способ и устройство управления температурой двух цилиндров

Формула изобретения

1. Способ управления температурой двух цилиндров, образующих между собой зазор, при котором на каждом цилиндре регистрируют температуру, устанавливая тем самым некую точку измерения, при этом самую высокую зарегистрированную температуру используют в качестве контрольной точки, причем цилиндры подвергают нагреву в тех областях, где регистрируемая температура является ниже данной контрольной точки, при этом температуру регистрируют, по меньшей мере, в трех точках каждого из цилиндров, образующих зазор: в двух точках на соответствующих концах этого цилиндра и в одной точке в середине этого цилиндра, при этом показатели температуры регистрируют непрерывно.

2. Способ по п.1, в котором с каждой точкой измерения связан нагреватель, при этом нагреватель эксплуатируют на полную мощность, если разница между температурой, зарегистрированной в определенной точке, и температурой точки отсчета находится вне заданного диапазона.

3. Способ по п.2, в котором предусматривается, что если разница между зарегистрированной температурой и температурой контрольной точки находится в пределах заданного диапазона, то нагреватель эксплуатируют таким образом, чтобы температура в конкретной точке приближалась к температуре контрольной точки, но не превышала ее.

4. Способ по п.1, в котором контрольную точку изменяют, если в некоторой точке на протяжении заданного временного интервала регистрируется более высокая температура, в этом случае эту более высокую температуру устанавливают в качестве новой контрольной точки.

5. Способ по п.3 или 4, в котором указанный заданный температурный диапазон составляет 1-4°С, предпочтительно около 2°С, а указанный заданный временной интервал составляет 4-12 мин, предпочтительно около 8 мин.

6. Способ по п.5, в котором положение, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, двух цилиндров относительно другого цилиндра изменяют в зависимости от контрольной точки для температур и зарегистрированных показателей температуры.

7. Способ по п.6, в котором алгоритм управления размещают в устройстве управления, соединенном с датчиками, нагревателями и средствами для изменения положения, при этом данный алгоритм содержит заданный температурный диапазон и временной интервал.

8. Способ по п.5, который применяют в рилевочном узле машины для формирования тары из бумажного полотна или ламината, при этом температурный диапазон и временной интервал определяют, исходя из размеров цилиндров и рилевочных частей этих цилиндров, а также из расчетной температуры этих цилиндров и качества и размеров полотна, предназначенного для рилевки.

9. Способ по п.1, в котором части цилиндров, образующих зазор, и/или корпусы подшипников, относящихся к этим цилиндрам, подвергают охлаждению.

10. Устройство для управления температурой двух цилиндров (1, 2), образующих между собой зазор, при этом устройство включает датчики (11) для измерения температуры, по меньшей мере, в трех точках измерения (12-21) каждого из цилиндров (1, 2), в двух точках на соответствующих концах этого цилиндра и в одной точке в середине этого цилиндра, при этом к каждой точке измерения (12-21) относится нагреватель.

11. Устройство по п.10, в котором каждый нагреватель (23-28) размещен с возможностью нагревания области вокруг данной точки измерения (12-21).

12. Устройство по п.10, в котором датчики (11) являются датчиками инфракрасного излучения, и в котором нагреватели (23-28) имеют форму аппарелей (9), вмещающих множество инфракрасных углеродных нагревателей (10).

13. Устройство по п.10, в котором в корпусах подшипников (3-6) цилиндров (1, 2) размещены температурные датчики, и в котором в корпусах подшипников размещены воздухоподогреватели.

14. Устройство по п.10, в котором выполнены средства для изменения положения, по меньшей мере, одного из образующих зазор цилиндров (1, 2) относительно второго цилиндра (1, 2).

15. Устройство по п.14, в котором датчики (11), нагреватели (23-28) и средства изменения положения, по меньшей мере, одного цилиндра (1, 2) присоединены к устройству управления, причем данное устройство управления представлено компьютером или центральным процессором, содержащим алгоритм управления.

16. Устройство по п.10, в котором на концах валов цилиндров (1, 2) установлены средства охлаждения в виде вентиляторов или вихревых трубок.

17. Устройство по п.12, в котором между каждым датчиком (11) и соединенным с ним нагревателем (23-28) размещен щиток (22), при этом данный щиток (22) продолжается радиально от цилиндра (1, 2).

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе и способу управления и уравновешивания температуры двух взаимодействующих цилиндров, между которыми образуется зазор.

Предшествующий уровень техники

Во многих случаях, где два цилиндра образуют между собой зазор, является очень важным, чтобы расстояние между этими цилиндрами сохранялось в пределах некоторого диапазона. Часто также важно, чтобы взаимодействующие части цилиндров совпадали друг с другом.

Для многих типов цилиндров, таких как рилевочных цилиндров, образующих между собой зазор, важно, чтобы они были должным образом выровнены относительно друг друга. В машинах для формирования тары из полотна бумаги или ламината обычно на какой-то производственной стадии используются рилевочные цилиндры. Для облегчения сгибания упаковок на полотне материала выполняются рилевки. Один из рилевочных цилиндров имеет выступы, которые должны входить во взаимодействующие с ними углубления второго цилиндра. Невыровненные должным образом рилевочные цилиндры могут привести к прорезям в полотне, на котором выполняется рилевки. Когда цилиндры нагреваются, они расширятся. Если рилевочные цилиндры нагреты неравномерно, они неравномерно расширятся, что может привести к тому, что взаимодействующие части цилиндров не будут выровнены должным образом. Так, выступы одного цилиндра могут ударять по боковым сторонам углублений другого цилиндра, что может привести к прорезанию полотна.

Описание изобретения

Исходя из вышеизложенного, одна из целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить или по меньшей мере уменьшить риск разрезания полотна рилевочным узлом вследствие его неравномерного нагрева.

Один аспект настоящего изобретения заключается в возможности управления температурой этих двух цилиндров, которые образуют между собой зазор. В соответствии с настоящим изобретением температура цилиндров, включая подшипники и привод, постоянно измеряется во множестве отдельных точек. Алгоритм температурного управления основывается на самой высокой зарегистрированной температуре, которая принимается за точку отсчета. Другие части цилиндров, подшипников и привода нагреваются до самой высокой зарегистрированной температуры, то есть до температуры точки отсчета.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения температура различных частей цилиндров, подшипников и привода продолжает регистрироваться. И для нагрева различных частей цилиндров продолжают поставляться нагреватели. Однако согласно этому аспекту настоящего изобретения данные цилиндры установлены так, что они могут смещаться в концах относительно друг друга. При этом смещаемыми могут быть либо только один, либо оба цилиндра. Эти цилиндр или цилиндры смещаются в зависимости от зарегистрированных температур.

При использовании настоящего изобретения температура цилиндров распределяется равномерно. Без системы управления, выполненной согласно настоящему изобретению, может существовать относительно большая разница между самой высокой и самой низкой температурой цилиндров, образующих между собой зазор.

И хотя настоящее изобретение обычно описывается в связи с рилевочными цилиндрами машин для формирования тары, специалисту в данной области будет понятно, что принципы настоящего изобретения могут быть применимы и к другим цилиндрам, образующим между собой зазор.

Согласно настоящему изобретению цикл управления разработан для полотна, имеющего толщину по меньшей мере 150 µn.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение будет описано посредством примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:

Фиг.1 - схематичный вид сбоку двух рилевочных цилиндров, воплощающих настоящее изобретение,

Фиг.2 - детализированное изображение зазора между рилевочными цилиндрами согласно фиг.1,

Фиг.3 - один пример узла нагревателя, который может использоваться в соответствии с настоящим изобретением, и

Фиг.4 - схематичный вид с торца одного из цилиндров, показанных на фиг.1.

Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения

На фиг.1 в качестве примера показаны два рилевочных цилиндра 1, 2. Каждый конец цилиндра 1, 2 заключен в корпус подшипника 3, 4, 5, 6. Один из корпусов подшипников, а именно подшипник 6, включает узел привода.

Один из рилевочных цилиндров 1 имеет на своей поверхности выступы 8. Выступы 8 должны входить в углубления 7 второго рилевочного цилиндра 2. Если цилиндры 1, 2 нагреты неравномерно, то они расширятся в разной степени. Если выступ 8 одного рилевочного цилиндра 1 из-за такого неравномерного нагревания оказывается слишком близко к углублению 7 второго цилиндра 2, то полотно, на котором требуется выполнить рилевку, может быть прорезано в месте контакта между выступом 8 и углублением 7.

Вдоль каждого цилиндра 1, 2 установлены нагреватели 23-28. Обычно для каждого цилиндра 1, 2, установлены по меньшей мере три нагревателя 23-28: по одному на каждом конце и один посередине, однако специалисту в данной области будет понятно, что конкретное число нагревателей определяется отдельно для каждого конкретного случая исходя из размеров цилиндров, требований к чувствительности и т.д. На фиг.3 показан пример нагревателя, выполненного в виде аппарели 9 со множеством инфракрасных углеродных нагревателей 10. В этом варианте воплощения нагреватели могут быть помещены также внутри корпусов подшипников 3-6, где эти нагреватели могут быть воздухоподогревателями. В других вариантах воплощения никаких нагревателей в корпусах подшипников 3-6 нет, поскольку привод и подшипники обычно сами производят в процессе работы много тепла. Корпусы подшипников 3-6 включают масло, которое способствует распределению произведенного тепла в корпусах подшипников 3-6.

С каждым нагревателем 23-28 связан по меньшей мере один датчик 11, но могут быть установлены и дополнительные датчики. Датчики 11 измеряют температуру в определенных точках 12-21 на цилиндрах или частях, относящихся к цилиндрам. Датчики 11 обычно являются датчиками инфракрасного излучения, но может использоваться и любой другой подходящий тип датчика.

В процессе эксплуатации один датчик инфракрасного излучения 11 направлен на точки измерения 13-15, 17-19 на цилиндрах 1, 2. Датчики инфракрасного излучения являются бесконтактными. В корпусах подшипников 3-6 могут использоваться другие типы температурных измерительных приборов, например тензометры. В каждом корпусе подшипников 3-6 установлена точка измерения 12, 16, 20, 21. Точки измерения 13-21 обозначены на фиг.1. В примере, показанном на фиг.1, имеется шесть нагревателей 23-28, по одному на каждом конце и по одному в середине каждого цилиндра 1, 2. Эти шесть нагревателей 23-28 связаны с одной точкой измерения 13-15, 17-19 каждый. Специалисту в данной области будет понятно, что можно использовать много различных типов датчиков и узлов нагревателей.

Чтобы уменьшить риск влияния нагревателей 23-28 на датчики 11, между этими нагревателями и датчиками на каждом цилиндре 1, 2 могут быть помещены один или несколько щитков 22, как показано на фиг.4. При этом данные щитки 22 будут проходить в направлении от цилиндров 1, 2.

Система управления, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, основывается на самой высокой зарегистрированной температуре. Указанная самая высокая температура будет использоваться в качестве контрольной точки для других точек измерения 12-21. Таким образом, если регистрируемая температура определенной точки измерения будет ниже самой высокой зарегистрированной температуры, то нагреватель, относящийся к этой точке, будет активирован. Если разница между самой высокой зарегистрированной температурой и температурой определенной точки будет выше заданного значения, то относящийся к этой точке нагреватель будет работать на полную мощность. Когда же эта разница будет ниже указанного заданного значения, то нагреватель будет работать меньше, чем на 100% своей мощности, и при этом он будет обычно управляться таким образом, чтобы температура определенной точки измерения приближалась к температуре установленной контрольной точки, не превышая ее.

Пока температура точек измерения 12-21 находится в пределах некоторого интервала, цилиндры 1, 2 будут расширяться относительно друг друга равномерно, а это означает, что риск прорезания полотна, на которое надо нанести рилевку, будет значительно уменьшен. Специалисту в данной области будет понятно, что температурный интервал и максимально допустимая температурная разница между определенными точками измерения 12-21 будут зависеть от ряда факторов, таких как размеры цилиндров 1, 2, размеры взаимодействующих выступов 8 и углублений 7 при выполнении рилевок, качество и материал самого полотна, скорость подачи этого полотна.

В одном примере нагреватели 23-28 работают на полную мощность, если зарегистрированная разница между определенной точкой измерения 12-21 и контрольной точкой превышает 2°С. Когда эта разница менее 2°С, отдельный нагреватель 23-28 управляется таким образом, чтобы позволить этой температуре приблизиться к контрольной температуре, не превышая ее. Если температура в одной определенной точке превышает контрольную температуру, то эта более высокая температура станет новой контрольной температурой, если она все еще превышает прежнюю контрольную температуру после заданного временного интервала. В одном примере этот временной интервал был установлен на 8 минут.

В другом варианте воплощения расстояния между концами цилиндров 1, 2 могут быть изменены. Это выполняется с тем, чтобы либо один из цилиндров 1, 2, либо оба цилиндра 1, 2 могли перемещаться относительно друг друга таким образом, чтобы взаимное расстояние между ними могло меняться. Обычно только один из цилиндров 1, 2 выполняется перемещаемым. В данном варианте воплощения в корпусах подшипников 3-6 нет никаких нагревателей, но они имеются вдоль цилиндров 1, 2, и расположены они тем же самым образом, как описано выше. Также в этом варианте воплощения, самая высокая зарегистрированная температура является контрольной температурой для остальных точек измерения 12-21.

Датчики 11, нагреватели 23-28 и возможные исполнительные механизмы для перемещения одного или обоих цилиндров 1, 2 присоединены к устройству управления, такому как компьютер или процессор. Это устройство управления, основываясь на температурах, регистрируемых датчиками 11, будет поддерживать алгоритм, с помощью которого управляются нагреватели 23-28 и возможные исполнительные механизмы перемещения.

В некоторых вариантах воплощения вместе с нагревателями 23-28 размещаются вентиляторы, вихревые трубки или другие средства охлаждения, в этом случае управление температурой может осуществляться за счет сочетания нагревания и охлаждения, или же только с помощью охлаждения. Средства охлаждения часто помещаются в концах валов цилиндров 1, 2.

Температурный диапазон и временной интервал определяются, основываясь на размерах цилиндров 1, 2 и рилевочных частей 7, 8 цилиндров 1, 2, на расчетной температуре цилиндров 1, 2 и на качественных показателях и размерах полотна, предназначенного для рилевки.

1. цилиндр (рилевочный цилиндр)

2. цилиндр (рилевочный цилиндр)

3. корпус подшипника

4. корпус подшипника

5. корпус подшипника

6. корпус подшипника, привод

7. углубление

8. выступ

9. аппарель

10. инфракрасно-углеродный нагреватель

11. датчик инфракрасного излучения

12. точка измерения

13. точка измерения

14. точка измерения

15. точка измерения

16. точка измерения

17. точка измерения

18. точка измерения

19. точка измерения

20. точка измерения

21. точка измерения

22. щиток

23. нагреватель

24. нагреватель

25. нагреватель

26. нагреватель

27. нагреватель

28. нагреватель