DE2614675A1

DE2614675A1 - Vorrichtung zum messen der viskositaet einer stoffsuspension

Info

Publication number: DE2614675A1
Application number: DE19762614675
Authority: DE
Inventors: Veijo Dipl Ing Hietala
Original assignee: Valmet Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-05
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FI51740B; US4062226A; FI51740C; GB1514124A; SE7604362L

Description

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TlEDTKE - BüHLING " KlNNE - GrUPE Patentanwälte:

Dipl.-Ing. Tiedtke Dipl.-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne Dipl.-Ing. Grupe

8000 München 2, Postfach 202403 Bavarlaring 4

Tel.: (0 89)53 96 53-56

Telex: 5 24845 tipat

cable. Germaniapatent München

5. April 1976

B 7241/case 21992/TP/es

VALMET OY
Helsinki, Finnland

Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension

Die Erfindung bezieht sich,auf eine Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension, die ein die zu messende Stoffsuspension schneidendes Fühlglied und eine Vorrichtung zum Messen des von der fliessenden Stoffsuspension auf das Fühlglied ausgeübten Moments aufweist, wobei der durch Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension hervorgerufene Einfluß auf das Ergebnis der Momentmessung eliminiert worden ist.

In der Papier- und Kartonindustrie verwendet man zum Messen der Viskosität der Stoffsuspension unter anderem solche Messvorrichtungen, die in das Suspensionsrohr eingebaut sind und bei denen ein den Suspensionsstrom schneidendes Fühlglied vorgesehen ist. Das von der strömenden Stoffsuspension auf das Fühlglied

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ausgeübte Moment dient als Grundlage der Messung. Betreffs des Standes der Technik wird z. B. auf das finnische Patent 33 814 verwiesen. Eines der Probleme bei derartigen Messvorrichtungen besteht darin, daß die Messergebnisse von Veränderungen in der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension beeinflußt werden. Man hat versucht, diese Wirkung unter anderem in der in der SF-PS 41 695 angegebenen Weise zu kompensieren.

Bei Vorrichtungen dieser Art hat man versucht, dem Fühlglied eine derartige Form zu geben, daß die Abhängigkeit des Moments von der Strömungsgeschwindigkeit der Suspension möglichst gering ist. Das Fühlglied hat zu diesem Zweck in der Regel die Gestalt eines gebogenen Paddels, wobei das Blatt des Paddels in die Strömungsrichtung weist. Die Ebene des Blatts ist dabei senkrecht zu der das Fühlglied tragenden Achse; der Meßmechanismus mißt das in bezug auf die tragende Achse einwirkende Drehmoment. Wenn man in einer zur tragenden Achse senkrechten Ebene den Winkel zwischen dem Blatt und der Strömungsrichtung geeignet wählt oder an das Blatt die Strömung ablenkende Flächen anschließt, kann man in einem gewissen Bereich der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension das Drehmoment im wesentlichen von ihr unabhängig machen, dies aber nur innerhalb eines gewissen Viskositätsbereichs, der von der Qualität der Fasern in der Suspension abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension zu schaffen, bei der das Drehmoment auch in verschiedenen Viskositätsbereichen unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension ist, wobei das Meßergebnis selbst dann zuverlässig ist, wenn die Viskosität der Stoffsuspension in den unterschiedlichen Bereichen sehr stark voneinander abweicht. Dabei soll der Einfluß der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension in neuartiger Weise kompensiert sein.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung mit dem Fühlglied um eine Achse drehbar ist, die zur Strömungsrichtung und zu einer das Fühlglied tragenden Achse senkrecht ist, und daß das Fühlglied eine in bezug auf diese Achse und auf die tragende Achse schrägstehende Fläche aufweist, die beim Drehen der Messvorrichtung zusammen mit dem Fühlglied aus der Neutrallage in verschiedenen Richtungen die Strömung in verschiedenen Richtungen ablenkt und je nach der Drehrichtung und dem Betrag der Drehung verschieden gerichtete und verschieden große, von der Geschwindigkeit der Strömung abhängige Drehmomente in bezug auf die tragende Achse des Fühlglieds hervorruft.

Die übrigen Vorteile der Erfindung und die mit ihrer Hilfe erzielbaren Vorzüge gehen aus der weiteren Beschreibung der Erfindung hervor.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch das Drehmoment des Fühlglieds als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension bei verschiedenen Viskositäten;

Fig. 2 zeigt in Strömungsrichtung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension, wobei eine zweite Ausführungsform des Blatts des Fühlglieds mit gestrichelten Linien dargestellt ist;

Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Meßvorrichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 zeigt schematisch die Meßvorrichtung und das Fühlglied, die um den Winkel β gedreht sind;

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsforra des Fühlglieds der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.

Die Kurvenschar in Fig. 1 gibt das Drehmoment M des Fühlglieds als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit ν bei unterschiedlichen Viskositäten C bei einer gewissen Faserqualität wieder. Im Viskositätsbereich b ist die Einwirkung der Strömungsgeschwindigkeit ν ohne Bedeutung, während im Viskositätsbereich a eine stärkere

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Kompensation der Auswirkung der Strömungsgeschwindigkeit ν und im Viskositätsbereich c eine schwächere Kompensation der Auswirkung der Strömungsgeschwindigkeit ν notwendig ist.

In den Fig. 2 bis 4 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Viskosität dargestellt, bei der die Kompensation der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension leicht verstellbar ist. Eine Meßvorrichtung 1 ist so mit einem die Stoffsuspension führenden Rohr 2 mittels eines kreiszylinderförmigen Befestigungsteils 3 verbunden, daß man die Meßvorrichtung 1 mit ihrem Fühlglied 4 um die geometrische Achse des Befestigungsteils 3 drehen kann. Das Fühlglied 4 ist am Rumpf der Meßvorrichtung 1 mittels einer tragenden Achse 5 gelagert, die quer zur Strömungsrichtung der Stoffsuspension (Pfeilrichtung in Fig. 3 und 4) liegt. Ein Blatt 6 des Fühlglieds 4 ist schräg zu der geometrischenAchse des Befestigungsteils 3 , was von den früheren Bauweisen abweicht. Bei den gegenwärtig allgemein bekannten Bauweisen hingegen liegt das Blatt 6 des Fühlglieds 4 in gleicher Ebene mit der geometrischen Achse des Befestigungsteils 3. Wenn das Blatt 6 des Fühlglieds 4 parallel zur Strömung der Stoffsuspension liegt, wobei sich bei dieser Ausführungsform die Meßvorrichtung in der sog. neutralen Lage befindet, arbeitet die Meßvorrichtung 1 in gleicher Weise wie die gegenwärtig bekannten Bauweisen. Wenn man wiederum die Meßvorrichtung 1 so dreht, daß sich

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zwischem dem Fühlglied 4 und der Strömungsrichtung der Stoffsuspension ein Winkel /3 ergibt (Fig. 4) dann bewirkt das Blatt 6 des Fühlglieds 4 eine Richtungsänderung der Strömung, die ihrerseits eine auf das Blatt 6 einwirkende, auf dessen Fläche senkrechte und dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit proportionaleKraft hervorruft. Diese Kraft erzeugt in bezug auf die das Fühlglied 4 tragende Achse 5 ein Drehmoment, dessen Betrag dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit verhältnisgleich ist. Der Proportionalitätsfaktor ist einschließlich seines Vorzeichens vom Winkel ß abhängig. Durch Verändern des Winkels kann man somit die bezüglich der Faserqualität und des Viskosi-, tätsbereichs der Suspension am besten geeignete Kompensation der Geschwindigkeitsabhängigkeit entweder durch Ausprobieren oder anhand sonstwie gewonnener empirischer Angaben wählen. Deshalb ist die Meßvorrichtung 1 mit einer Skala (nicht dargestellt) versehen, an der man die Größe des Winkels β ablesen kann.

Eine zweite Ausführungsform der erfindunsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension ist in Fig. 2 dargestellt, in der das Blatt 6 des Fühlglieds 4 mit gestrichelten Linien gezeichnet ist. In dieser Ausführungsform ist an einem Rand des Blatts 6 des Fühlglieds 4 eine Abbiegung 7 vorgesehen, mit der man eine Strömungsablenkende Wirkung erzielt. In Fig. 2 ist die schrägstehende Fläche des Blatts 6 mit den Bezugszeichen 8 bezeichnet, wenn das gesamte Blatt 6 in eine schräge Lage gebogen ist, und mit 8", wenn das Blatt 6 nur teilweise schräg abgewinkelt ist. 609846/0637

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Fig. 5 zeigt eine weitere günstige Ausführungsform, bei der ein den Suspensionsstrom schneidendes Teil 9 des Fühlglieds 4 die Form eines Stabes aufweist. Dieses stabartige Teil

9 ist vorteilhafterweise mindestens auf einem Teil seiner Länge flach gestaltet, so daß die Ebenen der sich ergebenden Flächen

10 schräg zur geometrischen Achse des Befestigungsteils 3 stehen.

Erfindungsgemäß kann man somit das Drehmoment von der Strömungsgeschwindigkeit der Massensuspension unabhängig machen und zwar unabhängig von dem Viskositätsbereich.

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Claims

Patentansprüche

'[l.j Vorrichtung zum Messen der Viskosität einer Stoffsuspension mit einem die strömende Stoffsuspension schneidenden Fühlglied und einer Vorrichtung zum Messen des von der strömenden Stoffsuspension auf das Fühlglied einwirkenden Drehmoments, wobei der Einfluß von Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit der Stoffsuspension auf das Drehmoment eliminiert worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (1) mit dem Fühlglied (4) um eine Achse drehbar ist, die zur Strömungsrichtung und zu einer das Fühlglied (4) tragenden Achse (5) senkrecht ist, und daß das Fühlglied (4) eine in bezug auf diese Achse und auf die tragende Achse (5) schrägstehende Fläche (8, 8'ΊΟ) aufweist, die beim Drehen' der Meßvorrichtung (1) zusammen mit dem Fühlglied (4) aus der Neutrallage in verschiedenen Richtungen die Strömung in verschiedenen Richtungen ablenkt und je nach der Drehrichtung und dem Betrag der Drehung verschieden gerichtete und verschieden große _r von der Geschwindigkeit der Strömung abhängige Drehmomente in bezug auf die tragende Achse (5) des Fühlglieds hervorruft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlglied (4) die Gestalt eines gebogenen Paddels hat, so daß ein Blatt (6) des Paddels in die Strömungsrichtung weisend gebogen

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ist und dabei die Ebene des Blatts (6) zu der Achse schräg steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Fühlglied (4) die Gestalt eines gebogenen Paddels hat, so daß ein Blatt (6) des Paddels in die Strömungsrichtung weisend gebogen ist, und daß an einem oder an beiden Rändern des Blatts (6) eine Abwinkelung (7) vorgesehen ist, wobei die Ebene desjenigen Teils des Blatte (6), den die besagte Abwinkelung begrenzt, zu der Achse schräg st eht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlglied (4) ein im wesentlichen stabartujt.»:: Toil (9) aufweist, in die Strömungsrichtung weisend gebogen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stabartige Tei L (')) zumindest über einen Teil seiner Länge flach ausgebildet ist, wobei die Ebenen der entstehenden Flächen (10) zu der Achse schräg stehen.

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