SE468123B - Saett foer styrning av vidhaeftning/slaeppning av en med schaber fraan en yankee-cylinder avtagen pappersbana jaemte en anordning foer beroeringsfri maetning av banspaenningen i en pappersbana saerskilt foer tillaempning av saettet. - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 468 123 2 olika kemikalier, t ex för att öka vidhäftningen resp. släpp- ningen.

Så som driften av dylika maskiner i dag sker, är den i hög grad beroende av maskinskötarens skicklighet och mångåriga vana. Denne kan betrakta avfallet från den rengöringsschaber som följer efter avtagningsschabern, samt okulärt besiktiga den sålunda från fibrer renskrapade torkcylinderns yta, för att skapa sig en uppfattning om huruvida kemikaliebeläggning- en skall ändras och i så fall hur. Kräppningsgraden brukar oftast konstantstyras genom att reglera drivmotorerna för resp. torkcylinder och tidigare utrustning och för banans hastighet vid upprullningen av den färdiga banan. Blir då vidhäftningen för hög, så kan pappersbanan trasas sönder, och blir den för låg, trasas banan likaså sönder, med åtföljande driftsstopp.

Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma en förbättrad möjlighet att styra förloppet vid detta slag av papperstillverkning, antingen så att maskinskötaren erhåller förbättrad möjlighet att bedöma hur släppning/vidhäftning bör omställas, eller helst möjliggöra en automatisk reglering därav, så att en konsistent jämn produktion kan upprätthållas även om förhållandena något ändras.

Förhållandena kan ändras på mångaïsättl Exempelvis kan massans kvalitet ändras under produktion, temperatur- förhållandena kan ändra sig, schabern påverkas av slitage, liksom också, fast långsammare, torkcylinderns metalliska yta, vilken dessutom kan ha visst "minne" från tidigare drift, i det att en ändring av beläggningsbesprutningen först efter någon tid medför stabilitet i släppning resp. vidhäft- ning. Det är sålunda också ett syfte att möjliggöra arbete även med svårbehandlade massamaterial.

Angivna syften och fördelar uppnås enligt uppfinningen genom ett sätt av nämnt slag, vilket företer de i den kännetecknan- 10 15 20 25 30 35 468 125% 3 de delen av krav 1 angivna särdragen. För uppfinningens tillämpning är det vidare föredraget att använda en mätmetod utan beröring av pappersbanan, med en anordning i enlighet med patentkrav 6.

Beröringsfria anordningar för mätning av banspänning i papper är tidigare kända genom US-A-4 711 133. Vid en dylik kon- struktion anordnar man i en fast mätyta, mot vilken en pappersbana löper, ett via en strypning trycksatt rum och avskilt därifrån och omgivande ett mätrum, där trycket mätes och ger ett mått på banspänningen, i det att trycket är ett mått på papperets förflyttning. En dylik mätprincip fungerar emellertid mindre bra om papperet är genomsläppligt, så som ofta är fallet när det mätta papperet är mjukpapper, tissue eller cellstoff. Det är därför ett särskilt syfte att åstad- koma en banspänningsmätare, där man i stället för att mäta ett tryck kan direkt mäta en förflyttning av ett rörligt mäthuvud, som med konstant eller nära konstant kraft deforme- rar pappersbanan. Detta uppnås enligt uppfinningen genom den i krav 7 angivna anordningen.

Användningen av denna beröringsfria banspänningsmätare är emellertid inte begränsad till just den ovan angivna tillämp- ningen, där den i och för sig är särskilt förmånlig, utan den kan ha generell användning både vid papperstillverkning och t ex vid styrning av tryckpressar. Flexibiliteten är stor särskilt genom att man kan ändra det pålagda lufttrycket och därigenom erhålla mätintervall täckande olika höga ban- spänningar.

Uppfinningen skall nu beskrivas i utföringsexempelform med hänvisning till ritningarna.

Fig. 1 visar schematiskt ett torkparti i en pappersmaskin med yankee-cylinder och schaber.

Fig. 2 visar en banspänningsmätare. 468 125 10 15 20 25 30 35 4 Fig. 3 visar ett diagram över banspänningsmätarens elektriska signal som funktion av dess mekaniska utslag.

I fig. 1 visas schematiskt en anläggning av det slag som uppfinningen avser. En pappersbana 1 inkommer avtagen från en vira (ej visat) på ett band 2, pressas medelst en filtbana 3 och en pressvals 4' mot en uppvärmd torkcylinder 4, s k yankeecylinder, varifrån den sedan under kräppning avdrages medelst en schaber 5. Torkcylindern är vanligen omgiven av en torkhuv, här ej visad. Avdragningen vid mötet mellan schabern 5 och torkcylindern 4 sker via brytvalsar 6 och 7 samt en POP-cylinder 8, mot vilken rullar en tambour 9, på vilken det färdiga papperet upprullas. Mot torkcylindern verkar efter avdragningsschabern 5 en rengöringsschaber 10, varefter följer en beläggningsanordning 11 med en kemikaliekälla 12, vilka kan vara av den typ med aerosolbeläggning som be- skrivits ovan.

I enlighet med uppfinningen är vid ett fritt banparti efter schabern 5 anordnad en anordning 20, varigenom avdragningen hela tiden kan övervakas, där man utövar en kraft lokalt mot pappersbanan och mäter den därav förorsakade lägesförändring- en, varigenom ett mått erhålles på det motstånd som före- ligger mot pappersbanans frigöring från cylinderns 4 yta.

Visserligen torde det huvudsakliga frigöringsarbetet utföras genom framdrivningen av cylinder 4 förbi schabern, varför förhållandena är komplicerade. Det har emellertid visat sig experimentellt att fastän den variabel man synes mäta är spänningen i pappersbanan, så är detta mätresultat i mycket stor utsträckning korrelerat med vidhäftning och släppning samt reagerar snabbt och känsligt för olika ändringar i processparametrarna. Sålunda visade sig vid experiment att en ändring av kräppningsgraden, d v s de relativa banhastig- heterna, att banspänningen ökade vid kräppningsgradens minsk- ning. 10 15 20 25 30 35 468 1252 5 Enligt uppfinningen kan man nu utnyttja denna effekt för att styra maskinen, i det att man tar in mätsignaler från mät- donet 20 till en styrenhet 13, som påverkar kemikaliekällan 12 så att lagom mycket släppmedel och vidhäftningsmedel levereras av beläggningsanordningen ll. Styrenheten 13 kan eventuellt även ta in hastigheterna för banan 1 över cylin- dern 4 (V4) resp. över t ex POP-cylindern 8 (V8). Styrenheten 14 kan också utgöra en del av en komplett datastyrning för hela anläggningen. Det är också lämpligt att anordna ett visarinstrument 14 för att visuellt ange hur den mätta para- metern varierar, i det att extrema värden kan betyda risk för banbrott eller eljest driftsstörningar, inträffande tidigare i systemet.

Ehuru mätdonet 20, visat i fig. 1 endast schematiskt, kan bestå av något mot banan löpande, fjädrande organ, vars utslag mätes och utgör en elektrisk utsignal, föredrages att använda en pneumatisk beröringsfri anordning, som komer att beskrivas i anslutning till fig. 2.

Banspänningsmätare verkande med tryckluft är, som redan nämnts ovan, i och för sig tidigare kända, där man genom ett munstycke sprutar luft mot en bana och får ett mått på den deformation som därav orsakas på en frilöpande del av banan.

Emellertid uppställes i detta fall särskilda krav, p g a att banan är ganska tunn och svag, särskilt om det rör sig om tissue-typer eller cellstoff. Vidare är banan inte lufttät. I enlighet med denna aspekt av uppfinningen föreslås, för att bemästra problemen, att använda en mätanordning med ett rörligt munstycke, som med hjälp av tryckluft pressas i rikt- ning mot banan och som hålles på avstånd genom en luftkudde mot banan.

I fig. 2 visas som ett icke-begränsande utföringsexempel ett måttsatt tvärsnitt genom en cylindriskt symetrisk anordning.

En fastmonterbar hållare 21 har en kolvvis upptagen, svamp- liknande rörlig del 22, med ett ihåligt skaft 23 som löper i 10 15 20 25 30 '-68 123 6 ett luftlager. Utanför kolvdelen har den rörliga delen ett kjolparti 24 som omger en del av hållaren, varigenom en dämpning erhålles. Luft kan inmatas via ett intag 25 och följer pilarna i figurerna. Lufttrycket påverkar skaftet 23 i utskjutande riktning. Genom ett hål 26 i skaftet 23 inkomer luft däri och fortsätter mot ändpartiet, där en eller flera luftöppningar 27 är upptagna, i exemplet i form av en ring- formig öppning i en väsentligen plan, mot skaftet 23 vinkel- rät yta. Genom kombinationen av öppningarna 26 och 27 uppstår en strypning av lämplig storlek, som vid användning bestämmer mätytans avstånd till pappersbanan.

En lägesavkännare består av en komponent 28 fäst i den rörli- ga delen och en komponent 29 i den fasta delen, vilken senare avger en mot det inbördes avståndet svarande elektrisk signal via ledaren 30. I detta fall är komponenten 28 en permanent- magnet och komponenten 29 ett Hall-element av standardtyp. En förförstärkande elektronikdel på ett kretskort är antydnings- vis visad, till vilken icke visade matningsledare är kopp- lade.

Exempel Vid en anordning enligt föregående beskrivning var vikten av den rörliga delen 10,0 gram. Vikten av densamma kunde upp- hävas medelst ett övertryck av 0,275 bar. En platta fäst vid en rörlig vågarm anordnades ovanföfåänördningens överyta, och varierande övertryck pålades, varvid en luftspalt uppstod mellan anordningen och plattan, och kraften mot plattan vägdes ut. Resultaten framgår av Tabell I, varvid yttrycket är beräknat utifrån den beräknade effektiva ytan. 10 15 20 25 30 35 468 123 7 Tabell I Tillfört tryck, bar Kraft, gram gram/cmz 0,30 0,75 0,10 0,35 _ 2,20 0,3 0,40 3,60 0,51 0,45 4,90 0,70 0,50 6,40 0,91 0,55 7,80 1,11 0,60 9,20 1,31 0,65 10,70 1,53 0,70 12,00 1,71 0,75 13,50 1,93 0,80 15,00 2,14 Ur tabell I kan visas att den utövade kraften är inom mät- felen linjärt beroende av trycket. Denna kraft hålles lämpli- gen konstant genom att hämta luften från en stabilíserad tryckkälla, t ex en högklassig reduceringsventil (ej visat).

Fig. 3 visar ett diagram över Hall-effektgivarens signal som funktion av skaftets förflyttning mellan full inskjutning och maximal utskjutning, som är bestämd av en i fig. 2 ej visad stoppanordning till 8 mm slaglängd. Som synes, är signalen ej linjär. Med hänsyn till att man i praktiken arbetar med tämligen små utslag, har emellertid detta föga betydelse, och fackmannen inser att en eventuell behövlig linearisering kan göras på många olika sätt.

Vid användning enligt fig. 1 monteras anordningen under den mellan två valsar frilöpande pappersbanan, t ex så att den omatad med luft hamnar med mätytan 4-5 mm under banan. Det pålagda lufttrycket, t ex 0,50 bar, reglerat med en reduce- ringsventil, bestämmer vilken deformationskraft som utövas mot papperet, i allt väsentligt oberoende av utskjutnings- graden. Mätytan kommer att lägga sig på ett konstant avstånd (så länge det tillförda trycket är konstant) från papperet, t ex ca 300 um, och om pappersbanan blir t ex slakare, så kommer mätytan att följa efter när banan under inverkan av den väsentligen konstanta deformationskraften flyttar sig. 10 15 20 468 123 8 Det faktum att deformationskraften är, såvitt kunnat fast- ställas, konstant så länge matningstrycket är konstant, är en överraskande effekt, som tillsamans med beröringsfriheten vid mätningen gör anordningen särskilt användbar för uppgif- ten att reglera tillförseln av yteffektmedel till en yankee- cylinder vid tillverkning av kräppade papperstyper.

Det har ovan förutsatts att man håller kräppningsgraden kon- stant, t ex genom varvtalsstyrning, varvid man enligt upp- finningen reglerar torkcylinderns vidhäftning/släppning genom att påverka beläggningsutrustningen. Andra reglerprinciper är möjliga, i det att det föreligger ett funktionsmässigt sam- band mellan de ingående variablerna, såsom de olika banhas- tigheterna, banspänningen m fl, papperstjockleken, torkcylin- derns temperatur, samt fuktighets-, temperatur- och ström- ningsförhållandena under den torkhuv som täcker torkcylin- dern, vilka bestämmer fukthalten, och andra välkända variab- ler. På senare år har man vid automatisk processtyrning börjat ta hänsyn till fler och fler av de variabler som kan mätas. Sättet enligt uppfinningen förutsättes kunna användas även i sådant sammanhang, där den mätta banspänningen är en sådan variabel, vilken används för processens styrning och vars mätvärde då på komplicerat sätt kan påverka flera olika inställningar, inklusive den angivna cylinderbeläggningen.

Claims (8)

10 15 20 25 30 468 125) Patentkrav

1. Sätt för styrning av vidhäftning/släppning av en med schaber (5) från en yankee-cylinder (4) avtagen pappersbana (1), som under bestämd kräppningsgrad upptages på en rulle (9), varvid pappersbanan har ett mellan schabern och rullen anordnat fritt draget banparti, samt en anordning (11, 12) för tillförsel av medel för påverkan av vidhäftning/släppning mellan pappersbanan och yankeecylindern, n a t k ä n n e t e c k - av att vid ett lokalt parti av det fritt dragna ban- partiet utövas en deformationskraft (via 20) mot pappers- banan, att dess därav resulterande positionsförändring vid det lokala partiet avkännes för erhållande av en mot pappers- banans spänning svarande elektrisk signal, vilken signal ledes till en styrenhet (13) för att styra tillförseln av nämnda medel för påverkan av vidhäftningen/släppningen mellan pappersbanan och yankee-cylindern.

2. Sätt enligt krav 1, av att k ä n n e t e c k n a t förhållandet mellan yankeecylinderns periferihastighet och pappersbanans hastighet efter avtagningen styres till väsent- ligen konstans.

3. Sätt enligt krav 1, deformationskraften utövas av efiyfuftstråle. k ä n n e t e c k n a t av att

4. Sätt enligt krav 1, deformationskraften utövas av luft utsprutad från en öpp- k ä n n e t e c k n a t av att ningsförsedd, mot och från pappersbanan rörlig yta, anordnad vid änden till en teleskoperbar, av tryckluft mot pappers- banan förflyttbar kolvanordning (23), upptagen i en orörlig cylinderanordning (21), varvid den nämnda elektriska signalen härledes från en lägesmätningsanordning som mäter det rela- tiva läget mellan kolvanordningen och cylinderanordningen. 10 15 20 25 468 123 10

5. Sätt enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att tryckluft tillföres via en strypning (27) till kolvanord- ningen samt därifrån utsprutar via den öppningsförsedda ytan.

6. Anordning för beröringsfri mätning av banspänningen i en pappersbana, särskilt för tillämpning av sättet enligt krav 1, vari ingår munstycksmedel för påsprutning av luft mot en rörlig pappersbana samt medel för att mäta pappersbanans därav alstrade förflyttning, k ä n n e t e c k n a d av en fastmonterbar hållare (21), en svampliknande, med ett skaft (23) i hållaren pistongvis teleskoperbart upptagen rörlig munstycksdel (23, 24), medel (25) för tillförsel av tryckluft med stabilt tryck till hållaren (21) för att utöva ett ut- skjutande tryck på munstycksdelens skaft (23) samt för att från munstycksdelen (23, 24) i en riktning motsatt dess skaft (23) utspruta luft (27), samt medel (28, 29) för att bestämma skaftets (23) utskjutningsgrad och avge en mot utskjutnings- graden svarande elektrisk signal (30).

7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att munstycksdelen vid sin från skaftet vända ände har ett mot skaftet riktad kjolparti(24), som är utanpåliggande ett däri mer eller mindre alltefter utskjutningsgraden instickande parti av den fastmonterbara hållaren.

8. Anordning enligt krav 6, medlen för att bestämma utskjutningsgraden innefattar en vid k ä n n e t e c k n a d av att kolvanordningen fäst magnet (28) och en i cylinderanordningen mitt emot magneten anordnad halleffektdetektor (29).