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Einrichtung zum Dosieren von Bestandteilen einer Mischung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Dosieren von Bestandteilen einer Mischung. insbesondere einer Mischung aus Faserstoffen (Zellstoff, Ausschuss, Holzschliff) und Zusatzstoffen (Leim,
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tes einer aus einem Viereck mit jeweils zwei parallel zueinander verlaufenden Seiten gebildeten Blen- denöffnung mittels zweier voneinander unabhängig beweglicher Schieber, von denen der eine Schieber eine parallel zur einen Seite des Vierecks und der andere Schieber eine parallel zu der dieser Seite be- nachbarten Seite dieses Vierecks verlaufende Steuerkante besitzt,
deren jede in Abhängigkeit von einer Stellgrösse die Blendenöffnung von Null bis Voll überstreicht und deren Länge gleich der Pro- jektion der längsten Diagonale des grösstmöglichen Durchflussquerschnittes auf die zu der Steuerkante jeweils parallele Seite des Vierecks ist. Der eine der beiden voneinander unabhängig bewegli- chen Schieber kann beispielsweise vom Druck, der andere von der Temperatur des zu dosierenden
Mediums abhängig sein. Die Einrichtung kann aber auch mit besonderem Vorteil dazu verwendet werden, um das Mischungsverhältnis der Anteile einer aus mehreren Bestandteilen zu bildenden Mischung bei Re- gelung des Gemischstromes konstant zu halten.
Diese letztgenannte Aufgabe spielt eine besonders wichtige
Rolle bei der Bildung von Mischungen aus Faserstoffen und Zusatzstoffen beim Herstellen der Faserstoffauf- schwemmung, welche dem Stoffauflauf einer Papiermaschine zugeführt werden soll.
Bei den bekannten Bauweisen ist für jeden Bestandteil der zu bildenden Mischung ein Behälter vorhan- den, der eine Blendenöffnung aufweist. Die Blendenöffnungen aller Behälter münden in einen gemeinsa- men Sammelraum. Jeder Blendenöffnung sind zwei unabhängig voneinander bewegliche, Ubereinander angeordnete Flachschieber mit zueinander im rechten Winkel verlaufenden Bewegungsrichtungen zuge- ordnet, von denen jeweils der eine zur Regelung des Anteils (Anteilschieber), der andere zur Regelung der Menge (Mengenschieber) des betreffenden Bestandteiles dient.
Bei andern bekannten Dosiereinrichtungen ist für jeden Mischungsbestandteil ein einziger zylindri- scher Schieber vorhanden, dessen Durchflussquerschnitt nach zwei verschiedenen Richtungen hin, jeweils von Null bis zum Maximalwert, einstellbar ist. Dieser zylindrische Schieber besitzt ein zylindrisches
Gehäuse, in welchem er drehbar und axial verschiebbar angeordnet ist, wodurch sich im Schieber und im
Gehäuse angebrachte Öffnungen ganz oder teilweise zur Deckung bringen lassen.
Die Steuerkanten der Anteil-und der Mengenschieber verlaufen bei den bekannten Dosiereinrichtun- gen geradlinig und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des jeweiligen Schiebers. Alle Mengenschieber. sind in der Regel durch eine von einer gemeinsamen Verstelleinrichtung beeinflusste Steuerwelle verbun- den.
Bei den bekannten Bauweisen der Dosiereinrichtungen werden die Blendenöffnungen der Behälter rechteckig ausgebildet. Dabei verläuft jeweils eine Seite der Blendenöffnung parallel zu der Steuerkante des Anteilschiebers, die benachbarte Seite der Blendenöffnung parallel zu der Steuerkante des Mengen- schiebers. Die Blendenquerschnitte werden entsprechend dem Anteil der Mischungsbestandteile an der
Gesamtmenge gewählt. Bei Faserstoffsuspensionen für die Herstellung von Papier ist der Anteil der Faserstoffe bedeutend grösser als der Anteil der Zusatzstoffe. Deshalb sind die Blendenquerschnitte bei solchen Dosiereinrichtungen für Papierstoffsuspensionen (sogenannten Stoffzentralen) von sehr unterschiedlicher
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Grösse.
Um die Zusammenstellung der Mischung bei einer Änderung des Gemischstromes unverändert zu erhalten, müssen die Blendenquerschnitte durch die Mengenschieber zwar um den Blendenquerschnitten verhältnisgleiche, absolut aber sehr unterschiedlich grosse Querschnittsanteile geändert werden. Um bei Anordnung einer gemeinsamen Steuereinrichtung für die Mengenschieber trotz deren in solchen Anwendungs- fällen sehr unterschiedlich grossen Blendenquerschnitte, deren Hübe und damit deren parallel zur Bewegungsrichtung der Mengenschieber verlaufende Steuerkanten gleichlang machen zu können, müssen die kleinen Blendenquerschnitte sehr schmal gemacht werden. Solche schmale Blendenöffnungen verstopfen sich aber sehr leicht.
Ausserdem sind bei einer solchen Ausbildung die Anteilschieber nicht genau genug einstellbar, weil ihre Hübe gleich der Länge der Schmalseiten der rechteckigen Blendenöffnung sind. Schliesslich ist der Ausfluss aus solchen schlitzartigenöffnungen sehr stark von dem Seitenverhältnis der Öffnung abhängig, so dass sich auch bei Änderung der Einstellung der Mengenschieber um verhältnisgleiche Querschnittsanteile das Mischungsverhältnis ändert.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, rechteckige Blendenöffnungen so auszubilden, dass die benachbarten Seiten nur relativ geringfügig voneinander abweichende Längen aufweisen, und zwischen den Mengenschiebem und der gemeinsamen Verstelleinrichtung verschiedene Übersetzungen, z. B. Kettentriebe, Zahnradtrieb, Kurbeltriebe oder Gewindespindeln mit Muttern einzubauen. Alle diese Getriebe weisen aber, abgesehen von dem grossen Aufwand, noch den Nachteil auf, dass durch das unvermeidbare, zum Teil sogar erforderliche Spiel zwischen den einzelnen Getriebeteilen Übertragungsfehler auftreten, die, wie die Praxis zeigt, bei einer Mengenregulierung unerwünscht grosse Abweichungen vom Sollwert der Zusammensetzung der Mischung mit sich bringen.
Zur Vermeidung der den bekannten Einrichtungen anhaftenden Nachteile wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, die Steuerkante des einen der Blendenöffnung zugeordneten Schiebers unter einem zwischen 0 und +900 betragenden Winkel und die Steuerkante des andern dieser Blendenöffnung zugeordneten Schiebers unter einem zwischen 09 und -900 betragenden Winkel gegen die Bewegungsrichtung desSchie- bers anzuordnen.
Durch diese Ausbildung der Blendenöffnung und der diese steuernden Schieber werden strömungsgünstige Ausflussquerschnitte erreicht. Die Hübe der Schieber und damit die zugeordneten Messskalen werden lang, so dass eine wesentlich genauere Einstellung der beiden Schieber möglich ist als bei den bekannten Bauweisen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die beiden der Blendenöffnung zugeordneten Schieber zueinander unter von 900 abweichenden Winkeln, vorzugsweise in gleicher oder gegenläufiger Richtung verschiebbar angeordnet. Dadurch wird gegenüber den bekannten Ausführungen grosse Freiheit in der Anordnung der Verstellglieder der zu jeder Blendenöffnung gehörenden Schieber erreicht. Die Verschiebbarkeit in gleicher Richtung hat insbesondere den Vorteil, dass die Verstellglieder für beide Schieberarten (Anteilschieber und Mengenschieber) auf derselben Seite der Regeleinrichtung übersichtlich angeordnet werden können.
Dies ist insbesondere auch für Anwendungen bei einzelnen, mit einem Schieberpaar versehenen Blendenöffnungen, wobei jeder Schieber des Paares in Abhängigkeit von einer selbständigen Stellgrösse steuerbar ist, sowie auch bei mehreren, in verschiedenen zu einer Gruppe vereinigten Behältern angeordneten Blendenöffnungen von Bedeutung. Im letzteren Falle erleichtert diese Ausbil- dung die gemeinsame Betätigung beispielsweise der Mengenschieber aller Blendenöffnungen. Ausserdem werden durch eine solche Ausbildung die Gestängeumlenkungen im Verstellgetriebe eingespart.
Aber auch die an sich bekannte Anordnung der Bewegungsrichtung der Anteilschieber senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Mengenschieber ist bei bestimmten, der Erfindung entsprechenden Ausführungen der Dosiereinrichtung von Vorteil.
Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden bei Anwendung der erfindungsgemäss ausgebildeten Schieber zum Verändern der Ausflussquerschnitte der Blendenöffnungen mehrerer einander zugeordneter, zur getrennten Aufnahme je eines der Bestandteile der zu bildenden Mischung dienender Behälter, wobei der eine, zur Einstellung des prozentualen Mischungsanteiles bestimmte Schieber der Blenden- öffnung jedes Behälters für sich einstellbar ausgebildet ist (Anteilschieber), während die andern Schieber aller Behälter zur gemeinsamen Regelung der Ausflussmenge miteinander gekuppelt sind (Mengenschieber), die Steuerkanten der Mengenschieber samt den parallel dazu verlaufenden Seiten der Blendenöffnungen unter verschiedenen Winkeln gegen die gemeinsame Bewegungsrichtung der Mengenschieber angeordnet,
so dass bei jedem gemeinsamen Mengenschieberhub die Projektion des Weges der Steuerkante jedes Mengenschiebers auf die Senkrechte zur Steuerkante mal der Länge der dem Mengenschieber zugeordneten,
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Anordnung der SteuerkantenFig. l zeigt den Zusammenhang zwischen dem Hub der Mengenschieber und den Winkeln, unter denen die Steuerkanten zu der Bewegungsrichtung der Schieber verlaufen, Fig. 2 eine Ausführung einer Dosiereinrichtung mit in gleicher Richtung beweglichen Anteil- und Mengenschiebern, Fig. 3 eine Ausfiih- rung mit zum Teil einander gegenüberliegend angeordneten Anteil-und Mengenschiebern, die in einander entgegengesetzten Richtungen bewegt werden, Fig. 4 zeigt ein Schieberpaar, bei dem die Blenden- öffnung durch je eine Seite einer in jedem Schieber angeordnete Öffnung und durch zwei benachbarte Seiten einer in der Ausflussplatte angeordneten Öffnung gebildet wird.
Fig. 5 eine Ausführung, bei der den in gleicher Richtung beweglichen Anteil- und Mengenschiebern feststehende Gegenstücke zugeordnet sind, Fig. 6 einen Schnitt gemäss Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt gemäss Linie VII - VII in Fig. 5 und Fig. 8 die Anwendung der Erfindung auf als Hohlzylinder ausgebildete Schieber.
In Fig. 1 ist der Zusammenhang zwischen dem Hub der Mengenschieber und den Winkeln, unter denen
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auf zu achten, dass bei dem kleinsten einstellbaren Blendenquerschnitt ein möglichst günstiger hydraulischer Halbmesser vorhanden ist und Verstopfungsneigung vermieden wird. Die Mengenschieber l und 2sind bei der Dosiereinrichtung zu gemeinsamer Bewegung verbunden, so dass der Mengenschieberhub t, gleich dem Mengenschieberhub t2 ist.
Dementsprechend sind auch die jeweiligen Verstellwege At der Mengenschieber gleich, also At = At. Gleichen Verstellwegen At in Bewegungsrichtung entsprechen aber mit Rücksicht auf die unterschiedlich gross gewählten Winkel α, α2 verschiedene effektive Wege Ae in Richtung senkrecht auf die jeweilige Steuerkante und-auch bei gleichen Steuerkantenlängen b-b -ver- schieden grosse überstrichene Querschnitte. Jeder Verstellweg At ergibt gleiche prozentuale Flächenände- rungen
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eines Bestandteiles einer Aufschwemmung dienen und mit einer Niveauregeleinrichtung versehen sind.
Es werden in den meisten Fällen noch mehr Behälter in einer Dosiereinrichtung angeordnet sein, deren Blendenöffnungen alle in eine gemeinsame Sammelleitung münden. Zur Vereinfachung sind aber nur zwei Behälter gezeigt, wobei sinngemäss das für zwei Behälter Gesagte auch für eine grössere Anzahl von Behältern gilt.
In den Böden 3 und 4 der Behälter 1 und 2 ist je eine Ausflussplatte 12 bzw. 17 eingelassen, deren Öffnungen 5 bzw. 6 mittels der Schieber 7 und 8 bzw. 9 und 10 reguliert werden können. Der Schieber 7 (Anteilschieber) dient zur Regelung des Anteiles des im Behälter 1 enthaltenen Bestandteiles an der Ge-
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noch eine nicht dargestellte Messskala zugeordnet, an der die jeweilige Beeinflussung der Blendenöffnung 5 durch den Schieber 7 abgelesen werden kann.
In gleicher Richtung 25 wie der Anteilschieber 7 verläuft die Bewegungsrichtung des Mengenschiebers 8, der über einen Winkelhebel 15 mit einer Steuerwelle 16 verbunden ist. Die Steuerwelle 16 ist schwenkbar gelagert, und kann über einen Hebel 18 mittels einer mit einem Handrad 21 versehenen Ge- windespindel 19, die in einem Gewindeschloss 20 geführt ist, verstellt werden. Auch der Spindel 19 ist eine nicht dargestellte Messskala zugeordnet.
Mit derSteuerwelle 16 ist ferner auch der Mengenschieber 10 des Behälters 2 verbunden. Dem Mengenschieber 10 ist einAnteilschieber 9 zugeordnet, der im wesentlichen dem oben beschriebenen Anteilschieber 7 entspricht.
Die Blendenöffnungen 5 und 6 der Behälter 1 und 2 weisen entsprechend der Grösse der Anteile der in den Behältern 1 und 2 befindlichen Bestandteile der Mischung verschieden grosse Querschnitte F und F a auf, wobei es bei Einhaltung strömungsgünstiger Durchflussquerschnitte unter Umständen nicht möglich ist, die Seiten der Blendenöffnungen 5 und 6, die parallel zu der Bewegungsrichtung 25 der Mengenschieber 8 und 10 verlaufen, gleich lang auszubilden. Die Steuerwelle 16 kann aber nur auf alle Mengenschieber einen gleichen Impuls ausüben, so dass bei Einhaltung gleicher prozentualer Veränderungen der Durchflussquerschnitte dem Schieber 10 ein grösserer Impuls erteilt werden müsste, als dem Schieber 8.
Unter prozentual gleichen Veränderungen der Durchflussquerschnitte wird verstanden, dass bei einem beispielsweisen Anteil der Bestandteile an der Gesamtmenge von 70 und 300/0 und Behälteröffnungen F
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vermeiden, ist gemäss der Erfindung die Steuerkante 22 des Mengenschiebers 8 zu der Bewegungsrichtung 25 des Schiebers unter einem Winkel Cl 1 ungleich 90 angeordnet und die Steuerkante 23 des Mengenschiebers 10 unter einem andern von 90 verschiedenen Winkel a zu dessen Bewegungsrichtung. (Auch die
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steileren Winkel zur Bewegungsrichtung 25 als die Steuerkante 22 des Mengenschiebers 8.
Je steiler die Steuerkante, d. h. je näher sie zu der Bewegungsrichtung geneigt ist, desto kleiner ist bei jedem tatsächlichen Hub der senkrecht zur Steuerkante von dieser zurückgelegte effektive Weg, also bei gegebener Länge der Steuerkante der hiebei überdeckte Querschnitt. Bei entsprechender Wahl der Winkel ist es möglich, beide Schieber um die gleiche Strecke zu verschieben und trotzdem prozentual gleiche Öffnungen der beiden Durchflussquerschnitte zu erzielen, obwohl die Seiten der Öffnungen 5 und 6 nicht gleich lang sind.
Die Steuerkanten 56 bzw. 26 der Anteilschieber 7 und 9 verlaufen bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ebenfalls unter einem Winkel zu der Bewegungsrichtung 25 dieser Schieber. Die Blendenöffnungen 5 und 6 bilden, da die Seiten der Öffnungen 5 und 6 parallel zu den Steuerkanten 22 und 56 bzw. 23 und 26 verlaufen, je ein Parallelogramm.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Behälter 27,28 und 29 vorhanden. Die
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den Behältern 28 und 29 zugeordneten Anteilschieber 61 und 62 sind den Mengenschiebern 71 und 72 ge- genüberliegend angeordnet und diese Anteil- und Mengenschieber werden in gegenläufigen Richtungen bewegt. Der Anteilschieber 60 des Behälters 27 dagegen ist derart angeordnet, dass seine Bewegungsrichtung
93 unter einem Winkel ungleich 900 zu der Bewegungsrichtung 73 des Mengenschiebers 70 verläuft. i Die Sreuerkanten 68 und 69 der Mengenschieber 71 und 72 verlaufen unter gleich grossen Winkeln (ole = Kg) zu der Bewegungsrichtung 73 der Mengenschieber 70,71, 72.
Der Winkel ct des Mengenschie- bers 70 ist dagegen kleiner als die Winkel o, oder a 3. Ferner unterscheidet sich der Mengenschieber 7 0 noch dadurch von den Schiebern 71 und 72. dass die Steuerkanten 67 etwa spiegelbildlich zu den Steuer- kanten 68 und 69 verläuft.
Die Steuerkanten 63 und 64 der Anteilschieber 60 und 61 verlaufen unter gleich grossen Winkeln ( < x= Kg) zu den Bewegungsrichtungen 93 bzw. 73. Die Steuerkante 65 des Anteilschiebers 62 verläuft dagegen unter einem andern Winkel < x, u. zw. ist a 6 = 900.
Die Mengenschieber 70, 71 und 72 sind aus einem gemeinsamen Stück flachen Bleches 24 geschnit- ten, das mittels einer in einem Gewindeschloss 75 gleitenden Gewindespindel 76 bewegt wird. Der Ver- stellmechanismus der Anteilschieber 60, 61 und 62 ist in gleicher Weise wie in Fig. 2 ausgebildet.
In Fig. 4 ist eine besondere Ausführung der einer Blendenöffnung 105 zugeordneten Schieber 106 und
107 dargestellt. Die Schieber sind übereinander angeordnet und in gleicher Richtung 114 verschiebbar.
Die Schieber 106 und 107 weisen jeder eine viereckige Öffnung 108 bzw. 109 auf, deren eine Seite 110 bzw. 111 parallel zu der Seite 112'bzw. 113 der als Parallelogramm ausgebildeten Blendenöffnung 105 verläuft. Durch diese Ausbildung der Schieber wird eine gute seitliche Führung derselben erzielt.
Die Fig. 5-7 zeigen eine Ausführung der Blende für Fälle, bei denen es erforderlich ist, die maxi- male Blendenöffnung sehr weitgehend mit den Schiebern abzudecken. Die Schieber 40 und 41 sind bei dieser Ausbildung in der gleichen Richtung 77 verschiebbar übereinander angeordnet. In den gleichen
Ebenen wie die Schieber sind diesen gegenüberliegend zwei feststehende, die gleiche Höhe wie die Schie- ber aufweisende Gegenstücke 42 und 43 angeordnet, deren Kanten 46 bzw. 47 parallel zu den Kanten 44 und 45 der Schieber 40 und 41 verlaufen. Die Kanten 44 - 47 bilden somit entsprechend ihrem Verlauf ein
Parallelogramm, dessen eingeschlossene Fläche den freigegebenen Teil 48 der in dem Behälterboden 50 vorhandenen Öffnung 49 bildet. Die Bleche 42 und 43 und die Schieber 40 und 41 sind in Führungen 91 und 92 gelagert.
Um alle unkontrollierbaren seitlichen Ausflüsse zu vermeiden, erstrecken sich die Füh- rungen 91 und 92 über die ganze Länge der Öffnung 49 in dem Boden 50 und schliessen mit dem Boden dicht ab. Zum Verstellen der Schieber 40 und 41 sind dieselben mit Stangen 54,55 versehen, die mit je einem nicht dargestellten Verstellmechanismus verbunden sind.
In Fig. 8 ist die Anwendung der Erfindung auf als Hohlzylinder ausgebildete Schieber dargestellt. Der innere Zylinder 95 ist mit einer Öffnung 96 versehen und wie die Abflussplatte der Flachschieber festste- hend angeordnet. Konzentrisch zu dem Zylinder 95 sind zwei ebenfalls mit einer Öffnung 97 bzw. 98 ver- sehene Hohlzylinder 99 und 100 angeordnet. Die Kante 101 der Öffnung 97 verläuft dabei parallel zu der
Kante 102 der Öffnung 96 und die Kante 103 der Öffnung 98 parallel zu der Kante 104 der Öffnung 96.
Durch Verschieben der Schieber 99 und 100 in Richtung der mittleren Längsache der Zylinder kann die Öffnung 96 gesteuert werden. Auf die Darstellung der Verstellmechanik wurde verzichtet.
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