DE69929298T2

DE69929298T2 - Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69929298T2
Application number: DE69929298T
Authority: DE
Inventors: William J. Orfordville Bassett; Roger L. Beloit Goecks
Original assignee: Beloit Technologies Inc
Current assignee: Beloit Technologies Inc
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: KR100522860B1; JP3416598B2; JP2000117180A; KR19990068135A; DE69929298D1; ES2258322T3; US6235115B1; CA2260534C; CA2260534A1; EP0931878A2; JP3041696B2; JPH11262719A; EP0931878A3; EP0931878B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Streicheinrichtungen im allgemeinen und eine Einrichtung und ein Verfahren zum Auftragen von Streichmassen auf bewegende Substrate im besonderen.
Papier mit spezialisierten Leistungsmerkmalen kann durch Anbringen einer dünnen Schicht Streichmaterial an einer oder beiden Seiten des Papiers erzeugt werden. Ein Typ von Streichfluid ist eine Mischung aus einem feinen plattenartigen Material, typischerweise Ton oder teilchenförmiges Kalziumkarbonat; Färbemittel, typischerweise Titandioxid für einen weißen Bogen; und einem Bindemittel, das vom organischen Typ oder von synthetischer Zusammensetzung sein kann. Ein anderer Typ Fluid ist eine bei Schlichtanwendungen verwendete Stärke- und Wasserlösung. Gestrichenes Papier wird typischerweise in Zeitschriften, kommerziellen Katalogen und Anzeigebeilagen in Zeitungen verwendet. Das gestrichene Papier kann mit einer glatten, glänzenden Oberfläche gebildet werden, welche die Leserlichkeit des Texts und die Qualität fotografischer Reproduktionen erhöht. Gestrichene Papiere sind in eine Anzahl von Sorten unterteilt. Die Sorten von höherer Qualität, der sogenannte gestrichene Freibogen, sind aus Papierfasern gebildet, worin das Lignin durch Aufschluss entfernt wurde. Weniger teure Sorten gestrichenen Papiers enthalten zehn Prozent oder mehr Pulpe aus gemahlenem Holz, die weniger kostspielig ist als durch Aufschluss geformte Pulpe.
Gestrichene Papiere werden oft für hochqualitatives Drucken oder in anderen Anwendungen verwendet, wo sichtbare Schwankungen des Streichmassengewichts beträchtliche Abzüge am Aussehen des Papiers zuwege bringen würden. Es ist daher von essentieller Bedeutung, eine Konsistenz der Streichdicke über die Breite der behandelten Papierbahn aufrechtzuerhalten. Höhere Effizienz und Kostenkontrolle bei der Papierherstellung hat die Konstruktion stets breiterer Papierherstellungsmaschinen von manchmal 762–1016 cm (300–400 Zoll) oder mehr vorangetrieben. Bei konventionellen Strahldüsenauftragswerken erstreckt sich eine einzige Zuführkammer über die gesamte Breite der Bahn in der Maschinenquerrichtung. Diese Zuführkammer kann von einem oder beiden Enden her gespeist werden. Zwecks Minimierung des Abfallens von Streichmasse, die aus einer Düse ausgeworfen wird, die die Zuführkammer abschließt, wird Streichmasse auf hohem Druck zugeführt. Trotzdem neigen solche Auftragswerke zu schwererer Streichmassenanbringung an den Enden.
Eine Streicheinrichtung dieses Typs ist beispielsweise in EP-A-0 514 735 offenbart.
Weiterhin können die oft eingesetzten erwärmten Streichmassen über die erweiterte Maschinenquerbreite des Auftragskopfs zu Temperaturgradienten führen, die eine Durchbiegung des Kopfs mit daraus resultierenden Gewichtsschwankungen der Beschichtung hervorrufen.
In EP-A-0 781 608 ist eine Streicheinrichtung gemäß der Einleitung von Anspruch 1 offenbart. Spezifischer offenbart EP-0 781 608 eine Streicheinrichtung zum Anbringen einer Streichmasse an einem bewegenden Substrat, wobei die Einrichtung folgendes umfasst: ein Gestell; ein erstes, an dem Gestell montiertes Streichmassenzuführrohr, wobei Streichmasse in das erste Streichmassenzuführrohr eingebracht wird, um in einer ersten Richtung durch das erste Streichmassenzuführrohr zu fließen, wobei das Zuführrohr Teile aufweist, die eine Vielzahl erster Streichmasseneinlassöffnungen definieren; eine erste Wand, die sich von dem ersten Streichmassenzuführrohr hin zu dem Substrat erstrecken; und eine zweite Wand, die von der ersten Wand beabstandet ist, um eine Streichmassenauftragskammer zu definieren, die mit der Vielzahl von Streichmasseneinlassöffnungen an dem ersten Streichmassenzuführrohr in Verbindung steht, wobei die erste Wand und die zweite Wand eine Düsen-Streichmassenabfuhröffnung definieren, wodurch Streichmasse auf das Substrat zu gelenkt wird.
Es ist daher ein primärer Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Streicheinrichtung zu verschaffen, die die vorgenannten Unzulänglichkeiten der Einrichtungen des Standes der Technik überwindet und die einen beträchtlichen Beitrag zur Streichtechnik liefert.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verschaffen eines Papierherstellungs-Spritzdüsenauftragswerks, das auf niedrigeren Drücken betrieben werden kann, während es doch dem Substrat in der Maschinenquerrichtung konsistente Streichmassengrade zuführt.
Um dies zu erreichen, ist die Streicheinrichtung der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 beanspruchten Merkmale gekennzeichnet und verschafft die Erfindung ein Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 19.
Grundsätzlich umfasst die erfindungsgemäße Streicheinrichtung weiter ein am Gestell im Wesentlichen parallel zu dem ersten Streichmassenzuführrohr montiertes zweites Streichmassenzuführrohr, wobei das zweite Streichmassenzuführrohr Teile aufweist, die eine Vielzahl zweiter Streichmasseneinlassöffnungen definieren. Die zweite Wand, die sich von dem zweiten Streichmassenzuführrohr zu dem Substrat hin erstreckt, wobei die Streichmassenauftragskammer mit der Vielzahl von Einlassöffnungen an dem zweiten Streichmassenzuführrohr in Verbindung steht. Streichmasse wird in das zweite Streichmassenzuführrohr eingebracht, um in eine Richtung gegenläufig zu und im Wesentlichen parallel zu der ersten Richtung zu fließen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Spritzdüsenstreicheinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus Doppelrohren, die Streichmasse zu einer zentralen Mischkammer zuführen, die von entgegengesetzten Enden her gespeist wird. Die Kombination gegenläufig gerichteter Zufuhr von Streichmasse und spezifischer Dimensionierung und Beabstandung von Dosieröffnungen zwischen den Zuführrohren und der Mischkammer resultiert in einem gleichförmigeren Streichmassensprühstrahl, der aus einer Düse auf einem niedrigeren Betriebsdruck austritt.
Der vorgeschlagene Spritzdüsenstreicheinrichtungstragbalken hilft bei der Verhinderung des Durchbiegens eines Auftragswerks aufgrund thermischer Temperaturdifferenzen in einer Streicheinrichtung.
Eine Spritzdüsenstreicheinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verschafft eine gleichförmigere Filmaufbringung, die die Abdruckqualität eines gestrichenen Bogens erhöht.
Eine Streichfarbensammelwanne kann als integrales Teil des Tragbalkens ausgeführt werden. Dies vereinfacht die strukturelle Anforderung und verringert die Fertigungskosten der Streichmassenwanne, da die Quermaschinensteifigkeit von dem Tragbalken verschafft wird. Bei dieser Gestaltung lässt man kühles Wasser (unter 4,4°C (40°F)) durch den Balken und die Wanne umlaufen. Dies stellt die Geradheit des Tragbalkens trotz des durch Schwankungen in der Umgebungstemperatur in der Nähe verursachten Potentials thermischen Durchbiegens sicher. Ein zusätzlicher Nutzen der Zirkulation kühlen Wassers ist, dass Balken und Wanne schwitzen, wodurch die Anlagerung angetrockneter Streichmasse an ihren Außenflächen eliminiert wird.
Durch Versehen eines getrennten Spritzdüsenstreicheinrichtungstragbalkens mit einem Auftragskopf wird der Tragbalken von durch eine warme Streichmasse erzeugter Hitze isoliert und biegt sich folglich nicht durch. Da der Tragbalken viel steifer ist als der Auftragskopf, ist er in der Lage, den thermischen Durchbiegungseinfluss zu überwinden, den die warme Streichmasse auf den Auftragskopf ausübt, wodurch die erforderliche Geradheit des Auftragskopfs aufrechterhalten wird.
Die Streicheinrichtung dieser Erfindung weist zwei Streichmassenzuführrohre auf, die sich parallel zueinander erstrecken und über die gesamte Breite des Substrats in der Maschinenquerrichtung verlaufen. Die Streichmasse wird jedem Zuführrohr getrennt zugeführt, von entgegengesetzten Enden. Die Zuführrohre führen Streichmasse durch beabstandete Dosieröffnungen in eine Auftragskammer ab, die zwischen einer an jedem Zuführrohr montierten Seitenwand definiert ist. Die Gegenstromanordnung der Streichmassenzuführrohre führt dazu, dass das Abfallen von Streichmassendruck in einem Rohr durch den ansteigenden Druck in dem anderen Rohr ausgeglichen wird, an jedem bestimmten Punkt, der sich über den Auftragskopf in der Maschinenquerrichtung bewegt. Der Tendenz des Drucks, abzufallen, wenn die Streichmasse sich durch das Zuführrohr bewegt, kann weiter durch Variieren der Beabstandung zwischen Dosieröffnungen mit der Maschinenquerposition, durch Variieren des Durchmessers der Dosieröffnungen, oder beides entgegengewirkt werden.
Der Tendenz der erhitzten Streichmasse, einen Temperaturgradienten in dem Auftragskopf zu verursachen, kann durch Freitragen des Auftragskopfs auf Armen von einem Tragbalken, durch den ein Temperatursteuerfluid zirkuliert wird, entgegengewirkt werden.
Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Streicheinrichtung zu verschaffen, die eine Streichmasse auf einem konstanten Druck zu einer Strahlauftragsdüse zuführt.
Es ist ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Streicheinrichtung zu verschaffen, die auf praktische Weise profilgesteuert ist.
Es ist ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Papierherstellungs-Streicheinrichtung zu verschaffen, die weniger empfänglich für Durchbiegung aufgrund von Temperaturgradienten ist.
Es ist auch ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, eine Papierherstellungs-Streicheinrichtung zu verschaffen, die auf verringerten Streichdrücken arbeitet.
Weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht der Streicheinrichtung dieser Erfindung an einer Papierherstellungsmaschine.
2 ist eine Perspektivansicht, teilweise weggebrochen, im Schnitt, der Papierherstellungsmaschineneinrichtung der Apparatur von 1.
3 ist ein Seitenaufriss einer alternativen Ausführung einer Streicheinrichtung dieser Erfindung, welche einen versetzten Tragbalken mit Temperaturaufrechterhaltung aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Spezieller bezugnehmend auf die 1–3, wobei gleiche Ziffern auf gleichartige Teile verweisen, ist die Streicheinrichtung 20 dieser Erfindung in den 1 und 2 dargestellt. Die Einrichtung 20 hat zwei Elemente, die die Qualität und Dicke der auf einem bewegenden Substrat, beispielsweise einer von einer Stützrolle 26 getragenen Papierbahn 24, angebrachten Streichmasse 22 steuern. Diese zwei Elemente sind der Auftragskopf 28 und die Dosierklingenbaugruppe 30. Die Streichmasse 22 wird unter Druck dem Auftragskopf 28 zugeführt und von einer Auftragskopfdüse 32 auf die bewegende Bahn 24 ausgeworfen. Die Dosierklinge 34 der Baugruppe 30 greift an der gestrichenen Bahn stromabwärts von dem Auftragskopf 28 an und entfernt überschüssige Streichmasse 22. Aufgetragene Streichmasse, die nicht auf der Bahn zurückbehalten wird, wird in einer Streichmassenwanne 36 gesammelt und wieder in Umlauf gebracht.
Wie in 2 gezeigt, weist der Auftragskopf 28 zwei Segmente 38 auf, die schwenkbar verbunden sind. Die Maschinenrichtung ist als die Richtung der Bewegung der Bahn 24 definiert. Die Maschinenquerrichtung ist die Richtung parallel zur Achse der Stützrolle 26. Ein erstes Streichmassenzuführrohr 40 ist an einer ersten Klammerbaugruppe 42 befestigt, welche eine Serie gefluchteter Ösen 44 aufweist, die rotierbar an Messingbuchsen an einer zweiten Klammerbaugruppe 46 montiert sind, die an einem rechteckigen Tragbalken 52 verbolzt sind, der sich über die Länge des Auftragskopfs in der Maschinenquerrichtung erstreckt. Ein zweites Streichmassenzuführrohr 48 ist an der zweiten Klammerbaugruppe 46 befestigt. Das zweite Streichmassenzuführrohr 48 erstreckt sich parallel zu dem ersten Streichmassenzuführrohr 40. Der Tragbalken 52 ist ein starres Element mit rechteckigem Querschnitt, das so groß wie oder größer als die Streicheinrichtung selbst sein kann. Der Tragbalken 52 und das daran montierte Auftragswerk werden vorzugsweise auf nicht dargestellten Schwenkarmen gestützt, die das Zurückziehen der Vorrichtung von der Stützrolle während des Aufstartens oder im Fall eines Materialbahnbruchs gestatten.
Ein aufblasbares Luftrohr 50 ist zwischen dem Tragbalken 52 und einer unteren Platte 54 der ersten Klammerbaugruppe 42 positioniert. Das erste Streichmassenzuführrohr 40 weist eine Vielzahl von Dosieröffnungen 58 auf, die über einem ersten Kammerbodensegment 56 positioniert sind. Das zweite Streichmassenzuführrohr 48 weist eine Vielzahl von Dosieröffnungen 58 auf, die über einem zweiten Kammerbodensegment 60 positioniert sind. In der betriebsbereiten Konfiguration ist das Luftrohr 50 aufgeblasen, um die Streichmassenzuführrohre zusammenzubringen, sodass das erste Kammerbodensegment 56 an dem zweiten Kammerbodensegment 60 angreift. Eine lichtdichte Versiegelung wird zwischen den benachbarten Bodensegmenten durch eine flexible Dichtung, wie etwa ein zylindrisches Neoprenrohr 62, gebildet, das innerhalb einer entlang dem Zentrum des zweiten Kammerbodensegments 60 definierten Nut aufgenommen wird.
Eine Düsenkammer 66 ist definiert zwischen einer ersten Wand 68, die sich von dem ersten Streichmassenzuführrohr 40 aufwärts erstreckt, und einer zweiten Wand 70, die sich von dem zweiten Streichmassenzuführrohr 48 aufwärts erstreckt. Die erste Wand 68 und die zweite Wand 70 konvergieren, um einen Maschinenquerspalt 72 zu definieren, durch den Streichmasse aus der Düse 32 ausgeworfen wird. Zur Verschaffung eines raschen Ersatzes der endständigen Segmente der ersten Wand und zweiten Wand umfasst die erste Wand vorzugsweise ein ersetzbares erstes endständiges Segment 74, das an einem unteren Teil 76 der ersten Wand 68 befestigt ist; und umfasst die zweite Wand ein ersetzbares zweites endständiges Segment 78, das an einem unteren Teil 80 der zweiten Wand 70 befestigt ist.
Zur Förderung der Gleichförmigkeit des aus dem Düsenspalt 72 austretenden Streichmassenstrahls wird Streichmasse 22 der Düsenkammer 66 durch sowohl das erste Streichmassenzuführrohr 40 als auch das zweite Streichmassenzuführrohr 48 zugeführt. Das erste Streichmassenzuführrohr 40 hat ein Einlassende 82, durch das Streichmasse unter Druck eingebracht wird. Das zweite Streichmassenzuführrohr 48 hat ein Einlassende 84, das von dem ersten Streichmassenzuführrohr-Einlassende 82 in der Maschinenquerrichtung beabstandet ist. Die zwei Streichmassenzuführrohr-Einlassenden 82, 84 sind an entgegengesetzten Enden des Auftragskopfs 28 beabstandet. Von daher fließt die Streichmasse in einem der Streichmassenzuführrohre in einer Richtung gegenläufig zur Fließrichtung in dem anderen Streichmassenzuführrohr. Das Ende jedes Streichmassenzuführrohrs entgegengesetzt zu seinem Einlassende wird vorzugsweise einen kleineren Auslass aufweisen, durch den 10–20 Prozent der Streichmasse das Streichmassenzuführrohr verlassen, um wieder in Umlauf gebracht zu werden. Die Streichmassenzuführrohre verschaffen ein Mittel zum Einbringen von Streichmasse in die Düsenkammer in entgegengesetzten, jedoch parallelen Richtungen.
Wenn die hochviskose Streichmasse 22 der Düsenkammer 66 durch eines der Streichmassenzuführrohre zugeführt wird, so wird ein Druckabfall vom Einlassende zum Auslassende vorliegen. Dieser Druckabfall wird dazu neigen, zu einer verringerten Fließgeschwindigkeit der Streichmasse durch die Dosieröffnungen 58 benachbart dem Auslassende eines Streichmassenzuführrohrs zu führen. Da jedoch das Auslassende eines Streichmassenzuführrohrs Streichmasse benachbart dem Einlassende des anderen Streichmassenzuführrohrs, wo der Druck höher ist, in die Düsenkammer abführt, so wird der Effekt des Druckabfalls ausgeglichen. Somit fällt der sich in der Maschinenquerrichtung entlang einem Streichmassenzuführrohr bewegende abfallende Druck mit dem sich in derselben Richtung bewegenden steigenden Druck in dem entgegengesetzten Streichmassenzuführrohr zusammen. Das Ergebnis dieser Anordnung ist das Ausgleichen des Drucks entlang der gesamten Maschinenquerrichtungsbreite des Auftragskopfs 28. In Streichmassenzuführrohren mit gleichmäßig beabstandeten Dosieröffnungen 58 können die Dosieröffnungen entlang einem Rohr um etwa 1,27 bis 10,67 cm (0,5 bis 4,2 Zoll) in der Maschinenquerrichtung beabstandet sein; in einer bevorzugten Ausführung können die Öffnungen um etwa 3,56 cm (1,4 Zoll) bis 7,11 cm (2,8 Zoll) beabstandet sein. Die Öffnungen in dem ersten Streichmassenzuführrohr sind von den Öffnungen in dem zweiten Zuführrohr versetzt angeordnet, sodass eine Öffnung in einem Streichmassenzuführrohr Streichmasse gegenüber einer Freifläche in dem entgegengesetzten Streichmassenzuführrohr abgibt.
Dieser Effekt kann durch Anpassen der Beabstandung zwischen Dosieröffnungen oder des Durchmessers der Dosieröffnungen verstärkt werden. Im allgemeinen würden im Mittenbereich jedes Rohrs die Beabstandung der Öffnungen, der Durchmesser der Öffnungen oder beides konstant bleiben, mit erhöhter Beabstandung, verringertem Durchmesser oder beidem zu den Enden der Rohrenden hin. Im allgemeinen wird die Veränderung des Öffnungsdurchmessers oder der Beabstandung etwa einen Meter vor dem Ende stattfinden. Beispielsweise können die Dosieröffnungen am Zentrum eines Streichmassenzuführrohrs annähernd 3,56–7,11 cm (1,4–2,8 Zoll) voneinander beabstandet sein, wobei die Beabstandung allmählich erhöht wird, bis benachbarte Dosieröffnungen an einem Ende annähernd 7,11 bis 10,67 cm (2,8 bis 4,2 Zoll) beabstandet sind. Als eine Alternative zur Veränderung der Beabstandung zwischen Öffnungen könnte der Durchmesser der Öffnungen um plus oder minus 50 Prozent verändert werden. Diese Veränderung würde über die typische Breite von 1016 cm (400 Zoll) der Streicheinrichtung 20 stattfinden. Beispielsweise könnte der Nenndurchmesser der Öffnungen etwa 0,95 cm (3/8 Zoll) sein, mit einer Veränderung von plus oder minus 50 Prozent. Die Streichmassenzuführrohre können etwa 4 Zoll im Durchmesser sein, mit einer Spanne des Zuführrohrdurchmessers von etwa 6,35 cm (2 1/2 Zoll) bis 25,4 cm (10 Zoll). Es ist anzumerken, dass, obwohl zylindrische Streichmassenzuführrohre illustriert sind, auch Rohre mit anderem Profil eingesetzt werden können.
Wie in 1 gezeigt, ist die Streicheinrichtung 20 durch eine Serie mit Gewinde versehener Einstellstangen 86, die sich von einem Profilriegel 88 erstrecken, der an die erste Klammerbaugruppe 42 an eine Serie entsprechender mit Gewinde versehener Öffnungen in dem endständigen Segment 74 an der ersten Düsenwand angebolzt ist, mit der Fähigkeit zur Profilherstellung ausgestattet. Durch Verstellen der Stangen 86 kann die Breite des Spalts 72 in der Maschinenrichtung gesteuert werden, da er sich in der Maschinenquerrichtung erstreckt. Das endständige Segment 74 verschmälert oder verjüngt sich vorzugsweise unter die Befestigungsstelle der Einstellstangen 86, wodurch das Biegen des oberen Teils des endständigen Segments erleichtert wird. Wie in 2 gezeigt, können die Einstellstangen 86 in einer bevorzugten Ausführung annähernd acht Zoll voneinander beabstandet sein, jedoch kann die Beabstandung sich von zwei bis auf sechzehn Zoll belaufen.
Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich eine Metallplattenabdeckung 90 über die Einstellstangen 86, wobei sie in einer Nut in dem ersten endständigen Segment 74 aufgenommen ist und an den Profilriegel 88 geschraubt ist. Eine andere Metallplattenabdeckung 92 erstreckt sich von dem zweiten endständigen Segment 78 und in die Streichmassenwanne 36. Eine andere Abdeckung 94 erstreckt sich von der Dosierklingenbaugruppe 30 nach unten, um Streichmasse in die Streichmassenwanne 36 zu lenken.
Eine alternative Ausführung einer Auftragskopfbaugruppe 96 ist in 3 gezeigt. Die Baugruppe 96 isoliert den Auftragskopf 98 thermisch von dem Tragbalken 100, indem sie den Auftragskopf von dem Tragbalken freitragend auf einer Serie von Stützarmen 102 befestigt, die jeder in Maschinenquerrichtung annähernd zwei Fuß voneinander beabstandet sind. Der Auftragskopf 98 weist ein erstes Streichmassenzuführrohr 104 auf, das schwenkbar mit den Stützarmen 102 verbunden ist. Das erste Streichmassenzuführrohr 104 ist auch schwenkbar mit der Klammer 106 verbunden. Ein zweites Streichmassenzuführrohr 108 ist an der Klammer 106 befestigt. Zum Einstellen des Winkels des Auftragskopfs 98 in Bezug auf den Tragbalken 100 erstreckt sich eine Winde mit Schraubengewinde 110 zwischen dem Tragbalken 100 und der Klammer 106.
Wie in dem Auftragswerk 20 wird Streichmasse dem ersten Streichmassenzuführrohr 104 an einem Einlassende 112 von einer unter Druck gesetzten Streichmassenzufuhr her zugeführt. Gleichzeitig wird dem zweiten Zuführrohr an einem entgegengesetzten Ende Streichmasse zugeführt. Die Streichmasse bewegt sich durch das Streichmassenzuführrohr und tritt in die Auftragswerkdüse 114 ein. Ein Bruchteil der Streichmasse wird durch einen Rückführungsauslass 116 wieder in Umlauf gebracht. Oft sind die Streichfluidtemperaturen verschieden von der Umgebungstemperatur. Bei Auftragsköpfen, wobei der Haupttragbalken ein integraler Teil des Auftragskopfs ist, kann das Einbringen warmer Streichmasse in den Auftragskopf einen thermischen Gradienten zwischen den erwärmten Teilen des Auftragskopfs und dem nicht erwärmten Tragbalken erzeugen.
Das Auftragswerk 96 begegnet diesem thermischen Gradienteneffekt durch thermisches Isolieren des Tragbalkens 100 von denjenigen Teilen des Auftragskopfs, durch welche die erwärmte Streichmasse fließt. Zusätzlich wird Temperaturausgleichsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser 118, durch den Tragbalken 100 gepumpt, um den Tragbalken innerhalb einer begrenzten Temperaturspanne zu halten und dadurch ein durch den Temperaturgradienten veranlasstes Durchbiegen des Tragbalkens zu verhindern. In einer bevorzugten Ausführung würde Wasser innerhalb einer nicht dargestellten Ausrüstung in dem gewünschten Temperaturbereich gehalten und in vier Eckkammern 120 gepumpt, die durch rechteckige Platten 122 definiert sind, die entlang der gesamten Machinenquerrichtungslänge des Tragbalkens verlaufen und festgeschweißt sind. Obwohl die wichtigste Anforderung an das Temperaturausgleichswasser 118 ist, dass seine Temperatur innerhalb eines gewünschten Bereichs gehalten wird, kann das Wasser auf einem Niveau etwas über dem Gefrierpunkt, beispielsweise 40 Grad Fahrenheit, gehalten werden. Wo durch in dem System vorliegende Temperaturgradienten erforderlich, kann Temperaturausgleichswasser auf verschiedenen Temperaturen und/oder Fluss in eine oder mehr von jeder der vier Eckkammern eingebracht werden. Diese Variation kann sich soweit erstrecken, dass der Fluss durch eine oder mehr der Kammern abgebrochen wird. Mit dieser Kontrolle ist es möglich, die Position des Balkens zu steuern.
Das gekühlte Wasser würde dazu neigen, den Metalltragbalken 100 dazu zu veranlassen, Wasserdampf aus der Umgebungsluft zu kondensieren. Dieses "Schwitzen" des Tragbalkens hätte den vorteilhaften Effekt, das Anlagern von Streichmasse an dem Tragbalken zu verhindern. Die Streichmassenwanne 134 ist vorzugsweise direkt mit dem Tragbalken 100 verbunden. Das Temperaturausgleichswasser 118 wird, nachdem es den Tragbalken durchlaufen hat, zu der temperaturaufrechterhaltenden Ausrüstung rückgeführt.
Das Auftragswerk 96 weist auch eine alternative Profilanbringungsstruktur auf, wobei eine Anordnung von Schrauben 124 sich zwischen einem endständigen Keil 126 und einem Vorsprung 128 erstreckt, der sich von einem unteren Teil 130 der Kammerwand 132, die mit dem ersten Streichmassenzuführrohr 104 verbunden ist, erstreckt. Der endständige Keil 126 erstreckt sich von dem unteren Teil 130 der Kammerwand auf einem schmalen Materialsegment, was gestattet, dass er gegen die zweite Wand 132 der Kammer gedrückt wird, um die Veränderung des Streichmassensprühstrahls in der Maschinenquerrichtung zu steuern.
Es ist anzumerken, dass, obwohl das Substrat als eine von einer Stützrolle getragene Papierbahn illustriert worden ist, das Substrat alternativ selbst eine Rolle sein kann, die die Streichmasse für das stromabwärts Auftragen auf einer Papierbahn, beispielsweise in einer Schlichtpresse, aufnimmt. Es ist anzumerken, dass, wenn hierin auf Streichmasse oder Streichmaterial verwiesen wird, pigmentierte Streichmassen, Schlichtlösungen und andere Fluide, die auf einer Papierbahn angebracht werden können, eingeschlossen sind. Die Streicheinrichtung dieser Erfindung kann sowohl in Anwendungen außerhalb der Maschine als auch innerhalb der Maschine verwendet werden.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die hierin illustrierte und beschriebene besondere Konstruktion und Anordnung von Teilen beschränkt ist, sondern solche abgeänderten Formen hiervon mit einschließt, wie sie innerhalb der Reichweite der nachfolgenden Ansprüche liegen.

Claims

Eine Streicheinrichtung (20) zum Anbringen einer Streichmasse (22) an einem bewegenden Substrat (24), wobei die Vorrichtung (20) folgendes umfasst: ein Gestell (52; 100), ein an dem Gestell (52; 100) montiertes erstes Streichmassenzuführrohr (40; 104), wobei Streichmasse (22) in das erste Streichmassenzuführrohr (40; 104) eingebracht wird, um in einer ersten Richtung durch das erste Streichmassenzuführrohr (40; 104) zu fließen, wobei das Zuführrohr (40; 104) Teile aufweist, die eine Vielzahl erster Streichmasseneinlassöffnungen (58) definieren, eine erste Wand (68; 130), die sich von dem ersten Streichmassenzuführrohr (40; 104) hin zu dem Substrat (24) erstreckt, und eine von der ersten Wand (68; 130) beabstandete zweite Wand (70; 114), um eine Streichmassenauftragskammer (66) zu definieren, die mit der Vielzahl erster Streichmasseneinlassöffnungen (58) in Verbindung steht, wobei die erste Wand (68; 130) und die zweite Wand (70; 114) eine Düsen-Streichmassenabfuhröffnung (32) definieren, wodurch Streichmasse (22) zu dem Substrat (24) hin gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin ein an dem Gestell (52; 100) montiertes zweites Streichmassenzuführrohr (48, 108) im Wesentlichen parallel zu dem ersten Streichmassenzuführrohr (40; 104) umfasst, wobei das zweite Streichmassenzuführrohr (48; 108) Teile aufweist, die eine Vielzahl zweiter Streichmasseneinlassöffnungen (58) definieren, dadurch, dass die zweite Wand (70; 114) sich von dem zweiten Streichmassenzuführrohr (48; 108) hin zu dem Substrat (24) erstreckt, wobei die Streichmassenauftragskammer (66) mit der Vielzahl von Streichmasseneinlassöffnungen (58) an dem zweiten Streichmassenzuführrohr (48) in Verbindung steht, und dadurch, dass Streichmasse (22) in das zweite Streichmassenzuführrohr (48; 108) eingebracht wird, um in eine Richtung gegenläufig zu und im wesentlichen parallel zu der ersten Richtung zu fließen.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zuführrohr (40; 104) schwenkbar an dem Gestell (52; 100) montiert ist, sodass das erste Zuführrohr (40; 104) und die damit verbundene erste Wand (68; 130) von dem zweiten Zuführrohr (48; 108) wegschwenkbar sind, um den Zugang zu der Streichmassenauftragskammer (66) zu gestatten.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Streichmassenzuführrohr (40) ein Einlassende (82) und ein in der Maschinenquerrichtung von dem Einlassende (82) beabstandetes Auslassende aufweist und Streichmasse (22) an einer Streichmassenzufuhr an dem ersten Streichmassenzuführrohr-Einlassende (82) eingebracht wird und das zweite Streichmassenzuführrohr (48) ein in der Maschinenquerrichtung entgegengesetzt von dem ersten Streichmassenzuführrohr-Einlassende (82) beabstandetes Einlassende (84) aufweist, sodass Streichmasse (22) von jedem Streichmassenzuführrohr-Einlassende (82, 84) durch die Zuführrohre (40, 48) und aus den Streichmasseneinlassöffnungen (58) in die Streichmassenauftragskammer (66) fließt, wobei die Streichmasse (22) in den zwei Zuführrohren (40, 48) in entgegengesetzten Richtungen fließt.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestell (100) einen Tragbalken (100) umfasst, der Teile (122) aufweist, die zumindest eine Kammer (120) definieren, und dadurch, dass der Stützkammer (120) Temperaturausgleichsfluid (118) zugeführt wird, um durch die zumindest eine Kammer (120) zu fließen, um ein durch den Temperaturgradienten induziertes Durchbiegen des Tragbalkens (100) zu verhindern.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (100) eine Vielzahl im Wesentlichen paralleler Kammern (120) aufweist und Fluid (118) auf verschiedenen Temperaturen in jede der Kammern (120) eingebracht wird, um ein durch den Temperaturgradienten induziertes Durchbiegen des Tragbalkens (100) zu verhindern.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmassenzuführrohre (40, 48) Einlass- und Auslassenden (82, 84) und zwischen den Einlass- und Auslassenden (82, 84) beabstandete Zwischenteile aufweisen und die Beabstandung zwischen Streichmasseneinlassöffnungen (58) an einem Streichmassenzuführrohr (40, 48) benachbart zu den Einlass- und Auslassenden (82, 84) unterschiedlich ist zu der an den Zwischenteilen.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmassenzuführrohre (40, 48) Einlass- und Auslassenden (82, 84) und zwischen den Einlass- und Auslassenden (82, 84) beabstandete Zwischenteile aufweisen und der Durchmesser der Streichmasseneinlassöffnungen (58) an einem Streichmassenzuführrohr (40, 48) benachbart zu den Einlass- und Auslassenden (82, 84) unterschiedlich ist zu dem an den Zwischenteilen.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Dosierklinge (34) umfasst, die stromabwärts von der Düse (32) positioniert ist und an dem Substrat (24) angreift.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wand (70) ein endständiges Segment (78) aufweist, das mittels Gewindestangen verstellbar ist, um die Beabstandung zwischen der ersten Wand (68) und der zweiten Wand (70) der Düse (32) einzustellen, wobei die Gewindestangen verstellbar sind, um die Beabstandung in Maschinenrichtung der ersten Düsenwand (68) zu der zweiten Düsenwand (70) zu steuern, wobei besagte Beabstandung in der Maschinenquerrichtung variabel ist.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Streichmassenauftragskammer (66) eine konvergierende Kammer (66) mit einem Düsenauslass (72) ist, der auf das Substrat (24) abführt, wobei die in die Düsenkammer (66) fließende Streichmasse (22) in einem einzigen Strom von der Düse (32) auf das Substrat (24) abgegeben wird.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführrohre (40, 48) Einlass- und Auslassenden (82, 84) und zwischen den Einlass- und Auslassenden (82, 84) beabstandete Zwischenteile aufweisen und die Beabstandung zwischen den Öffnungen, durch die Streichmasse in die Düsenkammer (66) fließt, benachbart zu den Einlass- und Auslassenden (82, 84) unterschiedlich ist zu der an den Zwischenteilen.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführrohre (40, 48) Einlass- und Auslassenden (82, 84) und zwischen den Einlass- und Auslassenden (82, 84) beabstandete Zwischenteile aufweisen und der Durchmesser der Streichmasseneinlassöffnungen (58), durch die Streichmasse in die Düsenkammer (66) fließt, benachbart zu den Einlass- und Auslassenden (82, 84) unterschiedlich ist zu dem an den Zwischenteilen.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er folgendes umfasst: einen Tragbalken (100), der zumindest eine innere Kammer (120) aufweist, die sich in Maschinenquerrichtung erstreckt, einen in freitragender Beziehung an dem Tragbalken (100) montierten Auftragskopf (96), wobei der Auftragskopf (96) die Düse (32) aufweist, durch welche die auf eine Temperatur über der Umgebungstemperatur erhitzte Streichmasse zirkuliert und auf das bewegende Substrat abgeführt wird, und eine Quelle von Temperaturausgleichsfluid (118) in Verbindung mit der Tragbalken-Innenkammer (120), und wobei das Fluid (118) durch den Tragbalken (100) gepumpt wird, um das Biegen des Tragbalkens (100) in Reaktion auf den Heizeffekt der durch den Auftragskopf (96) hindurchbeförderten Streichmasse einzuschränken.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragbalken (100) eine Vielzahl im Wesentlichen paralleler Kammern (120) aufweist, und wobei Fluid (118) auf verschiedenen Temperaturen in jede der Kammern (120) eingebracht wird, um ein durch den Temperaturgradienten induziertes Durchbiegen des Tragbalkens (100) zu verhindern.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter eine Streichmassenwanne (134) umfasst, die integral an dem Tragbalken (100) befestigt ist, sodass Fluid (118) durch den Balken (100) und die Wanne (134) zirkuliert wird, um das Durchbiegen des Auftragskopfs (96) zu verhindern.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst: einen Auftragskopf (28), und eine Vielzahl von Streichmassenzuführkammern (40, 48), wobei besagte Dosieröffnungen (58) mit den Zuführkammern (40, 48) zusammenwirken, wobei besagte konvergierende Mischkammer (66) die gegenläufig gerichteten Zufuhren von Streichmasse (24) von den Zuführkammern (40, 48), die sich durch die Dosieröffnungen (58) bewegen, aufnimmt, wodurch ein gleichförmigerer Streichmassenstrahl, der aus einer Düse (32) des Auftragskopfs (28) austritt, produziert wird.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes umfasst: einen Auftragskopf (28), und einen von dem Auftragskopf (96) isolierten Tragbalken (100), wobei die Streichmassenkammer (66) warme Streichmasse aufnimmt, wobei der Auftragskopf (96) und Tragbalken (100) so konstruiert und angeordnet sind, dass die durch die Streichmassenkammer (66) und den Auftragskopf (96) fließende warme Streichmasse den Tragbalken (100) und Auftragskopf (96) nicht derart beeinflusst, dass ein thermischer Gradient sich entwickelt, der ein Durchbiegen des Auftragskopfs (96) verursachen würde.
Streicheinrichtung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin umfasst: eine integral an dem Tragbalken (100) befestigte Streichmassenwanne (134), sodass kühles Wasser (118) durch den Tragbalken (100) und die Wanne (134) zirkuliert werden kann, um ein Durchbiegen des Auftragskopfs (96) zu verhindern.
Ein Verfahren zum Auftragen einer Streichmasse auf einem bewegenden Substrat in einer Papierherstellungsmaschine, umfassend die Schritte des: Veranlassens des Fließens von Streichmasse (22) durch ein erstes Streichmassenzuführrohr (40; 104) in einer ersten Maschinenquerrichtung und deren Abführens in eine Düsenkammer (66) durch eine Vielzahl erster Öffnungen (58), dadurch gekennzeichnet, dass es die Schritte umfasst des Veranlassens des Fließens von Streichmasse (22) in eine Richtung gegenläufig zu und im wesentlichen parallel zu der ersten Maschinenquerrichtung durch ein zweites Streichmassenzuführrohr (48; 108), um durch eine Vielzahl zweiter Öffnungen (58) in die Düsenkammer (66) abgeführt zu werden; und Mischens der abgeführten Streichmasse (22) in der Düsenkammer (66) und Auswerfen der gemischten Streichmasse (22) durch eine Düse (32, 114) auf das Substrat (24).
Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter den Schritt des Umlaufenlassens von Temperaturaufrechterhaltungsfluid (118) durch ein Tragrohr (100), woran das erste Streichmassenzuführrohr (104) und das zweite Streichmassenzuführrohr (108) montiert sind, umfasst, um dadurch das durch den thermischen Gradienten induzierte Durchbiegen der Düse (114) zu verhindern.
Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse innerhalb eines Milieus auf einer Umgebungstemperatur positioniert ist und das Temperaturaufrechterhaltungsfluid (118) auf einer Temperatur gehalten wird, die unter der Umgebungstemperatur liegt, um dadurch zu veranlassen, dass der Tragbalken (100) schwitzt und die Anlagerung unerwünschten Materials an der Außenseite des Tragbalkens (100) verringert.
Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragrohr (100) eine Vielzahl sich hierdurch erstreckender Kammern (120) aufweist und Fluid (118) auf verschiedenen Temperaturen durch jede der Kammern (120) zirkuliert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse zwei Wände (114, 130) aufweist, wovon eine ein endständiges Segment (126) aufweist, das mittels Gewindestangen (124) einstellbar ist, um die Beabstandung zwischen den zwei Wänden (114, 130) der Düse einzustellen, und weiterhin den Schritt des wählbaren Verstellens der Gewindestangen (124) umfasst, um die Beabstandung der Düsenwände (114, 130) in der Maschinenquerrichtung zu steuern.
Verfahren gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es den Schritt umfasst des: Abführens der Streichmasse in die Düsenkammer (66) durch die Vielzahl erster und zweiter Öffnungen (58), die durch Freiflächen getrennt werden, wobei die Öffnungen (58) in dem ersten Streichmassenzuführrohr (40) zu den Öffnungen (58) in dem zweiten Streichmassenzuführrohr (48) versetzt sind, sodass eine Öffnung (58) in einem Streichmassenzuführrohr (40) Streichmasse in die Düsenkammer (66) gegenüber einer Freifläche in dem gegenüberliegenden Streichmassenzuführrohr (48) abführt.
Verfahren, wie in Anspruch 19 aufgeführt, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin die Schritte umfasst des: Verschaffens eines von dem Auftragskopf (96) getrennten Spritzdüsenstreicheinrichtungstragbalkens (100); Befestigens einer Auffangwanne (134) an dem Tragbalken (100); Umlaufenlassens gekühlten Wassers (118) durch den Balken (100) und die Wanne (134), um die Geradheit des Balkens (100) aufrechtzuerhalten; und Eliminierens getrockneter Streichmassenanlagerung auf den Außenflächen des Balkens (100) und der Wanne (134), indem Balken (100) und Wanne (134) veranlasst werden zu schwitzen.