DE3639552A1 - Einrichtung zur bestimmung der filtrierfaehigkeit von papierbrei - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei.

Die Einrichtung wird für die Kontrolle des Mahlungsgrades des Papierbreis unmittelbar im technologischen Ab­ lauf bei der Herstellung von Papier, Pappe und anderen Faserstoffen angewendet werden.

Es ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Filtrier­ fähigkeit von Papierbrei bekannt, die einen Überlaufbehäl­ ter, der über einen Stutzen mit einer den Papierbrei trans­ portierenden Rohrleitung in Verbindung steht, und ein Meß­ gefäß mit Filterelement enthält, welches mit einem Antrieb zu dessen Eintauchen in den Papierbrei und zu dessen Her­ ausziehen aus demselben kinematisch verbunden ist. Die Ein­ richtung enthält ferner elektrisch miteinander verbunden:
Einen Höhenstandgeber für das Filtrat im Gefäß, einen An­ trieb zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei und eine Steuereinheit.

Bei der bekannten Einrichtung steht der Überlaufbe­ hälter für den Papierbrei mit der diesen transportierenden technologischen Rohrleitung stets in Verbindung. Im Prozeß der Herstellung des Papierbreis sind Schwankungen seiner Bewegungsgeschwindigkeit in der technologischen Rohrlei­ tung möglich. Folglich sind Schwankungen der Durchflußge­ schwindigkeit des Papierbreis auch im Überlaufbehälter zu verzeichnen. Dieser Umstand führt zu Schwankungen des Pa­ pierbreihöhenstandes. Hierbei wird beim Eintauchen des Meß­ gefäßes in eine konstante Tiefe in den Überlaufbehälter mit dem Papierbrei sich der Abstand vom Papierbreihöhen­ stand bis zum Filterelement verändern. Dies führt zur Ände­ rung der Höhe des hydrostatischen Drucks, unter dessen Wirkung der Prozeß der Filtrierung des Papierbreis von­ statten geht. So z. B. führt bei der unter der Wirkung eines hydrostatischen Drucks von 400 mm erfolgenden Filtrierung von Kraftzellstoff, gemahlen bis auf 70 Grad nach Schop­ per-Riegler, die Erhöhung des hydrostatischen Drucks um 25 mm zu einer Vergrößerung der Filtrationsgeschwindigkeit um 5,8%. Die Bestimmung der Filtrierfähigkeit des Pa­ pierbreis läßt sich bei der bekannten Einrichtung auf die Messung der Zeit der Füllung eines vorgegebenen Volumens mit Filtrat beim Absenken des Meßgefäßes in den Papierbrei zurückführen. Bei Erprobungen des Papierbreis mit ein und demselben Wert des Mahlungsgrades wird eine Änderung der Filtrationsgeschwindigkeit, hervorgerufen durch Änderung der Durchflußgeschwindigkeit des Papierbreis im Überlauf­ behälter, zu einer Änderung der Zeit der Füllung des vor­ gegebenen Volumens mit Filtrat führen, d. h. einen Fehler beim Messen bewirken.

Der Prozeß der Filtrierung des Papierbreis wird außer vom hydrostatischen Druck auch durch einen hydrodynami­ schen Druck beeinflußt, der durch die Bewegung des Papier­ breis im Überlaufbehälter relativ zu dem in diesem unbeweg­ lich angeordneten Meßgefäß hervorgerufen wird. Eine Ände­ rung der Durchflußgeschwindigkeit des Papierbreis im tech­ nologischen Ablauf bewirkt eine Änderung der Höhe des hy­ drodynamischen Drucks, was den Meßfehler ebenfalls vergrößert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei zu schaffen, bei welcher das Vorhandensein eines Mittels, das den Durchfluß des Papierbreis in der technolo­ gischen Rohrleitung verhindert und einen konstanten Papier­ breihöhenstand im Überlaufbehälter einstellt, eine hohe Meß­ genauigkeit sicherstellt.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei gelöst, die einen Überlaufbehälter, der über einen Stutzen mit einer den Papierbrei transportierenden Rohrleitung in Verbindung steht, ein Meßgefäß mit Filterelement, das mit einem Antrieb zu dessen Eintauchen in den Papierbrei und zu dessen Heraus­ ziehen aus demselben kinematisch verbunden ist, einen Höhen­ standgeber für das Filtrat im Gefäß enthält, der mit dem Antrieb zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei über eine Steuereinheit elektrisch gekoppelt ist. Bei dieser Ein­ richtung ist erfindungsgemäß im Stutzen ein Papierbrei-Ab­ schlußorgan eingebaut, das mit einem Antrieb zu dessen Verschiebung im Stutzen versehen ist, wobei der Antrieb mit­ tels eines Schaltelementes mit dem Antrieb zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei und zu dessen Herausziehen aus demselben in Verbindung steht.

Das Vorhandensein eines Papierbrei-Abschlußorgans stellt einen konstanten Höhenstand im Überlaufbehälter ein, und die Bewegung des Papierbreis hört im Augenblick der Mes­ sung auf, was eine hohe Genauigkeit bei der Messung der Filtrierfähigkeit des Papierbreis gewährleistet. Außerdem bietet dies die Möglichkeit, die Filtrierfähigkeit des Pa­ pierbreis unter ein und denselben Bedingungen zu bestimmen, die von dem Druck und der Geschwindigkeit des Papierbreis in der technologischen Rohrleitung nicht abhängen, d. h. die Meßgenauigkeit zu erhöhen.

Es ist technologisch einfach, jeden Antrieb in Form eines Druckluftzylinders auszuführen, wobei die Kolbenstange des Kolbens des einen Zylinders mit dem Papierbrei-Abschlußor­ gan starr zu verbinden ist, während die Kolbenstange des Kolbens des anderen Druckluftzylinders mit dem Meßgefäß starr zu verbinden ist.

Es ist zweckmäßig, das Schaltelement in Form eines pneu­ matischen Zweistellungs-Wegeventils auszubilden, bei welchem der eine Kanal den Kolbenraum des Druckluftzylinders des Antriebs zur Verschiebung des Papierbrei-Abschlußorgans mit dem Kol­ benstangenraum des Druckluftzylinders des Antriebs zum Ein­ tauchen des Meßgefäßes in den Papierbrei und zu dessen Her­ ausziehen aus demselben verbindet, während der andere Ka­ nal den Kolbenstangenraum des Druckluftzylinders des An­ triebs zur Verschiebung des Papierbrei-Abschlußorgans mit dem Kolbenraum des Druckluftzylinders des Antriebs zum Eintau­ chen des Gefäßes in den Papierbrei und zu dessen Herauszie­ hen aus demselben verbindet.

Die Verwendung des pneumatischen Zweistellungs-Wegeven­ tils mit Schaltelement gestattet es, die Operation der Be­ stimmung der Filtrierfähigkeit des Papierbreis in der er­ forderlichen Reihenfolge ohne zusätzliche Schalteinrichtun­ gen am einfachsten auszuführen, wobei die Möglichkeit einer fehlerhaften Reihenfolge der Operationen ausgeschlossen wird.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch ein­ gehende Beschreibung eines konkreten Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf eine Zeichnung er­ läutert, in der die Gesamtansicht einer Einrichtung zur Be­ stimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei gemäß der Er­ findung im Längsschnitt schematisch dargestellt ist.

Die in der Figur dargestellte erfindungsgemäße Einrich­ tung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei enthält einen Überlaufbehälter 1 für Papierbrei, einen Stut­ zen 2, der den Überlaufbehälter 1 mit einer technologischen Rohrleitung 3, die den Papierbrei transportiert, verbindet. In den Überlaufbehälter 1 ist ein Meßgefäß 4 einsetzbar, das einen Deckel 5 und ein Filterelement 6 besitzt und mit ei­ nem Antrieb 7 zu dessen Eintauchen in den Papierbrei und zu dessen Herausziehen aus demselben kinematisch verbunden ist.

Im Meßgefäß 4 ist ein Höhenstandgeber für das Filtrat im Gefäß 4 befestigt, welcher aus zwei Elektroden - einer Elektrode 8 für den unteren Höhenstand des Filtrats und ei­ ner Elektrode 9 für den oberen Höhenstand des Filtrats - be­ steht und mit dem Antrieb 7 zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei über eine Steuereinheit 10 elektrisch gekop­ pelt ist.

Erfindungsgemäß ist im Stutzen 2 ein Papierbrei-Ab­ schlußorgan 11 eingebaut, das beispielsweise in Form eines Schiebers ausgebildet und mit einem Antrieb 12 zu dessen Ver­ schiebung im Stutzen 2 versehen ist. Der Antrieb 12 ist mit Hilfe eines Schaltelementes mit dem Antrieb 7 zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei in Verbindung gesetzt.

Der Antrieb 7 zum Eintauchen des Gefäßes in den Papier­ brei ist ein Druckluftzylinder 13, bei welchem die Kolbenstange 14 seines Kolbens 15 mit dem Gefäß 4 starr ver­ bunden ist. Der Antrieb 12 zur Verschiebung des Papierbrei- Abschlußorgans 11 ist ebenfalls ein Druckluftzy­ linder 16, bei dem die Kolbenstange 17 seines Kolbens 18 mit dem Anschlußorgan 11 starr verbunden ist.

Die Kolbenstange 17 des Kolbens 18 des Druckluftzylinders 16 kann, was nicht gezeigt ist, mit dem Gefäß 4 starr verbunden sein, während die Kolbenstange 14 des Kolbens 15 des Druckluftzylinders 13 mit dem Papierbrei-Abschlußorgan 11 starr verbunden sein kann.

Das Schaltelement, das die beiden Antriebe 7 und 12 verbindet, ist in Form eines pneumatischen Zweistellungs- Wegeventils 19 ausgebildet. Ein Kanal 20 des pneumatischen Wegeventils 19 verbindet den Kolbenraum 21 des Druckluft­ zylinders 16 zur Verschiebung des Abschlußorgans 11 im Stut­ zen 2 mit dem Kolbenstangenraum 22 des Druckluftzylinders 13 zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei zwecks Abtren­ nung der technologischen Rohrleitung 3 mit dem Papierbrei von dem Überlaufbehälter 1 (Stellung "geschlossen").

Ein anderer Kanal 23 des pneumatischen Wegeventils 19 verbindet den Kolbenstangenraum 24 des Druckluftzylinders 16 zur Verschiebung des Abschlußorgans 11 im Stutzen 2 mit dem Kolbenraum 25 des Druckluftzylinders 13 zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei zwecks Verbindung der technologi­ schen Rohrleitung 3 mit dem Überlaufbehälter 1 (Stellung "geöffnet").

Die Einrichtung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit des Papierbreis arbeitet folgendermaßen: In der Ausgangsstel­ lung wird Druckluft über das pneumatische Wegeventil 19 dem Kolbenraum 25 des Druckluftzylinders 13 und dem Kolbenstan­ genraum 24 des Druckluftzylinders 16 zugeführt. Das Meßge­ fäß 4 befindet sich dabei in der oberen Lage und das Papierbrei- Abschlußorgan 11 in der Stellung "geöffnet". Der Papierbrei tritt aus der technologischen Rohrleitung 3 über den Stutzen 2 in den Überlaufbehälter 1 ein, fließt über dessen Ränder über und gelangt in eine Ablaufleitung 26. Beim Eintreffen eines Signals von der Steuereinheit 10 wird das pneumati­ sche Wegeventil 19 so umgeschaltet, daß die Druck­ luft in den Kolbenraum 21 des Druckluftzylinders 16 gelangt und das Papierbrei-Abschlußorgan 11 in die Stellung "geschlos­ sen" verschiebt. Der von der technologischen Rohrleitung 3 abgetrennte Papierbrei hört auf, sich im Überlaufbehälter 1 zu bewegen. Gleichzeitig strömt die Druckluft über das pneuma­ tische Wegeventil 19 in den Kolbenstangenraum 22 des Druck­ luftzylinders 13 ein, dessen Kolbenstange 14 das Meßgefäß 4 mittels einer Zugstange 27 in den "ruhigen" Papierbrei ab­ senkt.

Das Filtrat gelangt über eine sich am Filterelement 6 bildende Faserschicht in den Hohlraum des Meßgefäßes 4. Es wird die Zeit ab dem Moment der Berührung des Filtrats mit der unteren Elektrode 8 bis zum Moment der Berührung des­ selben mit der oberen Elektrode 9 gemessen. Nach der Messung der Zeit der Füllung eines vorgegebenen Volumens mit dem Filtrat wird das pneumatische Wegeventil 19 auf Befehl der Steuereinheit 10 umgeschaltet, indem es die Druckluft dem Kolbenraum 25 des Druckluftzylinders 13 zuführt, dessen Kol­ benstange 14 sich aufwärts bewegt und das Meßgefäß 4 aus dem Papierbrei herauszieht.

Das Filtrat fließt aus dem Hohlraum des Meßgefäßes 4 aus und spült den Rückstand vom Filterelement 6 weg. Gleich­ zeitig strömt die Druckluft in den Kolbenstangenraum 24 des Druckluftzylinders 16 ein und verschiebt das Papierbrei-Ab­ schlußorgan 11 in die Stellung "geöffnet". Hierbei wird der Papierbrei im Überlaufbehälter 1 durch den aus der techno­ logischen Rohrleitung 3 kommenden erneuert. Danach wiederholt sich der Zyklus.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Bestimmung der Filtrierfähigkeit von Papierbrei, enthaltend einen Überlaufbehälter (1), der über einen Stutzen (2) mit einer den Papierbrei transportieren­ den Rohrleitung (3) in Verbindung steht, ein Meßgerät (4) mit Filterelement (6), das mit einem Antrieb (7) zu dessen Eintauchen in den Papierbrei und zu dessen Herausziehen aus demselben kinematisch verbunden ist, einen Höhenstand­ geber (8, 9) für das Filtrat im Gefäß, der mit dem An­ trieb (7) zum Eintauchen des Gefäßes in den Papierbrei über eine Steuereinheit (10) elektrisch gekoppelt ist, da­ durch gekennzeichnet, daß im Stutzen (2) ein Papierbrei-Abschlußorgan (11) eingebaut ist, daß mit einem Antrieb (12) zu dessen Verschiebung im Stutzen (2) ver­ sehen ist, wobei der Antrieb mittels eines Schaltelementes mit dem Antrieb (7) zum Eintauchen des Gefäßes in den Pa­ pierbrei und zu dessen Herausziehen aus demselben in Ver­ bindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeder der Antriebe (7 und 12) in Form von Druckluftzylindern (13 und 16) ausgeführt ist, wobei die Kolbenstange (17) des Kolbens (18) eines der Druckluft­ zylinder (13) mit dem Papierbrei-Abschlußorgan (11) starr verbunden ist, während die Kolbenstange (14) des Kolbens (15) des anderen Druckluftzylinders (16) mit dem Meßge­ fäß (4) starr verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schaltelement in Form eines pneu­ matischen Zweistellungs-Wegeventils (19) ausgebildet ist, von dem ein Kanal (20) den Kolbenraum (21) des Druckluftzy­ linders (16) mit dem Kolbenstangenraum (22) des Druckluft­ zylinders (13) verbindet, während der andere Kanal (23) den Kolbenstangenraum (24) des Druckluftzylinders (16) mit dem Kolbenraum (25) des Druckluftzylinders (13) verbindet.