DE102011006137A1

DE102011006137A1 - Verfahren zum Bestimmen des Trockengehaltes einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102011006137A1
Application number: DE201110006137
Authority: DE
Inventors: Oliver Crasser; Marc Erkelenz; Matthias Hoehsl
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Trockengehaltes einer laufenden Faserstoffbahn (4), wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, die auf einer Bespannungsoberseite (2) entlang eines Abschnitts durch eine Faserstoffbahnherstellungsmaschine transportiert wird, wobei ein Sensor (5), der auf der Bespannungsunterseite (3) angeordnet ist, den Gesamtwassergehalt misst und in einer Auswerteinheit (8) daraus der Trockengehalt der Faserstoffbahn (4) ermittelt wird, wobei bei der Bestimmung des Trockengehalts der Faserstoffbahn (4) spezifische Bespannungsdaten berücksichtigt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen des Trockengehaltes einer laufenden Materialbahn, insbesondere einer Faserstoffbahn wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, die auf einer Bespannungsoberfläche entlang eines Abschnitts durch eine Faserstoffbahnherstellungsmaschine transportiert wird.
Der Trockengehalt einer Materialbahn, wie einer Faserstoffbahn, wird in einer Faserstoffbahnherstellungsmaschine an den verschiedenen Stellen wie im Bereich des Stoffauflaufs, der Presssektion oder nach der Trockenpartie gemessen.
Insbesondere für den optimalen Betrieb des Formers einer Papiermaschine ist es wichtig, den Trockengehalt der Faserstoffbahn bzw. der Papierbahn genau zu kennen. Die Faserstoffbahn hat in diesem Bereich einen noch sehr hohen Wassergewichtsanteil von über 80% und wird auf einer Bespannungsoberfläche, dem Formiersieb, transportiert. Um den Trockengehalt zu bestimmen, wird mit einem Messgerät von unten durch das Sieb der Wassergewichtsanteil gemessen. Da durch das Sieb gemessen wird, kann der Sensor nicht zwischen dem Wassergewicht in der Bespannung und der Faserstoffbahn, bzw. der Faserstoffsuspension, unterscheiden.
Der Trockengehalt der Faserstoffsuspension muss daher aus dem Gesamtwassergewichtsanteil abgeleitet oder ermittelt werden. Der Einfluss auf die Messung hängt somit auch vom verwendeten Sieb und dessen Zustand ab. Im Stand der Technik werden diese Einflüsse bei der Bestimmung des Trockengehalts, wenn überhaupt, durch angenommene Faktoren berücksichtigt.
Die Messung kann sporadisch mit einem Handmessgerät oder aber auch permanent mittels einer traversierenden Messvorrichtung erfolgen. Durch die permanente Echtzeitmessung des Wassergewichts kann der nachfolgende Prozess nachhaltig verbessert werden. Mit den Messwerten des Sensors können z. B. die Vakua gezielt angepasst und so die Lebensdauer der Siebe erhöht werden.
Ein entsprechender Sensor ist aus der EP 1 624 298 A2 bekannt. Diese offenbart ein Verfahren zur Messung des Wassergewichts in der Formerpartie bei dem mittels eines Mikrowellenresonators Mikrowellen in der Faserstoffsuspension erzeugt und vor allem die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen gemessen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, dass Verfahren zum Bestimmen des Trockengehaltes einer Materialbahn zu verbessern.
Die Aufgabe wird mittels des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem bei der Ermittlung des Trockengehalts der Faserstoffbahn spezifische Bespannungsdaten berücksichtigt werden.
Bespannungsdaten können allgemeine Daten wie Länge, Breite, cfm-Wert, Produktionsdaten, Webmuster usw. sein, die vom Hersteller üblicherweise bei der Lieferung auf einem Datenblatt mitgeliefert werden.
Da durch die Bespannung hindurch gemessen wird, haben die Bespannungseigenschaften einen relativ großen Einfluss bei der Bestimmung des Trockengehaltes. Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Bespannungsdaten bei der Ermittlung des Trockengehaltes wird es in Vorteilhafterweise möglich, bei jedem Bespannungswechsel bzw. Siebwechsel, eine auf den verwendeten Sieb abgestimmte Korrektur des Trockengewichts vorzunehmen. So führen insbesondere die Änderungen des cfm-Wertes, des Materials und des Webmusters zu unterschiedlicher Beeinflussung des Messwertes des Sensors.
Indem diese Daten bei der Ermittlung des Trockengehalts berücksichtigt werden, ist es möglich, den Trockengehalt wesentlich genauer zu bestimmen.
Vorzugsweise werden die Bespannungsdaten mittels eines Sensors aus einer Datenspeichereinheit ausgelesen und/oder Einsatzdaten mittels eines Sensors bei laufender Maschine gemessen. Die Datenspeichereinheit ist vorteilhafter Weise ein Teil der Bespannung und überträgt die Daten drahtlos an eine Sende-Empfangseinheit. So ist sichergestellt, dass auch bei einem Bespannungswechsel immer die richtigen Bespannungsdaten für die Bestimmung des Trockengehaltes herangezogen werden.
Des Weiteren können die Bespannungsdaten Einsatzdaten sein, die bei laufender Maschine ermittelt werden. Die Einsatzdaten werden mittels eines oder desselben Sensors ermittelt.
Unter Einsatzdaten wird unter anderem die Dehnung der Bespannung verstanden, die berechnet werden kann, wenn der Abstand zwischen zwei Markierungen im Betrieb erfasst wird und davon der ursprüngliche Abstand abgezogen wird. Bei der Dehnung einer Bespannung, wie insbesondere eines Siebgewebes, ändern sich die Eigenschaften des Gewebes, wie der cfm-Wert, die Wasserdurchlässigkeit oder die Wasserspeicherfähigkeit. Durch die Berücksichtigung dieser Änderungen kann der Fehler bei der Bestimmung des Trockengehaltes weiter reduziert werden.
Weiterhin oder auch zusätzlich kann das Verfahren verbessert werden wenn mittels des Sensors die Umläufe erfasst und/oder die Geschwindigkeit gemessen und daraus die Laufzeit der Bespannung berechnet wird. Über diese Daten kann dann auf die Abnutzung der Bespannung geschlossen und die Abnutzung zur Korrektur des Trockengehaltes herangezogen werden.
Für beide Messungen kann derselbe Sensor und dieselben Markierungen auf dem Sieb verwendet werden.
Zur Messung des Wassergehalts wird vorzugsweise ein Mikrowellensensor verwendet, der durch die Bespannung hindurch den Wassergehalt der Bespannung und der Fasersuspension auf der Bespannung misst.
Als Datenspeichereinheit kann ein RFID-Tag verwendet werden, der in die Bespannung integriert oder eingelassen ist. Dieser kann gleichzeitig zur Messung der Einsatzdaten verwendet werden. Sind für die Messung mehrere Markierungen erforderlich können auch mehrere RFID-Tags hintereinander eingesetzt werden.
Auf einem der RFID-Tags können die ermittelten Einsatzdaten auch gespeichert werden, so dass diese nach dem Ausbau der Bespannung weiterhin zur Verfügung stehen und direkt aus dem Sieb herausgelesen werden können.
Die Einsatzdaten allein oder in Kombination mit den Wassergehaltsmessungen können weiterhin zur Bestimmung des Siebwechselzeitpunktes herangezogen werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Skizze näher erläutert.
1 zeigt einen Querschnitt mit dessen Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden kann. Auf der Bespannungsoberseite 2 der Bespannung, wie z. B. ein Formiersieb oder ein Trockenfilz, wird die, im Wesentlichen noch sehr wasserhaltige Faserstoffbahn 4 durch einen Maschinenabschnitt transportiert. Während des Transportes erfolgt die Entwässerung der Faserstoffbahn 4.
Zur Messung des Wassergehaltes ist auf der Bespannungsunterseite 3 ein Mikrowellensensor 5 angeordnet, der den Wassergehalt in der Bespannung 1 und der Fasersuspension 4 misst. Aus der Messung des Wassergehaltes kann mit Hilfe einer Auswerteinheit 8 der Trockengehalt bestimmt werden.
Im Randbereich der Bespannung 1 ist ein RFID-Tag 9 in die Bespannung 1 eingebaut, so dass dieser möglichst nicht in dem Bereich der Faserstoffbahn 4 reicht, damit es nicht zu Markierungen auf der Faserstoffbahn 4 kommt. Um den RFID-Tag 9 vor Wasser und anderen Stoffen zu schützen, ist dieser in Silikon eingekapselt in die Bespannung 1 eingeklebt.
Die Bespannungsdaten, wie Bespannungsnummer, Breite, Länge, cfm-Wert, Materialzusammensetzung, das Webmuster usw., können auf dem RFID-Tag 9 gespeichert und mittels der Sende-Empfangseinheit 6 ausgelesen werden.
Die ausgelesenen Daten werden dann in der Auswerteinheit 7 zur Korrektur des Trockengehaltes verwendet, der dann an die Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit 7 übermittelt wird, die dann an verschiedenen Stellen in der Maschine Stellgrößen verändern kann. Dies können beispielsweise die Veränderung von Vakua im Bereich der Formiereinheit oder die Stellung von Entwässerungsleisten sein.
Der RFID-Tag 9 kann zusätzlich als Markierung verwendet werden, um die Bespannungsgeschwindigkeit mit der Geschwindigkeit der Maschine abzugleichen oder bei der Verwendung von mehreren Markierungen bzw. RFID-Tags 9 kann die Dehnung und/oder der Schlupf der Bespannung 1 zusätzliche Informationen liefern, die zur Korrektur des Trockengehaltes herangezogen werden können.
Insbesondere die Ermittlung der Geschwindigkeit führt zu einer Verbesserung der Produktqualität. Da dadurch die Differenzgeschwindigkeit an den Übergabepunkten zwischen zwei Bespannungen oder zwischen Ober- und Unterbespannung reduziert werden können, die ansonsten zu einer Verschlechterung der Faserstoffbahn und/oder zu zusätzlichem Abrieb führen und/oder den Energiebedarf der Antriebe erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: Bespannung
2: Bespannungsoberseite
3: Bespannungsunterseite
4: Faserstoffsuspension
5: Mikrowellensensor
6: Sende-Empfangseinheit
7: Steuerungseinheit und/oder Regelungseinheit
8: Auswerteeinheit
9: RFID-Tag

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1624298 A2 [0006]

Claims

Verfahren zum Bestimmen des Trockengehaltes einer laufenden Faserstoffbahn (4), wie einer Papier-, Karton- oder Tissuebahn, die auf einer Bespannungsoberseite (2) entlang eines Abschnitts durch eine Faserstoffbahnherstellungsmaschine transportiert wird, wobei ein Sensor (5), der auf der Bespannungsunterseite (3) angeordnet ist, den Gesamtwassergehalt misst und in einer Auswerteinheit (8) daraus der Trockengehalt der Faserstoffbahn (4) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung des Trockengehalts der Faserstoffbahn (4) spezifische Bespannungsdaten berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannungsdaten bespannungsspezifische Daten, wie vorzugsweise der cfm-Wert, das Bespannungsmaterial oder das Webmuster sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannungsdaten mittels eines Sensors (5, 6) aus einer Datenspeichereinheit (9) ausgelesen und/oder bei laufender Maschine gemessen werden.
Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Datenspeichereinheit (9) ein Teil der Bespannung (1) ist und die Daten drahtlos an eine Sende-Empfangseinheit (6) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bespannungsdaten Einsatzdaten sind, die bei laufender Maschine ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzdaten mittels eines Sensors (6) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensors (6) die Dehnung gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sensors (6) die Umläufe und/oder die Geschwindigkeit und daraus die Laufzeit der Bespannung gemessen und über diese Daten auf die Abnutzung der Bespannung (1) geschlossen und die Abnutzung zur Korrektur des Trockengehaltes herangezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Wassergehalts ein Mikrowellensensor (5) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Datenspeichereinheit ein RFID-Tag (9) ist, der gleichzeitig zur Messung der Einsatzdaten verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Einsatzdaten auf dem RFID-Tag (9) gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Siebwechselzeitpunkt unter heranziehen der Einsatzdaten bestimmt wird.