Die Erfindung betrifft weiterhin ein Überwachungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Die genannten Eigenschaften der Faserstoffsuspension, insbesondere die Faserstoffsuspensionsdichte und die Faserstoffsuspensionshöhe, werden heutzutage mit Hilfe von transportablen Messgeräten, wie zum Beispiel Gamma Gauge und Ultra Sonus, an verschiedensten Stellen in einer Papier-oder Kartonmaschine ermittelt. Diese verschiedensten Stellen liegen dabei vorzugsweise im Nassbereich, dem so genannten Wet End, einer Papier-oder Kartonmaschine, wobei dieser Nassbereich in der Regel den Konstantteil, den Stoffauflauf und die Siebpartie, beispielsweise in Form eines Gap-oder Hybridformers, umfasst.

An interessanten Messstellen, die nicht durch ein transportables Messgerät dieser Art erreichbar sind, wird die theoretische Faserstoffsuspensionshöhe, sofern die

Durchsatzmengen ermittelbar sind, berechnet. Gleiches Vorgehen wird üblicherweise bei der Ermittlung der theoretischen Faserstoffsuspensionsdichte angewendet. Derartige interessante Messstellen sind zum Beispiel die Formiereinheiten von Gap-oder Hybridformern, wobei in diesen Bereichen akkurate Messungen aufgrund ihrer Unzugänglichkeit schwer oder nur mit erheblichem Aufwand möglich sind.

Es ist also Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren sowie ein verbessertes Überwachungssystem der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen eine wirtschaftliche und zuverlässige Ermittlung und Kontrolle sowohl der Faserstoffsuspensionshöhe als auch der Faserstoffsuspensionsdichte an allen interessanten Messstellen, die gegebenenfalls auch aufwendig oder schwer zugänglich sind, gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Faserstoffsuspensionshöhe und/oder die Faserstoffsuspensionsdichte mittels mindestens einer stationär angebrachten und mit der Faserstoffsuspension nicht in direktem Kontakt stehenden Messzelle gemessen wird, dass der erhaltene Messwert in einem zugeordneten Prozessleitsystem der entsprechenden Papier-oder Kartonmaschine ausgewertet und vorzugsweise mit wenigstens zwei vorgebbaren Grenzwerten (oberer Grenzwert, unterer Grenzwert) verglichen wird, und dass in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung beziehungsweise bei Überschreiten mindestens eines der vorgebbaren Grenzwerte über das Prozessleitsystem automatisch wenigstens ein Stellglied entsprechend aktiviert oder beeinflusst wird, um das Überschreiten des Grenzwerts zu signalisieren und/oder zumindest eine entsprechende Gegenmaßnahme einzuleiten, mit der einer weiteren Erhöhung beziehungsweise Erniedrigung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte des überwachten Bereichs entgegengewirkt wird.

Aufgrund dieser Ausgestaltung ist nicht nur die Ermittlung sowohl der Faserstoffsuspensionshöhe als auch der Faserstoffsuspensionsdichte an allen interessanten Messstellen, die gegebenenfalls auch aufwendig oder schwer zugänglich sind, gewährleistet, es ist auch sichergestellt, dass beispielsweise bei Erreichen eines kritischen Werts mittels des Prozessleitsystems automatisch Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um weitere Entwicklungen und damit mögliche Produktionsnachteile zu verhindern.

Überdies kann in weiterer Ausgestaltung der ermittelte Messwert auch als Regelgröße für die bereits bekannte Regelung der Vorentwässerungsstrecke mittels der gemessenen Durchsatzmengen im Hybridteil (bisherige Regelgröße) durch die ermittelte Faserstoffsuspensionshöhe und/oder Faserstoffsuspensionsdichte als neue Regelgröße verwendet werden.

Es ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Faserstoffsuspensionshöhe und/oder die Faserstoffsuspensionsdichte mit mindestens einer in dem Stoffauflauf und/oder in dem Entwässerungselement und/oder in der Stuhlung der Papier-oder Kartonmaschine stationär und nahe der Oberfläche angebrachten Messzeiie gemessen wird. Durch diese stationäre Anbringung der Messzelle wird eine kontinuierliche und prozesssichere Messung mit konstanten Messbedingungen und hoher Runnability sichergestellt.

Von Vorteil ist auch, wenn die Faserstoffsuspensionshöhe und/oder die Faserstoffsuspensionsdichte-senkrecht zur Maschinenlaufrichtung betrachtet- an mehreren einen jeweiligen Abstand voneinander aufweisenden Stellen mittels mehreren stationär angebrachten Messzellen gemessen wird. Dabei kann der Abstand zwischen den Messstellen einen Wert im Bereich von 50 mm bis 1.000 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 500 mm, annehmen. Durch diese Art der Anbringung kann in besonderer Weise neben einem Längsprofil in Maschinenlaufrichtung als auch ein Querprofil senkrecht zur Maschinenlaufrichtung mit einer wesentlich höheren Aussagekraft erstellt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Messung Teil eines Regelsystems, welches überdies eine sich an die Messung anschließende Signalumwandlung und eine mittels des Prozessleitsystems durchzuführende Datenverarbeitung umfasst. Mittels der Messung kann beispielsweise der Aufbau der zu bildenden Faserstoffbahn in z- Richtung ermittelt und gegebenenfalls durch eine Anpassung der Entwässerungsleistung (Vakuum, Foilwinkel und dergleichen) in Maschinenrichtung vor der Messstelle geregelt beziehungsweise gesteuert werden.

Vorteilhafterweise wird im Fall des Überschreitens beziehungsweise des Unterschreitens eines betreffenden Grenzwerts zumindest eine der folgenden Gegenmaßnahmen eingeleitet : a) Verringerung beziehungsweise Erhöhung der Siebgeschwindigkeit der Papier-oder Kartonmaschine ; b) Verringerung beziehungsweise Erhöhung der Entwässerungsleistung in Maschinenlaufrichtung vor der Messzelle ; c) Verringerung beziehungsweise Erhöhung der Faserstoffsuspensionsdichte der zugeführten Faserstoffsuspension ; durch d) Verringerung beziehungsweise Erhöhung der auf das umlaufende Sieb aufgebrachten Faserstoffsuspensionsmenge.

Dabei kann beispielsweise wenigstens einer der folgenden Schritte eingeleitet werden : Zur Änderung der Siebgeschwindigkeit kann beispielsweise mindestens ein Antrieb der Papier-oder Kartonmaschine entsprechend beeinflusst werden ; zur Änderung der Entwässerungsleistung kann beispielsweise die Saugleistung eines vorgeordneten Entwässerungselements entsprechend beeinflusst werden ; zur Änderung der Faserstoffsuspensionsdichte kann mindestens die Menge an der

Faserstoffsuspension zugeführtem Verdünnungswasser, können die Vakuumhöhen an einzelnen oder mehreren Entwässerungselementen und/oder Formierwalzenvakuum, kann die Chemikaliendosierung, wie zum Beispiel Retentionsmittel und dergleichen, und/oder kann die Siebspannung am Former, beispielsweise am Gapformer, entsprechend beeinflusst werden und zur Änderung der auf das umlaufende Sieb aufgebrachten Faserstoffsuspensionsmenge kann mindestens eine Stoffauflaufpumpe des Stoffauflaufs entsprechend beeinflusst werden. Bei den zuvor genannten Stellgliedern kann es sich also beispielsweise um Antriebe der Papier-oder Kartonmaschine, Ventile, Pumpe, Signalgeber und/oder dergleichen handeln.

Im Fall des Überschreitens beziehungsweise des Unterschreitens eines betreffenden Grenzwerts kann beispielsweise ein Alarmsignal erzeugt werden.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Fall des Überschreitens beziehungsweise des Unterschreitens eines ersten Grenzwerts zunächst ein Warnsignal erzeugt und bei Überschreiten beziehungsweise bei Unterschreiten eines weiteren Grenzwerts zumindest eine entsprechende Gegenmaßnahme eingeleitet.

In bevorzugten Ausführungen umfasst der Stoffauflauf wenigstens eine Stoffauflaufblende, ein Trennelement, eine Lamelle und/oder dergleichen und das Entwässerungselement umfasst wenigstens eine Formierwalze, eine Formierleiste, eine Skimmerleiste, eine Stützleiste, eine Dichtleiste, einen Entwässerungskasten, einen Foilkasten und/oder dergleichen.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem umfasst entsprechend mindestens eine stationär angebrachte und mit der Faserstoffsuspension nicht in direktem Kontakt stehende Messzelle zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte, die mit einem der Papier-oder Kartonmaschine zugeordneten Prozessleitsystem verbunden ist, wobei der von

der Messzelle ermittelte Messwert in dem Prozessleitsystem ausgewertet und vorzugsweise mit wenigstens zwei vorgebbaren Grenzwerten (oberer Grenzwert, unterer Grenzwert) verglichen wird, und in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung beziehungsweise bei Überschreiten mindestens eines der vorgebbaren Grenzwerte über das Prozessleitsystem automatisch wenigstens ein Stellglied entsprechend aktivierbar oder beeinflussbar ist, um das Überschreiten des Grenzwerts zu signalisieren und/oder zumindest eine entsprechende Gegenmaßnahme einzuleiten, mit der einer weiteren Erhöhung beziehungsweise Erniedrigung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte des überwachten Bereichs entgegengewirkt wird.

Die stationär und nahe der Oberfläche angebrachte Messzelle zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte ist in vorteilhafter Weise in dem Stoffauflauf und/oder in dem Entwässerungselement und/oder in der Stuhlung der Papier-oder Kartonmaschine vorgesehen. Der Stoffauflauf umfasst dabei wenigstens eine Stoffauflaufblende, ein Trennelement, eine Lamelle und/oder dergleichen, wohingegen das Entwässerungselement dabei wenigstens eine Formierwalze, eine Formierleiste, eine Skimmerleiste, eine Stützleiste, eine Dichtleiste, einen Entwässerungskasten, einen Foilkasten und/oder dergleichen umfasst.

Die stationär angebrachte Messzelle kann in ein sie umgebendes Bauteil eingebettet sein oder sie kann in einem vorzugsweise speziell hergestellten Hohlraum eingebracht sein. Durch diese Art an der Anbringung der Messzelle wird eine kontinuierliche und prozesssichere Messung mit konstanten Messbedingungen und hoher Runnability sichergestellt, wobei zudem ein zusätzlicher Verschleiß und eine zusätzliche Verschmutzung vermieden werden.

Weiterhin kann die stationär angebrachte Messzelle zumindest zur Seite des Siebs hin umschlossen sein oder sie kann einen Teil der Oberfläche des Entwässerungselements bilden. Bei beiden Ausgestaltungen wird der Vorteil

erzielt, dass durch einen gleichmäßigen Anpressdruck über die Maschinenbreite hinweg punktuelle Messstörungen vermieden werden.

Durch diese Anordnung der Messzelle wird überdies der Vorteil erreicht, dass sie ohne größere Schwierigkeiten in bereits bestehende Entwässerungselemente und/oder in die Stuhlung eingebaut werden kann. Dadurch eignet sie sich insbesondere zur Nachrüstung an vorhandenen Anlagen.

Von Vorteil ist weiterhin, wenn mehrere stationär angebrachte Messzellen zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte-senkrecht zur Maschinenlaufrichtung betrachtet- an mehreren einen jeweiligen Abstand voneinander aufweisenden Stellen vorgesehen sind. Dabei kann der Abstand zwischen den Messstellen einen Wert im Bereich von 50 mm bis 1.000 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 500 mm, annehmen. Durch diese Art der Anbringung kann in besonderer Weise neben einem Längsprofil in Maschinenlaufrichtung als auch ein Querprofil senkrecht zur Maschinenlaufrichtung mit einer wesentlich höheren Aussagekraft erstellt werden.

Hinsichtlich der Übertragung der Messwerte der einzelnen Messzellen ist vorgesehen, dass die Messzellen über entsprechende Verbindungsleistungen, insbesondere Kabel, miteinander verbunden und einem vorzugsweise gemeinsamen Signalumwandler zugeführt sind oder dass die Übertragung der Messwerte zu einem vorzugsweise gemeinsamen Signalumwandler mittels einer Funkübertragung erFolgt.

Die Messzelle des erfindungsgemäßen Überwachungssystems umfasst wenigstens einen radiaktiven Strahler, insbesondere ein Gamma Gauge, eine Lasereinheit, eine Ultraschalleinheit und/oder dergleichen. Durch die beschriebene Einbettung der Messzelle werden insbesondere radiaktive Strahler entsprechend abgeschirmt.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Überwachungssystems sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigen Figur 1 : eine schematische Darstellung zweier Entwässerungselemente ; Figur 2 : eine zweite schematische Darstellung eines Entwässerungselements ; Figur 3 : eine dritte schematische Darstellung eines Entwässerungselements ; Figur 4 : eine schematische Teildarstellung einer Stuhlung einer Papier-oder Kartonmaschine ; Figur 5 : eine schematische Darstellung einer Stoffauflaufdüse ; und Figuren 6 und 7 : weitere Darstellungen eines Entwässerungselements.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung zweier Entwässerungselemente 5 in Form von Leisten 6, die in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) unmittelbar hintereinander angeordnet sind, wobei im Regelfall eine Vielzahl von Entwässerungselementen 5 derartig angeordnet ist. Diese Leisten 6 können beispielsweise als Formier-, Skimmer-, Stütz-oder Dichtleisten ausgeführt sein.

Derartige Entwässerungselemente 5 werden bei der Herstellung einer Faserstoffbahn 1, insbesondere einer Papier-oder Kartonbahn, aus mindestens einer eine Faserstoffsuspensionsdichte FSD aufweisenden Faserstoffsuspension 2 eingesetzt. Dabei wird mittels mindestens eines in Figur 1 nicht dargestellten Stoffauflaufs 3 die Faserstoffsuspension 2 mit einer Faserstoffsuspensionshöhe FSH auf mindestens ein umlaufendes Sieb 4 aufgebracht, welches danach mit der

aufgebrachten Faserstoffsuspension 2 über eine Reihe von Entwässerungselementen 5 geführt wird. Das Sieb 4 kann insbesondere Teil eines Langsiebformers, eines Hybridformers oder eines Gapformers sein.

Es ist nun vorgesehen, dass mindestens eine stationär angebrachte und mit der Faserstoffsuspension 2 nicht in direktem Kontakt stehende Messzelle 7 zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe FSH und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte FSD vorgesehen ist. Die zwei in Figur 1 dargestellten stationären Messzellen 7 zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe FSH und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte FSD sind nahe der Oberflächen 8 der Entwässerungselemente 5 angebracht.

Die Messzellen 7 sind in Figur 1 über entsprechende Verbindungsleitungen 9 andeutungsweise miteinander verbunden und einem vorzugsweise gemeinsamen, lediglich symbolisch dargestellten Signalumwandler 10 zugeführt. Die Übertragung der Messwerte kann alternativ oder in Ergänzung zu einem vorzugsweise gemeinsamen Signalumwandler 10 auch mittels einer dem Fachmann bekannten Funkübertragung erfolgen.

Die Messzellen 7 selbst umfassen wenigstens einen radiaktiven Strahler, insbesondere ein Gamma Gauge, eine Lasereinheit, eine Ultraschalleinheit und/oder dergleichen.

Die Figur 2 zeigt eine zweite schematische Darstellung eines Entwässerungselements 5 in Form einer Formierwalze 11, wobei in dieser Darstellung lediglich die erfindungswesentlichen Bauteile und Baugruppen dargestellt sind. Über einen Umfangsbereich der Formierwalze 11 wird dabei das Sieb 4 mit der daraufliegenden Faserstoffsuspension 2 in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) geführt.

Die stationär angebrachte Messzelle 7 ist dabei in einer Dichtleiste 12, genauer in der ablaufseitigen Dichtleiste 12.2, eingebracht ; sie kann jedoch auch selbst ein Teil der Dichtleiste 12 sein. Es kann jedoch auch in nicht dargestellter Weise die einlaufseitige Dichtleiste 12.1 ergänzend oder alternativ mit einer Messzelle 7 versehen sein. Die Einbringung selbst kann entweder als eine Einbettung in ein sie umgebendes Bauteil oder als klassische Einbringung in einem vorzugsweise speziell hergestellten Hohlraum 13 ausgeführt sein. In Figur 2 ist die Messzelle 7 in einen Hohlraum 13 eingebracht, welcher gegebenenfalls vor Inbetriebnahme der Messzelle mit einem Medium, insbesondere einem Harz, ausgegossen werden kann.

Die Figur 3 zeigt eine dritte schematische Darstellung eines Entwässerungselements 5 in Form eines Entwässerungskastens 14.

Es ist wiederum vorgesehen, dass die stationär angebrachte Messzelle 7 nahe der von dem Sieb 4 berührten Oberfläche 8 des Entwässerungskastens 14 angebracht ist. Auf dem in Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) geführten Sieb 4 liegt dabei die Faserstoffsuspension 2 auf.

Die Figur 4 zeigt eine schematische Teildarstellung einer Stuhlung 15 einer Papier-oder Kartonmaschine.

Auch bei dieser Ausführung ist vorgesehen, dass die stationär angebrachte Messzelle 7 nahe der Oberfläche 8 der Stuhlung 15 angebracht ist. Weiterhin ist das umlaufende Sieb 4 und die Maschinenlaufrichtung L (Pfeil) dargestellt.

Die Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Stoffauflaufdüse 16 eines Stoffauflaufs 3 einer Papier-oder Kartonmaschine. Die Stoffauflaufdüse 16 des Stoffauflaufs 3 umfasst eine Stoffauflaufblende 17, ein Trennelement 18 und eine Lamelle 19.

An den genannten Elementen der Stoffauflaufdüse 16 ist mindestens eine stationär angebrachte Messzelle 7 vorgesehen, um dabei möglichst genau insbesondere die Faserstoffsuspensionsdichte FSD bestimmen zu können.

Der Stoffauflauf 3 kann in weiterer Ausgestaltung auch mit einer sektionierten Stoffdichteregelung (Verdünnungswasser-Technologie), wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung DE 40 19 593 A1 (PA04598 DE) des Anmelders bekannt ist, versehen sein. Der Offenbarungsgehalt dieser Schrift wird hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Beschreibung gemacht.

In allen Fällen der Figuren 1 bis 5 kann vorgesehen sein, dass mehrere stationär angebrachte Messzellen zur Messung der Faserstoffsuspensionshöhe und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte-senkrecht zur Maschinenlaufrichtung betrachtet - an mehreren einen jeweiligen Abstand voneinander aufweisenden Stellen vorgesehen sind. Der Abstand zwischen den Messstellen kann jeweils einen Wert im Bereich von 50 mm bis 1.000 mm, vorzugsweise von 100 mm bis 500 mm, annehmen.

Weiterhin wird in allen Fällen der mittels mindestens einer stationär angebrachten und mit der Faserstoffsuspension 2 nicht in direktem Kontakt stehenden Messzelle 7 erhaltenen Messwert für die Faserstoffsuspensionshöhe FSH und/oder die Faserstoffsuspensionsdichte FSD in dem der Papier-oder Kartonmaschine zugeordneten Prozessleitsystem 20 ausgewertet und vorzugsweise mit wenigstens zwei vorgebbaren Grenzwerten (oberer Grenzwert, unterer Grenzwert) verglichen.

In Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswertung beziehungsweise bei Überschreiten mindestens eines der vorgebbaren Grenzwerte wird über das Prozessleitsystem 20 dann automatisch wenigstens ein Stellglied entsprechend aktiviert oder beeinflusst, um das Überschreiten des Grenzwerts zu signalisieren und/oder zumindest eine entsprechende Gegenmaßnahme einzuleiten, mit der einer weiteren Erhöhung beziehungsweise Erniedrigung der

Faserstoffsuspensionshöhe FSH und/oder der Faserstoffsuspensionsdichte FSD des überwachten Bereichs entgegengewirkt wird.

Dabei kann die Messung Teil eines Regelsystems sein, welches überdies eine sich an die Messung anschließende Signalumwandlung und eine mittels des Prozessleitsystems 20 durchzuführende Datenverarbeitung umfasst.

Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei weitere Darstellungen eines Entwässerungselements 5 in Ausgestaltung einer Leiste 6. In der Figur 6 ist die stationär angebrachte Messzelle 7 zumindest zur Seite des Siebs 4 hin umschlossen, wohingegen in Figur 7 die stationär angebrachte Messzelle 7 einen Teil der Oberfläche der Leiste 6 bildet.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die Erfindung ein Verfahren sowie ein verbessertes Überwachungssystem der eingangs genannten Art geschaffen wird, mittels derer eine wirtschaftliche und zuverlässige Ermittlung und Kontrolle sowohl der Faserstoffsuspensionshöhe als auch der Faserstoffsuspensionsdichte an allen interessanten Messstellen, die gegebenenfalls auch aufwendig oder schwer zugänglich sind, ermöglicht wird.

Bezugszeichenliste 1 Faserstoffbahn 2 Faserstoffsuspension 3 Stoffauflauf 4 Sieb 5 Entwässerungselement 6 Leiste 7 Messzelle 8 Oberfläche 9 Verbindungsleitung 10 Signalumwandler 11 Formierwalze 12 Dichtleiste 12.1 Einlaufseitige Dichtleiste 12.2 Ablaufseitige Dichtleiste 13 Hohlraum 14 Entwässerungskasten 15 Stuhlung 16 Stoffauflaufdüse<BR> 17 Stoffauflaufblende<BR> 18 Trennelement<BR> 19 Lamelle 20 Prozessleitsystem FSD Faserstoffsuspensionsdichte FSH Faserstoffsuspensionshöhe L Maschinenlaufrichtung (Pfeil)