專利名稱：用于向涂布設備供給處理劑的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及向涂布設備供給處理劑的方法，該涂布設備用于向紙幅(paper web)或者紙板幅(board web)直接或者間接地涂覆涂層顏色或者表面漿料。在這種方法中，供給涂布設備的一部分處理劑經(jīng)由旁路返回至處理劑供給系統(tǒng)，另一部分進入涂布設備中的涂布室，大體上所有供入該涂布室的處理劑被涂布到移動幅材或者轉(zhuǎn)印表面上。
背景技術：
本發(fā)明涉及基本上沒有返回循環(huán)的閉合室涂布設備(closed-chamber application apparatus)。返回循環(huán)意味著供給涂布室的過量處理劑經(jīng)由封閉涂布室的密封元件返回至供給系統(tǒng)。在薄膜轉(zhuǎn)印涂布機中，例如傳統(tǒng)上返回循環(huán)總計大約占供給涂布室的處理劑體積的80％。返回循環(huán)導致了許多實際問題的產(chǎn)生。為了解決這些問題，已經(jīng)研發(fā)了這樣的涂布設備，在這些涂布設備中，涂布室大體上是閉合的，這樣，處理劑僅僅能夠以涂布到涂布輥上的薄膜的形式排出。閉合循環(huán)涂布設備(closed-circulation coating apparatus)包括例如OptiSizerTM薄膜轉(zhuǎn)印涂布機和幾種已知的簾式涂料機。在閉合循環(huán)涂布設備中，機器的循環(huán)即處理劑供給系統(tǒng)受到控制使得僅僅將要涂布的處理劑量供入涂布室，以及另外的對應于從涂布室泄漏出的量。另外，涂布設備通常包括旁路循環(huán)，該旁路循環(huán)用來確保在將處理劑供入涂布室的分配管中均勻的壓力和充分的流量。借助于旁路循環(huán)，可以優(yōu)化在幅材橫向方向的供料分布曲線并且防止涂布室末端附近的流速過低。
當涂布系統(tǒng)對少量的循環(huán)體積進行操作時，處理劑的供給控制變得更為重要。供給太多的處理劑會增大泄漏。如果供給太少量的處理劑，就會存在涂布外形不均勻的風險。
編號為104577的芬蘭專利公開了用于向大體上沒有返回循環(huán)的涂布設備供給處理劑的裝置。在該裝置中，旁路流布置在與涂布室連通的供給室中，測量供給室的內(nèi)部壓力并且調(diào)節(jié)處理劑的供給壓力由此獲得供給室內(nèi)部壓力所期望的設定值。根據(jù)通向涂布室的噴嘴的壓力損失，即，在實際中根據(jù)在噴嘴之前所測量的施加壓力調(diào)節(jié)供給量使之與實際消耗量相對應。很難使用壓力控制來調(diào)節(jié)涂布的數(shù)量。在不同的運行狀況下特定的壓力帶來不同的涂布數(shù)量，因為壓力和流量之間的關系并不呈嚴格的線性關系，而是會受許多其它因素的影響。供給的壓力控制很容易受干擾的影響，這些干擾的影響不得不通過自動或者使用者來補償。
在薄膜轉(zhuǎn)印涂布機中有兩種主要的方式來調(diào)節(jié)涂布的處理劑的數(shù)量。當期望改變這個數(shù)量時，可以調(diào)節(jié)涂布桿的載荷壓力或者可以將涂布桿換成另一個具有不同直徑和/或不同的溝紋。尤其是當使用溝紋桿時，通過調(diào)節(jié)桿載荷僅僅可以獲得微量的調(diào)節(jié)。另一個缺點是載荷壓力的增大使桿的溝紋和輥的涂層受到相當大的磨損。當在涂布中使用基于涂布桿的槽紋體積的體積計量時，無論何時如果期望改變涂布到輥上的處理劑的數(shù)量，桿就必須被替換。這一點很費力，尤其是在多級機器上時。
傳統(tǒng)上涂布設備的旁路循環(huán)返回到機器箱。如果旁路循環(huán)不是恒定的，很難確定實際供給的處理劑。尤其當簾式涂料設備用于多層涂布時，很難控制單層的供給體積，這就更存在著問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對有關處理劑的供給和供給體積的測量問題提供費用低廉并且簡單的解決方案。
根據(jù)本發(fā)明的方法的特征為在權利要求1的特征部分中所出現(xiàn)的內(nèi)容。
本發(fā)明基于對處理劑供給的控制，該控制根據(jù)從供給線路測量的處理劑流量和供給的期望設定值向涂布設備供給處理劑。選取期望的值從而向幅材或者轉(zhuǎn)印表面提供期望的處理劑數(shù)量。這類流量控制使測量處理劑的體積和控制供給變得比較簡單。借助于流量控制，可以例如在薄膜轉(zhuǎn)印涂布機中，調(diào)節(jié)傳送給最終產(chǎn)品的處理劑的數(shù)量，而不改變涂布桿的溝紋從而涂布桿的負載保持恒定，并且優(yōu)選盡可能小。
為了執(zhí)行控制，使用者選擇他對最終產(chǎn)品所希望的處理劑的數(shù)量?；诖?，當知道了處理劑的固體含量干燥、機器的寬度和運行速度時，可計算出需要的處理劑供給速率。通過將需要的處理劑的數(shù)量乘以適當?shù)南禂?shù)例如1.2而將旁路循環(huán)和泄漏考慮進來。
當增大供給的期望值時，就會向涂布室供給更多數(shù)量的處理劑，涂布室中的壓力增大并且更多的處理劑經(jīng)過涂布桿的溝紋擠給涂布輥子的表面。相應地，減小的供給期望值就會產(chǎn)生更薄的處理劑膜。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，涂布設備的旁路流量不經(jīng)過機器箱而是在位于供給流量的測量點和涂布設備之間直接流向供給線路。因此向涂布設備供給的處理劑不依賴旁路循環(huán)的體積。機器循環(huán)的供給泵僅僅將數(shù)量等于從涂布室轉(zhuǎn)移給絲網(wǎng)或者輥子的處理劑泵送至涂布設備。借助于這種布置，就可以增大旁路循環(huán)部分，尤其當使用小的供給體積時，當想確保涂布室的整個寬度上的均勻壓力并且從分配管通向涂布室的噴管不會閉塞時。可以通過調(diào)節(jié)旁路泵容量來控制供給曲線，而不會對總的供給體積產(chǎn)生影響。


現(xiàn)在將借助于參照附圖所示的實例來描述本發(fā)明。
圖1是與薄膜轉(zhuǎn)印涂布機相連的處理劑涂布設備的剖視圖。
圖2示意地顯示了薄膜轉(zhuǎn)印涂布機的機器循環(huán)。
圖3示意地顯示了另一種旁路流動連接。
具體實施例方式
圖1顯示了與薄膜轉(zhuǎn)印涂布機相連的處理劑涂布設備40的剖視圖。它包括靠著涂布輥子20的曲線表面布置的涂布室19。處理劑經(jīng)由分配管17供給涂布設備40，其中處理劑從分配管17經(jīng)由噴管18流至涂布室19。傳遞到分配管的一部分供給流量通過分配管的另一端作為旁路流量排出。當沿輥子20的運動方向觀察時，涂布室19通過密封桿21密封在進入側上并且通過涂布桿22密封在輸出側，其中密封桿21和涂布桿22每個都布置成在它的托架中旋轉(zhuǎn)，并且所述桿21、22經(jīng)由托架靠著輥子20表面加載。密封桿21和涂布桿22的加載受到控制使得處理劑僅僅可以從涂布室19通過涂布桿22中的溝紋作為遵循涂布輥子20表面的膜23排出。密封桿21用來防止空氣進入涂布室19以及防止處理劑從涂布室19中沿輥子20的上游方向排出。涂布室19的兩側端都密封了，這意味著可以在涂布室19中保持過壓。
圖2示意地顯示了薄膜轉(zhuǎn)印涂布機的機器循環(huán)。處理劑沿著管線11流至機器箱10中，從這里處理劑通過供給泵13沿著管線12泵送給清洗裝置15，在清洗裝置15中除去雜質(zhì)和/或空氣。在清洗裝置15之后，處理劑流沿著供給線路16流入涂布設備40。流入涂布設備40的處理劑流的主要部分從分配管經(jīng)過涂布室流向涂布輥子20并且僅僅小部分沿著旁路24返回到機器箱10。旁路24通常裝備有使旁路流量的值維持期望值的可調(diào)整閥(未顯示)。因為涂布室沒有返回循環(huán)，所以僅僅需要將用于在涂布輥子20上形成所期望厚度的處理劑膜所需要的數(shù)量供給涂布室。
供給線路16中的處理劑流通過位于測量點14的流量傳感器來監(jiān)測。從流量測量點收到的信號Q傳送給控制供給泵13的操作的控制電路30?？刂齐娐?0將實際供給流量Q與它的期望設定值Qo進行比較并且根據(jù)比較的結果產(chǎn)生用于控制供給泵13的速度的控制信號Z。或者，控制電路也可以用于使供給線路16中的控制閥(未顯示)節(jié)流或者通過其它的方式來控制供給的流量。
涂布設備40可以通過本身已知的方式裝備壓力傳感器來測量分配管或者涂布室中的壓力P。在通常情況下，不使用壓力測量來控制供給。
當基于流量測量值Q和為供給設定的期望值Qo控制處理劑的供給時，可以簡單地通過改變供給的設定期望值Qo來改變處理劑的體積。因此有溝紋的涂布桿22使用范圍就變得更廣泛，因為可以利用它涂布不同數(shù)量的處理劑。而且涂布桿22的加載可以保持恒定并且因此涂布輥子20的磨損可以減小。這些變化增大了涂布桿22和涂布輥子20的使用壽命并且可以允許涂布設備40進行更長的連續(xù)不中斷的操作。
圖3顯示了應用本發(fā)明的方法的另一種裝置。應當指出，圖2和圖3的供給系統(tǒng)可以在膜轉(zhuǎn)印涂布和簾式涂布中使用。在簾式涂布中，處理劑傳送給位于幅材上方的簾式涂布軸(curtain coating beam)，其中處理劑從簾式涂布軸上可以作為均勻的簾子落到被處理的幅材上?；诹髁繙y量值Q和為供給設定的期望值Qo控制供給，如圖2的實例中一樣。
圖3的供給系統(tǒng)包括裝備有旁路泵43的旁路42，并且通過調(diào)節(jié)泵的速度可以控制旁路循環(huán)的體積速率。旁路流量不傳送給機器箱10而是在流量測量點14之后的點處流到通向涂布設備40的供給線路16。因此可以自由地控制旁路循環(huán)，因為旁路循環(huán)的流動回路42決不影響用于引導處理劑供給涂布設備40的控制電路30。利用這種布置，例如，當使用更少的處理劑供給量以便沿著涂布設備40的整個長度確保均勻的壓力以及涂布設備40的均勻供給曲線時，可以使用更多的旁路循環(huán)。例如當使用多層涂布的簾式涂布軸時，即向單個處理劑層供給的處理劑的數(shù)量非常小的情況下，這種布置很有利。
根據(jù)本發(fā)明的供給控制系統(tǒng)在例如多級機器上很有利，其中處理劑的供給量可以結合級別的改變而簡單地通過改變期望設定值Qo而改變。當計算期望值Qo時，考慮了會影響處理劑的涂布數(shù)量的各因素，這些因素包括涂布設備的速度、幅材寬度和處理劑性質(zhì)(干燥固體含量、粘度等等)。
圖3中所示的連接旁路循環(huán)的新方式不僅適合在根據(jù)本發(fā)明的供給系統(tǒng)中使用而且還可以使用在如這種的其它供給控制方法中。
權利要求
1.一種向涂布設備(40)供給處理劑的方法，該涂布設備用于向紙幅材或者硬紙幅材直接或者間接地涂覆涂層顏色或者表面漿料，在該方法中，供給涂布設備(40)的一部分處理劑經(jīng)由旁路(24、42)返回至處理劑供給系統(tǒng)，一部分進入涂布設備(40)中的涂布室(19)，大體上所有供入該涂布室的處理劑涂布到移動的幅材或者轉(zhuǎn)印表面，其特征在于，該方法包括測量向涂布設備(40)供給的處理劑(Q)的流量和基于該測量流量值(Q)和預定的設定值(Qo)來控制處理劑的供給的步驟，其中設定值根據(jù)涂布到移動幅材或者轉(zhuǎn)印表面的處理劑的期望數(shù)量來選取。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括在位于供給流量測量點(14)前面的點處向處理劑供給系統(tǒng)返回旁路流量的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括在位于供給流量的測量點(14)和涂布設備(40)之間的點處向處理劑供給線路(16)返回旁路流量的步驟。
4.如上述任意一項權利要求所述的方法，其特征在于，該方法包括通過改變供給泵(13)的速度來控制處理劑的供給的步驟。
5.如權利要求1-3所述的方法，其特征在于，該方法包括通過使供給線路(16)中的流量節(jié)流來控制處理劑的供給的步驟。
6.如上述任意一項權利要求所述的方法，其特征在于，薄膜轉(zhuǎn)印涂布機的涂布軸用作涂布設備，在該涂布軸中有溝紋的涂布桿(22)用作計量元件。
7.如權利要求1-5所述的方法，其特征在于，簾式涂料軸用作涂布設備。
全文摘要
一種向涂布設備(40)供給處理劑的方法，該涂布設備用于向紙幅材或者硬紙幅材直接或者間接地涂覆涂層顏色或者表面漿料，在該方法中，供給涂布設備(40)的一部分處理劑經(jīng)由旁路(24、42)返回至處理劑供給系統(tǒng)，一部分進入涂布設備(40)中的涂布室(19)，大體上所有供入該涂布室的處理劑涂布到移動的幅材或者轉(zhuǎn)印表面，其特征在于，該方法包括測量向涂布設備(40)供給的處理劑(Q)的流量和基于該測量流量值(Q)和預定的設定值(Qo)來控制處理劑的供給的步驟，其中設定值根據(jù)涂布到移動幅材或者轉(zhuǎn)印表面的處理劑的期望數(shù)量來選取。
文檔編號G05D11/00GK1756874SQ200480006031
公開日2006年4月5日 申請日期2004年3月4日 優(yōu)先權日2003年3月6日
發(fā)明者H·瓦塔內(nèi)恩, T·皮特坎尼米, P·派瓦, T·勞卡內(nèi)恩, I·羅斯塔里內(nèi)恩, T·努爾米埃內(nèi)恩, M·韋塔內(nèi)恩 申請人:美卓紙業(yè)公司