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CN204343097U - 用于制造和/或加工纤维料幅的机器 - Google Patents

用于制造和/或加工纤维料幅的机器 Download PDF

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CN204343097U
CN204343097U CN201390000281.XU CN201390000281U CN204343097U CN 204343097 U CN204343097 U CN 204343097U CN 201390000281 U CN201390000281 U CN 201390000281U CN 204343097 U CN204343097 U CN 204343097U
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K.恩格尼恩德特
M.布雷尼德
H.比肖弗
M.施米特
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Voith Paper Patent GmbH
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Abstract

本实用新型涉及一种用于制造和/或加工纤维幅面(2)的机器(1)，其包括压辊(6)和与压辊(6)一起形成辊隙(7)的配对辊(3)，该配对辊(3)的外周面具有在机器横向上延伸的轮廓，该轮廓在机器(1)运行时相对机器(1)停机时改变。压辊(6)具有辊芯(9)和包围辊芯(9)的辊套(10)。在辊套(10)中和/或在辊芯(9)与辊套(10)之间设有多个压力和/或温度传感器(11)。压力和/或温度传感器(11)在压辊(6)的机器横向上至少在局部区域以不同宽度相互间隔。

Description

用于制造和/或加工纤维料幅的机器
技术领域
本实用新型涉及一种用于工业制造纤维料幅，尤其是卫生纸幅或薄页纸幅面的机器，该机器具有压辊和与压辊一起形成辊隙的配对辊，其外周面具有在机器横向上延伸的轮廓，该轮廓在机器运行时相对机器停机时改变，其中，压辊具有辊芯和包围辊芯的辊套并且在辊套中和/或在辊芯与辊套之间设有多个压力和/或温度传感器。
背景技术
为使纤维料幅成型，在工业造纸中首先将悬浮液施加到载体上，例如筛网上并且首次脱水。该脱水在纸页形成之后在机器的下列区中继续进行，直到最后产生自支承的纤维料幅。在脱水过程中，仍未自支承的纤维料幅一般转移到另一个载体，例如毛毡或另外的筛网上。在机器的湿部中，纤维料幅与分别支承它的载体一起导引通过一列辊隙，纤维料幅在这些辊隙中被压榨或受到压力。在辊隙中形成的压力分布对纤维料幅脱水和平整的效率产生重大影响。在辊隙中有不均匀的压力分布的情况下，纤维料幅具有不均匀的湿度分布或不够的平整度。造纸厂商因此考虑监控辊隙中的压力分布。
所用的辊一般具有承受载荷的辊芯。根据在生产过程的哪个阶段处理纤维料幅，与纤维料幅接触的辊表面必须具有不同的特性。因此，压辊在与纤维料幅接触的辊周面区域中，一般设有所谓的辊套，该辊套分别具有期望的特性。在此，辊套也可以构造为多层的。
为了在连续运行中监控辊隙中的压力分布，可以使用传感器。一般，传感器布置在辊芯的外周面上或在辊套的内部。与辊几何结构尺寸相关的径向作用的力一般通过使用压电或电磁传感器检测。两种传感器产生电信号，该电信号代表其在各压力比情况下的变形。因为辊的转速在现代造纸机中非常高，所以传感器信号值优选通过无线传递到外部的处理装置上。
代替通过电子器件工作的传感器，也可以使用纤维光学传感器，其中，光波导体，例如玻璃纤维的光学特性，通过传递到光波导体上的变形应力改 变。在国际专利申请PCT/EP2008/08050中，记载了一种用在造纸机的辊套中的纤维光学传感器，刻入玻璃纤维的光纤布拉格光栅用作传感器元件。光纤布拉格光栅是布置在光波导体中的光学干涉滤光片，其例如借助激光刻入光波导体。反射在λΒ左右的预设滤波带宽以内的波长。就光纤布拉格光栅的功能而言全面地引用公开文本WO2010/034321A1的内容。
在制造所谓的薄页纸或卫生纸时，对压力和/或温度分布监控的要求还更棘手，因为使用在薄页纸机器中的扬基干燥滚筒在机器的连续运行时通过不同的因素而变形。变形尤其在机器横向上看的边缘区中表现出来，因此其监控特别重要并且应以较高的准确性进行。
发明内容
因此，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于制造纤维料幅的机器，该机器具有适合的措施，该措施使这种监控以更有效的方式实现。
该技术问题通过权利要求1的特征并且结合与所属类别的特征解决。各优选的扩展设计出现在各从属权利要求中。
按本实用新型，在此规定，设置压力和/或温度传感器，其在压辊的机器横向上至少在局部区域以不同宽度相互间隔。
按本实用新型优选的实施例，压力和/或温度传感器在机器横向上看的压辊的边缘区中彼此间距比在机器横向上看的压辊的中心区中更小。由此可以确保，关键的边缘区的监控可以密切地进行。
按本实用新型的一方面，配对辊是干燥或扬基滚筒，其在用于制造纤维料幅的机器运行时具有在机器横向上的至少局部区段弯曲的，尤其是至少局部区段凹形或凸形的分布。
有利地，一些压力和/或温度传感器可以设计成光纤布拉格光栅，其在至少一个光波导体上布置成，使得至少一个光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的区段与至少一个光波导体的无光纤布拉格光栅的区段沿光波导体的延伸方向交替。
至少一个光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的各区段与压辊的周边方向优选成一个小于80°，尤其是小于60°，进一步尤其是小于45°的角度。由此确保，辊套在运行时经历的变形可以最佳地作用到传感器上。太大的角度导致太小的变形并因此会导致测量的歪曲。
按实用新型的有利的结构方案，同一光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的各区段在压辊的机器横向上看相邻地布置。
按优选的结构方案变型，同一光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的各区段布置在机器横向上延伸经过压辊的在机器横向长度的至少一部分的区域内，其在周向上的尺寸小于15cm，尤其小于5cm，进一步尤其小于3cm。由此可行的是，一条线由一些传感器构成，这些传感器大致同时经过辊隙并因此实现在压辊的整个宽度上同时测量。
备选地，同一光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的各区段也可以沿在压辊表面上经过的螺旋形曲线布置，其中，螺旋形曲线在压辊的机器横向上和在压辊的周向上的偏移均小于15cm，尤其小于5cm，进一步尤其小于3cm。
此外，有利地可以规定，设置多个光波导体，其中，不同的光波导体的分别包含光纤布拉格光栅的相邻各区段布置在压辊的整个周长上沿周向延伸的区域中，其在压辊的机器横向上的尺寸小于10cm，尤其小于3cm，进一步尤其小于3cm。通过这种布置，可以实现在压辊的整个表面上特别密的由传感器组成的网和特别简单的分析装置，因为不同光波导体的信号不必在每次通过辊隙时测量并且分析。
按实用新型的其他优选的方面，在至少一个光波导体的延伸方向上间隔的、同一光波导体的光纤布拉格光栅可以设计用于反射不同或相同波长的光波。
按本实用新型的一方面，至少一个光波导体的至少一个端部从压辊中导引出，以便接触进一步处理传感器的信号的分析单元。
有利地，压辊的辊套具有多个层，其中，至少一个光波导体布置在辊套的两个层之间或嵌入多个层之一中。由此，可以根据对压辊的位置要求并且与辊套的特性匹配地实现传感器的最佳定位。
附图标记
下列参考附图来进一步描述本实用新型。在附图中示出：
图1是用于制造薄页纸的机器的显著简化的侧视图，该机器适合于按本实用新型的措施，
图2是压辊的显著简化的视图，该压辊按本实用新型的第一实施例设计，
图3是压辊显著简单的视图，该压辊按本实用新型的第二实施例设计，以及
图4是运行时在机器横向上弯曲的压辊和其配对辊的分布的显著简化的视图。
具体实施方式
图1示出机器1显著简化的局部侧视图，该机器适合于制造纤维料幅2。通过这种机器1制造的纸称为卫生纸或薄页纸。
机器1包括按常见的命名法也称为扬基滚筒3的干燥滚筒3和干燥罩4，该干燥罩4至少部分包围扬基滚筒3。为了条理清楚，在此省掉对其他部件的显示和描述，因为这种机器1长期以来就已知。
纤维料幅2(来自图1未示出的成型部)沿图1中用箭头标记的方向在造纸机网毯5上朝扬基滚筒3的方向导引并且借助压辊6转移到扬基滚筒3上。在此进行纤维料幅2的预脱水，之后它才在扬基滚筒3上干燥。在此，主要关注的是，纤维料幅2并未设计得太紧凑并且其所谓的松厚未失去，这对于薄页纸之后的特性起决定性作用。
扬基滚筒3能从内部通过未进一步示出的措施借助蒸气加热，从而将通过压辊6与扬基滚筒3之间的辊隙7之后仍在纤维料幅2中存在的水大部分去除。干燥罩4用于保持扬基滚筒3的区域内的温度，以改善相比能量输入的干燥效率。
在干燥过程之后，纤维料幅2借助起皱刮刀8从扬基滚筒3移除，并进一步朝未进一步示出的卷纸方向导引。
为了可以控制和调节压辊6与扬基滚筒3之间的辊隙7中的脱水，有意义的是，测量辊隙7中的压力和/或温度分布。但测量这种压力和/或温度分布仅在已加热的扬基滚筒3和运行的机器1中是可行且有意义的。这决定，不同的因素在工作时引起扬基滚筒3的变形，那些也就是说不同于在机器1的停机时的形状。此变形还与旋转速度、蒸气压力、蒸气温度和压辊6的线负荷有关。总的偏差可能不超过2mm，其中，在机器横向上看，边缘区内的值变化特别大。
若不控制或修正此变化，则边缘区的过大压力例如会导致幅面裂开。会出现在整个宽度上的局部过大压力可能导致卷纸时的问题，因为纤维料幅2 更厚和更薄的部分使卷绕不均匀。除此外，若由于过大压力出现厚度波动，则最终产品的质量也不令人满意。
为了抵抗所述的变形，部分地通过辊表面的预变形(所谓的拱起或中高)预先克服运行时预期的变化。但因为扬基滚筒3在其寿命中也经历其它的变化，例如由于刮削导致的材料去除，所以该预变形也仅显示有限的作用。
在图4中显著简化地且为说明问题夸大地示出压辊6与扬基滚筒3之间的情况。扬基滚筒3具有凸出的变形。压辊6的表面可以相应地具有略微凹形的变形，但该变形并未与扬基滚筒3的变形程度相同。这样的理由是，压辊6的辊套10虽然设计成弹性的包覆物，但压辊未设计成拱起的。压辊6相应地在机器横向上看在中心区13中具有比在边缘区12中更大的压力，从而期望加强边缘区12的监控。
与之相应地期望，扬基滚筒3与压辊6之间的辊隙7中的压力和/或温度比在运行时通过观察保持，并且此处要特别地关注边缘区12。
按本实用新型在此规定，压辊6设有合适的传感器11，该传感器11能够实现连续地监控辊隙7中的压力和/或温度。
在图2和图3中示出例如压辊6，该压辊配有多个传感器11用于测量压力和/或温度。
通常，在压辊6被观察的位置上，设置具有施加到硬质辊芯9上的弹性辊套10的辊子。作为辊套10的材料适合的是例如橡胶或聚氨酯，而辊芯9例如可以由金属或纤维复合材料组成。辊套10也保持较软，以便获得纤维料幅2的松厚。
传感器11优选设计成光纤-布拉格-传感器的形式。在这方面，在光波导体14中刻入所谓的布拉格光栅，在光通过光波导体14传播时，该布拉格光栅分别对确定的波长起反射作用。光波导体14通常是玻璃纤维。
从图2中观察可见，设有光波导体14，该光波导体14在定义的位置上具有传感器11。传感器11由于其特性基本上沿压辊的周边方向定向。传感器11的纵向延伸方向与周边方向之间的角度应当小于80°，优选小于60°，特别优选小于45°。
光波导体14出于此原因曲折地布置，因为玻璃纤维虽然通常承受很大的拉力，但不允许在太小的半径情况下弯曲。曲折的布置在图2中清晰可见。
此外，可得知，传感器11布置在基本上在压辊的宽度上延伸的区域15 中，该区域15的尺寸为小于15cm，优选小于5cm，特别优选小于3cm。因此，传感器11基本上布置在一条线上。
按本实用新型，传感器在边缘区12中相对中心区13以不同宽度相互间隔。如从图2中可见，在此各个传感器11之间的距离在边缘区12中小于在中心区13中的情况。由此，确保密切地监控边缘区12中的压力和/或温度。在中心区13中，传感器11彼此间的距离可以选择为更宽，因为在该区域中，扬基滚筒3的上述变形表现出没有很严重或由拱起和中高部分地补偿。
传感器11在此基本上设置在纤维料幅2的整个宽度上，优选在辊套10的整个宽度上。传感器11附加地还可以设置在所谓的边缘空白位置的区域中，在此辊套10的径向厚度减小，以便在纤维料幅2漂移时获得测量值。
在图3中，示出按本实用新型的措施的另一个实施例。此处，光波导体14以螺旋形形状布置，该螺旋形形状可以在辊套10的整个面上延伸。也可以设置多个回旋。但传感器11又，如已在图2中描述，布置在与图2中相似尺寸的狭窄区域16中并且基本上位于一条线上。这条线相对压辊6的周边方向的定向也依照相同的要求。
此外可行的是，设置不止一个，而是多个光波导体14，这些光波导体分布在压辊6的表面上。它们可以或者如在图2中在机器横向上基本上平行于辊轴线的方向布置或者如在图3中以螺旋形曲折的形状布置。例如可以考虑，设置一些四个可以彼此90°间隔地围绕压辊6布置的光波导体14。
布拉格光栅在此可以根据需求对于相同或不同的波长反射。若设置多个光波导体14，则可为各光波导体14选择例如不同的波长，以简化分析。
光波导体14优选布置在辊芯9与辊套10之间，或者在辊套具有多个层时也布置在辊套10的不同层之间，或者嵌入一个层中。
至少一个光波导体14的至少一端17从压辊6中导引出，并且与未进一步示出的分析单元连接。
本实用新型不限于所示的实施例，尤其是可以考虑所述特征的任意组合。

Claims (23)

1.一种用于制造和/或加工纤维料幅(2)的机器(1)，所述机器具有压辊(6)和与所述压辊(6)一起形成辊隙(7)的配对辊(3)，其外周面具有在机器横向上延伸的轮廓，该轮廓在所述机器(1)运行时相对所述机器(1)停机时改变，其中，所述压辊(6)具有辊芯(8)和包围所述辊芯(9)的辊套(10)并且在所述辊套(10)中和/或在辊芯(9)与辊套(10)之间设有多个压力和/或温度传感器(11)，其特征在于，所述压辊(6)的压力和/或温度传感器(11)在机器横向上至少在局部区域以不同宽度相互间隔。
2.按权利要求1所述的机器，其特征在于，所述配对辊(3)是干燥滚筒(3)。
3.按权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述压力和/或温度传感器(11)相互间在所述压辊(6)的机器横向上看的边缘区(12)中比在所述压辊(6)的机器横向上看的中心区(13)具有更小的距离。
4.按权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述配对辊(3)的轮廓在运行时在机器横向上看至少局部区段是弯曲的。
5.按权利要求1所述的机器，其特征在于，至少一些压力和/或温度传感器(11)设计成光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅在至少一个光波导体(14)上布置成，使得至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段与所述至少一个光波导体(14)的无光纤布拉格光栅的各区段沿所述光波导体(14)的延伸方向交替。
6.按权利要求5所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的区段与所述压辊(6)的周边方向成一个小于80°的角度。
7.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段之间的距离在机器横向上看的边缘区(12)中至少局部区域随着与所述压辊(6)的机器横向上看的中心区(13)的距离的增大而减小。
8.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段在所述压辊(6)的机器横向上看相邻布置。
9.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段布置在机器横向上延伸经过所述压辊(6)的在机器横向上的长度的至少一部分的区域(15)中，所述区域(15)在周向上的尺寸小于15cm。
10.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段沿在所述压辊(6)的表面上经过的螺旋形曲线(16)布置，其中，螺旋形曲线在所述压辊(6)的机器横向上和在所述压辊(6)的周向上的偏移均小于15cm。
11.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，在所述至少一个光波导体(14)的延伸方向上间隔的、同一光波导体(14)的光纤布拉格光栅设计用于反射不同波长的光。
12.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，在所述至少一个光波导体(14)的延伸方向上间隔的、同一光波导体的光纤布拉格光栅设计反射相同波长的光。
13.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的至少一个端部(17)从所述压辊(6)导引出。
14.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述辊套(10)具有多个层，所述至少一个光波导体(14)布置在所述辊套(10)的两个层之间或嵌入所述多个层之一中。
15.按权利要求1所述的机器，其特征在于，所述纤维料幅是薄页纸幅面。
16.按权利要求1所述的机器，其特征在于，所述配对辊(3)是扬基滚筒(3)。
17.按权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述配对辊(3)的轮廓在运行时在机器横向上看至少局部区段是凹形或凸形的。
18.按权利要求5所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的区段与所述压辊(6)的周边方向成一个小于60°角度。
19.按权利要求5所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的区段与所述压辊(6)的周边方向成一个小于45°的角度。
20.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段布置在机器横向上延伸经过所述压辊(6)的在机器横向上的长度的至少一部分的区域(15)中，所述区域(15)在周向上的尺寸小于5cm。
21.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段布置在机器横向上延伸经过所述压辊(6)的在机器横向上的长度的至少一部分的区域(15)中，所述区域(15)在周向上的尺寸小于3cm。
22.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段沿在所述压辊(6)的表面上经过的螺旋形曲线(16)布置，其中，螺旋形曲线在所述压辊(6)的机器横向上和在所述压辊(6)的周向上的偏移均小于5cm。
23.按权利要求5或6所述的机器，其特征在于，所述至少一个光波导体(14)的分别具有光纤布拉格光栅的各区段沿在所述压辊(6)的表面上经过的螺旋形曲线(16)布置，其中，螺旋形曲线在所述压辊(6)的机器横向上和在所述压辊(6)的周向上的偏移均小于3cm。
CN201390000281.XU 2012-02-28 2013-02-26 用于制造和/或加工纤维料幅的机器 Expired - Lifetime CN204343097U (zh)

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DE201210203035 DE102012203035A1 (de) 2012-02-28 2012-02-28 Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn
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