[发明专利]采用两个相反横向方向的气动夹具的页材稳定

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于对沿机器方向移动的移动柔性连续幅材材料进行非接触支撑的空气稳定器设备。空气稳定器采用两个用作气动夹具的反面面对的喷嘴来使移动幅材稳定。每个喷嘴包括沿机器方向延伸的细长槽以与幅材的移动方向平行。通过调节从反面面对的喷嘴排出的两个气体喷射流的流动，可以随着幅材通过空气稳定器控制幅材的侧面轮廓。

背景技术

在连续造纸机上造纸时，纸的幅材由行进的网状造纸织物上的纤维水悬浮液(纸浆)形成并且水由重力排出并通过织物吸收。然后，幅材被传送到按压部，在按压部通过压力和真空去除更多的水。幅材接下来进入干燥部，在干燥部蒸汽加热的干燥机和热空气完成干燥处理。造纸机本质上是水分去除系统。造纸机的典型成型部包括循环行进的造纸织物或网部，该织物或网部经过一系列水分去除元件，诸如案辊、箔、真空箔和吸水箱。在造纸织物的上表面运载纸浆，并且随着纸浆经过连续的去水元件时被去水来形成纸张。最终，湿页被传送到造纸机的按压部，在按压部去除足够的水分来形成纸页。

为了监视最终成品的质量，众所周知的是连续测量纸材料的某些性质。这些即时测量通常包括基重、水分含量和纸卡尺，即，厚度。这些测量可以用于控制过程变量来实现保持输出质量和最小化由于制造过程中的干扰必须拒绝的产品的数量。通常通过从一个边缘到另一个边缘周期地横过纸页材料的扫描传感器来实现即时纸页属性测量。例如，如在King等人的专利号为6,967,726的美国专利和Dahlquist等人的专利号为4,678,915的美国专利中所述的，传统的是，使用扫描传感器在纸页材料离开主干燥部时或者在收纸轴处测量纸页材料的厚度。

为了精确测量一些纸的特性，由于很多测量技术的精度要求幅材保持在平整度，高度变化和颤振一定的限度，因此必要的是，将快速移动的纸页稳定在测量点以提供一致的侧面轮廓。Graeffe等人的专利号为6,743,338的美国专利描述了具有测量头的幅材测量设备，该测量头具有参考表面，该参考表面包括形成在其中的多个孔。参考部分被构造成使得在参考部分之下存在开放空间或通道。通过在开放空间产生负压，在幅材上施加吸力，以使基本上在整个测量区域上该幅材被支撑在参考面上。使用这种接触方法，碎片和污染物往往出现在感测元件上，这些碎片和污染物对测量装置的精度产生不利影响。此外，为了避免纸质量下降，必须在不接触稳定设备的情况下实现稳定。这在以高速度制造诸如纸的幅材材料时是有问题的。

King等人的专利号为6,281,679的美国专利描述了非接触幅材厚度测量系统，该系统具有双传感器头，分别位于移动幅材的相对侧上。所述系统包括基于流动空气的涡旋的幅材稳定器，并且包括安装在待稳定的幅材附近的夹板和夹板上表面的位于夹板内的环形空气通道。当空气引入环形空气通道时，通过该通道上方建立低压场，并且该幅材被拉向该低压环。虽然这些涡旋式气动夹具确实提供充足的空气轴承支撑，但它们还在其有效区域的中心在幅材材料上建立了“墨西哥式帽(sombrero)型”轮廓，因此它们不产生足够平坦的侧面轮廓用于测量。在测量纸厚度时，已经发现这个稳定系统不产生足够平坦的纸页侧面轮廓。

Moeller等人的专利号为6,936,137的美国专利描述了线性气动夹具或稳定器，用于支撑移动幅材，采用结合“后台阶(backstep)”的单个柯安达(Coanda)喷嘴，所述“后台阶(backstep)”是喷嘴的凹下的下游。随着幅材在空气稳定器上向下游移动，从喷嘴中排出与幅材的移动平行的向下游方向的气体喷射流。使用这个稳定器，随着幅材从放置了厚度测量设备的气动夹具表面上方通过，幅材材料的限定区域靠在空气轴承上。

当在造纸机中被采用，非接触卡尺传感器特别适合于在收纸轴附近测量完成的纸的厚度。传感器的头放置在扫描器系统上，所述扫描器系统通常包括横跨纸宽的一对水平延伸的导轨。导轨在竖直方向上被隔开足以提供让纸在导轨之间行进间隙的的距离。当进行测量时，将上头和下头的每一个固定到在纸上来回移动的承载器。上头包括用于测量上头与幅材的上表面之间的高度的设备，下头包括用于测量下头与幅材的下表面之间的高度的设备。

下头包括支撑移动的纸的空气稳定器。理想地，每个激光三角测量设备的询问点处于对方的正上方。当两个头对准时，实现准确和精确的测量，但是扫描器头将随着时间偏离完全对准。传感器头未对准的卡尺传感器将不能准确地测量不平的纸页，并且当前的空气稳定器不能充分支撑移动的纸页以提供足够平的侧面轮廓以用于测量。

发明内容