CN201785656U - 用于制造纤维幅面的设备 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种制造纤维幅面的设备，该设备具有至少两个设置在浆料制备区中的、用于在线测量所述材料悬浮液中不同固体材料的份额的传感器(12，14)和由所述两个传感器(12，14)获得的测量值(18，20)在线测定出所述材料悬浮液的总浓度的电子评估装置(16)。

Description

用于制造纤维幅面的设备 
技术领域
本实用新型涉及一种用于由材料悬浮液制造纤维幅面，尤其是纸幅面或纸板幅面的设备。 
背景技术
在造纸工艺过程中，当前的产量由材料悬浮液的流量和(总)浓度确定。在制造过程中期望可以尽可能早地在线测量产量或浓度。需要了解并控制或调节产量。设备尺寸的未知偏差经常引发问题并常常导致停止运转。 
水状悬浮液或材料悬浮液包含多个百分比的固体材料。这种固体材料主要有长纤维和短纤维，灰和精细材料(填料)，例如尤其是碳酸钙，高岭土，油脂和淀粉。各种污染材料例如印刷油墨，塑料或金属在脱墨-设备中出现。 
已知有各种用于测量浓度的方法。即： 
-机械方法(基于剪切力) 
-光学方法(漫反射/吸收) 
-微波 
-射电方法(吸收γ射线) 
然而，已知的方法都不适合在灰份额变化的情况下测量材料悬浮液的总浓度。变化的纤维长度本身也是一个问题。 
因此，用机械的方法不能测量精细材料/填料的份额。相似的问题也出现在纤维非常短的情况下。 
虽然用光学的方法可以测量精细材料份额，但不能测量灰份额。 
也已知有所谓的峰值方法(BTG)，用该方法确定精细材料的份额和总浓度(TCT-2302)。然而，很多实际情况表明可能跟可靠的测量相反。因此，例如在脱墨设备中印刷油墨的每个份额极大地影响了传感器。微波对于空气和特定的导电率是很敏感的。但不能区别填料/精细材料和纤维之间的差别。 
辐射测量方法已经公知可以用于确定悬浮液的密度。然而，也不能区分填料/精细材料和纤维。但是，Cm-244-源能够确定悬浮液中的填料/精细材料的份额，尤其矿物灰的份额。纤维精细材料不能由Cm-244检测，但或许能 由Cs-137检测。该纤维和水份额导致非常相似的吸收率，该吸收率次于填料的吸收率。 
没有已知的方法能可靠地测量所述总浓度，即，纤维的份额和灰的份额以及必要时尤其是有机精细材料的份额。因此，尤其是原材料的变化并由此灰含量的变化导致实验值和测量值之间产生大于30％的大偏差。此外，相同质量类别的原材料导致相似偏差。待混合的原材料在其它设备中没有彻底混合。 
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，给出一种本文开头所述类型的改进的设备，用该设备能克服前述缺点。在此，应尤其可以在浆料制备区可靠地在线测量材料悬浮液的总浓度。 
根据本实用新型，上述技术问题通过一种用于由材料悬浮液制造纤维幅面尤其纸幅面或纸板幅面的设备解决，该设备具有至少两个设置在浆料制备区的传感器和尤其是电子评估器件，所述传感器用于在线测量材料悬浮液中的不同固体材料的份额，所述电子评估器件用于由这些传感器获得的测量值在线测定材料悬浮液的总浓度。 
按本实用新型的设备的优选实施形式在各从属权利要求中给出。 
优选至少两个设计用于测量材料悬浮液中的不同精细材料份额的传感器组合成一个带有仅仅一个外壳的传感器单元。因此，例如可以相应地组合放射性的Cs-137-源和放射性的Cm-244-源或放射性的Am-241-源。 
如果将代表所测得的材料悬浮液总浓度的信号提供给用于控制和/或调节纤维幅面的至少一个质量参数的控制和/或调节装置，也是特别有利的。 
在通过迄今已知的传感器尤其在带有很多脏污的脱墨设备中不可能测量材料悬浮液的总浓度的情况下，按本实用新型的例如两个恰当的传感器组合第一次使得能够可靠地、高精度地确定材料悬浮液的总浓度。 
在一种有利的设计中，设有至少一个用于测量所述纤维份额的旋转式传感器。 
按照另一种优选的设计，设置至少一个用于测量灰份额和精细材料份额的光学传感器，尤其是红外传感器。 
现在灰份额的变化实际上在每个设备中都出现，即使仅制造一种纸类 型。现在，通过按本实用新型的解决方案可以在线量化这种变化并控制和/或调节生产或产量。 
辐射测量传感器基本上与白色度，流量或印刷油墨无关。在需要的情况下，可以补偿温度影响和各自的气体含量。辐射测量传感器基本上长时间稳定。源的寿命可预计并且大于10年。强度损失可通过电子设备补偿。 
机械错误被排除。不存在运动的部件，并且包括至少一个源和至少一个探测器的测量单元与材料悬浮液不存在接触。实际上不需要维护。 
附图说明
以下根据实施形式参照附图详细说明本实用新型。在附图中： 
图1以示意图示出了用于制造纤维幅面的设备的材料准备区； 
图2以示意图示出了供料管区域中的在线测量装置的例举结构；以及 
图3以示意图示出了供料管区域中的另一在线测量装置的另一例举结构。 
具体实施方式
图1以示意图示出了用于由材料悬浮液制造纤维幅面的设备的浆料制备区。纤维幅面尤其是纸幅面或纸板幅面。在这种情况下，作为造纸过程的一部分的浆料制备处于纤维产生和(未示出的)造纸机之间。材料准备的任务是，这样地准备所使用的原材料，使得可以在造纸机上产生所需要的纸质量。然后，由准备的材料或材料混合物在造纸机上产生具有所要求的特性的期望产品。 
所述设备包括至少两个设置在浆料制备区域中的传感器12，14，用于测量材料悬浮液中的不同固体材料的份额。此外，该设备还包括特别是电子评估装置16，该电子评估装置用于由通过传感器12，14获得的测量值18，20在线确定材料悬浮液的总浓度。在本实施形式中设有仅两个这样的用于在线测量不同固体材料份额的传感器12，14。 
在此，在本实施形式中设有用于测量纤维份额的传感器12和用于测量材料悬浮液的灰和有机精细材料的份额的传感器14。 
通过尤其是电子评估装置16由通过用于测量纤维份额和灰和精细材料的份额的传感器12，14获得的测量值18，20在线测定材料悬浮液的总浓度。 
通过评估装置16可以通过多重回归相对材料悬浮液的总浓度校准为不同的固体材料获得的测量值18，20。 
两个传感器12，14中至少一个可尤其通过射电传感器构成。 
也可以例如将传感器12设计为辐射测量传感器，用于测量纤维份额和/或将传感器14设计为辐射测量传感器，用于测量灰和精细材料份额。 
在此，用于测量纤维份额的传感器12可以包括特别是放射性的Cs-137-源。用于测量灰和精细材料的份额的传感器14可以包括特别是放射性的Cm-244-源或放射性的Am-241-源。 
如由图1可知，传感器12，14尤其可以布置于至少一个供料管22的区域内，材料悬浮液通过该供料管尤其输送到流浆箱。 
在此，设计用于测量材料悬浮液中的不同固体材料的份额的传感器12，14例如沿材料悬浮液的流动方向依次布置。此外，如果两个设计用于测量材料悬浮液中的不同固体材料份额的传感器12，14与唯一的壳体组合成为一传感器单元，也是有利的。 
借助评估装置16由传感器12，14的测量值18，20产生一代表测得的材料悬浮液总浓度的信号24。该信号例如可以通过一反馈回路输送给用于控制和/或调节纤维幅料的至少一个质量参数的控制和/或调节装置26。如由图1可知，例如可直接在泵28之后在材料悬浮液中进行相应的控制或调节干预。 
在当前情况下，也使用至少两个传感器12，14来在线测量材料悬浮液的总浓度。在此，至少一个恰当的传感器12用于测量纤维份额，并且至少一个恰当的传感器用于测量材料悬浮液的灰，尤其是有机精细材料的份额。组合所获得的两个测量值18，20，以便作为结果得到总浓度。优选地通过多重回归相对所述总浓度校准所述两个测量值。纤维份额和灰，并尤其是有机精细材料的份额优选地通过两个放射源的组合来测量，具体优选Cs-137源用来测量纤维份额，并用Cm-244-源或Am-241-源测量灰，并尤其是有机精细材料的份额。 
图2和图3分别以示意图示出了例如在输送管22区域中的各自的在线测量装置的例举结构(也参照图1)。 
在图2中所示的结构包括至少一个带有放射性的辐射源30和探测器32的射电传感器12，14。在此，所述放射源30和所述探测器32布置于输送管的相互对置侧，使得从放射源出发的、穿透在输送管32中引导的材料悬浮液的射 线可以到达所述探测器32。 
在图3所示的结构中，旁路中的紧凑结构类型是可能的，其中，所述纤维悬浮液通过输送管22经过两个测量件。 
第一测量件是结构紧凑的射电灰测量装置，其包含一放射性的辐射源30和探测器32。由于能量低，在此需要小的管直径，因此，如图所示实现了在旁路部段中的安装。 
在该实施方案中，第二测量件是一射电式密度测量件，其由一放射性的辐射源30和一探测器32构成。测量路线设计为S形，因为在此使用了高能量的辐射源30，例如Cs-137。该高能量的辐射源需要经过纤维悬浮液的明显较长的测量路径。 
使用放射性Cm-244源或放射性Am-241源的射电方法可这样地配置，使得水和纤维的密度导致相同的吸收。因此保证纤维份额不影响测量值。这归因于，水和纤维具有不同的吸收系数，而灰和必要时的精细材料具有显著更高的密度系数和吸收系数。放射性的Cs-137源适于测量通过组成部分的密度系数和吸收系数加权的平均密度。只要假设灰和精细材料的含量不变，就可以用总浓度校准相关的测量值。若灰含量变化，结合通过Cm-244传感器或Am-241传感器的灰含量或灰份额的测量用于修正。 
可选择地借助旋转式的传感器可测量纤维份额。精细材料/填料几乎不会影响传感器的类型。 
在所述材料悬浮液仅轻微受污染时，备选地可以通过光学方法测量所述灰含量。光学传感器在红外线区适合用于确定精细材料/填料所占的份额。这种解决方式实际上仅适宜这种情况，即，不存在或仅存在一种通过印刷油墨等造成的恒定的污染。 
尤其在脱墨设备中出现很多污染材料，使得通过迄今使用的传感器测量不了所述总浓度。通过按本发明的、两个恰当的传感器的组合第一次能够以高精度可靠地确定所述总浓度。 
实际上在每个设备中灰含量都会变化，即使仅制造唯一一种纸种类。用本发明的解决方案可以在线量化这种灰含量的变化并相应地控制和/或调节生产。 
射电传感器本质上与白色度，流量或印刷油墨无关。在需要的情况下，可以补偿温度影响和各气体的份额。辐射测量传感器基本上能长时间稳定。 辐射源的寿命可预计并达十年以上。可通过电子设备补偿辐射源的强度损失。 
机械失效被排除。不存在运动的部件并且辐射源以及探测器和材料悬浮液之间不存在接触。实际上也不需要维护。 
例如也可以组合旋转的传感器和辐射测量传感器。可以将这两个传感器在输送管道中例如直接设置在泵之后。可以使用所述旋转的传感器来测量纤维份额。在需要的情况下，对不同的原材料进行不同的校准。优选地使用一带有放射性Cs-137源的辐射测量传感器。 
此外，一带有放射性Cm-244源或放射性Am-241源的辐射测量传感器为所有纸的类型提供可靠的灰含量结果。对于55个样本存在例如相关性0.91(r2＝0.83)，其中，浓度的(正)平均偏差为0.2％。 
附图标记清单 
12 传感器 
14 传感器 
16 评估装置 
18 测量值 
20 测量值 
22 供料管 
24 代表总浓度的信号 
26 控制和/或调节装置 
28 泵 
30 放射性辐射源 
32 探测器 

Claims (14)

1.一种制造纤维幅面的设备，其特征在于，该设备具有至少两个设置在浆料制备区中的、用于在线测量所述材料悬浮液中不同固体材料的份额的传感器(12，14)和由所述两个传感器(12，14)获得的测量值(18，20)在线测定出所述材料悬浮液的总浓度的电子评估装置(16)。
2.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述纤维幅面是纸幅面或纸板幅面。
3.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设有至少一个用于测量所述纤维份额的传感器(12)和至少一个用于测量材料悬浮液的灰份额和有机精细材料份额的传感器(14)。
4.按权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于，至少一个所述传感器设计为辐射测量传感器(12，14)。
5.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设有至少一个辐射测量传感器(12)用于测量纤维份额。
6.按权利要求5所述的设备，其特征在于，所述用于测量纤维份额的传感器(12)包括一放射性Cs-137-源。
7.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设有至少一个用于测量灰份额和精细材料份额的辐射测量传感器(14)。
8.按权利要求7所述的设备，其特征在于，所述用于测量灰份额和精细材料份额的传感器(14)包括一放射性Cm-244-源或放射性Am-241-源。
9.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设有至少一个用于测量纤维份额的旋转式传感器。
10.按权利要求1所述的设备，其特征在于，设置至少一个用于测量灰份额和精细材料份额的光学传感器。
11.按权利要求10所述的设备，其特征在于，所述光学传感器是红外线传感器。
12.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述传感器(12，14)布置在至少一个输送管(22)区域中，所述材料悬浮液通过所述输送管被输送给流浆箱。
13.按权利要求1所述的设备，其特征在于，所述用于测量所述材料悬 浮液中的不同固体材料份额的传感器(12，14)沿所述材料悬浮液的流动方向前后相继地布置。
14.按权利要求1所述的设备，其特征在于，至少两个用于测量所述材料悬浮液中的不同固体材料份额的传感器(12，14)组合成一个带有唯一一个外壳的传感器单元。 
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