DE1285759B

DE1285759B - Arrangement for determining the liquid level in rotating hollow bodies

Info

Publication number: DE1285759B
Application number: DE1962B0069142
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-10-09
Filing date: 1962-10-09
Publication date: 1968-12-19

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. The invention relates to an arrangement for determining the liquid level in rotating hollow bodies, e.g. B. the volume of condensate in the drying cylinders Paper machines, in which the liquid only forms a pond, with the help of electrodes immersed in the liquid.

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. The running paper web is dried in paper machines usually by means of steam-heated rotating drying cylinders. She is going through Causes contact of the paper web with the surface of the drying cylinder. The steam releases its heat to the walls of the drying cylinder and condenses in the process. However, the accumulation of condensate inside the drying cylinder deteriorates the heat transfer to the paper web and thus also the drying conditions and it will thereby the energy consumption of the dryer section of the paper machine more or less elevated. The efficiency of rotating, steam-heated drying cylinders is therefore decisive depends on the fact that the condensate immediately after its formation and during operation is constantly drained because it is also caused by excessive accumulation of condensate the mass of the drying cylinder increases and this may cause it to collapse the machine frame can lead.

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. There are various options for discharging the condensate. It but it depends, during the production process and without stopping the paper machine detect the possible presence of condensate inside the drying cylinders and to measure the amount in order to initiate appropriate measures in good time to be able to.

Es hat an Versuchen nicht gefehlt, um während des Betriebs eine Kondensatmessung durchzuführen. There has been no lack of attempts to measure condensate during operation perform.

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.However, it has not yet been reliably achieved, because of the complexity of the process that goes on in the drying cylinder during rotation the same and when filling with condensate prevails, the efforts made difficult. It not only affects the condensate in the drying cylinder the centrifugal force, which results from the rotation of the drying cylinder, but also the weight of the condensate itself.

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.Under the influence of these factors, the condensate liquid in shifted the direction of rotation of the drying cylinder. Here is the movement of the liquid in all cases, except for the ring-shaped, pronounced turbulent, whereby the liquid particles are in irregular motion in eddy currents. Same cannot be expressed by differential equations. This explains also the fact that despite many years of research in this area no equation for this motion yet exists.

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. Only recently has a method for determining the volume of condensate been introduced known in drying cylinders, this is based on the attenuation of the intensity of a gamma ray beam when it passes through the drying cylinder filled with water or a unfilled hollow body is based.

Die Kompliziertheit dieses Verfahrens mittels radioaktiver Isotope ermöglicht allerdings nicht die Anwendung desselben in der Praxis auf breiter Basis.The complexity of this process using radioactive isotopes however, does not enable it to be widely applied in practice.

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. The invention is therefore based on the object of an arrangement to propose which one allows, without using expensive equipment quickly and reliably the required condensate volume measurements in the with constant speed rotating drying cylinders, in particular a paper machine, and without the same having to shut down.

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. The object was achieved according to the invention in that firmly the inner wall of the hollow body axially one behind the other two from each other and to the inner wall of the hollow body are arranged by a bridge insulated electrodes, which one Have a distance in the range of 1 to 10 mm from the inner wall, to which an equal or AC voltage is applied.

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. The invention is illustrated in the drawing using an exemplary embodiment explained in more detail. 1 shows a drying cylinder with built-in electrodes in longitudinal and cross-section, F i g. 2 part of the dryer section of a paper machine in principle, F i g. 3 a diagram.

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. In a rotating drying cylinder 1 are two electrodes 2; 2 ' at a distance a of 1 to 10 mm from the inner wall 1 '. The bracket the electrodes 2; 2 ′ can take place, for example, through an insulated bridge 3. The rotation of the drying cylinder 1 causes the condensate volume 4 to move in the direction of rotation of the drying cylinder 1 taken so that it occupies approximately a position as in cross section of the drying cylinder is shown in FIG.

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. The electrodes 2; 2 'to which a direct or alternating voltage is applied, are from each other and opposite the drying cylinder 1 or the bridge 3 isolated. As the electrodes 2; 2 'rotate with the drying cylinder 1, happen the condensate volume 4 with each rotation. It flows through this during the time immersion between electrodes 2; 2 'a stream passing to an outside of the drying cylinder 1 attached resistor 6 generates a voltage drop. This results in voltage pulses, the length of which depends on the immersion time of the electrode pair 2; 2 'and thus on the amount of condensate volume 4 depends.

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. To measure the length of the voltage pulses dropped across the resistor 6 the same is expediently with a capacitor to a known RC element combined, so that the pulse length can be read on a display instrument 7 can.

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. In order not to have an RC element 6 to 6n for each drying cylinder 1 to lyt To have to build, it will be useful to have a - Meßstelienwähler in the display device 7 - to be installed, which allows an RC element for all drying cylinders 1 to 1 to use, so that you can only selectively the amount of condensate4 in any drying cylinder 1 ,, can measure.

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. It will be useful to equip the display device 7 with a signal transmitter known design, which comes into action if one is not permitted large amount of condensate in any suspicious drying cylinder 1 to 1 is.

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. Depending on whether the electrodes2; Direct or alternating current applied a DC voltage pulse length measurement or an AC voltage pulse length measurement results. Your result is shown on the basis of an experiment in FIG. 3 shown graphically. The abscissa shows the increasing condensate volume 4, while the ordinate the voltage value U obtained by the RC element. As can be easily seen the limit value Umax represents the voltage value U that occurs when the condensate 4 appears as a uniform, stable ring of water on the inner wall 1 'of the drying cylinder 1 has trained.

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. The advantage of the arrangement according to the invention is in the timely Detecting inadmissibly high amounts of condensate in the drying cylinders, so that Rejects and quality reductions are avoided and an inadmissibly high steam consumption does not enter the drying cylinders. In addition, the risk is prevented that due to excessive mass of the drying cylinder due to excessive filling with condensate Damage to the frame of the machine occurs.

Die Erfindung ist nicht auf Papiermaschinen be schränkt, sondern kann überall dort angewandt werden, wo Flüssigkeitsmengen in rotierenden Hohlkörpern auftreten. The invention is not limited to paper machines, but rather can be applied anywhere be where amounts of liquid in rotating hollow bodies appear.

Claims

Claim: arrangement for determining the liquid level in rotating hollow bodies, e.g. B. the volume of condensate in the drying cylinders Paper machines, in which the liquid only forms a pond, with the help of electrodes immersed in the liquid, which indicates that firmly on the inner wall of the hollow body (1) axially one behind the other two from each other and electrodes insulated from the inner wall (1 ') of the hollow body (1) by a bridge (3) (2; 2 ') are arranged at a distance (a) in the range of 1 to 10 mm from the Have inner wall to which a direct or alternating voltage is applied.