DE1116048B - Vorrichtung zur selbsttaetigen Steuerung und Ausrichtung von Fluessigkeitsstrahlen, insbesondere fuer Spritzen zum Ausschwemmen von nicht zusammenhaengenden Stoffen, wie Zellstoff aus Stoffgruben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung und Ausrichtung von Flüssigkeitsstrahlen, die beispielsweise zum Ausschwemmen von nicht zusammenhängenden Stoffen, wie Zellstoff, Stärke und ähnlichen Massen, aus Becken, Gruben od. dgl. oder zum Beregnen größerer Flächen verwendet werden.

Die Erfindung bezweckt, eine selbsttätige Steuerung und Ausrichtung der Flüssigkeitsstrahlen in der Weise zu erreichen, daß sämtliche Punkte der beaufschlagten Fläche mit gleicher Häufigkeit und Intensität von den Strahlen getroffen werden, so daß ein möglichst hoher Gleichförmigkeitsgrad der Beaufschlagung und demnach eine im Mittel gleiche je Flächeneinheit entfallende Flüssigkeitsmenge erzielt wird.

Dieser Forderung kommt insbesondere dann eine große Bedeutung zu, wenn es sich darum handelt, Zellstoff aus Stoffgruben auszuschwemmen.

Bei den bekannten technischen Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff durch Entzug der Ligninsubstanzen aus verschiedenen pflanzlichen Stoffen wird der Zellstoff in großen Gruben gesammelt und dortselbst einem Waschvorgang unterworfen. Um den gewaschenen Zellstoff sodann den nächstfolgenden Behandlungen zuzuführen, leitet man für gewöhnlich kräftige Wasserstrahlen in die Stoffgruben ein, so daß die Fasern zu einer Suspension aufgeschwemmt werden. Die Fasersuspension wird aus den Gruben abgelassen und den folgenden Verfahrensstufen zugeführt.

Im allgemeinen werden die Wasserstrahlen, durch die die Zellstoffmasse in eine Suspension übergeführt und ausgeschwemmt wird, durch das Bedienungspersonal von Hand gegen verschiedene Stellen der Oberfläche der Zellstoffmasse gerichtet. Dabei muß man darauf bedacht sein, die Wasserstrahlen immer wieder gegen neue Zonen der Masse zu richten, um die Konzentration der aus den Gruben abgelassenen Suspension möglichst konstant zu halten.

Durch die Erfindung wird der erläuterte Arbeitsgang nicht nur automatisiert, wobei an die Stelle des freien Ermessens und der Handarbeit des Bedienungspersonals die Wirkung zweckentsprechend einstellbarer und selbsttätig arbeitender Einrichtungen tritt, sondern es wird vor allem eine praktisch völlig konstante Flüssigkeitsmenge im Ausflußrohr der Stoffgrube und eine gleichbleibende Konzentration der Zellstoffsuspension erreicht.

Die Steuervorrichtung nach der Erfindung ist im wesentlichen durch zwei hin- und hergehende Antriebselemente gekennzeichnet, welche die Spritz-Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung

und Ausrichtung von Flüssigkeitsstrahlen,

insbesondere für Spritzen zum Ausschwemmen von nicht zusammenhängenden Stoffen,

wie Zellstoff aus Stoffgruben

Anmelder:

S. A. I. C. I. Societä Agricola Industriale

per la Cellulosa Italiana S.p. A.,

Mailand (Italien)

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 13. Juli 1956

Francesco Nardi, Torviscosa, Udine (Italien),
ist als Erfinder genannt worden

düsen mit einregelbarer Geschwindigkeit um in verschiedener Richtung, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen verschwenken.
Auf diese Weise werden kombinierte Bewegungen der Spritzdüsen nach einem festgelegten, vorbestimmten Schema hervorgerufen, welches durch Einregelung der Schwenkgeschwindigkeiten gegebenenfalls geändert werden kann. Diese Einregelung kann auch während des Betriebes erfolgen, wobei ein beliebiges Verhältnis zwischen den Schwingungsperioden in einer und denjenigen in der anderen Ebene erreichbar ist, so daß man auch eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsstrahlen über die ganze Fläche in Abhängigkeit von der Zeit erzielen kann.

Es sind schon Vorrichtungen für die Verteilung von Flüssigkeitsstrahlen bekanntgeworden, bei denen die Düsen, aus denen die Flüssigkeit austritt, bestimmte periodische Bewegungen ausführen.

So ist es bekannt, durch Anordnung von Düsen in verschiedener Höhe an einem anheb-, senk-und drehbaren Spülrohr den Spritzdüsen von Wasserspritzen zwei gleichzeitige Bewegungen zu erteilen, die durch

109 710/181

mechanische Verbindungen der Antriebsorgane aufeinander abgestimmt sind, wodurch eine zyklische Wiederholung der Strahlrichtung erzielt wird, ohne daß hierbei aber eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeitsstrahlen über die gesamte beaufschlagte Fläche erreicht wird.

Mit anderen bekannten Vorrichtungen läßt sich wohl eine einigermaßen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit auf zu beregnende Flächen erreichen, doch nur bei kleinen Flächen und mit nur kleinen Winkelverschwenkungen, während es bei der Vorrichtung nach der Erfindung erforderlich ist, große Flächen vollkommen gleichförmig zu beaufschlagen und dadurch auch die konstruktive Ausbildung eine andere sein muß.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Die Vorrichtung besteht beispielsweise aus einer Gruppe von Düsen 1, welche an einem zylindrischen Mittelkörper 2 mit im allgemeinen senkrechter Achse angeordnet sind. Die Düsen können um waagerechte Achsen Γ um solche Winkel geschwenkt werden, daß ihre Achsen in einer äußersten Stellung in einem unterhalb der Einrichtung gelegenen Punkt zusammenlaufen, während sie in der anderen extremen Stellung etwas gegen die Waagrechte nach unten geneigt sind. Der Körper 2 ist um seine senkrechte Achse um Winkel bis zu 360° drehbar.

Das Schwenken der Düsen in senkrechten Ebenen wird durch eine hydraulische Vorrichtung gesteuert, welche in der Zeichnung beispielsweise als in einem Zylinder 4 verschiebbarer, doppeltwirkender Kolben 3 dargestellt ist. Die Kolbenstange 5 bewirkt mittels der Lenkarme 6 das Schwenken der Düsen. Der zylindrische Körper 2 dreht sich seinerseits unter der Wirkung einer anderen hydraulischen Vorrichtung ähnlicher Art, die beispielsweise als doppeltwirkender Kolben 7 ausgebildet ist, der sich im Zylinder 8 verschiebt und mittels einer Zahnstange 9 und des am Zylinderkörper 2 befestigten Zahnkranzes 10 den Körper 2 in Drehung versetzt.

Geeignete drehdichte Kupplungen gestatten es, das Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) unter Druck von der Zuflußleitung F den Düsen zuzuführen, so daß Wasserstrahlen austreten, die das Material suspendieren und ausschwemmen.

Die Steuerung der obenerwähnten Einzelvorrichtungen, welche, allgemein gesprochen, eine Bewegung der Düsen um zwei aufeinander senkrecht stehende Achsen im Raum hervorrufen, erfolgt durch eine selbsttätig wirkende Einrichtung, die im Fall des dargestellten Ausführungsbeispiels aus zwei selbstgesteuerten Schiebern besteht. Jeder dieser Schieber besteht aus einem im Schiebergehäuse 12 verschiebbaren Kolben 11, der in seinen Endstellungen die Einströmöffnung 13 für die Druckflüssigkeit, je nachdem entweder mit der Durchtrittsöffnung 14 oder 15 in Verbindung bringt, die beide zu der benachbarten Kolbenkammer 16 des Kolbenventils führen.

Dieses Ventil weist einen frei verschiebbaren Doppelkolben 17 auf, und der Raum 18 zwischen den beiden Kolben kann je nach der Stellung derselben die Wasserzuflußöffnung 13 abwechselnd mit den zu den Arbeitszylindern führenden Leitungen 19 oder 20 verbinden.

Der Kolben 17 verschiebt sich unter dem Druck des durch die Öffnungen 14 bzw. 15 einströmenden Wassers. Strömt somit durch eine dieser Öffnungen Wasser unter Druck ein, so wird der Doppelkolben 17 in der entsprechenden Richtung verschoben und öffnet plötzlich eine der Leitungen 19 bzw. 20. Das hydraulische Kolbenventil wird seitens des Schieberkolbens 11 gesteuert, der seinerseits durch einen Arm 22 gesteuert wird, welcher mit seinem Ende 27 an der Kolbenstange des Kolbens 7 befestigt und am anderen Ende 28 gabelförmig ausgebildet ist. Dieses gabelförmige Ende 28 kann zwischen zwei Anschlägen

ίο 23, die an der Kolbenstange 21 des Kolbens 11 in einstellbaren, vorbestimmten Abständen voneinander befestigt sind, verschoben werden.

In den Abflußleitungen Y sind einstellbare Drosselventile 26 eingeschaltet.

Die hydraulische Steuereinrichtung des Zylinders 4 entspricht genau derjenigen des Zylinders 8, mit dem einzigen Unterschied, daß parallel zum Zylinder 4 ein Hilfszylinder 29 angeordnet ist, dessen Aufgabe es ist, die Stange 21 des Kolbens 11 zu steuern, da diese Steuerung aus räumlichen Gründen schwer durch den Zylinder 4 durchführbar wäre.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Die Druckflüssigkeit gelangt von der Druckleitung P zur Einströmöffnung 13, welche sowohl mit dem Schieberraum als auch mit dem Ventilraum 18 zwischen dem Doppelkolben 17 in Verbindung steht. In der gezeichneten linken Stellung des Schieberkolbens 11 wird die Durchflußöffnung 15 in die Kolbenkammer 16 des Kolbenventils freigegeben, und dieDruckflüssigkeit kann somit in den linken Abschnitt der Kammer 16 einströmen.

Da der rechte Abschnitt der Kolbenkammer 16 gleichzeitig über die Durchflußöffnung 14 mit dem rechten Schieberraum und die von dort ausgehende Abflußleitung mit dem Abfluß verbunden ist, wird, wie in der Zeichnung dargestellt, der Doppelkolben 17 in seiner Kammer 16 nach rechts verschoben. Der rechte Kolben gibt dabei die zur Leitung 20 führende Öffnung frei, und der linke Kolben schließt die zur Leitung 19 führende Öffnung. Die von der Einströmöffnung 13 kommende Druckflüssigkeit gelangt dabei durch den Ventilraum 18 und die Leitung 20 in die links vom Kolben 7 Hegende Kammer des Arbeitszylinders 8, und der Kolben 7 wird nach rechts verschoben, wobei die rechte Seite über die Leitung Γ mit dem Abfluß in Verbindung steht. Sobald der mit der Kolbenstange des Kolbens 7 starr verbundene Arm 22 mit seinem gabelförmigen Ende gegen den rechten Anschlag 23 der Kolbenstange 21 des Schieberkolbens 11 stößt, wird dieser nach rechts verschoben, wodurch die Umsteuerung vorgenommen wird.

In der rechten Lage des Schieberkolbens 11 wird Druckflüssigkeit durch die Durchflußöflmmg 14 in den rechten Abschnitt der Kolbenkammer 16 eingelassen, der Doppelkolben 17 wird nach links verschoben, die Öffnung zur Leitung 19 freigegeben, und Druckflüssigkeit gelangt in die rechts vom Kolben 7 liegende Kammer des Arbeitszylinders 8. DerKolben7 wird nach links verschoben, bis der Arm 22 gegen den ünken Anschlag 23 der Kolbenstange 21 stößt und somit neuerlich eine Umsteuerung hervorruft.

Die gleiche Wirkungsweise gilt für den Hilfszylin-

der 29, der dem Zylinder 4 parallel geschaltet ist.

Der Abstand zwischen den beiden Anschlägen 23 bestimmt somit die Länge des Hubes der Arbeitskolben und demzufolge die Schwenkseite der Düsen, während durch Drosseln der Ventile 26 die Frequenz

der Bewegungsumkehr einstellbar und die Geschwindigkeit, mit welcher der Arbeitszylinder gefüllt bzw. entleert wird, veränderlich ist.

Durch die Kombination der beiden möglichen Bewegungen der Düsen (um waagerechte Achsen und um eine senkrechte Achse) und durch entsprechende Einstellung der Frequenz der Bewegungsumkehr läßt sick erreichen, daß die aus den Düsen austretenden Wasserstrahlen derart gerichtet werden, daß der gesamte waagerechte Abschnitt einer unterhalb der Düsen angeordneten Stoffgrube in einer bestimmten Zeit vollkommen durch die Strahlen bestrichen wird, wobei die je Flächeneinheit entfallende Wassermenge im Mittel gleich ist.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung und Ausrichtung von Flüssigkeitsstrahlen, insbesondere für Spritzen zum Ausschwemmen von nicht zusammenhängenden Stoffen, wie Zellstoff aus Stoffgruben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzendüsen (1) durch zwei hin- und hergehende Antriebselemente (3 und 4) und (7 und 8) mit einregelbarer Drehgeschwindigkeit um in verschiedener Richtung, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufende Drehachsen (V, 2) verschwenkbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebselement für die Bewegung in einer Drehachse (1') ein Zylinder (4) mit einem zweiseitig beaufschlagbaren Kolben (3) und für die Bewegung in der anderen Drehachse (2) ein Zahnkranz (10) mit einer eingreifenden Zahnstange (9) vorgesehen ist, welche das Ende der Kolbenstange eines in einem Zylinder (8) hin- und herverschiebbaren Kolbens (7) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Antriebsvorrichtungen (4 bzw. 8) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der hydraulischen Antriebsvorrichtungen (4, 8) Ventile (16 bis 18) vorgesehen sind, die unter dem Druck

ίο einer Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Stellung von Schieberkolben (11) gesteuert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der hin- und hergehenden Bewegung der Antriebselemente an den Kolbenstangen (21) der Kolben (11) verstellbare Anschläge (23) vorgesehen sind, gegen welche mit den Kolben in der Zylindern (8, 29) starr verbundene Stangen (22, 27) stoßen, um die Kolben (11) in der jeweiligen Bewegungsrichtung mitzunehmen und dadurch die Ventile (16 bis 18) umzusteuern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer der hydraulischen Antriebsvorrichtungen (4) ein Hilfszylinder

(29) parallel geschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ablauf leitungen (Y) der Zylinder (4, 8, 29) Drosselventile (26) vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 363 621, 389 843,
808, 476478;

schwedische Patentschrift Nr. 141189 und deren Referat im Wochenblatt für Papierfabrikation,
Jg. 1954, S. 325.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen