CN1175645A - 带纸浆稠度调节器的纸浆稠度可调式纸浆输送装置 - Google Patents

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Abstract

一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置,它有一根公共的纸浆悬浮液供入管;多根纸浆供入管,公共的供入管分路到这些纸浆供入管中;以及用于影响在多根纸浆供入管的每一根中的纸浆悬浮液流成分的装置。其中至少设有一个纸浆稠度传感器,用于分段的纸浆稠度调整。

Description

带纸浆稠度调节器的纸浆 稠度可调式纸浆输送装置
本发明涉及一种造纸机纸浆稠度可调的纸浆输送装置，以及涉及一种用于此类纸浆输送装置的调整装置和调整方法。
由DE 4316054已知一种用于造纸机的纸浆稠度可调的设计为至少局部分段的纸浆输送装置，其中，有可能分段影响供入的纸浆悬浮液。在此类纸浆输送装置中尤其可以这样来进行单位面积重量横剖面调整，即，通过分段影响纸浆稠度，而纤维取向横剖面调整则通过分段影响容积流量来实现。其中稀释液剂量的调整通常由一个控制器来完成。单位面积重量横剖面实际剖面在纸浆输送装置外部例如在滤筛区按某个时间间隔ΔT检测，并与在控制器中储存的额定剖面比较。在实际剖面与额定剖面有偏差时，通过相应地操纵在纸浆输送装置各个分段中的调节机构将纸浆稠度调整到期望值。借助于此类横剖面调节器工作的纸浆输送装置例如公开在DE 4239845中。此文件的内容全面吸收在本申请的公开内容中，故不再进一步涉及。
当然，采用这类按DE 4239845的单位面积重量横剖面调节器可达到的横剖面质量，主要受单位面积重量横剖面在某些设备中出现的纵向波动的限制。单位面积重量的纵向波动的主要原因是在纸浆射流中的稠度变化。稠度变化的主要原因是在稠纸浆中和过滤水(Siebwasser)中的稠度变化，以及稠纸浆和过滤水不均匀的混合。此外，由于壁的摩擦，在供料管道中可能产生离析过程。由于控制回路中的干扰，例如调节机构滞后，以及测量的干扰噪声和调节器参数的写法(Regelerparametrierung)，也都可能导致稠纸浆剂量波动。最后，由于更换品种后或设备起动时的振荡过程，可能引起在纸浆输送装置中的稠度波动。借助于迄今使用的调整稠度的方法，由于单位面积重量纵剖面的测量信号质量不佳，所以不可能将单位面积重量纵剖面中的稠度波动降到足够的程度。必不可免的单位面积重量的纵向偏差和剩余偏差，在测量实际横剖面时以一种过程噪声的方式得到了降低。但尽管如此为了能获得用于横剖面调整的足够准确的测量值，应当通过将测量值经过比较严格的过滤，以抑制过程噪声。由于这种过滤，横剖面调节器的调节作用只能按大的时间间隔和/或一个过小的幅度实施。
其结果是，调节的振荡特性减慢，以及，可借助于调节器调整的横剖面，由于有噪声的剖面数据而受横剖面中随机因素的限制。
因此本发明的目的是提供一种纸浆输送装置，它使纵剖面干扰减少，以及提供调整此种纸浆输送装置的调整装置和方法，它允许从有噪声的剖面数据中更好地和快速地获取横剖面并因而可以比按照现有技术更准确地调整横剖面。
本发明的目的是这样实现的，即采用一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置，它包括：一根公共的纸浆悬浮液供入管；多个分段，公共的供入管分路到这些分段中；以及用于影响在多个分段的每一个中纸浆悬浮液流成分的装置，至少一个纸浆稠度传感器，用于分段调整纸浆稠度。
本发明还采用一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置的调整装置，它包括：至少一个设在纸浆输送装置外部的单位面积重量横剖面传感器，它检测纸幅的单位面积重量横剖面；一个控制器，用于调整单位面积重量横剖面；用于影响多个分段的每一个中纸浆悬浮液流的成分；一个纸浆稠度调节器，它位于单位面积重量横剖面控制器下游，调整纸浆输送装置多个分段的每一个中的纸浆稠度。
以及还采用一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置调整方法，此方法包括下列步骤：
在纸浆输送装置外部以一个扫描速率ΔT测定纸幅的单位面积重量横剖面；
与储存在控制器内的单位面积重量横剖面的额定剖面进行比较；
在实际值与额定值产生偏差时，操纵配属于纸浆输送装置每一个分段的一个调节机构；
借助于扫描速率ΔT在纸浆输送装置内任意地点测定纸浆悬浮液的纸浆稠度；
将此纸浆稠度实际值与纸浆稠度的额定值进行比较；以及
在发生偏差时操纵配属于纸浆输送装置每一个分段的调节机构。
纸浆输送装置每个分段的纸浆稠度调整，可以按比迄今更好的方式，比迄今可能的更快地抵消因供入纸浆悬浮液稠度变化引起的纵剖面波动。因此，借助于单位面积重量横剖面传感器，在纸浆输送装置后面的造纸机区域内记录的单位面积重量横剖面具有低强度的噪声，并因而能迅速确定。所以在可能发生横剖面偏差时可以以足够高的速度进行调整。借助于纸浆稠度传感器确定纸浆稠度，可以在纸浆输送装置的不同地点实施。在一种费用最低的实施形式中可以规定，纸浆稠度传感器设在公共的纸浆悬浮液供入管内，但也可以设在回程中。在一种最佳的实施形式中为每一个分段配设一个自己的纸浆稠度传感器，因此有可能准确地控制纸幅每个分段的纵剖面波动，而不仅仅是涉及例如在公共的供入管或分配管中平均成分的稠度调整。
在本发明中纸浆稠度传感器可以采用这种测量原理，即并非精确地测定稠度的绝对值，而仅仅是相对于一个预先给定的平均值的稠度偏差或波动。但这一偏差或波动必须以非常高的分辨率来确定。为此在第一种实施形式中规定，纸浆稠度传感器采用光信号作为测量信号。以这种测量原理为基础，可以设想借助于光散射、光反射或借助于微粒计数器测定纸浆稠度。在最后一种最佳实施形式中，纸浆稠度传感器包括一个用于发光的激光器和一个用于检测光信号的光电二极管。每秒钟通过设有此纸浆稠度传感器的纸浆输送装置的微粒数，可借助于此类装置每时间单位加以计算。然后，据此可以确定相对于预定平均值的偏差。但绝对不需要确定微粒的准确数量。因为只需测定稠度的波动，所以在一种简化后的实施形式中这样做就足够了，即，不是测定准确的微粒数，而是使用间接的量，例如每秒钟在光电二极管处的明暗转换数或它的“闪光强度”。在本发明的另一种设计中，也可以取代采用光信号作为测量信号，设置从其它测量原理为基础的纸浆稠度传感器，例如采用微波信号。
除了提供一种改进的纸浆输送装置外，本发明还提供一种用于此类纸浆稠度可调的尤其是分段的纸浆输送装置的调整装置，它除了有用于纵向重量横剖面的控制器外还包括纸浆稠度调节器，纸浆稠度调节器设在单位面积重量横剖面控制器的下游。这意味着，纸浆稠度调节器从属于单位面积重量横剖面控制器并通常以一个高得多的调节速度工作，因为与单位面积重量横剖面相比，纸浆稠度是一种快速改变的量。
在本发明的进一步设计中规定，用于纸浆稠度调节器的额定值在一个控制器内根据单位面积重量横剖面的实际值来确定，相对于此额定值来确定波动量并因而起动调节器。上述实际值借助于在纸浆输送装置外部的单位面积重量横剖面传感器测定。
如前面已阐明的那样，在本发明的一种有利的改进中可以规定，纸浆稠度调整并不是以纸浆稠度的绝对值为基础，而仅仅是差值信号，这是在纸浆稠度偏离了预先给定的额定值时产生的并据此进行调整。
因为纸浆稠度其本身是一种快速变化的受控量，所以若此量以一个比单位面积重量横剖面高的扫描速率读入则是特别有利的。
下面借助于附图和实施例详细说明本发明。
图1为本发明的纸浆输送装置及其所属的调整装置以及纸幅起始段的原理图。
在图1中作为纸浆稠度可调式纸浆输送装置的举例表示的分段式纸浆输送装置，包括一根纸浆悬浮液的中央供入管1。此供入管1分为多个分段。在下面要说明的实施例中，纸浆输送装置的这些一个个分段至少逐段地设计为一根根纸浆供入管2，但按本发明的思想不受此限制。通过公共供入管供入的纸浆悬浮液分配到一根根纸浆供入管2。在多个一根根纸浆供入管上各至少设有一根稀释剂供入管3，稀释剂，例如稀释水或已稀释的纸浆悬浮液，可通过它们引入各纸浆供入管2中。因此在各供入管2中混合区4后面的纸浆悬浮液的纸浆稠度被调整到所期望的值，这一值当然便也存在于纸浆输送装置的有关分段中。纸浆悬浮液经由各纸浆悬浮液供入管2进入纸浆输送装置分段式紊流发生器5中。通过喷嘴6，纸浆流到例如成形筛上形成纸幅7。在离纸浆输送装置喷嘴6的一定距离处，借助于传感器8测量纸幅的单位面积重量横剖面，传感器可横向于所画的纸幅的移动方向例如被一个电动机9驱动。由单位面积重量横剖面传感器8所测得的数据，经测量线10传递给控制计算机12，例如以比例系数14的图像表示出由控制计算机12算出的单位面积重量横剖面。若没有按本发明的稠度调节器，则如上所述由于单位面积重量的纵向波动，所以单位面积重量横剖面测量中含有严重的噪声。为了抑制这种噪声，在传统的设计中可能规定使用适当的滤波器，但这样一来横剖面调节器的调节作用几乎没有或仅以不够高的幅度实施。
按本发明的调整装置，如按DE 4239845的现有技术的调节器那样，包括一个单位面积重量横剖面控制器，它借助于控制计算机12通过控制在各稀释剂供入管3中配设的调节机构16进行控制，调节机构16最好设计为调节阀。特别有利的是采用机电式调节阀，它们可通过导线18控制。
按本发明除了每一根纸浆供入管2的例如按DE 4239845的单位面积重量横剖面控制器外，还配设有一个纸浆稠度调节器20。在一种最佳实施形式中，此纸浆稠度调节器可设置在单位面积重量横剖面控制器的后面，确切地说垫在其下方。此纸浆稠度调节器包括用于每个分段亦即每根纸浆供入管2的一个调节器21。纸浆稠度传感器22与调节器21连接。在按本发明的纸浆输送装置的本实施形式中，在每一根纸浆供入管2中设有一个纸浆稠度传感器22，它位于混合区4的下游。当然也可以将纸浆稠度传感器安置在纸浆输送装置内部的其它位置上。例如在一种经简化的实施形式中，可以设想将纸浆稠度传感器设在公共的供入管1中，以取代设在一根根纸浆供入管2内。由传感器测得的测量信号传递给各纸浆供入管2不同的调节器21，并根据此信号控制用于将稀释水加入各纸浆供入管2的调节机构或改变总的水量。此外，在本实施例中还规定，此同一个调节机构16，既作为用于单位面积重量横剖面控制器的调节机构，也同样被用作为稠度调节器的调节机构，以及，每一根纸浆供入管2只设一根稀释剂供入管3。当然也可以设两根单独的稀释剂供入管和两个可分开控制的阀，其中之一用于单位面积重量横剖面控制器，另一个则用于稠度调节器。
在另一种实施形式中，稠度传感器22也可以设在回程中。本发明的重要思想在于，尽管稠度传感器在指出的三种情况下有不同的配置，但仍能满足要求，也就是说，实现按本发明分别调整分段式纸浆输送装置各供入管2中的稠度。作为纸浆稠度传感器可设想这样一些传感器，即它们不是测定纸浆稠度的绝对值，而仅仅测定与一个事先给定值的偏差。这些传感器例如是微粒计数器，其中采用光作为测量信号。借助于包括光电二极管和用于发出激光束的装置在内的微粒计数器，可以非常准确地确定稠度的波动。也可以取代微粒计数器，仅仅采用在光电二极管处每秒钟的明暗转换数，作为用于稠度波动并因而用于调整的度量，或采用在光电二极管处的“闪光强度”。另一种用于确定稠度波动的以光为基础的测量原理例如是光散射或光反射。当然，取代采用光也可以使用其它测量信号，它们对纸浆悬浮液的稠度波动敏感。其中的一个例子是采用微波，它们引入纸浆悬浮液中，评估其基于流动的纸浆悬浮液的应答函数，用于波动的控制。
采用按本发明的纸浆输送装置的结构，可以在去纸浆输送装置分段的每一根纸浆供入管2内，以极高的截止频率控制稠度波动。然后传感器8上得到一个单位面积重量横剖面信号，这一信号与迄今能得到的信号相比噪声强度低得多，并因而可以快速地和精确地施加单位面积重量横剖面控制的作用。

Claims (19)

1.一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置，它包括：1.1、一根公共的纸浆悬浮液供入管(1)；1.2、多个分段，公共的供入管分路到这些分段中；以及1.3、用于影响在多个分段的每一个中纸浆悬浮液流成分的装置，其特征在于：1.4、至少设有一个纸浆稠度传感器(22)，用于分段调整纸浆稠度。
2.按照权利要求1所述的纸浆稠度可调的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)设在多个分段中。
3.按照权利要求2所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)设在每一个分段中。
4.按照权利要求1所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)设在纸浆分配管的回程中。
5.按照权利要求1所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)设在公共的供入管(1)中。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度调整是一种波动控制。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)采用光信号作为测量信号。
8.按照权利要求7所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)有一个用于发光的激光器，以及有一个用于检测光信号的光电二极管。
9.按照权利要求1至6中任一项所述的纸浆输送装置，其特征在于：纸浆稠度传感器(22)采用微波信号作为测量信号。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的纸浆输送装置，其特征在于：分段至少在一个区段内设计为单独的纸浆供入管(2)。
11.一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置的调整装置，它包括：11.1、至少一个设在纸浆输送装置外部的单位面积重量横剖面传感器(8)，它
检测纸幅的单位面积重量横剖面；11.2、一个控制器(12)，用于调整单位面积重量横剖面；11.3、用于影响多个分段的每一个中纸浆悬浮液流的成分；
  其特征在于：11.4、调整装置包括一个纸浆稠度调节器(20)，它位于单位面积重量横剖面
  控制器下游，调整纸浆输送装置多个分段的每一个中的纸浆稠度。
12.按照权利要求11所述的调整装置，其特征在于：纸浆稠度调节器(21)的额定值，由控制器(12)根据单位面积重量横剖面预先给定。
13.按照权利要求11或12所述的调整装置，其特征在于：纸浆稠度调节器(21)包括纸浆稠度传感器(22)，在纸浆稠度偏离预先给定的额定值时发出一个差值信号。
14.按照权利要求11至13中任一项所述的调整装置，其特征在于：纸浆稠度调节器(21)以一个比单位面积重量横剖面的控制要高得多的扫描速率进行工作。
15.按照权利要求11至14中任一项所述的调整装置，其特征在于：纸浆输送装置的各个分段，至少在一个区段内设计为单独的纸浆供入管(2)。
16.一种造纸机的纸浆稠度可调的纸浆输送装置调整方法，此方法包括下列步骤：16.1、在纸浆输送装置外部以一个扫描速率ΔT测定纸幅的单位面积重量横
剖面；16.2、与储存在控制器内的单位面积重量横剖面的额定剖面进行比较；16.3、在实际值与额定值产生偏差时，操纵配属于纸浆输送装置每一个分段
  的一个调节机构；
  此方法的特征在于下列其它步骤：16.4、借助于扫描速率ΔT在纸浆输送装置内任意地点测定纸浆悬浮液的纸
  浆稠度；16.5、将此纸浆稠度实际值与纸浆稠度的额定值进行比较；以及16.6、在发生偏差时操纵配属于纸浆输送装置每一个分段的调节机构。
17.按照权利要求16所述的造纸机纸浆稠度可调的纸浆输送装置的调整方法，其中，在测定纸浆稠度时并非测量绝对值，而仅仅是测量与额定值的偏差，以及，当存在偏差时操纵配属于纸浆输送装置每一个分段的调节机构。
18.按照权利要求16或17所述的方法，其特征在于：纸浆稠度的额定值由在步骤16.1中确定的单位面积重量横剖面值形成。
19.按照权利要求16至18中任一项所述的方法，其特征在于：用于测定纸浆稠度亦即测定纸浆稠度与预定的额定值的偏差的扫描速率Δt，比用于单位面积重量横剖面的扫描速度ΔT要小得多。
CN97117364A 1996-08-30 1997-08-13 带纸浆稠度调节器的纸浆稠度可调式纸浆输送装置 Pending CN1175645A (zh)

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