Claims (1)
Vorrichtung zur rheologischen Bewertung von fluiden Papierstoffmischungen im on-line-Betrieb in Form eines koaxialen Rotationsrheometers für die Ermittlung stoffspezifischer Schubspannungen bei Ausschaltung von Fehlereinflüssen am Boden und an der Oberseite des Innenzylinders, gekennzeichnet dadurch, daß ein drehbarer Außenzylinder (6) aus einer am unteren Ende mit ihm starr verbundenen Hohlwelle (3) und einem am oberen Ende befindlichen Überlauf (8) besteht und daß ein Innenzylindersystem einen starren strömungsgünstigen Innenzylinderboden (4) und eine starre Innenzylinderoberseite (7) sowie eine bewegliche, drehbargelagerte Mantelfläche (5) aufweist, die mit einem Torsionsstab (10) und flinem Meßausleger (9) verbunden ist.Apparatus for the rheological evaluation of fluid pulp mixtures in on-line operation in the form of a coaxial Rotationsrheometers for the determination of substance-specific shear stresses at elimination of error influences at the bottom and at the top of the inner cylinder, characterized in that a rotatable outer cylinder (6) from one at the bottom End having rigidly connected to it hollow shaft (3) and an upper end overflow (8) and that an inner cylinder system has a rigid flow-favorable inner cylinder bottom (4) and a rigid inner cylinder top (7) and a movable, rotatably mounted lateral surface (5) with a torsion bar (10) and flinem Meßausleger (9) is connected.
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur rheologischen Bewertung von Papierstoffsuspensionen und -netzwerken im on-line-Betrieb. The invention relates to a device for the rheological evaluation of pulp suspensions and networks in on-line operation.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Zur umfassenden rheologischen Bewertung von Papierstoffsuspensionen und -netzwerken, insbesondere von Faserstoff-Wassor-Gemischen, vorzugsweise als Voraussetzung der Optimierung von Rohrleitungs- und Stoffauflaufsystemen, sowie zur Vorausbestimmung der Naßfestigkeit werden derzeit nur Rotationsrheometer genutzt. Aufbauend auf dem Erkenntnisstand der prinzipiellen Eignung der Rotationsrheometer zur rheologischen Bewertung auch von Papierstoffmischungen und der in diesem Zusammenhang bekannten Grundlagen zur Ermittlung von Scherkräften, Momenten und Apparatekonstanten (siehe Lehrbuch Poppel „Rheologie und elektrochemische Vorgänge in der Papiertechnologie, VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1977, Seite 121-123) entwickelte Terentjew (siehe Terentjew „Hydrodynamik der Faserstoffsuspensionen bei der Zellstoff- und Papierherstellung", Verlag der Holzindustrie, Moskau, 1980) ein Laborrheometer mit dem erstmalig in bezug auf Meßbedingungen der Verringerung des Unterschiedes zwischen scheinbarem und wahrem Fließverhalten durch ein Radienverhältnis nahe 1 bei ausreichend großei.i Meßspalt genügend entsprochen wurde. Der Nachteil des Rheometers nach Terentjew besteht darin, daß es aus konstruktiven Gründen nur im Labormaßstab angewendet werden kann.For comprehensive rheological evaluation of pulp suspensions and networks, in particular of pulp-water mixtures, preferably as a prerequisite for the optimization of piping and headbox systems, as well as for the predetermination of wet strength currently only rotational rheometers are used. Based on the state of knowledge of the basic suitability of Rotationsrheometer for rheological evaluation of paper pulp mixtures and the known in this context for the determination of shear forces, moments and apparatus constants (see textbook Poppel "Rheology and electrochemical processes in paper technology, VEB Fachbuchverlag Leipzig, 1977, page 121-123) developed Terentev (see Terentyev "Hydrodynamics of pulp suspensions in pulp and paper production", Wood Industry Publishing, Moscow, 1980) a laboratory rheometer with, for the first time in terms of measuring conditions, reducing the difference between apparent and true flow behavior by a radii ratio The disadvantage of the Terentev rheometer is that it can only be used on a laboratory scale for design reasons.
Das Verfahren zur Bewertung des rheologischen Verhaltens von Stoffdisporsionen und -netzwerken (DD-WP 226463) löst aus derzeitiger Sicht die Ermittlung des Schubspannungs-Schergefälle-Verlaufes von Papierstoffmischungen bei ähnlichen geometrischen Abmessungen des Meßspaltes, aber im on-line Betrieb, am effektivsten. Dabei wird die Aufgabe, das Theologische Verhalten von Faserstoffsuspensionen und -netzwerken im on-line Betrieb zu messen, dadurch gelöst, daß diese über eine Pumpe und eine Hohlwelle kontinuierlich den Meßspalt eines koaxialen Zylindersystems zugeführt werden, um nach Passieren der Meßstrecke das Rheometer über einen Überlauf zu verlassen. Hohlwelle, Beruhigungsstrecke, Innenzylinderboden und Meßspalt sind dabei konstruktiv so gestaltet, daß nacheinander die turbulente Zuführung des Fluids, ein diffuser Eintritt in die Beruhigungsstrecke der Meßkammer und ein kontinuierlicher Übergang zur laminaren Strömung, die im Meßspalt vorliegen muß, erfolgt. Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß es aus physikalischen Gründen nicht möglich ist, größere Fehler der Schubspannungs- bzw. der Drehmomentenmessung im on-lirie-Betrieb, und damit Fehlschlüsse auf das Theologische Verhalten durch den Boden- und Oberseiteneinfluß am Innenzylinder, auszuschließen und daß der diesem Fehler entgegenwirkenden Verlängerung des eigentlichen konstanten Meßspaltes praktische Grenzen durch Dimensionierungsfragen gesetzt sind.The method of assessing the rheological behavior of material disparities and networks (DD-WP 226463), from a current point of view, solves the determination of the shear shear rate profile of stock mixtures at similar geometrical dimensions of the metering gap, but in on-line operation most effectively. The task of measuring the theological behavior of pulp suspensions and networks in on-line operation is achieved in that they are continuously fed via a pump and a hollow shaft to the measuring gap of a coaxial cylinder system to the rheometer over a To leave overflow. Hollow shaft, calming section, inner cylinder bottom and measuring gap are structurally designed so that successively the turbulent supply of fluid, a diffuse entry into the calming section of the measuring chamber and a continuous transition to the laminar flow, which must be present in the measuring gap occurs. The disadvantage of the method is that it is not possible for physical reasons, larger errors of the shear stress or the torque measurement in on-lirie-operation, and thus erroneous conclusions on the Theological behavior by the bottom and Oberseiteneinfluß on the inner cylinder, exclude and that the extension of the actual constant measuring gap, which counteracts this error, has practical limits due to dimensioning issues.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Theologische Verhalten von fluiden Papierstoffmischungen im on-line Betrieb bei Ausschaltung von Zylinderboden- und Oberseiteneffekten kontinuierlich zu ermitteln.The aim of the invention is to continuously determine the theological behavior of fluid pulp mixtures in on-line operation with elimination of cylinder bottom and top side effects.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der die rheologische Bewertung f luider Papierstoff mischungen im on-line-Betrieb bei Ausschaltung des Boden- und Oberseiteneinflusses am Innenzylinder koaxialer Rotationsrheometer ermöglicht wird.The object of the invention is to develop a device with which the rheological evaluation f luider paper pulp mixtures in on-line operation in elimination of the bottom and topside influence on the inner cylinder coaxial Rotationsrheometer is made possible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach kontinuierlichem Zuführen der fluiden Pspierstoffmischungen überfeine Pumpe, eine Hohlwelle und eine Beruhigungsstrecke in den 10 bis 50mm breiten und durch den Einsatz von Zylindern mit verschi ädenen Durchmessern einstellbaren Spalt eines koaxialen Zylindersystems mit angetriebenem Außenzylinder der Innenzylinder konstruktiv so gestaltet ist, daß nur die drehbar gelagerte Mantelfläche zur Torsions- und damit zur Drehmomenten- und Schubspannungsmessung herangezogen wird und nicht der Innenzylinderboden und dieAccording to the invention, the object is achieved in that after continuous feeding the fluid Pspierstoffmischungen superfine pump, a hollow shaft and a calming in the 10 to 50mm wide and adjustable by the use of cylinders with different diameters diameters of a coaxial cylinder system with driven outer cylinder of the inner cylinder so constructively is designed that only the rotatably mounted lateral surface is used for torsion and thus for torque and shear stress measurement and not the inner cylinder bottom and the