DE3883005T2

DE3883005T2 - Verfahren und vorrichtung zur angabe der kontaktstellung in einem raffineur.

Info

Publication number: DE3883005T2
Application number: DE88908775T
Authority: DE
Inventors: Bengt Akerblom; Bengt Loefqvist
Original assignee: Sunds Defibrator AB
Current assignee: Valmet AB
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1988-09-08
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2008-09-09
Also published as: NO901379D0; JPH03501278A; NO169374C; NO169374B; JP2568433B2; NO901379L; NZ226347A; AU2530488A; EP0386031A1; ATE92374T1; SE8703745L; WO1989002783A1; FI91002B; FI901510A0; US4973000A; DE3883005D1; AU616918B2; SE8703745D0; FI91002C; EP0386031B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Refiner mit einer Vorrichtung zum Anzeigen der axialen Kontaktstellung für die Refiner-Oberflächen van zwei gegenüberliegenden Refiner- Scheiben, die relativ zueinander in einem Scheiben-Refiner umlaufen. Eine Anzeige erfolgt somit, wenn der Spalt zwischen den Refiner-Flächen Null ist.
Ein Scheiben-Refiner umfaßt zwei gegenüberliegende Refiner- Scheiben, die mit austauschbaren Refiner-Elementen versehen sind, welche die Refiner-Oberflächen des Refiners bilden. In einem Scheiben-Refiner, in dem Holzschnitzel zu einer Pulpe für die Papierherstellung zerkleinert werden, wird die Zerkleinerung bzw. Zermahlung zwischen den beiden Refiner-Scheiben ausgeführt, die in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden. In Abhängigkeit von der Art des Refiners werden eine oder beide Refiner-Scheiben auf einer umlaufenden Welle montiert. Die Wellen werden durch Motoren mit hoher Leistung angetrieben, und der Abstand zwischen den Refiner-Scheiben (Spalt) wird mittels einer hydraulischen Einrichtung eingestellt und mit einem speziellen Meßsystem gemessen. Wenn aufgrund einer Fehlfunktion beim Betrieb die Refiner-Oberflächen einander berühren, tritt ein Ausfall auf, oder es werden zumindest die Refiner-Oberflächen einem starken Verschleiß unterworfen, wodurch die Betriebszeit verringert wird. Es ist deshalb sehr wichtig, den Spalt genau zu kontrollieren.
Zum genauen Messen des Abstandes zwischen den Refiner-Oberflächen werden Meßsysteme angewandt, die eine Voreinstellung des Nullpunktes erfordern, beispielsweise nach dem Austausch der Refiner-Elemente. Um in der Lage zu sein, den Nullpunkt des Meßsystems zu bestimmen, muß die Kontaktposition bekannt sein.
Es ist bekannt, daß die Kontaktposition unter Verwendung einer Audio-Meßeinrichtung festgestellt werden kann. Dieses Verfahren erfordert einen Sender bzw. Meßwertgeber, der in Verbindung mit einer der zwei Refiner-Oberflächen angeordnet werden muß. Wenn die Refiner-Flächen einander berühren, werden Vibrationen über die Refiner-Scheiben auf den Meßwertgeber übertragen, der von der Art eines Mikrophons, ein Schlag-Pulsometer oder Vibrometer sein kann. Diese Art der Feststellung ist in CA-A-1 105 604 offenbart, wobei ein Detektorsystem für eine Kollision der Refiner-Platten verwendet wird.
Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß der Meßwertgeber auch andere Störquellen mißt, beispielsweise die Wellenlager. Dies führt dazu, daß es schwierig ist, einen leichten Kontakt festzustellen, und das Signal muß deshalb andere Störquellen "überdecken". Mit dieser Technik kann man nicht die Phasenposition der Kontaktstelle messen, d.h. die Stelle, an der die Refiner-Oberflächen zuerst miteinander in Berührung kommen. Ein anderer Nachteil ist, daß dieses Prinzip voraussetzt, daß ine der zwei Refiner-Oberflächen stationär ist. Bei Anlagen mit zwei umlaufenden Refiner-Flächen gibt es heutzutage kein Verfahren zum Feststellen der Kontaktposition.
Gemäß US-A-3 434 670 wird der Abstand zwischen den und die Fehlausrichtung der Refiner-Scheiben in einem Scheiben-Refiner gemessen. Eine Anzahl von Sensorspulen wird in einem Abstand um den Umfang einer der Scheiben angeordnet und Magnete angrenzend an den Umfang der anderen Scheibe. Beim Umlauf werden Impulse in den Spulen erzeugt, die dazu verwendet werden, um eine Fehlausrichtung und eine Trennung der Scheiben zu bestimmen.
Dieses System, das für eine kontinuierliche Messung während des Betriebs eingesetzt wird, erfordert eine spezielle Auslegung der Refiner-Scheiben. Weiterhin müssen spezielle Maßnahmen für die Kalibrierung vorgenommen werden. Dabei wird ein System verwendet, bei dem das Geräusch der einander berührenden umlaufenden Scheiben festgestellt wird. Die Nachteile eines solchen Verfahrens sind oben erläutert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Scheiben-Refiner, bei dem die obigen Nachteile vermieden werden. Gemäß der Erfindung wird die Wärmeabstrahlung von dem ersten Kontakt der Refiner-Oberflächen festgestellt, wenn sie während der Relativdrehung gegeneinander bewegt werden, und es wird ein Ausgangssignal erzeugt, das für die Bestimmung der axialen Kontaktstellung verwendet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 zeigt schematisch die Umfangsstelle des Meßwertgebers nach einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3-5 zeigen Ausgangssignale von dem Meßwertgeber.
Fig. 1 zeigt einen Scheiben-Refiner mit zwei Refiner-Scheiben 1,2, die auf zwei Wellen 3,4 angeordnet sind, die in entgegengesetzte Richtungen umlaufen. Die Wellen werden durch Motore 5,6 angetrieben, und eine der Wellen 4 ist auch axial beweglich. Die Refiner-Scheiben sind mit austauschbaren Refiner- Elementen 7,8 versehen. Ihre Refiner-Oberflächen 9,10 bilden einen Spalt 11. Die Refiner-Scheiben 1,2 sind von einem Refiner-Gehäuse 12 umschlossen. Schnitzel werden durch einen Einlaß 13 und Öffnungen 14 in der einen Refiner-Scheibe 1 eingeführt. Ein Meßwertgeber bzw. eine Übertragungseinrichtung 15, der auf Wärmestrahlung anspricht, beispielsweise ein sogenannter Photo-Detektor, ist vorgesehen, um die durch Reibung erzeugte Wärmestrahlung festzustellen, die auftritt, wenn die Refiner-Flächen 9,10 einander berühren. Der Meßwertgeber kann deshalb im Refiner-Gehäuse 12 radial außerhalb des Spaltes 11 positioniert werden. Der Meßwertgeber ist auf die äußeren Ränder der Refiner-Flachen 9,10 gerichtet, weil die Refiner-Elemente 7,8 so ausgelegt sind, daß der Abstand zwischen den Refiner-Flächen 9,10 am Umfang am kleinsten. ist.
Die Temperatur im Refiner-Gehäuse 12 wird möglicherweise sehr hoch, jedoch kann es vorteilhaft sein, den Meßwertgeber in einem Abstand von dem Refiner-Gehäuse anzuordnen. Der Meßwertgeber kann dann mit einer speziellen Leitungseinrichtung verbunden werden, die mit dem Refiner-Gehäuse 12 radial außerhalb der Refiner-Scheiben 1,2 verbunden ist. Diese Leitungseinrichtung kann beispielsweise ein sogenanntes opto-Faserkabel sein, das die Strahlung vom Ort der Feststellung zum Meßwertgeber leitet.
Wenn die Refiner-Scheiben 1,2 während ihrer Drehung sich einander nähern, so daß schließlich die Refiner-Oberflächen 9,10 einander berühren, steigt die Temperatur an, und Wärmeenergie wird an der Stelle erzeugt, an der die Berührung stattfindet. Dieser Anstieg der Temperatur wird in Form von Wärmestrahlung in dem Meßwertgeber bzw. der Übertragungseinrichtung 15 festgestellt. Somit handelt es sich dabei nicht um die absolute Temperatur, sondern lediglich um den Anstieg der Temperatur, der festgestellt wird. Der Meßwertgeber gibt dann ein elektrisches Ausgangssignal ab, das zum Bestimmen der Kontaktstellung verwendet werden kann. Aufgrund der Drehung der Refiner-Scheiben wird das Ausgangssignal des Meßwertgebers die gleiche Frequenz wie die Drehfrequenz haben. Die Amplitude und Impulsbreite des Signals sind proportional zur Wärmeabstrahlung.
Da keine anderen wärmeabstrahlenden Objekte vorhanden sind, kann die Sensibilität des Meßwertgebers so eingestellt werden, daß schon ein sehr leichter Kontakt festgestellt wird.
Wenn die Wellen des Refiners nicht korrekt ausgerichtet sind, wird die Parallelität der Refiner-Oberflächen 9,10 beeinflußt. Dies führt dazu, daß nur ein Teil des Umfangs der Refiner- Oberflächen zuerst in Kontakt kommt. Die Phasenstellung und die Ausdehnung der Kontaktstelle sind somit ein Maß für die Parallelität zwischen den Refiner-Flächen.
Durch Synchronisieren des Ausgangssignals mit der Drehfrequenz der Welle und damit der Refiner-Scheibe kann die Phasenstellung der Kontaktstelle der Refiner-Flächen bestimmt werden. Die Impulsbreite des Ausgangssignals ergibt weiterhin, daß die Ausdehnung der Kontaktstelle bestimmt werden kann. Es ist somit möglich, das Ausgangssignal zum Messen der Ausrichtung der Refiner-Scheiben zu verwenden und auch damit zum Messen der Ausrichtung der Wellen.
Der Meßwertgeber kann natürlich an einen Verstärker 16 angeschlossen werden, in dem das Ausgangssignal visuel oder akkustisch zum Kalibrieren des verwendeten Meßsystems wiedergegeben wird.

BEISPIEL

Eine der Wellen in dem dargestellten Scheiben-Refiner ist mit einer mechanischen Flagge 17 versehen, die während der Drehung der Welle Impulse an einen zweiten Meßwertgeber 18 abgibt. Somit erzeugt der zweite Meßwertgeber 18 Impulse, die mit der Anzahl der Umdrehungen synchronisiert sind und die mit einer Zeitdauer t&sub1; wiederholt werden. Bei einer Nenndrehzahl von 1500 U/min ist die Zeitdauer 40 ms.
Der Meßwertgeber 15, der auf die Wärmestrahlung anspricht, ist auf dem Umfang versetzt bezüglich des zweiten Meßwertgebers 18 angeordnet. In Fig. 2 ist die Stellung dieser zwei Meßwertgeber 15,18 schematisch dargestellt. Die Wärmestrahlung von der Kontaktstelle 19 auf der Refiner-Oberfläche wird durch den Meßwertgeber 15 festgestellt nach Ablauf der Zeit t&sub2;, wenn die Kontaktstelle sich bis zum Meßwertgeber 15 bewegt hat. Durch Untersuchen der Verschiebung der Signalimpulse von den zwei Meßwertgebern 15,18, s. Fig. 3, ist es möglich, die Phasenstellung der Kontaktstelle zu bestimmen.
In Abhängigkeit von der Umfangsausdehnung des Kontakts zwischen den Refiner-Flächen verändert sich die Form des Ausgangssignals. Fig. 4 zeigt ein Ausgangssignal, das in einem Oscilloskop beobachtet werden kann. Die Amplitude des Impulses hängt davon ab, wie hart der Kontakt ist, und seine Breite hängt von der Ausdehnung des Kontakts ab. Fig. 5 zeigt das Signal von einem harten Kontakt an vielen unterschiedlichen Stellen. Somit sind die Ausgangssignale eine Anzeige der Parallelität zwischen den Refiner-Scheiben und damit der Ausrichtung der Wellen.

Claims

1. Verfahren zum Angeben der axialen Kontaktstellung für die Refiner-Oberflächen (9, 10) an zwei gegenüberliegenden Refiner-Scheiben (1, 2), die relativ zueinander in einem Scheiben-Refiner umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlung vom ersten Kontakt der Refiner-Oberflächen (9, 10) festgestellt wird, wenn sie während der Relativdrehung gegeneinander bewegt werden, und ein Ausgangssignal erhalten wird, das für die Bestimmung der axialen Kontaktposition verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmestrahlung ein Ausgangssignal ergibt, dessen Amplitude und Pulsbreite proportional zu der Wärmestrahlung ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal mit der Drehfrequenz der Refiner- Scheiben (1, 2) zum Bestimmen der Phasenstellung des Kontaktpunktes der Refiner-Oberflächen (9, 10) synchronisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsbreite des Ausgangssignals angezeigt wird zum Bestimmen der Ausdehnung des Kontaktpunktes der Refiner- Flächen (9, 10) und damit der Parallelität der Refiner- Flächen (9, 10).

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal visuell und akkustisch wiedergegeben wird.

6. Scheiben-Refiner mit zwei gegenüberliegenden Refiner-Scheiben (1, 2), die relativ zueinander in einem Refiner-Gehäuse (12) drehbar sind, wobei der Refiner eine Vorrichtung zum Anzeigen der axialen Kontaktstellung der Flächen (9, 10) der Refiner-Scheiben (1, 2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine für Wärmestrahlung empfindliche Übertragungseinrichtung (15) zum Feststellen der Reibungswärmestrahlung angeordnet ist, die auftritt, wenn die Refiner-Flächen (9, 10) während der Relativdrehung miteinander in Berührung treten.

7. Scheiben-Refiner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (15) radial außerhalb der Refiner-Scheiben (1, 2) im Refiner-Gehäuse (12) angeordnet ist.

8. Scheiben-Refiner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung außerhalb und in einem Abstand von dem Refiner-Gehäuse (12) angeordnet ist und daß die Übertragungseinrichtung an eine spezielle leitende Einrichtung angeschlossen ist, die mit dem Refiner-Gehäuse (12) radial außerhalb der Refiner-Scheiben (1, 2) verbunden ist.

9. Scheiben-Refiner nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (15) an einen Verstärker angeschlossen ist, durch den das Ausgangssignal der Übertragungseinrichtung visuell und akkustisch wiedergegeben wird.