SE514841C2 - Förfarande och anordning för mätning av kraftpåkänningar hos raffinörer - Google Patents

Description

20 25 30 "S154 8>41=_ z utmed bommen. Denna anordning har dock nackdelen att mätning endast genom- förs på enstaka bommar vilket ger osäkra resultat. Det är även så att den givartyp, trådtöjningsgivare, som används vid bomförsök har en kort livslängd på grund av att givarna sitter nära malytan och det material som används för att skärma av gi- varen från ånga och massa utsätts för en mycket krävande miljö. På grund av den- na mätanordnings utformning är man dock hänvisad till trådtöjningsgivare, trots dessas nackdelar.

Syftet med föreliggande uppfinning är att lösa ovannämnda problem och således i första hand att tillhandahålla dels ett förfarande och en mätanordning som ger ett säkrare resultat än tidigare kända anordningar samt även att tillhanda- hålla en anordning som har förutsättningar för en längre livslängd än tidigare an- ordningar, och därmed blir mer ekonomisk.

Syftet uppnås genom ett förfarande såsom definieras i kravet 1 och med de där angivna särdragen, liksom med en mätanordning såsom definieras i kravet 4.

Således kännetecknas förfarandet av att mätningen av kraftpåkänningen sker över en mätyta som utgör en del av en malskiva och av att nämnda mätyta omfattar åtminstone delar av fler än en bom. Mätanordningen uppvisar motsva- rande organ för genomförande av förfarandet. Föreliggande uppfinning uppvisar således fördelen att mätningen av kraftpåkänningen sker över en förhållandevis stor yta, jämfört med känd teknik, vilket ger ett betydligt säkrare resultat.

Enligt ett föredraget utförande sker mätningen genom att mätytan är fiädf rande upplagrad i en riktning parallell med malskivans yta och är rörlig i nämnda riktning, vid en kraftpåkänning, i förhållande till en fast infäst kraftsensor med vil- ken mätytan är förbunden, vilken kraftsensor därvid påverkas av och mäter nämn- da kraftpåkänning. Mätanordningen uppvisar i sin tur särdrag innefattande motsva- rande organ.

Enligt ett särskilt fördelaktigt särdrag innefattar således mätanordningen en kraftsensor och en kropp som förbinder sensom med mätytan. Genom detta arrangemang uppnår föreliggande uppfinning fördelen att påkänningskraften mäts direkt, istället för indirekt genom mätning av töjning och dylikt, såsom sker enligt känd teknik.

Sensom, vilken företrädesvis är en piezoelektrisk kraftsensor, uppbyggd av kvartskristall (en s k quartzsensor), bidrar vidare till att det blir möjligt att få en 20 25 30 .:s=4 1,, 3 mycket styv mätanordning. Den föredragna sensorn klarar upp till 200°C och är dessutom linjär upp till denna temperatur.

Enligt ett ytterligare fördelaktigt särdrag är mätytan förbunden med nämn- da kropp, vidare är nämnda kropp, iden del därav som sträcker sig på den sida av kraftsensorn som är motsatt mätytan, utformad med en led där kroppen är sväng- bar i en riktning väsentligen parallell med malskivans yta. Men eftersom kraftsen- som, såsom nämnts ovan, har en relativt styv fjädring så innebär detta att leden och därmed mätanordningen endast bibringas mycket små rörelser av skjuvkraf- terna. Detta gör det möjligt att lättare täta mätanordningen för inträngning av ånga och flis från omgivningen och den blir heller inte lika känslig för material som fast- nar runt mätanordningen, vilket utgör betydande fördelar jämfört med känd teknik. l riktningen vinkelrätt mot mätytan har kroppen en så hög styvhet att det inte ska ske några ändringar av malspalten, vilket är en ytterligare fördel.

Ytterligare fördelar och kännetecken kommer att framgå av de underord- nade patentkraven.

Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till de utföringsexempel som illustreras i bifogade ritningar, på vilka: Figur 1 visar en perspektivvy av ett malsegment ingående i en malski- va, vilka är försedda med mätanordningar enligt föreliggande uppfinning, Figur 2 visar en principskiss av en mätanordning i enlighet med förelig- gande uppfinning, Figur 3a och 3b illustrerar de kraftsamband som är tillämpliga för uppfinningen, och Figur 4 visar en vy, delvis i genomskärning, av en mätanordning anord- ning i enlighet med föreliggande uppfinning.

Figur 1 visar således en del av en malskiva i form av ett malsegment 1, vil- ket är försett med mönster innefattande ett antal bommar 3, sträckande sig huvud- , sakligen i radiell riktning. l denna figur är även mätanordningar 5, i enlighet med föreliggande uppfinning, schematiskt utritade. Dessa mätanordningar har företrä- desvis en cirkulär mätyta, exempelvis med en diameter av storleksordningen 30 mm, men mätytan kan även ha annan geometrisk utformning. Mätanordningama är företrädesvis anordnade på olika radiella avstånd från malskivans centrum, och segment på olika avstånd från centrum har företrädesvis också mätanordningar. 20 25 30 514 en 4 Dessutom kan mätanordningama med fördel vara förskjutna periferiellt i förhållan- de till varandra, allt för att bättre kunna bestämma effektfördelningen i rafiinören och därmed bättre kunna kontrollera malprocessen. När en mätanordning påver- kas av en kraft som är parallell med malskivanslsegmentets yta så kommer mät- anordningens kraftsensor att generera en signal som är proportionell mot lasten.

Mätanordningen enligt uppfinningen fungerar enligt den princip som visas i figur 2. Vi ser här ett skivsegment 1 från sidan, vilket är utrustat med bommar 3. Vi ser också här en mätanordning 5 som innefattar en del av skivsegmentets yta och är försedd med ett antal bommar 6, eller åtminstone delar därav. När malskivan utsätts för en skjuvlast F så kommer mätanordningen 5 (sensorn) att ta upp en last Fm som ges av följande uttryck: Fm = F '- (1) där lg är avståndet mellan den plats där en sensor 10 i mätanordningen är infäst och anordningens led 8, och där l1 är avståndet mellan mätanordningens mätyta 7 och leden 8. Denna formel gäller under förutsättning att leden 8 inte tar upp något _ moment samt att det inte blir alltför ojämn tryckfördelning hos den mätyta 7 som utsätts för skjuvkraften. Leden 8 består i princip av en plåt som är så pass tunn att den ger ett försumbart bidrag till den totala styvheten hos mätanordningen samti- digt som den kan ta de laster som den utsätts för. 'Üockleken hos plåten kan sam- tidigt vara ganska stor på grund av att sensorns styvhet är relativt stor, vilket ger små utböjningar hos plåten. Ledens 8 dimension skall således vara anpassad till att klara den vertikala last som uppstår samtidigt som den endast tar upp en för- sumbar del av de sidlaster som skruven och sensorn skall ta upp. Se för övrigt detaljbeskrivningen i anslutningen till figur 4.

Modellen i figurerna 3a och 3b beskriver hur hög respektive låg styvhet påverkar mätanordningens funktion genom den styvhet som sensor, fästskruv (fästorgan medelst vilket sensom är fixerad i förhållande till mätytan och kroppen, se tig. 4) och led har. Den kraft och det moment som upptas av sensom/fästskru- ven respektive leden styrs av sambanden Fsemf = k; ' ö och M = kg ' mp, där M är momentet i leden. kg är här styvheten hos fjädem 15, det vill säga sensom 10 till- 20 25 30 r;:rVQ4r-1J vïš. q , 5 sammans med fästskruven 20, och styvheten ka är styvheten hos upplagrings- punkten/leden 8. Sambanden visar tydligt att om F = konstant och k; ökar så kom- mer ö att minska och så även M eftersom momentet är direkt proportionellt mot utböjningen 8 för små vinklar. l det aktuella fallet är k; stor, vilket ger att ekvatio- nen (1) gäller.

Det skall påpekas att med relativt hög styvhet hos sensornlfästskruven avses i det aktuella fallet en hög styvhet i förhållande till den last som sensorn/- /skruven skall ta upp. Lasten kan variera kraftigt över malzonen, exempelvis från av storleksordningen 20N till av storleksordningen 150N. Vid ett uppskattat medel- värde på ca 40N erhålls i det aktuella fallet förskjutningar av mätytan som kan mätas i storleksordningen hundradels millimeter. Dessa små förskjutningar un- derlättar, så som nämnts tidigare, bl a tätningen av anordningen mot den omgivan- de miljön. Beträffande kroppen 17 så kan denna betraktas som helt styv i riktning- en vinkelrätt mot mätytan.

Figur 4 visar en föredragen utföringsform av en mätanordning, i enlighet med föreliggande uppfinning. Mätanordningen 5 innefattar en mätyta 7 försedd med bommar 6, eller delar av bommar, vilken mätyta utgör en del av ett skivseg- ment, på det sätt som illustreras i figur 1. Såsom framgår även av figur 1, har mä- tanordningen företrädesvis en cirkulär mätyta.

Mätytan 7 anllgger direkt mot en kropp 17, företrädesvis av stål, som sträcker sig inuti anordningen. Mätytan är företrädesvis skruvad fasti kroppen 17.

En bit under mätytan är kroppen 17 försedd med ett tvärgående urtag i vilket en kraftsensor 10 är anordnad, företrädesvis en kvartssensor. Kroppen 17 har här även ett genomgående hål genom vilket en fästskruv 20 är anbringad, vilken går genom hålet och fäster sensorn 10. Sensorn 10 är således fixerad i förhållande till kroppen 17 med hjälp av skruven 20 såsom kommer att beskrivas nedan. Även andra fästanordningar för sensorn 10 är naturligtvis möjliga. Kroppen 17 har för övrigt företrädesvis ett cirkulärt tvärsnitt. Längre ner under sensom antar kroppen 17 en avsmalnande, tillplattad form inom ett område, vilket motsvarar leden 8, nämnd tidigare, och som beskrivs i anslutning till figurerna 2, 3a och b.

Sensom 10 och kroppen 17 är anordnade i ett skyddande hus 22. Detta hus har en öppning upptill, angränsande mot omgivande malsegment, vilken till- sluts av mätytan 7, en tätning 12 som omger mätytan samt av en hylsa 13 i vilken tätningen är anordnad. Tätningen 12 är av ett särskilt lämpligt, något eftergivligt 6 material, exempelvis gummi, så att den kan tillåta de små rörelser som skjuvkraf- terna ger upphov till hos mätytan, och ändå åstadkomma en god tätning som för- hindrar att ånga och massa tränger in i anordningen. Tätningen har företrädesvis även en dämpande verkan avseende bl a de vibrationer som uppkommer vid drift.

Hylsan 13 är främst till för att underlätta tillslutandet av mätanordningen genom att mätytan och tätningen först monteras i hylsan, vilken därefter enkelt införs delvis i huset 22. Naturligtvis är det tänkbart att utesluta hylsan.

Huset 22 har även en funktion när det gäller fixeringen av sensorn 10 i förhållande till mätytan 7. Sensorn fästs således i huset med hjälp av fästskruven 20. Slutligen är kroppen 17 infäst i huset i den mot mätytan motsatta änden.

Uppfinningen skall ej anses begränsad till det illustrerade utföringsexemp- let, utan kan modifieras och ändras på mångahanda sätt av fackmannen, inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (13)

10 15 20 25 30 .w .t 7 PATENTKRAV

1. Förfarande vid mätning av kraftpåkänningar hos raffinörer med malskivor som mellan sig avgränsar en malspalt för raffiniering av malgods mellan på malski- voma anordnande bommar (3), kännetecknat av att mätningen sker över en mätyta (7) som utgör en del av en malskiva, varvid nämnda mätyta omfattar åt- minstone delar av fler än en bom (3) och är eftergivligt anordnad i malskivans yta.

2. , Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att mätningen sker genom att mätytan är fiädrande upplagrad i en riktning parallell med malskivans yta och är rörlig i nämnda riktning, vid en kraftpåkänning, iförhållande till en fast infäst kraft- sensor med vilken mätytan är förbunden, vilken kraftsensor därvid påverkas av och mäter nämnda kraftpåkänning.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att storleken och fördel- ningen av den på malgodset överförda effekten beräknas på basis av de uppmätta kraftpåkänningarna och att dessa beräkningar sedan används för att styra matpro- CESSSH .

4. Mätanordning för mätning av kraftpåkänningar hos raffinörer innefattande malskivor som mellan sig avgränsar en malspalt för raffinering av malgods mellan på malskivorna anordnande bommar (3), kännetecknad av att den innefattar or- gan (10) som mäter kraftpåkänningen över en mätyta (7) som utgör en del av en malskiva, att nämnda mätyta omfattar åtminstone delar av fler än en bom (3) och att nämnda mätyta är eftergivligt anordnad i malskivans yta.

5. Mätanordning enligt krav 4, kännetecknad av att den innefattar en kraft- sensor (10) och en kropp (17) som förbinder nämnda sensor med mätytan (7).

6. Mätanordning enligt krav 5, kännetecknad av att kraftsensom (10) anligger mot nämnda kropp (17) samtidigt som den är fixerad i förhållande till nämnda kropp med hjälp av fästorgan (20). 20 25 30 ,á1¿¿84¿ 8

7. Mätanordning enligt krav 6, kännetecknad av att den innefattar organ (12, 17) för fjädrande upplagring av mätytan i en riktning väsentligen parallell med mal- skivans yta.

8. Mätanordning enligt krav 7, kännetecknad av att mätytan (7) är förbunden med nämnda kropp (17), vidare att nämnda kropp, i den del därav som sträcker sig på den sida av kraftsensorn (10) som är motsatt mätytan, är utformad med en led (8) där kroppen är svängbar i en riktning väsentligen parallell med malskivans yta.

9. Mätanordníng enligt krav 8, kännetecknad av att kroppen (17) har ett vä- sentligen cirkulärt tvärsnitt och att leden (8) är bildad genom att en del av kroppen, vilken del befinner sig under kraftsensorn (10), har givits en avsmalnande, tillplat- tad form.

10. Mätanordning enligt något av kraven 5-9, kännetecknad av att kraftsen- sorn (1 O) är en piezoelektrisk sensor.

11. Mätanordning enligt något av kraven 4-10, kännetecknad av att nämnda mätyta (7) utgör en del av mätanordningen och att mätytan omges av ett tätnings- organ (12), medelst vilket den är förbunden med omgivande delar av mätanord- ningen och vilket tätningsorgan (12) är av ett något eftergivligt material.

12. lvlätanordning enligt krav 11, kännetecknad av att den innefattar ett hus (22), att kraftsensorn (10) och kroppen (17) är anordnade inuti nämnda hus, att kraftsensorn är fäst i huset medelst nämnda fästorgan (20) varigenom den hålls fixerad i förhållande till nämnda kropp, att en ände av kroppen, vilken ände befin- ner sig motsatt den ände som är förbunden med mätytan, är fäst i huset, samt att huset tillsluts medelst mätytan (7) och tätningsorganet (12).

13. Nlätanordning enligt krav 12, kännetecknad av att tätningsorganet är an- ordnat i en hylsa (13), vilken hylsa, med tätningsorgan (12) och mätyta (7), införs i huset (22) för tillslutning av huset.