DE2347313A1

DE2347313A1 - Verfahren zur regelung einer papiermaschine

Info

Publication number: DE2347313A1
Application number: DE19732347313
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Bioernstad
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1973-09-06
Filing date: 1973-09-20
Publication date: 1975-03-27
Also published as: FI244374A; JPS5053609A; GB1478649A; US3993537A; CH579180A5; FI58365C; IT1020338B; AT328284B; ATA789473A; JPS5417044B2; FI58365B; SE409478B; SE7411195L; CA1010694A

Description

ESQIt-R VJYSS GIlBIU Ravensburg / Württ. (Deutschland)

Verfahren zur Regelung einer Papiermaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer Papiermaschine in Abhängigkeit von der Entv?ässerungsfänigkeit des einem Stoffauflauf zugeführten Stoffes, der dem Stoffauflauf mit konstanter zeitlicher Durchflussmenge der Suspension sowie mit konstanter Konzentration der Suspension zugeführt wird.

Zur Einstellung von Elementen oder Betriebsgrößen einer Papiermaschine, wie z.B. eines Refiners, werden meistens diskontinuierliche Messverfahren verwendet. Derartige Messverfahren sind z.B. der Sehopper-Riegler-Versuch oder der Freeness-Test. Dabei ist es einerseits sehr schwierig, eine tatsächlich repräsentative Probe des Stoffes zu entnehmen und andererseits die Betriebswerte der Papiermaschine nach den Ergebnissen eines derartigen Versuches einzustellen.

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Die Einstellung erfordert sehr viel Geschick und Erfahrung. Es sind auch komplizierte Messverfahren zur kontinuierlichen Messung der Entwässerungsfähigkeit bekanntgeworden. Die entsprechenden Vorrichtungen sind im Betrieb empfindlich und trotz des komplizierten Aufbaues nicht ausreichend zuverlässig. Wie bei den diskontinuierlichen Messverfahren spielt auch hler das Problem der Auswahl einer repräsentativen Probe eine grosse Rolle.

Andererseits sind die den Mahlgrad des Stoffes, welcher einen grundlegenden Einfluss auf die Entwässerungsfähigkeit hat, beeinflussenden Refiner mit besonderen Regelvorrichtungen zur Konstanthaltung des Mahlgrades versehen worden. So wurde durch Veränderung des Spaltes zwischen dem Rotor und dem Stator des Refiners seine Leistungsaufnähme, der Temperaturanstieg oder der Druckanstieg des Stoffes zwischen Eingang und Ausgang konstantgehalten. Trotz komplizierter Regelungen konnte z.B. die Abnützung des Refiners und ihre Wirkung auf das Mahlresultat nicht erfasst werden. Auch hatten Aenderungen in der Qualität des Stoffes einen Einfluss, der durch die bekannten Regelungen nicht erfasst werden konnte.

Die Erfindung hat die Schaffung einer Regelung zum Ziel, welche die erwähnten Nachteile nicht aufweist, einfach ist und dabei eine einwandfreie Beeinflussung der Betriebsgrös-

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sen einer Papiermaschine, insbesondere des Mahlgraäes im Refiner,gestattet.

Die erfindungsgemässe Regelung, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass als Messsignal für die Regelung ein von der Entwässerungsfähigkeit des Stoffes abhängiger Druck am Stoffauflauf dient.

Durch diese Massnahme werden die Schwierigkeiten vermieden, welche bei den bekannten Papiermaschinen z.B. mit der Auswahl einer repräsentativen Stoffprobe für die Messung zusammenhängen. Das Messsignal wird direkt an der Stelle der Maschine abgenommen, wo sich die Entwässerungsfähigkeit am empfindlichsten auswirkt, nämlich v/ährend der Vliesbildung auf einem Sieb.

Wenn während der Bildung des Vlieses an seiner Unterseite ein konstanter Druck herrscht, kann als Messsignal ein Druck des Stoffes im Stoffauflauf dienen.

Dadurch wird eine sehr empfindliche Messung der Entwässerungsfähigkeit des Stoffes ermöglicht, da bei einer plötzlichen Erhöhung der Dichte des Vlieses sofort die Durchströmung des Siebwassers, behindert wird und dessen Druck im Stoffauflauf steigt und umgekehrt.

Wenn andererseits der Druck an der Unterseite des im Stoffauflauf sich bildenden Vlieses in Abhängigkeit von

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einem Druck des Stoffes im Stoffauflauf geregelt wird, ist es möglich, als Messsignal den an der. Unterseite des Vlieses wirkenden Druck heranzuziehen. Bei einer derartigen Ausbildung der Regelung ist es möglich, durch Anpassung des Druckes, z.B. des Vakuums in einer Saugbrustwalze, eine zwischen einer Veränderung am Refiner und ihrer Auswirkung am Stoffauflauf bestehende Totzeit zu überbrücken.

Wenn das Messsignal zurBeeinflussung der Mahlwirkung eines Refiners, welcher dem Stoffauflauf vorgeschaltet ist, verwendet wird, so wird auf diese Weise eine äusserst einfache Regelung der Blattbildung der Papiermaschine erhalten, wobei unter Umständen die bisherigen komplizierten Refiner-Regelungen entfallen können.

Dabei ist es möglich, in Abhängigkeit vom Messsignal entweder die Drehzahl des Rotors des Refiners oder die Grosse des zwischen dem Rotor und dem Stator befindlichen Spaltes zu beeinflussen.

Ausser zur Beeinflussung des Mahlgrades im Refiner kann jedoch das Messsignal auch zur Beeinflussung dem Stoffauflauf nachgeschalteter Entwässerungselemente, wie z.B. verschiedener Trocknungsvorrichtungen oder Pressen, verwendet werden.

Wenn eine Maschine mehrere Stoffauflaufe aufweist,

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die liber einen gemeinsamen Refiner gespeist werden, ist es möglich, die Messsignale der einzelnen Stoffaufläufe zu kombinieren und das kombinierte Signal als Messsignal zur Regelung zu verwenden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung.

Es zeigt:

Fig.1 ein Schema eines Teiles einer Papiermaschine

mit einer Saugbrustwalze mit Stoffauflauf sowie einem Refiner,

Fig.2 einen Ausschnitt aus der Fig.2 mit einer anderen Art der Beeinflussung der Mahlwirkung des Refiners,

Fig.3 ein Schema einer Saugbrustwalze mit Beeinflussung des Druckes im Stoffauflauf durch das in der Walze wirkende Vakuum,

Fig.4 die Beeinflussung der Heizung von Trocknungszylindern in Abhängigkeit vom Messsignal des Stoffauflaufes und

Fig.5 eine Schaltung zum Kombinieren der Messsignale

mehrerer an einen Refiner angeschlossener Stoffaufläufe .

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In der Fig.1 ist eine Saugbrustv/aize 1 mit einem Stoffauflauf 2 dargestellt. Die Saugbrustwalze 1 enthält eine hohle Walze 3 mit einem Sieb 4, das z.B. auf der Walze 3 augeschrumpft ist. In der Walze 3 befinden sich Saugkasten 5, 6, 7, die über Abscheider 8 für Siebwasser an eine nicht dargestellte Quelle von Unterdruck, z.B. eine Vakuumpumpe, angeschlossen sind. Aus Anschaulichkeitsgründen ist in der Fig.1 nur ein Wasserabscheider 8 dargestellt.

Aus den Wasserabscheidern gelangt das ausgeschiedene Wasser in einen Siebwasserbehälter 10,der zur Einhaltung eines konstanten Flüssigkeitsspiegels mit einem üeberlauf 11 versehen ist. Aus dem Siebwasserbehälter 10 führt eine Rohrleitung 12 zu einer Speisepumpe 13 für Stoff, deren Förderleitung 14 in den Stoffauflauf 2 führt. Das am Sieb 4 gebildete Vlies 18 wird mit der Hilfe eines Filzes 20 und einer Anpresswalze 21 vom Sieb 4 abgehoben.

Weiter ist in der Fig.1 ein Refiner 22 mit einem Stator 23 und einem Rotor 24 dargestellt. Zwischen beiden ist schematisch ein in bekannter Weise gebildeter Spalt S darge-

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stellt. Zur Veränderung der Spaltgrösse und somit der Mahlwirkung bzw. des Mahlgrades des Stoffes ist der Refiner mit einem Getriebe 25 versehen, mit dessen Hilfe der Rotor 24 z.B. von Hand in axialer Richtung verstellt werden kann. Da der Stator 23 und der Rotor 24 wie üblich konisch sind, wird dadurch die gewünschte Veränderung der Grosse des Spaltes S erhalten.

Nach der Fig.1 wird der Rotor 24 des Refiners 22 durch einen Elektromotor 26 mit veränderlicher Drehzahl angetrieben. Zur Veränderung der Drehzahl des Motors 26 ist eine Steuervorrichtung 27 mit einem Regler 28 vorgesehen, der einen Sollwert 29 hat. Der Regler 28 erhält ein Messsignal über eine Signalleitung 30 von einem Druckfühler 31, der im Stoffauflauf 2 angeordnet ist. Der Druckfühler befindet sich im Bereich des Endes des Stoffauflaufes, wo der kleinste Druck herrscht und sich daher Veränderungen dieses Druckes verhältnismässig am grössten auswirken.

Dem Refiner wird der Stoff mit einer Konzentration von z.B. 3, 5 % aus einer Stoffbütte 32 durch eine Leitung 33 zugeführt. Der Bütte selbst wird der Stoff aus einer Leitung 34 zugeführt. Die Bütte hat einen Ueberlauf 35, durch welchen gewährleistet wird, dass der Stoff dem Refiner 22 immer mit einem konstanten statischen Druck zugeführt wird.

Zur Konstanthaltung der Konzentration des Stoffes ist in der Leitung 33 ein Konzentrationsmessorgan 43 angeordnet, das z.B. auf dem Prinzip der Messung von Scherkräften

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arbeiten kann. Das Messsignal des Messorganes 43 wird einem Regler 44 zugeführt, der ein Ventil 45 beeinflusst, das in einer Wasserleitung 46 geschaltet ist.

Aus dem Refiner gelangt der Stoff durch eine Leitung in eine Mischstelle 37 in der Leitung 12, wo er mit dem Siebwasser aus dem Behälter 10 vermischt und verdünnt wird. Zur Einhaltung einer konstanten Durchflussmenge der Suspension ist in der Leitung 36 eine an sich bekannte Regelvorrichtung mit einem Durchflussmesser 15, einem Regler 16 und einem Regelventil 17 vorgesehen.

Bei konstanter zeitlicher Durchflussmenge der dem Stoffauflauf 2 zugeführten Suspension, die gleichzeitig mit konstanter Konzentration zugeführt wird,sowie bei konstantem Vakuum in den Saugkästen 5, 6, 7, insbesondere im Saugkasten 6, beeinflusst die Entwässerungsfähigkeit des Stoffes und damit die Durchlässigkeit des am Sieb 4 gebildeten Vlieses 18 den Druck des Stoffes im Stoffauflauf 2. Sobald die Entwässerung sfähigkeit sinkt, steigt der Druck und vermindert sich umgekehrt bei steigender Entwässerungsfähigkeit.

Bei der in der Fig.1 dargestellten Anordnung hat eine Veränderung des Druckes im Stoffauflauf 2 sofort eine Veränderung des Mahlgrades des Stoffes im Refiner zur Folge. Wenn z.B. der vom Fühler 31 festgestellte Druck steigt, was auf eine Verminderung der Entwässerungsfähigkeit und eine zu feine Mahlung des Stoffes hinweist, wird durch den Motor 26 die Dreh-

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zahl des Rotors 24 vermindert. Dadurch wird die erforderliche Einstellung durchgeführt.

Wie noch aus der Fig.1 hervorgeht, kann an die Leitung 30 ein Regler 40 angeschlossen sein, der sein Signal durch eine Leitung 41 weiteren Elementen der Papiermaschine zuführt.Der Sollwert des Reglers 40 ist mit 42 bezeichnet.

Die Fig.2, die einen Ausschnitt aus der Fig.1 darstellt, zeigt eine andere Möglichkeit der Beeinflussung des Mahlgrades im Refiner. Einander entsprechende Teile sind in der Fig.2 mit gleichen Bezugszeichen wie in der Fig.1 bezeichnet.

Nach der Fig.2 ist der Antriebsmotor 26 des Refiners mit einem Messgerät 50 zur Leistungsmessung versehen. Das Messgerät 50 wirkt über eine Signalleitung 51 auf einen Regler 52, dem das Signal des Reglers 28 zugeführt wird. Der Regler 52 wirkt auf einen Servomotor 53 zur Verstellung der Grosse des Spaltes S zwischen Stator 23 und Rotor 24 des Refiners 22. Die Teile 50 bis 53 bilden dabei einen untergeordneten Regelkreis, welcher unter dem Einfluss des Reglers 28 steht. Die Beeinflussung des Mahlgrades erfolgt in diesem Fall nicht durch eine Veränderung der Drehzahl des Motors 26, sondern durch eine Veränderung der Grosse des Spaltes S durch axiale Bewegung des Rotors 24 gegenüber dem Stator 23.

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Die Fig.3 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt aus der Fig.1 mit einer anderen Ausführungsform der Saugbrust.walze. Auch hier sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Nach der Fig.3 ist in einer vom Abscheider 8 führenden Vakuumleitung 60 ein Regelventil 61 angeordnet, das durch eine Signalleitung 62 mit einem Regler 63 verbunden ist. Der Regler 63 erhält einerseits durch eine Signalleitung 64 das Messsignal des Druckfühlers 31, andererseits einen Sollvert

Bei dieser Anordnung wird das Vakuum im Saugkasten 6 derart beeinflusst, dass dadurch der vom Druckfühler 31 ge-.messene Druck, unabhängig von der Entwässerungsfähigkeit des Stoffes, konstantgehalten wird. In diesem Fall wird nicht das Messsignal des Druckfühlers 31, sondern das Messsignal eines Druckfühlers 66 für die Regelung verwendet. Der Druckfühler wird vom Druck beeinflusst, der im Saugkasten 6 wirkt und sendet sein Messsignal in eine Leitung 30¹, welche an den Regler 28 in gleicher Weise wie die Leitung 30 angeschlossen sein kann.

Die Fig.4 zeigt eine weitere Möglichkeit der Verwendung des Messsignales des Druckfühlers 31 oder 66.

In der Fig.4 wird durch die Leitung 41 das Signal des Reglers 40 einem Regler 42 zugeführt, welcher ein Regel-

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ventil 43 beeinflusst, das sich in einer Dampfleitung 44 befindet. Die Dampfleitung dient für die Zufuhr von Heizdampf in Zylinder 45, über welche die bereits entwässerte, jedoch noch feuchte Papierbahn 46 geführt wird. Nach dem Regelventil 43 ist an die Leitung 44 ein Druck- oder Temperaturfühler 47 angeschlossen, der sein Messsignal dem Regler 42 durch eine Signalleitung 48 zuführt.

Durch die in der Fig.4 dargestellte Anordnung kann jeweils die Temperatur des Heizdampfes in den Zylindern 45 und somit die Heizleistung an die durch die Entwässerungsfähigkeit des Stoffes gegebenen Anforderungen angepasst werden.

Die Fig.5 zeigt schliesslich eine Anordnung, wie sie bei mehreren Stoffaufläufen, die über einen gemeinsamen Refiner gespeist werden, Anwendung findet.

Nach der Fig.5 werden z.B. die Messsignale der einzelnen Druckfühler 31 der Stoffaufläufe durch Signalleitungen 30" einem Kombinator 70 zugeführt, der z.B. ein einfaches Summierorgan sein kann. Der Kombinator 70 sendet das von ihm gebildete Signal in die Leitung 30, wo es, wie bereits beschrieben, dem Regler 28 zugeführt wird. In gleicher Weise kann das Signal aus der Leitung 30 auch dem Regler 40 mit der Ausgangsleitung 41 zugeführt werden.

Ausser zur Regelung der Trocknungswirkung der Heizzylinder kann das vorliegende Regelverfahren auch zur Beeinflussung von verschiedenen anderen Entwässerungselementen, wie z.B. Saugkasten und Saugzonen, verwendet werden.

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Claims

- 12 Patentansprüche

( 1.jVerfahren zur Regelung einer Papiermaschine in Abhängigkeit von der Entwässerungsfähigkeit des einem Stoffauflauf zugeführten Stoffes, der dem Stoffauflauf mit konstanter zeitlicher Durchflussmenge der Suspension sowie mit konstanter Konzentration der Suspension zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Messsignal für die Regelung ein von der Entwässerungsfähigkeit des Stoffes abhängiger Druck am Stoffauflauf dient.
2. Verfahren nach Anspruch 1, mit konstantem Druck an der Unterseite des im Stoffauflauf sich bildenden Vlieses, dadurch gekennzeichnet, dass als Messsignal der Druck des Stoffes im Stoffauflauf dient.
3. Verfahren nach Anspruch 1, mit in Abhängigkeit vom Druck des Stoffes im Stoffauflauf geregelten Druck an der Unterseite des im Stoffauflauf sich bildenden Vlieses, dadurch gekennzeichnet, dass als Messsignal der an der Unterseite des Vlieses wirkende Druck dient.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal zur Beeinflussung der Mahlwirkung eines Refiners, welcher dem Stoffauflauf vorgeschaltet ist, dient.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Messsignal die Drehzahl des Rotors des Refiners beeinflusst wird.
6. Verfahren nach Anspruch A₁ dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Messsignal die Grosse des zwischen dem Rotor und dem Stator befindlichen Spaltes beeinflusst wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsignal zur Beeinflussung dem Stoffauflauf nachgeschalteter Entwässerungselemente dient.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei einer Maschine mit mehreren Stoffauflaufen, die über einen gemeinsamen Refiner gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsignale der einzelnen Stoffaufläufe kombiniert werden, und dass das kombinierte Signal als Messsignal zur Regelung verwendet wird.

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