DE647911C - Vorrichtung zum Regeln der Feuchtigkeit von Stoffbahnen, insbesondere fuer Papiermaschinen - Google Patents

Description

Zur Überwachung des Trocknungsgrades von Stoffbahnen, z. B. von Papierbahnen, die in nassem Zustande auf "eine Trockenmaschine auflaufen und diese "in getrocknetem Zustande verlassen sollen, pflegte man bisher meist die Zufuhr des Heiß dampfes für die Trockenmaschine einzustellen. Durch Entnahme von Proben oder durch Prüfen der Stoffbahn mit der Hand wird von Zeit zu Zeit die Feuchtigkeit abgeschätzt und nach dem Ergebnis der Schätzung die Dampfzufuhr nach gewissen Erfahrungen eingestellt. Man hat auch bereits selbsttätige Regler der Heißdampfzufuhr zu den Trockenmaschinen vorgeschlagen, bei der die Dampfzufuhr selbsttätig nach dem Feuchtigkeitsgehalt der Stoffbahn eingestellt werden soll. Der Feuchtigkeitsgehalt wird entweder unmittelbar durch Feuchtigkeitsmesser ermittelt, die z. B. hygroskopische Körper enthalten und mittels dieser auf Feuchtigkeitsgehaltsänderungen der Stoffbahn mit Längenänderungen oder Änderungen anderer physikalischer Eigenschaften, z. B. der Dielektrizität, ansprechen, oder auch unmittelbar mit Hilfe von Thermometern, die den Regeleinfluß durch die Temperaturänderungen in der Stoffbahn liefern, die jene bei Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes erleiden.

Die bisher bekannten . Trocknungsregler dieser Art leiden jedoch an dem Nachteil, daß sie entweder zu träge sind oder zur Pendelung neigen oder mit verhältnismäßig sehr großer Ungleichförmigkeit arbeiten. Diese Nachteile werden durch die Erfindung in einfachster Weise dadurch behoben, daß außer dem Regler, der den Druck oder die Menge des den Trockenzylindern zuzuführenden Dampfes nach der Feuchtigkeit der Stoffbahn einstellt, ein zweiter, ebenfalls vom Feuchtigkeitsimpuls beaufschlagter, mit sehr geringer Geschwindigkeit arbeitender Regler angeordnet wird, der beim Abweichen des Feuchtigkeitsgehaltes vom Sollwert den vom ersten Regler eingestellten Wert des Dampfdruckes oder der Dampfmenge derart ändert, daß beim Überschreiten des Sollwertes des Feuchtigkeitsgehaltes der vom ersten Regler gehaltene Wert des Dampfdruckes oder der Dampfmenge fortlaufend, aber langsam erhöht, beim Unterschreiten dagegen entsprechend erniedrigt wird.

Den ersten Regler kann man mit verhältnismäßig großer Ungleichförmigkeit arbeiten lassen. Hierdurch wird die Beständigkeit des Reglers gesichert. Dadurch, daß der zweite, langsam arbeitende Regler den Dampfdruck oder die Dampfmenge einstellt, auf die der erste regelt, kann der Trocknungsgrad ohne Ungleichförmigkeit immer auf einen festen Wert zurückgeführt werden.

Wesen und Wirkungsweise der Erfindung ergeben sich aus den in den Abb. 1 und 2 in den wesentlichen Grundzügen dargestellten

und im folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen.

Bei beiden Ausführungsbeispielen wird der Feuchtigkeitsgehalt der Stoffbahn unmittel·- bar durch ein elektrisches Widerstandsthermometer, Yorteiihafterweise in Gestalt einer Wheatstoneschen Brücke, gemessen. 7 sind die veränderlichen Zweige einer solchen Brücke, die der von tier Stoffbahn abgegebenen Wärme ausgesetzt sin·.!. Tn dem Batterie-Stromkreis der Brücke ist ein Schalter 5 vorgesehen, durch den der Regler abgeschaltet wird. An dem Voltmeter 4 läßt sich die Batteriespannimg überwachen, ο sind die konstanten Widerstände der Brücke. Die temperaturempfmdlichen Widerstände 7 sind über einen veränderbaren Widerstand 3 an die Spule eines bekannten Stromwandler 1 angeschlossen. Beim Andern des Trocknungsgrades der Papierbahn entsteht in der Brücke 7 ein Strom, der im Wandler 1 auf bekannte Weise in einen verhältnisgleichen Luftdruck umgesetzt wird. Dieser durch den Schreiber 2 laufend aufgezeichnete Luftdruck soll nun durch das Regeln des Dampfdruckes in der zu den Trockenzylindern führenden Leitung konstant gehalten werden. Da der von der Meßbrücke 7 gelieferte Strom dem Feuchtigkeitsgehalt der Stoffbahn entspricht, so muß deren Feuchtigkeitsgehalt gleichfalls konstant sein, wenn der vom Wandler 1 gelieferte Luftdruck auf gleicher Höhe gehalten wird.

Der Luftdruck wirkt über eine Membran 8 auf einen Regler, z. B. einen Kraftschalter 9 bekannter Bauart, der mittels eines Stellzeuges 10 ein Regelglied 11 in der Dampfleitung steuert. Auf den Kraftschalter 9 wirkt ferner der geregelte Dampfdruck durch die Meßvorrichtung 12, wobei das Strahlrohr nur im Gleichgewicht sein kann, wenn die von dieser Meßvorrichtung ausgeübte Kraft dem von der Membran 8 herrührenden Druck auf das Strahlrohr das Gleichgewicht hält. Das Regelglied 11 wird also derart gesteuert, daß jedem Luftdruck an der Membran 8 ein im gleichen Verhältnis sich ändernder Dampfdruck in der Meßvorrichtung 12 und damit auch in der Dampfleitung entspricht. Erfindungsgemäß wird nun ein zweiter, mit sehr geringer Steuergeschwindigkeit arbeitender Kraftschalter 15 angeordnet., der den von dem soeben beschriebenen Regler eingestellten Dampfdruck derart stetig ändert, daß der vom ersten Regler gehaltene Wert des Dampfdruckes langsam erniedrigt bzw. erhöht wird, wenn sich die Feuchtigkeit oder die Temperatur der Stoffbahn ändert.

Zu dem Zwecke ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Übersetzungsgetriebe 13 vorgesehen, das von dem Stellzylinder 14 bewegt wird, wodurch das Verhältnis zwischen diesen beiden auf die Membran 8 und die Meßvorrichtung 12 wirkenden Drücken in weitem Maße geändert werden kann. Eine ' Verschiebung des Getriebes 13 in Richtung ;ltr Strahlrohrmündung wirkt auf den Dampfdruck im gleichen Sinne erhöhend wie eine Vergrößerung des Druckes auf die Membran 8. Der Stellzylinder 14 wird nun von dem zweiten Regler 14, 15 bewegt, der einerseits durch die Membran 16, andererseits durch eine konstante Federkraft beaufschlagt wird. Die Membran 16 steht unter demselben Druck wie die Membran 8. Während nun bei einem ansteigenden Druck auf die Membran 8, also bei wachsender Feuchtigkeit, der Kraftschalter 9 mir im gleichen Maße den Dampfdruck erhöht, steuert der Kraftschalter 15 infolge der Erhöhung des Luftdruckes den Stellzylinder 14 und damit das Übersetzungsgetriebe 13 ganz allmählich in der Weise nach, daß der Dampfdruck in der Meßvorrichtung 12 langsam steigen muß, um dem Druck auf die Membran 8 das Gleichgewicht zu halten. Der Kraftschalter 15 und damit der Stellzylinder 14 kommen erst zur Ruhe, wenn der Druck auf die Membran 16 der konstanten Federkraft das Gleichgewicht hält, also den beabsichtigten Wert wieder genau erreicht hat. Dann muß aber auch die Papierfeuchtigkeit den Sollwert haben, und der Regelvorgang ist damit beendet. Wie leicht ersichtlich, bewirkt das Einstellen des Widerstandes 3 ein \^rerschieben des Sollpunktes des Wandlers 1 und gestattet daher die Temperatur sowie die Feuchtigkeit der Stoffbahn einzustellen, die durch den Regler gehalten wird. Eine weitere Ausführungsform zeigt Abb. 2. Als Feuchtigkeitsfühler ist wieder eine Meßbrücke verwendet, die in gleicher Weise aus zwei unveränderlichen Widerständen 6 und "den an die Stoffbahn anzulegenden veränderlichen Widerstandszweigen 7 besteht. In den Brückenstrom ist wieder ein an sich bekannter Wandler 1 eingeschaltet, der in genau derselben Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel einen der Papierfeuchtigkeit verhältnisgleichen Luftdruck liefert. Dieser Druck wirkt durch die Membran 17 auf den Kraftschalter 18, der in üblicher Weise über no den Stellzylinder 19 die Drosselklappe 20 in der Dampfleitung steuert. Auf denselben Kraftschalter wirkt im entgegengesetzten Sinn wie die Membran 17 die Membran 21, die vor und hinter einem Drosselschieber 22 eingeschlossen ist. Der Regler arbeitet daher so, daß der Druckunterschied am Drosselschieber 22 dem Druck auf die Membran 17 und demzufolge dem von der Meßbrücke 7 gelieferten Strom sowie dem Feuchtigkeitsgehalt der Stoffbahn verhältnisgleich ist. Bei gleichbleibender Feuchtigkeit bleibt daher

auch der Druckunterschied am Drosselschieber 22 gleich, so daß der Trockenvorrichtung stets die gleiche Dampfmenge zugeführt wird. Eine Erhöhung der Papierfeuchtigkeit hat, eine entsprechende Erhöhung, des von dem Wandler ι gelieferten Druckes und damit ein Öffnen der Drosselklappe 20 sowie eine entsprechende Erhöhung der Dampfmenge zur Folge.

Bei dieser Ausführungsform ist als zweiter Regler der Kraftschalter 23 vorgesehen, auf dessen Strahlrohr die Membran 24 und die Feder 25 wirken. Das Strahlrohr 23 betätigt einen Stellzylinder 26, der den Drosselschieber 22 nachstellt. Steigt beispielsweise die Feuchtigkeit der Papierbahn, so daß der auf die Membran 24 wirkende, vom Wandler 1 umgewandelte Luftdruck die Wirkung der Feder 25 übersteigt, so schlägt der Kraftschalter 23 nach links aus und bewirkt über den Stellzylinder 26 ein allmähliches Öffnen des Drosselschiebers 22, so daß also bei gleichbleibendem Differenzdruck, der vom Regler 18, 19 gehalten wird, die Dampfmenge infolge der vergrößerten Durchtrittsfläehe wächst. Die steigende Dampfmenge hat aber ein stärkeres Trocknen der Stoffbahn zur Folge, so daß also der durch die Meßbrücke 7 gelieferte Strom und damit auch der vom Wandler 1 gelieferte Luftdruck sinkt. Der Kraftschalter 18 kommt daher erst ins Gleichgewicht, wenn der vom Wandler 1 gelieferte Luftdruck dem durch die Feder 25 bestimmten Sollwert entspricht. Ist dies der Fall, dann hat die Feuchtigkeit der Stoffbahn wieder die Sollgröße angenommen.

Die Tragweite der Erfindung erschöpft sich keinesfalls in den dargestellten Beispielen. Hinsichtlich anderer Ausführungsformen sei nur erwähnt, daß statt des Strahlrohrreglers irgendeine andere Regelvorrichtung und statt der hydraulischen Steuerungen elektrische Übertragungen verwendet werden können u. dgl. m.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zum Regeln der Feuchtigkeit von Stoffbahnen, insbesondere bei Papiermaschinen, bei der ein Regler selbsttätig den Druck oder die Menge des den Trockenzylindern zugeführten Dampfes der Feuchtigkeit (Wassergehalt) der Stoffbahn entsprechend einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, ebenfalls vom Feuchtigkeitsimpuls beaufschlagter, mit sehr geringer Steuergeschwindigkeit arbeitender Regler (14, 15) angeordnet ist, der beim Abweichen des Feuchtigkeitsgehaltes vom Sollwert den vom ersten Regler (8, 12, 9, 10) eingestellten Wert des Dampfdruckes oder der Dampfmenge derart stetig ändert, daß beim Überschreiten des Sollwertes der vom ersten Regler (8, 12, 9, 10) gehaltene Wert des Dampfdruckes oder der Dampfmenge fortlaufend, aber langsam erhöht, beim Unterschreiten dagegen entsprechend erniedrigt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Druck oder die Menge des den Trockenzylindern zugeführten Dampfes durch einen indirekten Regler eingestellt wird, auf dessen Kraftschalter der Dampfdruck oder ein von der Dampfzufuhr abgenommener Differenzdruck und ein der Stoffbahnfeuchtigkeit entsprechender Meßwert in Gegenschaltung wirken, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler (14, 15) das Verhältnis ändert, in dem der Feuchtigkeitsmeßwert für die Stoffbahn und der Dampfdruck bzw. Differenzdruck an den Trockenzylindern gegeneinander auf den Kraftschalter (9) des ersten Reglers (8, 12, 9, 10) und des Regelgliedes (11) wirken.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2 unter Anwendung eines Wandlers, der den Feuchtigkeitsmeßwert in Druck umwandelt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten (8, 12, 9, 10) und dem zweiten Regler (14, 15) eine Membran (16) angeordnet ist, auf die durch eine Zweigleitung der vom Wandler (1) in Druck verwandelte Feuchtigkeitsmeßwert wirkt und die gegen eine gleichbleibende Gegenkraft (Feder) auf den Kraftschalter (15) wirkt, der-den Stellzylinder (14) betätigt und damit das Übersetzungsgetriebe (13) ändert, in dem der in Druck verwandelte Feuchtigkeitsmeßwert und der Dampfdruck bzw. Differenzdruck an den Trockenzylindern gegeneinander auf den Kraftschalter (9) des ersten Reglers wirken.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zum Einstellen der Menge des den Trockenzylindern zugeführten Dampfes der dem Feuchtigkeitsmeßwert entgegengeschaltete Differenzdruck von einem Drosselschieber in der Dampfzufuhrleitung abgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler (24, 23, 26) die freie öffnung des Drosselschiebers (22) einstellt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen