SE460562B - Foerfarande och anordning foer bestaemning av egenskaperna hos fibermassa - Google Patents

Description

460 562 bestämningsmetoder relativt känsliga för luft, som finns i fiber- suspensionen, som i allmänhet först bör avlägnas ur fibersuspen- sionen innan mätningen påbörjas.

Avsikten med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfa- rande och en anordning för bestämning av egenskaperna hos fiber- massa med vilken fibermassans egenskaper, även konsistensen, kan bestämmas till exempel direkt ur procesströmmen utan förutspäd- ning, och med vilken även mycket spethaltiga, såsom en slipmaskins stentrågsmassors egenskaper kan bestämmas, och vid vilken i fi- bersuspensionen möjligen närvarande luft ej på något sätt hindrar mätningen.

Föreliggande uppfinnings huvudsakliga kännetecknen framgår ur bi- fogade patentkrav.

I motsats till de nämnda förut kända sätten tillåtes vattnet vä- sentligen filtreras ur fibersuspensionen för bildning av en mass- kaka på viran och först efter detta mäts över den filtrerade masskakan uppkomna tryckskillnaden, den därigenom strömmande luftmängden, eller bägge. Enligt föreliggande uppfinning mäts så- ledes den mot luftens strömning motverkande effekten för den på viran filtrerade masskakan, vilket utförs förmånligt antingen ge- nom att mäta luftens strömningsmängd medan tryckskillnaden är konstant över masskakan, eller genom att mäta den uppkomna tryckskillnaden över masskakan medan luftströmningen är konstant.

Ett lämpligt jämviktsläge för mätningen uppkommer relativt fort efter det att väsentligen allt vatten har avlägsnat sig ur massan, dvs i praktiken till exempel efter 15-150 sekunder efter början av fíltreringen.

Med förfarandet enligt föreliggande uppfinningen kan man även be- stämma fibersuspensionens konsistens genom att för en till volymen bestämd fibersuspensions mängd mäta temperatur och verkan på luftströmningen samt genom att väga masskakan som filtrerats på viran. Överraskande nog har man konstaterat, att enligt förfaran- ' -- 460 562 det och anordningen enligt föreliggande uppfinning lyckas man på detta sätt bestämma såväl massans konsistens som dess kvalitet relativt tillförlitligt på ett brett temperatur-, konsistens- och malningsgradsområde såväl i laboratorium som även direkt ur procesströmmen, och enligt förfarandet och anordningen enligt fö- religgande uppfinning kan även spethaltiga, såsom en slipmaskins stentrågsmassors flera papperstekniska egenskaper bestämmas.

Bestämningsförfarandet enligt uppfinningen är mycket snabbt och exakt eftersom i det samtidigt beaktas såväl temperaturen för en till volymen bestämd massasuspensionsmängd, vikten av en sug- filtrerad masskaka, som de över den sugfiltrerade masskakan uppkomna tryckskillnadernas verkan på slutresultatet, på basen av vilka man sedan matematiskt kan räkna ut egenskaperna för nämnda massa. Genom att mäta nämnda tre egenskaper ur en till volymen konstant provmängd, dvs temperatur, masskakans vikt och masska- kans inverkan på luftströmningen genom den, kan man enligt gjorda mätningar oväntat exakt bestämma bl.a. följande egenskaper: kon- sistensen, malningsgraden, våtstyrkan, dragindexet, rivindexet, spaltstyrkan, ljusspridningen och finämneshalten. Förfarandet enligt föreliggande uppfinning är ej beroende av massasuspension- ens konsistens, utan massans konsistens kan variera inom mycket breda gränser, till exempel från 0,1 % till 3 %. Enligt förfaran- det enligt föreliggande uppfinning kan man således mäta och räkna ut fibermassans egenskaper direkt t.ex. ur en slipmaskins sten- trågsmassor, vilkas konsistens typiskt är inom området l-2 %.

Eftersom tryckskillnaden som uppkommit över masskakan eller ge- nomströmningen mäts först efter det att väsentligen allt vatten avlägsnat sig genom viran kan den möjligen i massasuspensionen närvarande luften ej på något sätt störa mätresultatet. Bestäm- ningsförfarandet enligt föreliggande uppfinning är därför mycket exakt.

Enligt föreliggande uppfinning mäts fördelaktigt antigen luften som strömmar genom den filtrerade masskakan då tryckskillnaden på bägge sidor om masskakan är konstant, eller tryckskillnaden som 460 562 uppstår över den filtrerade masskakan då luftströmningen genom masskakan är konstant. Det är naturligtvis även möjligt att mäta såväl tryckskillnaden som luftströmningen, men genom att hålla den ena konstant förenklas såväl mätningen som de efterföljande åtgärderna. Nämnda tryckskillnad uppnås fördelaktigt genom att su- ga med undertryck på virans motstående sida sett från masskakan.

Uppfinningen förklaras i det följande närmare genom att hänvisa till bifogade ritning, i vilken figur l föreställer en schematisk framställning av en fördelaktig tillämpning av uppfinningen, och figur 2 en likadan bild av en alternativ tillämpning.

Provet som skall undersökas hämtas enligt figur l först till ett med blandare 1 utrustat provkärl 2, som uppvisar en temperatur- mätare 3 och en värmeväxlare 20, med vilken provet vid behov kan kylas eller uppvärmas. Med en kolvfungerande doseringsanordning 4 förflyttas en till volymen bestämd mängd fibersuspension ur kär- let 2 till mätkärlet 5, som är en uppåt och nedåt öppen cylinder.

Förrän den till volymen bestämda provmängden förs i mätkärlet 5 sänks detta ned så att dess nedre kant kommer mot den ändlösa vi- rans 6 yta. På den motsatta sidan av viran 6 i förhållande till mätkärlet 5, dvs på undre sidan, har till en vakuumpump 8 före- nats en sugkammare 19, till vilken förenats en tryckmätare 9 för att mäta undertrycket i sugkammaren 19. Medelst vakuumpumpen 8 sugs vattnet bort ur provmängden som finns i mätkärlet 5 genom viran 6 till den underliggande sugkammaren l9, och därefter, då väsentligen allt vatten sugits bort ur masskakan som filtrerats ovanpå viran 6, mäts undertrycket som råder i sugkammaren 19 med mätaren 9.

Efter ungertrycksmätningen lyfts mätkärlet 5 upp och bort från viran 6 så, att den del av viran på vilken masskakan befinner sig medelst en motor 7 som driver den ändlösa viran 6 kan förflyttas framåt runt svängvalsen 18 för att fälla den på viran 6 belägna masskakan på en under en svängvals 18 belägen vägningsanordning ll. Masskakans lossgöring från viran 6 kan säkras medelst ett luftmunstycke 460 562 10 som befinner sig på insidan av virlänken och efter svängvalsen och som riktats mot viran, och efterputsningen av viran har åstadkommits på samma sätt med ett vattenmunstycke 14 som anordnats på viralänkens insida efter luftmunstycket och som riktats mot viran 6. Efter vägningen avlägsnas masskakan från vägningsanordningen.ll med en skovel 12.

Mätresultaten ur temperaturmätaren 3, undertrycksmätaren 9 och vägningsanordningen ll flyttas till en registreringsanordning 13 och därifrån vidare till en styr- och räkneenhet 15, med vilken massans ursprungliga konsistens, finämneshalt, papperstekniska egenskaper och övriga möjliga kännetecken som återger massans kvalitet uträknas ur de registrerade mätdata med tillämpning av skilt bestämda modeller. Med styr- och räkneenheten 15 styrs även doseringsanordningens 4, mätkärlets 5, motorns 7 och skovelns 12 funktioner.

Tillämpningen i figur 2 skiljer sig från tillämpningen i figur l därigenom att man i stället för en ändlös vira använt en fast planvira 6 genom vilken provmängden filtreras. Från den fasta vi- ran 6 avlägsnas masskakan som filtrerats på denna med en längs vi- rans 6 övre yta fram och tillbaka rörlig skovel 21 med vilken masskakan avlägsnas från viran 6 och förflyttas till vägnings- anordningen ll som befinner sig under denna.

Till sugkammaren l9 som befinner ledning för matning av tryckluft tryckluft som matats under viran rats på viran 6 från viran innan med skoveln 21. Till sugkammaren vattenmatningsrör l4, med vilket sugkammaren l9 eller sprutas mot som möjligen fastnat vid viran 6 ras genom viran.

Uppfinningen fö*klaras i sig under viran 6 har förenats en till sugkammaren 19, vilken 6 lösgör masskakan som filtre- masskakan avlägsnas från viran 6 19 har dessutom förenats ett vatten med tryck kan matas till viran 6 för att avlägsna fibrer innan följande provmängd filtre- det följande närmare medelst ett exempel. 460 562 Exempel Konsistensen för 21 grovsorterade stentrågsmassor bestämdes med standardmetoder. Resultaten finns i följande tabell 1 för respektive prov.

Tabe11_1 p. Lab.best.konsistens Vikt Vakuum Temperatur % g mmflg OC 1 1,14 22,90 139,0 48,0 2 1,35 31,25 141,0 22,5 3 0,64 12,95 149,5 22,0 4 1,72 37,70 138,5 39,0 5 1,14 23,75 142,5 46,0 6 0,90 17,80 131,5 46,8 7 0,91 18,90 165,5 33,0 8 1,60 35,50 144,5 50,0 9 0,83 16,90 152,0 22,0 10 1,12 23,95 131,0 37,5 11 0,64 12,05 149,5 38,0 12 1,44 33,20 117,5 50,5 13 0,75 15,05 167,5 24,8 14 1,09 24,40 152,0 26,0 15 1,35 28,00 148,5 35,5 16 1,03 19,95 193,0 41,8 17 0,68 11,60 225,0 46,5 18 1,48 31,80 148,0 27,0 19 0,47 8,05 238,5 34,0 20 0,71 12,15 264,5 41,5 21 1,19 28,50 130,0 20,0 min 0,47 8,05 117,5 20,0 X 1,056 22,207 160,429 35,82 max _ 1,72 37,07 264,5 50,5 varíatiogs- koeffici- ' entx, % 32,91 39,17 23,85 28,64 X Variationskoefficient = , s = standardavvikelse, x = medeltal ß 460 562 Samma prov undersöktes enligt föreliggande uppfinnings bestäm- ningssätt och provets temperatur, den filtrerade masskakans vikt och undertrycket som bildats under den filtrerade masskakan re- gistrerades och skrevs i föregående tabell 1. Utgående från dessa mätresultat söktes för konsistensen en reggressionsmodell med konsistensen som förklarad variabel och med de ovannämnda tre mätresultaten som förklarande variabler, dvs vikt, undertryck och temperatur. Med reggressionsanalysens hjälp erhölls för konsisten- sen följande modell: _4 ' _7 Konsistensen= -0,140 + ÉÉS x 10 x vikt - 254 x 10 _ x vakuum x temperatur + 115 ä 10 x vikt š vakuum + 173 x 10 x tem- peratur - 151 x 10- x temperatur Som förklaringsgšad för konsistensmodellen erhölls därvid 99,4 %, vilket = 100 x R , där R är modellens samkorrelationskoeffi- cient. Samkorrelationskoefficienten blev därvid för konsistensen 99,7 %. med denna modell kan således konsistensen för ett okänt prov uträknas genom att mäta dess temperatur och vikten av en masska- ka som erhållits därur genom filtrering samt undertrycket som uppkommit under den filtrerade masskakan.

O Således, om det okända provets temperatur blir 28 C, masskakans vikt 35 g och det uppmätta undertrycket 150 mmflg, kan konsistensen för denna okända massa uträknas genom att placera dessa värden i föregående formel, varvid slutresultatet blir 1,58 %:s konsistens.

På samma sätt som konsistensen kan mässans övriga egenskaper uträknas med hjälp av erhållna mätresultat genom att göra en reggressionsmodell ur genom standardmetoden erhållna resultat, med vilkens hjälp sedan en önskad egenskap kan uträknas ur mät- resultaten för provet. 460 562 I de ovan beskrivna exemplen och i anordningarna enligt figurerna l och 2 sker filtrerings- och mätskedena omedelbart efter varand- ra med samma anordning som åstadkommer tryckskillnaden.

Filtrerings- och mätskedena kan ske även skilt från varandra och i skilda enheter. Härvid kan det för filtrering av vattnet finnas en skild anordning som åstadkommer undertryck eller tryckskillnad, varvid vattnets avlägsningsförmåga kan justeras på önskat sätt oberoende av senare åtgärder. Härvid kan vattnet avlägsnas ur masskakan ur mätningens synpunkt sett förmånligare. På samma sätt kan man med luftströmningens mätanordning göra luftströmningsmät- ningen eller på motsvarande sätt tryckskillnadens eller under- tryckets reglering på ett fördelaktigare sätt oberoende därav hur vattnets avlägsning har reglerats. I detta fall filtreras ur fi- berblandningen vatten först i filtreringsanordningen, i vilken fibrerna bildar en masskaka. Masskakan förflyttas efter detta till mätanordningen, där masskakans motstånd mot genom den strömmande luft mäts. Efter detta utföres masskakans vägning och fibermassans egenskaper uträknas. En anordning som åstadkommits av skilda mät- enheter kan även göras automatisk om man så önskar. ¿~ f: 'il

Claims (15)

460 562 Patentkrav

1. l. Förfarande för bestämning av egenskaperna hos fibermassa genom att ta en till volymen bestämd mängd fibermassa (4), mäta (3) dess temperatur och filtrera (6) vatten ur den med hjälp av tryckskillnad (8), k ä n n e t e c k n a t av att ur massbland- ningen filtreras vattnet väsentligen bort, genom den filtrerade masskakan åstadkommas en luftströmning med hjälp av tryckskillnad, masskakans motstånd mot luftströmningen mätes, och masskakan vä- ges, efter vilket massans egenskaper uträknas utgående från mätresultaten på med i och för sig känt sätt utvecklade matema- tiska modeller.

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att effekten med vilken masskakan hindrar luftströmningen uppmätes som tryckskillnaden över masskakan då luftströmningen är konstant.

3. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t av att effekten med vilken masskakan hindrar luftströmningen uppmätes som den strömmande luftens mängd medan tryckskillnaden över masskakan är konstant.

4. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att tryckskillnaden för uppnående av luftströmningen åstadkom- mes genom att suga luft på masskakans ena sida medan det normala lufttrycket verkar på masskakans andra sida, och att effekten med vilken masskakan hindrar luftströmningen uppmätes som det åstad- komna undertrycket.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e.c k n a t av att vattnets filtrering ur massblandningen och mätningen av effekten med vilken masskakan hindrar luftström- ningen sker omedelbart efter varandra, varvid luftströmningen ge- nom masskakan börjar efter att vattnet filtrerats tillräckligt därur, och att effekten med vilken masskakan hindrar luftströmmen mätes efter en bestämd tid efter påbörjandet av filtreringen. 460 56-2' 10

6. Förfarande enligt något av ovanstående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t av att mätningen utförs i ett skede, i vilket det ur mätningens synpunkt uppkommit ett tillräckligt jämviktslä- ge, typiskt tidigast då vatten filtrerats ur fibermassan cirka 30 sekunder.

7. Anordning för bestämning av egenskaperna hos fibermassa, vilken anordning uppvisar ett med en blandare (l) utrustat kärl (2) för provet, en anordning (3) för mätning av temperaturen, organ (4, 5, 8) för ledning av provet till en Vira (6) och avlägs- ning av vatten genom viran med hjälp av tryckskillnad, en anordning (9) för mätning av tryckskillnaden eller genomströmnin- gen som uppkommit på viran (6) och den ovanpå denna befintliga massan, och anordningar (13, 15) för registrering av erhållna mätresultat och delgivning av massans egenskaper, k ä n n e - t e c k n a d av en doseringsanordning (4) för ledning av en till volymen bestämd mängd från kärlet (3) till ett mot viran ställt mätkärl (5), varvid anordningen (13) har anordnats att registrera den uppkomna tryckskillnaden eller genomströmningen över viran (6) och ovanpå den belägna massan först efter att väsentligen allt vatten avlägsnats från det på viran (6) filtrerade masskiktet, organ (7 eller 21, 10) för avlägsning av masskiktet från viran (6) , och en anordning (ll) för vägning av masskiktet.

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att viran är en endlös vira (6), vilken uppvisar organ (7) för förflyttning av viran efter att mätkärlet (5) lyft bort från viran (6) för förflyttning av en ren virdel ovanpå suganordningen (8) som befinner sig på motstående sida i förhållandet till mät- kärlet LS).

9. Anordning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d av att på viralänkens (6) insida finns ett nedåt mot viran riktat luftmunstycke (10) för avlägsning av masskiktet från viran (6) och för att fälla detta på vägningsanordningen (ll) under viran. íyä 460 562 ll

10. Anordning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e C k n a d av att på insidan av viralänken (6) finns ett efter luftmunstycket (10) likaledes nedåt mot viran riktat vattenmunstycke (14) för rengöring av viran.

11. ll. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d av att organen för avlägsning av masskiktet från viran (6) omfat- tar en fram och tillbaka mot virans övre yta rörlig skovel (21) med vilken den på viran filtrerade masskakan avlägsnas från viran och förflyttas till vägningsanordningen (ll).

12. Anordning enligt patentkrav ll, k ä n n e t e c k n a d av under viran (6) anordnade organ (10) för ledning av tryckluft under viran (6) och på den belägna masskakan för att underlätta lossgöringen av masskakan.

13. Anordning enligt patentkrav ll eller 12, k ä n n e - t e c k n a d av under viran (6) anordnade organ (14) för ledning av vatten eller spolning genom viran (6) för putsning av denna.

14. l4. Anordning enligt något av patentkraven 7~l3, k ä n n e - t e c k n a d av att doseringsanordningen fungerar enligt kolv- principen (4).

15. - Anordning enligt något av patentkraven 7-14, k ä n n e - t e c k n a d av att kärlet (2) uppvisar organ (20) för regle- ring av temperaturen av ett prov som avlägsnats från processen.