EP0848105B1 - Einrichtung zur Messung von Abständen im Bereich des Stoffauflaufes einer Papiermaschine - Google Patents

Einrichtung zur Messung von Abständen im Bereich des Stoffauflaufes einer Papiermaschine Download PDF

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EP0848105B1
EP0848105B1 EP97119141A EP97119141A EP0848105B1 EP 0848105 B1 EP0848105 B1 EP 0848105B1 EP 97119141 A EP97119141 A EP 97119141A EP 97119141 A EP97119141 A EP 97119141A EP 0848105 B1 EP0848105 B1 EP 0848105B1
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EP
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magnetic field
measuring device
lips
headbox
lip
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EP0848105A3 (de
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Walter Dipl.-Ing. Cadek
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Andritz AG
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Andritz AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
    • D21F1/02—Head boxes of Fourdrinier machines
    • D21F1/028—Details of the nozzle section

Definitions

  • the invention relates to a device for determining distances between lips in the area of the headbox of a paper machine.
  • a device is known from WO 93/25864, in which means A magnetic field is generated in the lower lip of a headbox and this magnetic field by means of one on the upper lip by means of its own Bracket externally attached sensor is measured.
  • the arrangement has a major influence on the magnetic field through the breast roller underneath. This influencing must taken into account by the measurement result from an additional sensor become.
  • the aim of the invention is therefore to provide a measurement method that the Measures the outlet gap directly with the best accuracy.
  • the invention relates to a measuring device for determining distances between lips in the area of the headbox of a paper machine. she is characterized in that in one of the two, the one to be measured A magnetic field generator for a distance-determining lips DC magnetic field and in the second of the two, too lips determining the distance a magnetic field meter is provided ..
  • Such a measuring device can be particularly easily in the thin lips of a headbox.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that that a permanent magnet is provided as a magnetic field generator, wherein alternatively, a current coil can also be provided.
  • the permanent magnet needs no electrical supply voltage, needed therefore no cable connection to the other parts of the measuring arrangement.
  • a current coil can be a particularly strong one and also at extreme temperature fluctuations generate a constant magnetic field.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that a Hall generator is provided as a magnetic field measuring device. This is due to its small mechanical dimensions, it is particularly easy in the To house the lips of the headbox.
  • An advantageous development of the invention is characterized in that in the case of a two-layer headbox with a central lip Magnetic field generator, especially the permanent magnet, in the Middle lip and in each outer lip (upper and lower lip) Magnetic field meter are provided. So can also particularly well Gap between upper lip and middle lip and between middle lip and Lower lip can be determined.
  • a particularly favorable development of the invention is characterized in that that in a multi-layer headbox with several Intermediate lips the magnetic field generators, especially the permanent magnets, are staggered in the intermediate lips and in each outer lip (upper and lower lip) for each magnetic field Pair of magnetic field meters is provided. With this move The position of the individual intermediate lips can be arranged determine exactly between the upper and lower lip and thus also the Gap between the intermediate lips from the differences in the distances to calculate. So all are for the determination of the individual material flows Column recorded.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that that the magnets are designed such that they have a linear magnetic field produce.
  • the signal from the magnetic field detectors can then without further processing can be used as a measurement signal.
  • a favorable further development of the invention is characterized in that that magnetic field meters are connected to a microprocessor.
  • the signals from the transducer can thus be particularly cheap into the linear or non-linear ones required for further processing Convert signals.
  • Fig. 1 shows a section through a two-layer headbox Tissue paper machine
  • Fig. 2 the lips with the built-in measuring devices in detail
  • Fig. 3 the installation situation with a three-layer Headbox
  • Fig. 4 is an axionometric view of Fig. 3.
  • the paper web is here formed between two rollers 2, 3 are covered with sieves 4, 4 '. Between them around the rollers 2, 3 running sieves 4, 4 'there is a gap 5 into which the headbox 1 is injected via feed lines 6, 6 'injected suspension.
  • the speed of the sieve belts 4, 4 'and thus the required The speed of the suspension injected into the gap 5 can up to about 2000 m / min. be.
  • the area of the suspension exit into the gap 5 between the sieves 4, 4 'on the rollers 2, 3 is shown in detail in Fig. 2.
  • the magnetic field transmitter 10 is installed in the intermediate lip 11.
  • the Magnetic field of the transmitter 10 has a position-dependent intensity.
  • the signal of the magnetic field receiver 9 corresponds to the received one Magnetic field and is therefore also from the position, in particular from the Distance to the magnetic field transmitter 10 depends. So it can Signal of the magnetic field receiver 9 as a measure of the distance of the Intermediate lip 11 to the upper lip 7 or lower lip 8 can be used. In usually exists between the distance from the transmitter 10 to Receiver 9 no linear relationship, but there is a clear one Relationship in the form that a particular signal a certain magnetic field strength and thus corresponds to a certain distance.
  • This location-dependent Intensity of the magnetic field can be downstream Microprocessor (not shown) made a characteristic linearization become.
  • This linearization produces e.g. via a data table a value for the from the respective magnetic field receiver signal actual distance.
  • the output can be on a display, or also as a standardized current signal e.g. 4 ... 20 milliamps.
  • the current signal is particularly suitable for further processing of the signal in one Process-control system.
  • Fig. 3 is the view from the screen section on the lips of a three-layer headbox.
  • two measuring arrangements 14, 14 ' are sufficient offset far to the side so that there is no mutual interference more exists.
  • the left measuring arrangement 14 measures the position of the lower intermediate lip 13, the right measuring arrangement 14 'the position of the upper intermediate lip 12. From these signals can by difference also the distance between the two intermediate lips 12, 13 be determined.
  • the measuring arrangements 14, 14 ' are analogous to the measuring arrangement built in a two-layer headbox and consist of two magnetic field receivers 9 and one transmitter 10 each.
  • Fig. 4 shows a perspective view of the lips 7, 8, 12, 13 and built-in measuring arrangements 14, 14 'for a three-layer headbox.

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung von Abständen zwischen Lippen im Bereich des Stoffauflaufs einer Papiermaschine.
Durch die Veränderung des Auslaufspaltes des Stoffauflaufes einer Papiermaschine wird in der Regel die Wassermenge und damit die Konsistenz des Stoffgemisches im Zulauf zum Stoffauflauf eingestellt. An einem mehrschichtigen Stoffauflauf ist die Messung des Auslaufspalts noch interessanter, da das Entwässerungsverhalten auf der Siebpartie für den mehrschichtigen Betrieb noch besser kontrolliert werden kann. Für die Tissuemaschine sind die folgenden Meßmethoden bekannt, die aufgrund der vorhandenen Schwierigkeiten alle eine indirekte Messung des Spaltes durchführen:
  • a) Die Messung am Verstellantrieb der Lippenverstellung, wobei die Verformung der dünnen Lippen, die wegen der hohen Drücke im Stoffauflauf enormen Belastungen ausgesetzt sind, nicht erfaßt werden können.
  • b) Die Messung mittels dünner, mechanischer Hebel, die die Stellung der Lippe nach hinten oder durch die Seitenwand nach außen übertragen. Der Einbau solcher Hebel ist kompliziert und die Meßergebnisse entsprechend unsicher.
    • Es ist aus der WO 93/25864 eine Einrichtung bekannt, bei der mittels Strom ein Magnetfeld in der Unterlippe eines Stoffauflaufes erzeugt wird und dieses Magnetfeld mittels eines an der Oberlippe mittels eigener Halterung außen befestigten Sensors gemessen wird. Durch die gewählte Anordnung tritt allerdings eine große Beeinflussung des Magnetfeldes durch die darunterliegende Brustwalze auf. Diese Beeinflussung muss durch das Messergebnis von einem zusätzlichen Sensor berücksichtigt werden.
    Ziel der Erfindung ist es daher eine Meßmethode vorzusehen, die den Auslaufspalt mit bester Genauigkeit direkt mißt.
    Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Bestimmung von Abständen zwischen Lippen im Bereich des Stoffauflaufs einer Papiermaschine. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer der beiden, den zu messenden Abstand bestimmenden Lippen ein Magnetfelderzeuger für ein magnetisches Gleichfeld und in der zweiten der beiden, den zu messenden Abstand bestimmenden Lippen ein Magnetfeldmeßgerät vorgesehen ist.. Eine derartige Meßeinrichtung kann besonders leicht in den dünnen Lippen eines Stoffauflaufs untergebracht werden.
    Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfelderzeuger ein Permanentmagnet vorgesehen ist, wobei alternativ auch eine Stromspule vorgesehen sein kann. Der Permanentmagnet kommt ohne elektrische Versorgungsspannung aus, benötigt daher keinerlei Kabelverbindung zu den übrigen Teilen der Meßanordnung. Eine Stromspule kann ein besonders starkes und auch bei extremen Temperaturschwankungen konstantes Magnetfeld erzeugen.
    Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfeldmeßgerät ein Hallgenerator vorgesehen ist. Dieser ist durch seine kleinen mechanischen Abmessungen besonders leicht in den Lippen des Stoffauflaufs unterzubringen.
    Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweischichtigen Stoffauflauf mit Mittellippe der Magnetfelderzeuger, insbesondere der Permanentmagnet, in der Mittellippe und in jeder äußeren Lippe (Ober- und Unterlippe) ein Magnetfeldmeßgerät vorgesehen sind. So können auch besonders gut der Spalt zwischen Oberlippe und Mittellippe sowie zwischen Mittellippe und Unterlippe bestimmt werden.
    Eine besonders günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrschichtigen Stoffauflauf mit mehreren Zwischenlippen die Magnetfelderzeuger, insbesondere die Permanentmagnete, in den Zwischenlippen versetzt angeordnet sind und in jeder äußeren Lippe (Ober- und Unterlippe) für jedes Magnetfeld jeweils ein Paar von Magnetfeldmeßgeräten vorgesehen ist. Mit dieser versetzten Anordnung lassen sich die Position der einzelnen Zwischenlippen zwischen der Ober- und Unterlippe exakt feststellen und somit auch die Spalte zwischen den Zwischenlippen aus den Differenzen der Abstände berechnen. Für die Ermittlung der einzelnen Stoffströme sind somit alle Spalte erfaßt.
    Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Magneten derart ausgestaltet sind, daß sie ein lineares Magnetfeld erzeugen. Das Signal von den Magnetfelddetektoren kann dann ohne weitere Verarbeitung als Meßsignal verwendet werden.
    Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Magnetfeldmeßgeräte mit einem Mikroprozessor verbunden sind. Damit lassen sich die Signale des Meßwertaufnehmers besonders günstig in die zur weiteren Verarbeitung benötigten linearen oder nichtlinearen Signale umwandeln.
    Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
    Fig. 1 stellt einen Schnitt durch einen zweischichtigen Stoffauflauf einer Tissue-Papiermaschine, Fig. 2 die Lippen mit den eingebauten Meßeinrichtungen im Detail, Fig. 3 die Einbausituation bei einem dreischichtigen Stoffauflauf und Fig. 4 eine axionometrische Ansicht von Fig. 3 dar.
    In Fig. 1 ist ein Zweischicht-Stoffauflauf 1 einer Tissue-Maschine dargestellt. Die Papierbahn wird hier zwischen zwei Walzen 2, 3 gebildet, die mit Sieben 4, 4' bespannt sind. Zwischen diesen um die Walzen 2, 3 laufenden Sieben 4, 4' befindet sich ein Spalt 5, in den die dem Stoffauflauf 1 über Zuführleitungen 6, 6' zugeführte Suspension eingedüst wird. Die Geschwindigkeit der Siebbänder 4, 4' und somit die erforderliche Geschwindigkeit der in den Spalt 5 eingedüsten Suspension kann dabei bis zu etwa 2000 m/min. betragen.
    Der Bereich des Suspensionsaustritts in den Spalt 5 zwischen die Siebe 4, 4' auf den Walzen 2, 3 ist im Detail in Fig. 2 dargestellt. In der Oberlippe 7 und der Unterlippe 8 befindet sich je ein Magnetfeldempfänger 9, der Magnetfeldsender 10 ist in die Zwischenlippe 11 eingebaut. Das Magnetfeld des Senders 10 weist eine positionsabhängige Intensität auf. Das Signal der Magnetfeldempfänger 9 entspricht dem empfangenen Magnetfeld und ist daher ebenfalls von der Position, insbesondere von der Entfernung zum Magnetfeldsender 10 abhängig. Es kann daher das Signal der Magnetfeldempfänger 9 als Maß für die Entfernung der Zwischenlippe 11 zur Oberlippe 7 bzw. Unterlippe 8 verwendet werden. In der Regel besteht zwischen der Entfernung vom Sender 10 zum Empfänger 9 kein linearer Zusammenhang, jedoch besteht eine eindeutige Beziehung in der Form, daß ein bestimmtes Signal einer bestimmten Magnetfeldstärke und damit einem bestimmten Abstand entspricht.
    Unter Rücksichtnahme auf die spezielle Charakteristik dieser ortsabhängigen Intensität des Magnetfeldes kann in einem nachgeschalteten Mikroprozessor (nicht dargestellt) eine Kennlinien-Linearisierung vorgenommen werden. Diese Linearisierung erzeugt z.B. über eine Datentabelle aus dem jeweiligen Magnetfeldempfängersignal einen Wert für den tatsächlichen Abstand. Die Ausgabe kann auf einem Display, oder auch als normiertes Stromsignal z.B. 4...20 Milliampere erfolgen. Das Stromsignal eignet sich besonders zur Weiterverarbeitung des Signals in einem Prozeß-Leitsystem.
    In Fig. 3 ist die Ansicht von der Siebpartie aus gesehen auf die Lippen eines dreischichtigen Stoffauflaufs dargestellt. Zur Messung von zwei Zwischenlippen 12, 13 werden zwei Meßanordnungen 14, 14' genügend weit seitlich gegeneinander versetzt, so daß keine gegenseitige Beeinflussung mehr besteht. Die linke Meßanordnung 14 mißt die Position der unteren Zwischenlippe 13, die rechte Meßanordnung 14' die Position der oberen Zwischenlippe 12. Aus diesen Signalen kann durch Differenzbildung auch der Abstand zwischen den beiden Zwischenlippen 12, 13 bestimmt werden. Die Meßanordungen 14, 14' sind analog zur Meßanordnung bei einem Zweischichtstoffauflauf aufgebaut und bestehen aus zwei Magnetfeldempfängern 9 und jeweils einem Sender 10.
    Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Lippen 7, 8, 12,13 und der eingebauten Meßanordnungen 14, 14' für einen dreischichtigen Stoffauflauf.
    Soll der Spalt zwischen den einzelnen Lippen des Stoffauflaufs quer zur Bahnlaufrichtung bestimmt werden, um auch die Durchbiegungen der Lippen zu berücksichtigen, können auch mehrere Meßanordnungen über die Breite angeordnet werden. Dies ist sowohl bei einem Zweischichtstoffauflauf, als auch bei einem Dreischichtstoffauflauf möglich.

    Claims (8)

    1. Meßeinrichtung zur Bestimmung von Abständen zwischen Lippen im Bereich des Stoffauflaufs einer Papiermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der beiden, den zu messenden Abstand bestimmenden Lippen (11) ein Magnetfelderzeuger (10) für ein magnetisches Gleichfeld und in der zweiten der beiden, den zu messenden Abstand bestimmenden Lippen (7, 8) ein Magnetfeldmeßgerät (9) vorgesehen ist.
    2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfelderzeuger ein Permanentmagnet (10) vorgesehen ist.
    3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfelderzeuger eine Stromspule vorgesehen ist.
    4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetfeldmeßgerät ein Hallgenerator (9) vorgesehen ist.
    5. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweischichtigen Stoffauflauf (1) mit Mittellippe (11) der Magnetfelderzeuger (10), insbesondere der Permanentmagnet, in der Mittellippe (11) und in jeder äußeren Lippe (7, 8) ein Magnetfeldmeßgerät (9) vorgesehen sind.
    6. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mehrschichtigen Stoffauflauf (1) mit mehreren Zwischenlippen (12, 13) die Magnetfelderzeuger (10), insbesondere die Permanentmagnete, in den Zwischenlippen (12, 13) versetzt angeordnet sind und in jeder äußeren Lippe (7, 8) für jedes Magnetfeld jeweils ein Paar von Magnetfeldmeßgeräten (9) vorgesehen ist.
    7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfelderzeuger (10) derart ausgestaltet sind, daß sie ein lineares Magnetfeld erzeugen.
    8. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldmeßgeräte (9) mit einem Mikroprozessor verbunden sind.
    EP97119141A 1996-11-13 1997-11-03 Einrichtung zur Messung von Abständen im Bereich des Stoffauflaufes einer Papiermaschine Expired - Lifetime EP0848105B1 (de)

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    AT198596 1996-11-13
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    EP0848105A3 EP0848105A3 (de) 1999-01-13
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    Family

    ID=3525356

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP97119141A Expired - Lifetime EP0848105B1 (de) 1996-11-13 1997-11-03 Einrichtung zur Messung von Abständen im Bereich des Stoffauflaufes einer Papiermaschine

    Country Status (9)

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    US (1) US6221213B1 (de)
    EP (1) EP0848105B1 (de)
    CN (1) CN1145012C (de)
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    DE (1) DE59708318D1 (de)
    ES (1) ES2184018T3 (de)
    ID (1) ID19703A (de)
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