JPH0792466B2

JPH0792466B2 - ループ状の移動するフェルトの循環速度と回転位置を測定する装置

Info

Publication number: JPH0792466B2
Application number: JP2260642A
Authority: JP
Inventors: ライアン・パターソン・ドウゴール
Original assignee: ベロイト・コーポレイション
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1995-10-09
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: CA2024649C; JPH03123866A; CA2024649A1; US4969360A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は移動するループ状フェルトの速度の測定に関す
る。特に、本発明は、製紙用フェルトの幾分弾性のある
フェルトの速度の測定とそのようなフェルトの特定部分
の回転位置を正確に決定する装置に関する。さらに、本
発明は、フェルトのけば立ち表面にけばを刈取った不連
続部分又は厚みの異なる部分を形成し、この不連続部分
が流体圧源と流体圧の変化を測定する手段の近くを通過
する時、フェルトの表面近くの流体圧の変化を測定する
手段を配置することによって、製紙用フェルトの循環速
度と回転位置とを測定することに関する。

〔従来の技術、発明が解決しようとする課題〕

製紙機械において、ループ状のフェルトは、形成された
紙ウエブが２個のロール間のニップを通過するときに同
紙ウエブを脱水するために使用される。ウエブから押し
出された水分は、ニップ内でフェルトにより吸収され、
次にプレスロールを含む他の装置によって除去される。
フェルトは、また、製紙機械のドライヤ部分においても
使用されるが、それらのフェルトは典型的なものでは、
ニップを形成するロールを通過することはない。

製紙機械の中でどこにフェルトを使用するかに拘らず、
フェルトはある期間にわたって使用すると摩耗する。そ
れらのフェルトは、まは、水の吸収と摩耗のどちらかに
よっても伸びる傾向がある。そのような摩耗は、例えば
しわのような不規則性をフェルトに発生する。

現代の製紙機械では、速度が普通、約1,000〜1,500メー
トル／分であり、設計速度はそれ以上であるので、振動
源やロールの飛び上り（バウンス）は全て排除するか、
又は少くともこれを軽減させ、高速度で高品質の紙シー
トを生産できるようにフェルトの状態をあらゆる局面に
わたってモニターすることが重要である。比較的低速度
であれば、高速度で同じ高級紙を要求する時に生じる多
くの問題に出会うことなしに、高級紙を製造することが
できる。今日の市場では、高級紙を高速度でしかも経済
的に製造できるようにすることが必須条件である。

従って、高級紙を高速度で製造するためには、ロール間
を通過するウエブとフェルトに対するニップロール間の
力を強めなければならない。フェルトが摩耗するとしわ
ができ、これが振動を発生させるので、湿った紙ウエブ
が処理されるとき、この紙ウエブに欠陥が生ずる傾向が
ある。さらに、そのような振動が続くと、フェルトとウ
エブをはさむロールのカバーに欠陥が生じることがあ
る。欠陥を生じたロールカバーは頻繁に取替えなければ
ならない。フェルトのしわやロールカバーの欠陥は、製
造される紙ウエブの欠陥や不均質性を増大し、かつ、そ
の発生回数も増加させる。

従って、製紙機械の運転性能を均一に高レベルに保持す
ることが非常に重要である。即ち、例えば、フェルトの
取替えやロールカバーの調整や、さらにヘッドボックス
からリールまで製紙機械の最適操作を高い水準に保持す
るように、製紙機械の種々の部材に対してタイムリーな
保守を行なうことが非常に重要である。

従って、フェルトの摩耗やフェルトの質の劣悪化、及び
それらの振動やロールの飛び上りに及ぼす影響は、製紙
機械の構成部材の保守を予期するために必要な重要な操
作パラメータであり、またさらに、これらは、例えば、
ヘッドボックスの脈動や、リールにおける紙シートの基
礎重量測定の比較や、製紙機械の形成部分における制御
圧サージのようなその他の操作パラメータと関連づける
ためにも必要な操作パラメータである。

例えば、フェルトが人間の目で識別することはできない
が脱水に影響を与える程度のしわを生じる場合、マシン
方向の厚みのコントロール、又はプレス部分、プレスニ
ップ、複数のニップにおけるニップ振動がわずかに調整
されたり、また、この機械速度をわずかに増減したり、
フェルトがニップを通過する時の角度をわずかに変化さ
せたり、この角度をなくしたり、或いは、少くとも厚み
の変動、ニップの飛び上りの程度、プレスニップにおけ
る脱水及び形成部分における脱水の割合や位置とストッ
クのサージを軽減する。これらは、より均質で高級の紙
シートを形成するために行う調整のいくつかにすぎな
い。

紙の製品のそのような欠陥や変形や不均質性の根源と程
度を正確に決定するためには、幾分弾性をもち変形可能
なフェルトの循環速度を正確に測定することが非常に重
要である。また、例えば、ロールの飛び上りやニップの
振動のような好ましくない現象が生じたことをニップ形
成ロールに操作的に接続した計器が指示した時、プレス
ニップを通過するフェルトの正確な部分を知ることも重
要なことである。従来、フェルトに接触するプレスロー
ルやフェルトロールのようなロールの回転速度を測定す
ることによってフェルトの速度を測定する方法が試みら
れたが、これは確実性に欠けた。ウエブに弾性やはため
きや変形があると、フェルトと接触するロールの回転速
度に基づいて単にウエブの速度を決定しても、他の操作
パラメータを調整するのに必要な計算を行うのに必要な
程度までの精度を得ることはできなかった。さらに、ロ
ール速度の単なる測定では、振動が生じた時、ニップを
通過するフェルトの部分を正確に見分けることもむずか
しい。

ウエブの循環速度を測定する従来の方法には、また、光
学スキャナによってフェルトの表面のマークを読みとる
光学的方法が含まれている。フェルトの摩耗が進み、例
えば微細物、ハルプ繊維、ピッチ、インキ、土、ほこり
のような汚染物がつまると、フェルトのマークとフェル
トのマーク以外の部分との間の境界が不明確となり、光
学スキャナーはマークがスキャナーを通過した時点を必
要な時間的許容の範囲内で正確に指示することができな
い。

〔課題を解決するための手段、作用〕

製紙機械の移動するループ状フェルトの循環速度と位置
の測定を不正確にする問題は本発明により解決された。
フェルトに、けばを刈りとり、他の部分の厚みに対して
鋭い厚みの変化をもつ比較的小さな部分、例えば12cm×
12cm平方の部分が設けられる。表面の不連続部分と呼ぶ
こともできるこの厚みの変化部分の正確な大きさと形は
重要でない。重要なことは、不連続部分の先行辺縁部を
マシン方向へのフェルトの移動方向に対して実質上垂角
にすることと、不連続部分、特にその先行辺縁をできる
だけ鋭く形成することである。不連続部分のマシン方向
の長さは、後述するように、トランスジューサに信号を
発生させるに必要な長さで十分である。さらに、この不
連続部分の好ましい実施態様ではフェルトのけばを刈り
とった形をしている。しかし、プレスロールニップを連
続的に通過する間、上に伸びたけば部分がはためくこと
により長期間にわたってうまく作動するかどうか疑問は
あるが、その不連続部分をけばを上にのばした形とする
こともできる。

フェルトを刈りとって低くする方法を使用すると、強度
を保つ織り支持体又はスクリーンが切断されたり、弱く
される場合に、引っぱりの低下した局部部分が生ずる等
のフェルトの切欠きや孔あきに関連して生じ易い問題も
発生しない。

例えば圧縮空気のような流体圧源が移動するフェルトへ
向ってノズルよって導かれ、その時、フェルトとノズル
は互いに一定の距離をおいて保持される。移動するフェ
ルトへ向けて放出される圧縮空気は、フェルトの厚みの
異なる部分、又は刈り取った背の低い部分の領域を含む
移動フェルトの環状部分の一部分の上に小さな局部的圧
縮空気の境界層を生じさせ、その層は前記環状部分の一
部分と共に移動する。フェルトがその連続したループ状
の通路をマシン方向へ移動する時、圧力トランスジュー
サは圧縮空気の流れ及び厚みの異なる部分と並んで移動
フェルトから一定の距離をおいて接近して配置される。

トランスジューサとフェルトとの間の距離はトランスジ
ューサとけばを刈りとった厚みの異なる部分の表面との
間の距離より短い。これは厚みの異なる部分の真上の空
間の容積が、フェルト面の上方の同一の部分の容積り大
きいことを意味する。厚みの異なる部分の上方の容積部
分の空気圧は、従って、厚みの異なる部分のすぐ上流側
のフェルトの同一大きさの部分の上の圧力より低いこと
になる。

トランスジューサは、フェルトの表面上の空気と厚さの
異なる部分の上の空気との間の空気圧の変化を検知す
る。これによって、圧力トランスジューサは、厚さの異
なる部分がトランスジューサの下を通過したという信号
を直ちに発生することを可能にする。この信号は、それ
から調整回路へ送られ、そこで進行が発生し、それは表
示モニターへ送られ、厚みの異なる部分の正確な位置と
共に移動フェルトの循環速度を表示する。

これによって、ループ状のフェルトの例えば他の或る位
置でプレスニップを通過するフェルトの特定部分の正確
な位置が決定される。プレスロールの一方又は両方にロ
ールの飛び上りや振動が測定される場合、そのロールの
飛び上りや振動の読みが示されるとき、ニップを通過す
るフェルトの正確な場所についての正確な情報は、しわ
の存在や程度といったフェルトの状態を決定したり、そ
のような状態が例えばマシン速度の増減によって修正で
きるものか、また、フェルトを取りかえる必要があるの
か、傾斜させればよいのかを決定する上で重要である。

そこで本発明の目的は、製紙機械において移動するフェ
ルト循環速度と所望の周囲部分の位置を正確に測定する
装置を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、製紙機械における移動す
るフェルトの循環速度を測定する確実な非光学的方法を
提供することである。

本発明の特徴と効果は、移動する製紙用フェルトの循環
速度を、フェルトとの接触を利用せず、またフェルトに
孔や切欠を形成する必要のない手段によってフェルトの
状態に拘らず決定できることである。

本発明のこれらの目的・特徴・効果、及びその他の目的
・特徴・効果は好ましい実施例に関する次の説明を添付
図面に関連しながら読めば、この技術に熟達した人々に
とって容易に明らかとなるであろう。

〔実施例〕

ここで、第１図および第1A図を参照すれば、２個のフェ
ルト変向ロール10,12のまわりに、連続ループ式製紙フ
ェルトＦが配置される。典型的なものでは、そのような
フェルトは第３図に示すように、２個の共働プレスロー
ル14,16間のプレスニップＮを紙ウエブＷと共に通って
送られる。フェルト上に支持される紙ウエブの辺縁Ｅ
は、フェルトの辺縁18,19より内側に配置される。

移動フェルトＦの辺縁18から内側へ少しばかり離れてい
るが、紙ウエブより外側又は紙ウエブが存在するところ
より外側に、フェルトの強度保持織物のフェルトのけば
を下向きにかつ、同織物を貫通しないように刈りとった
比較的小さい部分を設ける。このけばを刈りとった部分
は、矢印22で示すようなマシン方向の移動方向に対して
垂直に配置された一側縁20を有する四角形又は矩形のよ
うな比較的小さな形となるように形成される。刈り取り
部分のマシン方向の長さは、後で詳述するように、フェ
ルトの刈り取っていない部分に比べて刈り取り部分にか
かる空気圧の変化を圧力トランスジューサが感知できる
程度で十分である。第２図及び第2A図を参照すれば、フ
ェルトは、それがあたかも製紙機械の二重フェルトプレ
ス部分の下方フェルトでもあるかのように、変向ロール
24をまわって送られる。フェルトがロールに対して接線
状をなす地点で、ロール24の周囲上のフェルトの上方に
離れた位置に、圧力センサ26が固定される。フェルトの
厚みが変化する部分Ａは、圧力センサ26の上流側に示さ
れており、この圧力センサ26は、後で説明するように、
１個以上の圧力トランスジューサで成る。

第４図および第4A図に詳細に示すように、圧力センサ26
は、パイプ30に接続され、かつ、例えばエアファン32の
ような加圧空気源に接続され、センサを横切って伸長す
る部屋34に空気が送りこまれるハウジング28を備えてい
る。ノズル36は部屋34から下方へフェルトＦ近くまで伸
長している。ブラケット39によって、センサ26はマシン
の枠組41に取付られる。また、ハウジング内には、複数
の圧力トランスジューサ38a,38b,38c,38dが取付られ、
これらの圧力トランスジューサはフェルトの刈取り部分
の先行辺縁20と平行をなすクロスマシン方向へ伸長する
ように配置される。第５図に更に明瞭に示すように、そ
れぞれの圧力トランスジューサから伸びる電線40a,40b,
40c,40dは調整回路42に接続される。同調整回路42で
は、それらの信号が加算されてパルス信号48を発生させ
るために使用され、それらのパルスが第５図に概略的
に、符号44、46として示されている。パルス進行間の時
間間隔は文字Ｔで示される。

運転時には、フェルトはマシン方向22へそのループ状の
移動通路を移動する。そのループ状の移動通路の或る位
置で、フェルトはその移動面内で又はロールの表面上
に、その移動方向に対して垂直の方向へのいかなる動き
にも逆って支持される。そのような位置は、典型的に
は、ロールの表面上で、例えば2A図に示すようにフェル
トがロールを接線状をなして離れる地点であり、又は、
例えば第３図に示すように、２個の隣接ロール16,19の
ような２個の支持部材間にフェルトが伸長する地点であ
る。重要なことは、フェルトがその移動通路に対して垂
直な動きや振動を受けないようにすることである。

フェルトのけば刈取り部分Ａはウエブの厚みが鋭く変化
する部分を形成し、この部分Ａは、ウエブの移動方向に
対して直角をなして並んだ複数の一線に並ぶ圧力トラン
スジューサ38と一線をなして並び、その下を通過する。
複数の圧力トランスジューサ38は、運転中、クロスマシ
ン方向へフェルトＦが横移動しても信号を確実に出すこ
とができるように配置される。言いかえれば、フェルト
の厚みの変化部分、即ち、表面の不連続部分は、横方向
へ配置された圧力トランスジューサ38の少なくとも１個
の下を移動する。電気配線用のカバー28内の部屋34にあ
る加圧空気は１個以上のスロットノズル36を通って導か
れ、列をなして配置された圧力トランスジューサのすぐ
上流でフェルトに流体の流れを衝突させる。この流体の
流れは、ウエブの上に加圧エアクッションを生じさせて
ウエブと共に移動し、その圧力は圧力トランスジューサ
によって検知される。これは調整回路42へ安定した圧力
閾値の読みを与える。最初にその先行辺縁20によって示
されるように、フェルトのけばを刈取った表面の不連続
部分Ａによって表わされる厚みの変化部分がノズル36か
ら出る加圧空気流の下を通過する時、ノズルの下のスペ
ースは瞬間的に大きくなるので、そこにより多くの空気
を収容することができる。加圧空気流の下を通るこの瞬
間的に拡大した体積部分は、部分Ａ上の圧力を瞬間的に
低下させ、空気圧のこの突然の局部的低下は、部分Ａが
その下を通過する複数個の圧力トランスジューサ38a,38
b,38c,38dによって検知される。

圧電原理で作動する圧力トランスジューサは各圧力トラ
ンスジューサからのものが加算された電気信号を発生さ
せ、同電気信号は電線40a,40b,40c,40dを介して調整回
路42へ送られ、同調整回路は圧力トランスジューサから
の信号に応答して信号48を発生させる。パルス44,46は
圧力トランスジューサの下を部分Ａが順次通過すること
を表わし、調整回路42による周期的時間間隔Ｔの計算を
可能にし、それはモニターシステム50へ送られて表示さ
れる。

厚みの異なる部分Ａの先行辺縁20とプレスロール14,16
間のニップ接触線Ｎとの間の距離Ｄはわかっているの
で、フェルトの特定の回転位置におけるフェルトの状態
は、他の計器によって測定されるロールの飛び上りのよ
うなニップにおける振動、その他の現象によって決定さ
れ、また関係づけられる。これによって、紙製造者は、
フェルトの例えばしわのような不規則性又は不連続性に
よってロールの飛び上り又はニップの振動が生じるか否
かを非常に正確に決定することができ、そのような特徴
を分析し矯正することができる。例えば、プレスニップ
を通過するフェルトが特定位置を順次に何回も通過する
ことによる読みは、時間的に平均され、種々の数学的技
術を使って分析され、その原因がフェルトにあるのか、
回転ロールにあるのか、又は他の源にあるのかが決定さ
れる。

これまで、本発明の好ましい実施例について説明してき
たけれども、種々の変形が可能であることは、この技術
に熟達した人々にとって明らかである。例えば、製紙用
フェルトの機能面にあるけばを刈り取って厚みの異なる
区画部分を形成するように説明してきたけれども、或る
種のフェルトの他側の表面を刈り取り、その同一の側に
圧力トランスジューサを配列することも可能である。ま
た、厚みの異なる部分が十分に深い場合には、可動フェ
ルトを駆動力として同フェルトと共に移動するエァクッ
ション、即ち、流体の流れは、フェルトの標準面、即
ち、けば面と厚みの異なる部分との間でその圧力が十分
に変化し、ノズルから加圧空気流を加えなくてもトラン
スジューサは前記２部分間の圧力差を検知することがで
きる。換言すれば、空気の衝突圧は、フェルトとエァク
ッションの動きによって発生することゝなる。

従って、前述の実施例は本発明を制限するものではな
く、本発明は請求項の範囲によってのみ制限される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、ループ状の移動するフ
ェルトの１辺縁近くに厚みの異なる限定された部分を形
成し、この厚みの異なる限定された部分を含むフェルト
の部分に加圧流体のクッションを形成し、このクッショ
ンの圧力を検出するようにしており、これによって、フ
ェルトの強度を低下させることなく、フェルトの循環速
度とフェルトの所望の位置を、非接触に、かつ非光学的
に正確に測定、決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２個のフェルト変向ロール上にループ状をなし
てかけられる製紙用フェルトと厚みの異なる部分とを示
す斜視図であり、第1A図は第１図のフェルトをＡ−Ａ線でとった横断面図
であって、厚みの異なる部分の横断面図を示す。第２図はフェルトがかけられるロールの辺縁部をマシン
方向に見た正面図であって、流体の流れの噴出と圧力セ
ンサーとを示す。第2A図は第２図に示す装置の端面図であり、第３図はフェルト、紙ウエブ、及びプレスロール対、な
らびにトランスジューサの概略を示す側面図であり、第４図は流体圧流ノズルとフェルトの上方にある圧力ト
ランスジューサの一部を断面で示す側面図である。第4A図は第４図に示す装置を上流からみた正面図であ
る。第５図は厚みの異なる部分をもつフェルト、ならびに、
４個の圧力トランスジューサと信号コンディショナー
と、波形信号と表示モニタとを概略的に示す平面図であ
る。 10,12……フェルト変向ロール,14,16……プレスロール,
18,19……フェルトの辺縁,F……フェルト,A……厚みの
異なるフェルト部分,W……紙ウエブ,24……変向ロール,
26……圧力センサ,28……ハウジング,30……パイプ、32
……エアファン,34……部屋,36……ノズル,38,38a,38b,
38c,38d……圧力トランスジューサ,39……ブラケット,4
0a,40b,40c,40d……電線,42……調整回路,44,46……パ
ルス,48……パルス信号,50……モニターシステム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フェルトの移動通路において、同フェルト
の少くとも一部を支持し、支持されたフェルトの表面を
同表面に対して垂角をなす方向へ実質上安定状態に保持
するフェルト支持手段；前記フェルトの１辺縁の近くで同フェルトのけば立ち表
面に形成された厚みの異なるけばを刈取った部分；移動する前記フェルトに関連して設けられ、前記厚みの
異なる部分を含むフェルトの環状部分の上方に一線に並
び、フェルト上に加圧流体クッションを与える流体流衝
突手段；及び厚みの異なる部分を含む前記フェルトの選択された
表面から間隔をおいて接近して位置し、フェルトの移動
方向において前記厚みの異なる部分と一線に並んだ圧力
センサー手段；を備え；前記圧力センサー手段は、厚みの異なる部分を含む前記
フェルト部分と厚みの異なる部分を含まない前記フェル
トの下流部分との間の流体圧の差を検知し、厚みの異な
る部分がこれを通過したことを示す信号を発生する流体
の流れの圧力感応手段を有し；更に、前記圧力感応手段からの信号を受信し、その信号
を使用して、フェルトの循環速度と同フェルトの所定位
置のループ状の移動通路内の回転位置とを決定する信号
調整手段；を備えたことを特徴とする内面と外面とを有するループ
状の移動するフェルトの循環速度と回転位置を測定する
装置。
【請求項２】フェルトの移動通路において同フェルトの
少くとも一部分を支持し、支持されたフェルトの表面を
同表面に対して垂角をなす方向へ実質上安定状態に保持
するフェルト支持手段；前記フェルトの一辺縁の近くで同フェルトの連続面の１
つにありフェルトの内部へ伸長するがフェルトを貫通す
ることはない厚みの異なる限定された部分；加圧空気源、及び移動する前記フェルトの選択された表
面に対して間隔をおいて接近して配列され、厚みの異な
る部分を含むフェルトの環状部分上に一線に並び、フェ
ルトの上に加圧空気のクッションを与え加圧空気を分配
するノズル手段を有する流体流衝突手段；及び厚みの異なる部分を含む前記フェルトの選択された
表面の近くに配列され、前記ノズル手段の下流側でフェ
ルトの移動方向においてノズル手段と一線に並ぶ１個以
上の圧力トランスジューサ；を備え；前記圧力トランスジューサは圧力トランスジューサ手段
をこえて厚みの異なる部分が通過したことを示す信号を
発生し；更に前記圧力トランスジューサ手段からの信号を受信
し、その信号を使って、フェルトの循環速度とフェルト
のループ状の移動通路におけるフェルトの所定位置の回
転位置とを決定する信号調整手段；を備えたことを特徴とする内面と外面とを有するループ
状の移動する製紙用フェルトの循環速度と回転位置とを
測定する装置。
【請求項３】フェルトの移動通路において、同フェルト
の少くとも一部を支持し、支持されたフェルトの表面を
同表面に対して垂角をなす方向へ実質上安定状態に保持
するフェルト支持手段；前記フェルトの１辺縁の近くで同フェルトのけば立ち表
面に形成された厚みの異なるけばを刈取った部分；移動する前記フェルトに関連して設けられ、前記厚みの
異なる部分を含むフェルトの環状部分の上方に一線に並
び、フェルト上に加圧流体クッションを与える流体流衝
突手段；フェルトの移動方向に対し横断する方向へ互いに離れて
位置する複数の圧力トランスジューサを有し、厚みの異
なる部分を含む前記フェルトの選択された表面から間隔
をおいて接近して位置し、フェルトの移動方向において
前記厚みの異なる部分と一線に並んだ圧力センサー手
段；を備え；前記圧力センサー手段は、厚みの異なる部分を含む前記
フェルト部分と厚みの異なる部分を含まない前記フェル
トの下流部分との間の流体圧の差を検知し、厚みの異な
る部分がこれを通過したことを示す信号を発生する流体
の流れの圧力感応手段を有し；更に、前記圧力感応手段からの信号を受信し、その信号
を使用して、フェルトの循環速度と同フェルトの所定位
置のループ状の移動通路内の回転位置とを決定する信号
調整手段；を備えたことを特徴とする内面と外面とを有するループ
状の移動するフェルトの循環速度と回転位置を測定する
装置。