[发明专利]对纸卷辊进行卷绕的方法及设备

说明书

本发明涉及纸卷辊的卷绕技术，进一步说，本发明涉及一种对纸卷辊进行卷绕的改进的方法和设备，其中所述的纸卷辊在其成形过程中基本上始终受到扭力，压区压力以及纸幅张力。再具体地说，本发明涉及一种造纸机的改进的卷绕装置，以及一种将纸幅卷绕到一卷轴上的改进方法，所述的卷轴在其卷绕过程中始终被支承在一对水平放置的、相互有一定间距的导轨上，同时，一个支承辊筒通过沿大致垂直方向的平行移动与正在卷绕的纸卷辊相压合，并从下方对纸卷辊起到部分支承作用。

在过去的30年甚至更长的时间内，造纸机中的卷绕装置一直没有发生原则性的改变。作为现有技术中造纸机卷绕装置的一个例子即是美国专利3,743,199中所表示和说明的被称之为Pope型的卷绕机。这种Pope型卷绕装置的工作可以令人满意。但是，这种及其它现有类型的卷绕装置也存在不少缺陷，随着卷绕速度的增加以及卷绕完毕的纸卷辊的理想直径的变大，这些缺陷变得更加突出，并且对纸的质量有所损害。

在一种Pope型卷绕装置中，当仅有少量的纸缠绕到卷轴上时，新的卷轴即开始通过一对第一臂杆接入。随着送入的纸幅连续不断地卷绕在新卷轴上，该新开始的纸卷辊便进入与一支承辊筒相压合的状态。随着纸卷辊直径的增加，在第一臂杆的作用下它沿支承辊筒的周边旋转并被送到一对基本上水平放置的支承导轨上。几乎对于所有现行的Pope型卷绕机构来说，当卷轴被保持在第一臂杆上时，转矩没有或者不能施加到卷轴上，当卷轴向下转动以支承在支承导轨上时，一对第二臂杆再保持着纸卷辊，使之与支承辊筒压合，其压区位于一个穿过该正处于卷绕状态的纸辊的轴线的大致水平的平面内。纸卷辊在被转移到第二臂杆上之后，转矩才能施加到该正处于卷绕状态的纸卷辊上。

从送入的纸幅初步被缠绕到一个新的卷轴上的位置到纸卷辊与支承辊筒实现压区接合的位置，纸卷辊经历了一个复杂的不平滑的运动路线，然后借助于第一臂杆又沿着支承辊筒的周边向下转动，到达由支承导轨支承的位置，再随着其直径的增大而沿导轨水平移动。

该复杂路径带来的困难是：在纸卷形成的过程中，中心转动扭矩可以施加到卷轴上的时间是有限的。要想获得理想的纸卷辊结构，必须从一开始即对该成形过程中的纸卷辊施加转矩。通过第一臂杆的转动来提供转矩的机构，如专利DE 4007329A1所显示及说明的，是很复杂的，造价也高，而且如果不针对该机构的重量采用一些补救措施非但无益反而有害。而且，当卷轴被支承在第一臂杆上时，如果已对卷轴施加了扭矩，Pope型卷绕装置则要求当卷轴从第一臂杆转移到支承导轨上并通过第二臂杆被接入从而与支承辊筒间形成一个压区压力时，扭矩也应同时传递给成形过程中的卷轴。

所以，在现有的卷绕装置中，扭矩的施加要么是间歇式的，要么是在纸卷辊被第二臂杆接入时才予以施加。当该辊被支承在第一臂杆上时，压区压力基本上是由重力提供的，而当该辊由第二臂杆支承时，则由液压或气压致动的机构来提供。所以，在卷绕工序与其上游工序之间，如果没有一个大的纸卷辊，大的压区或其它张力隔离机构，由于运行性的问题一种良好的辊子结构所需要的纸幅张力是不可能实现的。

现有卷绕装置中的另一个缺陷在于，在纸卷成形的中间及最终阶段，它仅仅依靠其卷轴的轴颈部支承在支承导轨上，在这一过程中其直径和重量都在不断地增加，在卷绕过程的初期缠绕在新卷轴上的纸幅往往会发生破裂、撕断、折皱，随着纸卷辊直径、作用于轴芯部附近的压力的增大、纸幅张力和纸辊重量的增加以及卷轴的偏转，进而带来其它缺陷。上述的偏转同时又导致纸卷辊整个横断面上压区压力的分布不均。以上的缺陷目前可使造纸机的总产量损失1～5％。

当初始纸幅缠绕在卷轴或有时所称的卷轴芯上时，绕得并不够紧，所以纸层间会产生滑动。根据从卷轴向外，在不同的径向距离上纸幅的张力，纸卷辊必须被正确地构成，以避免卷绕过程中所带来的纸幅缺陷。这样就必须使初期缠绕在卷轴芯上的纸幅保持足够的紧度，从而避免层与层之间的滑动及断裂，同时，纸幅的卷入张力也不能超过纸幅的抗拉强度。新绕进的每层纸幅所带来的径向张力能够降低位于其下方的纸层的卷入张力，要想削弱这一影响，整个纸卷辊的每一层在卷绕时的张力都应比在先的一层略微小一些。还应避免辊子硬度的突变，从而尽量减少辊子中的纸幅缺陷。