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EINRICWI1UNG ZUR BESTIMMUNG U1iD REGISTRIERUNG
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DES MAHLUNGSGRADES VON FASERSTOFFEN Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf in--troll- und kießmittel, vorzugsweise der Zellstoff- und Papierindustrie
und betrifft insbesondere Sinrichtungen zur Bestimmung und Registrierung des Mahlunsgrades
von Faserstoffen.
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Am erfolgreichsten kann diese Erfindung zur Vornahme von Messungen
des Mahlungsgrades von durch die Stoffleitung zur Maschine für die Herstellung von,
beispielsweise Papier, Pappe beziehungsweise Holzfaserplatten, fließendem Papierbrei
zwecks Steuerung des Prozesses der Faserstoffmahlung an den lviahlausrüstungen verwendet
werden.
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Gegenwärtig sind mehrere Einrichtungen bekannt, welche zur Steuerung
technologischer Prozesse bei der Papier und Zellstoffherstellung Verwendung finden.
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So werden zur Bestimmung des lGahlungsgrades von Faserstoffen verschiedene
Laborgeräte wie das Schopper-Riegler-Gerät bzw. das Defibrator-Sekunde-Gerät verwendet.
Das Schopper-Riegler-Gerät weist aber im Bereich von 8 bis 250 Sch. R. sowie ab
90° Sch. R. eine ungenügende Empfindlichkeit gegenüber der linderung des Mahlungsgrades
des Faserstoff es auf. Das Defibrator-Sekunde-Gerät ist in diesem Bereich empfindlicher,
beide Geräte eignen sich aber nicht für den kontinuierlichen Betrieb unmittelbar
an der Stoffleitung.
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Am nächsten zur erfindungsgemäßen Einrichtung nach ihren Konstruktionsmerkmalen
steht eine bekannte Einrichtung zur Bestimmung und Registrierung des Mahlungsgrades
von Faserstoffen (siehe US-PS 4089210), welche einen Durchlaufbehälter für den Faserstoff,
dessen 25ahlungsgrad zu bestimmen ist, ein Mittel für den Faserstoffeintritt in
den besagten Behälter, das mit dem Behälter verbunden und zum Anbau an die Stoffleitung
bestimmt ist, sowie ein Tauchgerät zur Bestimmung des Mahlungsgrades enthält. Das
letztere enthält ein zylindrisches Eohlgehäuse, das mit einem
Siebboden
für den Durchlaß der Flüssigkeit aus dem Faserstoff versehen ist. Der Innenraum
des genannten Gehäuses besteht aus zwei kommunizierenden Kammern (Filterkammer und
Meßkammer), von welchen die Filterklammer von größerem Querschnitt ist. Es ist eine
Druckluftanlage zum Eintauchen des genannten Tauchgeräts in den Faserstoff und dessen
Herausziehen aus dem letzteren in bestimmten Zeitabständen vorgesehen. Darüber hinaus
enthält die bekannte Einrichtung einen an ein wahrnehmendes Element angeschlossenen
Differenzdruckgeber, welcher ausgangsseitig über ein Zusatzgerät sowie einen Funktionswandler
an ein Registriergerät angeschaltet ist.
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In der beschriebenen Einrichtung gelangt das Filtrat zuerst in den
Innenraum des Gerätes zur Bestimmung des Mahlungsgrades unter einem Druck, der als
Differenz der Spiegel des Faserstoffes im Behälter mit gleichbleibendem Spiegel
und des Faserstoffes in der Höhe des Siebbodens des Gerätes zur Bestimmung der Röschheit
bei dessen Eintauchen in den Behälter mit gleichbleibendem Spiegel ermittelt wird.
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Während das genannte Gerät mit dem Filtrat allmählich gefüllt wird,
fällt der hydrostatische Filtrats tionsdruck ab, d.h. der Filtriervorgang verläuft
unter veränderlichem Druck, was sich auf die Ergebnisse der Messung des Mahlungsgrades
des Fasrstoffes nachträglich auswirkt.
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Ferner wird im modernen technologischen Prozeß der Faserstoffmahlung
hauptsächlich Rückwasser mit hohem Anteil an Kleinfasern verwendet. Bei der Uberwaschung
des Mahlungsgrades des Faserstoffes nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren
überziehen die Eleinfasern wegen der starken Filtrationsdruckschwan kungen im Anfangsstadium
die Sieboberfläche und füllen danach die Poren des röschen Faserstoffes, was zur
fehlerhaften schätzung des Mahlungsgrades des Faserstoffes führt und Fehler bei
der Ermittlung dieses Parameters verursacht. Dadurch wird der Einsatz der
genannten
Einrichtung für die Uberwachung und Steuerung der Mahlung von röschen Faserstoffen
erschwert.
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Bekanntlich hängen die Filtrationseigenschaften des Faserstoffes
auch von der Viskosität des Filtrats ab, welche ihrerseits durch die Temperatur
und die physikaliscil-chemischen Eigenschaften des Filtrats bedingt werden (siehe
Korn und Burgstaller 'tHandbuch für Werkstoffprüfungt1, 1953, Bild 324).
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In der bekannten Einrichtung wird jedoch das Filtrationsvermögen
des Faserstoffes ohne Berücksichtigung dieses Kennwertes ermittelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine.
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Einrichtung zur Bestimmung und Registrierung des Mahlungsgrades des
Baserstoffes zu entwickeln, in welcher eine hohe Meßgenauigkeit durch Ausschalten
des Einflusses von Druckschwankungen in der Filterkammer und der Viskosität des
Filtrats auf den Meßvorgang gewährleistet wird.
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Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der Einrichtung
zur Bestimmung und Registrierung des Mahlungsgrades von Faserstoffen, welche einen
an der Stoffleitung anzubauenden Durchlauf oehälter mit gleichbleibendem Spiegel
für den Faserstoff, ein Tauchgerät zur Bestimmung des I;ahlungsgrades mit einem
durch eine Programmierungseinrichtung gesteuerten Antrieb zu dessen Verstellung
im Behälter mit gleichbleibendem Spiegel, enthaltend eine Filterkammer mit Siebboden
sowie eine Meßkammer, welche mit der Filterkammer und mit der Außenluft koinmuniziert
und einen Boden aufweist, ein gegenüber den änderungen des Filtratspiegels empSindliches
Element, welches in die Meßkammer eingeführt und über einen Differenzdruckgeber
an ein Zusatzgerät angeschlossen ist, das mit einem Funktionswandler gekoppelt ist,
dessen Ausgangssignal die Information über das Filtrationsvermögen des in die Meßkammer
zugeführten Faserstoffes liefert, wie auch ein Registriergerät einschließt, die
Filterkammer erfindungsgemäß durch eine Wand mit Oberlaufrand begrenzt
ist,
über welche die Filterksmmer mit der Meßkammer verbunden wird, und darüber hinaus
zusätzlich ein Mittel zum Filtratablassen aus der Meßkammer nach der vorherigen
Messung des Spiegels dieses Filtrats, enthaltend eine kalibrierte Bohrung, weiter
einen Kommutator, einen weiterenFunktionswandler, dessen Ausgangssignal die Information
über die Viskosität des aus der Meßkammer äbfließenden Filtrats liefert, sowie einen
Block zur Berechnung des Itahlungsgrades des Faserstoffes, dessen Ausgang an das
Registriergerät und die Eingänge an die Ausgänge der Funktionswandler angeschlossen
sind, wobei der Eingang eines jeden Funktionswandlers jeweils an den betreffenden
Ausgang des Kommutators geschaltet und der Eingang des Kommutators mit dem Ausgang
des Zusatzgerätes und sein Steuereingang mit der Programmierungseinrichtung gekoppelt
ist.
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Die vorgeschlagene Ausführungsform gestattet es, die Filtration bei
ständigen Druckschwankungen zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Sinrichtung besteht darin, daß das Filtrat in der Meßkammer sich unter Normaldruck
befindet.
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Die neue Ausführungsform der beanspruchten S richtung ermöglicht
es, das die Information über die Viskosität des Filtrats liefernde Signal abzusondern
und eine zuverlässige Information über den Mahlungsgrad des Faserstoffes zu gewinnen.
Somit wird die Meßgenauigkeit des Mahlungsgrades im technologischen Prozeß unabhängig
von den Besonderheiten und der Aufbereitungstechnologie des Halbproduktes erhöht.
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Die genannten und anderen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden nachstehend in ihren Ausführungsbeispielen näher erläutert, in denen die
gleichen Teile durchlaufend numeriert sind In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den Blockschaltplan des Brfindungsgegenstandes gemäß einer Ausführungsvariante,
welche das in den Papierbrei eingetauchte Gerät zur Bestimmung des Mahlungsgrades
zeigt und
Sig. 2 eine Ausführungsvariante des Blocks zur Berechnung
des Mahlungsgrades des Faserstoffes, der in der erfindungsgemäßen Einrichtung Verwendung
findet.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der in seinem oberen Teil geöffnete
Durchlaufbehälter 1 an der Stoffleitung 2 angeordnet, durch welche der Faserstoff
einer Papiermaschine (nicht gezeigt) zugeführt wird.
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Der genannte Behälter 1 ist in einem Behälter 3 untergebracht, welcher
über ein Ablaufrohr 4 mit der Stoffbütte (nicht gezeigt) verbunden ist. Wie Fig.
1 zeigt, erfolgt der Ablauf des Faserstoffes aus dem Behälter 3 unten an dem in
Strömungsrichtung des Stoffes zur lVIaschine für die Herstellung von beispielsweise
Papier (nicht gezeigt) liegenden Abschnitt.
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Der Faserstoff fließt aus der Stoffleitung 2'in den Durchlaufbehälter
1, läuft über dessen Wände über und gelangt auf diese Weise in den Behälter 3. Dadurch
wird der Baserstoffstand im Durchlaufbehälter 1 konstantgehalten. Der Faserstoff
im Durchlaufbehälter 1 ist der Stoff, dessen Mahlungsgrad zu bestimmen ist. Da er
aber dauernd fließt, wird er im Durchlaufbehälter 1 ständig erneuert, so daß die
Mahlgradmessungen am neuzugeführten und ununterbrochen erneuten Stoff aus der Stoffleitung
vorgenommen werden.
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Das Tauchgerät 5 zur Bestimmung des Mahlungsgrades ist mit einem
Mittel zum regelmäßigen Eintauchen desselben in den Faserstoff und zu seinem anschließenden
Herausziehen aus dem Faserstoff verbunden. Die Einrichtung zum regelmaßigen Eintauchen
des Gerätes 5 enthält einen Arbeitszylinder 6, der vom unter Druck stehenden flüssigen
Medium gesteuert wird, sowie einen Steuerblock 7 zur Zuführung des flüssigen Mediums
zum Arbeitszylinder 6, welcher durch eine in der gegebenen Ausführungsvariante der
Erfindung als Zeitrelais 8 gestaltete ?rogrammierungseinrichtung gesteuert wird.
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Die Einrichtung zum regelmäßigen Eintauchen des Gerätes 5 umfaßt ferner
eine Quelle des unter Druck stehenden flüssigen Mediums, die allgemein mit 9 bezeichnet
ist.
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Besonders gut eignet sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung
ein druckluftbetätigter Antrieb des Gerätes 5 zur Bestimmung des Mahlungsgrades
zum Eintauchen des letzteren in den und zu seinem Herausziehen aus dem Faserstoff,
was allerdings keinesfalls bedeutet, daß in der Erfindung nur ein solcher Antrieb
des Gerätes zur Bestimmung des liahlungrsgrades eingesetzt werden kann, da es für
die Fachleute auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sein dürfte, daß auch andere
Antriebssysteme verwendet werden können.
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Der Arbeitszylinder 6, der zur Druckluftanlage des Antriebs des Gerätes
5 zur Bestimmung des Mahlungsgrades gehört, ist mit einem elektromagnetischen LuStsteuerblock
7 operativ verbunden. Der Buftsteuerblock 7 wird vom Zeitrelais 8 derart gesteuert,
daß das Gerät 5 unter der Wirkung des Kolbens des Druckluft zylinders 6 in den Faserstoff
und eine voregebene und konstantbleibende Tiefe eingetaucht und nach Ablauf einer
bestimmten Zeitspanne über den Faserstoff gehoben wird. Die vorstehend erwähnte
Druckluftquelle 9 dient zur Luftau£bereitung und enthält einen blzerstäuber 10,
ein Druckminderventil 11 für die DuStdruckeinstellung und ein Filter 12 für die
Reinigung der dem Druckminderventil 11 zugeführten Luft.
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Beim Eintreffen des Signals vom Zeitrelais 8 betätigt der Luftsteuerblock
7 den Kolben des Druckluftzylinders 6, so daß das Gerät 5 in den Faserstoff im Durchlaufbehälter
1 eingeführt wird.
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Das Gerät 5 zur Bestimmung des Mahlungsgrades des Faserstoffes enthält
eine Filterkammer 13 mit einem Siebboden 14 sowie eine mit der FiLterkammer 13 kommunizierende
Meßkammer 15, die auch mit der Außenluft verbunden ist, wobei die Meßkammer 15 zum.
Teil über der Filterkammer 13 liegt. Wie aus Fig. 1 ersicht-
lich
ist, liegt der Uberlaufrand 16 beziehungsweise die Trenngrenze zwischen kommunizierender
Filtrierkammer 13 und Meßkammer 15 bei der unteren Stellung des Gerätes 5 unterhalb
des Randes des Behälters 1 mit gleichbleibendem Spiegel.
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In die Meßkarumer 15 des Gerätes 5 ist ein gegenüber dem.lslüssigkeitsstand
in dieser Kammer empfindliches Element eingeführt. Als wahrnehmendes Element kann
ein beliebiges, den Fachleuten bekanntes Mittel zur Bestimmung des Blüssigkeitsstandes,
beispielsweise ein Schwimmer, elektrische Kontakte u.dgl., eingesetzt werden. Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erz in dung ist als zum Flüssigkeitsstand empfindliches
Element ein Druckluftmischrohr 17 verwendet, das in die Meßkammer 15 eineführt und
durch einen biegsamen Schlauch 18 mit der Quelle 19 der dem Druckluftmischrohr 17
zugeführten Druckluft sowie mit einem Differenzdruckgeber, beispielsweise ainem
an sich bekannten, mit einem Differentialtransformator (nicht gezeigt) versehenen
Differenzdruckmanometer 20 verbunden ist.
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Die Quelle 19 enthält einen Luftdurchflußregler 21, der für die Zumessung
der dem Druckluftmischrohr 17 zugeführten Zuluft bestimmt ist, ein Druckminderventil
22 sowie ein Filter 23.
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Der durch die Flüssigkeitsschicht der Druckluftmischung geleistete
Widerstand schafft einen Gegendruck, welcher der Höhe der Flüssigkeitssäule über
der austrittsöffnung des in der Meßkammer 15 angeordneten Rohres 17 proportional
ist.
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Daher steht der SuStdruck P am Austritt des Rohres 17 mit dem Flüssigkeitsstand
in der Meßkammer 15 in folgender funktionaler Abhängigkeit: P = Hierin bedeuten:
H - der zu messende Flüssigkeitsstand über.der Austrittsöffnung des Druckluftmischrohres
17; Dichte der Flüssigkeit.
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Der Luftdruck im Rohr 17 wird mit dem Differenzdruckmanometer 20
gemessen.
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Dieser Druck wird der ersten der zwei Kanimern des Differenzdruckmanogeters
20 zugeführt, wobei die zweite Rammer zwecks Ausschaltung des Einflusses von Druckschwankungen
der Umgebung mit der Außenluft verbunden ist.
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Die Änderung des Druckgefälles in den Kammern des Differenzdruckmanometers
20 verursacht eine Verschiebung des Kernes des Differentialtransformators (nicht
gezeigt) dieses Differenzdruckmanometers. Durch diese Verschiebung werden die Spannung
und Phase am Ausgang des Differenzdruckmanometers 20 geändert, welcher an das Zusatzgerät
24 angeschlossen ist. Im gegebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das
Zusatzgerät 24 einen ersten Mikroschalter (nicht gezeigt)sowie einen zweiten Mikroschalter
(ebenfalls nicht gezeigt).
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Diese Mikro schalter sind auf bestimmte Werte des Blüssigkeitsstandes
voreingestellt. So spricht der erste Mikroschalter, sobald die Flüssigkeit in der
Meßkammer 15 auf den Minimal-, und der zweite Mikroschalter dann, wenn die Flüssigkeit
auf dan Maximalstand kommt, an.
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Die Höhe der Flüssigkeitssäule vom minimalen bis zum maximalen Pegel
bildet den Meßbereich. Dabei wird der Flüssigkeitsstand in der Filterkameer 13,
d.h. der Stand der durch den Siebboden 14 bis zur Bildung der Ansatzschicht durchlaufenden
Flüssigkeit> bei der Registrierung nicht berücksichtigt. Es sei hier bemerkt,
daß bei minimalem beziehungsweise maximalem Plüssigkeitsstand der minimale beziehungsweise
maximale Zuftdruck im Rohr 17 erzeugt wird.
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Gemäß der Erfindung enthält die beanspruchte Einrichtung ein Mittel
zum Filtratablassen aus der Kammer 15 vor der nächsten Messung des Pegelstandes
dieses Filtrats.
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Dank Vorhandensein des besagten Mittels zum Filtrat ablassen kann
die Meßkammer vor dem nächsten Einfüllen von Filtrat entleert werden, wodurch der
kontinuierliche Betrieb der Einrichtung gewährleistet wird.
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Bei der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung, welche in
Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht ist, ist das Ijlittel zum FiltrataDlassen
aus der Meßkammer 15 als in Ruhestellung geschlossenes Ablaßventil 25 ausgeführt.
Das Ventil 25 schließt einen abgefederten Stößel 26 ein, welcher in der Fuhrung
27 verstellbar angeordnet ist. Sin Endabschnitt des Stößels 26, der sich in seinem
unteren Teil befindet und als Teller ausgebildet ist, überdeckt die Ablaßbohrung
2d. Das Ventil 26 enthält ferner einen zweiarmigen Hebel 29, dessen Achse im oberen
Teil der Meßkammer gelenkig angebracht ist. Dabei steht ein Arm des Hebels 29 mit
dem zweiten Endabschnitt des Stößels 26, und sein anderer Arm mit dem Anschlag 30
in Zusammenwirkung. Beim Herausnehmen des Gerätes 5 aus dem Behälter 1 stützt sich
der Anschlag 30 gegen eine im unteren Teil des Arbeitszylinders 6 starr befestigten
Platte 31 ab. Das Ventil 25 drückt mit dem Hebel 29 die Feder des Stößels 26 zusammen,
gibt die Bohrung 28 frei und das Filtrat fließt aus der Kammer 15 ab.
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?ür die Steuerung des Betriebs des Ablaßventils 25 kann also der
Antrieb des Gerätes 5 verwendet werden, d.h. hierzu ist kein Einzelantrieb erforderlich.
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In der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, das Ablassen des
Filtrats aus der Meßkammer zur Einsthätzung seiner Viskosität zu benutzen. Bekanntlich
kann die Ausströmungsintensität Q des Filtrats aus der Meßkammer für die Newtonsche
Flüssigkeit durch die Peisenillesche Formel ausgedrükt werden: Zu ?oZ Hierin bedeuten:
P - Druckgefälle; R - Halbmesser der Ablaßbohrung; - Yiskosität; Z - Tiefe der kalibrierten
Bohrung
Aus dieser Formel folgt:
Zweckmäßigerweise ist die Ablaßbohrung 28 in der erfindung sgemäßen Einrichtung
zwecks Bestimmung der Filtratviskosität kalibriert, d.h. mit vorgegebenen Abmessungen,
auszuführen, und die Einschätzung der Filtrat'jiskosität, welche nach der Zeit dessen
Ausfließens aus der Meßkammer ermittelt wird, zum Ausschalten des durch diese Viskosität
in den Meßergebnissen verursachten Fehlers zu benutzen.
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Zu diesem Zweck werden in die erfindungsgemaße Einrichtung der Kommutator
32, die Funktionswandler 33 und 34 sowie der Block 35 zur Berechnung des Mahlungsgrades
des Faserstoffes eingeführt, dessen ausgangssignal an ein Registriergerät 36, beispielsweise
einen Schreiber, gelegt wird. Der Eingang des Kommutators 32 ist an den Ausgang
des Zusatzgerätes 24 und sein Steuereingang an das Zeitrelais 8 angeschlossen. Dabei
sind die Ausgänge des Kommutators 32 mit den Eingängen der zugehörigen Wandler 33
beziehungsweise 34, und die Ausgänge der Wandler 33 und 34 mit dem Eingang des Blocks
35 gekoppelt.
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In Ubereinstimmung mit dem vom Relais 8 ankommenden Signal bewirkt
der Kommutator 32 die aufeinanderfolgend abwechselnde Einschaltung der Wandler 33
und 34, deren Eingängen die vom Zusatzgerät 24 abgegriffen Information zugeführt
wird.
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Der Funktionswandler 33 formt, nachdem er die Information vom Zusatzgerät
24 über die Zeit der Zuführung von Filtrat in die.Meßkammer 15 zwischen zwei vorhergehend
vorgegebenen Pegeln, d.h. der Zeit zwischen dem Ansprechen der Mikroschalter zuerst
beim Erreichen des minimalen, dann des maximalen Pegelstandes, erhalten hat, ein
Signal, das die Information über . die Filtrationseigenschaften des iaserstoffes
trägt.
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Der Funktionswandler 34 formt, nachdem er die Information vom Zusatzgerät
24 über die Filtratausfließzeit
aus der Meßkammer 15 zwischen zwei
vorhergehend vorgegebenen Pegeln, d.h. der Zeit zwischen dem Ansprechen der Xrlikroschalter
zuerst beim Erreichen des maximalen, dann des minimalen Pegelstandes, erhalten hat,
ein Signal, das die Information über die Filtrats viskosität trägt.
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Bei anderen Ausführungsvarianten können die Wandler 33, 34 als elektromechanischer,
elektronischer beziehungsweise pneumatischer Block, beispielsweise als Asynchronmotor
mit einer Hurventrommel von vorgegebenem Profil, welche den Schleifer eines Scbleifdrahtes
oder ein mechanisch-elektrischer Wandler verschiebt, ausgeführt werden.
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Der Block 35 zur Berechnung des Mahlungsgrades, wie er in Fig. 2
dargestellt ist, umfaßt zwei Maßstabswandler 37, 38, deren Eingänge jeweils den
entsprechenden Eingang des Blocks 35 bilden, sowie einen Addierer 39. Die Eingänge
des Addierers 39 sind an die Ausgänge der Wandler 37, 38 angeschlossen, und sein
Ausgang bildet den Ausgang des Blocks 35.
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Es versteht sich von selbst, daß das Ausgangssignal vom Block 35
nicht nur für die Registrierung der Meßergebnisse, sondern auch zur Steuerung des
technologischen Prozesses, beispielsweise an örtlichen Systemen zur Steuerung des
Mahlungsvorgangs an den entsprechenden technologischen Ausrüstungen, verwendet werden
kann.
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Gemäß der Erfindung weist die Filterkammer 13 (Fig. 1)eine erste
undurchlässige periphere Wand 40 auf, die mit der Seitenwand 41 der Meßkammer 15
als ein Ganzes ausgeführt ist. In unserem Beispiel hat die Filterkammer 13 in ihrem
größten Querschnitt einen durch den Siebboden 14 und die zylindrische Wand 40 begrenzten
Teil und in ihrem kleinsten Querschnitt einen durch die zweite undurchlässige periphere
Wand 42 beziehungsweise durch das Uberlaufrohr begrenzten.
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Teil, wobei der obere Rand des Uberlaufrohres die Trenagrenze der
beiden Kammern bildet. Die Bilterksmmer 13
und die Meßkammer 15
sind voneinander auch durch eine horizontale Wand beziehungsweise durch den Boden
43 der Meßkammer 15 getrennt. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß der Boden 43
der Meßkammer 15 in diesem Fall dort liegt, wo die Wand 40 in die Wand 41 übergeht.
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Dieser Übergang beziehungsweise dieser Boden 43 liegt um eine Größe
unter der Trenngrenze der Kammern, die dea Meßbereich plus Filtratstandhöhe für
die Zeit der Schichtbildung gleich ist. Mit anderen Worten liegt die Trenngrenze
der Kammern beziehungsweise der Rand 16 der Wand 42 um dieselbe Größe über dem Boden
43 der Meßkammer 15. Es ist offensichtlich, daß die Wand 42 am Boden 43 befestigt
ist, welcher an der Befestigungsstelle eine kalibrierte Bohrung 28 aufweist, so
daß die Filterkammer 13 einen vom Siebboden 14 an abnehmenden Querschnitt hat.
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Zur Verhinderung von Fehlanzeigen der Einrichtung infolge eines eventuellen
Wasserschlages in der Stoffleitung 2 ist der Durchlaufbehälter 1 an einem Uberströmkanal
44 angeordnet, der als Mittel zum Durchlaß des Faserstoffes in den Durchlaufbehälter
1 dient und an:der Stoffleitung 2 angeordnet wird.
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Der Uberströmkanal 44 ist als ein sich auSweitender Kegel, d.h. eine
Konstruktion mit auseinandergeneigten Wänden, ausgeführt, dessen Querschnitt in
Strömungsrichtung des Faserstoffes gleichmäßig zunimmt. Es sei hier bemerkt, daß
diese Ausführungsform des flberströmkanals aus den Gründen der besten Anschaulichkeit
gewählt ist, so daß mit demselben Erfolg auch Kanäle anderer Form verwendet werden
können.
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Im unteren Teil des Durchlaufbehälters 1 kann ferner ein Abweiser
45 (Fig. 2) angeordnet werden.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sinrichtung ist wie folgt.
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In vom Zeitrelais 8 bestimmten Zeitabständen wird das Gerät 5 mittels
des Druckluft zylinders 6 in den Behälter 1 mit gleichbleibendem Spiegel getaucht.
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Das Gerät 5 wird auf die vorgegebene Tiefe getaucht, infolgedessen
auf den Siebboden 14 der Filterkammer 13 ein gleichbleibender Druck einwirkt. Nach
dem Eintauchen des Gerätes 5 in den Faserstoff gelangt das Filtrat beziehungsweise
die durch den Siebboden 14 der Filterkammer 13 durchströmende Flüssigkeit in diese
Rammer, füllt sie aus, läuft über den Rand 16 über und gelangt in die Meßkammer
15. In diesem Fall verläuft der Filtrationsprozeß bei konstantem Druckgefälle L
= lt -worin H - die Einta,uctitiefe des Siebbodens 14 der Filterkammer 13 in den
Faserstoff und h - den Höhenabstand vom Siebboden 14 bis zum Rand 16 der Wand 31
bedeuten.
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Die Strömung des Filtrats über das Vberlaufrohr 42 ist vom Strömungswiderstand
abhängig, den das Filtrat bei der Strömung über das Überlaufrohr 42 bis zu dessen
Überlaufen über den oberen Rand 16 des Rohres 42 überwindet. Mit der Messung des
Filtrat pegelstandes in der Meßkammer 15 wird erst dann begonnen, wenn sich unter
dem Siebboden 14 eine Faserscbicht gebildet hat und die Konzentrationsschwankungen
des Faserstoffes keinen Einfluß mehr auf die Meßergebnisse ausüben.
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Je nach dem Mahlungsgrad des Faserstoffes werden auch die Zufuhrgeschwindigkeit
und Menge des über den Siebboden 14 in die Filterkammer 13 und Meßkammer 15 zugeführten
Filtrats geändert.
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Im Druckluftmischrohr 17 vird ein dem Filtratstand in der Kammer
15 proportionaler IuTtdruck erzeugt. Zur messung dieses Drucks kommt das Differenzdruckmanometer
20 zur Verwendung.Zum Zusatzgerät 24 gelangt vom Differenzdruckinanometer- 20 ein
dem -Filtratstand in der Kammer 15 proportionales Signal.. Im Zusatzgerät 24 sind
zwei Mikro schalter angeordnet und auf vorgegebene Filtratstandhöhen eingestellt.
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Beim Erreichen des minimalen Pegelstandes schaltet der erste Mikro
schalter den Wandler 33 ein. Beim Errei-
chen des maximalen Pegelstandes
schaltet der zweite Mikroschalter den Wandler 33 aus.
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Das am Ausgang des Wandlers 33 erzeugte Signal charakterisiert die
Intensität der Filtratzufuhr in die Kammer 15 (anders gesagt die Filtrationsfähigkeit
des Faserstoffes) und ist der Zeit zwischen dem Ansprechen des ersten und des zweiten
Mikroschalters des Zusatzgerätes 24 proportional. Das Ausgangssignal des Wandlers
33 gelangt über den n-aßstabswandler 37 in die Speicherzelle des Addierers 39.
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Nach Ablauf der Eintauchzeit des Gerätes 5 in den Behälter 1 schaltet
das Zeitrelais d den BuStsteuerblock 7 und den Kommutator 32 um. Der Kolben des
Arbeitszylinders 6 zieht das Gerät 5 aus dem Behälter 1, der Anschlag 30 stützt
sich gegen die Platte 31 ab und das Ablaßventil 25 drückt über den Hebel 29 die
Feder des Stößels 26 zusammen, gibt die kalibrierte Bohrung 28 frei und das Filtrat
fließt aus der Meßkammer 15 ab. Idiit Hilfe des Druckluitmischaystems wird die Xnderung
des Filtratstandes in der Kammer 15 festgestellt. Beim Ansprechen des Maximalpegel-DIikroschalters
wird der Bunktionswgndler 34 ein- und beim Erreichen des Maximalpegelstandes ausgeschaltet.
Das Ausgangssignal des Wandlers 34 charakterisiert die Intensität des Filtratausflusses
aus der Kammer 15 und da die Abmessungen der Ablaßbohrung 28 bekannt sind, liefert
die Information über die Viskosität dieses Filtrats. Auf die vorstehend beschriebene
Weise gelangt das Ausgangssignal des Wandlers 34 über den Maßstabswandler 38 an
den Addierer 39, in dem es mit dem gespeicherten, die Information über die FiltrationsTähigkeit
des Filtrats in der Kammer 15 tragenden Signal addiert wird. Das Summensignal, dsh.
das Signal am Ausgang des Blocks 35, trägt die Information über den tatsächlichen
Mahlungsgrad des'Faserstoffes unter Berücksichtigung der Filtratviskosität.
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Diese Information kann nicht nur zur Registrierung der Meßergebnisse,
sondern auch für Systeme zur Steuerang von beispielsweise blahlungsausrüstungen
verwen-
det werden.
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Bs ist durchaus möglich, die vorstehend erwähnten Kennwerte der Eigenschaften
von Faserstoffen auch mit Hilfe eines Elektronenrechners zu überwachen und zu regeln,
wobei das Signal unmittelbar vom Zusatzgerät abzugreifen ist.
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Nach Beendigung des durch das Zeitrelais 8 vorgegebenen Meßzyklus
kommen sämtliche Bauelemente der Einrichtung in die Ausgangsstellung, mit Ausnahme
des Blocks 35, in welchem die Information über den Mahlungsgrad des Faserstoffes
bis zum Ankommen der neuen Information gespeichert bleibt.
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Die beansPruchte Einrichtung kennzeichnet sich durch eine hohe Meßgenauigkeit.
Sie bietet die Möglichkeit, obJektive Daten über die Filtratviskosität und Filtrationseigenschaften
des Papierbreis zu gewinnen und die Mahlungsausrüstungen unter Berücksichtigung
der technologischen Besonderheiten des Halbproduktes wirksamer einzusetzen. Dank
dessen wird die Herstellung von höheren Qualitätssorten erweitert sowie der Verbrauch
an Faserstoff und Elektroenergie zu seinem Zermahlen reduziert.