Способ и устройство для измерения и устранения вращательной изменчивости профиля давления в зоне прессования вала с покрытием отжимного пресса

Способ и устройство для измерения и устранения вращательной изменчивости профиля давления в зоне прессования вала с покрытием отжимного пресса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0001] Настоящее изобретение относится в общем к отжимным прессам, предназначенным для воздействия прижимными силами на движущиеся полотна при получении, например, бумаги, текстильного материала, пластиковой фольги и других похожих материалов. В частности, настоящее изобретение направлено на способы и устройства для измерения и устранения влияний вращательной изменчивости в профиле давления в зоне прессования отжимных прессов с использованием датчиков, встроенных в валы с покрытием. Хотя известные прессы, в которых используются валы с встроенными датчиками, могут быть способны детектировать изменения в давлении по длине вала, эти встроенные датчики могут быть не способны измерять и компенсировать вращательную изменчивость, которая может создаваться скоростным вращением вала с покрытием. Настоящее изобретение предлагает способ и устройство для измерения и устранения вращательной изменчивости профиля давления в зоне прессования вала с покрытием, чтобы получить более точный профиль давления в зоне прессования.

[0002] Отжимные валы используются в большом числе отраслей с непрерывными процессами, включая, например, изготовление бумаги, выплавку стали, каландрирование пластиков и печать. Характеристики отжимных валов имеют особое значение в бумажной промышленности. В процессе изготовления бумаги необходимы многие этапы для преобразования массы из напорного ящика в бумагу. Исходным этапом является нанесение массы из напорного ящика, обычно называемой "волокнистая масса", на формующую сетку бумагоделательной машины. После нанесения часть оборотной воды протекает через отверстия в формующей сетке, оставляя на ней смесь жидкости и волокон. Эта смесь, называемая в промышленности "полотно", может быть обработана на оборудовании, которое далее снижает величину содержания влаги в конечном продукте. Формующая сетка непрерывно поддерживает волокнистое полотно и перемещает его через разное обезвоживающее оборудование, которое эффективно удаляет желательное количество жидкости из полотна.

[0003] Один из этапов обезвоживания осуществляют, пропуская полотно через пару или больше вращающихся валов, которые формируют отжимной пресс, или их последовательность, во время чего жидкость удаляется из полотна давлением, прилагаемым вращающимися валами. Эти валы, прилагая силу к полотну и формующей сетке, удаляют часть жидкости из волокнистого полотна. Затем полотно может быть перемещено в другие прессы или сушильное оборудование, которое далее снижает количество влаги в полотне. "Зона прессования" представляет собой зону контакта между двумя смежными валами, через которую пропускается бумажное полотно. Один вал отжимного пресса обычно выполнен из твердой стали, а другой имеет форму металлической оболочки, покрытой полимерным покрытием. Однако в некоторых применениях покрытие могут иметь оба вала. Количество жидкости, удаляемой из полотна, зависит от величины давления, прилагаемого к полотну, когда оно проходит через зону прессования. Последующие валы в процессе в каландре машины используются для регулировки толщины и других характеристик листа. Валы с покрытием всегда используют в каландре. Характеристики этих валов имеют особое значение в области изготовления бумаги, поскольку величина давления, прилагаемого к полотну на этапе прохождения через отжимной пресс, может являться критической для достижения равномерных характеристик листа.

[0004] Одной общей проблемой, связанной с такими валами, является отсутствие равномерности давления, распределяемого по рабочей длине вала. Давление, прилагаемое валами отжимного пресса, часто называют "давлением в зоне прессования". Величина давления в зоне прессования, прилагаемого к полотну, и размер зоны прессования, могут быть важными для достижения равномерных характеристик листа. Даже давление в зоне прессования вдоль вала имеет большое значение при изготовлении бумаги, отвечая за содержание влаги, толщину, прочность листа и внешний вид поверхности. Например, отсутствие равномерности в давлении в зоне прессования часто может приводить к получению бумаги плохого качества. Чрезмерное давление в зоне прессования может вызвать измельчение или смещение волокон, а также отверстия в конечном бумажном продукте. Усовершенствования в нагрузке в зоне прессования могут повысить производительность путем повышения скорости машины и снижения числа аварий (времени незапланированных простоев).

[0005] Известные валы, используемые в прессовой секции, могут быть выполнены из одного или нескольких слоев материала. Прогиб вала, обычно из-за прогиба или нагрузки в зоне прессования, может быть источником неравномерного давления и/или распределения ширины зоны прессования. Изношенные покрытия валов также могут вносить изменения в давление. Разработаны валы, которые контролируют и компенсируют такие отклонения. Эти валы обычно имеют плавающую оболочку, которая окружает неподвижный сердечник. Под плавающей оболочкой расположены подвижные поверхности, которые могут быть приведены в действие для компенсации неравномерного распределения давления в зоне прессования.

[0006] Ранее известные способы определения наличия таких различий давления в зоне прессования требовали от оператора остановить вал и поместить в зону прессования длинный кусок копировальной бумаги или пленки, чувствительной к давлению. Эта процедура известна как получение "отпечатка зоны прессования". Более поздние способы получения отпечатков зоны прессования включают использование искусственной пленки "майлар" с чувствительными элементами для того, чтобы регистрировать давления в зоне прессования с помощью электронного оборудования. Эти процедуры, хотя и полезные, нельзя использовать при работе отжимного пресса. Более того, температура, частота вращения вала и другие соответствующие изменения, которые повлияли бы на равномерность давления в зоне прессования, нельзя принимать во внимание.

[0007] Соответственно, в течение лет были разработаны отжимные прессы, которые позволяют оператору измерять давление в зоне прессования при вращающихся валах. Один такой отжимной пресс описан в патенте США №4,509,237. В этом отжимном прессе используется вал, который имеет датчики положения, чтобы определять неравномерное расположение оболочки вала. Сигналы от датчиков активируют опорные элементы или элементы давления под оболочкой вала, чтобы выровнять неравномерное расположение, которое может иметь место из-за вариаций давления. Элементы давления включают известные гидростатические опорные подшипники, питаемые по линии подачи масла под давлением. Вал, описанный в патенте США №4,898,012, также представляет собой попытку решить эту проблему путем установки датчиков на вал, чтобы определять профиль давления в зоне прессования. Еще один отжимной пресс раскрыт в патенте США №4,729,153. Этот вал с управляемым прогибом, кроме того, имеет датчики для регулировки температуры поверхности вала в узкой полосе по наружной поверхности. Другие валы с управляемым прогибом, такие как вал, описанный в патенте США №4,233,011, основаны на свойствах теплового расширения материала вала для достижения требуемого прогиба вала.

[0008] Другие достижения в технологии отжимных прессов включают разработку беспроводных датчиков, которые встроены в чувствительное покрытие валов отжимных прессов и которые описаны в патентах США №№7,225,688; 7,305,894; 7,392,715; 7,581,456 и 7,963,180, выданных на имя Мура и др. (Moore et al.). В этих патентах описано использование многочисленных датчиков, встроенных в покрытие вала, обычно называемого "чувствительный вал", которые отправляют сигналы давления по беспроводной связи на удаленный приемник сигналов. В патенте США №5,699,729 на имя Мошела (Moschel) раскрыто использование спиралевидного датчика для отслеживания давления на валу. Изготовители и поставщики оборудования для бумажной промышленности, такие как компании Voith GmbH, Xerium Technologies, Inc. и ее дочерняя компания Stowe, разработали отжимные прессы, которые используют датчики, встроенные в покрытие чувствительного вала. В этих отжимных прессах обычно используется некоторое число датчиков, соединенных в спираль, намотанную на покрытие вала одним витком, чтобы сформировать спиралевидную форму. Отдельный датчик предназначен для вхождения в зону прессования отжимного пресса при вращении чувствительного вала. Таким образом спиралевидная схема датчиков генерирует разный сигнал давления в поперечной области отжимного пресса, чтобы предоставить оператору ценную информацию относительно распределения давления в зоне прессования и, следовательно, относительно давления, которое прилагается к движущемуся полотну, когда оно проходит через зону прессования.

[0009] Приборы управления, связанные с отжимным прессом, могут давать хорошее представление о поперечном давлении в зоне прессования (обычно называемом "профиль давления в зоне прессования" или просто "профиль зоны прессования") и позволяют оператору корректировать распределение давления в зоне прессования, если оно увеличится. Приборы управления обычно предоставляют графическое отображение в реальном времени профиля давления в зоне прессования на экране или мониторе компьютера. Профиль зоны прессования является компилированными данными по давлению, которые получены от датчиков, расположенных на чувствительном валу. Он обычно графически показывает сигнал давления в форме поперечного положения на чувствительном валу. На оси Y обычно указывается давление в фунтах на линейный дюйм, а на оси X указано поперечное положение на валу.

[0010] Хотя одна линия датчиков на чувствительном валу может давать достаточно хорошее представление о по перечной изменчивости давления в зоне прессования, эти датчики не могут правильно учитывать изменчивость давления в зоне прессования, вызываемую высокой частотой вращения чувствительного вала. Динамика цилиндра/вала, вращающегося с высокой угловой скоростью (высокой частотой вращения), может вызывать небольшие изменения в давлении, создаваемом цилиндром/валом, которые необязательно будут выявлены, когда цилиндр/вал остановлен или вращается с низкой частотой вращения. Такие динамические изменения могут являться результатом действия центробежных сил на цилиндр/вал, изгиб вала, баланс вала, установку вала со смещением от центра или отклонение от круглости вала, на что могут влиять факторы окружающей среды. Динамические характеристики типичного цилиндра/вала, вращающегося с высокой частотой вращения, часто отличаются развитием дисбаланса и изменением в изгибной жесткости. Такие изменения на цилиндре/валу часто называют вращательной изменчивостью. Дисбаланс можно наблюдать в случае вибрации на определенных частотах вращения, и он также может вызывать нежелательный изгиб гибкого цилиндра/вала как функцию частоты вращения. Поскольку длины чувствительных валов, используемых в производстве бумаги, могут быть весьма большими, дисбаланс вращающихся валов может вызывать серьезную проблему для изготовителя бумаги, поскольку неравномерный профиль давления в зоне прессования может быть создан и отображен на оборудовании управления. Любой нежелательный изгиб чувствительного вала может, конечно, изменить величину давления, прилагаемого к полотну, когда оно проходит через зону прессования. Также, поскольку равномерное давление в зоне прессования во время производства бумаги крайне желательно, то может быть очень благоприятным, если профиль давления в зоне прессования будет правильно отображен, поскольку любые поправки, которые должны быть внесены во вращающийся вал на основании неточного профиля давления в зоне прессования, явно могут увеличить эту проблему. Один датчик, расположенный в отдельном поперечном положении на чувствительном валу, может быть неспособен компенсировать воздействие вращательной изменчивости в этом положении датчика и может давать неточные показания давления. Существуют три первичных измерения изменчивости. Точный профиль давления в зоне прессования имеет изменчивость, которая может быть названа поперечной изменчивостью, поскольку это изменчивость среднего давления в одном поперечном положении в зоне прессования. Каждый датчик в одной линии датчиков может иметь некоторую связанную с ним изменчивость, которая может быть вычислена после сбора данных на высокой частоте вращения. Этот конкретный профиль изменчивости представляет изменчивость измерений высокой частоты вращения в каждом положении в одной линии датчиков. Эта изменчивость включает изменчивость другого оборудования, используемого в процессе изготовления бумаги, включая вращательную изменчивость вала, образующего зону прессования в паре с чувствительным валом. Третий профиль изменчивости является профилем изменчивости зоны прессования по нескольким датчикам в каждом поперечном положении вала. Эта изменчивость представляет "вращательную изменчивость" чувствительного вала, когда он при вращении проходит через некоторое число положений отслеживания.

[0011] Одной из проблем вращательной изменчивости является создание "участков высокого давления" и "участков низкого давления" в разных местах на чувствительном валу. Один датчик, расположенный в поперечном положении, в котором обнаружен участок высокого давления или участок низкого давления, может подать на обрабатывающее оборудование неточный сигнал показания давления, полученный в этом месте. Это происходит из-за того, что общее давление, развивающееся в месте датчика, когда вал делает полный оборот, будет ниже, чем показание, измеренное на "участке высокого давления". Соответственно, профиль давления в зоне прессования, который основан на показании датчика, расположенного на участке высокого или низкого давления, не будет показывать среднее давление, развившееся в этом месте. Обрабатывающее оборудование, полагаясь на это одно неточное показание, будет вычислять и отображать профиль давления в зоне прессования, который по меньшей мере неточен. Если несколько отдельных датчиков будут расположены на нескольких участках высокого или низкого давления, то обрабатывающее оборудование будет отображать профиль давления в зоне прессования, который имеет многочисленные неточности. Оператор бумагоделательной машины даже не может быть уверен в том, что обрабатывающая система отображает неточный профиль давления в зоне прессования. Кроме того, попытки скорректировать чувствительный вал на основании неточного профиля давления в зоне прессования могут привести к еще большим неточностям.

[0012] Поэтому было бы выгодным, если бы изготовитель мог обнаруживать и измерять любую вращательную изменчивость по длине вала с покрытием отжимного пресса и компенсировать ее после вычисления и отображения в реальном времени профиля давления в зоне прессования. Настоящее изобретение обеспечивает улучшенное измерение точного профиля давления в зоне прессования, а также способно определять ранее неизмеряемый профиль изменчивости вращения (вращательной изменчивости) в зоне прессования. Кроме того, определенные схемы расположения чувствительных элементов будут давать информацию по износу покрытия. Компенсация любой вращательной изменчивости должна давать профиль давления в зоне прессования, который более точно представляет давление, развившееся в зоне прессования пресса. Настоящее изобретение выполняет эти и другие потребности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0013] Настоящее изобретение предлагает устройства и способы для точного детектирования, измерения и, по меньшей мере частичного, устранения любых воздействий вращательной изменчивости на валу с покрытием (также именуемом здесь "чувствительный вал"), используемом в отжимных прессах. Настоящее изобретение компенсирует такое воздействие, обеспечивая более точное отображение профиля давления в зоне прессования, который будет вычислен и отображен. Настоящее изобретение таким образом предоставляет оператору машины более точное представление о фактическом распределении давления в отжимном прессе. Настоящее изобретение может быть использовано вместе с корректирующим оборудованием, которое может устранять или компенсировать изменчивость давления в местах на чувствительном валу пресса. Данные, полученные от системы датчиков на чувствительном валу, позволяют вычислять и отображать профиль вращательной изменчивости, который может давать оператору дополнительную информацию в реальном времени по динамике показаний давления, чтобы получить более точный профиль давления в зоне прессования. Настоящее изобретение может компенсировать вращательную изменчивость в отслеживающем механизме путем вычисления, например, значения среднего давления в каждом поперечном положении на чувствительном валу. Настоящее изобретение также может вычислять и получать более точный профиль давления в зоне прессования, используя другие модели, такие как аппроксимация кривой.

[0014] В настоящем изобретении использованы несколько датчиков, расположенных с интервалами по окружности в разных поперечных местах на чувствительном валу, чтобы устранить воздействия вращательной изменчивости, которые могут, или не могут, действовать на чувствительный вал. Эти стратегически размещенные датчики предназначены для измерения давления, прилагаемого к полотну, которое проходит через отжимной пресс. Прежняя работа продемонстрировала, что вращательная изменчивость вала в основном происходит при обычной частоте вращения вала и время от времени при удвоенной частоте вращения, главным образом рядом с краями вала. Более высокие частоты вращения имеют место редко, и то обычно только в крайних точках вала. Помимо этого, циклы в каждом поперечном положении могут быть в фазе, когда участки высокого давления и участки низкого давления имеют место одновременно по всей ширине вала ("непрерывное изменение профиля") или фазирование участков высокого и низкого давления может изменяться по валу, когда он вращается. Анализ этих видов изменчивости продемонстрировал, что среднее значение измерений от двух датчиков, разнесенных на 180° по окружности в поперечном положении вала с покрытием, должно представлять хороший результат измерения фактически развившегося давления или, по меньшей мере частично, устранять любую вращательную изменчивость обычной частоты вращения, которая может развиться в этом положении. Также, среднее значение измерений от трех датчиков, разнесенных на 120°, или четырех датчиков, разнесенных на 90°, по окружности в поперечном положении вала с покрытием должно давать хороший результат измерения фактически развившегося давления и будет устранять, или по меньшей мере частично устранять, любую вращательную изменчивость удвоенной частоты вращения, которая может развиться в этом положении. Возможно чередующееся расположение нескольких датчиков, чтобы устранить эффект вращения. Таким образом, должен быть получен более точный результат измерения распределения давления в зоне прессования. Информация по непрерывному изменению профиля на более высокой частоте вращения, которая указывает на износ покрытия и была видна на агрегатах каландра, может быть получена путем расположения чувствительных элементов в разных положениях вращения. Разница между отдельными чувствительными элементами и средним из группы чувствительных элементов в той же поперечной прогрессии дает меру круглости вала и формы покрытия. Прогрессия этой разницы в ходе старения покрытия является показателем износа покрытия.

[0015] Настоящее изобретение имеет преимущества перед чувствительными валами и системой, в которых используется один датчик, предназначенный для измерения давления в каком-то конкретном поперечном положении. В случаях чувствительных валов с использованием только одного датчика, расположенного в поперечном положении на валу, нет возможности получать вторичные результаты измерений в том же поперечном положении для целей сравнения, чтобы определить, есть ли какой-либо дисбаланс в этом конкретном поперечном положении. В результате этого такой чувствительный вал может давать неточные показания, используемые для вычисления и отображения профиля зоны прессования. Если такой один датчик будет помещен в положение, где существует участок высокого или низкого давления, вызванное вращательным дисбалансом, то показание давления от такого датчика будет не вполне точным и приведет к вычислению неточного профиля давления в зоне прессования. Помимо этого, использование одиночных датчиков в каждом поперечном положении не может генерировать данные, необходимые для вычисления и отображения профиля вращательной изменчивости, что могло бы дать оператору дополнительную информацию в реальном времени, чтобы получить более точный профиль давления в зоне прессования. Настоящее изобретение позволяет вычислять и отображать такой профиль вращательной изменчивости, наряду с профилем давления в зоне прессования.

[0016] В одном аспекте чувствительный вал для использования в отжимном прессе включает стратегически расположенные датчики, включающие первый комплект датчиков, расположенных по конкретной схеме на покрытии вала, которое закрывает цилиндрический элемент. Каждый датчик из этого первого комплекта расположен в конкретном боковом положении (поперечном положении) на покрытии вала. Чувствительный вал, кроме того, включает дополнительные комплекты датчиков, которые также расположены по конкретной схеме на покрытии вала, причем каждый датчик из второго комплекта также расположен в конкретном поперечном положении. Каждый датчик из первого комплекта датчиков имеет соответствующий датчик в дополнительных комплектах, чтобы определить поперечную группу датчиков, которые используются для получения показаний давления в конкретном поперечном положении. Далее, каждый датчик в упомянутом поперечном положении отстоит от другого датчика по окружности на некоторый интервал. Множественные соответствующие датчики могут быть стратегически размещены в разных поперечных положениях по длине чувствительного вала, причем каждая пара датчиков предназначена для измерения давления, развившегося в поперечном положении. Каждый датчик будет измерять давление, когда он войдет в зону прессования пресса. В теории каждый из соответствующих датчиков поперечной группы должен измерять одинаковое давление в конкретном поперечном положении, если чувствительный вал сбалансирован точно. Если результаты измерения давления от двух соответствующих датчиков значительно различаются, то эти результаты измерения указывают на некоторую изменчивость, которая может быть вызвана динамикой вращающегося чувствительного вала. Настоящее изобретение позволяет чувствительному валу выполнять многочисленные, а не одно, измерения давления в каждом поперечном положении при каждом обороте чувствительного вала на 360°. Эти многочисленные результаты измерений используются для получения более точного профиля давления в зоне прессования и профиля вращательной изменчивости. В одном аспекте изобретения показания от каждого датчика могут быть усреднены, чтобы определить значение среднего давления в этом конкретном поперечном положении. Э тот усредненный результат измерения затем можно использовать для вычисления и отображения профиля давления в зоне прессования. Те же самые показания можно использовать для вычисления и отображения профиля вращательной изменчивости работающего отжимного пресса. Изменчивость показаний в каждом положении будет контролироваться и отображаться для того, чтобы определить, стабильна ли вращательная изменчивость вала или увеличивается. Существуют многие возможные меры этой изменчивости, включая дисперсию, стандартное отклонение, метод 2 сигма, процент процесса, ковариация, наибольшая разность показаний. Увеличивающаяся изменчивость по любой мере может указывать на потенциальную неисправность в подшипниках или покрытии вала или на другие проблемы с валом.

[0017] В еще одном аспекте несколько комплектов датчиков расположены так, чтобы создать конкретное расположение выровненных датчиков. Например, таким расположением может быть непрерывная спиралевидная форма, проходящая вокруг чувствительного вала в один оборот, формируя винтовую линию вокруг чувствительного вала. Датчики из нескольких комплектов могут быть выровнены по ряду разных схем расположения по длине чувствительного вала, чтобы получить представительный профиль давления в зоне прессования. В еще одном аспекте непрерывная линия датчиков может проходить вокруг чувствительного вала только частично, например наполовину (1/2) оборота. Второй комплект датчиков также будет проходить вокруг чувствительного вала наполовину (1/2) оборота. Таким образом, только частичная винтовая линия будет сформирована вокруг чувствительного вала 10. Эта схема расположения датчиков все же позволяет установить пару датчиков в конкретное поперечное положение. Эти комплекты датчиков будут отстоять друг от друга по окружности на 180°. Таким же образом три винтовые линии могут быть расположены с интервалом 120° друг от друга, четыре с интервалом 90° или n винтовых линий с интервалом 360°/n. Конкретное преимущество этой схемы расположения датчиков заключается в отслеживании коротковолновых изменений профиля, которые могут быть связаны с износом покрытия, поскольку каждый чувствительный элемент находится в отличном от другого вращательном положении.

[0018] В еще одном аспекте система для вычисления и отображения профиля давления в зоне прессования и профиля вращательной изменчивости отжимного пресса включает чувствительный вал в паре со вторым валом в зоне прессования, причем чувствительный вал и второй вал приспособлены для вращательного прессования находящегося между ними вещества в зоне прессования. Чувствительный вал имеет некоторое число поперечных положений, определенных по его длине. Чувствительный вал включает первый комплект датчиков для измерения давления и дополнительные комплекты датчиков для измерения давления, причем каждый датчик из упомянутого числа комплектов датчиков расположен в конкретном поперечном положении на чувствительном валу. Каждый датчик предназначен для отслеживания и измерения давления, когда этот датчик входит в зону прессования отжимного пресса. Также, каждый датчик из первого комплекта имеет соответствующие датчики в дополнительных комплектах, которые расположены в таком же поперечном положении, но разнесены по окружности чувствительного вала, чтобы давать многочисленные показания давления в каждом поперечном положении. Показания давления могут быть использованы для вычисления и получения профиля давления в зоне прессования и профиля вращательной изменчивости пресса. В одном аспекте может быть вычислено среднее показание давления в каждом месте, чтобы получить более точный профиль давления в зоне прессования.

[0019] К чувствительному валу и к каждому из датчиков из нескольких комплектов может быть подсоединен приемопередатчик для передачи сигналов данных с датчиков на блок приемника. С чувствительным валом может быть соединен обрабатывающий блок для вычисления распределения давления в зоне прессования на основании результатов измерения давления каждой поперечной группой соответствующих датчиков первого и дополнительного комплектов датчиков. С обрабатывающим блоком также может быть соединен блок отображения, чтобы графически отображать профиль давления в зоне прессования и профиль вращательной изменчивости.

[0020] Способ отслеживания и устранения эффектов вращательной изменчивости из профиля давления в зоне прессования чувствительного вала отжимного пресса включает предоставление чувствительного вала, имеющего некоторую рабочую длину и некоторое число поперечных положений по рабочей длине. Несколько датчиков для измерения давления размещают в каждом из этих поперечных положений, причем датчики в каждом поперечном положении отделены по окружности друг от друга некоторым интервалом. Давление, оказываемое на каждый датчик каждой поперечной группы, когда датчик входит в зону прессования отжимного пресса, тогда измеряется каждым датчиком в этом поперечном положении для вычислений с целью получения среднего показания давления в соответствующем поперечном положении. Полученные показания давления, вычисленные для каждого поперечного положения, затем могут быть использованы для создания профиля давления в зоне прессования отжимного пресса.

[0021] В еще одном аспекте способ измерения и устранения эффектов вращательной изменчивости из профиля давления в зоне прессования чувствительного вала отжимного пресса включает измерение давления, оказываемого на первый датчик, расположенный в конкретном поперечном положении на чувствительном валу отжимного пресса, когда первый датчик входит в зону прессования пресса. Давление, оказываемое на дополнительные датчики, также измеряется, когда второй датчик входит в зону прессования пресса. Дополнительные датчики расположены в том же поперечном положении, что и первый датчик, но отстоят по окружности от первого датчика. Показания давления от нескольких датчиков используются для вычисления и отображения профиля давления в зоне прессования и профиля вращательной изменчивости. Несколько групп датчиков могут быть размещены в разных поперечных положениях на чувствительном валу, чтобы измерять давление в нескольких разных местах для каждого поперечного положения. Показания давления от нескольких датчиков для каждого поперечного положения усредняются и используются для вычисления и отображения профиля давления в зоне прессования, которое развилось в зоне прессования. Способ может включать выполнение корректирующих операций на чувствительном валу, чтобы отрегулировать его с учетом участков высокого или низкого давления по профилю давления в зоне прессования.

[0022] Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления, которые, взятые вместе с чертежами, иллюстрируют принципы изобретения на примерах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0023] На Фиг. 1 представлен перспективный вид, показывающий отжимной пресс, в котором использован один конкретный вариант осуществления отслеживающего вала или вала с покрытием, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.

[0024] На Фиг. 2 представлен схематический вид с торца отжимного пресса с Фиг. 1, показывающий формирование полотна, пропускаемого через зону прессования между валами, при этом ширина зоны прессования отжимного пресса обозначена буквами "NW".

[0025] На Фиг. 3A представлен вид сбоку в вертикальном разрезе одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение двух комплектов датчиков по длине вала.

[0026] На Фиг. 3B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 3A, показывающий расположение первого и второго комплектов датчиков, разнесенных на 180° по окружности чувствительного вала.

[0027] На Фиг. 4 представлен вид сбоку в вертикальном разрезе, показывающий расположение двух линий датчиков по длине чувствительного вала с датчиками, расположенными в зоне прессования, которая обозначена парой пунктирных линий.

[0028] На Фиг. 5 представлен вид сбоку в вертикальном разрезе, показывающий расположение двух линий датчиков по длине чувствительного вала после поворота чувствительного вала на 180° из его исходного положения, показанного на Фиг. 4.

[0029] На Фиг. 6А представлен вид сбоку одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение трех комплектов датчиков по длине вала.

[0030] На Фиг. 6B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 6А, показывающий расположение первого, второго и третьего комплектов датчиков с интервалом приблизительно 120° на окружности чувствительного вала.

[0031] На Фиг. 7А представлен вид сбоку одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение четырех комплектов датчиков по длине вала.

[0032] На Фиг. 7B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 7А, показывающий расположение первого, второго, третьего и четвертого комплектов датчиков с интервалом приблизительно 90° на окружности чувствительного вала.

[0033] На Фиг. 8А представлен вид сбоку одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение двух комплектов датчиков, разнесенных на 180° по окружности по длине вала.

[0034] На Фиг. 8B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 8А, показывающий расположение первого и второго комплектов датчиков с интервалом приблизительно 180° на окружности чувствительного вала.

[0035] На Фиг. 9А представлен вид сбоку одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение трех комплектов датчиков с интервалом приблизительно 120° по окружности по длине вала.

[0036] На Фиг. 9B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 9А, показывающий расположение комплектов датчиков с интервалом приблизительно 120° по окружности чувствительного вала.

[0037] На Фиг. 10А представлен вид сбоку одного конкретного варианта осуществления чувствительного вала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, который показывает расположение четырех комплектов датчиков с интервалом 90° по окружности по длине вала.

[0038] На Фиг. 10B представлен вид с торца чувствительного вала с Фиг. 10А, показывающий расположение комплектов датчиков с интервалом приблизительно 90° по окружности на чувствительном валу.

[0039] На Фиг. 11 представлен схематический чертеж, показывающий базовую архитектуру одной конкретной системы контроля и линии обработки бумаги, в которой может быть реализован чувствительный вал настоящего изобретения.

[0040] На Фиг. 12 показано графическое отображение графика нормализованной ошибки против положения профиля для одной матрицы датчиков и двух матриц датчиков, который показывает спиральный вид совпадающей по фазе изменчивости за один цикл.

[0041] На Фиг. 13 показано графическое отображение графика нормализованной ошибки против положения профиля для одной матрицы датчиков и двух матриц датчиков (180°), который показывает спиральный вид не совпадающей по фазе изменчивости за один цикл.

[0042] На Фиг. 14 показано графическое отображение графика нормализованной ошибки против положения профиля для одной матрицы датчиков, двух матриц датчиков (180°) и трех матриц датчиков (120°), который показывает спиральный вид не совпадающей по фазе изменчивости за один цикл/центр вращения и 2 цикла/края вращения.

[0043] На Фиг. 15 графически показано сравнение давления в зоне прессования против положения профиля для трех матриц датчиков: матрица 1 (0°), матрица 2 (90°) и матрица 3(180°).

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0044] Настоящее изобретение относится к валам для использования, в частности, в отжимных прессах, валы которых прилагают силы давления к полотнам для формования бумаги, текстильного материала, пластиковой фольги и другим похожим материалам. Хотя настоящее изобретение может быть использовано в вышеуказанных отраслях, последующее описание будет сосредоточено на работе валов для использования, в частности, в производстве бумаги и, конкретно, в отжимном прессе для обезвоживания волокнистого полотна, включающем чувствительный вал, расположенный так, чтобы при вращении взаимодействовать с другим валом отжимного пресса. На Фиг. 1-5 показан вариант осуществления, в котором два датчика расположены с интервалом 180° по окружности по ширине вала в каждом поперечном месте, поскольку это позволяет дать простейшую иллюстрацию. Дополнительные варианты осуществления с нескольки