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Vorrichtung zum Regeln des Stoffauflaufes an Papiermaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Regeln des Stoffauflaufes an
Papiermaschinen, oder des Stoffzulaufes zu Mischbütten u. dgl., bei -der :die zur
Maschine fließende Stoffmenge aus einem über einen Überfall fließenden Stoffstrom
durch einen dem Überfall nachgeordneten seitlich verschiebbaren Trennschieber abgetrennt
wird, und bezweckt, die Regelung -des zur Maschine geleiteten Stoffstromes meiner
für den Maschinenführer besonders handlichen Weise zu ermöglichen.
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Es ist bekannt, die auf die Papiermaschine fließende Stoffmenge dadurch
zu regeln., .daß der Stoff über einen, Überfall mit nachgeordneter Auffangrinne
geleitet wird, in -der ein Trennschieber seitlich verschiebbar angeordnet ist. Von
der einen Seite dieser Rinne aus gelangt der Stoff zur Papiermaschine, während :der
in. -den anderen Rinnenteil fließende Stoff zur Bütte zurückgeleitet wird. Die Stellung
des Trennschiebers ist maßgebend für die zur Maschine fließende Stoffmenge.
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Die Praxis hat gezeigt, daß eine solche Vorrichtung. eine besonders
genaue Regelung ermöglicht, die vor allem auch gestattet, bei beliebiger Wiederkehr
gleicher Papiergewichte durch Einstellung des Trennschiebers zuverlässig gleiche
Arbeitsbedingungen zu schaffen. Dies beruht darauf, daß die benötigte Stoffmenge
genau verhältnisgleich der Binneneinteilung ist, die nur von der Schieberstellung
abhängt. Eine solche lineare Beziehung gegenüber dem Öffnungsweg besteht bei gewöhnlichen
Ventilen, Drosselschiebern u. dgl., deren Fernbetätigung durch; einen Moor und Kopplung
mit Anzeigevorrichtungen bekannt ist, an sich schon nicht. Es kommt- hier hinzu,
daß die Drosselwirkung, die Wirbel-und Ablösungserscheinungen solcher Regelvorrichtungen
die Gesetzmäßigkeit weiterhin ungünstig beeinflussen und schließlich,-was bei Papierstoff
seine besonders wichtige Rolle spielt, daß gegenüber Wasser noch zusätzlich die
.Stoffbeschaffenheit -ein für die Durchgangsmenge maßgebender, gleichzeitig aber
auch überaus unsicherer Faktor ist. Verschiedenheit -der Stoffdichte z. B. ändert
die Drosselverhältnisse grundlegend, während sie auf die Verhältnisgleichheit der
Mengenteilüng durch Trennschieber ohne jeden Einfluß ist. Noch weiter verwickelt
wird bei jenen anderen Vorrichtungen der Regelvorgang durch den Einfluß der Schmieri;gkeit
des Stoffes; durch deren Änderung sich die innere und die Wandreibung ändert und
damit wiederum die Durchflußmenge. Bei der Regelung mit Trennschieber .spielt ,auch
die Schmierigkeit keine Rolle.
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Infolge dieser günstigen Umstände ist der Trennschieber als Regelglied
für Papierstoff dazu angetan, allein durch seine Stellung in der Rinne ein vollkommen
eindeutiges Bild über die Stoffverteilung vor der Papiermaschine zu geben. Diese
Eigenschaft wird erbndungsgemäß in der Weise zur Einrichtung einer Fernstenerstelle
benutzt, daß die Einstellung des Trennschiebers durch einen Motor geschieht, der
von einer oder mehreren handlich gelegenen Orten im Maschinensaal gesteuert werden
kann, wobei an der Steuerstelle die jeweilige Stellung des Trennschiebers
in
der Auffangrinne an einer der wirklichen Regelvorrichtung absolut gleichenoder verhältnisgleichen
Anzeigevorrichtung sichtbar gemacht wird.
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Die beschriebenen günstigen Regeleigenschaften machen den Trennschieber
zudem noch besonders geeignet, mit den Regelvorrichtungen für andere Betriebsgrößen
gekoppelt zu werden. Bekanntlich gehen bei Wechsel des Betriebszustandeseiner Papiermaschine
mit den Änderungen der Stoffasermenge noch Änderungen anderer Größen Hand in Hand,
so der Menge des Verdünnungswassers, der Maschinengeschwindigkeit, des Trockendampfes
u. dgl., die je nach dem beabsichtigten neuen Zustand verschiedenen Umstellungen
unterworfen werden können, die einzeln von Hand vorgenommen werden können. Die einfache
Gesetzmäßigkeit bei der Verstellung des Trennschiebers bietet hier mit besonderem
Vorteil die Möglichkeit, die Verstellvorrichtungen für diese Größen ebenfalls an
die Steuerstelle zu verlegen und mit der für die Stoffmenge zu koppeln, so daß die
Betriebsumstellung in vorher bestimmter Weise in kürzester Zeit vorgenommen werden
kann.
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Es ist zwar bekannt, mit der Änderung der Arbeitsgeschwindigkeit und
der Dampfmenge gleichzeitig auch die Stoff- und Wasserzufuhr gemeinsam von einer
Stelle aus selbsttätig oder von Hand zu ändern, doch waren die hierzu vorgesehenen
Einrichtungen für diesen besonderen Zweck nicht geeignet. Es waren Schieber mit
Drosselwirkung, die, wie weiter oben ausgeführt, .aus verschiedenen Gründen kein
eindeutiges und gleichbleibendes Verhältnis zwischen den Steuerwegen und den Regelwirkung
en aufweisen und deshalb bei einer einfachen Verkopplung mit den übrigen Verstellvorrichtungen
nicht zu dem gewünschten Ziele führen. .
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Ahb. i eine schematische Darstellung der Vorrichtung
mit zugeordneter Fernsteuerstelle und Abb.2 eine schematische Darstellung einer
solchen Vorrichtung, bei der zwei derartige Pegelvorrichtungen und die ihnen zugeordneten
Fernsteuerstellen zu besonderen Zwecken miteinander vereinigt sind.
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Vor der Papiermaschine ist am Ende einer breiten Stoffzulaufrinne
A ein Überfall B angeordnet, unterhalb dessen sich eine Querrinne
C befindet. Diese wird in bekannter «'eise durch einen seitlich verschiebbaren Trennschieber
D in zwei Teile geteilt. Aus dem einen Rinnenteil e' gelangt der Stoff zur Papiermaschine,
während er aus dem anderen Rinnenteil e= zur Bütte zurückfließt. Der Trennschieber
D- ist durch einen Motor E v er-#;tellbar, beispielsweise so, daß dieser eine Spindel
cl antreibt, die eine mit dem Trennschieber D verbundene Mutter dl und damit den
Schieber seitlich verschieben kann. An einer Teilung F1 ist die jeweilige Stellung
des Schiebers D, ablesbar.
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Dem Motor E ist ein gleicher Motor E= (Kopiermotor) durch Energiefluß
zugeordnet, der an der Befehlsstelle aufgestellt ist. Dieser treibt eine Spindel
e3, die eine Mutter d2 verschiebt, an der ein Zeiger dl befestigt ist. Dieser gleitet
auf einer Teilung F°, so daß unter der Voraussetzung gleicher Verhältnisse an der
Teilung F2 der Befehlsstelle die wirkliche Stellung des Trennschiebers Di in jedem
Augenblick abgelesen werden kann. Ein Schalter an der Befehlsstelle, beispielsweise
eine Druckknopfsteuerung G für Vorwärts-und Rückwärtsgang der Motoren, ermöglicht
die Regelung von dieser Stelle aus. Die Motoren können sowohl elektrisch als auch
hydraulisch synchron betrieben werden. Auch ist als Äquivalent, falls die räumlichen
Verhältnisse es gestatten, eine mechanische Kupplung, z. B. biegsame Welle, zwischen
den Spindeln el und e3 denkbar. Sollte an der Befehlsstelle ein von der Teilung
F1 abweichender Maßstab der Teilung F-' erwünscht sein, so kann dem durch eine abweichende
Übersetzung des Antriebes für den Zeiger d3, beispielsweise durch andere Steigung
der Spindele, Rechnung getragen werden.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens führt zu einer Vorrichtung,
die es gestattet, das Abschalten einer Stoffbütte und das gleichzeitige Zuschalten
einer zweiten Stoffbütte vollkommen störungsfrei zu gestalten. Dies Erfordernis
tritt beispielsweise auf, wenn bei Herstellung ein und derselben Papierorte die
Farbe gewechselt werden muß, was bei Aufträgen von kleineren Posten gleicher Sorte
von verschiedener Farbe häufig vorkommt. Die Stofflieferung geht hierbei von einer
Bütte auf die andere über.
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Zu diesem Zweck wird die Anordnung so getrofien, daß gemäß Abb. 2
die beschriebene Vorrichtung für jede Bütte, also itla ganzen doppelt, vorhanden
ist. Die in Abb. 2 in Klammern verzeichneten Buchstaben haben dieselbe Bedeutung
wie die in Abb. i und 2 ohne Klammern. Den beiden Regelmotoren E und (E) ist je
ein KopiermotorE= und (E=) zugeordnet, die an der Befehlsstelle aufgestellt sind
und dort je eine der beschriebenen Anzeigevorrichtungen betreiben. Ihre Schalter
G und (0) können sowohl getrennt benutzt als auch miteinander gekuppelt werden.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, bei allmählichem Abschalten der einen Bütte
durch Verschieben des Trennschiebers D@ aus der
in Abb.2 punktiert
gezeichneten Stellung in die neue Stellung die andere Bütte durch Verschieben des
Trennschiebers (D@) im gleichen Maße zuzuschalten. Dadurch bleibt die der Papiermaschine
zugießende Gesamtstoffmenge dauernd unverändert, so daß in deren Betrieb keinerlei
Störung auftritt. Der Maschinenführer kann demnach seine ganze Aufmerksamkeit allein
dem Farbwechsel bzw. den anderen Fabrikationspunkten widmen.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens dient dem Zweck, mehrere
Stoffe, wie beispielsweise Holzstoff und Zellstoff, aus zwei verschiedenen Bütten
in genau feststellbarem Maß in einer Mischbütte zus:arrimenzuleiten, wobei die mealgenmäßige
Zuteilung der Mischungsbestandteile ebenfalls durch eine entfernt liegende Befehlsstelle
vorgenommen werden kann. Eine . solche Vorrichtung kann ihrem besonderen Zweck entsprechend
verschiedenartigen Aufbau haben. Sie kann beispielsweise im ganzen ähnlich ausgestattet
sein wie die in Abb. 2 für eine Papiermaschine dargestellte, jedoch hat sie dieser
gegenüber in der Wirkungsweise den Unterschied, daß die beiden Zuteilvorrichtungen
nicht abwecliselnd nacheinander, sondern gleichzeitig benutzt werden und an ihnen
das Mengenverhältnis der beiden Mischungsteile eingestellt wird.
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Die Motoren E und (E) sind mit Endausschaltern versehen, die für den
Fall, daß sie miteinander gekuppelt sind, also auf beide Motoren wirken, die richtige
Stellung der neu in Betrieb genommenen Regelvorrichtung selbsttätig durch Ausschalten
auch deren Motors (E) bestimmen. Nach Trennen der Endschalter kann der letztere
auch unabhängig geschaltet, also der Trennschieber (D) auch in eine andere Stellung
gebracht werden, w :enri z: B. mit dem Farbwechsel auch ein Wechsel des Papiergewichts
oder der Maschinengeschwindigkeit verbunden sein sollte.
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Ferner können die beiden Motoren E und (E) in einem :einzigen vereinigt
sein, der praktisch zwischen den beiden Regelvorrichtungen anzuordnen ist. Die beiden
Spindeln el und werden dann beiderseits von ihm angetrieben. Für den Fall des unabhängigen
Betriebes einer der beiden Seiten sind dann die beiden Spindeln e1 und (cl) einzeln
abkuppelbar. Mit dem Auskuppeln wird gleichzeitig der der betreffenden Seite zugeordnete
Kopiermotor E2 oder (E-) außer Betrieb gesetzt, oder ;es wird, falls auch an [der
Befehlsstelle nur ein einziger Kopiermotor vorhanden ist, die ,der entsprechenden
Seite der Anzeigevorrichtung angehörige Spindel e3 oder (e3) selbsttätig abgekuppelt.
Die Kupplungen der Regelvorrichtungen sind hierbei ebenfalls ferngesteuert, z. B.
elektromagnetisch. Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß eine
gleiche Regelvorrichtung auch für die Zumessung des Verdünnungswässiers zum Stoff
vorgesehen ist, die ebenfalls von derselben Befehlsstelle aus bedient wird. Ferner
können erfindungsgemäß an dieser Befehlsstelle auch fernwirkende Regelvorrichtungen
für die übrigen Betriebsgrößen der Papiermaschine zusammengefaßt werden, so z. B.
für die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, die Menge des Trockendampfes für die
Trockenzylinder u. dgl.
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Bei dieser Anordnung ist es ferner besonders leicht möglich, die an
der Befehlsstelle zusammengestellten Schalter für gewisse Fälle der Änderung des
Betriebszustandes miteinander zu koppeln. Soll z. B. bei Erzeugung ein und desselben
Papiers unter Einhaltung seines Gewichtes und aller übrigen Eigenschaften die Arbeitsgeschwindigkeit
erhöht werden, so müssen bekanntlich die sämtlichen genannten Faktoren 'in gleichem
Verhältnis ansteigen. Der wachsenden Erzeugung in der Zeiteinheit entspricht .eine
größere Menge an Papierstoff sowohl als auch an Verdünnungswasser; die Antriebsmaschinen
brauchen mehr Dampf (bzw. Strom) und die Zylinder mehr Dampf zum Trocknen. Soll
dagegen z. B. bei gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit das Papiergewicht gesteigert
werden, so bleibt der Betriebszustand der Antriebsmaschine unverändert, während
die Mengen von Papierstoff, Wasser und Trockendampf in gleichem Verhältnis gesteigert
-werden müssen. Durch das erwähnte Koppeln der entsprechenden Schalter an der Befehlsstelle
werden diese Übergänge von einer Betriebsart zur anderen für den Maschinenführer
wesentlich erleichtert. Dies ergibt gleichzeitig beim Betriebswechsel eine bedeutende
Zeitersparnis, die sich außerdem in der Richtung auswirkt, daß sich der in der Zwischenzeit
unvermeidlich anfallende Ausschuß beträchtlich vermindert, was gleichzeitig eine
entsprechende Stoffersparnis darstellt.
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Sollte das erforderliche Ansteigen oder Abnehmen der verschiedenen
Betriebsgrößen untereinander bei einem solchen Übergang nicht genau verhältnisgleich
sein, so z. B. bei gleichbleibender Arbeitsgeschwindigkeit und Erhöhung des Papiergewichtes
mit dickerem Stoff auszukommen, also verhältnismäßig weniger Verdünnungswasser zuzusetzen
sein, so. kann dem dadurch Rechnung getragen werden, daß .der früher erwähnte Endausschalter,
in diesem Beispiel derjenige für das Verdünnungswasser, vorher auf diejenige Stelle
der zugehörigen Teilung eingestellt wird, der der gewollten Wassermenge entspricht,
während der Trennschieber für den Stoff verhältnismäßig weiter öffnet. Das gleiche
gilt
in diesem Beispiel sinngemäß für die Regelung des Trockendampfes,
falls dort auch mit einer verhältnismäßig geringeren Menge auszukommen sein sollte.
Sind für sämtliche Betriebsgrößen einstellbar angeordnete Endausschalter vorgesehen,
so kann durch deren vorherige Einstellung auf der jeweils zugehörigen Teilung der
neue Betriebszustand der Papiermaschine genau vorherbestimmtwerden. Ist für jede
Betriebsgröße ein besonderer Motor vorhanden, so wirkt der zugehörige, Endausschalter
auf diesen; werden mehrere Regelvorrichtungen von einem gemeinsamen Motor angetrieben,
so wirken die Endausschalter aller oder einiger von ihnen auf die jeweils zugehörige
Kupplung.