專利名稱：采用兩個相反橫向方向的氣動夾具的頁材穩(wěn)定的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于對沿機器方向移動的移動柔性連續(xù)幅材材料進行非接觸支 撐的空氣穩(wěn)定器設(shè)備?？諝夥€(wěn)定器采用兩個用作氣動夾具的反面面對的噴嘴來使移動幅材 穩(wěn)定。每個噴嘴包括沿機器方向延伸的細長槽以與幅材的移動方向平行。通過調(diào)節(jié)從反面 面對的噴嘴排出的兩個氣體噴射流的流動，可以隨著幅材通過空氣穩(wěn)定器控制幅材的側(cè)面 輪廓。
背景技術(shù)：
在連續(xù)造紙機上造紙時，紙的幅材由行進的網(wǎng)狀造紙織物上的纖維水懸浮液(紙 漿)形成并且水由重力排出并通過織物吸收。然后，幅材被傳送到按壓部，在按壓部通過壓 力和真空去除更多的水。幅材接下來進入干燥部，在干燥部蒸汽加熱的干燥機和熱空氣完 成干燥處理。造紙機本質(zhì)上是水分去除系統(tǒng)。造紙機的典型成型部包括循環(huán)行進的造紙織 物或網(wǎng)部，該織物或網(wǎng)部經(jīng)過一系列水分去除元件，諸如案輥、箔、真空箔和吸水箱。在造紙 織物的上表面運載紙漿，并且隨著紙漿經(jīng)過連續(xù)的去水元件時被去水來形成紙張。最終，濕 頁被傳送到造紙機的按壓部，在按壓部去除足夠的水分來形成紙頁。為了監(jiān)視最終成品的質(zhì)量，眾所周知的是連續(xù)測量紙材料的某些性質(zhì)。這些即時 測量通常包括基重、水分含量和紙卡尺，即，厚度。這些測量可以用于控制過程變量來實現(xiàn) 保持輸出質(zhì)量和最小化由于制造過程中的干擾必須拒絕的產(chǎn)品的數(shù)量。通常通過從一個邊 緣到另一個邊緣周期地橫過紙頁材料的掃描傳感器來實現(xiàn)即時紙頁屬性測量。例如，如在 King等人的專利號為6，967，726的美國專利和Dahlquist等人的專利號為4，678，915的美 國專利中所述的，傳統(tǒng)的是，使用掃描傳感器在紙頁材料離開主干燥部時或者在收紙軸處 測量紙頁材料的厚度。為了精確測量一些紙的特性，由于很多測量技術(shù)的精度要求幅材保持在平整度， 高度變化和顫振一定的限度，因此必要的是，將快速移動的紙頁穩(wěn)定在測量點以提供一致 的側(cè)面輪廓。GraefTe等人的專利號為6，743，338的美國專利描述了具有測量頭的幅材測 量設(shè)備，該測量頭具有參考表面，該參考表面包括形成在其中的多個孔。參考部分被構(gòu)造成 使得在參考部分之下存在開放空間或通道。通過在開放空間產(chǎn)生負壓，在幅材上施加吸力， 以使基本上在整個測量區(qū)域上該幅材被支撐在參考面上。使用這種接觸方法，碎片和污染 物往往出現(xiàn)在感測元件上，這些碎片和污染物對測量裝置的精度產(chǎn)生不利影響。此外，為了 避免紙質(zhì)量下降，必須在不接觸穩(wěn)定設(shè)備的情況下實現(xiàn)穩(wěn)定。這在以高速度制造諸如紙的 幅材材料時是有問題的。King等人的專利號為6，281，679的美國專利描述了非接觸幅材厚度測量系統(tǒng)，該 系統(tǒng)具有雙傳感器頭，分別位于移動幅材的相對側(cè)上。所述系統(tǒng)包括基于流動空氣的渦旋 的幅材穩(wěn)定器，并且包括安裝在待穩(wěn)定的幅材附近的夾板和夾板上表面的位于夾板內(nèi)的環(huán) 形空氣通道。當(dāng)空氣引入環(huán)形空氣通道時，通過該通道上方建立低壓場，并且該幅材被拉向 該低壓環(huán)。雖然這些渦旋式氣動夾具確實提供充足的空氣軸承支撐，但它們還在其有效區(qū)域的中心在幅材材料上建立了 “墨西哥式帽(sombrero)型”輪廓，因此它們不產(chǎn)生足夠平 坦的側(cè)面輪廓用于測量。在測量紙厚度時，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個穩(wěn)定系統(tǒng)不產(chǎn)生足夠平坦的紙頁 側(cè)面輪廓。Moeller等人的專利號為6，936，137的美國專利描述了線性氣動夾具或穩(wěn)定器， 用于支撐移動幅材，采用結(jié)合“后臺階(backstep) ”的單個柯安達(Coanda)噴嘴，所述“后 臺階(backst印)”是噴嘴的凹下的下游。隨著幅材在空氣穩(wěn)定器上向下游移動，從噴嘴中 排出與幅材的移動平行的向下游方向的氣體噴射流。使用這個穩(wěn)定器，隨著幅材從放置了 厚度測量設(shè)備的氣動夾具表面上方通過，幅材材料的限定區(qū)域靠在空氣軸承上。當(dāng)在造紙機中被采用，非接觸卡尺傳感器特別適合于在收紙軸附近測量完成的紙 的厚度。傳感器的頭放置在掃描器系統(tǒng)上，所述掃描器系統(tǒng)通常包括橫跨紙寬的一對水平 延伸的導(dǎo)軌。導(dǎo)軌在豎直方向上被隔開足以提供讓紙在導(dǎo)軌之間行進間隙的的距離。當(dāng)進 行測量時，將上頭和下頭的每一個固定到在紙上來回移動的承載器。上頭包括用于測量上 頭與幅材的上表面之間的高度的設(shè)備，下頭包括用于測量下頭與幅材的下表面之間的高度 的設(shè)備。下頭包括支撐移動的紙的空氣穩(wěn)定器。理想地，每個激光三角測量設(shè)備的詢問點 處于對方的正上方。當(dāng)兩個頭對準時，實現(xiàn)準確和精確的測量，但是掃描器頭將隨著時間偏 離完全對準。傳感器頭未對準的卡尺傳感器將不能準確地測量不平的紙頁，并且當(dāng)前的空 氣穩(wěn)定器不能充分支撐移動的紙頁以提供足夠平的側(cè)面輪廓以用于測量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明部分基于空氣穩(wěn)定系統(tǒng)的開發(fā)，該空氣穩(wěn)定系統(tǒng)使沿機器方向行進的移動 柔性幅材經(jīng)受足夠穩(wěn)定幅材的相反吸力和剪切力。這可通過在移動幅材下采用兩個優(yōu)選地 平行、相反面對的細長柯安達噴嘴來實現(xiàn)，每個柯安達噴嘴在相反的橫向方向上排出氣體。 每個噴嘴包括與移動幅材的路徑平行的細長槽。兩個柯安達噴嘴的位置用作用于控制移動 幅材的高度的沿機器方向的獨立位置。通過調(diào)整柯安達噴嘴噴出的噴射流的流量、速度、壓 力或其它參數(shù)，可以操縱幅材的外形以在兩個柯安達噴嘴之間展現(xiàn)平坦的外形，以使實現(xiàn) 厚度和其它參數(shù)的測量準確。通過增加兩個排出氣體的氣壓、速度或其它參數(shù)來提供提高 的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)夾持能力，這增加了幅材上的張力。在一方面，本發(fā)明提供一種用于對在下游機器方向(MD)上移動的柔性連續(xù)幅材 進行非接觸支撐的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)，包括(a)主體，其具有面對所述幅材的操作面，其中，所述操作面具有幅材入口端和處 于幅材入口端的下游的幅材出口端；(b)第一噴嘴，其位于所述操作面上，所述第一噴嘴限定沿機器方向延伸穿過所述 操作面的表面的第一槽，其中，通過所述第一槽排出第一細長加壓氣體噴射流，并且所述第 一細長加壓氣體噴射流向第一下游橫向方向(CD)移動以向所述幅材施加第一受控力；以 及(c)第二噴嘴，其位于所述操作面上，所述第二噴嘴限定沿機器方向延伸穿過所 述操作面的表面的第二槽，其中，通過所述第二槽同時排出第二細長加壓氣體噴射流，并且 所述第二細長加壓氣體噴射流向第二下游橫向方向移動以向所述幅材施加第二受控力，其中，所述第一下游橫向方向的方向與所述第二下游橫向方向的方向相反，從而所述第一力 和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材入口端和所述幅材出口端之間 的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離。在另一方面，本發(fā)明提供一種對在下游機器方向(MD)上沿路徑移動的柔性連續(xù) 幅材(22)進行非接觸支撐的方法，包括如下步驟(a)沿所述路徑在連續(xù)幅材之下放置空氣穩(wěn)定器，所述穩(wěn)定器包括(i)主體，具有面對所述幅材的操作面，其中，所述操作面具有幅材入口端和處于 幅材入口端的下游的幅材出口端；(ii)第一噴嘴，其位于所述操作面上，所述第一噴嘴限定沿橫向方向(CD)延伸穿 過所述操作面的表面的第一槽，其中所述第一噴嘴與所述第一氣體源流體連通；以及(iii)第二噴嘴，其位于所述操作面上，所述第二噴嘴限定沿橫向方向延伸穿過所 述操作面的表面的第二槽，其中所述第二噴嘴與所述第二氣體源流體連通；(b)使來自所述第一槽的第一氣體噴射流朝向第一下游橫向方向(CD)導(dǎo)向以在 連續(xù)幅材上施加第一力；并且(c)同時使來自所述第二槽的第二氣體噴射流朝向第二下游橫向方向?qū)蛞栽谶B 續(xù)幅材上施加第二力，其中第一下游橫向方向的方向與第二下游橫向方向的方向相反，從 而所述第一力和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材入口端和所述幅 材出口端之間的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離。在又一方面，本發(fā)明提供一種對在下游機器方向(MD)上移動的柔性連續(xù)幅材進行監(jiān)視的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(a)用于對具有第一表面和第二表面的柔性連續(xù)幅材進行非接觸支撐的空氣穩(wěn)定 系統(tǒng)，所述空氣穩(wěn)定系統(tǒng)包括(i)主體，具有面對所述幅材的操作面，其中，所述操作面具有幅材入口端和處于 幅材入口端的下游的幅材出口端；(ii)第一噴嘴，其位于所述操作面上，所述第一噴嘴限定沿機器方向(MD)延伸穿 過所述操作面的表面的第一槽，其中，通過所述第一槽排出第一細長加壓氣體噴射流，并且 所述第一細長加壓氣體噴射流向第一下游橫向方向(CD)移動以向所述幅材施加第一受拉 力；以及(iii)第二噴嘴，其位于所述操作面上，所述第二噴嘴限定沿機器方向延伸穿過所 述操作面的表面的第二槽，其中，通過所述第二槽同時排出第二細長加壓氣體噴射流，并且 所述第二細長加壓氣體噴射流向第二下游橫向方向移動以向所述幅材施加第二受控力，其 中，所述第一下游橫向方向的方向與所述第二下游橫向方向的方向相反，從而所述第一力 和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材入口端和所述幅材出口端之間 的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離；(b)第一傳感器頭，其被設(shè)置成鄰近所述幅材的第一表面；以及(c)用于調(diào)節(jié)第一氣體噴射流的裝置和第二氣體噴射流的裝置以控制在所述操作 面上方沿處理路徑的幅材側(cè)面輪廓。
圖IA是空氣穩(wěn)定器系統(tǒng)的實施例的橫截面視圖；圖IB和圖IC是柯安達噴嘴的部分放大的橫截面視圖；圖2是拆解形式的空氣穩(wěn)定器系統(tǒng)立體圖；圖3示出作為傳感器頭的一部分的空氣穩(wěn)定器系統(tǒng)；以及圖4是卡尺測量設(shè)備的橫截面示意圖。
具體實施例方式圖IA示出空氣穩(wěn)定系統(tǒng)10的實施例，空氣穩(wěn)定系統(tǒng)10包括不銹鋼主體，其特征 是雙柯安達噴嘴，該雙柯安達噴嘴在相反的橫向方向上排出氣流。所述不銹鋼主體被分段 為中心區(qū)12、側(cè)區(qū)14A和側(cè)區(qū)14B。中心區(qū)具有位于柯安達噴嘴8A與8B之間的操作面32。 傳感器設(shè)備20具有上表面，該上表面與操作面32齊平且為操作面32的一部分。側(cè)區(qū)14A 的上表面、側(cè)區(qū)14B的上表面和操作面32共面。所述不銹鋼主體還包括支撐中心區(qū)12的下中間部分6。小孔58允許接觸傳感器 設(shè)備20?？諝夥€(wěn)定系統(tǒng)10位于沿與所述系統(tǒng)垂直的機器方向(MD)運動的幅材材料22之 下；這個方向被稱為下游機器方向，相反方向被稱為上游機器方向。橫向方向(CD)是橫向 于機器方向。如在此進一步的描述，可以使用空氣穩(wěn)定系統(tǒng)在幅材22從操作面32上行進時控 制幅材22的外形。在空氣穩(wěn)定系統(tǒng)的優(yōu)選應(yīng)用中，幅材22的側(cè)面輪廓基本上是平面。此 外，優(yōu)選地可以通過控制柯安達噴嘴8A與8B排出的氣流來調(diào)節(jié)幅材22與操作面32之間 的垂直高度。氣體的速度越高，噴嘴產(chǎn)生的施加到幅材22的吸力越大?？掳策_噴嘴用作幅 材22的氣動夾具?？諝夥€(wěn)定系統(tǒng)10的所述不銹鋼主體還限定用作柯安達噴嘴8A的開口的室18A和 用作柯安達噴嘴8B的開口的室18B。室18A連接到充氣室40A，充氣室40A進而通過導(dǎo)管 30A連接到氣源24A。可以通過包括壓力控制器28A和流量調(diào)節(jié)閥26A的傳統(tǒng)裝置來調(diào)節(jié) 進入充氣室40A的氣體流速。沿機器方向測量的充氣室40A的長度優(yōu)選地與柯安達噴嘴8A 的長度匹配。充氣室40A本質(zhì)上用作儲存器，其中，使高壓氣體在通過室18A沿柯安達噴嘴 8A的長度均勻分布之前保持均衡。導(dǎo)管30A可以包括將氣源24A與充氣室40A連接的單個 通道；作為另一選擇，可以采用鉆入所述不銹鋼主體的下表面中的多個孔。多個孔應(yīng)該沿所 述不銹鋼主體的橫向方向間隔開以使氣體均勻地進入充氣室40A。類似地，室18B與通過導(dǎo)管30B連接到氣源24B的充氣室40B氣體連通。通過壓 力控制器28B和流量調(diào)節(jié)閥26B調(diào)節(jié)流入充氣室40B的氣體。充氣室40B和導(dǎo)管30B的構(gòu) 造優(yōu)選地分別與充氣室40A和導(dǎo)管30A的構(gòu)造相同。可以在氣源24A和24B中使用任何適合的氣體，例如，包括空氣、氦氣、氬氣、二氧 化碳。對于多數(shù)應(yīng)用，使用氣體的量是足以將通過充氣室40A和40B的氣體流速維持在大 約每小時2. 5至7. 0立方米(每小時100至250標(biāo)準立方英尺(SCFH))，優(yōu)選地，大約每小 時3. 6至4. 2立方米(130至150SCFH)。通常以大約20m/s到大約400m/s的速度通過柯安 達噴嘴釋放氣體。通過調(diào)節(jié)離開柯安達噴嘴8A和8B的氣體噴射流的流動，可以調(diào)整移動 幅材22在操作面32上保持的距離?？梢圆捎每諝夥€(wěn)定系統(tǒng)來支撐多種柔性幅材產(chǎn)品，包括紙、塑料等。對于在大規(guī)模商業(yè)造紙機器中連續(xù)制造的紙張，幅材以200m/min至1800m/ min或更高的速度行進。在操作中，空氣穩(wěn)定系統(tǒng)優(yōu)選地將紙的幅材22保持在操作面32上 從大約100 μ m到大約1000 μ m的距離。如圖IB所示，柯安達噴嘴8A在上表面36A和操作面32之間具有開口或柯安達槽 66A。柯安達槽66A在其下游側(cè)具有曲面16A。優(yōu)選地，這個曲面具有從大約1. Omm到大約 IOmm的曲率半徑(R)。來自柯安達槽66A的氣流沿著曲面16A的橫向方向下游軌跡行進。 優(yōu)選地，槽66A具有大約千分之三英寸(76 μ m)到大約千分之四英寸(102 μ m)的寬度。當(dāng) 幅材接近穩(wěn)定器時氣動夾具的吸力使幅材與穩(wěn)定器更接近。類似地，如圖IC所示，柯安達噴嘴8B在上表面36B和操作面32之間具有開口或 柯安達槽66B?？掳策_槽66B在其下游側(cè)具有曲面16B。來自柯安達槽66B的氣流沿著曲 面16B的橫向方向下游軌跡行進。形成柯安達噴嘴8B的結(jié)構(gòu)的尺寸與形成柯安達噴嘴8A 的結(jié)構(gòu)的尺寸相同。如圖IA所示，柯安達噴嘴8A和8B在相反方向上排出氣體噴射流。將兩個噴嘴間 隔設(shè)置成足以在它們之間限定平坦的平面32。頁材運動垂直于噴嘴施加的力。同時的相反 力將張力施加到運動的頁材上，這樣在頁材通過操作面上方時在噴嘴之間建立期望的頁材 側(cè)面輪廓。使用雙氣動夾具穩(wěn)定器，由于在這種穩(wěn)定器表面的構(gòu)造在尺寸上是對稱的，因此 在橫向流動方向上也保持平坦的紙張側(cè)面輪廓。來自雙噴嘴的空氣速度越高，產(chǎn)生的夾持 力越大。使用空氣穩(wěn)定系統(tǒng)，通過增加或減小雙噴嘴的夾持力，可以相應(yīng)地減小或增加移動 幅材22與操作面32之間的距離。一個優(yōu)點在于在橫向流動方向可以任意縮放紙張側(cè)面輪廓的平整度。實際上，可 以容易地縮放氣動夾具穩(wěn)定器的尺寸以適應(yīng)與移動幅材相關(guān)聯(lián)的大小、重量、速度和其它 變量。具體地，特別是對于每個柯安達噴嘴，對于特定應(yīng)用，可以系統(tǒng)地優(yōu)化噴嘴的(i)槽 寬度(w)和(ii)曲率半徑(R)，并且可以根據(jù)幅材材料的諸如速度和重量之類的性質(zhì)來調(diào) 整噴嘴的⑴槽寬度(W)和(ii)曲率半徑(R)。如圖2所示，可以由四個基本單元構(gòu)造空氣穩(wěn)定系統(tǒng)，包括中心主體構(gòu)件46、上主 體構(gòu)件40和側(cè)支撐物42、44。這些構(gòu)件通過傳統(tǒng)的裝置(包括定位銷和螺栓)連接在一起。 通常為矩形的上主體構(gòu)件40具有外緣52、54，它們分別限定噴嘴8A和8B的內(nèi)邊緣。中心 區(qū)12具有容納測量設(shè)備的測量孔48。中心主體構(gòu)件46包括中間部6和側(cè)部14A和14B， 并且限定通向孔20內(nèi)所安裝的設(shè)備的開口 58。側(cè)部14A的向內(nèi)的邊緣限定曲面16A(圖 1B)，側(cè)部14B的向內(nèi)的邊緣限定曲面16B(圖1C)。通過將上主體構(gòu)件40固定到中心主體 構(gòu)件46使得上側(cè)向表面36A和36B與上主體構(gòu)件40的表面共面而形成空氣穩(wěn)定系統(tǒng)。側(cè) 支撐物42、44密封內(nèi)部充氣室或室?？諝夥€(wěn)定系統(tǒng)可以合并到用于造紙機的即時雙頭掃描傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng) 已經(jīng)在Dahlquist的專利號4，879，471的美國專利、Dahlquist等人的專利號5，094，535的 美國專利和Dahlquist的專利號5，166，748的美國專利中公開，這些專利合并于此用于參 考。造紙機中紙的寬度通常范圍是5至12米，通常是9米。設(shè)計為同步運動的雙頭由位于 頁材上的上頭和位于頁材下的下頭組成。優(yōu)選地安裝在下頭上的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)夾持移動的 紙張以使其展現(xiàn)基本平整的紙張側(cè)面輪廓以用于測量。圖3示出包含在作為掃描傳感器的下頭60的一部分的基底62內(nèi)的凹腔中的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)。測量設(shè)備在測量孔68中并位于柯安達噴嘴8A與8B之間和幅材入口端與幅材 出口端之間。基底62定位成使得幅材產(chǎn)品沿著與細長柯安達噴嘴的長度基本平行的機器 方向64從幅材入口端在空氣穩(wěn)定系統(tǒng)上方通過。噴嘴8A沿其下游橫向方向72排出氣體 噴射流，而噴嘴8B沿其下游橫向方向70排出氣體噴射流，下游橫向70是下游橫向72的相 反方向。在操作中，基底62沿橫向方向來回地掃描以產(chǎn)生沿橫向方向的幅材測量。當(dāng)被用 于測量紙張的厚度時，在一個實施例中，噴嘴8A與8B之間的距離大約為66mm，沿橫向方向 的每個噴嘴的長度大約為57mm。諸如合并于此用于參考的King等人的專利號為6，281，679的美國專利公開的非 接觸卡尺傳感器包括裝配有激光三角測量設(shè)備的上頭和下頭。通過使用激光三角測量設(shè)備 識別紙張的上表面和下表面的位置并且從上頭和下頭之間的間隔測得值中減去上述測量 結(jié)果來確定在兩個頭之間行進的移動頁材的厚度。圖4示出分別包括第一掃描器頭13和第二掃描器頭15的代表性非接觸卡尺傳感 器系統(tǒng)，該兩個掃描頭包含用于測量標(biāo)識為3的移動幅材材料的性質(zhì)、特征或特性的各種 傳感器。頭13和15位于幅材或頁材3的相反側(cè)，并且如果以在橫向方向上橫過幅材的掃 描方式執(zhí)行測量，這兩個頭被對準以在它們橫過沿機器方向移動的移動幅材時彼此徑直相 對地橫向行進。第一源/檢測器11位于第一頭13中。第二源/檢測器5位于第二頭15 中。源/檢測器11和5分別包括緊密地間隔開的第一源Ila和第二源5a，以及分別包括第 一檢測器1 Ib和第二檢測器5b，源/檢測器11和5被布置成使得來自第一源1 Ia并與幅材 3的第一表面相互作用的測量能量至少部分地返回到第一檢測器11b，來自第二源5a并與 幅材3相對的第二表面相互作用的測量能量至少部分地返回到第二檢測器5b。源和檢測器優(yōu)選地包括激光三角測量源和檢測器，統(tǒng)稱為詢問激光器。源/檢測 器布置通常被稱為距離確定裝置。根據(jù)測量的從源到檢測器的路徑長度，可以確定每個距 離確定裝置與幅材表面之一上的測量或詢問點之間的距離值。頭13和16通常固定在即使 頭沿橫向方向掃描詢問點也不沿機器方向移動的位置。對于第一距離確定裝置11，檢測的距離確定裝置與幅材表面上的第一測量點之間的 距離值(被稱為I1)，以及對于第二距離確定裝置5，檢測的距離確定裝置與相反的幅材表面上 的第二測量點之間的距離值(被稱為I2)。對于準確的厚度確定，第一測量點和第二測量點(或 詢問點)優(yōu)選地在x-y平面上是相同點，但是在幅材的相反側(cè)，即，由幅材厚度將測量點分開。 在理想靜態(tài)情況下，第一距離確定裝置11和第二距離確定裝置5之間的間隔s是固定的，其結(jié) 果是，計算的幅材厚度值t為t = S-(IJl2)。在實踐中，間隔s可能變化。為了校正間隔s的 不恒定性，通過ζ傳感器裝置提供掃描頭之間的間隔的動態(tài)測量，ζ傳感器裝置測量位于第一頭 13中的ζ傳感器源/檢測器9與位于第二頭15中的ζ傳感器參考7之間的距離ζ。因為在兩個掃描器頭之間進行頁材掃描時掃描頭不能保持理想的相互對準，所以 采用本發(fā)明的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)來保持紙張平坦，從而小量的頭不對準不會導(dǎo)致到錯誤的厚度 讀數(shù)，即，由于頭不對準和頁材角度導(dǎo)致的厚度錯誤。上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的原理、優(yōu)選實施例和操作模式。然而，本發(fā)明不應(yīng)該被解 釋為限制到討論的具體實施例。因此，上述實施例應(yīng)該被認為是說明性而不是限制性的，并 且應(yīng)該理解在不脫離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在這 些實施例中進行變型。
權(quán)利要求
1.一種用于對沿下游機器方向(MD)移動的柔性連續(xù)幅材(22)進行非接觸支撐的空氣 穩(wěn)定系統(tǒng)，包括(a)主體(12，14A，14B)，其具有面對所述幅材(22)的操作面(32)，其中，所述操作面 (32)具有幅材入口端和處于幅材入口端的下游的幅材出口端；(b)第一噴嘴(8A)，其位于所述操作面(32)上，所述第一噴嘴限定沿機器方向延伸穿 過所述操作面(32)的表面的第一槽(66A)，其中，通過所述第一槽(66A)排出第一細長加壓 氣體噴射流，并且該第一細長加壓氣體噴射流向第一下游橫向方向(CD)移動以向所述幅 材(22)施加第一受控力；以及(c)第二噴嘴(8B)，其位于所述操作面(32)上，所述第二噴嘴限定沿機器方向延伸穿 過所述操作面(32)的表面的第二槽(66B)，其中，通過所述第二槽(66B)同時排出第二細長 加壓氣體噴射流，并且所述第二細長加壓氣體噴射流向第二下游橫向方向移動以向所述幅 材(22)施加第二受控力，其中，所述第一下游橫向方向的方向與所述第二下游橫向方向的 方向相反，從而所述第一力和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材入 口端和所述幅材出口端之間的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一噴嘴(M)包括位于所述主體(12，14A， 14B)中的槽(66A)，所述槽(66A)與第一氣體源(24A)流體連通并具有位于所述主體(12， 14A, 14B)的第一表面處的第一細長開口，其中，所述第一槽(66A)在其下游側(cè)在第一細長 開口處具有第一彎曲凸面(16A)，并且其中，所述第二噴嘴(8B)包括位于所述主體(12， 14A, 14B)中的槽(66B)，所述槽(66B)與第二氣體源(24B)流體連通并具有在所述主體 (12，14A，14B)的第二表面處的第二細長開口，其中，所述第二槽(66B)在其下游側(cè)在第二 細長開口處具有第二彎曲凸面(16B)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括用于獨立控制第一細長噴射流的流動的裝置 (26A, 28A)和獨立控制第二細長噴射流的流動的裝置(26B，28B)。
4.一種對在下游機器方向(MD)上沿路徑移動的柔性連續(xù)幅材(22)進行非接觸支撐的 方法，包括如下步驟(a)沿所述路徑在連續(xù)幅材之下放置空氣穩(wěn)定器，所述穩(wěn)定器包括(i)主體(12，14A，14B)，其具有面對所述幅材(22)的操作面(32)，其中，所述操作面 (32)具有幅材入口端和處于幅材入口端的下游的幅材出口端；( )第一噴嘴(8A)，其位于所述操作面(32)上，所述第一噴嘴限定沿橫向方向(CD) 延伸穿過所述操作面(32)的表面的第一槽(66A)，其中，所述第一噴嘴(8A)與第一氣體源 (24A)流體連通；以及(iii)第二噴嘴(8B)，其位于所述操作面(32)上，所述第二噴嘴限定沿所述橫向方向 延伸穿過所述操作面(32)的表面的第二槽(66B)，其中，所述第二噴嘴(8B)與第二氣體源 (24B)流體連通；(b)將來自第一槽(66A)的第一氣體噴射流朝向第一下游橫向方向(CD)導(dǎo)向以在所述 連續(xù)幅材(22)上施加第一力；以及(c)同時將來自第二槽(66B)的第二氣體噴射流朝向第二下游橫向方向?qū)蛞栽谒?連續(xù)幅材(22)上施加第二力，其中，所述第一下游橫向方向的方向與所述第二下游橫向方 向的方向相反，從而所述第一力和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材入口端和所述幅材出口端之間的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟獨立調(diào)節(jié)第一氣體噴射流和第二氣體噴 射流以控制在所述操作面上方沿所述路徑的幅材側(cè)面輪廓。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，沿所述橫向方向來回地掃描所述空氣穩(wěn)定器。
7.—種監(jiān)視沿下游機器方向(MD)移動的柔性連續(xù)幅材(22)的系統(tǒng)，包括(a)用于對具有第一表面和第二表面的柔性連續(xù)幅材進行非接觸支撐的空氣穩(wěn)定系 統(tǒng)，包括(i)主體(12，14A，14B)，其具有面對所述幅材(22)的操作面(32)，其中，所述操作面 (32)具有幅材入口端和處于幅材入口端的下游的幅材出口端；( )第一噴嘴(8A)，其位于所述操作面(32)上，所述第一噴嘴限定沿機器方向延伸穿 過所述操作面(32)的表面的第一槽(66A)，其中，通過所述第一槽(66A)排出第一細長加 壓氣體噴射流，并且所述第一細長加壓氣體噴射流向第一下游橫向方向移動以向所述幅材 (22)施加第一受控力；以及(iii)第二噴嘴(8B)，其位于所述操作面(32)上，所述第二噴嘴限定沿機器方向延伸 穿過所述操作面(32)的表面的第二槽(66B)，其中，通過所述第二槽(66B)同時排出第二細 長加壓氣體噴射流，并且所述第二細長加壓氣體噴射流向第二下游機器方向移動以向所述 幅材(22)施加第二受控力，其中，所述第一下游橫向方向的方向與所述第二下游橫向方向 的方向相反，從而所述第一力和所述第二力將所述移動的幅材(22)的至少位于所述幅材 入口端和所述幅材出口端之間的部分維持在離所述操作面(32)基本固定的距離；(b)第一傳感器頭(15)，其設(shè)置成鄰近所述幅材(32)的所述第一表面；以及(c)用于調(diào)節(jié)第一氣體噴射流的裝置(24A，26A，28A)和第二氣體噴射流的裝置(24B， 26B，28B)以控制在所述操作面(32)上方沿處理路徑的幅材側(cè)面輪廓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器頭(15)設(shè)置在所述主體(12， 14A，14B)內(nèi)，以使所述第一傳感器頭(15)的作用面與所述操作面(32)齊平，所述系統(tǒng)還包 括(d)第二傳感器頭(13)，該第二傳感器頭被設(shè)置成鄰近所述幅材(32)的所述第二表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述第一傳感器(15)包括用于測量第一傳感器 (15)與第一表面之間的距離(5)的裝置，第二傳感器(13)包括用于測量第二傳感器(13) 與第二表面之間的距離(11)的裝置，其中，所述系統(tǒng)還包括用于測量第一傳感器和第二傳 感器之間的距離(7，9)的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，包括用于使所述第一和第二傳感器頭沿橫向方向來 回地掃描的裝置。
全文摘要
一種采用兩個平行、相反面對的柯安達噴嘴的空氣穩(wěn)定系統(tǒng)，所述柯安達噴嘴定位成與柔性移動幅材相鄰，每個噴嘴在相反方向上的排出氣體，使移動幅材經(jīng)受有效地穩(wěn)定幅材的相反力。每個噴嘴包括與移動幅材的路徑平行的細長槽。兩個柯安達噴嘴用作用于控制移動幅材的高度的沿機器方向的分隔點。通過調(diào)整柯安達噴嘴噴出的氣體的流量、壓力或其它參數(shù)，可以操縱噴嘴之間的移動幅材的形狀，以提供平面輪廓用于測量?？梢詫⒖諝夥€(wěn)定系統(tǒng)合并到掃描器頭以測量紙、塑料或其它有柔性的幅材狀產(chǎn)品的厚度。
文檔編號D21G9/00GK102007057SQ200980113465
公開日2011年4月6日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者G·J·維塞, M·K·Y·胡赫斯, R·貝塞特, S·奇里科, T·M·阿萊夫 申請人:霍尼韋爾阿斯卡公司