마모되거나 취약해지므로 주기적으로 교체할 필요가 있다. 직물의 교체처럼, 교체를 위해서는, 제지 기계가 정지되어야 하며, 그 결과 수 시간의 기계 정지시간과 생산성 손실이 발생한다.

따라서, 기계 정지시간을 감소시키도록 제지 벨트를 변경하는 공정을 개선하고, 작동 효율을 개선하고, 제지 기계의 기동과 중단에 연관된 문제점들 중 상당수를 피할 필요가 있다.

본 발명자들은, 이제, 한 쌍의 지지부 사이에 회전가능하게 장착된 무한 기계 벨트의 회전을 중단시킬 필요 없이 무한 기계 벨트를 제거하거나 설치하는 간단하면서 근사한 수단을 발견하게 되었다. 또한, 본 발명자들은, 기계, 더욱 구체적으로는 제지 기계, 더욱 구체적으로는 티슈 제조 기계 상의 무한 벨트를 동시에 제거하고 설치하는 수단을 발견하게 되었다. 또한, 기계 상의 무한 벨트의 제거와 설치는, 기계 상에 현재 존재하고 있는 롤들 중 상당수를 사용하여 달성될 수 있어서, 효능과 안전성을 증가시키고 직물 교체 비용을 감소시킬 수 있다.

이에 따라, 일 실시예에서, 본 발명은, 기계 상의 제1 무한 벨트를 제2 무한 벨트로 교체하는 장치를 제공하며, 제1 무한 벨트는 구동 롤, 지지 롤 및 가이드 롤에 의해 지지되고, 이 장치는, 제2 무한 벨트를 구동하도록 조정된 제1 구동 롤, 제2 무한 벨트를 유도하도록 조정되고, 기계 가이드 롤과는 비평면식으로(out of plane) 정렬되고, 제1 축을 중심으로 회전하고, 제1 축을 가로지르는 제2 축을 중심으로 이동가능한 제1 가이드 롤; 제1 가이드 롤의 이동을 실시하기 위한 구동 수단; 및 제2 무한 벨트를 지지하기 위한 지지 롤을 포함한다.

다른 일 실시예에서, 본 발명은 기계 상에 무한 벨트를 설치하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 제1 기계 회전가능 롤과 제2 기계 회전가능 롤을 갖는 기계를 제공하는 단계; 구동 롤과 가이드 롤에 의해 지지되는 무한 벨트를 포함하는 장치를 제공하는 단계; 무한 벨트를 회전시키는 단계; 및 가이드 롤을 경사지게 하여 제1 힘을 제1 축을 따라 무한 벨트에 인가하는 단계를 포함하고, 이에 의해 무한 벨트가 가이드 롤과 구동 롤로부터 제1 및 제2 기계 롤로 이동하게 된다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 무한 벨트를 교체하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 제1 무한 벨트와 제2 무한 벨트를 제공하는 단계, 제1 및 제2 무한 벨트를 동일한 방향으로 회전시키는 단계, 제1 힘을 제1 축을 따라 제1 무한 벨트에 인가하는 단계, 및 제2 힘을 제2 축을 따라 제2 무한 벨트에 인가하는 단계를 포함하고, 이에 의해, 여기서 제1 및 제2 축이 서로 다르다. 제1 및 제2 무한 벨트에 인가되는 힘은, 같은 시각, 즉, 동시에, 또는 다른 시간에 인가될 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은, 제지 직물을 교체하는 방법을 제공하며, 이 방법은, 구동 롤, 제1 가이드 롤 및 장력 롤에 의해 지지되는 제1 직물을 제공하는 단계, 제2 구동 롤, 제2 가이드 롤 및 제2 장력 롤에 의해 지지되는 제2 직물을 제공하는 단계, 제1 및 제2 직물을 동일한 방향으로 회전시키는 단계, 제1 가이드 롤을 이동시켜 제1 힘을 제1 직물에 인가하는 단계, 및 제2 가이드 롤을 이동시켜 제2 힘을 제2 직물에 인가하는 단계를 포함한다. 소정의 실시예들에서, 제1 및 제2 가이드 롤의 이동은, 대등한 양식으로, 예를 들면, 동시에 제1 및 제2 힘을 인가하도록 조정될 수도 있다. 이러한 방식으로, 제1 직물은 제2 직물과는 반대 방향으로 이동하며 이에 따라 두 개의 직물의 위치가 상호 교체될 수도 있다. 다른 실시예들에서는, 제1 및 제2 가이드 롤이 개별적으로 이동할 수도 있다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 제1 무한 벨트를 제2 무한 벨트로 교체하는 장치를 제공하며, 이 장치는, 제1 무한 벨트를 구동하도록 조정된 제1 구동 롤, 제1 무한 벨트를 유도하도록 구성되고, 제1 축을 중심으로 회전하고, 제1 축을 가로지르는 제2 축을 중심으로 치우치는(skewing) 이동을 행하며 제1 가이드 롤의 치우치는 이동을 실행하기 위한 치우침 수단을 구비하는 제1 가이드 롤, 제2 무한 벨트를 구동하도록 조정된 제2 구동 롤, 및 제2 무한 벨트를 유도하도록 구성되고, 제1 축을 중심으로 회전하고, 제1 축을 가로지르는 제2 축을 중심으로 치우치는 이동을 행하며 제2 가이드 롤의 치우치는 이동을 실행하기 위한 치우침 수단을 구비하는 제2 가이드 롤을 포함한다.

본 발명의 다른 특징들과 측면들은 이하에서 더욱 상세히 설명한다.

첨부된 도면들을 참조하여 다양한 비한정적인 실시예가 더 설명된다.
도 1은 직물의 측방향 위치를 조절하기 위한 단부 축회전 가이드부(end pivoted guide)의 일 실시예를 도시하고;
도 2는 가이드 롤의 축회전 운동에 응답하는 직물의 측방향 이동을 도시하고;
도 3은 직물을 교체하는 데 유용한 장치의 부분 상면도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 직물을 교체하는 데 유용한 장치의 측면도이고;
도 5는 도 4에 도시한 장치의 사시도이고;
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 통기 건조 직물을 교체하는 데 유용한 장치의 측면도이고; 그리고
도 7은 도 6에 도시한 장치의 사시도이다.

일반적으로, 본 발명은, 임의의 연속적인, 본 명세서에서는 무한이라고 하는 벨트 또는 웹의 제거 또는 설치에 적용 가능하다. 본 발명의 방법과 장치는, 기계의 작동을 중단시키지 않고 기계의 무한 벨트를 설치 또는 제거하는 데 사용될 수도 있다. 기계를 중단하지 않고 벨트를 설치 또는 제거하는 능력은 작동 효율을 제공하며, 기동과 중단에 연관된 기계의 손상 가능성을 감소시킨다.

기계 상에 무한 벨트를 설치 또는 교체하기 위해 기계를 중단시킬 필요는 없지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일부 실시예들에서는, 무한 벨트를 설치 또는 제거하기 전에 기계를 중단시킬 수 있다. 또한, 무한 벨트의 설치 또는 제거 동안 어느 때라도 기계를 기동 및 재기동할 수 있다.

가장 기본적인 의미에서는 본 발명이 기계 상의 무한 벨트의 제거나 설치를 제공하지만, 일부 바람직한 실시예들에서, 무한 벨트는 동시에 제거 및 설치될 수도 있다. 예를 들어, 소정의 실시예들에서, 장치는, 티슈 기계 상에 통기 건조 직물을 설치하는 동안 동시에 기계로부터 기존의 통기 건조 직물을 제거하는 데 사용될 수도 있다.

본 발명의 방법과 장치는, 한 쌍의 회전가능 지지 롤에 의해 지지되는 임의의 무한 벨트의 제거와 설치에 적용 가능하지만, 제지 공정에서 나타나는 무한 벨트의 설치와 제거에 특히 적합하다. 따라서, 제지 공정과 유용한 장치는 일반적으로 헤드박스로부터 릴까지의 일련의 공정 컨베이어로서 간주할 수도 있다. 이러한 일련의 공정 컨베이어는, 종이 웹을, 종이 웹이 주로 물인 헤드박스로부터, 종이 웹이 본질적으로 건조된 셀룰로오스 섬유들로 이루어지는 릴로 이송한다. 종이와 티슈 제조에 유용한 무한 벨트는, 공지되어 있으며, 예를 들어, 형성 직물, 프레스 펠트, 건조 펠트, 통기 건조 직물, 이송 직물, 임프레션 직물 등을 포함할 수도 있다.

제지 공정에서의 일련의 공정 컨베이어는, 일반적으로 형성 직물, 프레스 펠트, 건조 펠트, 통기 건조 직물, 이송 직물, 임프레션 직물(흔히 본원에서는 “직물”이라 칭함) 등의, 무한 벨트를 지지하는 두 개 이상의 롤로 이루어진다. 직물의 물질과 구성은, 제지 공정에서의 직물의 기능에 따라 가변될 수도 있으며, 직물과 부직물을 포함할 수도 있다. 그러나, 직물의 물질과 구성은, 직물이 무한하며 한 쌍의 롤에 의해 지지되는 한, 본 발명과 밀접한 관련이 있는 것은 아니다.

일반적으로, 설치 및 제거되는 직물은 두 개 이상의 롤에 의해 지지되며, 이러한 롤들 중 하나는 구동 수단에 의해 구동될 수도 있다. 구동 모터 등의 적절한 구동 수단은, 당업계에 공지되어 있으며, 일반적으로, 롤들에 걸쳐 직물을 당기고 직물의 속도와 이동을 제어하도록 회전 운동으로 롤을 구동한다. 소정의 실시예들에서, 직물은, 두 개의 구동 롤 또는 세 개의 구동 롤 등의 작동가능하게 연관된 구동 수단을 갖는 롤 등의 하나 이상의 구동 롤에 의해 구동될 수도 있다. 구동 롤의 개수에 상관없이, 소정의 실시예들에서는, 구동 롤과 구동되고 있는 직물 간에 정적 마찰을 제공하도록 텍스처링된 표면을 갖는 구동 롤을 사용하는 것이 바람직할 수도 있다. 소정의 실시예들에서는 사용 중인 직물과의 정적 마찰을 제공할 수 있는 구동 롤을 제공하는 것이 바람직할 수 있지만, 롤들의 구성, 형상, 및 크기는, 제지 공정과 급속한 직물 교체를 용이하게 하도록 필요에 따라 각각 가변 되는 특성들과 함께 가변될 수도 있다.

소정의 실시예들에서, 직물은, 일부 실시예들에서 직대면형(straight-faced) 롤, 비구동 보우형(bowed) 롤, 크라운형 롤, 또는 단부들이 더빙(dubbed)된 롤이 성공적으로 사용될 수도 있는, 하나 이상의 지지 롤 또는 장력 롤에 의해 지지된다. 지지 롤들의 위치는, 지지되는 직물이 표면을 가로질러 이동할 때 회전 운동을 제공하도록 대략 고정된다. 지지 롤들과는 달리, 스트레치 롤이라고도 하는 장력 롤들의 위치는 하나 이상의 축에 있어서 이동가능하며, 또한 축을 중심으로 회전가능하다. 일반적으로, 지지 롤 또는 장력 롤은, 최대한의 미지지된 직물 런(run)이 대략 직물의 폭보다 작도록 서로 및 하나 이상의 구동 롤들에 대하여 위치한다. 예를 들어, 약 200인치 미만, 더욱 바람직하게는 약 150인치 미만, 더욱 바람직하게는 약 100인치 미만, 예컨대, 약 80 내지 약 150인치일 수 있다.

구동 롤과 지지 롤에 더하여, 본 발명의 장치는 가이드 롤을 더 포함할 수도 있다. 소정의 실시예들에서, 직물은 균일한 교차 기계 장력 하에서 이어지도록 설계될 수도 있고, 구동, 지지, 및 장력 롤들 상의 하중은 균일한 벨트 경로 길이를 제공하도록 서로 평행하게 정렬된다. 기계 방향 경로 길이에 있어서 임의의 차이는 직물에 인가되는 기계적 힘의 결과로 직물을 왜곡시킨다. 이러한 힘에 대항하도록, 본 발명에서 채택되는 컨베이어 시스템을 포함한 컨베이어 시스템은 가이드 롤을 구비할 수도 있다. 가이드 롤은, 힘, 일반적으로, 시스템의 다른 롤들에 의해 인가되는 힘에 대항하는 마찰력을, 직물에 인가한다.

축회전 가이드 롤의 상면도가 도시되어 있는 도 1을 참조하면, 가이드부(100)가 축회전 베이스(104)에 장착된 롤(102)을 포함할 수도 있음을 알 수 있다. 가이드 롤은 당업계에 공지되어 있으며, 임의의 적절한 가이드 롤을 본 발명에서 사용할 수도 있다. 가이드 롤의 구성은 한정되지 않지만, 소정의 실시예들에서, 가이드 롤은 스틸 롤일 수도 있다. 다른 실시예들에서, 가이드 롤은 폴리우레탄 코팅을 갖는 내마모성 고무 롤 커버 내에 있을 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 가이드 롤은 고무 또는 다른 유연 한 마찰 물질 코팅을 갖는 스틸 롤일 수도 있다. 일반적으로, 가이드 롤(102)은 롤러 샤프트(114) 상에서 회전가능하다. 롤러 샤프트(114)는, 일단부에서, 직물(110)의 위와 직물의 경로를 벗어난 지점들에서 프레임(도시하지 않음) 상에 적절히 장착되는 롤러 축회전 접합부(116)에 접속된다. 따라서, 가이드부(100)는 축회전 샤프트(114)를 중심으로 이동가능하다. 다른 실시예들에서, 가이드 롤은, 롤, 베어링 하우징과 베어링, 가이드 롤을 기계에 장착하기 위한 가이드 프레임, 가이드 롤 베어링 하우징을 지지하기 위한 가이드 새들(guide saddle), 및 가이드 프레임 내에서 상기 새들을 이동시키기 위한 액추에이터를 포함하는 축회전 가이드 롤일 수도 있다.

가이드 롤을 제어하고 이동시키기 위한 수단은, 당업계에 공지되어 있으며, 본 발명에서 사용하도록 쉽게 조정될 수도 있다. 예를 들어, 소정의 실시예들에서, 가이드 롤은, 제1 축을 중심으로 회전 운동하고 제1 축을 가로지르는 제2 축을 중심으로 치우침 또는 축회전 운동하도록 조정된 원통형 롤일 수도 있다. 본 명세서에서 축회전이라고도 칭하는 가이드 롤의 치우침(skew)은, 예를 들어, 전기 모터, 압력 벨로우(pressure bellow), 다이어프램(diaphragm) 실린더, 공압 또는 유압 실린더 등을 비롯한 당업계에 알려져 있는 구동 시스템에 의해 달성될 수도 있다. 일 실시예에서, 가이드 롤의 일단부는 가이드부 상에 미끄럼 가능하게 수용되는 한 쌍의 베어링에 의해 캐리지 상에 장착된다. 내부 나사형 보어를 갖는 블록이 캐리지 상에 장착된다. 리드 스크류를 구동하는, 출력 샤프트를 갖는 모터가 더 제공된다. 리드 스크류는 바람직하게는 적절한 베어링 지지부에 의해 모터의 반대측 일단부에서 회전가능하게 지지된다. 또한, 모터와 지지부는 가이드 롤의 외부에 있는 프레임 상에 장착된다. 블록의 나사들은 리드 스크류의 나사들과 체결하고, 모터가 리드 스크류를 회전시킬 때, 블록이 리드 스크류를 따라 주행함에 따라 캐리지가 가로방향으로 구동될 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 모터의 회전 방향이 캐리지의 이동 방향과, 이어서 가이드 롤의 이동 방향을 지배한다.

다른 실시예들에서는, 본 실시예에서 제1 구동부와 제2 구동부를 포함하는 복수의 구동부가, 가이드 롤을 위치설정하는 데 사용된다. 일부 실시예들에서, 구동부들은, 가이드 롤을 축회전시킴으로써, 인접하는 지지 롤 또는 구동 롤과 오정렬되어 직물이 측방향으로 이동하게끔 하는 데 사용된다. 이러한 식으로, 다수의 구동부들은, 직물이 (예, 도 3에서 실질적으로 비균일한 응력 분포 F_M 과 F_R로 표현되는) 인접하는 롤러를 횡단할 때 직물의 폭에 걸쳐 비균일한 장력을 생성하는 데 사용된다. 제1 및 제2 구동부는, 가이드 롤의 대응하는 단부들을 위치설정하여 가이드 롤과 인접하는 롤 간에 오정렬을 생성하도록 각각 독립적으로 제어가능할 수도 있다. 각 구동부는 에너지를 기계적 운동으로 변환하는 동기 요소들을 포함한다. 또한, 구동부들은, 적절한 벨트, 스크류, 랙과 피니언 등을 포함할 수 있는 트랜스미션 부재들을 포함할 수 있다.

또한, 가이드 롤의 위치 조절은 당업계에 공지되어 있는 방법들을 이용하여 결정 및 제어될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 위치 조절은, 측방향 직물 에지 위치, 원하는 직물 에지 위치, 및 가이드 롤 위치나 순간 측방향 직물 편차율을 나타내는 신호들을 생성해서, 가이드 롤러의 치우침 각도를 제어하도록 기어 모터에 인가되는 제어 신호를 생성하는, 제어 회로에 의해 결정된다.

웹 가이드부들은, 장치를 따라 서로 다른 위치에서 위치 설정될 수도 있으며, 여기서 가이드가 필요하다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 장치는, 건조 및 더욱 바람직하게는 통기 건조 등의 중간 제지 공정에서 제공되는 웹 가이드부들을 채택하며, 여기서 직물 통기 건조 같은, 건조 동안 종이 웹을 지지하는 데 사용되는 직물의 측방향 위치 설정을 가이드부가 유지한다. 일반적으로, 가이드부들은 제1 상류측 롤과 제2 하류측 롤 사이에 위치 설정되며, 여기서 제1 롤과 제2 롤 사이의 거리가 L이고 제1 롤과 가이드 롤 사이의 거리가 약 2/3(L)이다. 특히 바람직한 일 실시예에서, 거리 L은 가이드되는 직물의 폭과 대략 같다. 또한, 직물이 가이드부 위를 통과할 때 직물의 랩(wrap) 각도는, 직물이 롤 위를 통과할 때 직물을 가이드하기 위한 충분한 힘을 제공하기에 충분하며, 예를 들어, 약 20도 이상, 예컨대, 약 25도 내지 약 35도이다.

가이드부의 유형은, 당업계에 알려져 있는 유형들 중 임의의 것일 수도 있으며, 예를 들어, 가이드부는, 롤러(102)의 회전축의 변화가 롤러의 일단부에 있는 대략 축회전 지점(104)인 도 1에 도시한 가이드부 등의 단부 축회전 가이드부일 수 있다. 대안적으로, 가이드부는, 축회전 지점이 가이드 롤러의 중심에 있는 중심 축회전 가이드부일 수도 있다. 또 다른 실시예들에서, 가이드부는, 축회전 캐리어 상에 장착된 한 쌍의 롤러를 이용해서 회전축을 변경하는 오프셋-축회전 가이드부일 수도 있다.

가이드부의 특정 유형에 상관없이, 가이드부가 기동하면, 컨베이어 시스템에 의해 직물에 인가되는 힘과는 다른 힘을 가이드부가 직물에 제공하는 것이 바람직하다. 가이드 힘은, 단부 축회전 가이드 롤, 센터 축회전 가이드 롤 또는 오프셋 축회전 가이드 롤 등의 당업계에 알려져 있는 서로 다른 수단들 중 임의의 하나를 이용하여 인가될 수도 있다. 일례로, 가이드 힘은, 가이드 롤의 단부들 중 하나에 배치된 가이드 베어링 주위로 가이드 롤을 축회전함으로써 인가된다. 가이드 롤을 축회전함으로써, 가이드 롤이 직물 경로에 대하여 오정렬되어 직물이 이동하게 된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 일 실시예에서, 가이드부(100)는 직물(110)에 수직인 축을 중심으로 하는 축회전 운동을 위해 일단부(104)에서 회전축에 의해 지지된다. 길이방향 축이 직물(110)에 수직으로 배향되는 인접하는 지지 롤(120)은, 바람직하게는, 자신의 길이방향 축을 따라 고정되며, 직물(110)을 지지하도록 기능한다. 가이드 롤러(102)는, 롤러(106)의 제1 단부를 길이방향을 따라 이동시킴으로써 변위되고, 여기서, c는 가이드 롤러(102)의 제1 단부(106)로부터 축회전 지점(104)까지의 거리이고, θ_G는 본 발명에서 치우침 각도라고도 하는 가이드 롤 변위의 각도이다. 롤러(106)의 제1 단부를 이동시킴으로써 발생하는 변위(U)의 양은 θ_G와 c의 산물과 같다. 가이드 롤러(102)가 변위되면, 속도(v)로 화살표에 의해 표시된 방향으로 대략 이동하고 있는 직물(110)에 힘(F)이 인가되어, 직물(110)이 가이드 롤러의 길이방향 축(Y)으로 가이드 롤러(102)를 따라 거리 Y₂만큼 이동하게 된다.

도 2를 참조해 보면, 제1 방향(D)으로 주행 중인 무한 직물(110)의 제거 또는 설치 동안 지지 롤(120)과 가이드 롤(100) 간에 부여될 수 있는 통상적인 오정렬의 개략적인 평면도를 도시한다. 이 경우, 지지 롤(120)과 가이드 롤(100) 간의 오정렬이 발생한다. 도 2는, 지지 롤(120)의 회전 축(122)과 가이드 롤(100)의 회전 축(118) 모두가 공통 축(140)에 의해 교차되면, 오정렬에 의해, 공통 축(140)이 회전축(122)과 회전축(118) 모두에 대하여 수직으로 되는 것이 방지된다. 이 경우, 가이드 롤(100)은 지지 롤(120)의 배향에 대하여 비스듬하게 된다. 가이드 롤(100)의 치우침은 y 축으로부터 기준을 잡은 각도 θ에 의해 x-y 좌표 프레임에서 표현될 수 있다. 본 명세서에서 도시한 바와 같이, 다양한 롤러들의 배향은 y 축을 기준으로 한 것이다. 이는 편의상 그러한 것이며, 이러한 배향들이 다른 방향들을 기준으로 할 수 있음을 이해하도록 한다. 예를 들어, 다양한 롤러들의 배향은 그 롤러들이 반송되는 경로의 방향을 기준으로 할 수 있다. 이러한 도시된 실시예에서, 다양한 롤러들은 x 축과 정렬된 경로를 따라 반송된다.

본 발명을 실시하는 데 유용한 오정렬의 정도를 나타내는 각도 θ는, 직물의 폭(W), 가이드 롤의 길이(c), 및 원하는 변위량(U)에 따라 가변될 수 있다. 본 발명의 목적을 달성하는 데 필요한 오정렬의 정도를 줄이도록 더욱 좁은 웹 폭을 사용할 수 있지만, 이러한 방안은 더욱 넓은 웹 폭이 필요한 경우 불만족스럽다. 대안적으로, 직물을 반송 장치로부터 제거하는 것을 용이하게 하기 위한 시도에서 가이드 롤러와 인접하는 지지 롤 또는 구동 롤 사이의 더욱 긴 웹 길이를 사용할 수 있지만, 이러한 방안도, 일반적으로 지지되는 직물의 폭 이상의 웹 지지부를 갖는 것이 바람직하므로, 한정될 수도 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 가이드 롤(102)이 축회전되거나 비스듬해지면, 오정렬의 결과로 비균일한 응력 분포가 직물(110) 상에 생성된다. 이러한 식으로, 직물(110)의 법선 축(140)은 지지 롤(120)의 수직 축(122)에 대하여 비스듬하게 된다. 또한, 오정렬에 의해 직물에 가해지는 힘에 의해, 직물 주행 방향에 대략 수직인 y 방향으로 직물이 변위된다. 변위는, 직물이 본 명세서에서 기계 위치라 칭하는 제1 위치로부터 본 명세서에서 교체 위치라 칭하는 제2 위치로 이동하게 하는 것이다.

이제, 직물의 측방향 위치를 제어하는 것에 더하여, 가이드부가 직물을 컨베이어로부터 제거하기 위한 수단으로서도 사용될 수 있음을 발견하게 되었다. 또한, 제1 직물의 방향과는 반대 방향인 측방향으로 이동해서 제2 직물이 제1 직물 대신에 설치될 수 있게 할 수도 있는, 제2 가이드부를 제공하여 제2 직물을 지지 및 가이드할 수도 있다. 이러한 식으로, 제1 직물을 제거하고 이를 제2 직물로 교체하는 간단하고도 효율적인 수단을 제공한다.

이제 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3을 참조해 보면, 기계 가이드 롤(200)은, 정상 동작 동안 기계 직물(210)의 측방향 운동을 제어할 뿐만 아니라 기계 직물(210)을 기계로부터 제거하는 데에도 사용될 수도 있다. 이러한 식으로, 기계 직물(210)(제1 직물이라고도 함)은, 장력 롤(260)과 제1 가이드 롤(200)에 의해 지지 및 가이드되면서 구동 롤(220)에 의해 지지 및 구동된다. 유사하게, 교체 직물(310)(제2 직물이라고도 함)은 구동 롤(220)에 의해 구동되고 장력 롤(260)과 제2 가이드 롤(300)에 의해 지지 및 가이드된다.

정상 동작 동안, 기계 직물(210)은 제1 방향(D)으로 회전하며, 제1 가이드 롤(200)을 축회전함으로써 컨베이어 시스템 내의 적절한 배향이 유지된다. 기계 직물(210)을 교체 직물(310)으로 교체하기 위해, 기계 직물(210)을 제1 가이드 롤(200)에 대하여 측방향으로 이동시키도록 제1 가이드 롤(200)이 비스듬하게 된다. 특히 바람직한 실시예에서, 제1 가이드 롤(200)은 제1 가이드 롤(200)의 제1 단부(202)를 이동시킴으로써 축회전된다. 이러한 식으로, 제1 가이드 롤(200)은, 제1 축 위치(A₀)부터 제2 축 위치(A₁)까지 제1 단부(202)로부터 제1 가이드 롤(200)의 축회전 지점(204)으로 연장되는 길이방향 축(A)을 따른 방향으로 축회전 운동으로 이동하게 된다. 유사하게, 제2 가이드 롤(300)은, 제1 단부(302)로부터 제2 가이드 롤(300)의 축회전 지점(304)으로 연장되는 길이방향 축을 따른 방향으로 제2 가이드 롤(300)의 제1 단부(302)를 이동시킴으로써 측방향으로 이동하게 된다. 이러한 식으로, 제2 가이드 롤(300)은 제1 축 위치(A₀)로부터 제2 축 위치(A₁)로 축회전된다. A₀과 A₁ 간의 각도 차는 일반적으로 오정렬의 정도 또는 치우침 각도(skew angle)라 칭하며, θ로서 표현된다.

교체 직물(310)과 접촉하고 있는 제2 가이드 롤(300)을 축회전함으로써, 교체 직물이 가이드 롤러의 길이방향 축(Y)에 있어서 가이드 롤러(300)를 따라 거리(Y_R)만큼 이동하게 된다. 유사하게, 기계 직물(210)과 접촉하고 있는 제1 가이드 롤(300)을 축회전함으로써, 기계 직물이 가이드 롤러의 길이방향 축(Y)에 있어서 가이드 롤러(200)를 따라 거리 Y_M 만큼 이동하게 된다. 이러한 식으로, 가이드 롤들(200, 300)은 동시에 축회전될 수도 있고, 또는 다른 실시예들에서는 서로 다른 시간에 축회전될 수도 있어서, 기계 직물(210)을 제1 위치(P₁)로부터 제2 위치(P₂)로 이동시키고, 교체 직물(310)을, 초기 위치(P₁)로부터 기계 직물의 초기 위치(P₂)로인 기계 직물의 방향과는 반대 방향으로 이동시킨다. 이러한 식으로, 기계 직물(210)은, 두 개의 직물의 위치가 교체될 때 교체 직물(310) 위로 이동하고 또는 다른 실시예들에서는 교체 직물의 아래로 이동한다. 두 직물의 위치가 교체될 때, 두 직물은, 서로 다른 직물 길이를 고려할 수 있는 롤들 및 소정의 실시예들에서는 장력 롤을 제외한 공통 롤들에 의해 대략 지지된다.

일단 기계 직물(210)이 교체 직물(310)으로 교체되었다면, 제1 가이드 롤(200)의 치우침 각도가 감소될 수 있고, 가이드 롤(200)이 정상 동작을 재개할 수 있어서, 교체 직물을 원래의 기계 직물과 동일한 방식으로 가이드할 수 있다.

일반적으로, 가이드 롤들(200, 300)의 길이는 직물들의 폭(W_m과 W_R)의 합 이상이다. 가이드 롤들(200, 300)은, 개별적인 롤들, 두 개 이상의 접속된 롤들, 또는 단일 연속 롤을 포함한다. 가이드 롤이 하나 이상의 롤을 포함하는 경우, 롤들은, 바람직하게는 서로 협력하여 작동함으로써, 직물이 표면을 따라 측방향으로 이동할 때 직물을 연속적으로 가이드한다. 이러한 식으로, 각 직물은, 제1 위치로부터 제2 위치로 이동할 때 가이드 롤에 의해 연속적으로 지지된다. 이를 달성하기 위해, 가이드 롤들을 서로에 대하여 비평면식으로 배열하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 기계 직물(210)의 측방향 위치를 지지 및 제어하는 가이드 롤(200)은, 제1 z 위치에 위치하며, 제2 z 위치에 있는 제2 가이드 롤(300)에 대하여 비평면식으로 위치한다.

서로에 대해서와 컨베이어 시스템의 다른 롤들에 대해서 상대적인 가이드 롤들의 배열은, 도 4에 도시한 시스템의 등각도인 도 5에 추가로 도시되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 가이드 롤들(200, 300)은 서로에 대하여 비평면식으로 존재하며, 대략 적어도 직물들(210, 310)만큼 넓은 길이를 갖는다. 각 가이드 롤(200, 300)은, 서로 다른 직물을 지지 및 가이드하며, 축을 중심으로 축회전되어서 직물의 측방향 위치를 변경하기 위한 힘을 지지되는 직물에 인가하게 될 수도 있다. 추가로 도시한 바와 같이, 구동 롤(220)과 장력 롤(260)은 대략 가이드 롤들(200, 300)의 길이와 같으며, 직물들(210, 310)을 공통적으로 구동하고 및 장력을 부여한다. 다른 실시예들에서, 직물들은 별도의 롤들에 의해 장력 부여 및 구동될 수도 있다.

본 발명은, 컨베이어 시스템의 임의의 무한 직물의 교체에 유용할 수도 있지만, 제지 공정의 건조기 섹션에서 발견되는 직물, 더욱 구체적으로는 통기 건조 직물을 교체하는 데 특히 적합하다. 이제 도 6을 참조해 보면, 기계 직물(410)을 통기 건조 티슈 기계 상의 교체 직물(510)로 교체하기 위한 일 실시예가 도시되어 있다. 도시한 실시예에서, 기계 직물(410)은, 직물이 통기 건조기(420) 위로 통과할 때 직물을 가이드, 구동, 장력 부여하기 위한 일련의 롤들을 거쳐 주행한다. 도시한 바와 같이, 기계 직물(410)은 교체 직물(510) 보다 길다. 기계 직물(410)의 장력은, 제1 장력 롤(430)에 의해 제어되고, 바람직하게는 롤을 y 방향으로 이동시키도록 축을 중심으로 축회전가능한 제1 가이드 롤(400)에 의해 가이드된다. 장력 롤(430)은, 당업계에 알려져 있듯이, 기계 직물(410)의 장력을 제어하도록 대략 x 방향으로 이동가능하다. 기계 직물(410)보다 짧은 교체 직물(510)은, 제1 장력 롤(430)처럼 대략 x 방향으로 이동가능한 제2 장력 롤(530)에 의해 장력이 부여된다. 교체 직물(510)은, 바람직하게는 롤을 y 방향으로 이동시키도록 축을 중심으로 축회전가능한 제2 가이드 롤(500)에 의해 가이드된다. 제1 가이드 롤(400)과 제2 가이드 롤(500)은, 기계 직물(410)을 교체 직물(510)으로 교체하도록 및 교체 공정 전체에 걸쳐 각 직물들에 대하여 연속적으로 작용하도록 롤들이 축회전되는 경우 서로 간섭하지 않도록 서로 비평면식으로 위치한다.

정상 동작 동안, 기계 직물(410)은, 통기 건조기(420)를 부분적으로 래핑하는 건조기 섹션 전체에 걸쳐 구불구불하게 이송될 때 셀룰로오스 웹을 지지한다. 무한 기계 직물(410)은, 통기 건조기(420)의 표면 및 가이드 롤(400)과 장력 롤(430)을 비롯하여 건조기 섹션을 구성하는 다른 롤들과 직접적으로 래핑 접촉하게 된다. 기계 직물(410)은 일반적으로 통기 건조기(420)에 의해 구동되고, 당업계에서 일반적이듯이, 이러한 통기 건조기는 구동 유닛(도시하지 않음)에 의해 순서대로 구동된다. 정상 동작 동안, 가이드 롤(400)은, 기계 직물(410)의 적절한 정렬을 유지하도록 기능하며, 당업계에 알려져 있는 방법(도시하지 않음)을 이용하여 구동 및 제어된다.

도 7에서 가장 명확하게 도시한 바와 같이, 기계 직물(410)을 교체하기 위해, 건조기 섹션(600)을 구성하는 소정의 롤들(420, 440, 460, 480)은, 텐딩측(tending side) H 상의 상보 롤들의 세트(420a, 440a, 460a, 480a)에 결합되었다. 교체 직물 장력 롤(530)과 교체 직물 가이드 롤(500)에 더하여 이러한 상보 롤들(420a, 440a, 460a, 480a)이 직물 교체 장치를 구성한다. 이러한 식으로, 기계 직물(410)은, 기계 직물(410)을 텐딩측 H를 향하여 건조기 섹션의 구동측(drive side) D로부터 멀어지도록 이동시킴으로써 제거된다. 상보 롤들의 세트(420a, 440a, 460a, 480a)가 건조기 섹션(600)의 롤들(420, 440, 460, 480)에 결합되면, 결합된 롤들은 기계 직물(410)의 방향에 실질적으로 수직으로 배향된 단면 빔들을 형성한다. 이러한 빔들은, 건조기 섹션의 구동측 D를 따라 지지되는 캔틸레버 빔들일 수 있고, 또는, 건조기 섹션의 구동측 D와 텐딩측 H를 따라 제공된 프레임(도시하지 않음) 모두에 의해 지지될 수 있다.

일 실시예에서, 기계 직물(410)을 교체 직물(510)로 교체하도록, 교체 직물은, 우선 복수의 롤(420a, 440a, 460a, 480a, 500, 530)에 의해 지지된다. 롤들(420a, 440a, 460a, 480a)은 실질적으로 건조기 섹션(600)에 제공된 상보 롤들이다. 도시한 바와 같이, 상보 롤들(420a, 440a, 460a, 480a)이 건조기 섹션(600)의 롤들(420, 440, 460, 480)에 결합되면, 교체 직물(510)이 롤들에 실질적으로 수직인 방향 D로 구동될 수 있다. 교체 직물(510) 구동은, 롤(420a)을 통기 건조기(420)에 결합하고 통기 건조기(420)를 구동 기구(도시하지 않음)로 구동함으로써 실시될 수 있다. 기계 직물(410)과 교체 직물(510)의 길이가 예시한 실시예에서 서로 다르기 때문에, 건조기 장력 롤(430)과 교체 직물 장력 롤(530)은 공유되지 않으며, 상보 롤들을 갖지 않는다. 유사하게, 기계 직물(410)과 교체 직물(510)의 측방향 위치가 직물 교체 절차 동안 개별적으로 제어되기 때문에, 각 직물은 각자의 고유한 가이드 롤(400, 500)에 의해 지지된다. 명확히 하자면, 기계 직물(410)은 교체 직물(510)보다 긴 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 직물들은 동일한 길이를 가질 수 있고 또는 교체 직물이 기계 직물보다 길 수 있다.

기계 직물(410)을 교체 직물(510)로 교체하고 직물 교체 절차를 실시하도록, 기계 직물(410)과 교체 직물(510)은 통기 건조기 구동 기구를 이용하여 제1 방향 D로 구동된다. 직물들(410, 510)이 구동될 때, 건조기 섹션 가이드 롤(400)은, 지지되는 기계 직물(410)에 힘을 인가하도록 비스듬해질 수 있고, 이에 따라 기계 직물(410)을 구동측 D로부터 텐딩측 H를 향하여 멀어지도록 가이드 롤의 길이방향 축(Y)에 있어서 가이드 롤(400)을 따라 이동시킨다. 유사하게, 교체 직물 가이드 롤(500)은 지지되는 교체 직물(510)에 힘을 인가하도록 비스듬해질 수 있고, 이에 따라 교체 직물(510)을 가이드 롤의 길이방향 축(Y)에 있어서 기계 직물(410)의 방향과는 반대 방향으로, 즉, 텐딩측 H로부터 구동측 D를 향하여 가이드 롤(500)을 따라 이동시킨다.

직물들(410, 510)은, 기계 직물(410)이 교체 직물(510)으로 교체 완료될 때까지 각 가이드 롤들(400, 500)에 의해 힘이 인가됨에 따라 연속 구동된다. 일단 교체 직물(510)이 기계 직물(410)을 대체하여 위치 설정되었다면, 가이드 롤들(400, 500)의 치우침 각도가 감소될 수 있고 정상적인 작동이 재개될 수 있다.

본 발명을 일반적으로 무한 벨트를 동시에 제거 및 설치하는 것으로 설명하였지만, 통상의 기술자라면, 본 발명이 이에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 오히려, 장치와 방법은 설치 또는 제거에 독립적으로 용이하게 적응될 수 있다. 이에 따라, 소정의 실시예들에서, 본 발명은 무한 벨트를 설치 또는 제거하기 위한 장치와 방법을 제공한다.

일 실시예에서, 기계 상에 무한 벨트를 설치하는 것은, 제1 기계 회전가능 롤과 제2 기계 회전가능 롤을 갖는 기계를 제공하는 단계; 지지 롤, 가이드 롤 및 장력 롤에 의해 지지되는 무한 벨트를 포함하는 장치를 제공하는 단계; 직물을 회전시키는 단계; 가이드 롤을 경사지게 하여 제1 힘을 제1 축을 따라 직물에 인가하는 단계를 포함할 수도 있고, 이에 의해 무한 벨트가 지지 롤과 장력 롤로부터 제1 및 제2 기계 롤로 이동하게 된다.

Claims (20)

1. 기계 상의 제1 무한 벨트를 제2 무한 벨트로 교체하는 장치로, 상기 제1 무한 벨트는 구동 롤, 지지 롤 및 가이드 롤에 의해 지지되고, 상기 장치는,
   a. 제2 무한 벨트를 구동하기 위해 조정된 제1 구동 롤,
   b. 제2 무한 벨트를 가이드하기 위해 조정되고, 상기 기계 가이드 롤과는 비평면식으로 정렬되고, 제1 축을 중심으로 회전하고, 상기 제1 축을 가로지르는 제2 축을 중심으로 이동가능한 제1 가이드 롤;
   c. 상기 제1 가이드 롤의 이동을 실시하기 위한 구동 수단; 및
   d. 제2 무한 벨트를 지지하기 위한 지지 롤을 포함하는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 무한 벨트를 지지하고 장력을 부여하기 위한 제1 장력 롤을 더 포함하는, 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기계 구동 롤 및 상기 제1 구동 롤은 기계적으로 결합되어서 상기 기계 롤이 구동되고 상기 제1 구동 롤도 구동되는, 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동 롤, 제1 가이드 롤 및 지지 롤 상에 장착된 제2 무한 벨트를 더 포함하고, 여기서 상기 제1 가이드 롤은 제1 위치로부터 제2 위치로 이동가능해서 상기 제1 가이드 롤의 단부가 거리(U) 만큼 변위됨으로써 힘(F)이 상기 제2 무한 벨트에 인가되고 상기 제2 무한 벨트가 그것의 길이방향 축(Y)으로 상기 제1 가이드 롤을 따라 거리 Y₂만큼 이동되도록 하는, 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 가이드 롤은 단부 축회전, 중심 축회전 또는 오프셋-축회전 롤이고, 구동 수단은 상기 제1 가이드 롤을 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 유압 실린더 또는 공압 실린더를 포함하는, 장치.
6. 기계 상에 무한 벨트를 설치하는 방법으로, 제1 기계 회전가능 롤과 제2 기계 회전가능 롤을 갖는 기계를 제공하는 단계; 구동 롤, 가이드 롤 및 지지 롤에 의해 지지되는 무한 벨트를 포함하는 장치를 제공하는 단계; 상기 직물을 제1 방향으로 회전시키는 단계; 상기 가이드 롤을 경사지게 해서 제1 힘을 제1 축을 따라 상기 직물에 인가하는 단계를 포함하고, 이에 의해 상기 무한 벨트가 상기 구동 롤과 지지 롤로부터 상기 제1 및 상기 제2 기계 롤로 이동되는, 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 제1 기계 롤은 제1 구동 수단에 의해 구동되는 구동 롤인, 방법.
8. 제7항, 상기 구동 롤을 상기 기계 롤에 결합시키는 단계 및 상기 구동 롤을 상기 기계 구동 수단에 의해 구동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제6항에 있어서, 상기 구동 롤을 구동시켜서 상기 무한 벨트를 회전시키기 위한 구동 수단을 더 포함하는, 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 기계는 티슈 제조 기계이고 상기 제1 기계 롤은 통기 건조기이고 상기 제2 롤은 장력 롤이고; 그리고 여기서 상기 무한 벨트는 통기 건조 직물인, 방법.
11. 제6항에 있어서, 상기 제1 기계 회전가능 롤과 상기 제2 기계 회전가능 롤은 상기 무한 벨트의 설치 도중에 연속적으로 회전하는, 방법.
12. 제6항에 있어서, 상기 가이드 롤을 경사지게 하는 단계는 상기 가이드 롤을 제1 위치로부터 제2 위치로 이동시켜서 상기 가이드 롤의 단부가 거리(U) 만큼 변위됨으로써 힘(F)이 상기 무한 벨트에 인가되도록 하는 것으로 이루어진, 방법.
13. 제6항에 있어서, 상기 가이드 롤은 단부 축회전, 중심 축회전 또는 오프셋-축회전 롤이고, 상기 가이드 롤은 상기 가이드 롤을 경사지게 하기 위한 유압 실린더 또는 공압 실린더를 더 포함하는, 방법.
14. 직물을 교체하는 방법으로,
    a. 제1 직물 및 제2 직물을 서로에 대해 이격된 관계로 제공하는 단계;
    b. 상기 제1 직물 및 상기 제2 직물을 동일한 방향으로 회전시키는 단계;
    c. 제1 힘을 제1 축을 따라 상기 제1 직물에 인가하는 단계; 그리고
    d. 제2 힘을 제2 축을 따라 상기 제2 직물에 인가하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 제1 축 및 제2 축은 상이한, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 힘은 상기 제1 직물의 주행 방향에 수직인 제1축을 중심으로 축회전 가능한, 제1 가이드 롤에 의해 인가되고, 상기 제2 힘은 상기 제2 직물의 주행 방향에 수직인 제2축을 중심으로 축회전 가능한, 제2 가이드 롤에 의해 인가되는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1가이드 롤은 제1 위치로부터 제2 위치로 이동되어서 상기 제1 가이드 롤의 단부가 거리(U) 만큼 변위됨으로써 힘(F)이 상기 제2 무한 벨트에 인가되고 상기 제2 무한 벨트가 그것의 길이방향 축(Y)으로 상기 제1 가이드 롤을 따라 거리 Y₂만큼 이동되도록 하는, 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 제1 직물은 폭(W₁)을 가지고, 상기 제2 직물은 폭(W₂)을 가지고, 상기 제1 및 제2 가이드 롤은 각각 W₁ 및 W₂의 합계보다 큰 길이(L₁ 및 L₂)를 갖는, 방법.
18. 제14항에 있어서, 상기 제1 힘 및 제2 힘은 동시에 인가되는, 방법.
19. 제14항에 있어서, 상기 제1 힘 및 제2 힘은 다른 시간에 인가되는, 방법.
20. 제14항에 있어서, 상기 제1 직물은 제1 위치(P₁)에 있는 길이방향 축을 가지고 상기 제2 직물은 제1 위치(P₂)에 있는 길이방향 축을 가지고, 이에 따라 상기 제1 힘 및 제2 힘을 상기 제1 및 제2 직물에 인가하는 것은 상기 제1 직물이 P₁로부터 P₂로 이동하게 하고 상기 제2 직물이 P₂로부터 P₁로 이동하게 하는, 방법.

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