валец и установка для сушки

Формула изобретения

1. Валец для сушильной установки, содержащий цилиндрический пустотелый корпус, установленный на металлической оси вращения, при этом цилиндрический корпус имеет отверстие, выполненное с возможностью приема металлической оси вращения, отличающийся тем, что цилиндрический корпус выполнен двухслойным, причем внешний слой из деформируемого материала, являющегося менее твердым относительно внутреннего слоя, а между слоями размещена армирующая конструкция.

2. Валец по п. 1, отличающийся тем, что деформируемый материал состоит по меньшей мере из одного пластика или эластомернаго материала.

3. Валец по п. 1, отличающийся тем, что внешний слой имеет твердость по Шору А в диапазоне от 25 до 50.

4. Валец по п. 1, отличающийся тем, что внешний слой имеет твердость по Шору А в диапазоне от 30 до 45.

5. Валец по п. 3, отличающийся тем, что внутренний слой имеет твердость по Шору А в диапазоне от 40 до 95.

6. Валец по п. 3, отличающийся тем, что внутренний слой имеет твердость по Шору А в диапазоне от 45 до 90.

7. Валец по п. 1, отличающийся тем, что толщина внешнего слоя находится в диапазоне от 5 до 20 мм.

8. Валец по п. 3, отличающийся тем, что толщина внутреннего слоя равна или меньше 15 мм.

9. Валец по п. 1, отличающийся тем, что его диаметр составляет по меньшей мере 80 мм.

10. Валец по п. 9, отличающийся тем, что его диаметр находится в диапазоне от 80 до 110 мм.

11. Валец по п. 1, отличающийся тем, что армирующая конструкция содержит ткань или нить.

12. Установка для сушки гофрированного картона, содержащая ленточный транспортер, по меньшей мере один нагреватель и один валец, установленный на стороне ленты на расстоянии от нагревателя и выполненный в виде цилиндрического пустотелого корпуса, размещенного на металлической оси вращения, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус вальца выполнен двухслойным, внешний слой из деформируемого материала, являющегося менее твердым относительно внутреннего слоя, а между слоями размещена армирующая конструкция.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству вальца для применения в зоне сушки установки для изготовления гофрированного картона.

Вероятно, наиболее распространенным видом гофрированного картона является трехслойный гофрированный картон, который содержит одинарный слой гофрированного материала с одинарным листом бумаги для оклейки картона, предусмотренным на верхней и нижней его сторонах. В технике хорошо известны другие типы гофрированного картона, примеры которого включают в себя двухслойный гофрированный картон, пятислойный гофрированный картон и семислойный гофрированный картон.

Множество машин для изготовления гофрированного картона работает по принципу "непрерывного режима" для оптимизации рабочего пространства и гарантии однородности конечного продукта при минимальных потерях.

Процесс изготовления трехслойного гофрированного картона начинается с придания пластичности материалу среднего слоя гофрированного картона путем сочетания воздействия нагреваемым вальцом и паровых орошений. После этого материал пропускают между парой вальцов, отличающихся волнистым профилем, формируют гофры и на вершине гофров наносят клей. В то же самое время лист бумаги для оклейки картона, обычно внутренний вытягивают из рулона, пропускают через ряд нагреваемых вальцов и приклеивают к гофрам с помощью машины для производства двухслойного гофрированного картона. В машине для производства трехслойного картона на обнаженные вершины гофров наносят клей и второе полотно предварительно нагретой бумаги для оклейки картона приводят в контактирование с гофрами, когда эти два материала проходят между нагретым столом и "полотном" ленточного конвейера. В этом случае давление и тепло прикладывают, чтобы ускорить образование соединения этих двух элементов. Клей, нанесенный на вершины гофров, является, как правило, водорастворимым. При приложении тепла подают пар. Пар в конце концов приводит к разрушению металлических валков.

Затем картон поступает в зону сушки. В зоне сушки картон проходит над рядом нагревательных плит. Картон понуждают к контактированию с нагревательными плитами через бесконечную ленту. На поверхности этой ленты размещают металлические массивные вальцы, которые действуют от картона на некотором расстоянии для понуждения ленты в направлении картона. В зоне может иметь место разрушение гофра, когда каждый из массивных валков передает гофру нагрузку верхней точки.

Ленты в зоне сушки, как правило, не являются изготавливаемыми в виде бесконечных лент, а в виде отрезка материала с взаимодействующими или другими материалами на его концах. Эти фиксаторы используют для соединения вместе двух концов ленты с тем, чтобы обеспечить бесконечную конструкцию. В обнаженном виде металлический шов может привести к шумному биению вальца, когда происходит под металлическими осями.

Ближайшим техническим решением, является валец, описанный в патенте США N 2679572, 2679572.

Настоящее изобретение было сделано, исходя из рассмотрения этих проблем.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения обеспечивается устройство вальца для применения в зоне сушки установки для производства гофрированного картона, причем указанное устройство вальца содержит трубчатый корпус, трубчатый корпус содержит цилиндрическую стенку, ограничивающую простирающееся в нем отверстие, это отверстие служит для приема металлической оси, выполненной с возможностью вращения, в котором цилиндрическая стенка содержит внутренний слой и относительно менее твердый внешний слой, причем внешний слой выполнен из деформирующего материала, и в котором вокруг внутреннего слоя обеспечивается армирующая конструкция.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения обеспечивается применение устройства вальца в зоне сушки установки для производства гофрированого картона, причем указанное устройство вальца содержит трубчатый корпус, трубчатый корпус содержит цилиндрическую стенку, ограничивающую простирающиеся в нем в осевом направлении отверстия, это отверстие служит для приема металлической оси, выполненной с возможностью вращения, в котором цилиндрическая стенка содержит внутренний слой и относительно менее твердый внешний слой, причем внешний слой выполнен из деформируемого материала, и в котором вокруг внутреннего слоя обеспечивается армирующая конструкция вальца.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения обеспечивается устройство сушки для применения в производстве гофрированного картона, причем указанное устройство сушки содержит, по меньшей мере, один нагреватель для нагревания гофрированного картона, подвижную ленту для приведения в движение картона над указанными нагревателями и, по меньшей мере, одно устройство вальца, размещаемого на стороне ленты на некотором расстоянии от нагревателя, в котором указанное устройство вальца содержит трубчатый корпус, трубчатый корпус содержит цилиндрическую стенку, ограничивающую простирающееся в нем отверстие, это отверстие служит для приема металлической оси, выполненной с возможностью вращения, в котором цилиндрическая стенка содержит внутренний слой и относительно менее твердый внешний слой, причем внешний слой выполнен из деформируемого материала, и в котором вокруг внутреннего слоя обеспечивается армирующая конструкция.

Деформируемый материал предпочтительно является пластиком, например, полиуретаном, и/или эластичным материалом, например, каучуком.

Устройство вальца настоящего варианта изобретения может быть пригнано поверх массивных вальцов, предусматриваемых в зоне сушки существующих установок для производства гофрированного картона. Такое устройство вальца увеличивает диаметр вальцов без значительного увеличения их веса. Большой диаметр в совокупности со сжимаемым поверхностным слоем вальца увеличивает отпечаток на ленте, обеспечивая более равномерное приложение давления, чем известные вальцы, и, кроме того, позволяет вальцу лучше согласовываться с поверхностными неровностями нагреветельных плит. Это приводит к более высокой передаче тепла картону, обеспечивая более высокую производительность и более высокое качество картона.

Эффект демпфирования, обеспечиваемый внешним поверхностным слоем, уменьшает также биение, которое уменьшает износ подшипника.

Цилиндрическая стенка содержит два слоя. Внутренний слой является относительно твердым для непрерывного контактирования с вальцом. Он также обеспечивает превосходную устойчивость против воздействия центробежной силы. Внешний поверхностный слой является относительно мягким, чтобы обеспечивать превосходное демпфирование и увеличение контакта вальца с прилегающими поверхностями. Кроме того, исключается биение вальца так, что уменьшаются уровни шумов.

Внутренний и внешний слои могут содержать соответствующие полимеры, например, полиуретан.

Твердость по Шору А внешнего слоя находятся предпочтительно в диапазоне от 25 до 50 единиц, а более предпочтительно от 30 до 45 единиц. Твердость по Шору А внутреннего слоя находится предпочтительно в диапазоне от45 до 95 единиц, а более предпочтительно от 45 до 90 единиц.

Толщина внутреннего слоя находится предпочтительно в диапазоне от 0 до 15 мм, а более предпочтительно составляет приблизительно 9 мм. Толщина внешнего слоя находится предпочтительно в диапазоне от 5 мм до 20 мм, а более предпочтительно составляет 10 мм. Диаметр устройства вальца предпочтительно составляет, по меньшей мере 80 мм, а более предпочтительно находится в диапазоне от 80 мм до 110мм.

Устройство вальца может быть выполнено с помощью литья или другим приемлемым способом. Множество устройств вальца может быть размещено на одной металлической оси.

Предпочтительно, чтобы устройство вальца дополнительно содержало армирующую конструкцию. Она может содержать ткань или нить, которая в идеальном случае размещается между внутренним и внешним слоями цилиндрической стенки с тем, чтобы остановить деформацию внутреннего слоя. В идеальном случае армирование содержит нить, которую наматывают по спирали. Армирование обеспечивает устойчивость вальцов при воздействии центробежной силы и сведет к минимальной величине воздействие разрешения в случае износа внешней поверхности. Если армирование не было обеспечено, устройство вальца развалится, если будет сильный порез на внешней поверхности устройства.

Для более хорошего понимания настоящего изобретения, конкретный вариант его воплощения теперь будет описан только для примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг. 1 показана установка для изготовления гофрированного картона; на фиг. 2 зона сушки установки, показанной на фиг. 1; на фиг. 3 одно устройство вальца в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 4 - вертикальный вид сбоку устройства вальца, показанного на фиг. 3, рядом с известным устройством вальца.

Типовая установка 10 для изготовления трехслойного гофрированного картона содержит модули 11, 12 для производства двухслойного гофрированного картона и модуль 13 для производства трехслойного гофрированного картона. Первый гофрированный лист соединяется с плоским листом бумаги для оклейки картона в первом модуле 11 для производства двухслойного гофрированного картона с тем, чтобы обеспечить первый слоистый материал 14. Подобным образом второй гофрированный лист соединяется со вторым плоским листом бумаги для оклейки картона во втором модуле 1 для производства двухслойного гофрированного картона с тем, чтобы обеспечить второй слоистый материал 15. Второй слоистый материал 15 проходит к модулю 13 для производства трехслойного гофрированного картона, в котором плоский лист бумаги для оклейки картона соединяется с другой стороной гофрированного листа с тем, чтобы обеспечить слойный гофрированный картон 16. Затем на вершины гофров гофрированной стороны первого слоистого материала 14 с помощью вальца аппликатора 17 наносится клей и первый слоистый материал 14 соединяется с трехслойным гофрированным картоном 16. После этого полученный пятислойный гофрированный картон проходит через модуль сушки 18. Более подробно модуль сушки показан на фиг. 2. В модуле сушки 18 трехслойный гофрированный картон 16 перемещается над нагревательными плитами 19. Часть бесконечной ленты 20 находится в контакте со стороны картона 16, которая удалена от сушильных блоков так, чтобы толкать картон в направлении сушильных блоков. На стороне ленты, которая контактирует с картоном, предусматривают множество устройств вальцов 21. Эти вальцы содержат металлический стержень 22, на котором размещают ряд коротких цилиндрических втулок 23. В зависимости от ширины машины по длине металлического стержня размещают приблизительно 5-8 втулок. Производство коротких трубчатых вальцов считается более предпочтительным по сравнению с единым трубчатым вальцом, так как при разрешении одного короткого звена будет необходимо заменить только небольшую часть конструкции вальца. Кроме того, относительно короткие звенья проще сделать с помощью предпочтительного способа изготовления, которым является литье.

Цилиндрическая втулка 23 содержит твердую полиуретановую внутреннюю сердцевину 24, которая придает устойчивость и прочный контакт с поверхность вальца, и деформируемый полиуретановый внешний поверхностный слой 25, который поглощает вибрации, уменьшает биение вальца и износ подшипника. Отрезок нити 26 спирально наматывают вокруг внутренней сердцевины с тем, чтобы предотвратить деформацию. Диаметр втулки составляет приблизительно 9 см. При эксплуатации внешний полиуретановый слой деформируется так, чтобы обеспечить плоский "след", таким образом, исключая разрешение и след от вальца на картоне. Кроме того, применение втулки большего диаметра без значительного увеличения веса, что имело бы место при применении большой металлической оси, увеличивает площадь воздействия на ленту без разрушения ленты. Более распределенное давление, связанное с деформацией вальца, обеспечивает большое время для теплового воздействия на крахмал/клей.

Соответствующие материалы для внутреннего и внешнего слоев включают в себя полиуретан. Твердость этих слоев может быть выбрана в балансе с рабочими параметрами и долговечностью. Ниже приведены приемлемые сочетания характеристик.

Сочетания твердостей по Шору А.

Внутренний слой/внешний слой Внутренний слой/внешний слой

90/30 90/45

60/30 60/45

45/45

Технические характеристики материала приведены в таблице, материал: термореактивный полиуретан, твердость 90, 60, 45 и 30 ед.

Метод В.

Устройство трубчатого вальца настоящего изобретения предпочтительно изготавливают с помощью литья. Ниже приведен пример изготовления вальца.

Полиэфирный форполимер смешивают с диамином, чтобы при отверждении дать продукт с твердостью 90 единиц по Шору А. Затем смесь заливают в открытую изложницу и отверждают до "сырого состояния". Время отверждения должно быть достаточно продолжительным, чтобы дать материалу стать твердым, однако достаточно коротким с тем, чтобы достаточно концов изовианта было доступно для образования будущих связей. Извлекают внешний цилиндр и отливку протирают растворителем с целью удаления антиадгезионного слоя и дополнительного размягчения материала.

Нейлоновую нить /1260 денье/ 4 слоя/наматывают с натяжением в виде спирали, 8 нитей на дюйм, и позиционируют на расстоянии, равном приблизительно 1/2 дюйма /12,7 мм/, от обеих сторон отливки. Эту процедуру выполняют, чтобы исключить любую возможность агрессивного воздействия влаги на текстильную спираль.

Вновь собирают изложницу с большим внешним цилиндром и повторно нагревают. Полиэфирный форполимер является смесь с триметилпропаном растворимой в приоле, отверждаемой для получения продукта с твердостью 30 единиц по Шору А. Эту смесь заливают в полость между отливкой твердостью 90 единиц с нитяной обмоткой и внешним цилиндром. После этого по изложнице бьют резиновыми молотками, чтобы выбить пузыри воздуха, захваченные под спиральной обмоткой нити. Изложницу помещают в печь на 16 ч. Затем изложницу извлекают из печи, охлаждают и отливку извлекают из изложницы. После этого отливку зачищают с обеих сторон.

Начальные испытания устройств вальцов настоящего изобретения показали увеличение скоростей изготовления на 20-30% при достижении снижения шума. Увеличение нагрева картона составило приблизительно 15^oF/8^oC/. Применение этих валков привело также к уменьшению разрушения края картона и увеличению прочности соединений между составляющими слоями картона.

Необходимо понять, что описанный выше вариант воплощения является только способом пояснения. Возможно множество модификаций и вариантов воплощения.