Промышленная ткань со средствами контроля ее износа
Промышленная ткань из множества тканей, используемых в бумажном производстве и связанными с ним отраслями промышленности, содержит нити, расположенные по ходу бумаги в машине, и нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, переплетенные с образованием тканой структуры. По меньшей мере, некоторые из нитей, расположенных по ходу бумаги в машине, и/или из нитей, расположенных поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити, имеющие нить-сердцевину, окруженную оболочкой. Нить-сердцевина и оболочка визуально различимы друг от друга невооруженным глазом, например, по цвету, так что можно контролировать износ поверхности промышленной ткани в течение ее срока службы визуально по изменению, которое заметно при истирании оболочки с нити-сердцевины. Технический результат - возможность контролировать износ ткани в любой точке на ее внутренней и наружной поверхностях. 22 з.п. ф-лы, 5 ил.
1. Область техники
Изобретение относится к бумажному производству и аналогичным видам производства. Более конкретно, изобретение относится к ткани, используемой в бумажном производстве, а именно к формовочной, прессовальной и сушильной тканям, называемым в совокупности тканями для бумагоделательной машины, на которых в бумагоделательной машине происходит изготовление бумаги. Кроме того, изобретение может использоваться в других промышленных установках, в которых для обезвоживания материала используются промышленные конвейерные ленты, например, при промывке и сгущении целлюлозной массы и при обезвоживании осадка.
2. Уровень техники
В процессе бумажного производства образуется целлюлозное волокнистое полотно путем осаждения волокнистой жидкой массы, т.е. водной дисперсии целлюлозных волокон на движущуюся формовочную ткань в формовочной части бумагоделательной машины. Из жидкой массы сквозь формовочную ткань уходит большое количество воды и на поверхности формовочной ткани образуется целлюлозное волокнистое полотно.
Затем полученное целлюлозное полотно перемещается из формовочной части в прессовую часть, в которой имеется ряд зазоров между прессовыми валами. Целлюлозное волокнистое полотно, несомое прессовальной тканью или, как часто бывает, помещенное между двумя прессовальными тканями, проходит через эти зазоры, где подвергается сильному сжатию, в результате чего вода из него отжимается и целлюлозные волокна в полотне слипаются друг с другом, превращая целлюлозное полотно в бумажный лист. Вода впитывается прессовальной тканью или тканями и в идеальном случае в бумажный лист не возвращается.
После этого бумажный лист попадает в сушильную часть, содержащую по меньшей мере один ряд вращающихся сушильных барабанов или цилиндров, нагреваемых изнутри паром. Образованный бумажный лист направляется по серпантинной траектории последовательно вокруг каждого барабана с помощью сушильной ткани, которая держит бумажный лист в плотном контакте с поверхностью барабанов. Нагретые барабаны уменьшают содержание воды в бумажном листе до желательного уровня за счет ее испарения.
Формовочная, прессовальная и сушильная ткани для бумагоделательной машины имеют вид бесконечных лент и действуют как конвейеры. Также следует отметить, что изготовление бумаги - это непрерывный процесс, который идет со значительной скоростью, т.е. в формовочной части волокнистая жидкая масса непрерывно осаждается на формовочную ткань, а после выхода из сушильной части полученный бумажный лист непрерывно сматывается в рулоны.
Ткани для бумагоделательных машин, имеющие вид бесконечной ленты, в особенности их внутренние поверхности, при работе машины подвергаются абразивному износу. Износ в основном происходит из-за контакта с неподвижными элементами бумагоделательной машины. В конечном счете, большое количество тканей приходится снимать с бумагоделательных машин, когда износ, обусловленный таким подвижным контактом, уменьшает толщину ткани по меньшей мере в некоторых местах настолько, что ткань ослабляется или теряет некоторые свойства или характеристики, которые желательны при ее использовании по конкретному назначению.
Обычно износ контролируют с помощью толщиномера. Однако толщиномером трудно измерить толщину ткани для бумагоделательной машины на расстоянии, большем чем один или два фута (30,5-61 см) от ее краев, в особенности когда ткань движется в машине.
Поэтому для бумажного производства было бы желательно иметь возможность контролировать износ ткани для бумагоделательной машины, в особенности в любой точке на ее внутренней и наружной поверхностях, даже на работающей машине. Такую возможность предлагает настоящее изобретение.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, изобретение касается промышленной ткани из множества тканей, используемых в бумагоделательной и аналогичных отраслях промышленности, где для обезвоживания материалов используется ткань. Промышленная ткань содержит нити, расположенные по ходу бумаги в машине, и нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, которые могут переплетаться друг с другом, образуя тканую структуру промышленной ткани.
По меньшей мере некоторые, а возможно все, нити, расположенные по ходу бумаги в машине, или по меньшей мере некоторые, а возможно все, нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, или как нити, расположенные по ходу бумаги в машине, так и нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, имеют нить-сердцевину, окруженную оболочкой. При этом нить-сердцевина и окружающая ее оболочка различимы визуально невооруженным глазом, например, по цвету. Это позволяет осуществлять визуальный контроль износа поверхности промышленной ткани в течение ее срока службы, поскольку истирание приводит к постепенному износу оболочки на открытых частях нити, особенно в местах, где есть выпуклости, и нить-сердцевина становится видна и различима, например, по цвету.
Ниже изобретение описано более подробно со ссылками на сопровождающие чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан вид в перспективе промышленной ткани;
на фиг.2 показан вид сбоку нити, содержащей нить-сердцевину и оболочку;
на фиг.3 показан разрез по линии 3-3 на фиг.2;
на фиг.4 показан разрез неизношенной промышленной ткани в направлении по ходу бумаги в машине; и
на фиг.5 показан разрез, аналогичный разрезу на фиг.4, изношенной промышленной ткани.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 показан вид в перспективе промышленной ткани 10, которую можно усовершенствовать согласно настоящему изобретению. Для использования в машине показанная промышленная ткань 10 должна иметь форму бесконечной ленты. Ткань 10 имеет внутреннюю поверхность 12 и наружную поверхность 14. Она может быть соткана либо сразу в виде бесконечной ленты, либо с такой формой, которая позволяет придать ткани форму бесконечной ленты при установке в машину, для которой она предназначена, путем соединения краев ткани с образованием шва 18. Промышленная ткань 10 также может быть изготовлена путем модифицированного бесконечного ткачества, при котором получается ткань, имеющая множество шовных петель на двух поперечных краях для соединения их между собой с образованием бесконечной ленты.
Как правило, промышленная ткань 10 представляет собой структуру, сотканную из основных и уточных нитей, однако объем изобретения не ограничен ткаными тканями, а включает и нетканые ткани. Как известно специалистам в данной области, в ткани 10, изготовленной путей бесконечного или модифицированного бесконечного ткачества, основные нити расположены поперек хода бумаги в машине, а в ткани 10, изготовленной плоским ткачеством, основные нити расположены по ходу бумаги в машине. Уточные нити расположены по ходу бумаги в машине, если ткань 10 получена бесконечным или мофицированным ткачеством, и поперек хода бумаги в машине, если ткань 10 получена плоским ткачеством.
По меньшей мере некоторые из нитей, расположенных по ходу бумаги в машине, и/или по меньшей мере некоторые из нитей, расположенных поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити 20, имеющие нить-сердцевину 22 и окружающую ее оболочку, как показано на фиг.2 и 3.
На фиг.2 показан вид сбоку такой нити 20, а на фиг.3 ее разрез.
Хотя на фиг.3 нить-сердцевина 22 показана как одноволоконная нить, она может быть одноволоконной нитью, сложенной/скрученной одноволоконной нитью, многоволоконной нитью, сложенной многоволоконной нитью, плетельной нитью или трикотажной нитью. Если нить-сердцевина 22 является одноволоконной нитью, она может иметь круглое или некруглое поперечное сечение, включая овальное, эллиптическое, квадратное, прямоугольное и лепестковое сечения. Нить-сердцевина 22 может быть получена экструзией или другим способом из любого полимерного смоляного материала, который обычно используется в данной области техники при изготовлении нитей для технических тканей, например, из полиамидной, полиэфирной, полиэфиркетонной, полипропиленовой, полиарамидной, полиолефиновой и полиэтилентерефталатной (PET) смол. Изготовленные таким образом нити объединяют в нити-сердцевины 22 методами, известными в текстильной промышленности, в особенности, в области изготовления промышленных тканей.
Нить-сердцевина 22 окружена или покрыта оболочкой 24. Оболочка 24 может представлять собой покрытие из любого из указанных полимерных смоляных материалов. Если нить-сердцевина 22 представляет собой одноволоконную нить, покрытие может быть нанесено с помощью экструдера с Т-образной головкой, образуя оболочку 24. Оболочка 24 может быть создана обертыванием пленки или волокнами из одного из указанных выше полимерных смоляных материалов вокруг нити-сердцевины 22. Нить-сердцевина 22 и оболочка 24 могут быть выполнены из одного и того же полимерного смоляного материала или из разных полимерных смоляных материалов.
Состоящая из нити-сердцевины и оболочки нить 20 дает изготовителю бумаги возможность контролировать износ ткани, поскольку, согласно изобретению, оболочку 24 и нить-сердцевину 22 можно отличить друг от друга визуально невооруженным глазом. Предпочтительно, если оболочка 24 и нить-сердцевина 22 имеют разные контрастирующие друг с другом цвета, чтобы в случае, когда поверхность промышленной ткани 10 изношена настолько, что оболочка 24 стерта и открыта нить-сердцевина 22, износ можно было заметить. Например, нить-сердцевина 22 может иметь яркий цвет, а оболочка 24 может содержать белый краситель, такой как диоксид титана, который скрывает цвет нити-сердцевины 22 до тех пор, пока оболочка 24 не окажется достаточно стертой и не обнажит нити-сердцевины. Альтернативно, нить-сердцевина 22 может быть выполнена из материала, который изменяет свой цвет под действием тепла и/или влажности, так что когда поверхность промышленной ткани 10 будет стерта достаточно и откроется нить-сердцевина 22, последняя изменит цвет, позволяя визуально определить факт износа. С этой же целью могут использоваться красители-индикаторы РН, хорошо известные специалистам в данной области, например фенолфталеин или лакмус. Согласно еще одному альтернативному варианту, нить-сердцевина 22 может содержать краситель, чувтвительный к ультрафиолетовому излучению, который в случае износа оболочки 24 будет хорошо виден при облучении источником ультрафиолетового света.
Как правило, наиболее подвержены износу выпуклые места на поверхности промышленной ткани 10, находящиеся там, где нити, расположенные в ткани в одном направлении, проходят над нитями, расположенными в другом направлении, и на поверхности ткани образуются поднятые точки. На фиг.4 показан разрез неизношенной промышленной ткани 10 в направлении хода бумаги в машине. Расположенная по ходу бумаги в машине нить 30, представляющая собой нить 20, содержащую нить-сердцевину и оболочку, изображена переплетенной гладким переплетением с расположенными поперек хода бумаги в машине нитями 32, которые тоже представляют собой нити 20, содержащие нить-сердцевину и оболочку. Выпуклости 34 образуют точки, наиболее подверженные износу.
После использования ткани 10 в течение некоторого времени, она будет выглядеть в разрезе как показано на фиг.5. Оболочка 24 нитей 30, расположенных по ходу бумаги в машине, изношена настолько, что видна нить-сердцевина 22. Благодаря тому, что нить-сердцевина имеет другой цвет, чем оболочка, тот факт, что нить-сердцевина 22 видна, свидетельствует об износе ткани 10.
Изобретение позволяет специалисту контролировать состояние промышленной ткани 10 даже при ее перемещении в машине, для которой она предназначена. При этом специалист может контролировать износ по всей ширине ткани и обнаруживать изношенные полосы, которые являются специфическими областями, где износ является более серьезным или происходит быстрее, чем в других областях.
Изобретение можно использовать в тканях для бумагоделательной машины, а именно в формовочных, прессовальных и сушильных тканях, а также в других лентах, используемых в бумажном производства, например в лентах для сушки путем продувки воздуха, прессовальных лентах с длинной зоной прижима, каландровых лентах и транспортерных лентах. Изобретение может использоваться также во многих других отраслях промышленности, где используются ленты из тканых тканей, при промывке целлюлозы, обезвоживании осадка и при изготовлении нетканых материалов. Оно может также использоваться в ленте для двухконтактного прессового сгустителя, используемого при производстве целлюлозы.
Модификации описанных вариантов очевидны для специалистов в данной области, однако эти модификации должны быть в пределах объема изобретения, который определяется его формулой.
1. Промышленная ткань из множества тканей, используемых в бумажном производстве и связанных с ним отраслях промышленности, а также в других отраслях промышленности, где ткань используется для обезвоживания какого-либо материала, содержащая нити, расположенные по ходу бумаги в машине, и нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, при этом, по меньшей мере, некоторые из указанных нитей, расположенных по ходу бумаги в машине, или из указанных нитей, расположенных поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити, содержащие нить-сердцевину, окруженную оболочкой; нить-сердцевина и оболочка выполнены отличимыми друг от друга так, что износ поверхности указанной промышленной ткани можно контролировать в течение ее срока службы.
2. Промышленная ткань по п.1, в которой, по меньшей мере, некоторые из нитей, расположенных по ходу бумаги в машине, и некоторые из нитей, расположенных поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити, содержащие нить-сердцевину, окруженную оболочкой.
3. Промышленная ткань по п.2, в которой все нити, расположенные по ходу бумаги в машине, или все нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити, содержащие нить-сердцевину, окруженную оболочкой.
4. Промышленная ткань по п.1, в которой все нити, расположенные по ходу бумаги в машине, и все нити, расположенные поперек хода бумаги в машине, представляют собой нити, содержащие нить-сердцевину, окруженную оболочкой.
5. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина выбрана из группы, включающей одноволоконную нить, сложенную/скрученную одноволоконную нить, многоволоконную нить, сложенную многоволоконную нить, плетельную нить и трикотажную нить.
6. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина выполнена из полимерного смоляного материала.
7. Промышленная ткань по п.6, в которой указанный полимерный смоляной материал выбран из группы, включающей полиамидную, полиэфирную, полиэфиркетонную, полиарамидную, полипропиленовую, полиолефиновую и полиэтилентерефталатную (PET) смолы.
8. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина представляет собой одноволоконную нить с круглым поперечным сечением.
9. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина представляет собой одноволоконную нить с некруглым поперечным сечением.
10. Промышленная ткань по п.9, в которой указанное некруглое поперечное сечение выбрано из группы, включающей овальное, эллиптическое, квадратное, прямоугольное и лепестковое поперечные сечения.
11. Промышленная ткань по п.1, в которой оболочка выполнена из полимерного смоляного материала.
12. Промышленная ткань по п.1, в которой указанный полимерный смоляной материал выбран из группы, включающей полиамидную, полиэфирную, полиэфиркетонную, полиарамидную, полипропиленовую, полиолефиновую и полиэтилентерефталатную (РЕТ) смолы.
13. Промышленная ткань по п.1, в которой оболочка представляет собой покрытие, нанесенное на нить-сердцевину.
14. Промышленная ткань по п.1, в которой оболочка представляет собой пленку из полимерного смоляного материала, обернутую вокруг нити-сердцевины.
15. Промышленная ткань по п.1, в которой оболочка представляет собой волокна из полимерного смоляного материала, обернутые вокруг нити-сердцевины.
16. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина и оболочка выполнены из одного и того же полимерного смоляного материала.
17. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина и оболочка выполнены из разных полимерных смоляных материалов.
18. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина и оболочка имеют разный цвет.
19. Промышленная ткань по п.1, в которой цвет нити-сердцевины под действием температуры или влажности отличается от цвета оболочки.
20. Промышленная ткань по п.1, в которой нити, расположенные по ходу бумаги в машине, переплетены с нитями, расположенными поперек хода бумаги в машине, с образованием указанной промышленной ткани.
21. Промышленная ткань по п.19, в которой нить-сердцевина содержит краситель - индикатор рН.
22. Промышленная ткань по п.1, в которой нить-сердцевина содержит краситель, чувствительный к ультрафиолетовому излучению.
23. Промышленная ткань по п.1, в которой оболочка содержит краситель на основе диоксида титана.
