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Selbsttätiger Misch- und Stoffdichteregler Zusatz zum Patent 836 107
Bei
der Herstellung des Papierblattes auf Papier-und Kartonmaschinen sind bekanntlich
das gleichbleibende Flächengewicht und die Gleinchmäßigkiet in der Durchsicht wichtigste
Bedingungen, welche unabhängig von der Papierdicke in feinstufig regelbarem Zusammenwirken
mit einer gleichbleibenden, Arbeitsgeschwindigkeit und einer besten Papiertrocknung
zu erfüllen sind. Selbst wenn alle Einstell- und Regeleinrichtungen während der
Stoffhersteliung, -mischung und -reinigung, von tlen Holländern angefangen bis zum
Aufrollapparat, für die vorgeschriebene Papierdicke, Bahnbreite und Durchsicht zusmmenwirken,
hängt der ausschlaggebende Endwert des Papierblattes in bezug auf Güte, mengenmäßige
Fertigstellung und Verkaufspreis immer vom gleichbleibenden Flächengewicht und der
Gleichmäßigkeit in der Durchsicht ab.
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Behörden und private Abnehmer halten sich genau an ihre Bestellbedingungen.
Bei Abweichungen berufen sie sich auf die strengen Verkaufsvorschriften des Vereins
Deutscher Papierfabriken.
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Abweichungen haben bekanntlich Abnahmeverweigerung, zumindest ziemliche
Preisminderung zur Folge.
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Bei der Herstellung des Stoffbreis in Holländern, Misch- und Maschinenbütten
ist derselbe bereits mit einem Vielfachen von Wasser verdünnt. Beim
Herausarbeiten
kann die Stoffdichte je Sortenpapier zwischen 3 bis 8 bis 10 Prozent schwanken.
auf dem Stofförderwege über verschiedenartige Stoffreinigungsvorrichtungen bis zum
Ablauf auf das endlos umlaufende, mehr oder weniger auch nicht geschüttelte Maschinensieb
erfährt je Bedarf der Stoffbrei durch Siebrückwasserzusatz, bei Betriebsbeginn durch
Frischnasserzusatz, eine weitere bedeutende Verdünnung. Die letzte Verdünnung schwankt
zwischen 0,3 bis 0,5 maximal bis etwa 1.4 Prozent. Sehr niedrige Stoffdichten sind
beispielsweise erforderlich bei der Erzeungung von Spinnpapieren, ebenso bei Sortenpapieren,
welche auf Rundsiebmaschinen herausgearbeitet werden.
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Die starke Nachverdünnung vor Auflauf nach dem A1aschinensieb ist
notwendig zur Erzielung 1. einer genügenden Stoffreinigung, 2. einer guten leaserdurchmischung,
3. im Zusammenhang mit I. und 2., um durch genaue Einstellung und Regulierung der
Stoffdichte beim Fertigpapier hinter dem \ufrol lapparat das vorgeschriebene gleichbleibende
Flächengewicht und in Abhängigkeit davon eine Gleichmäßigkeit in der Durchsicht
zu erzielen.
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Die genaue Papiergewichtseinhaltung und damit zugleich die Gleichmäßigkeit
in der Durchsicht kann somit nur durch eine einwandfreie Einstellung und Regulierung
in vorerwähnter Aufeinanderfolge erzielt werden. Auf dem Maschinensieb bis zum Aufrollapparat
können Fehler in der Stoffdichte nicht wiedergutgemacht werden. Nach Erfüllung aller
Stoffvorbereitungen und nach Einstellung der aleichl)leil>enden Arbeitsgeschwindigkeit
ist die Verhütung von Stoffdichteschwankungen die vornehmste aufgabe des Maschinenführers.
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13is heute sintl noch keine Vorrichtungen bekann, welche die Stoffdichteregelung
und in unm ittellarer Abhängigkeit davon das gleichbleiwende Flächengewicht und
die Gleichmäßigkeit in der Durchsicht derart genau erfüllen, daß hierfür das Zutum
des Maschinenführers sich erübrigt.
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Die ältere englische und die spätere deutsche Stoffreguliervorrichtung,
beruhend auf Schwimmer- bzw. Flügelradheeinflussung, konnten sich beide nicht einführen,
weil deren Wirksamkeit durch mechanische Unregelaäßigkeiten starke Verzögerungen
und als Folge dieser zusätzliche Stoffdichteschwankungen verursachten. Der amerikanische
Trimbeystoffregler, beruhend auf der Nbhängigkeit eines gekrümmten Stoffauslaufrohres
im Zusammenhang mit einer Stoffwägeeinrichtung mit mechanischer Übertragung und
elektrischer Kontaktgehereinrichtung auf eine außerhalb des Stoffbreis mehr otler
weniger zulaufende Dünnstoffzusatzmenge oder Wasser. regelt mit ziemlicher Verzögerung
ebenfalls zu spät und ist mit Zulassung von Ungenauigkeiten nur sehr bechr;inkt
anwendbar. Außerdem hat die Praxis ergeben. das schon anfangs des gekrümmten Stoffreglerrohrs.
je Beschaffenheit verschiedener Stofffasern. Stauungen und Verstopfungen sich einstellen.
wobei die Regeleinrichtung so lange aussetzt, bis die Verstopfung beseitigt ist.
Es kann somi: auch dieser Stoffregler in Bezug auf Genauigkeit, Störungsfreiheit
während des Durchlaufens, Konstanthaltung des Papiergewichtes und Gleichmäßigkeit
in der Durchsicht keine Gewähr bieten.
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Der gemäß Patent 836 107 und in Kombination nach Ansprüchen in diesem
Zusatzpatent gekennzeichnete Stoffdichteregler liefert erfindungsgemäß jede eingestellte
Menge Faserstoff in Verdünnung mit Wasser in dauernd gleichbleibender Stoffdichte
nach dem Auflauf des Maschinensiebes. Ohne Verzögerung, innerhalb des Stoffbreis,
unmittelbar bei den Regelstellen wird jede Veränderung in der Stoffdichte selbsttätig
ausgeglichen. Gleichzeitig findet eine innige Durchmischung vor und im Durchlaufen
vieler Ausflußöffnungen bei verschiedenem Einwirken von Druckhöhen h unterhalb des
konstant gehaltenen Flüssigkeitsspiegel N-N statt. Diese Unveränderlichkeit in der
Stoffdichte und somit im Naßgewicht heim Auflauf nach dem Maschinensieb ist grundlegend
für das Fertiggewicht und die Durchsicht des herauszuarbeitenden Papiers.
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Insbesondere bei den heutigen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten ist
die mit dem Hauptpatent kombinierte erfindungsgemäße Meßeinrichtung von großer Bedeutung,
weil sie die Stoffmengenregelung und Stoffänderung gleichzeitig mit größter Genauigkeit
selbsttätig herbeiführt. Bei den vielen Beobachtungen, welche dem Maschinenführer
obliegen, kommt nach einmaliger Einstellung für jede herauszuarbeitende Papiersorte
mit einem derartigen selbsttätigen Stoffdichteregler die übliche fortwährende zeitraubende
Betätigung von Hand mit vielen Papierwägungen in Fortfall.
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In Abb. I und II der Zeichnung ist beispielsweise für vier innerhalb
der Behandlungsflüssigkeit drehbare runde auswechselbare Scheiben ein besonderes
für gute Durchmischung geeignetes Gefäß mit einem im Horizontalschnitt achteckig
geformtem Innenbehälter gezeigt. Die vier Scheiben I, gemeinsam um 180 Grad gedreht,
veranlassen die vollkommene Absperrung des naßstoffausflusses aus dem Innenbehälter
frei über getrennte Gefäßkammern 2 nach dem gemeinsamen Gefäßausfluß 3 in kürzester
Verbindung zum Auflauf des Maschinensiebes. Für Anordnung von noch mehr auswechselharzen
Scheiben können sonst geformte größere Innenbehälter gewählt werden mit kürzesten
Entfernungen nach Ausflußöffnungen in Scheiben, in Anpassung an die gewollte Meßleistung
und bezüglich der oeffnungen wegen Wahl der günstigsten Querschnitte, in Anpassung
an die Faserlieschaffenheiten.
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Der konstant zu haltende Flüssigkeitsspiegel ?\-.V, wie in Abb. II
gezeigt, liegt etwas über den nur in Scheibenhälften hefindlichen Öffnungen.
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Mittels flüssigkeitsdicht gekapselten Vierkegelradtriebes und gelagerter
Drehachsenvrbindungen nach gegen Innenbehälterwandungen elastisch angepreßten Scheiben
sitzt auf einer durchgehende Drehachse das Handrad 4. Ober einer auswechsel-und
feststllbvaren Meßscheibe 5 mit eingravierter Randgradskala werden die vier Scheiben
1 ge-
meinsan gedreht und eingestellt. Analog, wie in dem Patent
836 107 erwiahnt, wird an Hand empirisch ermittelter Tabellen zu jedem eingesetztem
Scheibensatz mittels einer zugehörighen Meßscheibe 5 die der Vierschibeneinstellung
entsprechende sekundliche Gesamtdurchflußmenge bei eingestellten Scheilsen und eingestelltem
Flüssigkeitsstand N-N festgestellt. An der Gefäßaußenwand können neben der Meßscheibe
5 beiderseits zwei Einstellzeiger und einseitig ein Flüssigkeitsstandglas angeordnet
werden. In Verliindung mit einem unmittelbar über dem Gefäß befindlichen, an sich
in der Papierindustrie bekannten Uberfallkasten für Büttenstoff mit überlauf zurück
nach den Maschinenbütten und mittels in das Zulauforhr 6 eingebauten Drosselventils
oder Regulierschiebers 7 wird bei gewollter Arbeitsgeschwindigkeit für eine bestimmte
Papiersorte die entsprechende Scheibeneinstellung und der konstant zu haltende Flüssigkeitsstand
N-N festgelegt. Ein zweiter Überfallkasten. auch evtl. ein mit ersterem zusammengebauter,
für Dünnstoff-, Siebrückwasser- oder Frischwasserzusatz mit Überlauf zurück nach
bekannter Siebwassersammelgrube und mittels in das Zulaufrohr 10 eingebauten Drosselventils
oder Regulierschiel>ers 11 entleert über ein oder mehrere gesteuerte entlastete
Schwimmerventile 12 den Dünnstoff unterhalb Flüssigkeitsstand N-N an Stelle 13 bzw.
an mehreren Stellen 13 mit Druck auslaufend in stetiger Vermischung mit von oben
mit Gefälle fortwährend einströmendem Büttenstoff aus getrennten Überlaufkammern
9. Der Büttenstoff aus dem Zulaufrohr 6 steigt fortwährend zulaufend durch die Offnung
8 nach Überlaufkammern 9 und läuft von oben an vier Stellen zwischen Scheiben 1
auf den Flüssigkeitsspiegel. Der Hinter der brustwalzw der Papiermaschine in erster
Siebzone gewonnene Siebrückwasserstoff in konstant verbleibender Verdünnung durch
ein oder mehrere Schwimmerventile I2 zufließend und an Stelle I3 bzw. an mehreren
Stellen 13 unter Druck vermischend, kann zwecks inniger Vermischung trichterförmig
in verschieden einstellbarer Höhe über dem Innenbehälterboden unter N-N auslaufen.
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Die Scheiben sollen glatte, möglichst hochglanz geschliffene Flächen
besitzen, damit die im Büttenstoff beweglichen Fasern nach Öffnungen gleiten und
Ansammlungen vermieden werden. Die verschiedenen Druckhöhen k unter dem Flüssigkeitsspiege
N-N fördern die Beweglichkeit der Fasern und verhindern Faseransammlungen vor Öffnungen.
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Hiiiter \usflußöffnungen ülier getrennte Gefäßkammern 2 frei auslaufend
nach dem gemeinsamen Gefäßausfluß 3 mit großem Gefälle in weiterer Durchmischung
der Fasern gelangt der fertige Naßstoff zur Papiermaschine. Wie bei der Papierblattherstellung
bisher übleich, wird die Stoffdichte für den Naßstoff des Maschinensiebes im Überfallkasten
immer entsprechend höher gehalten, so daß fortwährend Dünnstoff zufließen muß, um
die Solldiehte des Naßstoffes zu erhalten. Dies wird auchbei der beschriebenen Meßvorrichtung
beibehalten.
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An Stelle tler bisherigen Stoffdichteregelung von Hand wird in Kombination
mit der Hauptpatenterfindung, wie geschildert, in selbsttätigem Ausgleich die Solldichte
des naßstoffes für das Maschinensieb, das vorgeschriebene Flächengewicht und eine
beste Durchsicht beim Fertigpapier konstant gehalten. Die viele Widerstände bietenden
Ausflußöffnungen verursachen bei geringsten Stoffschwankungen entsprechende Schwankungen
der Durchströmgeschwindigkeiten in eingestellten Scheiben. Schon im Entstehen begriffen
wirken diese auf Schwimmerventile ein und regeln selbsttätig durch unter Druck eintretenden
Dünn stoff bei konstant bleibend eingestelltem Flüssigkeitsspiegel N-N-. An Stelle
der in der Zeichnung gezeigten starren Hebelübertragung bei Schwimmerventilen können
auch elektrisch verstellbare Kontaktgebereinrichtungen Bewegungen übertragen und
den Zufluß von Dünnstoffmengen steuern. Um bei Störungen oder Stillständen in der
Stoffbereitung oder an der Papiermaschine das Meßgefäß ausschalten zu können, sind
zweckdienlich nach Drosselventilen oder Reguliaarschiebern 7 und 11 Schnellschlußschieber
einzubauen, welche durch elektrische Kontaktgebereinrichtung geschlossen und ebenso
geöffnet werden können.
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Aus Überfallkasten durch die Öffnung 8 des Gefäßes kann auch der
Büttenstoff an Stellen zwischen Scheiben 1 oder an anderen Stellen des Innenbehälters
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels N-N unter Druck einströmen und sich mit dem unter
Druck stetig zufließenden Dünnstoff vermischen.
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Auch von oben auf den Flüssigkeitsspiegel mit Gefälle und gleichzeitig
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels N-N unter Druck einströmend kann je Eigenart
der Fasern die innige Vermischung mit Dünnstoff vor beispielsweise beiderseits von
hochglanz geschliffenen Hartglas- oder Hartporzellanscheiben und vor eingeschliffenen,
geraden oder konischen runden Offnungen vor sich gehen. Verstopfungen, wie beim
Trimbeystoffregler sich einstellen können, werden bei derartigen Gleitflächen, bei
vielen unter Flüssigkeitsdrücken stehenden Gleitöffnungen in stetiger Beweglichkiet
der Flüssigkeit vor den glatten Scheiben nicht eintreten.
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Durch die verschiedenen Druckhöhen h nebeneinander bei Scheiben entstehen
unmittelbar vor Öffnungen Bewegungen im durchgemischten Stoff, welche jedes Zusammenballen
von Stoffasern verhindern. Abb. III, IIIa und IIIb zeigen an Scheibe I in größerem
Maßstab feste oder drehbare und verlängerbare, sonst beliebig gestaltbare, in Offnungen
einsetzbare Ausflußansätze nach Gefäßkammern 2 ausfließend. Durch derartige zusätzliche
Einzel- und Gesamteinstellungen mit Ausflußansätzen können während und vor dem Herausarbeiten
von Sortenpapieren geringe Veränderungen im Flächengewicht, beispielsweise auch
bei Farbwechsel vorgenommen werden.
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In anzupassenden Abwandlungen und Größen können derartige Meßvorrichtungen
auch in Holzschleiferei-, Zellstoff-, Färberei- und chemischen Betrieben, ebenso
in dazu gehörigen Verarbeitungs-
betrieben und in der allgemeinen
Technik vielseitige Verwendung finden.