РУЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОЛОТНА, ПЕРЕМЕЩАЕМОГО ВДОЛЬ ЗАМКНУТОЙ ТРАЕКТОРИИ, НА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЕ Российский патент 2015 года по МПК D21F1/32 

Область технического применения

Настоящее изобретение относится к ручному устройству для контролирования состояния полотна, перемещаемого вдоль замкнутой траектории, на бумагоделательной машине.

Предпосылки к созданию изобретения

Как известно, на традиционных бумагоделательных машинах используют полотна (также называемые «матами»), перемещаемые вдоль замкнутой траектории, посредством которых транспортируют и обрабатывают формуемый бумажный материал.

Обычно в каждой части машины имеется один определенный тип полотна.

В любом случае важно определять состояние полона, в дополнение к определению состояния материала, транспортируемого на нем, так как физические свойства полотна: содержание влаги и водопроницаемость отражаются на качестве бумажного листа.

Известны способы определения состояния полотна, используемого на бумагоделательной машине, с помощью устройств, которыми измеряют оба параметра: проницаемость и влажность самого полона, раскрытые, например, в патенте США № 7506550. Устройство, описанное в патенте США № 7506550, содержит некоторые средства для измерения проницаемости и влажности, непосредственно установленные на бумагоделательной машине в предварительно определенном месте вдоль полотна и присоединенные к блоку обработки данных и управления для осуществления непрерывного мониторинга полотна.

В дополнение к тому, что такие устройства являются относительно сложными, громоздкими и дорогостоящими, они не являются ручными устройствами.

В патенте США № 3056281, наоборот, описано ручное устройство для измерения проницаемости мата, используемого на бумагоделательных машинах.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание устройства, лишенного недостатков, присущих аналогам, используемым в данной области техники, и указанных в настоящем документе; в частности, целью изобретения является создание устройства, имеющего небольшой объем, простого и эффективного в использовании, которое может использовать оператор вручную в различных частях бумагоделательной машины, а также - на различных машинах.

Таким образом, настоящее изобретение относится к прибору для одновременного измерения влажности и проницаемости полотна для изготовления бумажного листа, определенному, с использованием базовых понятий, в п. 1 прилагаемой формулы изобретения и в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения, в которых определены его дополнительные признаки.

Устройство согласно изобретению просто и эффективно в использовании, а также имеет небольшой объем и небольшую массу, и, таким образом, пригодно для использования вручную оператором, который может использовать устройство в различных местах машины или даже на различных машинах.

На рынке в настоящее время имеются устройства, с помощью которых можно измерять влажность или проницаемость полотна для изготовления бумажного листа. Однако все определения включают некоторый риск, хотя и ограниченный, для операторов, связанный с движением компонентов и частей бумагоделательной машины, не исключая движение самого полотна. При том что, используя устройство, можно определять/измерять влажность и проницаемость, в то же самое время при его использовании в два раза повышается безопасность, и в два раза уменьшается время определения, и, следовательно, таким образом, уменьшается стоимость эксплуатации.

Краткое описание чертежей

Дополнительные свойства и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными после ознакомления с последующим описанием его вариантов осуществления, не ограничивающих объем изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

на фиг. 1 - схематический вид спереди в перспективе устройства согласно изобретению;

на фиг. 2 - схематический вид сзади в перспективе устройства, представленного на фиг. 1;

на фиг. 3 - схематический вид сбоку устройства, представленного на фиг. 1, показанного вместе с частью полотна, состояние которой требуется определить с помощью устройства.

Предпочтительный вариант осуществления изобретения

Ссылочной позицией 1 на прилагаемых чертежах обозначено в целом ручное устройство для контролирования состояния полотна W (схематически показанного только на фиг. 3), перемещаемого вдоль замкнутой траектории на бумагоделательной машине (в частности, мата или другого обрабатывающего полотна, используемого в любой части бумагоделательной машины), более конкретно - для определения проницаемости и влажности полона.

Под термином «ручное устройство» понимают то, что устройство имеет, например, такие форму, размеры и массу, что оператор может его легко перемещать и использовать вручную.

Устройство 1 содержит корпус 2, удерживаемый вручную (т.е. оператор может им вручную оперировать), снабженный, по меньшей мере, одной частью 3 ручки, которую оператор может захватывать для перемещения и маневрирования устройством 1 вручную.

Корпус 2 несет: средство 4 для измерения влажности; средство 5 для определения проницаемости; блок 6 управления, соединенный с измерительными средствами 4, 5 для обработки сигналов, поступающих от них; дисплей 7, соединенный с блоком 6 управления для визуализации данных, вырабатываемых блоком 6 управления; и опорную конструкцию 8, предназначенную для взаимодействия, при использовании, с участком поверхности 9 полотна W, состояние которого требуется проверить.

Дисплей 7 может быть с экраном сенсорного типа и/или может быть связан с клавиатурой 10, посредством которой оператор может вести диалоги с блоком управления 6.

В раскрытом варианте осуществления, не ограничивающем объем изобретения, корпус 2 содержит коробку 12, в которой размещены измерительные средства 4, 5 и блок 6 управления и к которой прикреплена ручка 13 в сборе, выступающая от коробки 12 и содержащая, по меньшей мере, две противоположные части 3 ручки для захвата их пользователем соответствующей рукой (руками); в частности, две части 3 ручки выступают с противоположных сторон торцевой части 14 коробки 12; части 3 ручки обращены друг к другу с противоположных сторон коробки 12 и выступают наружу в боковых направлениях от коробки 12.

В раскрытой коробке, не ограничивающей объем изобретения, ручка 13 в сборе имеет по существу форму петли, и две части 3 ручки составляют соответствующие диаметрально противоположные боковые части ручки 13 в сборе, имеющей форму петли.

Следует понимать, что ручка 13 в сборе, а также коробка 12 и, в общем, устройство 1 как одно целое могут иметь формы, отличающиеся от форм, раскрытых в настоящем документе, описанных и показанных просто в виде примера.

Средство 4 для измерения влажности является средством микроволнового типа, по существу известного, как такового, и содержит, по меньшей мере: один микроволновый датчик 15, где микроволновый датчик 15 снабжен излучателем 16 для испускания сигнала, посылаемого к полотну W; и приемник 17 для определения частотной характеристики полотна W, где с помощью блока управления 6 обрабатывают сигнал-отклик, поступающий от приемника 17, и обрабатывая его, получают значение влажности полотна W.

Средство 5 для определения проницаемости содержит: форсунку 18 для подачи воды; регулятор давления 19, соединенный с форсункой 18 таким образом, чтобы из форсунки 18 подавался поток воды под предварительно заданным давлением, в частности, по существу под постоянным давлением; и расходомер 20, связанный с форсункой 18, для измерения количества воды, проходящего через форсунку 18 за единицу времени при предварительно заданном давлении (постоянном).

Средство 5 для определения проницаемости также содержит (не обязательно) датчик давления (не показан для большей ясности чертежей), связанный с форсункой 18, для определения давления потока воды, подаваемого форсункой 18; где такой датчик давления соединен с блоком управления 6, который учитывает значения давления, определяемые датчиком давления, при вычислении значения проницаемости, для компенсации любых отклонений давления от предварительно заданной величины.

Действительно для получения более точного и надежного значения величины проницаемости расходомер 20 должен измерять поток воды, поступающей в форсунку 18 с постоянным давлением. Однако так как может случаться, что давление не является точно постоянным, также из-за самого процесса измерения, при котором имеют место потери давления, колебания давления могут быть просто компенсированы для получения более точного и надежного значения величины проницаемости.

Как уже было отмечено, измерительные средства 4, 5, а также блок управления 6 размещены в коробке 12. Следует понимать, что эти средства 4, 5 и/или блок управления 6 могут быть расположены в соответствующих отдельных контейнерах, поддерживаемых, однако, корпусом 2 и/или соединенных друг с другом на общей опорной конструкции корпуса 2.

Микроволновый датчик 15 (более точно: излучатель 16 и приемник 17) и форсунка 18 расположены на первой лицевой поверхности 21 устройства 1, в частности коробки 12; где лицевая поверхность 21 предпочтительно является по существу плоской, а излучатель 16, приемник 17 и форсунка 18 консольно выступают от лицевой поверхности 21.

В противоположность этому дисплей 7 установлен на второй лицевой поверхности 22 устройства 1, в частности коробки 12, противоположной первой лицевой поверхности 21. Очевидно, что лицевые поверхности 21, 22 не обязательно должны быть параллельными; в частности, лицевая поверхность 22 и/или дисплей 7 могут быть расположены наклонно относительно лицевой поверхности 21. Однако следует понимать, что дисплей 7 может иметь различные формы и может быть различным образом расположен и ориентирован в отличие от того, как дисплей представлен в настоящем документе, в котором он описан и показан просто в виде примера; дисплей 7, например, может быть расположен с боковой стороны устройства 1. Дисплей 7 может быть также полностью исключен, и данные могут просто сохраняться в устройстве 1 для их последующего направления (по кабелю или посредством любой одной из беспроводных систем, например: Wi-Fi, Bluetooth и т.д.) во внешний блок (персональный компьютер или другое средство) для их хранения и обработки; или устройство 1 может непосредственно передавать данные (опять-таки посредством использования кабеля или предпочтительно посредством беспроводной системы, например: Wi-Fi, Bluetooth и т.д.) во внешний блок. Очевидно, что эти способы соединения и передачи данных могут также использоваться при наличии дисплея 7.

Опорная конструкция 8 содержит опорную поверхность 23, которой определена плоскость P и которая сформирована таким образом, чтобы она лежала, при использовании, на участке поверхности 9 полотна W и по существу поддерживала устройство 1 в положении, параллельном участку поверхности 9 полотна W (т.е. в положении, в котором плоскость P является по существу параллельной участку поверхности 9).

В показанном примере опорная конструкция 8 содержит периферическую раму 24, имеющую форму петли (но не обязательно), например, по существу форму четырехугольника со скругленными вершинами, расположенного вокруг и снаружи коробки 12 и по существу расположенного напротив и параллельно ручке 13 в сборе; рама 24 является по существу плоской и имеет плоскую переднюю поверхность, противоположную ручке 13 в сборе, представляющую собой упорную поверхность 23 и, в определенном случае, но не обязательно, являющуюся по существу кольцевой поверхностью.

Форсунка 18 предпочтительно выступает от лицевой поверхности 21 устройства 1 и из плоскости P.

Микроволновый датчик 15 также выступает (не обязательно) соответствующими концами излучателя 16 и/или приемника 17 из плоскости P.

Устройство 1 также содержит, по меньшей мере, один переключатель 25, расположенный на части 3 ручки, посредством которого вводят в действие оба измерительных средства 4, 5.

Устройство 1 предпочтительно (как это показано на чертежах) содержит, по меньшей мере, два или большее количество переключателей 25, каждый из которых расположен на одной из частей 3 ручки или на клавиатуре 10 рядом с дисплеем 7, и с его помощью вводят в действие оба измерительных средства 4, 5 или отдельно только одно из них таким образом, чтобы оператор мог манипулировать устройством 1 любой одной или другой рукой, или двумя руками. Оператор определенно может вводить в действие оба средства 4, 5 вместе, используя один переключатель 25, или отдельно посредством соответствующих переключателей 25 таким образом, чтобы одновременно начиналось измерение влажности и проницаемости полотна W.

Корпус 2, кроме того, снабжен: гидравлическим фитингом 26, который может быть присоединен к внешней гидравлической цепи для подачи воды к форсунке 18; и соединителем 27, который можно присоединять к кабелю для передачи данных, для соединения блока управления 6 с внешним компьютером или с другим внешним блоком (банком памяти и т.п.). Следует понимать, что соединение может быть также соединением беспроводного типа (Wi-Fi, Bluetooth и т.д.); в таком случае устройство 1 содержит соответствующие средства для беспроводной передачи данных (известные и не показанные для большей ясности чертежей).

Устройство 1 может быть снабжено аккумуляторами (батарейками) (размещенными в корпусе 2, например, в коробке 12) и/или электрическим разъемом (не показан).

После выполнения требуемого гидравлического и, если это необходимо, требуемого электрического соединения, при использовании, оператор захватывает две части 3 ручки (или, по меньшей мере, одну из них) и вводит устройство 1 в желаемое положение относительно полотна W для выполнения требуемых измерений.

Для этого оператор подводит опорную конструкцию 8 к участку поверхности 9 полотна W и вводит в действие устройство 1 посредством, по меньшей мере, одного из переключателей 25; измерительные средства 4, 5, присоединенные к блоку управления 6, измеряют, соответственно, влажность и проницаемость полотна W.

Более точно, микроволновый датчик 15 излучает микроволны в направлении полотна W и определяет частотные характеристики полотна W, а блок управления 6 обрабатывает такой сигнал-отклик на основании предварительно заданных алгоритмов вычисления, для обеспечения значений влажности (или другого параметра, относящегося к влажности) полотна W. Тем временем из форсунки 18 подается поток воды под предварительно заданным давлением (постоянным), и посредством расходомера 20, связанного с форсункой 18, измеряют количество воды, проходящей через форсунку 18 за единицу времени; данные измерений посылаются в блок управления 6, который по ним, опять-таки на основании предварительно заданных алгоритмов, определяет значения проницаемости (или, в любом случае, значения, относящиеся к проницаемости) полотна W.

Блок управления 6 также пригоден для обработки данных, получаемых от измерительных средств 4, 5, возможно, для получения дополнительных параметров, являющихся репрезентативными для определения состояния полотна W, вычисляемых с учетом определенных значений влажности и проницаемости.

Согласно одному варианту осуществления блок управления 6 может быть расположен (даже скорее, чем в корпусе 2) на отдалении, на другой опоре, например на другом ручном элементе (например, на браслете такого типа, который используют для так называемых «персональных компьютеров на запястье») или на фиксированной опоре; измерительные средства 4, 5 могут быть присоединены или могут быть выполнены с возможностью присоединения к блоку 6 управления, например, посредством кабеля или посредством беспроводной связи.

Хотя один признак устройства 1 заключается в том, что устройство 1 является ручным и пригодным для маневрирования оператором, благодаря малым размерам устройства 1 обеспечивается также возможность его использования по существу в автоматическом режиме; действительно устройство 1 может быть установлено на перемещаемой каретке таким образом, чтобы его можно было переносить над полотном W и перемещать на каретке без потребности в непосредственном вмешательстве оператора.

Например, каретку, на которой установлено устройство, можно перемещать со скольжением вдоль направляющей, установленной перпендикулярно, или в поперечном направлении, относительно полотна W; каретку можно перемещать вдоль направляющей, и устройство 1 может действовать автоматически.

В частности, устройство 1 снабжено блоком управления запуском, посредством которого запускают процесс сохранения данных, следующий после начала генерирования данных расходомером и/или датчиком давления, и/или пусковым средством, считывающим прохождение маркировочной линии, имеющейся на поверхности всех полотен.

Устройство 1 предпочтительно установлено или закреплено с возможностью съема на каретке таким образом, чтобы его мог использовать оператор вручную и чтобы его можно было использовать на каретке.

Наконец, следует понимать, что могут быть произведены дополнительные модификации и выполнены варианты устройства, описанного и показанного в настоящем документе, не отступающие от объема, охватываемого прилагаемой формулой изобретения.

Изобретение относится к ручному устройству для контролирования состояния полотна, перемещаемого вдоль замкнутой траектории, на бумагоделательной машине, где устройство содержит ручной корпус, который несет: средство для измерения влажности, снабженное, по меньшей мере, одним микроволновым датчиком; средство для определения проницаемости, содержащее, по меньшей мере, одну форсунку для подачи воды; расходомер, связанный с форсункой; и блок управления, соединенный с измерительными средствами для обработки сигналов, поступающих от них; где корпус снабжен, по меньшей мере, одной частью ручки для захвата ее оператором для перемещения и маневрирования устройством вручную. 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ручное устройство (1) для контролирования состояния полотна (W), перемещаемого вдоль замкнутой траектории, на бумагоделательной машине, содержащее: ручной корпус (2), который может использовать вручную оператор и который снабжен, по меньшей мере, одной частью (3) ручки, выполненной с возможностью ее захвата оператором для перемещения и маневрирования вручную устройством (1); причем корпус (2) несет средство (5) определения проницаемости; отличающееся тем, что средство (5) определения проницаемости содержит, по меньшей мере, одну форсунку (18) для подачи воды и расходомер (20), связанный с форсункой (18), для измерения потока воды, проходящей через форсунку; при этом корпус (2) также несет средство (4) для измерения влажности, снабженное, по меньшей мере, одним микроволновым датчиком (15); причем указанные измерительные средства (4, 5) соединены или выполнены с возможностью соединения с блоком (6) управления, который обрабатывает сигналы, передаваемые измерительными средствами (4, 5).

2. Устройство по п. 1, в котором блок (6) управления также установлен в ручном корпусе (2) или расположен на отдалении и получает сигналы от средств (4, 5) по кабелю или посредством беспроводной связи.

3. Устройство по п. 1, содержащее регулятор давления (19), соединенный с форсункой (18) таким образом, чтобы из форсунки (18) подавался поток воды под предварительно заданным, в частности, по существу постоянным, давлением; и расходомер (20) измеряет количество воды, проходящее через форсунку (18) при предварительно заданном давлении.

4. Устройство по п. 1, в котором микроволновый датчик (15) содержит излучатель для направления сигнала на полотно (W) и приемник для определения частотной характеристики полотна (W), по которой блок управления (6) определяет значения влажности полотна (W).

5. Устройство по п. 1, в котором микроволновый датчик (15) и форсунка (18) расположены на первой лицевой поверхности (21) устройства; и устройство содержит дисплей (7), установленный на второй лицевой поверхности (21) устройства, предпочтительно противоположной первой лицевой поверхности (21), для визуализации данных, вырабатываемых блоком (6) управления.

6. Устройство по п. 1, в котором корпус (2) содержит коробку (12), в которой размещены измерительные средства (4, 5); причем, по меньшей мере, две противоположные части (3) ручки выступают с противоположных сторон коробки (12) для захвата их пользователем соответствующей рукой (руками).

7. Устройство по п. 1, в котором корпус (2) снабжен гидравлическим фитингом (26), который может быть присоединен к внешней гидравлической цепи для подачи воды к форсунке (18).

8. Устройство по п. 1, снабженное соединителем (27), присоединяемым к кабелю для передачи данных и/или который снабжен средствами для беспроводной передачи данных для соединения блока управления (6) с компьютером или с внешними блоками другого типа.

9. Устройство по п. 1, содержащее, по меньшей мере, один переключатель (25), расположенный на части (3) ручки, посредством которого вводят в действие оба измерительных средства (4, 5).

10. Устройство по п. 1, содержащее два переключателя (25), посредством каждого из которых вводят в действие оба измерительных средства (4, 5); где переключатели (25) расположены на соответствующих частях (3) ручки для захвата их оператором соответствующей рукой (руками) таким образом, чтобы оператор мог использовать устройство, действуя одной или другой рукой или двумя руками.

11. Устройство по п. 1, содержащее опорную конструкцию (8), имеющую опорную поверхность (23), которой определена плоскость (P), сформированную таким образом, чтобы она лежала, при использовании устройства, на участке поверхности (9) полотна (W) и чтобы по существу сохранялось положение упомянутой плоскости (P), параллельное участку поверхности (9) полотна (W).

12. Устройство по п. 11, в котором опорная конструкция (8) содержит периферическую раму (24), расположенную вокруг коробки (12), в которой размещены измерительные средства (4, 5).

13. Устройство по п. 12, в котором рама (24) имеет форму петли.

14. Устройство по п. 11, в котором, по меньшей мере, форсунка (18) и, не обязательно, также, по меньшей мере, один конец микроволнового датчика (15) выступает от лицевой поверхности (21) устройства (1) и выступает из плоскости (P), определенной опорной конструкцией (8).

15. Устройство по п. 1, в котором измерительные средства (4, 5) расположены в соответствующих отдельных контейнерах, где оба поддерживаются корпусом (2) и/или соединены друг с другом общей опорной конструкцией.