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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Bestimmen
des Spänestückchen- und/oder Faserbündelgehaltes einer Fasersuspension. Der Spänestückchengehalt
einer Fasersuspension, die zur Papierherstellung bestimmt ist, ist so niedrig wie
möglich zu halten. Der Spänestückchengehalt muß daher überwacht werden. Die bislang
üblichen Verfahren zu seiner Bestimmung, die als Stoffanalyse durch probeweise Untersuchungen
durchgeführt werden, sind ziemlich langwierig und zeitraubend. Zur kontinuierlichen
Bestimmung des Spänestückchengehaltes gibt es noch gar kein Verfahren.
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Es ist bekannt, daß die Durchfiußgeschwindigkeit eines Faserbreies
durch ein Rohr vom Gehalt des Breies an Fasern abhängt. Ferner ist es bekannt, Papierfaserbrei
durch Engstellen definierten Querschnittes zu leiten, um den Fasergehalt des Papierstoffes
zu bestimmen. Aus der Papierherstellung ist auch bekannt, Faser- und Feststoffteilchen
aus einer Papierpulpe abzufangen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und ein Gerät zu schaffen, um eine schnelle, ein Minimum an Arbeit verursachende
Bestimmung des Spänestückchen- und/oder Faserbündelgehaltes einerFasersuspension
zu ermöglichen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Fasersuspension
durch eine Engstelle geleitet wird, in der Spänestücken und/oder Faserbündel über
einer bestimmten Größe abgefangen werden, wodurch der Durchsatz verringert wird,
daß die Engstelle freigespült wird, sobald eine Zunahme des Meßgutstaues vor der
Engstelle über ein vorgegebenes Maß eingetreten ist, und daß die Anzahl der Freispülungen
der Engstelle als Maß für den Spänestückchen-undi oder Faserbündelgehalt registriert
wird. Mit dem neuen Verfahren läßt sich sowohl eine kontinuierliche Bestimmung des
Spänestückchengehaltes und damit eine laufende Kontrolle wie auch die probeweise
Untersuchung einer bestimmten Stoffmenge einfach, schnell und mit guter Genauigkeit
durchführen. Bei der kontinuierlichen Bestimmung des Spänestückchengehaltes wird
zunächst die Häufigkeit der Freispülungen der Engstelle in einem bestimmten Zeitraum
registriert und dient als Maß für den gesuchten Spänestückchengehalt. Da in diesem
Fall die in der Zeiteinheit durchfiießende Fasersuspensionsmenge bekannt ist, kann
das Ergebnis auch als Anzahl der Frei spülungen pro Suspensionsmenge angegeben werden.
Wird die Engstelle diskontinuierlich von einer jeweils vorbekannten Probemenge durchsetzt,
liegt das Ergebnis direkt als Anzahl der Freispülungen pro Suspensionsmenge vor.
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Das Gerät zum Durchführen des Verfahrens hat, wie ein bekanntes Gerät
zum Nachweis fester Teilchen in einem Flüssigkeitsstrom, ein vertikales von der
Fasersuspension von oben nach unten durchfiossenes Staurohr mit einem konzentrisch
im Rohrauslaß angeordneten Körper, der zusammen mit dem Staurohr einen Schlitz bildet,
der so bemessen ist, daß die Spänestückchen und/oder Faserbündel über einer bestimmten
Größe in dem Schlitz zwischen Körper und Staurohr abgefangen werden, und der zum
Zwecke einer Vergrößerung des Schlitzes axial verschiebbar ist. Das erfindungsgemäße
Kennzeichen des Gerätes besteht in einer in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsniveau
im Staurohr betätigten Vorrichtung zum kurzzeitigen Gegeneinanderbewegen des Staurohres
und des Körpers zur Freispülung des Schlitzes
und in einer Einrichtung zum Zählen
der Freispülungen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
sind in dem Staurohr oberhalb der Einlaßleitung Elektroden angeordnet, welche in
einem Stromkreis zur Betätigung der genannten Vorrichtung liegen.
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Vorzugsweise wird ferner die Zähleinrichtung vom Elektroden-Stromkreis
betätigt.
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Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
eines Gerätes gemäß der Erfindung.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Meßguttank 1 vorgesehen,
von dem eine mit einem Ventil 3 versehene Leitung 2 zu einem Üb erl auftank 4 führt.
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Der Überlauftank 4 ist mit einem Wassereinlaß versehen, wobei in der
Wasserzuleitung ein Ventil 5 angeordnet ist. Der Überlauftank 4 ist höhenverstellbar
angeordnet. Eine Einlaßleitung 6 für die Fasersuspension führt von dem Überlauftank
4 in den oberen Teil eines gläsemen Staurohres 7. Das Staurohr 7 weist ein sich
konisch erweiterndes unteres Teilstück 8 auf, dessen Innenseite geschliffen ist.
Innerhalb des konischen Teilstückes 8 ist konzentrisch zu dem Teilstück 8 ein Körper
9 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Körper 9 als kugeliges
Segment ausgebildet. Zwischen dem Körper 9 und dem konischen Teilstück 8 ist ein
Schlitz 10 gebildet, der so bemessen ist, daß größere Teilchen, beispielsweise Spänestückchen,
von dem Schlitz abgefangen werden. Das Staurohr 7 ist an einem Einstellknopf 11
aufgehängt, durch den die axiale Lage des Rohres in bezug auf den Körper 9 eingestellt
werden kann, um so die Öffnungsweite des SchlitzeslO zu regulieren. Der Einstellknopf
11 ist vorzugsweise mit einem Zeiger 12 versehen, der zusammen mit einer entsprechenden
Skala direkt die Öffnungsweite des Schlitzes 10 anzeigt. Die Öffnungsweite des Schlitzes
liegt beispielsweise zwischen 0,15 und 0,60 mm.
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Der kugelige Körper 9 wird von einer Pneumatikzylinder 13 getragen,
in den eine Zuleitungl4 mündet, die über ein Luftventil 15 und ein Reduzierventil
16 mit einem Druckluftspeicher (nicht dargestellt) verbunden ist. Eine Abzweigleitung
17 führt von der Leitung 14 zum Meßguttank 1.
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Im oberen Teil des Rohres 7, oberhalb der Mündung der Leitung 6 ist
ein Kontakt 18, vorzugsweise aus Elektroden gebildet, vorgesehen, der über ein Relais
20 an die Versorgungsleitungen 19 angeschlossen ist. Relais 20 betätigt eine Vorrichtung
21, welche ihrerseits das Ventil 15 schaltet, und eine Zähleinrichtung 22. Mit der
Zähleinrichtung 22 sind ein Registriergerät 23 und eine Alarmvorrichtung 24 verbunden.
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Unterhalb des Staurohres 7 ist ein Behälter 25 zum Auffangen und
Ableiten der durch den Schlitz 10 fließenden Fasersuspension vorgesehen.
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Das dargestellte Gerät wird wie folgt betrieben: Die Öffnungsweite
des Schlitzes 10 wird durch Drehen des Einstellknopfes 11 auf die gewünschte Weite
eingestellt. Die Höhenstellung des tlberlauftankes 4 über dem Staurohr 7 wird derart
eingestellt, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Staurohr 7 sich mit einer Niveaumarkierung
am oberen Ende des Rohres deckt. Eine Probe von beispielsweise 20 Gramm wird in
den Meßguttank 1 gegeben und zu einer gewünschten Konzentration verdünnt. Die
Fasersuspension
wird durch einen Luftstrom, den die Abzweigleitung 17 heranführt, in Bewegung gehalten.
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Das Ventil 3 wird geöffnet, und die Suspension fließt durch die Leitung
2 in den tXberlauftank 4, wo sie weiter verdünnt wird. Die Suspension fließt dann
in diesem verdünnten Zustand in das Staurohr 7. Die verdünnte Suspension fließt
an dem kugeligen Körper 9 vorbei durch den Schlitz 10. Enthält die Suspension Partikel,
wie beispielsweise Spänestückchen, die dicker sind als die Öffnungsweite des Schlitzes
10, werden diese Partikel von dem Schlitz abgefangen. Infolgedessen wird der Durchsatz
durch den Schlitz 10 herabgesetzt, so daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Staurohr
7 einen neuen Gleichgewichtsstand erreicht, der um so höher liegt, je mehr der Schlitz
durch die Spänestückchen verstopft ist. Schließlich erreicht der Flüssigkeitsspiegel
den Kontakt 18.
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Das Relais 20 wird daraufhin betätigt, und es schaltet seinerseits
die Vorrichtung 21 des Luftventilsl5, das sich öffnet. Die Preßluft strömt dann
aus dem Zylinder 13, der den kugeligen Körper 9 trägt, ins Freie, und der Körper
9 fällt nach unten, so daß der Schlitz 10 sich erweitert. Alle von dem Schlitz 10
abgefangenen Spänestückchen werden dann durch die durch den Schlitz 10 strömende
Suspension fortgespült. Die Spülungszeit wird durch Einstellung des Luftdruckes
mittels des Reduzierventils 16 derart einreguliert, daß der Flüssigkeitsspiegel
auf das anfängliche Gleichgewichtniveau zurücksinkt.
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Bei seiner Betätigung gibt das Relais 20 des weiteren einen Impuls
zu dem Zähler 22. Der beschriebene Vorgang wird wiederholt, bis die gesamte Probe
durch das Gerät geflossen ist. Die Anzahl der Freispülungen des Schlitzes, die die
Zählvorrichtung 22 anzeigt, dient als Maß für den Spänestückchengehalt der Suspension.
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An Stelle des obenbeschriebenen chargenweisen Betriebes kann das
Gerät auch kontinuierlich betrieben werden. In diesem Fall wird eine Fasersuspension
von bekannter Konzentration kontinuierlich durch das Staurohr 7 und den Schlitz
10 geleitet, im übrigen geschieht der gleiche Funktionsablauf. Die Anzahl von Freispülungen
des Schlitzes pro Zeiteinheit wird von dem Registriergerät23 vermerkt und dient
als Maß für den Spänestückchengehalt der Suspension.
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Die Alarmvorrichtung24 ist so eingestellt, daß sie reagiert, wenn
ein gewisser noch zulässiger Spänestückchengehalt überschritten wird.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene
Ausführungsbeispiel. So kann beispielsweise für die Freispülung des Schlitzes 10
das Staurohr 7 anhebbar angeordnet sein, während der Körper 9 ortsfest ist. Die
Form des Körpers 9 kann von der in der Zeichnung dargestellten Form abweichen. Ferner
kann ein linearer Schlitz benutzt werden, der dann von zwei ebenen, winklig zueinander
angeordneten Wänden gebildet wird, wobei eine dieser Wände zur Freispülung des Schlitzes
und zur Einstellung der Öffnungsweite des Schlitzes einstellbar angeordnet ist.