PL172455B1 - Urzadzenie do wykrywania zerwania wstegi papieruw sekcji suszarek maszyny papierniczej PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Urzadzenie do wykrywania zerwa- nia wstegi papieru w sekcji suszarek maszyny papierniczej, zawierajace czujnik podcisnie- nia wskazujacy zmiany podcisnienia w beb- nie, po którym przesuwa sie wstega papieru, wywolane zerwaniem wstegi papieru, zna- mienne tym, ze czujnik podcisnienia (14) jest polaczony z rolka podcisnieniowa (16) sekcji suszarek i z nozem (18) do poprzeczne- go ciecia wstegi (W). FIG . 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wykrywania zerwania wstęgi papieru w sekcji suszarek maszyny papierniczej, nie mającej żadnych otwartych naciągów papieru.

W sekcji suszarek jest szczególnie ważne szybkie wykrycie zerwania wstęgi, aby uniknąć nadmiernego nawijania papieru na cylinder suszący. Jednowarstwowa sekcja suszarek zapewnia suszenie obu stron papieru, bez poddawania papieru długim otwartym naciągom, typowym dla konwencjonalnej dwuwarstwowej podwójnie filcowanej sekcji suszarek.

Chociaż w jednowarstwowej sekcji suszarek zmniejszyła się znacznie liczba zerwań papieru, podczas przewijania się wstęgi poprzez sekcję suszarek, jednakże takie zerwania nadal zdarzają się.

Zerwanie wstęgi papieru w jednowarstwowej sekcji suszarek stwarza prawdopodobieństwo owinięcia wstęgi wokół jednego z cylindrów suszących. Kształt geometryczny jednowarstwowej sekcji suszarek utrudnia usuwanie nawiniętego papieru z suszarki, jeśli nawinięta warstwa wokół cylindra suszącego stanie się nadmiernie gruba.

Istnieje więc potrzeba opracowania niezawodnego czujnika wykrywania zerwania wstęgi papieru, który inicjowałby przerwanie wstęgi papieru przed sekcją suszarek, zapobiegając przez to nadmiernemu owijaniu cylindra suszącego. Jednakże w jednowarstwowej sekcji suszarek nie stosuje się żadnych otwartych naciągów papieru i z tego powodu, zastosowanie konwencjonalnego czujnika zerwania wstęgi papieru nie jest możliwe.

W znanych urządzeniach do wykrywania zerwania wstęgi papieru, stosuje się czujniki optyczne. W tych rozwiązaniach emiter światła jest usytuowany po jednej stronie wstęgi, a odbiornik po drugiej. Kiedy wstęga przesuwa się pomiędzy emiterem, a odbiornikiem, droga światła jest zasłonięta, co oznacza, że wstęga nie jest zerwana.

Natomiast kiedy wstęga papieru zerwie się, światło z emitera pada na odbiornik i czujnik sygnalizuje przerwanie wstęgi. Do wykorzystania wymienionego wyżej rozwiązania, konieczne jest stosowanie otwartego ciągnięcia w sekcji suszarek.

Znane są również czujniki optyczne, w których emiter i odbiornik, są usytuowane po tej samej stronie wstęgi papieru. Rozwiązanie to wykorzystuje, do ustalania ciągłości wstęgi, światło odbite, a nie światło przechodzące.

172 455

Czujniki tego typu wykrywają różnicę barwy. Jednak, by wspomniany wyżej sposób był skuteczny, musi być stosowany filc kolorowy. Czujnik wykrywa różnicę barwy pomiędzy

Γ-1 _ . · · π · · , · 1 >> . · lilcem, a wstęgą papieru i w wypadku zerwania się wstęgi, wykrywa tę różnicę.

Czujniki optyczne sąjednak wrażliwe na brud i pył, osadzający się na soczewkach czułych na światło. Osadzanie się brudu i pyłu ogranicza przechodzenie światła, i przez to czujnik może wskazywać ciągłość wstęgi, nawet wtedy gdy nastąpiło jej zerwanie. Kiedy nastąpi takie fałszywe wskazanie i zanim zerwanie zostanie wykryte, na cylinder suszarki nawinie się duża ilość papieru. Usuwanie nawiniętego papieru z cylindra suszarki powoduje długotrwały przestój sekcji suszarek.

Z opisu patentowego Wielkiej Brytanii nr 947 294 i z amerykańskiego opisu patentowego nr 1 838 603 są znane urządzenia do wykrywania zerwania taśmy, zawierające czujniki podciśnienia pozostające w bezpośrednim kontakcie z taśmą. W rozwiązaniu ujawnionym w opisie patentowym nr 947 294, w bębnie po którym przesuwa się wstęga papieru jest umieszczony czujnik podciśnienia, stanowiący w zasadzie komorę podciśnieniową. W dolnej części obwodu bębna są rozmieszczone promieniowo otwory czujnika podciśnienia, połączone z otworem głównym. Jeden jego koniec jest połączony z zespołem zasysającym komory podciśnieniowej, drugi z zaworem sterującym dopływem wody. Jeżeli wstęga papieru przesuwa się normalną drogą, otwory czujnika podciśnienia są połączone z atmosferą i powietrze wpływa do komory podciśnieniowej. Gdy nastąpi zerwanie wstęga papieru opada, przywiera do zespołu ssawnego i owija go. Otwory czujnika podciśnienia zostają zatkane, w otworze głównym powstaje wysokie podciśnienie, które otwiera zawór kierujący strumień wody pod ciśnieniem na zerwaną wstęgę papieru i wstęga zostaje usunięta do dołu podwyżymakowego.

W celu uzyskania bardziej niezawodnego sposobu wykrywania zerwania wstęgi papieru, w urządzeniu według wynalazku czujnik podciśnienia jest połączony z rolką podciśnieniową sekcji suszarek i z nożem do poprzecznego cięcia wstęgi. Czujnik podciśnienia jest korzystnie piezoelektrycznym czujnikiem ciśnienia. W drugim wariancie wynalazku, czujnik podciśnienia jest połączony ze środkowym wałkiem rolki podciśnieniowej. W kolejnym wariancie wynalazku, czujnik podciśnienia jest połączony z kanałem łączącym rolkę podciśnieniową ze źródłem podciśnienia cząstkowego. W urządzeniu według wynalazku pod nożem do poprzecznego cięcia wstęgi jest usytuowana zsuwnia zrywów.

Okazało się, że przez sprawdzanie poziomu ciśnienia w rolce podciśnieniowej suszarki jednowarstwowej, jest możliwe stwierdzenie ciągłości wstęgi papieru. W normalnych warunkach pracy podciśnienie w rolce podciśnieniowej jest wysokie. Jednakże w chwili zerwania wstęgi papieru podciśnienie obniża się do znacznie niższego poziomu.

Problemem występującym przy detekcji podciśnieniowej, jest to, że trudno jest określić, przy jakim podciśnieniu czujnik zerwania papieru powinien zadziałać. Operatorzy maszyn podczas rutynowej obsługi, ciągle regulują wartości podciśnienia w rolkach podciśnieniowych. Jeżeli operator zwiększy podciśnienie powyżej ustalonego dla działania czujnika, zerwanie wstęgi papieru nie zostanie wykryte. Natomiast jeśli operator zmniejszy ciśnienie poniżej ustalonego dla działania czujnika, sygnalizowane będą fałszywe wskazania zerwania.

Urządzenie według wynalazku zawiera czujnik podciśnienia, który reaguje na wartość podciśnienia w rolce podciśnieniowej sekcji suszarek. Czujnik ten wykrywa tylko nagłą zmianę poziomu podciśnienia w rolce podciśnieniowej, na skutek zerwania wstęgi papieru, a nie na stosunkowo stopniową zmianę poziomu ciśnienia spowodowaną przez operatora. Urządzenie to zawiera również połączony z czujnikiem element kierujący wstęgę papieru do zsuwni lub zbiornika zrywów, usytuowanych przed czujnikiem, kiedy czujnik wykryje nagłą zmianę poziomu podciśnienia. Podczas normalnej pracy sekcji suszarek, kiedy wstęga papieru jest ciągła, pierwszy sygnał wyjściowy z czujnika jest zerowy, natomiast kiedy nastąpi zerwanie wstęgi papieru, jest wytwarzany sygnał wyjściowy, proporcjonalny do zmiany poziomu ciśnienia wewnątrz rolki podciśnieniowej. Urządzenie uniemożliwia więc nadmierne zwijanie zerwanej wstęgi papieru wokół cylindrów suszarki.

Dla fachowców wiele modyfikacji i odmian przedmiotowego wynalazku będzie oczywistych po rozważeniu podanego poniżej szczegółowego opisu. Jednakże takie modyfikacje i

172 455 odmiany mieszczą się w ramach ducha i zakresu przedmiotowego wynalazku, zgodnie z załączonymi zastrzeżeniami patentowymi.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest pokazany na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia usytuowanie urządzenia do wykrywania zerwania wstęgi w sekcji suszarek, w widoku z boku, fig. 2 - urządzenie pokazane na fig. 1, z jednoczesnym pokazaniem wstęgi kierowanej do zsuwni lub do pojemnika zrywów, w przypadku zerwania się wstęgi, fig. 3 - wariant urządzenia, w którym czujnik podciśnieniowy jest połączony ze środkowym wałkiem rolki podciśnieniowej, fig. 4 - wariant urządzenia, w którym czujnik podciśnieniowy jest połączony z kanałem łączącym rolkę podciśnieniową ze źródłem podciśnienia cząstkowego, fig. 5 - wykres określający reakcję czujnika na stan ustalony, fig. 6 - wykres określający reakcję czujnika na zerwanie wstęgi papieru, a fig. 7 przedstawia wykres pokazujący reakcję czujnika na regulację podciśnienia w rolce podciśnieniowej, dokonaną przez operatora.

Zgodnie z fig. 1 urządzenie do wykrywania zerwania papieru jest oznaczone ogólnie przez 10 i jest usytuowane w sekcji suszarek oznaczonej ogólnie przez 12. Urządzenie 10 zawiera czujnik podciśnieniowy 14, który reaguje na poziom podciśnienia w rolce podciśnieniowej 16 sekcji suszarek 12. Czujnik 14 wykrywa tylko nagłą zmianę podciśnienia w rolce podciśnieniowej 16 spowodowaną przez zerwanie wstęgi papieru, a nie przez stosunkowo stopniową zmianę podciśnienia, spowodowaną przez operatora.

Zgodnie z fig. 2, przedstawiającą działanie urządzenia 10 w wypadku zerwania wstęgi, nóż 18 jest połączony z czujnikiem 14 i kiedy ten wykryje nagłą zmianę wartości podciśnienia w rolce podciśnieniowej 16, przecina wstęgę papieru i kieruje ją do pojemnika 22 na zrywy, umieszczonego przed czujnikiem 14. Konstrukcja suszarki uniemożliwia nadmierne zwijanie zerwanej wstęgi W na cylindrze suszącym 24 sekcji suszarek 12.

Jak pokazano na fig. 2, zerwana wstęga W owija się wokół cylindra 24 suszarki, a luźny koniec przedniej części zerwanej wstęgi mija rolkę podciśnieniową 16 i owija się wokół cylindra suszącego 26.

W rolce podciśnieniowej 16 jest utrzymywane wysokie podciśnienie, a zerwanie wstęgi powoduje nagłe zmniejszenie wartości tego podciśnienia wykrywanej przez czujnik 14, połączony elektrycznie lub w inny sposób z nożem 18, umieszczonym przed cylindrami suszącymi 24,26.

Nóż 18 tnie poprzecznie wstęgę przewijającą się po przenoszącej rolce podciśnieniowej 28. Dodatkowo nóż 18 zawiera urządzenie do obniżania podciśnienia w rolce podciśnieniowej 28 i gdy to nastąpi, wstęga spadnie do pojemnika 22 na zrywy, a nie będzie przewijała się po rolce podciśnieniowej 28, służącej do przenoszenia wstęgi do dalszej grupy suszarek, zawierającej cylindry suszące 24 i 26 oraz rolkę podciśnieniową 16.

Dzięki takiej konstrukcji tylko krótki kawałek wstęgi papieru, znajdującej się pomiędzy rolką podciśnieniową 28 i cylindrem suszącym 24, owinie się wokół niego.

Według przedmiotowego wynalazku czujnik 14, rejestruje nagłą zmianę poziomu podciśnienia i może być użyty do wytworzenia sygnału optycznego lub akustycznego, umożliwiającego operatorowi ręczne kierowanie wstęgi do pojemnika na zrywy.

Dodatkowo czujnik 14 wytwarza sygnał do cięcia wstęgi przed całą grupą suszarek lub do przerywania w inny sposób ruchu wstęgi wzdłuż sekcji suszarek. W korzystnym przykładzie wykonania przedmiotowego wynalazku, czujnik 14 jest piezoelektrycznym czujnikiem ciśnienia.

Na fig. 3 jest pokazany schematycznie czujnik 14 do rejestrowania poziomu podciśnienia w środkowym wale 30 rolki podciśnieniowej 16, natomiast fig. 4 przedstawia alternatywny przykład wykonania przedmiotowego wynalazku, w którym czujnik 14A mierzy wartość podciśnienia w kanale 32, który łączy rolkę podciśnieniową 16A ze źródłem 34 podciśnienia cząstkowego.

Zgodnie z fig. 3, podczas normalnej pracy, kiedy wstęga W przesuwa się przez sekcję suszarek 12 w sposób ciągły bez przerw spowodowanych zerwaniami, sygnał wyjściowy z czujnika 14 jest zerowy. Natomiast kiedy nastąpi zerwanie wstęgi papieru, czujnik rejestruje zmianę podciśnienia i wytwarza sygnał wyjściowy, proporcjonalny do zmiany wartości podciśnienia w rolce podciśnieniowej 16.

Na fig. 5 przedstawiono wykres 36 ciśnienia w funkcji pewnej liczby stałych czasu, określający reakcję czujnika piezoelektrycznego 14 na stan ustalony, na fig. 6 przedstawiono

172 455 wykresy 38, 40, 42 i 44 określające sygnał wyjściowy czujnika dla różnych stałych czasu, w reakcji na zerwanie wstęgi papieru, a na fig. 7 przedstawiono wykresy 46, 48 i 50 określające reakcję czujnika 14 na rutynowe regulacje rolki podciśnieniowej, dla różnych stałych czasu, a dokładniej, wykresy ciśnienia względem czasu regulacji.

W szczególności sygnał wyjściowy czujnika 14 zanika do zera, kiedy ponownie istnieje stan ustalony, jak to przedstawia wykres 44 na fig. 6, po zerwaniu wstęgi papieru. Różnica pomiędzy szybką, a stosunkowo powolną zmianą sygnału wyjściowego, umożliwia wykrywanie różnicy pomiędzy zerwaniem wstęgi papieru, a regulacją rurki podciśnieniowej. Sygnał wyjściowy wytwarzany w wyniku zerwania wstęgi papieru występuje przy stosunkowo małej stałej czasu. W korzystnym przykładzie wykonania przedmiotowego wynalazku stała czasu jest w zakresie od 1 ms do 3 s.

Po zerwaniu wstęgi podciśnienie zmniejsza się do nowej ustalonej wartości. Sygnał wyjściowy z czujnika 14 będzie maleć do zera według funkcji:

Sygnał wyjściowy = A* e gdzie

A = maksymalny sygnał wyjściowy po skokowej zmianie e = podstawa logarytmu naturalnego t = czas

T = stała czasu

Stała czasu jest definiowana jako czas potrzebny by sygnał wyjściowy osiągnął wartość e’¹ lub 0,368 swej pierwotnej wartości. Fig. 5 przedstawia wykres 36 krzywej czasu.

System czujnikowy powinien być tak skonfigurowany, aby miał stałą czasu rzędu milisekund. W takiej konfiguracji zmiana podciśnienia występująca podczas zerwania wstęgi papieru przebiega wystarczająco szybko, by była w pełni odebrana przez czujnik, jak pokazano na wykresie na fig. 6. Znacznie wolniejsza zmiana podciśnienia, która występuje wtedy, gdy operator reguluje podciśnienie, konkuruje jednak ze stale zmniejszającym się sygnałem wyjściowym czujnika. Przy wystarczająco małej stałej czasu nastąpi tylko niewielkie zafalowanie w sygnale wyjściowym czujnika, jak to przedstawiono na fig. 7.

Różnica w sygnale wyjściowym pomiędzy szybką, a stosunkowo powolną zmianą podciśnienia, umożliwia rozróżnienie pomiędzy zerwaniem wstęgi papieru, a ruchem amortyzatora w rolce podciśnieniowej. Z porównania fig. 6 i 7 wynika, że przy założonych warunkach odpowiednia jest stała czasu 0,05 s. Przez regulację ustawienia napięcia szczytu w obwodzie detekcji, na podstawie minimalnego poziomu podciśnienia w stanie ustalonym, gdy wstęga papieru jest niezerwana, poziomy podciśnienia mogą być zmieniane ręcznie przez operatorów, bez konieczności odpowiedniej zmiany poziomu detekcji i bez obawy fałszywej sygnalizacji zerwania papieru. Podczas operacji przejściowych, takich jak przewlekanie papieru, czujnik zerwania musi być wyłączony, tak samo jak i inne czujniki.

Nóż 18 do poprzecznego cięcia wstęgi, kierowanej do zsuwni zrywów 22 może zawierać alarm akustyczny lub optyczny informujący operatora o zerwaniu wstęgi.

Opisane wyżej urządzenie do wykrywania zerwania wstęgi papieru w jednowarstwowej sekcji suszarek zawierające piezoelektryczny czujnik podciśnienia, jest trwalsze niż znane aktualnie stosowane czujniki optyczne i do działania nie wymaga otwartego naciągu papieru.

Dodatkowo czujnik zerwania wstęgi według przedmiotowego wynalazku, może być tak ustawiony, że nie będzie sygnalizował fałszywego zerwania wstęgi, podczas regulowania przez operatora poziomów podciśnienia.

Urządzenie według wynalazku jest szczególnie korzystne przy wykrywaniu zerwania wstęgi w sekcji suszarek, nie mających otwartych naciągów papieru.

FIG. 3 ( I

FIG.4

4 A

172 455

FIG.5

FIG.6

FIG.7

FIG.I

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do wykrywania zerwania wstęgi papieru w sekcji suszarek maszyny papierniczej, zawierające czujnik podciśnienia wskazujący zmiany podciśnienia w bębnie, po którym przesuwa się wstęga papieru, wywołane zerwaniem wstęgi papieru, znamienne tym, że czujnik podciśnienia (14) jest połączony z rolką podciśnieniową (16) sekcji suszarek i z nożem (18) do poprzecznego cięcia wstęgi (W).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że czujnik podciśnienia (14) jest korzystnie piezoelektrycznym czujnikiem ciśnienia.

   ΰΖνΐην im 70 «6

   2, znamienne ujm το n r> ^to 1 o to » połączony ze środkowym wałkiem (30) rolki podciśnieniowej (16).
3. 4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że czujnik podciśnienia (14) jest połączony z kanałem (32) łączącym rolkę podciśnieniową (16A) ze źródłem (34) podciśnienia cząstkowego.
4. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera zsuwnię zrywów (22) usytuowaną pod nożem (18) do poprzecznego cięcia wstęgi (W).