DE1285759B - Anordnung zur Bestimmung der Fluessigkeitsstandhoehe in rotierenden Hohlkoerpern - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung der Flüssigkeitsstandhöhe in rotierenden Hohlkörpern, z. B. des Kondensatvolumens in Trockenzylindern der Papiermaschinen, in denen die Flüssigkeit nur einen Teich bildet, mit Hilfe von in die Flüssigkeit eintauchenden Elektroden.
• Die Trocknung der laufenden Papierbahn in Papiermaschinen erfolgt in der Regel mittels dampfbeheizter rotierender Trockenzylinder. Sie wird durch Berührung der Papierbahn mit der Oberfläche der Trockenzylinder bewirkt. Der Dampf gibt dabei seine Wärme an die Wände des Trockenzylinders ab und kondensiert dabei. Die Ansammlung von Kondensat im Inneren des Trockenzylinders verschlechtert jedoch den Wärmeübergang zur Papierbahn und somit auch die Trockenbedingungen und es wird dadurch der Energieverbrauch der Trockenpartie der Papiermaschine mehr oder weniger erhöht. Der Wirkungsgrad rotierender, dampfbeheizter Trockenzylinder ist also maßgeblich davon abhängig, daß das Kondensat sofort nach seiner Bildung und während des Betriebs beständig abgeleitet wird, weil sich auch durch übermäßige Ansammlung von Kondensat die Masse des Trockenzylinders erhöht und dies unter Umständen zum Zusammenbrechen der Maschinenstuhlung führen kann.
• Zum Abführen des Kondensats gibt es verschiedene Möglichkeiten. Es kommt aber darauf an, während des Produktionsprozesses und ohne Anhalten der Papiermaschine das eventuelle Vorhandensein von Kondensat im Inneren der Trockenzylinder festzustellen und die Menge zu messen, um rechtzeitig entsprechende Maßnahmen in die Wege leiten zu können.
• Es hat an Versuchen nicht gefehlt, um während des Betriebs eine Kondensatmessung durchzuführen.
• Sie konnte bis jetzt jedoch noch nicht zuverlässig erreicht werden, da die Kompliziertheit des Prozesses, der im Trockenzylinder während der Drehung desselben und bei der Anfüllung mit Kondensat herrscht, die Bemühungen erschwerten. Es wirken auf die im Trockenzylinder befindtiche Kondensat flüssigkeit nicht nur die Zentrifugalkraft, die sich durch die Rotation des Trockenzylinders ergibt, sondern auch das Eigengewicht des Kondensats.
• Unter dem Einfluß dieser Faktoren wird die Kondensatflüssigkeit in der Drehrichtung des Trockenzylinders verlagert. Dabei ist die Bewegung der Flüssigkeit in allen Fällen, außer bei der ringförmi- -gen, ausgeprägt turbulent, wobei sich die Flüssigkeitsteilchen in Wirbelströmen in unregelmäßiger Bewegung befinden. Dieselbe kann durch Differentialgleichungen nicht ausgedrückt werden. Dadurch erklärt sich auch die Tatsache, daß trotz der langjährigen Forschungsarbeit auf diesem Gebiet noch keine Gleichung für diese Bewegung existiert.
• Erst in letzter Zeit wurde ein Verfahren zur Bestimmung des Kondensatvolumens in Trockenzylindern bekannt, das auf der Abschwächung der Intensität eines Gamma-Strahlen-Bündels beim Durchgang desselben durch den mit Wasser gefüllten Trockenzylinder oder einen ungefüllten Hohlkörper beruht.
• Die Kompliziertheit dieses Verfahrens mittels radioaktiver Isotope ermöglicht allerdings nicht die Anwendung desselben in der Praxis auf breiter Basis.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung vorzuschlagen, welche gestattet, ohne Inanspruchnahme kostspieliger Anlagen schnell und zuverlässig die erforderlichen Kondensatvolumenmessungen in den mit konstånter-Geschwindigkeit rotierenden Trockenzylindern, insbesondere einer Papiermaschine, und ohne dieselbe stillsetzen zu müssen, vorzunehmen.
• Die Lösung der Aufgabe gelang erfindungsgemäß dadurch, daß fest an der Innenwand des Hohlkörpers axial hintereinander zwei voneinander und zur Innenwand des Hohlkörpers durch eine Brücke isolierte Elektroden angeordnet sind, die einen Abstand im Bereich von 1 bis 10 mm von der Innenwand besitzen, an welche eine Gleich- oder Wechselspannung angelegt ist.
• Die Erfindung wird in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen Trockenzylinder mit eingebauten Elektroden im Längs- und Querschnitt, F i g. 2 einen Teil der Trockenpartie einer Papiermaschine im Prinzip, F i g. 3 ein Diagramm.
• In einem rotierenden Trockenzylinder 1 sind zwei Elektroden 2; 2' in einem Abstand a von 1 bis 10 mm von der Innenwand 1'angeordnet. Die Halterung der Elektroden 2; 2' kann beispielsweise durch eine isolierte Brücke 3 erfolgen. Durch die Rotation des Trockenzylinders 1 wird das Kondensatvolumen 4 in der Drehrichtung des Trockenzylinders 1 mitgenommen, so daß es etwa eine Lage einnimmt wie im Querschnitt des Trockenzylinders in Fig. 1 dargestellt ist.
• Die Elektroden 2; 2', an die eine Gleich- bzw. eine Wechselspannung angelegt ist, sind voneinander und gegenüber dem Trockenzylinder 1 bzw. der Brücke 3 isoliert. Da die Elektroden2;2' mit dem Trockenzylinder 1 rotieren, passieren sie bei jeder Umdrehung das Kondensatvolumen 4. Es fließt dadurch während der Zeit des Eintauchens zwischen den Elektroden 2; 2' ein Strom, der an einem außerhalb des Trockenzylinders 1 angebrachten Widerstand 6 einen Spannungsabfall erzeugt. Es ergeben sich dabei Spannungsimpulse, deren Länge von der Eintauchzeit des Elektrodenpaars 2; 2' und damit von der Menge des Kondensatvolumens 4 abhängt.
• Zur Messung der Länge der an dem Widerstand 6 abfallenden Spannungsimpulse wird derselbe zweckmäßigerweise mit einem Kondensator zu einem bekannten RC-Glied kombiniert, so daß an einem Anzeigeinstrument 7 die Impulslänge abgelesen werden kann.
• Um nicht für jeden Trockenzylinder 1 bis lyt ein RC-Glied 6 bis 6n aufbauen zu müssen, wird es zwecksmäßig sein, einen - Meßstelienwähler im Anzeigegerät 7 -einzubauen, der es gestattet, für alle Trockenzylinder 1 bis 1, ein RC-Glied zu verwenden, so daß man nur wahlweise die Kondensatmenge4 in einem beliebigen Trockenzylinder 1,, messen kann.
• Zweckmäßig wird es sein, das Anzeigegerät 7 mit einem Signalgeber bekannter Bauart in Verbindung zu bringen, der in Tätigkeit tritt, wenn eine unzulässig große Kondensatmenge in irgendeinem verdächtigen Trockenzylinder 1 bis 1, entstanden ist.
• Je nachdem, ob an den Elektroden2 ; Gleich-oder Wechselstrom angelegt ist, ergibt sich eine Gleichspannungs- Impulslängenmessung oder eine Wechselspannungs-Impulslängenmessung. Ihr Ergebnis ist an Hand eines durchgeführten Versuches in F i g. 3 graphisch dargestellt. Die Abszisse zeigt das steigende Kondensatvolumen 4, während die Ordinate den durch das RC-Glied erhaltenen Spannungswert U anzeigt. Wie leicht erkennbar ist, stellt der Grenzwert Umax den Spannungswert U dar, der auftritt, wenn das Kondensat 4 sich als gleichmäßiger stabiler Wasserring an der Innenwand 1' des Trockenzylinders 1 ausgebildet hat.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist im rechtzeitigen Erkennen unzulässig hoher Kondensatmengen in den Trockenzylindern zu sehen, so daß Ausschuß und Qualitätsminderungen vermieden werden und ein unzulässig hoher Dampfverbrauch in den Trockenzylindern nicht eintritt. Außerdem ist der Gefahr vorgebeugt, daß durch zu große Masse der Trockenzylinder infolge übermäßiger Füllung mit Kondensat Schaden an der Stuhlung der Maschine entsteht.
• Die Erfindung ist nicht auf Papiermaschinen be schränkt, sondern kann überall dort angewandt werden, wo Flüssigkeitsmengen in rotierenden Hohlkörpern auftreten.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Anordnung zur Bestimmung der Flüssigkeitsstandhöhe in rotierenden Hohlkörpern, z. B. des Kondensatvolumens in Trockenzylindern der Papiermaschinen, in denen die Flüssigkeit nur einen Teich bildet, mit Hilfe von in die Flüssigkeit eintauchenden Elektroden, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß fest an der Innenwand des Hohlkörpers (1) axial hintereinander zwei voneinander und zur Innenwand (1') des Hohlkörpers (1) durch eine Brücke (3) isolierte Elektroden (2; 2') angeordnet sind, die einen Abstand (a) im Bereich von 1 bis 10 mm von der Innenwand besitzen, an welche eine Gleich- oder Wechselspannung angelegt ist.