DE692119C - Verfahren und Vorrichtung zum selbsttaetigen Anzeigen oder Regeln der Viscositaet oder der Konzentration von Fluessigkeiten oder Suspensionen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Anzeigen oder Regeln der Viscosität oder der Konzentration von Flüssigkeiten oder Suspensionen, insbesondere von Faseraufschlämmungen, bei dem der Flüssigkeit oder der Suspension in einem offenen Gefäß eine Drehbewegung erteilt wird.
Die bekannten Einrichtungen dieser Art besitzen verschiedene Mängel. Teils erfolgt ■ die „ Regelung zu langsam, so daß eine zu lange Zeit vergeht, bis sich die Regelung an der zu steuernden Maschine, z. B. einer Papiermaschine, bemerkbar macht, teils arbeiten sie nicht mit genügender Sicherheit und Empfindlichkeit. So ist z. B. eine Regelvorrichtung bekannt, bei welcher ein Schaufelrad in der Suspension in Drehung gehalten wird und der von der Konzentration der Suspension -abhängige Widerstand gegen die Umdrehung des Schaufelrades auf eine Steuereinrichtung einwirkt, die das Ventil, das die Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit regelt, betätigt. Bei- erhöhtem Widerstände wird also angezeigt, daß die Suspension zu dick ist, und die Einrichtung öffnet das Ventil, so daß mehr Verdünnungsflüssigkeit zugeführt wird; wenn umgekehrt der Widerstand gegen die Umdrehung des Schaufelrades zu klein wird, zeigt dies an, daß die Suspension zu dünn geworden ist, und der Mechanismus betätigt somit das Ventil in der Weise, daß die Zufuhr von Verdünnungsflüssigkeit gedrosselt wird.

Bei einer so dünnen Suspension wie z. B. Holzstoff werden jedoch die Schwankungen des Widerstandes gegen die Umdrehung des Schaufelrades zu klein, um eine zuverlässige Wirkung dieser Regelvorrichtung herbeizuführen. .

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, bei der Prüfung von Schmiermitteln zur Feststellung der. Schmierfähigkeit die Flüssigkeit mittels eines umlaufenden, vorzugsweise mit horizontal liegender Achse angeordneten Körpers in Bewegung zu setzen und dabei in ein oder mehrere Steigrohre zu treiben. Aus der Steighöhe der Flüssigkeit in diesen Steigrohren können Rückschlüsse auf die Schmierfähigkeit gezogen werden.

Beim Gegenstande der vorliegenden Erfindung, dessen Wirkung auf der verschieden starken Reibung der verschiedenen Konzentrationen beruht, erfolgt die Einstellung des Flüssigkeitsniveaus bei verschiedenen Konzentrationen viel empfindlicher, so daß die Impulse sofort an die Regelvorrichtungen übergeführt werden können, was eine schnelle Regelung zur Folge hat.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Flüssigkeit oder Suspension, deren Viscosität oder Konzentration festgestellt werden soll, in einem sowohl oben wie unten - offenen und an der Unterseite mit einer verengten öffnung versehenen Gefäß in eine Drehung in horizontaler Ebene versetzt; die infolge Schwankungen der Viscosität oder der Konzentration der Flüssigkeit in dem Gefäß auftretenden Schwankungen im Niveau oder Niveauunterschied der oberen und der unteren Flüssigkeitsfläche werden zur Beeinflussung von Anzeige- und/oder Regelungsgliedern ausgenutzt.

Wenn hierbei die Viscosität oder die Konzentration gesteigert wird, so wird die Reibung gegen die Wände des Gefäßes in entsprechendem Grade erhöht, wobei die Drehgeschwindigkeit herabgesetzt wird, so daß das Flüssigkeitsvolumen an den offenen Enden des Gefäßes eine verschiedenartige Form annimmt und die Flüssigkeitsoberflächen an genannten Enden auf verschiedene Abstände voneinander eingestellt werden. Wenn die Viscosität oder die Konzentration herabgesetzt wird, treten entgegengesetzte Verhältnisse ein. Diese Niveauunterschiede oder Niveauschwankungen werden dann nach der Erfindung zur Beeinflussung von Impulsgliedern ausgenutzt, welche ihrerseits veranlaßt werden können, Anzeige- oder Reger lungsvorrichtungen für das, was geregelt werden soll, zu betätigen.

Eine Ausführungsform eines Apparates nach der Erfindung ist für den Fall, daß der zu regelnde Stoff Zellstoffmasse ist, d. h. aus Zellstoffäsern besteht, die in Wasser aufgeschlämmt sind, auf beiliegender Zeichnung als Beispiel veranschaulicht.

Fig. ι zeigt schematisch in senkrechtem Schnitt einen Behälter für Zellstoff mit einer damit vereinigten Anzeigevorrichtung. Fig. 2 zeigt die Anzeigevorrichtung in senkrechtem Schnitt und in größerem Maßstabe, während Fig. 3 eine Draufsicht der Vorrichtung nach Fig. 2 darstellt, wobei gewisse Teile entfernt sind. Fig. 4 und S zeigen Einzelheiten.

In Fig. ι bezeichnet 2 einen Behälter, durch welchen diejenige Flüssigkeit strömt, deren Konzentrations- oder Viscositätszustand an- ■ gezeigt oder konstant gehalten werden soll. An der Außenseite des Behälters und in Verbindung mit demselben ist die Anzeigevorrichtung ι angebracht.

In Fig. i, 2 und 3 bezeichnet 3 ein im waagerechten Schnitt kreisförmiges Gefäß, das unten eine eingeschnürte öffnung 4 hat und welches oben frei offen ist oder mit einer ähnlichen eingeschnürten Öffnung 5 versehen sein kann. Gemäß der Zeichnung verjüngt sich das Gefäß 3 kegelig sowohl nach dem oberen als auch nach dem unteren Ende von einem zylindrischen mittleren Teile aus.

Die anzuzeigende Flüssigkeit wird in das Gefäß 3 aus dem Behälter 2 durch den Einlaß 6 eingeführt, welcher nach der Zeichnung tangential in das Gefäß 3 mündet, so daß die Flüssigkeit infolge ihrer eigenen Bewegungsenergie in Drehung versetzt wird. Die Drehbewegung kann aber auch auf andere Weise zustande gebracht werden, beispielsweise 9« mittels eines Propellers oder eines anderen Umrührungsgliedes 14, das durch eine Welle 15 in Umdrehung· versetzt wird (vgl. Fig. 4). Hierbei wirken die Schleuderkraft und die Schwerkraft auf die Flüssigkeitsteilchen ein, ⁽J5 was zur Folge hat, daß sich die Flüssigkeit oben in der Form eines Paraboloids 7-'und unten in der Form eines Paraboloids 8 einstellt. Wegen der Einwirkung der Schwerkraft erhält letzteres eine flachere Form als das erste.

Die in das Gefäß 3 gelangende und dort in Drehbewegung gehaltene Flüssigkeit wird durch die untere öffnung 4 hinausgeschleudert; oben kann keine Flüssigkeit durch die i<>s Öffnung 5 hinausgeschleudert werden, selbstverständlich unter der Voraussetzung, daß der auf die Flüssigkeit ausgeübte Druck und damit die Geschwindigkeit im Einlasse O nicht über gewisse Grenzen hinaus gesteigert nc. wird. ·

Wenn nun die Viscosität oder die Konzentration der Flüssigkeit im Gefäße 2 erhöht wird, so wird ihre Reibung an den Wänden des Gefäßes 3 gesteigert, wobei die Drehgeschwindigkeit der Flüssigkeit herabgesetzt wird, so daß das Paraboloid 7 seine Form ändert und ein flacheres Aussehen erhält. Dasselbe ist mit dem Paraboloid S der Fall. Der Abstand zwischen den Scheiteln der Paraboloide wird somit erhöht. Wenn dagegen die. Viscosität der Flüssigkeit aft-

nimmt, so wird die Reibung an den Wänden des Gefäßes 3 herabgesetzt und die Drehgeschwindigkeit erhöht, wobei der Scheitel des Paraboloides 7 gesenkt und derjenige des Paraboloides 8 erhöht wird, so daß der Abstand zwischen den Scheiteln der Paraboloide 7 und 8 vermindert wird.

Diese bei verschiedenen Konzentrationen oder bei verschiedener Viscosität der Flüssigkeit auftretenden Niveauunterschiede bzw. die vex-schiedenartige Form der Paraboloide7 und 8 kann nun erfindungsgemäß ausgenutzt werden, um Anzeige- und/oder Regelungsorgane zu beeinflussen, die es ermöglichen, die Schwankungen ununterbrochen abzulesen oder aber andere Glieder zu betätigen, die beispielsweise die Zufuhr von Verdünnungsmitteln zur Flüssigkeit regeln, so daß ihre Konzentration konstant gehalten wird.

Zu diesem Zwecke können viele verschiedenartige Vorrichtungen benutzt werden. Als Beispiel einer Vorrichtung zum Messen und Anzeigen der Veränderungen in der Konzentration der Flüssigkeit wird in Fig.^:2 die Anordnung eines Rohres 10 gezeigt, welches mit einer Einschnürung 11 versehen ist und dessen umgebogener Zweig 9 durch die öffnung 5 in die Flüssigkeit eingetaucht ist und somit das obere Paraboloid 7 durchläuft.

Das Rohr 10 steht mit einem Manometer 12 in Verbindung. Wenn nun der Flüssigkeit ständig ein Luftstrom durch das Rohr 10 zugeführt wird, so wird der Widerstand gegen das Ausströmen der Luft vom Abstande zwisehen der unteren Mündung des Rohres und dem Scheitel des Paraboloides 7 abhängig sein. Bei stärker verdünnter Flüssigkeit wird dann dieser Abstand, wie oben ausgeführt wurde, geringer und somit der Wi'derstand gegen das Ausströmen der Luft kleiner, während bei höherer Konzentration der Flüssigkeit genannter Abstand größer und der Widerstand gegen das Ausströmen der Luft und somit der Druck im Rohr 10 gesteigert wird. Diese Verhältnisse werden durch das Manometer 12 angezeigt und kön-

/ nen an demselben abgelesen werden.

Diese Anordnung mit dem Luftrohre 10 ist, wie erwähnt, nur als ein Beispiel angegeben

So worden. Es kann jede andere zweckdienliche-Vorrichtung zur Anwendung gelangen, welche durch Niveauschwankungen oder durch die abgeänderte Form der Paraboloide beeinflußt wird. Zu diesem Zwecke kanu man, wie -in Fig. 5 beispielsweise gezeigt ist, auch einen im oberen Teile des Gefäßes vorgesehenen Schwimmer 16 anwenden, welcher auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt und je. nach der verschiedenen Einstellung der

6u letzteren während der Drehbewegung der Flüssigkeit gehoben oder gesenkt wird·. . Der Schwimmer ist durch eine Stange 17 mit dem einen Ende eines um einen festen Punkt 19 drehbaren Hebels 18 gelenkig verbunden. Die zustandegebrachten Bewegungen des Schwim- 6g mers können von dem freien Ende des Hebels 18 auf Anzeige- oder Regelungsglieder übertragen werden.

Die in der Zeichnung dargestellte Form des Gefäßes 3 mit einem nach oben kegelig 7" verjüngten Teile ist nicht unbedingt erforderlich, aber sehr vorteilhaft. Wenn nämlich das Gefäß oberhalb des Einlasses 6 zylindrisch wäre, so müßte dasselbe bei hohem Drucke und somit bei großer Geschwindigkeit der einströmenden Flüssigkeit sehr hoch gemacht werden, damit die Flüssigkeit nicht oben hinausströmt. Hierdurch würde die oberhalb des Einlasses stehende Flüssigkeitssäule derart verlängert werden, daß die Reibung der nach oben verdünnten Flüssigkeitsschicht allzu groß werden würde, um die letztere in Drehung halten zu können, wobei keine Paraboloidform der Oberfläche der Flüssigkeit entstehen würde. Wenn dagegen die in Fig. 2 gezeigte Form des Gefäßes mit einer etwa gleichartigen, kegeligen Verjüngung nach oben und nach unten verwendet wird, so kann trotz der Drehbewegung und der Schleuderkraft die Flüssigkeit nicht so hoch 9" steigen,. sondern wird nach unten gepreßt. Infolgedessen können die Reibungsflächen der Flüssigkeit verhältnismäßig klein und konstant auch bei stark schwankendem Drucke und bei stark schwankender Geschwindigkeit der in das Gefäß einströmenden Flüssigkeit gehalten werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum selbsttätigen Anzei- ^10<) gen oder Regeln der Viscosität oder der Konzentration von Flüssigkeiten oder Suspensionen, insbesondere von Faseraufschlämmungen, bei dem der Flüssigkeit oder der Suspension in einem offenen Ge- >«s fäß eine Drehbewegung erteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit oder Suspension in einem sowohl oben wie unten offenen und an der Unterseite mit einer verengten öffnung versehenen Ge- n« faß in eine Drehung in horizontaler Ebene versetzt wird und die infolge

- Schwankungen der Viscosität oder der Konzentration der Flüssigkeit in dem Gefäß auftretenden Schwankungen im Niveau oder Niveauunterschied der obej ren und der unteren Flüssigkeitsfläche zur Beeinflussung von Anzeige- und/oder Regelungsgliedern ausgenutzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit tangential jn das an beiden Enden offene

und oben und unten mit einer verengten öffnung versehene Gefäß eingeführt wird, in der sieh die Flüssigkeitsoberfläche oben und unten, als ein Paraboloid einstellt, und daß die bei Änderung der Flüssigkeit auftretenden Schwankungen im Abstand zwischen den Scheiteln der Paraboloide bzw. in der Form der letzteren zur Beeinflussung von Anzeige- und/oder Reg-elungsgliedern ausgenutzt werden. .

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, bestehend aus einem oben und unten offenen Gefäß von kreisförmigem Querschnitt, welches unten mit einer .verengten öffnung versehen ist und mit einem Behälter· oder' einer Leitung in Verbindung steht, so daß . die anzuzeigende oder zu regelnde Flüssigkeit durch das Gefäß strömt und dabei beispielsweise durch einen im Gefäß angeordneten Propeller oder ein anderes Umrührungsorgan oder durch tangentiale Anordnung des Zulaufes in Drehbewegung versetzt wird, wobei das Gefäß noch mit as Anzeige- und/oder Regelungsgliedern versehen ist, welche durch die Standhöhe der freien Oberfläche der Flüssigkeit beeinflußt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß einen zylindrischen mittleren Teil hat, welcher ■ sich nach beiden Enden kegelig verjüngt und dort offen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen