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Verfahren und Apparat zum Messen der Menge von in einer Flüssigkeit schwebenden, festen
Teilchen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Apparat zum Messen der Menge von in einer Flüssigkeit schwebenden, festen Teilchen. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar zum Messen und Registrieren von Fasern, die mit dem Abwasser einer Papier- oder Zellstoffabrik fortgeführt werden.
Es ist bekannt, das Abwasser einer Papier- oder Zellstoffabrik zu untersuchen, um die Menge der im Abwasser enthaltenen Fasern feststellen zu können und eine genaue Einstellung der Papiermaschinen zu ermöglichen, um den Verlust an Fasern so weit wie möglich zu beschränken. Zumeist werden in periodischen Zwischenräumen dem Abwasser manuell Proben entnommen, die gemessen werden. Ein solches Verfahren ist unvorteilhaft, weil die Maschine erst eingestellt werden kann, wenn die Probe untersucht ist, so dass in der Zwischenzeit ein grosser Verlust entstanden sein kann.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren und Mittel zum kontinuierlichen und selbsttätigen Messen und Registrieren der Menge von festen, in einer Flüssigkeit enthaltenen Teilchen zu schaffen. Bei Anwendung der Erfindung zum Messen und zur Angabe des Fasergehaltes im Abwasser einer Papierfabrik wird augenblicklieh gezeigt, ob es notwendig ist, die Maschinen einzustellen. Hiedurch wird der eventuelle Faserverlust vermieden, der im allgemeinen eine ganz bedeutende Grösse erreichen kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den gesamten Apparat, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie Il-Il der Fig. 1, Fig. 3 einen vergrösserten Seitenriss des Wiegemechanismus, Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht des Wiegemechanismus teilweise im Schnitt, Fig. 5 schematisch den elektrischen Stromkreis und Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Alarmvorrichtung.
Die wesentlichen Teile des in der Zeichnung gezeigten Apparates sind ein umlaufender, perforierter Plattenzylinder 1, eine Fasertrennungsvorrichtung 2, ein umlaufender feiner Siebzylinder 3, der schwach abgeschrägte Wände hat, und ein Wiegemechanismus 4, welche Teile alle auf einem Tragrahmen 5 montiert sind. Der Plattenzylinder 1 ist auf einer Nahe l'montiert und mit einem axialen Einlaufstutzen 6 an dem einen Ende versehen, der sich durch die Nabe l'erstreckt und zur Einführung des gesamten oder eines Teiles des Abwassers von der Fabrik dient. Im Zylinder sind eine perforierte Sehirmplatte 7 und eine Förderschraube 8 vorgesehen. Der Zylinder 1 dient zur Aufnahme gröberer Teilchen, wie z. B.
Splitter und Knoten aus dem Abwasser, indem das schwebende feinere Material oder die Fasern durch den perforierten Zylindermantel in einen den Zylinder 1 umgebenden Trog 9 gelangen, während die gröberen Teilchen von der Schraube 8 zum Ende des Zylinders geführt und in einem zu einem Ablauf führenden Behälter 10 entleert werden. Die die schwebenden Fasern enthaltende Flüssigkeit strömt zu einem Gefäss 11 am andern Ende des Troges 9 und von dort durch ein Rohr 12 zum Einlauf des Faserseparators 2. Im Gefäss 11 kann ein Überlauf 11'vorgesehen werden, so dass überschüssiges Wasser überströmen und durch ein mit dem Rohr 10 verbundenes Rohr 13 zum Ablauf geführt werden kann.
Der an sich bekannte Faserseparator 2 kann sehr kleine Abmessungen haben im Vergleich zu dem zu behandelnden Volumen und besteht aus einer zylindrischen Kapsel, in welcher eine Anzahl rotierender Siebplatten 15 vorgesehen sind, die von einem an der Nabe 17 befestigten Rahmenwerk 16 getragen werden.
Ein Einlauf 18, der in der Mitte der Kapsel 14 vorgesehen ist, kommuniziert mit
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Wasser strömt durch die Siebplatten zur Kapsel 14 und wird durch das Rohr 19 zum Ablauf geleitet, während die Faserteilchen auf den Siebplatten 15 festsitzen und zum oberen Ende des Separators geführt werden, wo sie mit Hilfe eines Spritzrohres 20 abgewaschen werden und von dort in einen kleinen feststehenden Trichter 21 kommen, aus welchem die Teilchen mittels eines andern Spritzrohres 22 in ein Rohr 23 entleert werden. Das Rohr 23 mündet in den feinen Siebzylinder 3, der mit dem Separator 2 auf einer Nabe 24 konaxial gelagert ist.
Der Zylinder 3 dient als Verdicker für die Fasern, indem das Wasser durch die Sieblöcher zu einem Trog 25 und von dort durch ein Rohr 26 zum Ablauf passiert, während die Fasern sich an der schrägen Zylinderwand entlang abwärts bewegen und am Ende des Zylinders entleert werden.
Triebkraft wird mittels eines Motors 71 zugeführt, der mittels eines Weehselgetriebes 73 ein Zahnrad 72 treibt. Das Zahnrad 72 steht mit einem Zahnrad 74 im Eingriff, welches auf einer hohlen Welle 75 angeordnet ist, an der die Naben 17 des Separators 2 und die Nabe 24 des Zylinders 3 befestigt sind. Der Zylinder 1 wird mit Hilfe eines auf der Nabe l'befestigten Zahnrades 76 gedreht und steht mit einem Zahnrad 77 in Eingriff, das seinerseits mit dem Zahnrad 74 in Eingriff steht. Falls notwendig, kann die Umlaufgeschwindigkeit des Verdickerzylinders 3 mittels eines geeigneten Wechselgetriebes erhöht werden.
Der Wiegemechanismus 4 (Fig. 3 und 4) umfasst einen Tragrahmen, der aus einem Paar Seitenplatten 27 besteht, die mit Hilfe von durch Hülsen 29 geführten Stangen 28 gehalten werden. Ein Paar Waagebalken 30 werden von einem Balken 31 getragen, der an beiden Enden in Zungen 32 gelagert ist, welche an den Seitenplatten 87 befestigt sind, während ein Trichter 33 an dem einen Ende der Waagebalken 30 und eine Waagschale 34 an dem andern Ende der Waagebalken 30 aufgehängt sind. Der Balken 31 ist an jedem Ende durch eine Schneidenlagerung 35 und 35'auf den Zungen 32 abgestützt. In entsprechender Weise sind der Trichter 33 und die Waagschale 34 mit Lager oder Pfannen 36 versehen, die auf den Aufhängeplatten 37 am Trichter und auf Aufhängearmen 38 an der Waagschale angeordnet sind und mit an jedem Ende des Waagebalkens 30 geformten Schneiden 36'zusammenwirken.
Eine nach unten gehende Bewegung der Waagschale 34 wird durch Anschläge 34'auf den Aufhängearmen 38 und entsprechende Anschläge 38'auf den Platten 27 begrenzt.
Der Trichter 33 ist mit zwei zur Aufnahme des zu wiegenden Materials bestimmten Abteilungen 39 und 40 versehen, wobei die Aufnahmeöffnungen der Abteilungen in Ebenen liegen, die einen rechten Winkel miteinander bilden. Der Trichter 33 ist bei 41 auf den Aufhängeplatten 37 drehbar gelagert, derart, dass er die eine oder andre der Abteilungen abwechselnd herabschwenken kann, wobei durch die Verschwenkung gleichzeitig die Öffnung der einen oder andern Abteilung in die Aufnahmestellung gebracht wird.
Es ist zu bemerken, dass der Schwerpunkt des Trichters, wenn sieh die Abteilung 39 in der Aufnahmestellung befindet, wie in Fig. 3 gezeigt, sich rechts von der Aufhängeachse befindet, so dass sich der Schwerpunkt, wenn das Material nach und nach in der Abteilung 39 aufgenommen wird, nach rechts bewegt, und wenn eine im voraus bestimmte Materialmenge in der Abteilung 39 aufgenommen ist, der Trichter bestrebt ist, in der Richtung des Uhrzeigers zu rotieren und die Abteilung 39 herabschwenken und die Abteilung 40 in die Aufnahmestellung zu bringen. Der Schwerpunkt des Trichters befindet sich dann links von der Aufhängeachse, und der entgegengesetzte Vorgang findet statt, um die Abteilung 40 herabzuschwenken und die Abteilung 39 in die Aufnahmestellung zu bringen.
Die beiden Aufnahmestellungen des Trichters sind genau bestimmt und der Trichter 33 wird in diesen Stellungen durch Stifte 42 gesichert, die aus der Seitenwand in jeder Abteilung 39 und 40 vorstehen und dazu bestimmt sind, in eine entsprechende Nut 43 eines Armes 44 einzugreifen, der bei 45 an einer der Aufhängeplatten 37 drehbar gelagert ist. Es sind Mittel zur Bewegung des Armes 44 ausser Eingriff mit den Stiften 43 zu dem Zweck vorgesehen, das Wippen des Trichters zu erlauben.
Diese Mittel umfassen ein von einem Solenoid beeinflusstes Glied 46, welches an dem einen Ende einer Hülse 47 sitzt, die an einer in einer der Seitenplatten 27 in der Nähe des Trichters 34 gelagerten Welle 48 befestigt ist, wobei das andere Ende der Hülse 47 ein andres Glied 49 trägt, auf dem ein Stift 50 vorgesehen ist, der dazu bestimmt ist, mit dem Arm 44 in Eingriff zu kommen. Ein Solenoid 51 ist mit einem Anker 52 versehen, dessen Ende mit dem Glied 46 verbunden ist, so dass das Glied 46, wenn das Solenoid magnetisiert wird und den Anker 52 aufwärts bewegt, mit Hilfe der Hülse 47 und dem Glied 49 bewirkt, dass der Stift 50 gegen den Arm 44 anschlägt und diesen ausser Eingriff mit dem Stift 42 bewegt.
Ein Quecksilberschalter 53 ist an dem einen Ende einer Welle 54 vorgesehen, die von einer Seitenplatte 27 in der Nähe eines der Waagebalken 30 getragen wird. Ein Arm 55 ist an dem andern Ende der Welle 54 vorgesehen und wirkt mit einem Stift 56 zusammen, der von dem Waagebalken 30 getragen wird. Eine Wippbewegung des Waagebalkens 30 bewirkt somit Öffnung und Schliessung des Schalterkreises.
Ein elektrischer Stromkreis zur Anwendung in Verbindung mit dem Wiegemechanismus ist in Fig. 5 schematisch dargestellt und umfasst einen Hauptkreis 57, der mit dem Pol des Quecksilberschalters 53 und durch einen Transformator 58 mit einem Registriergerät 59 verbunden ist, der einen Registrierarm 60 und eine Karte 61 aufweist. Das Solenoid 51 befindet sich ebenfalls im Kreise 57, wie dargestellt, ebenso wie ein beliebiges elektrisches Zählwerk 62.
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Die Wirkungsweise des Wiegemechanismus in Verbindung mit dem Fasertrennungsmechanismus ist folgende : Der Wiegemechanismus ist auf dem Tragrahmen 5 montiert (Fig. 1), u. zw. in einer solchen Stellung, dass das vom Zylinder 3 abgegebene Material in eine der Abteilungen 39 oder 40 im Trichter 33 herabfällt. Wenn der Trichter leer ist, wiegt die Waagschale 34 den Trichter 33 auf, und Gewichte entsprechend dem Gewicht, das für jede Trichterabteilung zu wiegen gewünscht wird, werden auf der Waagschale angebracht, die herabsinkt, bis die Anschläge 34'gegen die Anschläge 38'anliegen, während die Waagebalken 30 derart verschwenkt werden, dass der Quecksilberschalter 53 den elektrischen Stromkreis unterbricht.
Wenn das richtige Gewicht an Material in den Trichter hinabgefallen ist, wippt der Waagebalken 30 in der Richtung des Uhrzeigers in die in Fig. 3 gezeigte Stellung und bringt den Quecksilberschalter zum Schliessen des Stromkreises. Das Schliessen des Stromkreises bewirkt Magnetisierung des Solenoides 51, so dass der Anker 52 sich bewegt und den Arm 44 auslöst derart, dass dem Trichter das Wippen gestattet wird. Schliessen des Kreises beeinflusst auch den Arm 60 des Registrierapparates 59, so dass die Karte 61 mit einem Zeichen versehen wird, das eine gewisse im voraus bestimmte Anzahl Kilogramm Fasern darstellt, aus dem der gesamte Faserverlust berechnet werden kann. Das elektrische Zählwerk 62 kann vorgesehen werden, um die Anzahl der Wippungen zu registrieren, die der Trichter in einer bestimmten Zeitperiode ausführt.
In dem Apparat kann auch ein Alarmsystem, wie in Fig. 6 dargestellt, eingebaut werden, das ein langsam bewegtes Band 63 aufweist, welches derart angeordnet ist, dass es das vom Siebzylinder 3 abgegebene Material aufnimmt, und das auf einem steifen Rahmen 64 montiert ist, der auf einer Welle 65 drehbar gelagert ist. Ein einstellbares Gegengewicht 66, das vom Rahmen 64 getragen wird, wiegt das Gewicht des Bandes und die normale Menge Fasern oder Material auf, die vom Zylinder 3 auf dem Bande abgeliefert wird. Ein elektrischer Kontakt 67 ist zum Schliessen mit einem Kontakt 68 bestimmt, der von einem festen Teil 69 getragen wird.
Ein Stromkreis verbindet die Punkte 67 und 68 mit einer Alarmglocke'/0. Es ist ersichtlich, dass, wenn die Fasermenge über eine im voraus bestimmte Menge hinaus zunimmt, das Gewicht der überschüssigen Menge Fasern den Rahmen 64 um seine Drehachse drehen wird und den Kreis durch die Punkte 6'/und 68 schliesst und die Alarmglocke'/0 zum Läuten bringt.
Die Fasermenge, die im Abwasser verlorengeht, kann deshalb genau'und kontinuierlich durch den beschriebenen Apparat bestimmt werden, und die notwendigen Einstellungen und Reparaturen können zwecks Herabsetzung des Verlustes sofort ausgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Messen der Menge von in einer Flüssigkeit schwebenden festen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass die festen Teilchen kontinuierlich aus der Flüssigkeit entfernt und im voraus bestimmte Mengen dieser Teilchen nach und nach selbsttätig gewogen werden, wobei das Gewicht der genannten Mengen selbsttätig registriert wird.