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Verfahren zur Regelung der Dichte von Stoffen.
Die Regelung der Dichte von stark verdünntem Papier-, Zell-und Holzstoff bietet Schwierigkeiten durch die geringe Änderung des Fliessvermögens bei wechselnder Dichte. Das Fliessvermögen des dünnen Stoffes unterscheidet sich nicht viel von dem des Wassers, und es sind daher in diesem Bereich die Regelungsimpulse durch Dichtenänderung zu schwach.
Erfindungsgemäss wird dem durch einen Stoffdichteregler beliebiger Art fliessenden Stoff vor Eintritt in diesen eine bestimmte gleichbleibende Menge Wasser entzogen, wodurch eine höhere Dichte erreicht wird, die bei kleinen Änderungen einen genügenden Regelungsimpuls zu geben vermag. Wesentlich für die Wasserentnahme ist die Gleichmässigkeit der Menge, damit der für die Regelung herangezogene Stoff die Dichteschwankung des dünnen Stoffes sinngemäss mitmacht. Die Entnahme einer unveränderlichen Wassermenge aus der Stoffrinne kann z. B. durch eine Siebtrommel erfolgen, die im Stoff läuft und aus der Schöpfbecher mit Überläufen gleiche Wassermengen abführen. An Stelle der Schöpfbecher kann auch eine Syphon-oder Pumpenrohrleitung aus dem Inneren der Siebtrommel eine gewisse unveränderliche Wassermenge absaugen.
Die Regelung kann entweder so geschehen, dass die gesamte Stoffmenge durch den Regler geht (Regelung im Hauptstrom) oder aber nur ein Teil derselben (Regelung im Nebenstrom).
Bei der Regelung im Hauptstrom kann die dem Stoff vor dem Regler entzogene gleichbleibende Wassermenge dem auf Dichte und Menge geregelten Stoff nachher wieder zugegeben werden, um ihn annähernd auf die ursprüngliche hohe Verdünnung zu bringen.
Die Stoffdichte wird üblicherweise durch eine gewisse, vom Regler eingestellte Wassermenge unterhalb der geringsten zufliessenden Dichte geregelt. Erfindungsgemäss kann. jedoch auch auf eine höhere Dichte als die höchste zufliessende dadurch geregelt werden, dass dem Stoff nach Massgabe des Reglers so viel Wasser entzogen wird, dass die Dichte des abfliessenden Stoffes gleich bleibt.
Die Entnahme und Mengebestimmung des Wassers aus dem Stoff kann mit bekannten Einrichtungen, wie Siebtrommel mit Sehöpfern, Saugrohren, Pumpen und ähnlichem. erfolgen.
Der Regler für Stoffdichte und-menge kann beliebiger und bekannter Art sein.
In den Fig. 1-5 sind verschiedene Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 ein Schema der Anordnung ; Fig. 2 den Diehteregler im Nebenstrom einer Pumpenleitung und die Regelung der Menge mit Drosselschieber und Überlaufkasten ; Fig. 3 den Einbau des Dichtereglers im Nebenstrom der Stoffleitung zu einer Papier-, Karton- oder Entwässerungsmaschine mit Mengeregelung durch Zellenrad ; Fig. 4 den Einbau des kombinierten Dichte-und Mengereglers in den Hauptstrom zu einer Papier-, Karton-oder Entwässerungsmaschine ; Fig. 5 den Einbau des Dichtereglers im Nebenstrom einer Stoffleitung zur Papier-, Karton-oder Entwässerungsmaschine und ähnlichen mit Regelung der Dichte durch Entnahme bestimmter Wassermengen und Stoffmengeregelung durch Zellenrad ;
Fig. 6 einen senkrechten Achsenschnitt durch die Siebtrommel ; Fig. 7 einen Schnitt senkrecht zur Trommelachse und Fig. 8 einen senkrechten Achsenschnitt.
In Fig. 1 kommt der Stoff in einer Dichte von beispielsweise 1-2% aus dem Behälter A und fliesst in seiner Gesamtmenge in Richtung auf die Verbrauchsstelle B zu, wo er in einer Dichte von 1% verlangt wird. Auf diesem Wege erfährt er aus dem Rohre C eine Verdünnung durch zusätzliches Wasser, dessen
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Menge durch einen Dichteregler D beliebiger Bauart geregelt wird und dazu dient, den ankommenden Stoff stets so stark zu verdünnen, dass er die verlangte Dichte von 1% hat. Das Rohr E entnimmt aus dem Stoffstrom einen Teilstrom, der, wenn der Regler richtig arbeitet, bereits die vorgeschriebene Dichte von 1% hat.
Bei den unvermeidlichen Schwankungen, die mit der Ursprungsdichte zusammenhängen, wird dieser Idealzustand naturgemäss niemals ganz erreicht, und es sollen die Dichteschwankungen dieses Nebenstromes, die um 1 % herum liegen, durch den Dichteregler D empfunden und danach die Zusatzwassermenge durch das Ventil cl bestimmt werden.
Da diese Schwankungen, wie bereits erwähnt, wegen der Geringfügigkeit für den Dichteregler nur wenig oder überhaupt nicht fühlbar sind, so wird erfindunggemäss in einer besonderen Vorrichtung F dem hier ankommenden, etwa 1% eigen Stoff eine bestimmte stets gleichbleibende Wassermenge entzogen, die ihn auf eine beispielsweise Dichte von 3% bringt-selbstverständlich mit den verhältnismässig gleichen Dichteschwankungen, wie sie der ankommende Stoff hat-, bei welcher erhöhten Dichte die in ähnlichem Verhältnis erhöhten Dichteschwankungen mit genügender Deutlichkeit auf den Regler D einwirken, um richtig empfunden und in entsprechende Einstellungen des Wasserventils cl umgesetzt zu werden.
Gemäss Fig. 2 ist der Behälter für den vorhandenen Stoff die Bütte A, aus der er durch die Pumpe al entnommen wird, wobei ihm durch das Rohr 0 die durch den Dichteregler eingestellte Wassermenge beigemischt wird. Durch ein Steigrohr a2 gelangt der Stoff in einen Überlaufkasten a3, von dem er zur Verwendungsstelle weitergeleitet wird. Vom Steigrohr a2 geht eine Nebenstromleitung a4 zum Dichteregler, der erfindungsgemäss folgendermassen gestaltet ist. In einer Wanne G für den Stoff watet eine Siebtrommel H mit Schöpfern hl (s. Fig. 6 und 7), die gleiche Wassermengen aus dem Stoffwassergemisch entnehmen und dadurch die Dichte erhöhen.
Dies wird dadurch erreicht, dass die innerhalb einer äusseren Siebtrommel liegenden Zellen mit Schöpfern hl seitliche Ablauflöcher h2 haben, durch die das stets im Überschuss geschöpfte Wasser in das Trommelinnere zurückläuft. Das geschöpfte Wasser hat stets gleichbleibende Menge und wird von den Schöpfern hl nach aussen entleert. An Stelle der Schöpfbecher hl kann auch eine Syphon-oder Pumpensaugleitung ! 7 (s. Fig. 8) treten, die in das Trommelinnere geführt ist und aus dem durch das Sieb gedrungenen Wasser eine bestimmte unveränderliche Wassermenge absaugt.
Die Gleichhaltung der Eintauchtiefe der Siebtrommel H ist beispielsweise durch einen Überfall S sichergestellt.
Der so eingedickte Stoff gelangt dann zu einem Zellenmessrad J, das zufolge seines Antriebes stets gleiche Mengen in der Zeiteinheit durchlässt, und von dort zu einem Ausflussschlitz K, dessen Weite bestimmend ist für die Durchflussgeschwindigkeit des Stoffes und damit der Stauhöhe über dem Auslauf.
Auf diesem Stau schwimmt beispielsweise eine Walze L, deren Höhenlage mithin von der Stauhöhe abhängig ist und die ihrerseits über einen Verstärker ein Ventil M steuert (s. Fig. 3), das die Menge des dem Stoff zuzumischenden Wassers regelt.
Der beschriebene Diehteregler kann auch durch eine beliebige andere Vorrichtung mit ähnlicher Wirkungsweise ersetzt werden, wie sie in der Technik allgemein bekannt sind. Wesentlich ist bei der beschriebenen Anordnung, dass dem zu regelnden Stoff nach Eintreffen in der Wanne G durch die Vorrichtung H eine stets gleichbleibende Wassermenge entzogen wird, um ihn auf die für die Empfindlichkeit des Reglers ausreichende Dichte zu bringen.
Auf dem Wege des Stoffstroms zur Verwendungsstelle ist in an sich bekannter Weise ein Mengeregler N, beispielsweise ein Schieber, eingebaut, der beispielsweise auch durch ein Zellenrad und durch einen Trennschieber od. dgl. ersetzt werden könnte (vgl. Fig. 3). Ein für genaue Mengenbestimmung immer notwendiger geringer Überschuss fliesst aus dem Überlaufkasten a3 zur Ursprungsbütte A zurück.
Fig. 3 zeigt eine der Fig. 2 ähnliche Anordnung, bei der auch der Dichteregler im Nebenstrom liegt und der geregelte Stoff einer Papiermaschine zufliesst. Die Bütte A und die Pumpe al der Fig. 2 sind hier nicht mit dargestellt, aber ebenfalls als vorhanden zu denken. Der Stoff steigt durch das Rohr a2 auf, erhält durch den Wasserzulauf C mit Ventil M die erforderliche Zusatzmenge und gelangt dann durch den als Zellenrad ausgebildeten Mengeregler N zur Maschine. Die übrigen Bezeichnungen dieser Figur entsprechen denen der Fig. 2. Die zum Regeln erforderliche Stoffprobe fliesst in einer Rohrleitung 0 als Nebenstrom in die Wanne G, wo sie zum Regeln in der Weise herangezogen wird, wie für Fig. 2 beschrieben.
Das diesem Stoff durch die Waschtrommel H entzogene Wasser sowie der Stoff selbst nach Durchfliessen des Reglers fliessen in die Bütte A zurück ; desgleichen fliesst dorthin der Stoff, der vom Mengeregler N von der Papiermaschine zurückbehalten wird.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung fliesst die gesamte Stoffmenge, durch den Zufluss a2 ankommend, unterhalb der Wasserentnahmevorrichtung H durch und erfährt durch die Wasserzuführung C die erforderliche Verdünnung nach Massgabe der Stellung des Wasserventils M, unterhalb dessen eine Mischvorrichtung P angebracht ist. Dann wird der Stoff durch das Zellenrad Jdem Auslaufstau zugeführt, wobei dieses Zellenrad J gleichzeitig die Aufgabe der Mengeregelung für den der Maschine zuzuführenden
Gesamtstoff übernimmt. Die vorher dem Stoff durch die Waschtrommel H entnommene konstante
Wassermenge wird durch die Leitung Q dem Stoff vor Auflauf auf die Maschine wieder zugefügt und mit ihm durch eine Mischvorrichtung R von neuem vermischt.
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Die Anordnung nach Fig. 5 zeigt eine Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens, der auf die Herbeiführung der richtigen Stoffdichte dadurch angewendet wird, dass nicht durch Zusatz, sondern durch Entnahme von Wasser die für die Verwendung erforderliche Stoffdichte hergestellt wird. Bei dieser Anordnung wird, wie bereits beschrieben, ein Nebenstrom zur Regelung verwendet, wobei die Annahme zugrunde liegt, dass ein unter 2% liegender Ursprungsstoff (etwa 1-2%) mit 2% iger Dichte der Verwendungsstelle zugeführt werden soll. Der Dichteregler selbst, d. h. die in die Wanne G ein-
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genau wie bei der Anordnung nach Fig. 3 ; auch die Zuführung des geregelten Stoffes in die Wanne G durch das Rohr 0 geschieht in derselben Weise wie dort.
Abweichend ist, dass die Schwimmerwalze L nicht ein Wasserventil für Wasserzugabe steuert, sondern die Höhenlage einer weiteren Schöpf trommel 8, die dem ankommenden Stoff um so mehr Wasser entnimmt, je tiefer sie in diesen eintaucht und umgekehrt,
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hat die Sehöpftrommel S naturgemäss nieht. Ein Mengeregler N der bei Fig. 3 beschriebenen Art teilt alsdann diesen beispielsweisen 2% eigen Stoff der anschliessenden Papiermaschine in der Rinne T zu.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Dichteregelung von Stoffen (Fasern oder Fasergemische der Papierherstellung und andern in Wasser aufgeschwemmten breiartigen Materialien) in starker Verdünnung, dadurch gekennzeichnet, dass dem einem Dichteregler bekannter Bauart zufliessenden Stoff eine bestimmte gleichbleibende Wassermenge entzogen wird.