SE428809B - Sett och anordning for att under drift av en inloppslada eller liknande meldavgivande don for en pappersmaskin erhalla information om storleken av en meltutloppsspalt - Google Patents

Description

8107155-7 10 15 20 25 30 kanalbildande ytor, hålls konstanta och under noggrann kontroll så att de utsprutade mäldstrålarna blir jämna med avseende på hastighet och tjocklek och så att som en följd därav optimala torrvikt- och/ eller fuktprofiler på pappersbanan erhålles. Sådana flerskiktsinlopps- lådor beskrivs exempelvis i US 3 598 696, 3 839 143, 3 923 593, 4 021 295 och 4 D86 130 (motsvarande svenska utläggningsskriften 7707789-9 med publiceringsnummer 411 922). Inloppslådor för enkla skikt finns be- skrivna i exempelvis DAS 2 537 D79 och DAS 2 409 521. Genom den ame- rikanska patentskriften 3 487 686 är det känt, att vid en inloppslåda mäta den därur strömmande strålens hastighet genom att utsända tryck- vågor i strålen, vilka får träffa två på avstånd från varandra anord- 2 nade sonder. Den amerikanska patentskriften 3 341 400 beskriver en tryckinloppslåda, som kan utrustas med en piezoelektrisk kristall som avkänner tryckändringar hos den i en kanal strömmande mälden.

Enligt hittills använda metoder mäts antingen rörelserna hos ställdon, som påverkar ett läpporgan eller en läpplinjal, för att beräknings- vägen, med kännedom om domkraftsstigningar och hävarmslängder, beräkna förändringar i läget hos inloppslådans läpporgan, (se t ex US 3 947 317) eller också används någon typ av mätgivare, som mäter det ledade läpp- organets läge gentemot någon form av referens (se nämnda DAS 2 409 521).

Den första metoden, som är den vanligast använda, har de svagheterna, att både glapp i leder och utböjningar hos båda läpporganen faller utanför kontrollen. Den andra metoden kan inte heller den registrera utböjningar hos det icke-ledade läpporganet och sådana väsentliga förändringar blir därför inte kontrollerade. a I DAS 2 537 079 beskrivs en inloppslåda, som är försedd med profil- justerorgan, vilka innefattar ett flertal läppskruvar och en av dessa deformerbar läpplinjal, vilken med sina ändar är fäst i en överläpp och tillsammans med en underläpp bildar en läppöppning. Läppskruvarna kan vara försedda med t ex mätklockor av mikrometertyp eller differen- tialtransformatorer för att mäta ändringar i läppöppningsprofilen.

Gemensamt för detta och andra kända system för läppöppningsprofil- justering är att mätningen utgår från ett referensorgan i stället för att mäta avståndet till motstående läpporgan. För närvarande görs 10 15 20 25 30 8107155-'7 stora ansträngningar för att få fram tillförlitliga styrsystem, som bygger på att överföra information från läpporganen och pappersbanan till en dator för rationellare och riktigare beslut angående eventu- ella justeringar av läppöppningsprofilen.

Någon metod att direkt mäta det faktiska avståndet mellan läppöpp- ningarna och/eller skiljeväggarna kontinuerligt under drift för kontroll av sådana avstånd eller läppöppningsprofilen, har inte tidigare föreslagits, trots att behov härför har förelegat sedan länge. De nämnda utböjningarna av läpporganen är vanligen av en av- sevärd storlek, särskilt hos moderna höghastighetsmaskiner med inre övertryck i inloppslådan av upp mot 5 bar, vilket på de stora ytor som exponeras för detta tryck ger krafter, som verkar särande på läpp- organen, avstorleksordningen 500.000 N/breddmeter inloppslåda. Värdet på läpporganens utböjning ligger normalt på 2 m, vilket skall jäm- föras med de läppöppningar som är normala, 7-12 mm, med andra ord en betydande avvikelse.

Behovet av att uppnå noggrann kontroll på inloppslådans mest väsent- liga delar accentueras dessutom av att papperstillverkningen till stora delar sker genom datorbaserad styrning och att kraven på ytter- ligare och så fullständig datorisering som möjligt och därmed möjlig- het till förfinade styrmetoder för papperstillverkningen fått en fram- skjuten plats i lönsamhetskalkylerna.

Uppfinningen syftar till att åstadkomma ett nytt sätt att bestämma avstånd i en inloppslåda för en pappersmaskin för att snabbt få fram tekniska uppgifter om de verkliga avståndsförhållandena och på basis av dessa omedelbart utföra eventuella processmässiga eller mekaniska justeringar eller regleringar för att uppnå önskade värden på pappers- banan.

Det nya vid sättet enligt uppfinningen är att för varje sådan önskad information låter man ett vid mätstället i inloppslådan anordnat ul- traljudmätgivarorgan med en sändare och en mottagare för ultraljud eller alternativt med en kombinerad sändare och mottagare för ultra- 8107155-7 10 15 20 25 30 ljud, utsända en ultraljudspuls genom mälden mellan nämnda två kon- struktionselement inom förutbestämda ytomrâden hos dessa, belägna i närheten av nämnda utloppsspalt, och att man medelst en till ultra-“ ljudmätgivarorganet ansluten elektronisk mätenhet mäter ultraljuds- pulsens gångtid från sändare till mottagare och med kännedom om ljud- hastigheten genom mälden vid den ifrågavarande temperaturen faststäl- ler storleken av utloppsspalten.

En anordning för genomförande av detta sätt kännetecknas av att den innefattar åtminstone ett ultraljudmätgivarorgan med en ultraljud- sändare, som är anordnad i det ena av nämnda två konstruktionselement annat än formningsorganet, och en ultraljudmottagare, som är anordnad i det andra av nämnda tvâ konstruktionselement annat än formningsor- ganet, eller alternativt med en kombinerad sändare och mottagare för ultraljud, som är anordnad i det ena av nämnda två konstruktionsele- ment annat än formningsorganet, vilket ultraljudmätgivarorgan är an- ordnat att utsända en ultraljudspuls genom mälden mellan nämnda två konstruktionselement inom förutbestämda ytomrâden hos dessa, belägna i närheten av nämnda utloppsspalt; samt en elektronisk mätenhet, som är ansluten till nämnda ultraljudmätgivarorgan och anordnad att mäta gångtiden för ultraljudspulsen från sändare till mottagare.

Uppfinningen belyses ytterligare i det följande i samband med några utföringsformer som beskrivs med hänvisning till ritningarna, där fig 1 är en schematisk sidovy av en inloppslåda för en pappersmaskin, försedd med en anordning enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen, fig 2 visar i genomskärning delar av läpporganen och däre- mellan belägna skiljeväggar hos inloppslådan enligt fig 1, fig 3 och 4 visar hörnpartier av skiljeväggarna i fig 2 sedda ovanifrån, 10 15 20 25 fig 5 fig 6 fig 7 fig 8 fig 9 fig 10 fig 11 8107155-7 visar en dei av en mäidmatarledning ti11 inïoppslådan enïigt fig 1, och ett däri anordnat referensuïtraïjud- mätgivarorgan, visar i genomskärning deiar av ïäpporganen hos en in- ioppsiäda av ett andra utförande och försedd med en anordning enligt en annan utföringsform av uppfinningen, visar i genomskärning deiar av ïäpporganen hos en inioppsiâda av ett tredje utförande och försedd med en anordning eniigt en tredje utföringsform av upp- finningen, visar i genomskärning deiar av iäpporganen hos en in- ïoppsiåda av ett fjärde utförande och försedd med en anordning eniigt en fjärde utföringsform av uppfinningen, är en schematisk sidovy av deïar av en formningszon i en bröstvaisformare och visar deiar av iäpporganen hos en inïoppsiåda av ett femte utförande, vilken är för- sedd med en anordning enïigt en femte utföringsform av uppfinningen, är en schematisk sidovy av en formningszon i en pian viraformare och visar deiar av ïäpporganen hos en in- Ioppsiåda med en anordning eniigt uppfinningen ïiknande den i fig 9, och där är en schematisk frontvy av en inioppsïåda i huvudsak av det i fig 7 visade utförandet och försedd med en anordning eniigt en ytterïigare utföringsform av upp- finningen.

Med hänvisning ti11 fig 1 visas där schematiskt en för användning i en dubbeïviraformare avsedd fierskiktsinïoppsiåda 1, som innefattar två på avstånd från varandra anordnade väggar 2, 3 med tvâ konstruk- 8107155-17 10 15 20 25 30 35 6 tionselement i form av samverkande läpporgan, som enligt denna ut- föringsform är anordnade som en överläpp 4 och en underläpp 5. De två motstående väggarna 2, 3 avgränsar ett i strömningsriktningen konvergerande utrymme 6, som vid läpparna 4, 5 slutar i en mäldut- loppsspalt i form av en läppöppning 7. Det konvergerande utrymmet 6 är i sidled avgränsat av gavlar (ej visade). Inloppslâdan anordnas i nära anslutning till en pappersmaskins banformningszon (ej visad) för bildande av en pappersbana, vars bredd bestäms av läppöppningens 7 längd i en riktning tvärs maskinriktningen. En av inloppslådans väggar, här den övre väggen 2, såsom den visade inloppslådan är pla- cerad, är ledad och vridbar kring en bakre, horisontell axel 8 för förflyttning av överläppen 4 i förhållande till underläppen 5 medelst ett kraftöverförande organ 9 för att därigenom inställa önskad stor- lek på läppöppningen 7, dvs avståndet mellan läpparna 4, 5. överläp- pen 4 är vidare på sedvanligt sätt förbunden med ett flertal, i in- loppslâdans tvärriktning jämnt fördelade profiljusterorgan 10, som ingår i var sitt kraftpåverkat länksystem för individuell lokal jus- tering av läppöppningen.

Inloppslâdan innefattar vidare i utrymmet 6 anordnade konstruktions- element i form av två plana skiljeväggsorgan 11, 12, vilka uppdelar utrymmet 6 i tre, i strömningsriktningen konvergerande partier 13, 14, 15 av mäldkanaler. Skiljeväggarna är med sina inre ändar fästa vid var sin hållare 16, 17, vilka är vridbart lagrade i horisontella spår i bakre partier av inloppslådan. Medelst var sin inställnings- mekanism 18 kan hâllarna vridas och fixeras för önskad inställning av skiljeväggarna. Arrangemanget medger således en förinställning av skiljeväggarnas lägen i förhållande till varandra och i förhål- lande till över- och underläpparna 4, 5.

Såsom närmare framgår av fig 2 är varje skiljevägg 11, 12 försedd med luftkanaler 19, genom vilka luft tillföres och utmatas vid skil- jeväggens främre fria ände för bildande av luftkilar mellan de ut- sprutade mäldskikten på sätt som närmare beskrivs i GB 2 019 465 A.

Vidare kan från varje skiljevägg en folie 20, 21 skjuta ut, vilken är anordnad att minska mäldskiktens mot varandra riktade hastighets- komposanter vid luftkilens spets. 10 15 20 25 30 8107155-7 Inloppslådan är vid sin bakre ände försedd med tre inlopp (ej visade) som via rörpaket eller dylikt kommunicerar med var sitt av de tre kon- vergerande kanalpartierna 13, 14, 15. Inloppen är anslutna till var sin matarledning 22, 23, 24, som vardera innehåller en av en elmotor driven pump (ej visade), varvid dessa pumpar är anslutna till mäld- förråd (ej visade). Alternativt kan flera pumpar, t ex de för ytter- kanalerna 13, 15, matas från samma mäldförråd. Varje motors varvtal kan pâ sedvanligt sätt avkännas av en tachometergenerator, vars sigfl nal âterkopplas till en varvtalsregulatorenhet, som innefattar en tyristor och en varvtalsregulator.

Under drift matas mäld medelst nämnda pumpar genom matarledningarna till inloppslådans tre åtskilda kanaler, genom vilka mäldströmmarna passerar under högt tryck och sprutas ut vid läppöppningen i tre åt- skilda strålar, som efter folierna 20, 21 avvattnas på ett formnings- organ i form av en vira eller två viror eller liknande finperforerade ändlösa band i pappersmaskinens formningszon och därigenom förenas till en flerskiktad fiberbana.

Läppöppningen är genom de nämnda skiljeväggarna uppdelad i tre mindre mäldutloppsspalter 25, 26, 27, vilkas storlekar bestäms med hjälp av ultraljud genom att i enlighet med föreliggande uppfinning anordna ultraljudmätgivarorgan i inloppslådan. För detta ändamål är vid den i fig 1-4 visade utföringsformen en ultraljudmätgivare 28 (se fig 2) anordnad i den övre skiljeväggen 11 för att ge information om dess avstånd till överläppen 4, medan två ultraljudmätgivare 29, 30 är an- ordnade i den nedre skiljeväggen 12 för att ge information om dess avstånd till den övre skiljeväggen 11 respektive till underläppen 5.

Ultraljudmätgivarna är placerade infällda i skiljeväggarna så långt fram som möjligt och i närheten av deras ena sidoparti 31, 32 och har inga utskjutande delar, som skulle kunna menligt påverka mäldström- marna. Hålrum intill ultraljudmätgivarna fylls med lämpligt material, t ex silikongummi, för att erhålla jämna ytor. Ultraljudmätgivarna är medelst koaxialkablar 33, 34, 35, som sträcker sig i hålrum i skil- jeväggarna, anslutna till en gemensam, utanför inloppslådan placerad elektronisk mätenhet 36, som registrerar och behandlar mätvärdena 1.0? 10 15 20 25 30 4 asså-v 8 från ultraljudmätgivarna. Ultraljudmätgivarna placeras på lika av- stånd från de smala utloppsspalterna 25, 26, 27. Ultraljudmätgivar- nas egenfrekvens kan t ex vara omkring 1-6 MHz. I Varje ultraljudmätgivare är anordnad inom förutbestämda ytområden hos skiljeväggarna och är lämpligen av det slag som innefattar en piezoelektrisk kristall, som fungerar som sändare och mottagare för ultraljud. En ultraljudspuls utskickas genom den strömmande mälden från kristallen efter att denna genom en signal exciterats från den elektroniska mätenheten 36. Ultraljudvågen reflekteras mot en mot- stående yta inom ett förutbestämt ytområde av denna, vilken yta i de tre fallen utgöres av läpparnas 4, 5 plana insidor respektive den övre skiljeväggens 11 plana undersida, för att sedan vid'återkomsten. till ultraljudmätgivaren generera en signal, som överföres till mät-W enheten 36 för vidare behandling, varvid tiden mellan de tvâ signaler- na representerar ultraljudvågens gångtid och därmed är ett mått på det dubbla avståndet mellan de två ytorna. Med kännedom om ljudhastig- a heten i mediet vid den rådande temperaturen kan sedan detta mätvärde omvandlas till ett verkligt avstândsvärde för mätstället. Eftersom kanalerna är konvergerande bör även hänsyn tas till de geometriska skillnaderna mellan mätstället och utloppsspalterna 25, 26, 27 för :att få fram de avstånd som föreligger vid dessa. Denna kalibrering kan enkelt göras i mätenheten med kännedom om denna geometri.

Genom försök har det visat sig, att ljudhastigheten varierar med temperaturen, men inte alls eller blott försumbart med fiberkoncentra- tionen i mälden. Vid körningar vid skilda temperaturer kan då ljud- hastigheten kompenseras för att få fram de verkliga avstândsvärdena vid varje temperatur. Detta kan ske direkt med ledning av den rådande temperaturen vid en körning genom att använda sig av kalibreringskur- vor som upptagits vid olika temperaturer och i övrigt lika förhållan- den i mälden. Enligt en annan metod, som föredrages, användes minst ett ytterligare ultraljudmätgivarorgan av beskrivet slag som referens.

Ett sådant referensultraljudmätgivarorgan anbringas lämpligen i en av matarledningarna för att mäta ett på förhand väl definierat avstånd.

I fig 5 visas en referensultraljudmätgivare 37, som är anordnad i 10 15 20 25 30 35 8107155-7 matarledningen 22 och som mellan sig och en i matarledningen inbyggd bygel 38 bildar detta avstånd. Referensultraljudmätgivaren 37 är via en koaxialkabel 39 kopplad till den elektroniska mätenheten 36. Re- ferensultraljudmätgivaren kommer att utsättas för samma mäldförhål- landen som ultraljudmätgivarna i inloppslâdan och man kan då använda kunskapen om vilket mått referensultraljudmätgivaren skall mäta för att exakt erhålla aktuell ljudhastighet. Denna direkta kalibrering mot referensultraljudmätgivaren utföres således kontinuerligt före varje avläsning av värdena för utloppsspalterna för att säkerställa en riktig mätning. Användningen av flera ultraljudmätgivare betyder dock inte att elektroniken behöver dubbleras. En omkoppling mellan referensultraljudmätgivaren och de olika ultraljudmätgivarna i in- loppslådan kan ske antingen automatiskt eller manuellt. På mätenheten 36 kan de uppmätta värdena avläsas på en digital display. När ljud- hastighetsvärdet från referensultraljudmätgivaren är injusterat på mätenheten 36 så att denna anger den nämnda bestämda sträckan, över- ensstämmer samtliga mätvärden från inloppslådan på mätenheten med verkligheten. Mätenheten är av det slag, som automatiskt mäter kanal- avstânden i respektive kanal efter en bestämd turordning. Mätsignalen från varje ultraljudmätgivare signalbehandlas i mätenheten, varvid således hänsyn tas till det förinställda ljudhastighetsvärdet. Från mätenhetens utgångar erhålles en signal, som är proportionell mot det uppmätta kanalavståndet, varvid varje utgång innefattar en håll- krets, som håller utsignalvärdet tills ett nytt mätvärde erhålles.

Ultraljudmätgivarna kan alternativt monteras i över- och underläppar- na för att erhålla information om avståndet till närliggande skilje- vägg. Ett dylikt arrangemang är lämpligt att använda i de fall där skiljeväggen eller skiljeväggarna är så tunna, att en montering av utrustningen i dessa inte är möjlig. En sådan alternativ utförings- form visas i fig 6. En flerskiktsinloppslåda 40 innefattar motstående väggar 41, 42 med två konstruktionselement i form av samverkande läpp- organ, som är anordnade som en överläpp 43 och en underläpp 44, vilka väggar mellan sig avgränsar ett i strömningsriktningen konvergerande utrymme 45, som vid läpparna slutar i en mäldutloppsspalt i form av en läppöppning 46. Såsom vid den tidigare beskrivna inloppslâdan är 810715547 10 15 20 25 30 35 10 överläppen 43 dels vridbart lagrad kring en bakre horisontell axel (ej visad) för inställning av läppöppningens storlek och dels för- bunden med ett antal, i inloppslådans tvärriktning jämnt fördelade profiljusterorgan 47 för lokal justering av läppöppningens profil.7 Inloppslâdan innefattar vidare i utrymmet 45 anordnade konstruktions- element i form av två tunna skiljeväggsorgan 48, 49, vilka med sina inre ändar är fästa inne i inloppslådan och uppdelar utrymmet 45 i tre, i strömningsriktningen konvergerande partier 50, 51, 52 av mäld- kanaler. Genom dessa tunna skiljeväggar uppdelas läppöppningen 46 i tre mindre mäldutloppsspalter 53, 54, 55, vilkas storlekar bestäms med hjälp av ultraljud i enlighet med föreliggande uppfinning, För detta ändamål är ett första ultraljudmätgivarorgan 56 och ett andra ultraljudmätgivarorgan 57 anordnade i överläppen 43, varvid den övreÜ tunna skiljeväggen är försedd med ett hål 59 inom ett förutbestämt ytområde, som är beläget mitt emot nämnda första ultraljudmätgivare.

Den första ultraljudmätgivaren mäter avståndet till den nedre skilje- väggen i det att en utsänd och reflekterad ultraljudspuls kan passera genom hålet 59 i den övre skiljeväggen, medan den andra ultraljudmät- givaren mäter avståndet till den övre skiljeväggen. Genom subtraktion av den övre skiljeväggens 48 tjocklek och mätvärdet från mätgivaren 57 från mätvärdet från mätgivaren 56 kan det aktuella avståndet mellan de tvâ skiljeväggarna erhållas. Vidare är ett tredje ultraljudmätgivar- organ 58 anordnat i underläppen 44 för att mäta avståndet till den nedre tunna skiljeväggen 49. Vid denna tillämpning är det dock oftast inte möjligt att utföra mätningen vid de yttersta hörnen av läppor- ganen och de tunna skiljeväggarna. Ultraljudmätgivarna kan även i detta fall placeras så att avståndet till spalt- eller mynningskan- ten blir lika för samtliga ultraljudmätgivare (genom att placera den första ultraljudmätgivaren vid sidan av den andra) och så litet som möjligt, vilket ger sinsemellan proportionella mätvärden, varvid hän- syn tas till geometrin i läppöppningsområdet för att beräkna de verk- liga avstânden vid läppöppningen nedströms givarna såsom tidigare an- givits. Ultraljudmätgivarna 56, 57, 59 är medelst koaxialkablar 60, 61, 62 anslutna till en elektronisk mätenhet (ej visad), som även förses med signaler från en referensultraljudmätgivare (ej visad), som är monterad i en av matarledningarna till inloppslådan för att ta hänsyn till faktiska ljudhastigheter i mälden vid rådande tempera- 10 15 20 25 30 8107155-7 11 turer såsom tidigare beskrivits.

I fig 7 visas en inloppslåda 63 för framställning av en enskiktad fiberbana. Inloppslådan innefattar motstående väggar 64, 65 med två konstruktionselement i form av samverkande läpporgan, som är anord- nade som en överläpp 66 och en underläpp 67, vilka väggar mellan sig avgränsar ett i strömningsriktningen konvergerande utrymme 68, som vid läpparna slutar i en mäldutloppsspalt i form av en läppöppning 69. Såsom vid den tidigare beskrivna inloppslådan är överläppen 66 dels vridbart lagrad kring en bakre horisontell axel (ej visad) för inställning av läppöppningens storlek och dels förbunden med ett an- tal, i inloppslâdans tvärriktning jämnt fördelade profiljusterorgan 70 för lokal justering av läppöppningens profil. I överläppen visas nära dess ena hörn ett inmonterat ultraljudmätgivarorgan 71, som är anordnat att ge information om avståndet till underläppen 67 enligt den tidigare beskrivna principen. Ultraljudmätgivaren är anordnad så nära mynningskanten, att någon korrigering för geometrin inte erford- ras i detta fall. Ultraljudmätgivaren är medelst en koaxialkabel 72 ansluten till en elektronisk mätenhet (ej visad), som även förses med signaler från en referensultraljudmätgivare (ej visad), som är monterad i en matarledning till inloppslådan för att ta hänsyn till faktiska ljudhastigheter i mälden vid rådande temperaturer såsom ti- digare beskrivits.

I fig 8 visas en alternativ utföringsform av anordningen enligt upp- finningen, där en inloppslåda 73 för framställning av en enskiktad fiberbana är försedd med två konstruktionselement i form av samver- kande läpporgan, som är anordnade som en överläpp 74 och en underläpp 75 såsom tidigare beskrivits, varvid läpparna avgränsar en mäldutlopps- spalt i form av en läppöppning 76. Vid denna utföringsform är ett ult- raljudmätgivarorgan anordnat med åtskilda sändar- och mottagarfunk- tioner i det att en första ultraljudkristall 77 är placerad infälld i överläppen 74 för att tjänstgöra som sändare av en ultraljudspuls och en andra ultraljudkristall 78 i underläppen 75 mitt emot den för- sta ultraljudkristallen för att tjänstgöra som mottagare av den ut- sända ultraljudspulsen. Ultraljudspulsen komer härvid att tillrygga- 8107155-'7 10 15 20 25 30 35 12 lägga enkel sträcka innebärande att en till ultraljudkristallerna via kablar 79, 80 kopplad elektronisk mätenhet inte behöver halvera mätresultatet såsom är fallet vid de tidigare beskrivna utförings- formerna.

I fig 9 visas en ytterligare utföringsform av uppfinningen, vid vil- ken en inloppslåda 81 för framställning av en enskiktad fiberbana är utformad och anordnad att samverka med ett formningsorgan i form av en vira 83 och en bröstvals 82 i en s k bröstvalsformare för forma ning av fiberbanan på den runt bröstvalsen löpande viran 83. Inlopps- lådan innefattar läpporgan i form av en underläpp 84 och en framskjuten överläpp 85, vilken sistnämnda utgör ett av de två konstruktionselement mellan vilka mätning skall utföras i enlighet med föreliggande uppfin- ning, varvid det andra konstruktionselementet utgöres av den motstå- ende viran 83. Läpparna avgränsar mellan sig ett i strömningsrikt- ningen konvergerande utrymme 86 som slutar i en läppöppning 87. Den framskjutna överläppen kan vara lagrad och utrustad på samma sätt som vid de tidigare beskrivna utföringsformerna för inställning av en mäld- utloppsspalt 88, vilken avgränsas av nämnda två konstruktionselement, dvs den framskjutna överläppen 85 och den motstående viran 83. I den framskjutna överläppen nära dess ena hörn finns inmonterat ett ultra- ljudmätgivarorgan 89, som är anordnat att ge information om avståndet till viran enligt den tidigare beskrivna principen. Ultraljudmätgiv- aren är anordnad så nära mynningskanten, att nådon korrigering för geometrin inte erfordras i detta fall. Ultraljudmätgivaren är medelst en koaxialkabel 90 ansluten till en elektronisk mätenhet (ej visad), som även kan förses med signaler från en referensultraljudmätgivare (ej visad) såsom tidigare beskrivits. Försök i laboratorieskala har visat, att ultraljudmätgivarens egenfrekvens bör vara förhållandevis låg, t ex omkring 1-2 MHz, för att därigenom få ett tillräckligt starkt eko tillbaka då en utsänd ultraljudspuls träffar viran i ett ytområde mitt för ultraljudmätgivaren. Det har även visat sig, att ultraljud- mätgivarens diameter har en avgörande betydelse i detta avseende. Ju större denna diameter är desto starkare blir utsignalen, vilket inne- bär att ett reflekterande eko lättare kan detekteras. För att uppnå bästa resultat från fall till fall väljes därför en ultraljudmät- givare med lämplig storlek och egenfrekvens. 15 20 25 30 35 81071554 13 I fig 10 visas en alternativ utföringsform av en inloppslåda 91 med ett läpporgan som innefattar en framskjuten överläpp 92, varvid in- loppslådan är anordnad att samverka med ett formningsorgan i form av ett plant parti av en vira 93 i en planviraformare efter att viran löpt runt en vals 94 för att forma fiberbanan på det plana partiet av viran. Mäld strömmar genom ett i strömningsriktningen konvergeran- de utrymme 95, som avgränsas av den framskjutna överläppen och en underläpp 96, varvid utrymmet slutar i en läppöppning 97, genom vil- ken mälden strömmar ut på det plana partiet av viran. Den framskjutna överläppen 92 utgör det ena av två konstruktionselement, mellan vilka mätning skall utföras i enlighet med föreliggande uppfinning, varvid det andra konstruktionselementet bildas av den motstående viran. På samma sätt som vid utföringsformen enligt fig 9 bildar dessa två kon- struktionselement en inställbar mäldutloppsspalt 98, vars storlek mäts med hjälp av ett i den framskjutna överläppen anordnat ultraljud- mätgivarorgan 99 och en till detta via en koaxialkabel 100 ansluten elektronisk mätenhet (ej visad).

Självfallet ligger det inom uppfinningens ram, att även vid de i fig 9 och 10 visade utföringsformerna inloppslådorna kan utgöras av fler- skiktsinloppslådor, i vilka avståndsmätningarna sker dels från över- läppen till viran och dels från minst en skiljevägg till viran.

Den vid mätningarna erhållna informationen om avstånd kan utnyttjas på ett flertal sätt för att åstadkomma optimala driftsbetingelser vid papperstillverkningen. Så exempelvis kan vid en enskiktsinlopps- låda (fig 7) det erhållna avståndsvärdet (ärvärde) jämföras med ett börvärde i t ex en PI-regulator, vars utsignal, som motsvarar en eventuell avvikelse av ärvärdet från börvärdet, användes för att pà- verka det kraftorgan som är anordnat att vrida den övre väggen kring sin horisontella lagringsaxel och därmed inställa överläppen 66 i förhållande till underläppen 67 så att läppöppningen 69 blir den av- sedda. Hastigheten på mäldstrålen, då denna lämnar inloppslådan, är på känt sätt anpassad till pappersmaskinens virahastighet och/eller annan driftsstorhet, varvid mäldtrycket i inloppslådan kan utnyttjas som storhet för jämförelse med pappersmaskinens virahastighet. I stället för automatisk reglering av läppöppningen kan vid en uppmätt 10 15 ZÛ 25 30 14 och konstaterad avvikelse inställningen av inloppslådans övre vägg utföras manuellt.

De vid en flerskiktsinloppslåda erhållna mätvärdena kan användas för att reglera mäldtillförseln till t ex de två yttre kanalerna i en in- loppslåda med tre kanaler. En sådan reglering är föremål för en sam- tidigt med denna ingiven patentansökan avseende "Reglersystem för inloppslådor“. 1 Uppfinningen kan även tillämpas i samband med mätning och inställning av utloppsspaltens eller läppöppningens profil tvärs över inloppslådan genom att anordna ett flertal ultraljudmätgivarorgan i en av läpparna.

I fig 11 illustreras en sådan ytterligare alternativ utföringsform avg uppfinningen vid en inloppslåda av i huvudsak det utförande som be- skrivits i samband med fig 7, varvid samma hänvisningsbeteckningar i fig 7 ooh 11 anger likartade delar och element. Inloppslådan har ett flertal i dess tvärriktning jämnt fördelade profiljusterorgan 70 för lokal justering av läppöppningens 69 profil. Såsom visas i fig 11 är ett flertal ultraljudmätgivarorgan 101 inmonterade i överläppen 66 vid mätställen, t ex belägna vid varje profiljusterorgan 70. Ultra- ljudmätgivarna är medelst koaxialkablar 102 kopplade till en elektro- nisk mätenhet (ej visad). De värden på avstånden som de enligt upp- finningen i tvärled jämnt fördelade ultraljudmätgivarna registrerar med hjälp av den elektroniska mätenheten, kan sedan jämföras med bör- värden för läppöppningsprofilen för ändring av läppöppningsprofilen på de ställen där så erfordras för att uppnå önskad torrviktsprofil och/eller fuktprofil hos pappersbanan i dess tvärriktning. En väsent- lig fördel, som uppfinningen erbjuder vid mätningen av läppöppnings- profilen, är att den erhållna avståndsinformationen representerar mätuppgifter, som kan överföras till en dator, där varje mätuppgift kan ange det faktiska avståndet mellan läpporganen eller mellan läpp- linjalen och det motstående läpporganet eller viran vid mätstället, dvs hänsyn tas till det motstående läpporganets eller virans läge på ett synnerligen enkelt och tillförlitligt sätt. En sådan möjlighet har inte tidigare funnits. De överförda mätuppgifterna (ärvärden) kan jämföras med mätuppgifter (börvärden) angående torrviktsprofilen 10 15 20 8107155-7 15 och/eller fuktprofilen hos pappersbanan och registrerade avvikelser kan omvandlas till rekommendationer att justera läppöppningsprofilen på ifrågavarande ställe eller ställen. Läppöppningsprofilen kan jus- teras manuellt, men uppfinningen erbjuder även här stora möjligheter till en automatisering. Även vid denna utföringsform kan en referens- ultraljudmätgivare anordnas uppströms inloppslådan för att kompensera för ändrade ljudhastigheter vid olika temperaturer. Enligt ännu en utföringsform (ej visad) kan ett flertal ultraljudmätgivarorgan an- ordnas på i huvudsak liknande sätt vid en inloppslåda, som är försedd med profiljusterorgan i form av ett flertal läppskruvar och en av dessa deformerbar läpplinjal, vilken tillsammans med underläppen eller viran bildar läppöppningsprofilen (se exempelvis DAS 2 537 079).

I vissa fall är det lämpligt att anordna ultraljudmätgivarorganet infällt ett stycke i läppen, varvid ett mellan mätgivaren och läpp- ytan förefintligt utrymme fylls med ett eller flera tunna reflexions- minskande skikt (ej visade), som har en akustisk impedans vars stor- lek ligger mellan kristallens och mäldens akustiska impedanser. Om flera än ett skikt kommer till användning, bör deras akustiska impe- danser väljas på sådant sätt, att skiktet närmast givaren har en akustisk impedans som ligger mellan den för nästa skikt och den för givaren, osv. Därigenom ökar styrkan av den av ultraljudmätgivar- organet mottagna signalen.

Claims (16)

l0 15 20 25 30 16 PATENTKRAV

1. Sätt att under drift av en inloppslåda (1; 40; 63; 73; 81; 91) eller liknande mäldavgivande don för en pappersmaskin erhålla information om storleken, vid åtminstone ett mätställe, av en mäld- utloppsspalt (7, 25, 26, 27; 46; 53, 54, 55; 69; 76; 88; 98), vilken avgränsas av tvâ konstruktionselement, av vilka antingen båda eller bara det ena'ingår i nämnda inloppslåda (1; 40; 63; 73; 81; 91) el- ler liknande mäldavgivande don, varvid i det första fallet nämnda två konstruktionselement utgöres av tvâ läpporgan (4, 5; 43, 44; 66,; 67; 74, 75) eller också, i det fall nämnda inloppslåda eller lik- nande mäldavgivande don är en flerskiktsinloppslåda (1; 40) med minst ett mäldâtskiljande skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49) beläget mellan läpporganen (4, 5; 43, 44), av ett sådant skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49) och ett läpporgan (4, 5; 43, 44), eller också av två sådana skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49), under det att i det andra fallet det nämnda ena konstruktionselementet utgöres av ett läpporgan (85; 92) eller ett skiljeväggsorgan och det andra konstruktionselementet utgöres av ett, den avgivna mälden mottagande formningsorgan (83; 93) för bildande av en pappersbana genom avvattning av mälden, k ä n - n e t e cik n a t a v att för varje sådan önskad information låter man ett vid mätstället i inloppslådan anordnat ultraljudmätgivaror- gan (28, 29, 30; 56, 57, 58; 71; 77, 78; 89; 99; 101) med en sändare och en mottagare för ultraljud eller alternativt med en kombinerad sändare och mottagare för ultraljud, utsända en ultraljudspuls genom mälden mellan nämnda tvâ konstruktionselement inom förutbestämda yt- områden hos dessa, belägna i närheten av nämnda utloppsspalt, och att man medelst en till ultraljudmätgivarorganet ansluten elektronisk mätenhet (36) mäter ultraljudspulsens gångtid från sändare till mot- tagare och med kännedom om ljudhastigheten genom mälden vid den ifrå- gavarande temperaturen fastställer storleken av utloppsspalten (7, 25, 26, 27; 46; 53, 54, 55; 69; 76; 88; 98).

2. 'Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att den uppmätta gångtiden för ultraljudspulsen omvandlas till ett avstånds- 10 20 25 30 8107155-7 17 värde under hänsynstagande till eventuella ytterligare yttre faktorer såsom läpporganens (4, 5; 43, 44; 74, 75) och skiljeväggarnas (11, 12; 48, 49) geometri.

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, varvid ultraljudmätgivarorganet (28, 29, 30; 56, 57, 58; 71; 89; 99; 101) innefattar en kombinerad sändare och mottagare för ultraljud, k ä n n e t e c k n a t a v att den kombinerade sändaren och mottagaren anordnas i ett (11, 12; 43, 44; 66; 85; 92) av nämnda tvâ konstruktionselement inom dess nämn- da förutbestämda ytområde, och att ultraljudspulsen utsändes i rikt- ning mot det nämnda förutbestämda ytområdet hos det andra konstruk- tionselementet (4, 5; 11; 48, 49; 67; 83; 93), mot vilket ultraljuds- pulsen reflekteras för att återföras till ultraljudmätgivarorganet för nämnda tidsmätning och eventuell omvandling.

4. Sätt enligt något av kraven 1-2, varvid ultraljudmätgivar- organet innefattar en sändare och en mottagare, k ä n n e t e c k - n a t a v att sändaren (77) anordnas i ett (74) av konstruktions- elementen inom dess nämnda förutbestämda ytområde och mottagaren (78) i det andra konstruktionselementet (75) inom dess nämnda förutbestämda ytomrâde.

5. Sätt enligt något av kraven 1-4, varvid åtminstone ett kon- struktionselement i form av en tunn skiljevägg (48) av nämnt slag är anordnat mellan nämnda läpporgan (43, 44), k ä n n e t e c k n a t a v att ett genomgående hål (59) upptages i nämnda mellanliggande tunna skiljevägg (48) mitt emot ett första ultraljudmätgivarorgan (56) i ett (43) av läpporganen för att medge ultraljudspulsens pas- sage därigenom till det andra läpporganet eller till en andra tunn skiljevägg (49), varvid storleken av den utloppsspalt (54), som bil- das av den hâlförsedda tunna skiljeväggen och det nämnda andra läpp- organet eller av den hålförsedda tunna skiljeväggen (48) och den and- ra tunna skiljeväggen (49), erhålles genom att från det mätvärde, som erhålles medelst nämnda första ultraljudmätgivarorgan (56) i nämn- da ena läpporgan (43), subtrahera det mätvärde, som medelst ett andra ultraljudmätgivarorgan (57) erhålles för den utloppsspalt (53), som 8107155-7 10 15 20 25 30 18 bildas av nämnda ena läpporgan (43) och den hålförsedda tunna skilje- väggen (48).

6. Sätt enligt något av kraven 1-5 för erhållande av information om storleken av en utloppsspalt (69) vid ett flertal mätställen tvärs inloppslådan (63), k ä n n e t e c k n a t a v att man vid varje sådant mätställe tvärs inloppslådan (63) fastställer den lokala stor- leken av utloppsspalten (69) på det ovan nämnda sättet, och att man sammanställer de så erhållna mätvärdena till att ange utloppsspaltens profil tvärs inloppslådan. I

7. Sätt enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k n a t a v att ljudhastigheten i mälden vid olika temperaturer mätes indi- rekt med hjälp av ett till nämnda mätenhet (36) anslutet referensult- raljudmätgivarorgan (37) genom att uppmäta ultraljudspulsens gångtid för en given sträcka i mäld av den ifrågavarande temperaturen så att mätenheten (36) kan justeras till att ange faktiska avståndsvärden för inloppslådans utloppsspalt eller utloppsspalter under hänsyns- tagande till ljudhastighetsvärdet vid mäldens temperatur.

8. Anordning för att under drift av en inloppslâda (1; 40; 63; 73; 81; 91) eller liknande mäldavgivande don för en pappersmaskin erhålla information om storleken, vid åtminstone ett mätställe, av en mäldutloppsspalt (7, 25, 26, 27; 46; 53, 54, 55; 69; 76; 88; 98) för genomförande av sättet enligt något av kraven 1-7, vilken utlopps- spalt avgränsas av två konstruktionselement, av vilka antingen båda eller bara det ena ingår i nämnda inloppslåda (1; 40; 63; 73; 81; 91) eller liknande mäldavgivande don, varvid i det första fallet nämnda tvâ konstruktionselement utgöres av två läpporgan (4, 5; 43, 44; 66, 67; 74, 75) eller också, i det fall nämnda inloppslåda eller liknande mäldavgivande don är en flerskiktsinloppslåda (1; 40) med minst ett mäldåtskiljande skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49) beläget mellan läpporganen (4, 5; 43, 44), av ett sådant skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49) och ett läpporgan (4, 5; 43, 44), eller också av två sådana skiljeväggsorgan (11, 12; 48, 49), under det att i det andra fallet det nämnda ena konstruktionselementet utgöres av ett 15 20 25 30 8107155-7 19 läpporgan (85; 92) eller ett skiljeväggsorgan och det andra konstruk- tionselementet utgöres av ett, den avgivna mälden mottagande formnings- organ (83; 93) för bildande av en pappersbana genom avvattning av mälden, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar åtminstone ett ultraljudmätgivarorgan (28, 29, 30; 56, 57, 58; 71; 77, 78; 89; 99; 101) med en ultraljudsändare, som är anordnad i det ena av nämn- da två konstruktjonselement annat än formningsorganet (83, 93), och en ultraljudmottagare, som är anordnad i det andra av nämnda två kon- struktionselement annat än formningsorganet, eller alternativt med en kombinerad sändare och mottagare för ultraljud, som är anordnad i det ena av nämnda tvâ konstruktionselement annat än formningsor- ganet, vilket ultraljudmätgivarorgan är anordnat att utsända en ult- raljudspuls genom mälden mellan nämnda tvâ konstruktionselement inom förutbestämda ytomrâden hos dessa, belägna i närheten av nämnda ut- loppsspalt; samt en elektronisk mätenhet (36), som är ansluten till nämnda ultraljudmätgivarorgan och anordnad att mäta gångtiden för ultraljudspulsen från sändare till mottagare.

9. Anordning enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att den dessutom innefattar ett till nämnda mätenhet (36) anslutet refe- rensultraljudmätgivarorgan (37) för indirekt mätning av ljudhastig- heten i mälden vid olika temperaturer genom uppmätning av ultraljuds- pulsens gångtid för en given sträcka i mäld av den ifrågavarande tem- peraturen, så att mätenheten kan justeras till att ange faktiska av- ståndsvärden för inloppslâdans utloppsspalt eller utloppsspalter un- der hänsynstagande till ljudhastighetsvärdet vid mäldens driftstem- peratur.

10. Anordning enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att referensultraljudmätgivarorganet (37) är anordnat i en matarledning (22) för mäld till inloppslådan (1).

11. Anordning enligt något av kraven 8-10, k ä n n e t e c k - n a d a v att varje ultraljudmätgivarorgan (28, 29, 30; 56, 57, 58; 71; 89; 99; 101) innefattar en kombinerad sändare och mottagare för ultraljud i form av en piezoelektrisk kristall, varvid den elek- 81Û7155~~7 10 15 20 25 30 20 troniska mätenheten (36) är anordnad att fönnå kristallen att avge en ultraljudspuls och att omvandla till ett avstândsvärde gångtiden för ultraljudspulsen från kristallen genom mälden till en motstående yta och åter till kristallen.

12. Anordning enligt krav 8 eller 11 vid en inloppslåda (63) för framställning av en enskiktad fiberbana, varvid inloppslådan inne- fattar.en överläpp (66) och en underläpp (67), av vilka den ena är längre än den andra och vilka avgränsar en utloppsspalt i form av en läppöppning (69), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda ultra- ljudmätgivarorgan (71) är anordnat i den längre läppen (66) (fig 7).

13. Anordning enligt krav 8 vid en flerskiktsinloppslåda (1), som innefattar en överläpp (4) och en underläpp (5), som avgränsar en utloppsspalt i form av en läppöppning (7), och två mellan läppar- na anordnade kanalpartibildande skiljeväggar (11, 12), som avgränsar tre mindre utloppsspalter (25, 26, 27), k ä n n e t e c k n a d a v att två ultraljudmätgivarorgan (30, 29) är anordnade i den ena skiljeväggen (12) för mätning mot den ena läppen (5) respektive den andra skiljeväggen (11) och ett ultraljudmätgivarorgan (28) i den andra skiljeväggen (11) för mätning mot den andra läppen (4) (fig 2).

14. Anordning enligt krav 8, varvid skiljeväggarna (48, 49) är så tunna att montering av ultraljudmätgivarorgan däri inte medges, k ä n n e t e c k n a d a v att två ultraljudmätgivarorgan (56, 57) är anordnade i den ena läppen (43) och ett ultraljudmätgivarorgan (58) är anordnat i den andra läppen (44), varvid den närmast den nämn- da ena läppen belägna tunna skiljeväggen (48) är försedd med ett ge- nomgående hål (59) anordnat mitt emot ett (56) av nämnda två ultra- eljudmätgivarorgan för att medge passage därigenom av en utsänd ultra- ljudspuls (fig 6).

15. Anordning enligt krav 8 vid en inloppslâda (81; 91), som är anordnad i anslutning till ett formningsorgan (83; 93), som inne- fattar en över en bröstvals löpande vira i en bröstvalsformare eller plan viraformare, varvid inloppslådan innefattar en överläpp (85; 10 8107155-'7 21 92), som med den motstående nämnda viran (83; 93) avgränsar en ut- ïoppsspaït (88; 98), k ä n n e t e c k n a d a v att ett uïtra- ïjudmätgivarorgan (89; 99) är anordnat i överïäppen för att mäta av- ståndet ti11 den därunder ïöpande viran (fig 9 och 10).

16. Anordning enïigt krav 8, k ä n n e t e c k n a d a v att den innefattar ett fïertaï uïtraïjudmätgivarorgan (101) anordnade i ett (66) av Iäpporganen tvärs inïoppsïådan (63) för att mäta av- eståndet tiil det andra motstående läpporganet (67) e11er ti11 nämnda formningsorgan vid ett f1erta1 mätstäïïen för erhå11ande av informa- tion om utïoppsspaltens (68) profiï tvärs inïoppsïådan.