JP6797058B2 - ワイヤ上のパルプ材料の含水量を測定するための方法および器具 - Google Patents

ワイヤ上のパルプ材料の含水量を測定するための方法および器具 Download PDF

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Description

本発明は、パルプ材料の含水量を測定するための手段を有し、この手段に対応配置される制御・データ処理ユニットを有し、そして、送受信装置を有する、および／または、測定されたデータを制御・データ処理ユニットへ送信するデータ線のための接続部を有する、製紙設備でワイヤの上のパルプ材料の含水量を測定するための方法および器具に関している。
製紙設備では、ワイヤの上のパルプ材料の含水量を測定することと、この設備の運転を制御するためこのように判断された測定値を使用することとが周知である。これらの測定は、ワイヤの長さに沿った異なる点で、そしてワイヤの側縁の一方から約半メートル〜１メートルの距離で実施される。個々の測定点で判断されるパルプ材料の含水量の値は、データメモリに入力される。
これらの測定の実施のため、ワイヤ上のパルプ材料の含水量を測定するための手段が二つの端の一方に形成されている測定ロッドが使用される。測定を実施可能にするため、測定ロッドによって所定の測定点でワイヤの下側に測定手段が押圧される。
この周知の先行技術に関しては、例えば特許文献１が参照される。
欧州特許第２１６２７３１号明細書
しかし、これらの測定中には測定手段がワイヤへ押圧される際の圧力が考慮されないので、乾燥プロセスの最適制御のための要件はこの周知の先行技術により満たされない。ゆえに本発明は、この短所が回避されるための方法および器具を考案するという目的に基づいている。本発明によれば、含水量の測定中に、含水量を測定するための手段がワイヤの下側に押圧される際の圧力が判断されて、含水量の測定がこの接触圧力の規定範囲で実行されるという点で、この目的が達成される。
本発明による器具では、パルプ材料の含水量を測定するための手段には、パルプ材料の含水量を測定するための手段がワイヤに押圧される際の圧力範囲を判断および表示するための測定装置が形成されている。
含水量を測定するための手段には、バネ要素の作用を受ける水分センサが中で変位されうるハウジングが、好ましくは形成されている。詳しく記すと、水分センサが配置されるとともにバネ要素の作用を受けてこのセンサが変位されうる円筒空洞が、ハウジングに形成されているのである。バネ要素は好ましくは、水分センサとハウジングとの間に作用する圧縮コイルバネにより形成される。
この場合、ハウジングの円筒空洞には環状断面の領域が形成され、環状領域へ突出してその端面の間で変位されうる摺動スリーブが水分センサに固定形成されている。詳しく記すと、摺動スリーブとハウジングとの間にバネ要素が配置されている。
水分センサに交換可能に固定される耐摩耗支持体、詳しくはセラミック材料製のプレートが、ワイヤに面する側で水分センサに好ましくは形成される。さらに、セラミック材料の支持体と水分センサとの間にはシールが設けられうる。加えて、弾性密封カフによって、また適宜、少なくとも一つの密封リングによって、水分センサとハウジングとが液体の侵入に対して好ましくは密封される。
好ましくは、ハウジングに対する水分センサの位置が判断および表示されるための少なくとも一つの位置センサが、摺動スリーブに対応配置される。この目的のため、互いから軸方向距離を置いて配置されて位置センサと相互作用を行う二つの摺動リングが、摺動スリーブに形成されうる。さらに、好ましくはハウジングに配置されるＬＥＤランプが位置センサに接続され、ハウジングに対する水分センサの変位の結果として摺動リングの間の領域に位置センサが配置されるとすぐに、このランプによって光信号が出力される。
測定手段のハウジングと測定ロッドには、機械的および電気的接続のため互いに対応配置される結合部が好ましくは形成されている。ここで、互いに対応配置される回路基板とセンタリング要素とが結合部に好ましくは形成される。加えて、測定ロッドの長さは調節可能かつ固定可能でありうる。
図面に図示されている例示的実施形態を使用することにより、本発明による方法と本発明による器具とがより詳しく下に説明される。
製紙設備でワイヤ上のパルプ材料の含水量を測定するための器具を不等角投影図で示す。 図１による器具の個々の構成部を不等角投影図で示す。 図１による器具の個々の構成部を不等角投影図で示す。 図１による器具の個々の構成部を不等角投影図で示す。 図１による器具の個々の構成部を不等角投影図で示す。 図１による器具の構成部を形成する、ワイヤ上のパルプ材料の含水量を測定するための手段を、接触圧力を判断するための手段の第１位置において垂直断面で示す。 図３による手段を、接触圧力を判断するための手段の第２位置において垂直断面で示す。
製紙設備でワイヤ１１の上のパルプ材料１２の含水量を測定するための、図１に図示された器具１は、測定手段２と測定ロッド３とハンドル部４と制御・データ処理ユニット５とを有する。
測定を実施するため、測定手段２は、測定ロッド３によってワイヤ１１の下側に押圧され、ワイヤの上側にはパルプ材料１２が配置されている。これらの測定は、ワイヤ１１の長さに沿った所定の点で、そしてワイヤ１１の縁の一方から約半メートル〜１メートルの距離で実施される。測定ロッド３の長さは調節可能かつ固定可能である。測定を実施および制御するのに必要な電気的および電子的手段は、ハンドル部４に配置されている。詳しく記すと、ハンドル部４には送受信装置が設けられ、この装置によってハンドル部４が制御・データ処理ユニット５に無線で接続されているのである。
図２から分かるように、測定手段２にはハウジング２１が形成され、測定の実施のためワイヤ１１の下側に押圧される水分センサ２２がハウジングに設けられている。さらに、測定手段２は、測定ロッド３への接続のための結合部２３を備えている。
図２Ａから分かるように、測定ロッド３は、互いに変位されうるとともに、クランプリング３２によってその相互位置に固定されうる二つの管形部品３１，３１ａを包含し、これは、測定ロッド３の長さが調節可能であることを意味している。左端で、測定ロッド３には第１結合部３３が形成され、これは測定手段２の結合部２３に対応配置される。さらに、測定ロッド３は、水準器３４とデジタルディスプレイ３５とを装備している。右端では、測定ロッド３をハンドル部４に接続するのに使用される第２結合部３６が、測定ロッド３に形成されている。
図２Ｂから分かるように、ハンドル部４には、オン／オフボタン４１と、機能ボタン４２と、スタートボタン４３と、ＬＥＤランプを備える透明領域４４とが形成されている。左端部では、測定ロッド３の結合部３６に対応配置される第１結合部４６がハンドル部４に形成されている。右端部では、充電ソケット４７がハンドル部４に形成されている。データメモリ、送受信装置、制御装置、切換装置その他、そしてバッテリなど、測定を実施するための電気および電子装置が、ハンドル部４の内部に配置されている。
図２Ｃに図示されているのは、ディスプレイ５１が形成されるとともに、同様に送受信装置が形成されている制御・データメモリユニット５であり、送受信装置は、ハンドル部４に配置されている送受信装置と相互作用を行う。
測定の実施のため、図１に図示されているように測定手段２と測定ロッド３とハンドル部４とが互いに接続され、ワイヤ１１の下側に手段２が押圧される。
図３には、製紙設備でワイヤ１１の上のパルプ材料１２の含水量を測定するための手段２が図示されている。手段２には、円筒空洞２４を包囲するハウジング２１が形成されている。この空洞２４に配置されているのは、パルプ材料１２の含水量を測定するためのセンサ２２である。センサ２２の上端には、外側金属リング部２５ａとセラミック材料の内側部２５ｂとを包含する測定プレート２５が設けられている。リング部２５ａは、ネジ２５ｃによりセンサ２２に固定されている。内側部２５ｂは、リング部２５ａによってセンサ２２に交換可能に固定されている。測定に影響を与える内側部２５ｂの構造は、特定の測定要件に対応するように選択される。センサ２２からの出力は、結合部２３に配置されている回路基板２７に線２６を介して伝えられる。
パルプ材料１２の含水量の正確な測定結果を得るには、所定の圧力範囲にある圧力で測定手段２をワイヤ１１に押圧することが必要である。これを保証するため、センサ２２は空洞２４の中で垂直方向調節可能に取り付けられ、所定範囲内の接触圧力を得るための手段６が測定手段２に形成されている。空洞２４には、環状断面の幅広部分２４ａが形成されている。センサ２２に固定されているのは、互いに軸方向距離を置いて配置されている二つの摺動リング６２が形成された摺動スリーブ６１である。摺動スリーブ６１と幅広部分２４ａの下端面との間には、ハウジング２１とセンサ２２との間に作用する圧縮コイルバネの形のバネ要素６３が設けられている。センサ２２は、測定プレート２５でワイヤ１１の下側に押圧されるとすぐに、ハウジング２１で圧縮コイルバネ６３の作用と反対に下向きに変位され、その結果、圧縮コイルバネ６３が圧縮され、センサ２２がワイヤ１１に押圧される際にバネにより発生される圧力が上昇する。
測定プレート２５がごくわずかな圧力でワイヤ１１に当接しているセンサ２２の上端位置が、図３に図示されている。対照的に図３Ａには、センサ２２がワイヤ１１に押圧される際に適度な圧力が圧縮コイルバネ６３により加えられているセンサ２２の中央垂直位置が図示されている。
測定プレート２５がワイヤ１１に押圧される際の圧力を測定するとともに、測定結果でこの圧力を考慮するため、摺動スリーブ６１には位置センサ６４が対応配置されている。摺動スリーブ６１は金属で製造されている。対照的に、摺動リング６２はプラスチック材料で製造されている。位置センサ６４に対する摺動スリーブ６１および摺動リング６２の変位の間には、センサと反対に配置されている領域の導電性の変化に基づいて、二つの摺動リング６２の間で位置センサ６４が配置されている位置が測定される。この位置では、圧縮コイルバネ６３により所定の接触圧力が発生される。位置センサ６４からの出力は、線６５を介してハウジング２１のＬＥＤランプ６６へ伝えられ、これによって所定の接触圧力に必要とされるセンサ２２の位置が示される。線６５は回路基板２７にも接続されているので、接触圧力は制御・データ処理ユニット５にも送信される。
測定プレート２５の内側部２５ｂと、紙パルプ１２の含水量を測定するためのセンサ２２との間には、密封リング６７が設けられている。さらに、センサ２２とハウジング２１との間には、密封カフ６８が設けられている。加えて、別の密封リング６９，６９ａによってセンサ２２がハウジング２１に対して密封されている。密封要素６７，６８，６９，６９ａによって、パルプ材料１２から漏出する液体がハウジング２１へ浸透することが防止される。こうして、センサ２２がワイヤ１１に押圧される際の予定圧力を発生させるための手段６は、液体の流入に対して保護され、これは、センサがダメージを受けず使用可能状態を保つことを意味する。
含水量を測定するための手段２を測定ロッド３に結合するには、第一に結合部２３、そして第二に測定ロッド３の結合部３３が使用される。結合部２３は、外ネジが形成された管形部品として形成されている。結合部３３は、結合部２３にネジ止めされるユニオンナットとして形成されている。この結合で、回路基板２７は、測定ロッド３に属する回路基板３７に対応配置される。これら二つの回路基板２７，３７には、互いに対応配置された接点が形成されている。測定装置２と測定ロッド３との結合中に設備で回路基板２７，３７を互いに正確な位置に置くため、結合部２３には位置決め孔２８が形成されて、結合部３３には、位置決め孔２８に対応配置される位置決めピン３８が形成されている。回路基板３７に接続されているのは、螺旋形のデータ線３９であり、データ線は測定ロッド３の中に配置されている。測定ロッド３上の水準器３４によって、ワイヤ１１に対する測定手段２の角度位置が検査されうる。測定の実施に関連して選択されたデータが、ディスプレイ３５により表示される。
ワイヤ１１の上のパルプ材料１２の含水量を測定するための器具１の全体は、ハンドル部４に配置されているオン・オフボタン４１によりオンに切り換えられる。機能の選択および設定は、機能ボタン４２を介して実行される。スタートボタン４３によって、ワイヤ１１の上のセンサ２２の必要接触圧力に到達し、これがＬＥＤランプ６６で位置センサ６４によって示されるとすぐに、ワイヤ１１の上のパルプ材料１２の含水量の測定が実施される。測定手段２の位置決めと測定結果とに関するすべてのデータは、ハンドル部４に配置されたバッファメモリに記憶される。さらに、このデータは、ハンドル部４に配置された送信装置を介して制御・データ処理ユニット５へ送信され、ここでデータが記憶および評価される。このデータはディスプレイ５１に表示されうる。
この器具は、以下のように使用に供される。製紙設備の構造的特徴が制御・データ処理ユニット５にロードされ、この設備がディスプレイ５１に表示される。さらに、ワイヤ１１が移動する速度など、設備の運転にとって重要なデータと、製造される紙のパラメータとが、制御・データ処理システム５に記憶される。次に、含水量の測定が実施される予定の点が記憶され、これらの測定点も同様にディスプレイ５１に表示される。さらに、測定の開始前に校正が実施されるかどうかなどに存する測定プログラムが入力される。それから、個々の測定点でワイヤ１１に測定手段２が押圧される。測定手段２がワイヤ１１に押圧される際の圧力が所定範囲に入るとすぐに、パルプ材料１２の含水量の測定が実施される。その結果得られた測定値が、個々の測定点に対応配置されて記憶される。そして測定結果が評価され、製造プロセスの制御に使用される。
本発明は、以下の特徴を有する。
［１］
パルプ材料の含水量を測定するための手段（２）を有し、前記手段に対応配置されている制御・データ処理ユニット（５）を有し、そして、送受信装置を有する、および／または、測定されたデータを前記制御・データ処理ユニット（５）へ送信するデータ線のための接続部を有する、製紙設備でワイヤ（１１）の上のパルプ材料（１２）の含水量を測定するための方法において、前記含水量の測定中に、前記測定手段（２）が前記ワイヤ（１１）の下側に押圧される際の圧力が判断されて、前記含水量の測定が所定範囲の接触圧力で実行されることを特徴とする方法。
［２］
水分センサ（２２）を有して好ましくは測定ロッド（３）に固定されうる、前記パルプ材料の前記含水量を測定するための手段（２）を有し、前記手段に対応配置されている制御・データ処理ユニット（５）を有し、そして、送受信装置を有する、および／または、測定されたデータを前記制御・データ処理ユニット（５）へ送信するデータ線のための接続部を有する、製紙設備でワイヤ（１１）の上のパルプ材料（１２）の含水量を測定するための器具（１）において、前記パルプ材料の前記含水量を測定するための前記手段（２）に、前記手段が前記ワイヤ（１１）に押圧される際の圧力範囲を判断および表示するための測定装置（６）が形成されていることを特徴とする器具。
［３］
バネ要素（６３）の作用を受ける前記水分センサ（２２）が中で変位されうるハウジング（２１）が、前記含水量を測定するための前記手段（２）に形成されていることを特徴とする、上記［２］に記載の器具。
［４］
前記水分センサ（２２）が配置されるとともに、前記バネ要素（６３）の作用を受けて前記水分センサが中で変位されうる円筒空洞（２４）が前記ハウジング（２１）に形成されていることを特徴とする、上記［３］に記載の器具。
［５］
前記水分センサ（２２）と前記ハウジング（２１）との間に作用する圧縮コイルバネにより前記バネ要素（６３）が形成されていることを特徴とする、上記［４］に記載の器具。
［６］
前記ハウジング（２１）の前記円筒空洞（２４）に環状断面の領域（２４ａ）が形成されることと、前記環状領域（２４ａ）へ突出して前記領域の端面の間で変位されうる摺動スリーブ（６１）が前記水分センサ（２２）に固定形成されていることとを特徴とする、上記［４］と［５］のいずれかに記載の器具。
［７］
前記摺動スリーブ（６１）と前記ハウジング（２１）との間に前記バネ要素（６３）が配置されていることを特徴とする、上記［６］に記載の器具。
［８］
耐摩耗支持体（２５）、詳しくはセラミック材料のプレートが、前記ワイヤ（１１）に面する側で前記水分センサ（２２）に形成されていることを特徴とする、上記［２］から［７］の一つに記載の器具。
［９］
前記耐摩耗支持体（２５）が前記水分センサ（２２）に交換可能に固定されていることを特徴とする、上記［８］に記載の器具。
［１０］
前記セラミック材料の前記支持体（２５）と前記水分センサ（２２）との間にシール（６７）が設けられることを特徴とする、上記［９］に記載の器具。
［１１］
弾性密封カフ（６８）によって、また適宜、少なくとも一つの密封リング（６９，６９ａ）によって、前記水分センサ（２２）と前記ハウジング（２１）とが液体の侵入に対して密封されていることを特徴とする、上記［３］から［１０］の一つに記載の器具。
［１２］
前記ハウジング（２１）に対する前記水分センサ（２２）の位置が判断および表示されるための少なくとも一つの位置センサ（６４）が前記摺動スリーブ（６１）に対応配置されていることを特徴とする、上記［６］から［１１］の一つに記載の器具。
［１３］
互いから軸方向距離を置いて配置されて前記位置センサ（６４）と相互作用を行う二つの摺動リング（６２）が前記摺動スリーブ（６１）に形成されていることを特徴とする、上記［６］から［１２］の一つに記載の器具。
［１４］
前記ハウジング（２１）に配置されているＬＥＤランプ（６６）が前記位置センサ（６４）に接続され、前記ハウジング（２１）に対する前記水分センサ（２２）の変位の結果として前記位置センサ（６４）が前記摺動リング（６２）の間の領域に配置されるとすぐに、前記ＬＥＤランプによって光信号が出力されることを特徴とする、上記［１３］に記載の器具。
［１５］
機械的および電気的接続のため互いに対応配置されている結合部（２３，３３）が、前記測定手段（２）のハウジング（２１）と前記測定ロッド（３）とに形成されていることを特徴とする、上記［３］から［１３］の一つに記載の器具。
［１６］
互いに対応配置されている回路基板（２７，３７）とセンタリング要素（２８，３８）とが前記結合部（２３，３３）に形成されていることを特徴とする、上記［１５］に記載の器具。
［１７］
前記測定ロッド（３）の長さが調節可能および固定可能であることを特徴とする、上記［２］から［１６］の一つに記載の器具。
１ 器具
２ 測定手段
３ 測定ロッド
４ ハンドル部
５ 制御・データ処理ユニット
１１ ワイヤ
１２ パルプ材料
２１ ハウジング
２２ 水分センサ
２３ 測定手段の結合部
２４ 円筒空洞
２４ａ 環状領域
２５ 耐摩耗支持体、測定プレート
２５ａ 外側金属リング部
２５ｂ 内側部
２５ｃ ネジ
２６，６５ 線
２７ 回路基板
２８ センタリング要素／位置決め孔
３１，３１ａ 管形部品
３２ クランプリング
３３ 測定ロッドの第１結合部
３４ 水準器
３５ デジタルディスプレイ
３６ 測定ロッドの第２結合部
３７ 回路基板
３８ センタリング要素／位置決めピン
３９ データ線
４１ オン／オフボタン
４２ 機能ボタン
４３ スタートボタン
４４ 透明領域
４６ ハンドル部の第１結合部
４７ 充電ソケット
５１ ディスプレイ
６１ 摺動スリーブ
６２ 摺動リング
６３ バネ要素
６４ 位置センサ
６６ ＬＥＤランプ
６７ シール、密封リング、密封要素
６８ 弾性密封カフ
６９，６９ａ 密封リング

Claims (18)

  1. パルプ材料の含水量を測定するための手段（２）を有し、前記手段に対応配置されている制御・データ処理ユニット（５）を有し、そして、送受信装置を有する、および／または、測定されたデータを前記制御・データ処理ユニット（５）へ送信するデータ線のための接続部を有する、製紙設備でワイヤ（１１）の上のパルプ材料（１２）の含水量を測定するための方法において、前記含水量の測定中に、前記測定手段（２）が前記ワイヤ（１１）の下側に押圧される際の圧力が判断されて、前記含水量の測定が所定範囲の接触圧力で実行されることを特徴とする方法。
  2. 水分センサ（２２）を有して好ましくは測定ロッド（３）に固定されうる、前記パルプ材料の前記含水量を測定するための手段（２）を有し、前記手段に対応配置されている制御・データ処理ユニット（５）を有し、そして、送受信装置を有する、および／または、測定されたデータを前記制御・データ処理ユニット（５）へ送信するデータ線のための接続部を有する、製紙設備でワイヤ（１１）の上のパルプ材料（１２）の含水量を測定するための器具（１）において、前記パルプ材料の前記含水量を測定するための前記手段（２）に、前記手段が前記ワイヤ（１１）に押圧される際の圧力範囲を判断および表示するための測定装置（６）が形成されていることを特徴とする器具。
  3. バネ要素（６３）の作用を受ける前記水分センサ（２２）が中で変位されうるハウジング（２１）が、前記含水量を測定するための前記手段（２）に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の器具。
  4. 前記水分センサ（２２）が配置されるとともに、前記バネ要素（６３）の作用を受けて前記水分センサが中で変位されうる円筒空洞（２４）が前記ハウジング（２１）に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の器具。
  5. 前記水分センサ（２２）と前記ハウジング（２１）との間に作用する圧縮コイルバネにより前記バネ要素（６３）が形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の器具。
  6. 前記ハウジング（２１）の前記円筒空洞（２４）に環状断面の領域（２４ａ）が形成されることと、前記環状領域（２４ａ）へ突出して前記領域の端面の間で変位されうる摺動スリーブ（６１）が前記水分センサ（２２）に固定形成されていることとを特徴とする、請求項４と５のいずれかに記載の器具。
  7. 前記摺動スリーブ（６１）と前記ハウジング（２１）との間に前記バネ要素（６３）が配置されていることを特徴とする、請求項６に記載の器具。
  8. 耐摩耗支持体（２５）が、前記ワイヤ（１１）に面する側で前記水分センサ（２２）に形成されていることを特徴とする、請求項２から７の一つに記載の器具。
  9. 前記耐摩耗支持体（２５）がセラミック材料のプレートであることを特徴とする、請求項８に記載の器具。
  10. 前記耐摩耗支持体（２５）が前記水分センサ（２２）に交換可能に固定されていることを特徴とする、請求項８又は９に記載の器具。
  11. セラミック材料の前記耐摩耗支持体（２５）と前記水分センサ（２２）との間にシール（６７）が設けられることを特徴とする、請求項１０に記載の器具。
  12. 弾性密封カフ（６８）によって、また適宜、少なくとも一つの密封リング（６９，６９ａ）によって、前記水分センサ（２２）と前記ハウジング（２１）とが液体の侵入に対して密封されていることを特徴とする、請求項３から１１の一つに記載の器具。
  13. 前記ハウジング（２１）に対する前記水分センサ（２２）の位置が判断および表示されるための少なくとも一つの位置センサ（６４）が前記摺動スリーブ（６１）に対応配置されていることを特徴とする、請求項６から１２の一つに記載の器具。
  14. 互いから軸方向距離を置いて配置されて前記位置センサ（６４）と相互作用を行う二つの摺動リング（６２）が前記摺動スリーブ（６１）に形成されていることを特徴とする、請求項６から１３の一つに記載の器具。
  15. 前記ハウジング（２１）に配置されているＬＥＤランプ（６６）が前記位置センサ（６４）に接続され、前記ハウジング（２１）に対する前記水分センサ（２２）の変位の結果として前記位置センサ（６４）が前記摺動リング（６２）の間の領域に配置されるとすぐに、前記ＬＥＤランプによって光信号が出力されることを特徴とする、請求項１４に記載の器具。
  16. 機械的および電気的接続のため互いに対応配置されている結合部（２３，３３）が、前記測定手段（２）のハウジング（２１）と前記測定ロッド（３）とに形成されていることを特徴とする、請求項３から１４の一つに記載の器具。
  17. 互いに対応配置されている回路基板（２７，３７）とセンタリング要素（２８，３８）とが前記結合部（２３，３３）に形成されていることを特徴とする、請求項１６に記載の器具。
  18. 前記測定ロッド（３）の長さが調節可能および固定可能であることを特徴とする、請求項２から１７の一つに記載の器具。
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