Vorrichtung zum Behandeln eines Faserstoffes mit einem Beschwerungsmittel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be handeln eines Faserstoffes mit einem Beschwerungs mittel, bestehend aus einem das Beschwerungsmittel enthaltenden Behandlungsbehälter, Quetschwalzen zur Entfernung überflüssigen Beschwerungsmittels aus dem Faserstoff, einer Vorrichtung zur Änderung des An- pressdruckes der Quetschwalzen, einer Einrichtung zur Änderung der Konzentration des dem Behandlungsbe hälter zugeführten Beschwerungsmittels und einer Ein richtung zur Messung der vom Faserstoff aufgenom menen Menge an Beschwerungsmittel.
Zur Regelung der Beschwerungsaufnahme eines Fa serstoffes ist es nach der deutschen Auslegeschrift Nr. 1010 043 bekannt, den Anpressdruck der Quetsch- walzen zu ändern. Des weiteren kann die Konzentra tion des Beschwerungsmittels in Abhängigkeit von der gemessenen Beschwerungsaufnahme, wie in der schwei zerischen Patentschrift Nr. 372 020 beschrieben, ver ändert oder eine Änderung der Behandlungsmittelmenge mittels der in der schweizerischen Patentschrift Num mer 420 033 bekannt gewordenen Vorrichtung vorge nommen werden.
Bei der Regelung der Beschwerungsaufnahme durch Veränderung des Anpressdruckes der Quetschwalzen ergibt sich, dass der Anpressdruck der Quetschwalzen nicht beliebig vergrössert werden kann. Einerseits ist zu berücksichtigen, dass bei zu hohem Quetschdruck Knoten aufgedrückt und verdrückt werden können, die Walzenoberfläche beschädigt werden kann und die Quetschfuge zwischen den beiden Walzen sich der art verbreitert, dass in dieser Fuge eine unerwünscht hohe Nassdehnung des zu behandelnden Faserstoffes stattfindet.
Ausserdem muss in einem solchen Falle eine ganz wesentliche Walkarbeit geleistet werden, die den Maschinenbetrieb unnötig belastet. Anderseits ist aber auch zu berücksichtigen, dass von einer ge wissen Grenze des Abquetschdruckes an mit weiter steigendem Abquetschdruck der Abquetscheffekt sich nur unbedeutend und schliesslich gar nicht mehr ver ändert. Aus diesen Erwägungen heraus ergibt sich für den Abquetschdruck ein Optimalwert.
Um bei der Regelung der Beschwerungsaufnahme durch Verände rung des Anpressdruckes der Quetschwalzen einen ge nügend grossen Regelbereich des Anpressdruckes unter halb dieses Optimalwertes sicherzustellen, ist es des halb erforderlich, dass die Konzentration des Beschwe rungsmittels etwas niedrigerer gewählt wird, als bei optimaler Abquetschung wünschenswert ist. Damit ist aber der Nachteil verbunden, dass die nachfolgende Trockenvorrichtung eine grössere Leistung aufbringen muss, um den höheren Feuchtigkeitsanteil aus dem Faserstoff zu entfernen.
Gegenüber der Regelung durch Änderung des Ab- quetschdruckes hat die Regelung der Beschwerungs aufnahme durch Änderung der Konzentration des Be schwerungsmittels den Nachteil, dass zunächst der Ab- quetschdruck vorgewählt werden muss. Um eine mög lichst geringe Trockenleistung der nachfolgenden Trok- keneinrichtung zu erhalten, ist es deshalb wünschens wert, den Optimalwert des Anpressdruckes der Quetsch- walzen einzustellen.
Hierfür ist man bisher auf Er fahrungswerte angewiesen, bei denen auch die Art des zu behandelnden Faserstoffes, insbesondere sein Aufnahmevermögen, berücksichtigt werden muss. Bei den neuen Faserstoffen führt dies zwangläufig dazu, dass ein übergrosser Sicherheitsabstand eingehalten wer den muss, der erst im Laufe der Zeit aufgrund der ge sammelten Erfahrungen vermindert werden kann und in dieser Zeit erhebliche Verluste für den Bearbei tungsbetrieb mit sich bringt.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Behandeln eines Faserstoffes mit einem Beschwerungsmittel zu schaffen, mit welcher die obigen Nachteile vermieden werden.
Die eingangs genannte erfindungsgemässe Vorrich tung ist hierzu dadurch gekennzeichnet, dass die Ein richtung zur Messung der Beschwerungsmittelaufnahme mit der Vorrichtung zur Änderung des Anpressdruckes und der Einrichtung zur Änderung der Konzentration des Behandlungsmittels über ein Schaltgerät derart nacheinander verbunden ist, dass die Konzentrations änderung erst nach Erreichen eines Optimalwertes des Anpressdruckes erfolgt.
Mit Hilfe der Vorrichtung ist es erstmals möglich, die genaue Reihenfolge für eine Regelung der die Be schwerungsaufnahme beeinflussenden Grössen festzule gen und dies nicht der Bedienungsperson wie es bei spielsweise unter Benutzung der erwähnten Vorrichtung nach dem schweizerischen Patent Nr. 372 020 noch der Fall ist.
Die Vorrichtung arbeitet vorzugsweise wie folgt: Der Behandlungsvorgang für den Faserstoff be ginnt also zunächst mit einer Konzentration des Be schwerungsmittels, welche auch beim Optimalwert des Anpressdruckes der Quetschwalzen noch eine zu starke Beschwerung des Faserstoffes ergibt, da diese für die weitere Verarbeitung des Faserstoffes im allgemeinen erheblich weniger schädlich ist als eine zu niedrigere Beschwerung. Sodann wird der Anpressdruck der Quetschwalzen in Abhängigkeit von der Beschwerungs aufnahme so lange vergrössert, bis eine weitere Ver grösserung des Anpressdruckes nur eine unbedeutende Änderung der Beschwerungsaufnahme zur Folge hat. Damit ist zugleich der Optimalwert des Anpressdruckes erreicht.
Danach kann dann in bekannter Weise die Konzentration des Beschwerungsmittels in Abhängig keit von der Beschwerungsaufnahme verändert wer den. Während dieses Regelvorganges kann es vorteil haft sein, bei einer erforderlichen Änderung der Durch laufgeschwindigkeit des Gutes, beispielsweise bei einer Umschaltung auf den Kriechgang, den Anpressdruck in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von der Durchlaufgeschwindigkeit des Gutes zu verändern.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung wird anhand der Figur nachfolgend näher erläutert.
Man erkennt in der Figur den das Beschwerungs mittel, in diesem Fall die Schlichtelösung, enthaltenden Behandlungsbehälter 1, durch den der Faserstoff, in diesem Fall die Kettfadenschar F, mittels Tauchwalze 2 in bekannter Weise hindurchgeführt ist. Ausserdem ist die Fadenschar F in ebenfalls bekannter Weise über die Umlenkwalze 3 und durch die Quetschwalzen 4 geführt. An dem Schlichtetrog 1 befindet sich in be kannter Weise ein Überlaufbehälter la, aus welchem die Schlichte mittels einer Pumpe 5 ständig im über schuss dem Schlichtetrog 1 zugeführt wird. Innerhalb dieses Überlaufbehälters 1a ist eine Messsonde 6 zur Ermittlung des Pegelstandes angeordnet, welche nach Unterschreiten eines vorbestimmten Flottenspiegels für erneute Auffüllung des Überlaufbehälters la Sorge trägt.
Ausserdem ist die Umlenkwalze 3 mit einer Messvor- richtung zur Ermittlung der Länge der durchgelaufenen Fadenschar ausgerüstet. Im dargestellten Ausführungs beispiel besteht diese Längenmessvorrichtung aus einem Impulsgeber 7, dessen Impulse ein Anzeigegerät für die durchgelaufene Meterlänge beeinflussen. Zur Nach füllung der verbrauchten Schlichteflüssigkeit ist der Überlaufbehälter la über die Leitung 8 und ein von Hand oder fernsteuerbares Ventil 8a mit dem Dosier- und Mischgefäss 9 verbunden. Dem Dosier- und Misch gefäss 9 wird in an sich bekannter Weise über die Leitung 10 und das Ventil 10a aus dem Koch- oder Vorratsbehälter 11 eine Stammflotte konstanter Kon zentration zugeführt.
Zur Erzielung der im Schlichte trog gewünschten Konzentration wird dem Dosier- und Mischgefäss 9 ausserdem über die Leitung 12 mit dem Steuerventil 12a Verdünnungsflüssigkeit zugeführt. Zur Sicherstellung der erwünschten Flottentemperatur ist das Dosier- und Mischgefäss 9 mit einer an sich be kannten direkten Dampfbeheizung versehen, bei der der durch die Leitung 13 und das Ventil 13a zuge führte Heizdampf unmittelbar in die Schlichtelösung des Dosier- und Mischgefässes 9 eingeblasen wird. In dem Dosier- und Mischgefäss 9 erkennt man des wei teren eine Rühreinrichtung 14, welche von einem Mo tor 15 angetrieben wird und zur innigen Durchmi schung der Stammflotte mit der Verdünnungsflüssig keit dient. Des weiteren erkennt man einen Tempera turfühler 16 sowie je einen Pegelstandsmesser mit dem Minimumkontakt 17 und dem Maximumkontakt 18.
Schliesslich ist auch noch eine von einem Motor 19 verstellbare Sonde 20 vorgesehen, deren Aufgabe darin besteht, in bekannter Weise das Mischungsverhältnis zwischen der aus dem Koch- und Vorratsbehälter 11 zugeführten Stammschlichte mit der über die Leitung 12 zugeführten Verdünnungsflüssigkeit zu bestimmen.
Der Anpressdruck der Quetschwalzen 4 wird in an sich bekannter Weise durch einen pneumatisch be aufschlagten Kolben in einem Zylinder 21 hervorge rufen. Zur Einstellung des Anpressdruckes ist ein Steuer ventil 22 vorgesehen, welches sowohl von Hand als auch fernbedient verstellt werden kann. An einem Manometer 23 kann unmittelbar der Anpressdruck der Quetschwalzen 4 abgelesen werden.
Sämtliche Mess- und Steuerleitungen sind zu einem Schaltgerät 24 geführt. An diesem Schaltgerät 24 er kennt man zunächst den Hauptschalter 25, welcher die gesamte Anlage über die Leitung 26 mit dem elektri schen Netz verbindet. Weiterhin erkennt man einen Wahlschalter 27 sowie ein Anzeigegerät 28, welches mit dem Impulsgeber 7 verbunden ist und die durch gelaufenen Meter der Kettfadenschar F anzeigt. Ausser dem sind noch zwei Druckknöpfe 29, 30 vorgesehen, durch welche der Verstellmotor 19 für die Sonde 20 im einen oder anderen Drehsinn für eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Sonde eingeschaltet wer den kann.
Dabei leuchtet zugleich der Druckknopf auf, und zwar unabhängig davon, ob die Einschaltung des Motors 19 durch Betätigung des Druckknopfes oder durch Betätigung seitens der Automatik erfolgt. Schliess lich sind noch zwei Meldelampen 31, 32 gegebenen falls unterschiedlicher Farbe vorgesehen, deren eine von der Messsonde 6 und deren andere von dem Anzeige gerät 28 einschaltbar ist.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Vor Beginn des Schlichtvorganges ist der Schlichte trog 1 und der Überlaufbehälter la mit einer Schlichte lösung überhöhter Konzentration aufgefüllt. Wenn bei spielsweise eine Schlichtekonzentration von 10 % für den Schlichtetrog 1 für voraussichtlich richtig ange sehen wird, ist der Schlichtetrog zunächst mit einer 12 oder 15 %igen Schlichtelösung gefüllt. Der Wahl schalter 27 wird nun zunächst auf Regelung des An- pressdruckes der Quetschwalzen gestellt. Zu dem Zweck wird beispielsweise entsprechend der schweizerischen Patentschrift Nr. 372 020 die Länge der durchgelaufe nen Fadenschar F mit dem Verbrauch an Schlichte flüssigkeit im Schlichtetrog 1 verglichen.
Da die Schlichtekonzentration im Trog 1 überhöht ist, er folgt von dem Pegelstandsmesser 8 die Signalgabe Behandlungsflüssigkeit verbraucht früher, als am An zeigegerät 28, die für die Sollbeschlichtung vorgesehene Meterzahl erreicht ist. In diesem Fall leuchtet die von der Messsonde 6 einschaltbare Meldelampe 31 auf und zeigt damit, dass zuviel Schlichte auf die Fadenschar F aufgetragen ist. Gleichzeitig gibt das Schaltgerät 24 dem Ventil 22 einen Verstellimpuls zur erhöhung des Anpressdruckes der Quetschwalzen 4.
Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis sich bei einer Wieder holung der Anzeige am Messgerät 28 keine wesentliche Änderung der Länge mehr ergibt. Der an dem Mano meter 23 angezeigte Wert des Anpressdruckes der Quetschwalzen 4 entspricht dann dem Optimalwert des Abquetscheffektes. Je nach der Beschaffenheit der Quetschwalzen 4 und des zu behandelnden Materials kann jedoch auch der Optimalwert des Anpressdruckes niedriger liegen als der auf vorbeschriebene Weise er mittelte Optimalwert des Abquetscheffektes.
Wie bereits eingangs erwähnt, muss bei dem Optimalwert des An- pressdruckes auch berücksichtigt werden, dass bei zu hohem Quetschdruck Knoten aufgedrückt und zer drückt werden können, bei entsprechenden Ringläufern an den Walzen die Walzenoberfläche beschädigt werden kann, usw. Falls der hierbei zulässige Optimalwert des Anpressdruckes nicht vorbekannt ist, muss das zu behandelnde Gut, in diesem Fall die Kettfadenschar F, während der Erhöhung des Anpressdruckes der Quetsch- walzen 4 beobachtet werden. Andernfalls genügt es, das Manometer 23 zu beobachten und den Regel vorgang für die Erhöhung des Anpressdruckes der Quetschwalzen 4 bei Erreichen des an dem Manome ter 23 angezeigten Optimalwertes zu unterbrechen.
Ist der Optimalwert des Anpressdruckes der Quetschwalzen 4 erreicht, wird der Wahlschalter 27 auf die Stellung Konzentrationsregelung verstellt, welche nunmehr bewirkt, dass die Konzentration der dem Schlichtetrog 1 über die Leitung 8 zugeführten Schlichtelösung verändert wird. Hierbei spielt sich fol gender Vorgang ab.
Es sei angenommen, dass in dem Koch- oder Vor ratsbehälter 11 stets eine 20 %ige Stammflotte herge stellt wird, die mit der durch die Leitung 12 zuge führten Verdünnungsflüssigkeit im Dosier- und Misch gefäss 9 in einem solchen Verhältnis vermengt wird, dass die durch die Leitung 8 zugeführte Nutschlichte die dem Schlichtungsgrad der Kette F entsprechende Konzentration erhält. Zu dem Zweck wird zunächst das Ventil 10a geöffnet und so viel Stammflotte aus dem Koch- oder Vorratsbehälter 11 in das Dosier- oder Mischgefäss 9 eingeführt, bis die verstellbare Sonde 20 anspricht.
Sodann wird das Ventil 10a ge schlossen und das Ventil 12a geöffnet, welches nun mehr das Dosier- und Mischgefäss 9 bis zum An sprechen des Maximumkontaktes 18 des Pegelstands messers auffüllt.
Da bei dem vorbeschriebenen Verfahren die durch die Leitung 8 dem Schlichtetrog 1 zugeführte Nutz schlichte zunächst eine überhöhte Konzentration auf weisen soll, so dass selbst bei optimalem Anpressdruck der Quetschwalzen 4 die Messsonde 6 früher anspricht, als das Messgerät 28 die Sollmeterzahl erreicht, wird auch nach dem Umschalten des Wahlschalters 27 auf die Stellung Konzentrationsregelung die mit der Mess- sonde 6 verbundene Anzeigelampe 31 früher aufleuch ten als die mit dem Messgerät 28 verbundene An zeigelampe 32. Zugleich werden von dem Schaltgerät 24 Stellimpulse auf den Motor 19 der Sonde 20 ge geben, und zwar so lange, bis auch die Anzeigelampe 32 aufleuchtet, d. h. bis auch am Messgerät 28 die Sollmeterzahl erreicht ist.
Damit ist die Verstellhöhe der Sonde 20 um so grösser, je grösser die Zeitdifferenz zwischen dem Ansprechen der Messsonde 6 und dem Erreichen der Sollmeterzahl am Messgerät 28 ist. Je tiefer die verstellbare Sonde 20 in das Dosier- und Mischgefäss eintaucht, um so weniger Stammflotte wird über die Leitung 10 zugeführt, so dass zum Auffül len des Dosier- und Mischgefässes 9 um so mehr Verdünnungsflüssigkeit über die Leitung 12 zugeführt wird. Die Konzentration wird also um so stärker her abgesetzt, je tiefer die verstellbare Sonde 20 eintaucht. Sollte es sich hierbei ergeben, dass die Konzentration geringfügig unter den Sollwert absinkt, so dass die Meteranzeige des Messgerätes 28 früher ihren Soll wert erreicht, als die Messsonde 6 anspricht, so leuchtet die Anzeigelampe 32 zuerst auf.
Gleichzeitig werden dem Verstellmotor 19 für die Sonde 20 Verstellimpulse in der Richtung gegeben, dass die Sonde weniger tief in den Behälter eintaucht. Auch hier werden wieder die Verstellimpulse während der gesamten Zeitdiffe renz zwischen dem Ansprechen der Meteranzeige des Messgerätes 28 und dem Ansprechen der Messsonde 6 gegeben.
Anstelle der vorliegenden Messeinrichtung kann auch zur Ermittlung des Istwertes der Beschwerungs aufnahme statt des Vergleiches zwischen der gemesse nen Länge der durchgelaufenen Fadenschar F mit dem am Pegelstandsmesser 6 ermittelten Verbrauch ein anderes Messverfahren Anwendung finden, welches einen sicheren Anhaltspunkt für den Istwert der Schlichtaufnahme der Fadenschar F liefert.