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Vorribtung zum Steuern der einzelnen Arbeitsstufen bei der Herstellung
von Viskose Bei der Herstellung von Viskose nach dem sogenannten Naßtrommelverfahren
werden die Alkalicelluloseteilchen in eine mit Rührern versehene Trommel gegeben,
die Trommel geschlossen und evakuiert und eine abgemessene Menge von Schwefelkohlenstoff
eingeleitet. Die Rührer werden, während der Schwefelkohlenstoff mit der Alkalicellulose
unter Bildung von Cellulosexanthogenat reagiert, in Bewegung gesetzt. Die Trommel
wird dann geöffnet, eine abgemessene Menge einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung
zugegeben und das Cellulosexanthogenat in der Lösung durch Rühren zu einem Brei
angeteigt. Schließlich wird der Brei aus der Trommel entfernt und zu Viskose verarbeitet.
Die Trommel wird mit einer wäßrigen Natriumhydroxydlösung ausgespült, bevor sie
erneut mit Alkalicellulose beschickt wird. Bei dem sogenannten Trockentrommelverfahren
wird das frisch bereitete feste Cellulosexanthogenat aus der Trommel entnommen und
in einem gesonderten Behälter mit wäßriger Natriumhydroxydlösung gemischt.
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Es ist bereits versucht worden, den Antrieb einer Mischmaschine, insbesondere
einer Xanthatmaschine, mit Hilfe einer Kurvenscheibe zu regeln, die ständig von
einem Motor angetrieben wird. Diese Kurvenscheibe soll aber nicht intermittierend
in Betrieb gesetzt werden und ist nicht in der Lage, sämtliche bei der Herstellung
von Viskose erforderlichen Arbeitsgänge mit der erforderlichen Präzision zu regeln.
Es ist ferner bekannt, einzelne Verfahrensabschnitte bei der kontinuierlichen Herstellung
von Viskose durch Verzögerungsschalter zu steuern, doch ist der Ablauf der einzelnen
automatisch gesteuerten Arbeitsvorgänge nicht abhängig von der Vollendung der vorhergehenden
Verfahrensstufe, was zu ernstlichen Betriebsstörungen führen kann, wenn die vom
Betriebspersonal zu beachtende Reihenfolge der einzelnen Arbeitsvorgänge nicht genau
kontrolliert werden.
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Es ist auch bekannt, die Arbeitsvorgänge, welche mit der
Trommel zusammenhängen, automatisch Stufe für Stufe, z. B. durch eine Schaltuhr
zu re-Geln. Die Uhr veranlaßt die erforderlichen Verfahrensänderungen, um nach bestimmten
Zeitintervallen eine neue Verfahrensstufe einzuleiten. Beim Einstellen der Uhr muß
man eine Mindestzeitspannung für jede Verfahrensstufe ansetzen, die abgelaufen
sein muß, bevor die nächste Verfahrensstufe beginnt. Es ist üblich, eine etwas längere
Zeit einzustellen als sie tatsächlich erforderlich wäre. Die Zeitintervalle sind
also 'bei diesem Kontrollsystem normalerweise zu lang eingestellt. Dieser Nachteil
wird mit der erflndungsgemäßen Vorrichtung vermieden.
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Diese Vorrichtung zum Steuern der einzelnen Arbeitsstufen bei der
Herstellung von Viskose in einem Behälter, bestehend aus einer absatzweise angetriebenen
Welle od. dgl., auf der eine Anzahl Nockenscheiben zur aufeinanderfolgenden Einleitung
der verschiedenen Arbeitsstufen angeordnet ist, wird erfindungsgemäß charakterisiert
durch mindestens eine konzentrisch zu der absatzweise angetriebenen Welle od. dgl.
angeordnete Kontaktscheibe mit mehreren Schaltkontakten, die an die durch Schalter
gesteuerten Stromkreise angeschlossen sind, wobei jeder Kontaktscheibe eine auf
der Welle befestigte Kontaktbürste zugeordnet ist und einer Kontaktbürste ein Solenoid
nachgeschaltet ist, durch das ein Ventil für einen pneumatisch betriebenen Kolben
mit einer Kolbenstange steuerbar ist, an derein Mitnehmer für den Trennschalter
und eine Klinke angebracht ist, die mit dem Schaltrad ein Klinkengesperre bildet,
wobei das Schaltrad mit der Welle und den darauf befestigten Nocken aufweisenden
Nockenscheiben verbunden ist, die zusammen mit den Kolbenstangen und den Ventilen
Steuereinheiten bilden.
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Zeitkontrollschalter können für jede Verfahrensstufe vorgesehen werden,
damit die zur Ausführung einer Verfahrensstufe festgesetzte Zeit nicht überschritten
werden kann. Wird die festgelegte Zeitspanne dennoch überschritten, so wird eine
Alarmvorrichtung
ausgelöst, um den Arbeiter darauf aufmerksam zu
machen, daß die Vorrichtung nicht richtig arbeitet.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung dargestellt: Nach F i g. 1, die einen schematischen Aufriß einer
Naßtrommel 30 in Verbindung mit einer pneumatischeu Kontrollvorrichtung,
teilweise im Schnitt, darstellt besteht die pneumatisch betriebene Naßtrommel
30 aus einem feststehenden Behälter 31 mit einem Einlaß
32 zur Beschickung mit Alkalicelluloseteilchen, einem Vakuumröhr
33, einem Schwefelkohlenstoff-Zufuhrrohr 34, einem Entlüftungsrohr
35, einem Einlaßrohr 36 für die Natriumhydroxydlösung, einem Auslaß
37 und Rührschaufeln 38. Die Trommel 30 ist so konstruiert,
daß sich in ihr Cellulosexanthogenat aus Alkalicellulose in 14 Stufen bildet, die
im einzelnen unten beschrieben werden. Die Vorrichtung nach F i g. 1 steht
am Beginn des Arbeitszyklus.
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In dieser Stufe ist der Einlaß 32 mit einem Schieber
39 verschlossen, der über einen Stab 40 mit einem Zweiwege-Zylinder 41 verbunden
ist. Dieser steht über die Rohre 42 und 43 mit einem Fünfwege-Steuerventil 44 in
Verbindung. Die Kolbenstange 45 des Ventils 44 wird durch eine Feder 46 gegen den
Umfang einer Nockenscheibe 16 gepreßt die auf einer drehbaren Welle 47 sitzt.
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Wenn sich die Nockenscheibe 16 in der gezeigten Stellung befindet,
tritt komprimierte Luft in das Ventil 44 durch das Rohr 48 und strömt durch das
Rohr 42 in den Zylinder 41, wodurch sich die Stange 40 nach rechts bewegt und den
Schieber 39 geschlossen hält. Das Rohr 43 steht über das Ventil 44 und ein
Auslaßrohr 49 mit der Außenluft in Verbindung.
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Wenn der Arbeitszyklus weiterläuft, wird die Welle 47 und damit die
Nockenscheibe 16 gedreht, so daß deren Nocken 50 an den Stab 45 des
Ventils 44 angreift. lEerdurch gelangt komprimierte Luft in das Rohr 43, während
das Rohr 42 durch das Ventil 44 und ein Auslaßrohr 51 nach außen geöffnet
wird. Der Kolben des Zylinders 41 bewegt sich nach links, wobei der Stab 40 den
Schieber 39 zurückzieht und den Einlaß 32 öffnet.
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Die jeweilige Stellung des Schiebers 39 wird durch zwei pneumatische
Dreiwegeventile 52 und 53 angezeigt; sie werden durch einen Vorsprung
54 am Stab 40 betätigt. Wenn der Schieber 39 geschlossen ist, hebt der Vorsprung
54 den Stab 55 im Ventil 52 an, so daß aus dem Rohr 56 komprimierte
Luft durch ein Verbindungsrohr 57 zu einem druckbetätigten elektrischen Schalter
58 strömt, wodurch dieser einen elektrischen Stromkreis schließt. Wenn sich
der Schieber 39 öffnet, gibt der Vorsprung 54 den Stab 55 frei, das
Verbindungsrohr 57 wird durch das Rohr 59 entlüftet, und der Schalter
58 öffnet sich.
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Wenn der Schieber 39 sich vollständig in Offenstellung befindet,
betätigt der Vorsprung 54 das Ventil 53 in gleicher Weise, wie dies bei der
Wirkungsweise des Ventils 52 beschrieben ist. lEerbei schließt sich der auf
Druck ansprechende elektrische Schalter 60.
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Die F i g. 5 zeigt teilweise im Schnitt eine schematische Draufsicht
auf die Kontrollvorrichtung zur Betätigung der aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen.
In dieser Figur ist die Nockenscheibe 16 auf der Welle 47 gemeinsam
mit sieben weiteren Nokkenscheiben 17, 183 19, 20, 21, 22 und 23 befestigt,
von denen jede auf dieselbe Weise wie die Nockenscheibe 16 eines von sieben
Fünfwege-Stenerventilen 61, 62, 63, 64, 65, 66 und
67 betreibt, von denen jedes wie das Ventil 44 gebaut ist.
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Das Ventil 61 betätigt einen nicht gezeigten doppeltwirkenden
Kolben zum öffnen und Schließen einer Trichterklappe 68 an einem Alkalicellulosetrichter
69, der sich über dem Trommeleinlaß 32
(F i g. 1) befindet.
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Die Ventile 62, 63, 65, 66 betätigen je eine doppeltwirkende
Steuereinrichtung 70 (von denen nur eine in Fig. 1 dargestellt ist)
zum öffnen und Schließen der Ventile 71, 72, 73, 74, die jeweils in den Rohren
33, 34, 35, 36 angebracht sind.
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Das Ventil 64 betätigt eine doppeltwirkendee Steuereinrichtung
75 zum öffnen und Schließen eines nicht dargestellten Schalters für eine
Antriebsvorrichtung 76 für die Schaufeln 38.
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Das Ventil 67 betätigt eine doppeltwirkende Steuereinrichtung
77 zum öffnen und Schließen eines Entleerungsventils 78 (F i
g. 1) in dem Auslaß 37.
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In allen Fällen ist die mit den Ventilen 61, 62, 63,
64,
65, 66 und 67 verbundene pneumatische Vorrichtung, ähnlich
wie sie im Zusammenhang mit dem Ventil 44 zum öffnen und Schließen des Schieber
39
beschrieben ist.
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Die Welle 47 (F i g. 2 und 3) wird stufenweise von einem
Schaltrad 79 gedreht, an dem eine Klinke 80
angreift, die an einem
Stab 81 befestigt ist. Der Stab 81 wird seinerseits durch einen pneumatischen
Zy-
linder 82 mit Kolben mit einem durch ein Solenoid 92 betätigten
Ventil 83 bewegt. Das Schaltrad 79
hat 15 Zähne. Die Welle 47
wird bei jeder Bewegung des Stabes 81 von rechts nach links ein Stück weiter-gedreht.
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Um die Welle 47 sind drei ortsfeste Kreisschalter 84, 85 und
86 angeordnet, von denen jeder 15 Schaltkontakte 1 bis
15, l' bis 15' bzw. V' bis 15" besitzt (F i
g. 4). An diesen liegen ebenfalls an der Welle 47 befestigte Kontaktbürsten
87, 88 und 89 an.
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Die Schaltkontakte 1 bis 15 können jeweils mit der positiven
Leitung eines SammeIschienenpaares 90 verbunden sein, die unter einer Spannung
von 180Volt steht. Beispielsweise wird der Kontakt 1
in den Stromkreis eingeschaltet,
wenn ein Startknopf 91 gedrückt wird. Wenn die Kontaktbürste 87 mit
einem Kontakt verbunden ist ' wird ein Stromkreis über das Solenoid
92 am Ventil 83, einen Trennschalter 93 und der negativen Leitung
der Sarnmelschienen 90 geschlossen. Das Ventil 83 öffnet sich, komprimierte
Luft preßt den Stab 81 nach links gegen den Druck einer Feder 94, wodurch
die Klinke 80 gegen einen Zahn des Schaltrades 79 drückt und die Welle47
um eine Stufe weitergedreht. Die Kontaktbürsten 87, 88 und 89 werden
hierbei in Berührung mit den nächsten Kontakten auf den Schaltern 84,
85 und 86 gebracht.
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Damit der Stab 81 nicht in seiner linken Stellung bleibt, wird
der nächste der Kontakte 1 bis 15 unter Strom gesetzt, wobei der Trennschalter
93 den Stromkreis zum Solenoid 92 unterbricht, wenn der Stab
81 seine Bewegung nach links größtenteils vonendet hat, und schaltet das
Solenoid 92 wieder in den Stromkreis ein, wenn der Stab 81 zum größten
Teil in seine rechte Stellung unter der Wirkung der Feder 94 zurückgekehrt ist.
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Die Kontakte I' bis 15' stehen mit der negativen Leitung der
Sammelschienen 90 über die Signallampen
95 in Verbindung,
während die Kontaktbürste 88 an der positiven Leitung geschaltet ist. Wenn
die Kontaktbürste 88 an einen der Kontakte l'
bis 15' anliegt,
so leuchtet die entsprechende Lampe 95 auf und zeigt damit dem Arbeiter die
in der Vorrichtung erreichte Arbeitsstufe an.
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Die Kontakte 2" bis 15" sind mit der negativen Leitung der
Sammelschienen 90 über Zeitsteuerungseinheiten 96 verbunden. Der Kontakt
Y' ist abgeschaltet. Wenn die Bürste 89 an irgendeinem der Kontakte
Y' bis 15" anliegt, tritt die entsprechende Einheit 96 in Tätigkeit.
Jede Einheit 96 ist auf eine etwas längere Zeitspanne eingestellt, als sie
für den einzelnen Arbeitsvorgang erforderlich ist, der in dieser Stufe ablaufen
soll. Sollte der Arbeitsvorgang in dieser Zeit nicht beendet sein, so schließt die
Zeitsteuerungseinheit 96 einen Schalter 97 (F i g. 5),
der eine an die Sammelschienen 90 angeschlossene Alarmvorrichtung
98 in Tätigkeit setzt.
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Jede Nockenscheibe 16 bis 23 hat einen oder mehrere
Nocken 50 zur Betätigung der Ventile 44 sowie 61 bis 67, so
daß jede folgende Verfahrensstufe in der vorgesehenen Reihenfolge ausgeführt wird.
In Fig. 6 sind acht schmale Felder gezeigt, und zwar je eines für
jede Nockenscheibe 16 bis 23 und senkrecht untereinander
15 Stufen entsprechend den Kontakten 1 bis 15. Die senkrechten
Linien in den Feldern zeigen an, wann die Nockenscheiben 16 bis
23 die ihr zugeordneten Steuerventile 44, 61 bis 67
in bezug
auf die Stellung der Bürste 87 an den Kontakten 1 bis 15 betätigen.
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Ein vollständiger Arbeitszyklus verläuft wie folgt: A. Wenn
die mit dem Kontakt l' verbundene Lampe 95 aufleuchtet und anzeigt,
daß die Bürsten 87, 88, 89 auf den Kontakten 1, l', l" anliegen,
wird der Startknopf 91 gedrückt. Die Welle 47 wird durch die Klinke
80 um eine Stufe gedreht, indem diese in das Schaltrad 79 eingreift.
Die Nockenscheibe 16 öffnet den Schieber 39, wie oben angegeben, und
schließt den Schalter 60, wodurch angezeigt wird, daß der Schieber
39 vollständig geöffnet ist, und setzt den Kontakt 2 unter Strom. Wenn sich
der Schieber 39 innerhalb der durch den Zeitschalter eingestellten Zeitspanne,
der mit dem Kontakt 2" verbunden ist, nicht öffnet, dann warnt die Alarmvorrichtung
98 den Arbeiter.
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B. Wenn der Kontakt 2 unter Strom steht, wird die Welle 47 um eine
weitere Stufe gedreht, und die Nockenscheibe 17 veranlaßt die Trichterklappe
68, sich zu öffnen, wodurch Alkalicellulose in den Behälter 31 fällt.
Ein Schalter 99 (F i g. 5), der durch eine nicht abgebildete pneumatische
Vorrichtung betätigt wird, zeigt an, daß der Trichter 69 leer ist, schließt
sich dann und setzt den Kontakt 3 unter Strom.
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C. Die Welle 47 wird eine Stufe weitergedreht, -
und
die Nockenscheiben 16 und 17 leiten gleichzeitig die Schließung der
Trichterklappe 68 und des Schiebers 39 ein. Der Kontakt 4 wird durch
Schließen des Schalters 58 in den Stromkreis geschaltet, wobei der Schalter,
wie oben in bezug auf die F i g. 1 beschrieben, auf pneumatische Weise in
Tätigkeit gesetzt wird, wenn der Schieber 39 geschlossen ist.
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D. Die Welle 47 dreht sich, bis die Bürste 87 an dem
Kontakt 5 anliegt. Während der Bewegung veranlaßt die Nockenscheibe
18 das Ventil 17 in dem Vakuumrohr 33 sich zu öffnen, wodurch
der Behälter 31 evakuiert wird. In der Zeichnung nicht dargestellte, pneumatische
Vorrichtungen schließen einen. Schalter 101, der mit dem Kontakt
5 verbunden ist, wenn das Vakuum den gewünschten Wert erreicht hat, und der
Kontakt 5 wird in den Stromkreis geschaltet.
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E. Die Welle 47 wird gedreht, bis die Bürste 87
an dem
Kontakt 6 anliegt. Bei dieser Bewegung gibt die Nockenscheibe 18 das
mit ihr verbundene Steuerventil62 frei, indem sie das Ventil 71 in dem Rohr 33 veranlaßt,
sich zu schließen, und die Scheiben19,20 treten in Tätigkeit, indem sie das öffnen
des Ventils 72 in der Schwefelkohlenstoffleitung 34 und die Drehung der Schaufeln
38 durch die Vorrichtung 76 veranlassen.
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Ein Schalter 102 schließt sich, der durch nicht eingezeichnete Vorrichtungen
pneumatisch betätigt wird und anzeigt, wann die gewünschte Menge Schwefelkohlenstoff
in den Behälter 31 eingetreten ist, und bringt dann den Kontakt
6 unter Strom F. Die Welle 47 dreht sich, bis die Bürste 87 mit dem
Kontakt 7 in Berührung kommt, wenn die Nockenscheibe 19 das Schließen
des Ventils 72 bewirkt und die Xanthogenierung beginnt. Die Dauer der Xanthogenierung
ist durch einen Zeitschalter T, begrenzt, der parallel zu der mit dem Kontakt
7'
verbundenen Lampe 95 angeordnet ist. Er beginnt mit dem Zeitintervall,
wenn die Bürste 88 an dem Kontakt 7' anliegt. und schließt nach Zeitablauf
den Schalter tj, indem er den Kontakt 7 unter Strom setzt.
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G. Die Welle 47 dreht sich um eine Stufe und bringt die Bürste
87 auf den Kontakt 8. Während dieser Bewegung verursacht die Nockenscheibe
21 das Ventil 73 in dem Durchgangsrohr 35, sich zu öffnen, und der
Behälter 31 wird nach außen geöffnet. Nach einer Zeitspanne für die Lüftung,
die durch einen Zeitschalter T2 eingehalten wird, der parallel zu der mit dem Kontakt
8' verbundenen Lampe 95 geschaltet ist, schließt sich ein Schalter
t2 und setzt den Kontakt 8 unter Strom.
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H. Die Bürste 87 wird weiter auf den Kontakt 9
bewegt,
wenn die Nockenscheibe 21 das Schließen des Ventils 73 veranlaßt. Die Nockenscheibe
20 unterbricht die Drehung der Schaufeln 38, und die Nockenscheibe 22 öffnet
das Ventil 74 in der Leitung 36 für die wäßrige Natriumhydroxydlösung. Wenn
die genaue Menge Natriumhydroxydlösung eingelassen ist, schließt sich ein Schalter
103, der durch eine nicht gezeichnete pneumatische Vorrichtung betätigt wird,
und setzt den Kontakt 9 unter Strom.
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I. Die Welle 47 wird um einen Schritt gedreht und bringt die Bürste
87 auf den Kontakt 10. Das Ventil 74 wird durch die Nockenscheibe
22 geschlossen. Die Nockenscheibe 20 bewirkt wieder die Drehung der Schaufeln
38. Die xanthogenierte Alkalicellulose ist nun in einen Brei mit der Natriumhydroxydlösung
verwandelt worden. Dieser Vorgang wird in seinem Zeitablauf vom Zeitvorschalter
T, gesteuert, der mit dem Buckel 10' in Verbindung steht. Nach Beendigung
dieses Vorganges schließt die Vorrichtung T, einen Schalter t. und setzt
den Kontakt 10
unter Strom.
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J. Bei Drehung der Welle 47, bei der die Bürste 87
auf
den Kontakt 11 gebracht wird, leitet die Nockenscheibe 23 das öffnen
des Ablaufventils 78 ein, wodurch der Cellulosexanthogenatbrei aus dem Behälter
31
durch den Auslaß 37 abfließt. Ein Zeitschalter T., der auf die bekannte Exitleerungsdauer
eingestellt ist, schließt einen Schalter t4 nach Beendigung dieser Arbeitsstufe
und setzt so den Kontakt 11 unter Strom.
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K. Die Welle 47 dreht sich und bringt die Bürste 87 auf den
Kontakt 12. Die Nockenscheibe 23 leitet das Schließen des Entleerungsventils
78 ein. Die Nockenscheibe 20 hält die Drehung der Schaufeln 38
an,
-und die Nockenscheibe 22 öffnet das Ventil 74 im Natriumhydroxydeinlaßrohr
36. Es tritt eine bestimmte Menge Natriumhydroxydlösung in den Behälter
31 zum Ausspülen ein, und ein pneumatischer Schalter 104 schließt sich nach
dem Einlassen der Lösung und setzt den Kontakt 12 unter Strom.
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L. Durch Drehung der Welle 47 wird die Bürste 87
auf den Kontakt
13 gebracht, und die Nockenscheibe 22 veranlaßt die Schließung des Ventils
74, während die Nockenscheibe 20 wiederum die Schaufeln 38 in Drehung versetzt.
Nach einer bestimmten Zeitdauer, die durch einen Zeitschalter T, bestimmt
wird, schließt sich ein Schalter t. und setzt den Kontakt 13
unter Strom.
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M. Die Bürste 87 bewegt sich auf den Kontakt 14, und zu gleicher
Zeit veranlaßt die Xockenscheibe 23
das öffnen des Ablaufventils
78 und läßt die Waschflüssigkeit aus. Nach einer durch einen Zeitschalter
T, bestimmten Zeitdauer schließt sich der Schalter t, und setzt den Kontakt
14 unter Strom.
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N. Wenn sich die Bürste 87 auf den Kontakt
15
bewegt, veranlaßt die-Nockenscheibe 23 die Schließung des Ablaufventils
-78, und die Drehung der Schaufeln 38 wird durch die Nockenscheibe
20 angehalten. Ein pneumatisch durch Schließen des Auslaßventils 78 betätigter
Schalter 105 wird geschlossen und setzt so den Kontakt 15 unter Strom.
Die Trommel 30 ist nun bereit zum Beginn eines weiteren Arbeitszyklus. Die
Welle 47 hat sich in die Stellung der letzten Stufe gedreht und bringt nun die Bürste
87 auf den Kontakt 1 zurück.
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Alle Vorgänge in der Nähe der Trommel 30 werden pneumatisch
ausgeführt, um jede Explosionsgefahr durch elektrische Funken in Gegenwart des hochentzündlichen
Schwefelkohlenstoffs zu vermeiden. Sollte -es notwendig sein, die Welle 47 ohne
Benutzung der Regelvorrichtung um eine Stufe, weiterzudrehen, so kann der Drehschalter
84 durch einen Druckschalter 106 überbrückt werden.