PL199485B1

PL199485B1 - Sposób i urządzenie do doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo

Info

Publication number: PL199485B1
Application number: PL344284A
Authority: PL
Inventors: Uwe Marsau
Original assignee: Hauni Maschinenbau Ag
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2008-09-30
Also published as: DE19959034B4; DE19959034A1; PL344284A1; EP1106087A2; EP1106087A3; ATE322840T1; EP1106087B1; DE50012563D1

Abstract

Opisano sposób i urz adzenie do doprowadzania, korzystnie p lynnego dodatku, na ruchome pa- smo z lo zonego z rozpostartych w lókien materia lu filtrowego. Jako dodatek p lynny stosuje si e zmi ek- czacz, korzystnie trójacetyn e, który nanosi si e ewentualnie w postaci kropelek (mg la kropelkowa) na materia l filtrowy, którym jest na przyk lad octan celulozy. Sposób i urz adzenie s luza do bardzo jednoli- tego nanoszenia dodatku. Rozwi azanie polega na tym, ze rozpoznaje si e g estosc pasma poprzecznie do kierunku jego ruchu i ze doprowadza si e dodatek do pasma w zalezno sci od tej g esto sci. Takie rozwi azanie zapewnia to, ze ilosc dodatku odpowiada ilo sci (g esto sci) materia lu filtrowego, przy czym wahania ilo sci materia lu filtrowego poprzecznie do kierunku ruchu pasma powoduj a samoczynne do- pasowanie ilo sci dodatku. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo, złożonego z rozpostartych włókien materiału filtrowego.

Przedmiotem wynalazku jest także urządzenie do doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo, złożonego z rozpostartych włókien materiału filtrowego.

Podczas wytwarzania filtrów w przemyśle tytoniowym, które stosuje się w szczególności w papierosach, do odfiltrowania substancji szkodliwych z dymu papierosowego, ściąga się z zasobnika i obrabia w postaci ciągłego pasma tak zwane pakuły filtrowe (Filter-Tow) wykonane najczęściej z octanu celulozy. Pakuły filtrowe występują w postaci luźno sczepionych włókien, które rozciąga się celem stworzenia szerokiego i najczęściej płaskiego pasma, tak, że włókna są rozmieszczone obok siebie w zasadzie równolegle. Pasmo takie rozpłaszcza się w strefie rozciągania, która jest utworzona z dwóch par wałków obracających się z różną prędkością obwodową, z których przynajmniej jeden wałek ma żłobkowaną powierzchnię. Po rozciągnięciu doprowadza się na pasmo dodatek, najczęściej płynny i w postaci na przykład rozpylonych kropelek trójacetyny. Kropelki rozluźniają włókna, które po skupieniu w okrągłe pasmo i owinięciu bibułką filtrową w maszynie do wytwarzania tak zwanych pasm filtrowych są trwale związane ze sobą, to znaczy są usieciowane. Zamiast płynnego dodatku można też zastosować dodatek w postaci rozpylanej substancji proszkowej. Odpowiedniego rodzaju przyrządy do obróbki wstępnej są przedstawione w opisach patentowych US 5 060 664 i 4 511 420 oraz GB 2 265 296 A.

Podczas rozciągania włókien pakuł filtrowych może być więcej materiału na przykład w środkowej części pasma niż na obu obrzeżach i odwrotnie. Dotychczas doprowadza się zawsze jednakową ilość dodatku do każdej strefy pasma, a więc nie wszędzie mamy stały stosunek ilościowy pakuł do materiału filtrowego, to znaczy w strefie ze zbyt dużą ilością pakuł na jednostkę powierzchni mamy za mało dodatku, na przykład trójacetyny, a w innej strefie ze zbyt małą ilością pakuł na jednostkę powierzchni znajduje się za dużo dodatku. Tak więc nie można zapewnić jednolitego na całej szerokości pasma nanoszenia trójacetyny. Jednak wymagany jest przynajmniej w przybliżeniu stały stosunek ilościowy na całej szerokości pasma, a więc poprzecznie do kierunku ruchu pasma.

Zadaniem wynalazku jest ustabilizowanie proporcji dodatku i materiału filtrowego.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to rozwiązane zostało w zakresie sposobu przez to, że rozpoznaje się gęstość pasma poprzecznie do kierunku jego ruchu i że doprowadza się dodatek do pasma w zależności od tej gę stości.

Korzystnie, rozpoznaje się gęstość w poszczególnych segmentach pasma, a więc można stwierdzić, gdzie występują odchyłki lub wahania gęstości.

Korzystnie, rozpoznaje się gęstość za pomocą przenikającego przez pasmo promieniowania, korzystnie promieniowania świetlnego, którego większe lub mniejsze osłabienie, wykrywane detektorami fotoelektronicznymi stanowi miarę gęstości materiału pasma. Można tu wykorzystać źródła fal świetlnych, które emitują przynajmniej częściowo światło w zakresie podczerwieni na poszczególne segmenty pasma.

Korzystnie, rozpoznaje się gęstość za pomocą gazu, korzystnie powietrza, przechodzącego przez pasmo. Wpływ gęstości materiału pasma na przepływ powietrza przez poszczególne segmenty pasma może być rozpoznawany przez odpowiednie detektory pneumatyczne.

Korzystnie dalej, rozpoznaje się gęstość za pomocą przenikających przez pasmo pól elektrycznych albo elektromagnetycznych, korzystnie pól o wielkiej częstotliwości. Odpowiednie detektory wielkiej częstotliwości rozpoznają wpływ gęstości materiału pasma na pola w poszczególnych segmentach pasma.

Korzystnie, dodatek doprowadza się do pasma za pośrednictwem sterowanych członów nastawczych.

Korzystnie, człony nastawcze przyporządkowane pojedynczo każdemu z segmentów pasma steruje się sygnałami pomiarowymi gęstości, które powstają w przyporządkowanych segmentach pasma.

Człony nastawcze są korzystnie utworzone przez zawory rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma. Zamiast zaworów jako członów nastawczych mogą być wykorzystywane według wynalazku pompy dozujące, których wydajność jest sterowana sygnałami pomiarowymi gęstości.

Korzystnie, człony nastawcze steruje się analogowo albo cyfrowo.

Zgodne z wynalazkiem urządzenie do doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo złożonego z rozpostartych włókien materiału filtrowego, charakteryzuje się tym, że wyposażone jest w rozpoznający gęstość pasma poprzecznie do jego kierunku ruchu układ pomiarowy gęstości pasma, który jest połączony z co najmniej jednym członem nastawczym regulującym doprowadzanie dodatku do pasma.

PL 199 485 B1

Korzystnie, układ pomiarowy gęstości pasma ma kilka czujników pomiarowych, po jednym na każdy segment pasma, które są połączone z członem nastawczym.

Korzystnie, czujniki pomiarowe są czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przenikającego przez pasmo promieniowania, korzystnie światła lub korzystnie, czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przechodzącego przez pasmo gazu, korzystnie powietrza lub korzystnie, czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przenikających przez pasmo pól elektrycznych albo elektromagnetycznych.

Korzystnie, czujniki pomiarowe są przyporządkowane członom nastawczym umieszczonym za miejscem pomiaru, patrząc w kierunku ruchu pasma.

Korzystnie, człony nastawcze są ukształtowane jako sterowane zawory lub pompy dozujące, które są rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma.

Korzystnie wreszcie, człony nastawcze są sterowane w sposób ciągły albo stopniowy.

Związane z wynalazkiem korzyści polegają na tym, że doprowadzanie dodatku można szybko dopasować do wahań gęstości pasma poprzecznie do kierunku jego ruchu, tak, że zachowany jest przynajmniej w przybliżeniu stosunek ilości materiału pasma i dodatku w poszczególnych segmentach pasma. Dlatego stosunek ten jest przynajmniej w przybliżeniu stały także w całym pasmie.

Czujniki pomiarowe według wynalazku pracują korzystnie za pomocą promieniowania przenikającego pasmo, korzystnie przy użyciu światła, którego widmo może wchodzić przynajmniej częściowo w zakres podczerwieni. Mniejsze lub wię ksze osłabienie ś wiatł a wskutek wahań gę stości materiał u pasma w poszczególnych jego segmentach może być rozpoznawane przez odpowiednie, przyporządkowane tym segmentom fotoelektroniczne detektory generujące sygnały zależne od gęstości. Następna możliwość rozpoznawania gęstości w poszczególnych segmentach pasma polega na zastosowaniu pneumatycznych detektorów przyporządkowanych każdemu z tych segmentów. Detektory takie mierzą strumienie powietrza przepływającego przez materiał pasma i przetwarzają wyniki pomiarów na przykład na sygnały elektryczne. Możliwe jest również stosowanie detektorów wielkiej częstotliwości, które mierzą przenikające przez materiał pasma elektryczne lub elektromagnetyczne pola wielkiej częstotliwości i przetwarzają wyniki pomiarów na sygnały elektryczne.

Przyporządkowane poszczególnym segmentom pasma człony nastawcze są sterowane w zależności od sygnałów pomiarowych, które są generowane przez czujniki pomiarowe przyporządkowane odpowiednim segmentom pasma. Przy tym ilość dodatku doprowadzanego za pośrednictwem członu nastawczego do danego segmentu pasma może zmieniać się w sposób ciągły, na przykład proporcjonalnie, stosownie do gęstości segmentu pasma. Sygnał pomiarowy może też mieć postać cyfrową; sygnały sterujące odpowiadające poszczególnym, na przykład binarnym miejscom sygnału cyfrowego mogą być następnie doprowadzane do działających cyfrowo członów nastawczych, na przykład zaworów.

Wynalazek w przykładzie wykonania został zilustrowany na rysunku, na którym fig. 1 ukazuje widziane z boku urządzenie do obróbki wstępnej pasma pakuł z wykorzystaniem fotoelektronicznych czujników pomiarowych według wynalazku, fig. 2 - widok z góry na większą część urządzenia do obróbki wstępnej pasma pakuł według fig. 1, fig. 3 - pneumatyczny czujnik pomiarowy do rozpoznawania wahań gęstości poruszającego się i rozpłaszczonego pasma pakuł, fig. 4 - czujnik pomiarowy wysokiej częstotliwości do rozpoznawania wahań gęstości poruszającego się i rozpłaszczonego pasma pakuł.

Przedstawione na fig. 1 i 2 urządzenie 1 do obróbki wstępnej pasma pakuł filtrowych posiada parę wałków 2 do ciągłego ściągania z beli 4 pasma pakuł filtrowych 3, na przykład z octanu celulozy. Po ściągnięciu z beli 4 pasmo 3 na swojej drodze do pary wałków 2 przechodzi przez rolkę zwrotną 6 i trafia na dwie dysze powietrzne 7 i 8, które służą do rozpościerania i rozluźniania włókien pasma pakuł filtrowych. Na fig. 2 pominięto wyżej wymienione elementy konstrukcyjne widoczne na fig. 1.

Za parą wałków 2 w kierunku ruchu pasma 3 następują dwie następne pary wałków 9 i 11, między którymi znajduje się urządzenie 12 do doprowadzania dodatku w postaci zmiękczacza, na przykład trójacetyny, na pasmo rozpłaszczonych włókien pakuł filtrowych prowadzone między parami wałków 9 i 11. Korzystnie jeden z każdej pary wałków 9 i 11 o tej samej średnicy ma na swoim obwodzie rowki (jest żłobkowany), natomiast wałek współpracujący może mieć gładką powierzchnię z elastycznego materiału. Wszystkie pary wałków 2, 9 i 11 są napędzane nie pokazanym na rysunku głównym silnikiem napędowym poprzez także niewidoczne na rysunku napędy pasowe, jak opisano na przykład w US-PS 5 060 664. Zamiast g ł ównego silnika napę dowego moż na też przewidzieć oddzielne napę dy.

Prędkość obrotowa pary wałków 2 jest mniejsza od prędkości pary wałków 9, tak że pary wałków 2 i 9 tworzą urządzenie rozciągające pasmo pakuł filtrowych. Obroty pary wałków 2 są regulowane za pośrednictwem przekładni 14, której przełożenie może być zmieniane przez sterowany silnik

PL 199 485 B1 nastawny 16. Stosunek prędkości pary wałków 2 i 9 określa stopień rozciągnięcia pasma pakuł filtrowych 3, to znaczy pasma rozpłaszczonego z tych pakuł. W ukazanym przykładzie realizacji, wałki hamujące 2 są napędzane, ale mogą one mieć też postać wałków luźnych, które z powodu ich tarcia działają jak wałki hamujące.

Przed strefą nanoszenia dodatku 17 (patrząc w kierunku ruchu pasma 3) i między parami wałków 2 i 9 znajduje się układ pomiarowy 18 do mierzenia wartości gęstości rozpłaszczonego pasma 3. Układ ten posiada czujniki pomiarowe 19a...19e, po jednym na każdy segment pasma 3a...3e, które są rozmieszczone w rzędzie poprzecznie do kierunku wzdłużnego i kierunku ruchu pasma 3. Czujniki

19a...19e układu pomiarowego 18 służą do mierzenia wartości gęstości materiału pasma oddzielnie w każdym segmencie pasma 3a...3e, żeby wykryć niejednorodności w paśmie. Czujniki pomiarowe 19a...19e mają źródło światła 21a...21e i fotoelektryczne detektory 22a...22e, które generują sygnał uzależniony od osłabienia padającego na nich światła. Tak więc światło to zależy od aktualnej gęstości pasma, to znaczy od jego masy przypadającej na jednostkę powierzchni. Jeżeli podczas doprowadzania pasma pakuł filtrowych 3 z beli 4 zmienia się pod jakimś wpływem gęstość w segmencie pasma albo różni się ona od przewidzianej wartości, to przynależny czujnik pomiarowy wykrywa ten niepożądany stan roboczy i wysyła odpowiedni sygnał. Sygnały czujników pomiarowych 19a...19e są doprowadzane do odpowiedniego układu przetwarzania sygnałów 23a...23e, które przystosowują poszczególne sygnały, ewentualnie porównują z wartością zadaną. Sygnały wyjściowe układów 23a...23e dostają się na człony nastawcze 24a...24e, które na przykład poprzez zmianę ich przekroju przepływowego pozwalają sterować ilością doprowadzanego dodatku (np. trójacetyny). Każdy czujnik pomiarowy 19a...19e steruje przyporządkowanym mu członem nastawczym 24a...24e tak, że człon ten po rozpoznaniu zmniejszonej gęstości ogranicza swój przekrój przepływowy a więc i doprowadzanie dodatku z zasobnika 26, a przy zwiększonej gęstości powiększa przekrój przepływowy i ilość doprowadzanego dodatku. W ten sposób dopasowywane jest doprowadzanie do stosunku gęstości, a więc w segmencie pasma 3a...3e utrzymywana jest zawsze taka sama proporcja pakuł filtrowych i dodatku. Nie zmienia się przy tym ogólna ilość dodatku, który doprowadza się na określoną długość pasma i na określoną masę pasma. Człony nastawcze 24a...24e mogą być ukształtowane jako sterowane zawory 27a...27e, których przepływ na jednostkę czasu jest sterowany sygnałami wyjściowymi czujników pomiarowych 19a...19e. Natężenia przepływu mogą być proporcjonalne do sygnałów wyjściowych, ale zależność tę można też określić za pomocą funkcji. Zamiast zaworów regulacyjnych można też zastosować inne człony nastawcze, na przykład sterowane pompy dozujące. Na wyjściu zaworów 27a...27e znajdują się dysze 31a...31e, przez które nanosi się na włókna pasma 3 dodatek, na przykład trójacetynę, w rozpylonej postaci 26a...26e. Dodatek ten może być pobierany z zasobnika 26 w zwykły sposób za pomocą jednej lub kilku nie pokazanych na rysunku pomp i jest tłoczony na człony nastawcze 24a...24e. Zamiast zaworów o regulowanym w sposób ciągły przepływie można też przewidzieć dla każdego segmentu pasma nie pokazane na rysunku grupy zaworów (ewentualnie o różnym natężeniu przepływu), które mają tylko dwa stany robocze, czyli włączenie i wyłączenie, i mogą być sterowane cyfrowymi sygnałami wyjściowymi czujników pomiarowych 19a...19e tak, że ogólne przepływy odpowiadają wymaganym wartościom wyznaczonym przez sygnały wyjściowe czujników pomiarowych. Przez 28 oznaczono następną parę wałków, za pomocą których obrobione wstępnie pasmo materiału filtrowego 3 jest doprowadzane do leja wlotowego 29 znanej w przemyśle tytoniowym maszyny do wytwarzania pasm filtrowych, na przykład typu KDF firmy zgłaszającej.

Fig. 3 ukazuje wariant wynalazku z układem pomiarowym 18 wykorzystującym pneumatyczne czujniki pomiarowe 35a...35e dla każdego segmentu 3a...3e pasma pakuł filtrowych 3. Przedstawiono na rysunku tylko jeden pneumatyczny czujnik pomiarowy 35a dla segmentu pasma 3a (fig. 2). Sprężone powietrze ze źródła 36a dostaje się przez przewód rurowy 37a, układ dławiący 38a i dyszę 39a na pasmo 3 i przechodzi przez to pasmo. Powietrze przepływające przez pasmo dostaje się kanałem 41a na przetwornik wartości mierzonej 42a, który przekształca zależną od gęstości pasma wielkość pneumatyczną na elektryczny sygnał pomiarowy. Sygnał ten, po wzmocnieniu na wzmacniaczu 40, dochodzi znów do członu nastawczego 24a (fig. 1), na przykład w postaci zaworu regulacyjnego 27a, który nastawia swój przekrój przepływowy odpowiednio do zmierzonej gęstości segmentu pasma 3a, to znaczy stosownie do sygnału pomiarowego gęstości.

Fig. 4 ukazuje drugi wariant wynalazku z układem pomiarowym 18 wykorzystującym elektroniczne czujniki pomiarowe 45a.45e dla każdego segmentu 3a...3e pasma pakuł filtrowych 3. Jednakże ukazano tylko jeden czujnik pomiarowy 45a dla segmentu pasma 3a (fig. 2). Elektryczne albo elektromagnetyczne źródło wielkiej częstotliwości 46a generuje impulsy wielkiej częstotliwości na

PL 199 485 B1 układ elektrod 47a, które wytwarzają pole elektryczne lub elektromagnetyczne. Na pole to wpływa pasmo 3, w szczególności jego gęstość. Zmiana charakterystycznej wielkości pola wielkiej częstotliwości jest rozpoznawana przez układ analizujący 48a i jego zależny od gęstości pasma sygnał wyjściowy jest doprowadzany przez wzmacniacz 49a na człon nastawczy 24a (fig. 1), na przykład w postaci zaworu regulacyjnego 27a, który nastawia swój przekrój przepływowy stosownie do zmierzonej gęstości segmentu pasma 3a, to znaczy według sygnału pomiarowego gęstości.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo złożonego z rozpostartych włókien materiału filtrowego, znamienny tym, że rozpoznaje się gęstość pasma poprzecznie do kierunku jego ruchu i że doprowadza się dodatek do pasma w zależności od tej gęstości.
2. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e rozpoznaje się gę stość w poszczególnych segmentach pasma.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rozpoznaje się gęstość za pomocą przenikającego przez pasmo promieniowania, korzystnie światła.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rozpoznaje się gęstość za pomocą przepływającego przez pasmo gazu, korzystnie powietrza.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rozpoznaje się gęstość za pomocą przenikających przez pasmo pól elektrycznych albo elektromagnetycznych.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatek doprowadza się do pasma za pośrednictwem sterowanych członów nastawczych.
7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że przyporządkowane pojedynczo do poszczególnych segmentów pasma człony nastawcze steruje się sygnałami pomiarowymi gęstości, które powstają z przyporządkowanych segmentów pasma.
8. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że człony nastawcze tworzy się przez rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma zawory.
9. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że człony nastawcze tworzy się przez rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma pompy dozujące.
10. Sposób według zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, że człony nastawcze steruje się analogowo albo cyfrowo.
11. Urządzenie do doprowadzania dodatku, korzystnie płynnego, na ruchome pasmo złożonego z rozpostartych wł ókien materiał u filtrowego, znamienne tym, ż e wyposaż one jest w rozpoznają cy gęstość pasma (3) poprzecznie do jego kierunku ruchu układ pomiarowy gęstości pasma (18), który jest połączony z co najmniej jednym członem nastawczym (24) regulującym doprowadzanie dodatku do pasma.
12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że układ pomiarowy gęstości pasma (18) ma kilka czujników pomiarowych (19a...19e, 35a...35e, 45a...45e), po jednym na każdy segment (3a...3e) pasma (3), które są połączone z członem nastawczym (24a...24e).
13. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że czujniki pomiarowe (19a...19e) są czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przenikającego przez pasmo (3a...3e) promieniowania, korzystnie światła.
14. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że czujniki pomiarowe (35a...35e) są czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przechodzącego przez pasmo (3a...3e) gazu, korzystnie powietrza.
15. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że czujniki pomiarowe (45a...45e) są czujnikami pomiarowymi do rozpoznawania przenikających przez pasmo (3a...3e) pól elektrycznych albo elektromagnetycznych.
16. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że czujniki pomiarowe są przyporządkowane członom nastawczym (24a...24e) umieszczonym za miejscem pomiaru (18), patrząc w kierunku ruchu pasma.
17. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że człony nastawcze są ukształtowane jako sterowane zawory (27a...27e), które są rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma.
18. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że człony nastawcze są ukształtowane jako sterowane pompy dozujące, które są rozmieszczone poprzecznie do kierunku ruchu pasma.
19. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że człony nastawcze są sterowane w sposób ciągły albo stopniowy.