ГОФРИРОВАЛЬНЫЙ ПРЕСС Российский патент 1994 года по МПК B31F1/28 

Изобретение относится к механизмам формирования гофрировального профиля из гладкого полотна бумаги. Изобретение относится к неотъемлемым частям линии изготовления гофрировального картона и преимущественно может быть использовано как в указанных линиях, так и любых других непрерывных технологических процессах материала в виде полотна, где требуется придать материалу определенную влажность для осуществления операций.

Известен гофрировальный пресс линии изготовления гофрировального картона, содержащий два гофрировальных вала, гладкий вал, клеевое устройство, увлажнитель, размещенный между направляющей штангой и верхним гофровалом и содержащий направляющие ребра, камеру с отверстиями, обращенными вверх к полотну бумаги, причем камера увлажнителя соединена магистралью через вентиль с паровой магистралью (Колонов Б. Гофрировальный картон. Лесная промышленность, 1962).

Недостатком такого увлажнителя является то, что подача пара на полотно бумаги не зависит от скорости движения полотна, а скорость изменяется от 5-10 м/мин (при перезаправке) до 80-100 м/мин (рабочий режим).

Пар, поступая из отверстия камеры, мгновенно конденсируется на стороне бумаги, которая к ним обращена. Это происходит из-за резкого снижения давления (от 5,5-8 до 0 ати) и температуры (от 150-180^оС пара до 20^оС на поверхности полотна).

Такой режим работы при прочих равных условиях требует изменения подачи влаги
= = 8, где Q - подача влаги в единицу времени на единицу площади, которая прямо пропорционально зависит от скорости, т. е.

₌₈₌, т. к. Q = c Диапазон изменения давления составит
₌₆₄
Описанное устройство не может обеспечить такой регулировки, причем скорость изменяется и внутри диапазона V = 10N80 м/мин по разным причинам. Поэтому вентилем на паровой магистрали устанавливают одинаковый фиксированный расход пара, который не соответствует режиму работы линии и не обеспечивает оптимальную влажность исходного материала для осуществления деформации. Это обстоятельство приводит к недостаточной влажности исходного сырья, тогда деформация потребует большего усилия, но не приведет к фиксации гофра, т. к. будет иметь место упругая деформация. Еще хуже обстоит дело, когда происходит переувлажнение. Это обстоятельство приводит к потере прочности полотном бумаги, разрушению ее при образовании пара в процессе силового контакта полотна с поверхностью гофровала, который имеет температуру от 150 до 180^оС.

В разрушенное полотно (микротрещины) при дальнейшем движении полотна после клеевого устройства выдавливается клей от усилия гладкого прижимного вала, который воздействует на гофр через второе полотно. Клей попадает на нижний гофровал, происходит подклей, вынужденная остановка.

При заправке и перезаправке всей линии это занимает не менее 30 мин. Такие подклеи происходят не менее 1 раза в смену, а это потеря выработки продукции ≈ 6% .

Известная конструкция увлажнителя не позволяет никакими автоматическими устройствами обеспечить быстрое изменение подачи пара, т. к. камера имеет значительную емкость и, следовательно, инерционность.

Пар поступает в атмосферу, когда линия кратковременно останавливается, да и заправка при струе пара требует хорошо отработанных навыков, т. к. перекрывать каждый раз магистраль нецелесообразно по следующим причинам:
трудно снова установить начальное положение, которое было до перекрытия;
охлаждение увлажнителя и необходимость его прогрева для получения устойчивого режима.

Известны гофропрессы, которые разработаны НИИЦМАШ НПО "Петрозаводскбуммаш" и входят в линии изготовления гофрированного картона серии АГП и ЛГ (последние разработки).

И устройство, и недостатки увлажнителей гофропресса аналогичны описанным выше, а именно невозможность поддержания оптимального режима увлажнения полотна в зависимости от скорости.

Целью изобретения является экономия энергоресурсов, устранение простоев линии.

Это достигается тем, что увлажнитель дополнительно оснащен регулировочным устройством для подачи воды, содержащим три последовательно расположенных и соединенных своими штоками цилиндра, при этом нижняя полость нижнего цилиндра размещена ниже камеры увлажнения и соединена магистралями с обратными клапанами, с камерой увлажнителя и верхней полостью среднего цилиндра, которая одновременно соединена магистралью с обратным клапаном, имеющим регулируемое усилие открывания с патрубками постоянного уровня на стойке с гайкой, сопряженной с ходовым винтом, оснащенным приводом вращательного движения, причем стойка соединена с системой регистрации положения патрубка постоянного уровня, а нижняя полость верхнего цилиндра соединена с управляемой магистралью.

На фиг. 1 представлена схема пресса; на фиг. 2 - принципиальная схема увлажнителя; на фиг. 3 - разрез А-А камеры увлажнителя на фиг. 2.

Гофропресс содержит два гофровала 1, гибкий прижимной вал 2. У нижнего гофровала 1 снизу размещено клеевое устройство 3.

Перед верхним гофровалом 1 размещен увлажнитель 4, и картон 5 проходит под направляющей штангой 6. Картон 5 опирается на увлажнитель 4. Это обеспечивается тем, что направляющая штанга 6 расположена ниже соединяющей увлажнитель 4 и верхний гофровал 1 касательной плоскости.

Увлажнитель содержит камеру 7 и направляющие ребра 9, на которые опирается картон 5.

Камера 7 имеет отверстия 8 между ребрами 9. Число отверстий между ребрами обеспечивает покрытие струей воды из отверстия 8 между ребрами 9. Для этого на корпусе камеры 7 снята лыска 10. Это обеспечивает получение струи в виде конуса, т. к. само отверстие 8 при тонкой перемычке становится диафрагмой.

Камера 7 соединена магистралью 11 с нижней полостью 12 нижнего цилиндра 13.

Штоки цилиндров 13, 14, 15 соединены между собой. Для упрощения показан общий шток 16 с поршнями 17, 18, 19. Средний цилиндр 14 и нижний цилиндр 13 образуют гидроусилитель, и их полости 20 и 12 соответственно соединены магистралью 21. В магистралях 11 и 21 размещены обратные клапаны 22, 23. Особенностью обратного клапана 23 является то, что он выполняет роль предохранительного клапана одностороннего действия, т. е. его запорный элемент подпружинен с заданным усилием. Верхний цилиндр 15 своей нижней полостью 24 соединен с управляемым золотником 25. Полость 20 соединена гибкой магистралью 26 и обратным клапаном 27 с патрубком 28, который имеет гибкую сливную магистраль 29, а на стойке 30 закреплена водная подающая магистраль 31.

Сам патрубок имеет сливную чашку 32, к которой подсоединена магистраль 29. Патрубок 28 установлен на стойке 33, которая гайкой 34 соединена с ходовым винтом 35 с его приводом 36.

На стойке закреплены подвижный контакт 37 реостата 38 и стрелка 39, которая способна перемещаться относительно шкалы 40.

На штоке 16 закреплен упор 41, который может взаимодействовать в своих крайних положениях с микропереключателями 42, 43.

Действует увлажнитель следующим образом.

При работе пресса полотно картона 5 через направляющую штангу 6 перемещается над увлажнителем 4 к верхнему гофровалу 1.

Вода под давлением, которое создается за счет гидростатического давления Н в гидроусилителе, подается струей в виде конуса через отверстия 8 на нижнюю поверхность картона 5.

Вода свободно проходит через обратный клапан 22 магистрали 11. При расходовании всей воды включаются микропереключатель 43 от упора 41, золотник 25 переключателя и сжатый воздух начинает поступать в полость 24, шток 16 и все поршни перемещаются вверх. При этом вода из полости 20 перетекает через магистраль 21 и обратный клапан 23, который отрегулирован на это давление в полости 12. В момент перетекания давление в камере 7 падает резко до 0 ати. После заполнения полости 12 золотник 25 соединяет полость 24 с атмосферой, и шток 16 со своими поршнями начинает перемещаться вниз, вода опять начинает поступать в камеру 7 и из полости 12 через магистраль 11 с обратным клапаном 22.

При остановке гидропресса золотник 25 не переключается на атмосферу, и шток с поршнями удерживается давлением в полости 24 в крайнем верхнем положении, а микропереключатель 42 остается замкнутым.

Процесс заполнения займет незначительное время и зависит от емкости полости 12, однако, если появляются какие-либо опасения, то одновременно устанавливается на несколько секунд самая низкая скорость вращения гофровалов. Все эти процессы осуществляются в автоматическом режиме от блока управления, который условно не показан, так как его функции управления просты.

При изменении скорости движения полотна картона 5 блок управления получает информацию. Датчик скорости вращения гофровалов 1 имеется на их приводе, включается привод, начинает вращаться ходовой винт 35, а гайка 34 со стойкой 33, патрубком 28, магистралью 31 и подвижным контактом 37 начинает перемещаться. При увеличении скорости гайка 34 перемещается вверх, увеличивая гидростатическое давление Н, при уменьшении скорости гайка 34 перемещается вниз. Потенциометр вырабатывает сигнал в блок управления, который отключает привод 36, когда подача воды будет соответствовать скорости движения полотна картона 5. Вода из магистрали 31 может поступать горячая от конденсата пара, хотя эта экономия очень мала, т. к. на 1 м² полотна нужны граммы воды и энергозатраты на ее нагрев гофровалом 1 от 20 до 100^оС очень малы.

Таким образом, предлагаемый увлажнитель позволяет с высокой точностью изменять подачу воды для увлажнения исходного материала в зависимости от скорости движения полотна исходного материала и прекратить подачу воды при остановке пресса.

То, что предлагаемый увлажнитель с системой регулировки позволяет получить саморегулируемую систему, показано выше. Покажем, что можно получить достаточный диапазон регулирования
Q= c - формула расхода через любую насадку любой формы.

Выше показано, что ≃ 8
Р_max = 64 ати
Давление в полости составит
h= H, где h и Н - соответственно давление в камере 7 и гидростатическое давление от положения патрубка, D и d - соответственно диаметры поршней 18 и 17.

Пусть = 10, тогда
h = H ˙100
Такая передача на гидроусилителе позволяет в большом диапазоне изменять расход и, следовательно, степень увлажнения.

Экономический эффект оценен в рассмотрении известных конструкций гофропресса, и было показано, что одна остановка от заклеивания после переувлажнения приведет к потере продукции.

Сущность изобретения: гофрировальный пресс включает в себя два гофровала, прижимной гладкий вал, клеевое устройство, направляющую штангу и увлажнитель, расположенный между штангой и верхним гофровалом и содержащий камеру с направляющими ребрами, которая соединена с магистралью подачи увлажняющей среды и имеет отверстия, направленные вверх в сторону полотна исходного материала. Увлажнитель оснащен устройством регулировки подачи увлажняющей среды, содержащим три последовательно расположенных и соединенных своими штоками цилиндра и патрубок постоянного уровня. Патрубок имеет соединенную с ним стойку, сопряженную посредством гайки с ходовым винтом, имеющим привод вращательного движения. Патрубок постоянного уровня снабжен системой регистрации его положения. Нижняя полость нижнего цилиндра размещена ниже камеры увлажнителя и соединена посредством имеющих обратные клапаны магистралей с камерой увлажнителя и верхней полостью среднего цилиндра, которая одновременно соединена посредством имеющей регулируемый обратный клапан магистрали с патрубком постоянного уровня. Нижняя полость верхнего цилиндра снабжена соединенным с ней управляемым золотником. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. ГОФРИРОВАЛЬНЫЙ ПРЕСС, включающий в себя два гофровала, прижимной гладкий вал, клеевое устройство, направляющую штангу и увлажнитель, расположенный между штангой и верхним гофровалом и содержащий камеру с направляющими ребрами, которая соединена с магистралью подачи увлажняющей среды и имеет отверстия, направленные вверх в сторону полотна исходного материала, отличающийся тем, что, с целью экономии энергоресурсов, оптимизации технологического процесса деформации полотна и устранения вынужденных простоев, увлажнитель дополнительно оснащен устройством регулировки подачи увлажняющей среды, содержащим три последовательно расположенных и соединенных своими штоками цилиндра и патрубок постоянного уровня, имеющий соединенную с ним стойку, сопряженную посредством гайки с ходовым винтом, имеющим привод вращательного движения, и снабженный системой регистрации положения патрубка постоянного уровня, при этом нижняя полость нижнего цилиндра размещена ниже камеры увлажнителя и соединена посредством имеющих обратные клапаны магистралей с камерой увлажнителя и верхней полостью среднего цилиндра, которая одновременно соединена посредством имеющей регулируемый обратный клапан магистрали с патрубком постоянного уровня, причем нижняя полость верхнего цилиндра снабжена соединенным с ней управляемым золотником. 2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что система регистрации положения патрубка выполнена в виде потенциометра с установленным на стойке подвижным контактом. 3. Пресс по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что все обратные клапаны установлены в магистралях с возможностью прохода увлажняющей среды в сторону камеры.