Druckverlaufs- und Positionsmessungen in Kompressionsschnecken

Abstract

Die Diplomarbeit behandelt die Entwicklung einer Messeinrichtung zur Druckverlaufs- und Positionsmessung in Kompressionsschnecken.<br />Kompressionsschnecken kommen u.a. in Anlagen zur Papier- und Zellstoffherstellung in der Prozessstufe der Imprägnierung zum Einsatz.<br />Diese Schneckenförderer übernehmen die wichtige Funktion, feuchte Hackschnitzel zu entwässern und für die Aufnahme von Chemikalien vorzubereiten. Die Kenntnis der Betriebszustände von Kompressionsschnecken ist begrenzt. Betriebsdrücke und die radiale Lage der Schneckenwelle im Betrieb sind weitestgehend unbekannt und können bisher nur aus Verschleißspuren und Schadensfällen abgeschätzt werden.<br />Die entwickelte Messeinrichtung ermöglicht die Durchführung von Messungen des Druckverlaufs im Kompressionsgehäuse und der Spule von Kompressionsschnecken sowie die Bestimmung der Lage der Schneckenwelle im Betrieb in einer Anlage.<br />Das Ergebnis der Entwicklung ist eine Druckmesseinrichtung mit zwei unterschiedlichen Technologien für Kompressionsgehäuse und Spule sowie eine Abstandsmessung mit Wirbelstromtechnologie.<br />Im Kompressionsgehäuse werden in Entwässerungsbohrungen Messbolzen eingeführt. Der Druck, welcher auf deren Oberfläche drückt, wird mit Hilfe von Kraftsensoren gemessen und über die Geometrie der Bolzenfläche in einen Druck rückgerechnet.<br />Zur Druckmessung in der Spule wird eine Messspule verwendet, welche mit Dehnungsmessstreifen ausgestattet ist. Die Messspule ist zweiteilig ausgeführt, wobei der rohrförmige Innenteil, an dessen Außenseite die DMS appliziert sind, zur Messung herangezogen wird. Der Außenteil dient zum Schutz der DMS und zur Aufnahme des Innenteils.

This diploma thesis covers the development of measurement devices for pressure and position measurements on compression screw devices.<br />Compression screw devices are commonly used in pulp and paper plants in the impregnation stage. These screw conveyors dewater chips by compression and prepare them for an optimal take up of chemicals.<br />Although these machines are widely used, the knowledge of operating conditions is rather basic. Operating pressures and the radial position of the screw at the discharge end are unknown and can only be estimated by the analysis of wear patterns or component damages.<br />The developed measurement technology makes measurements of the pressure curve in compression housing and spool possible as well as the measurement of the screw position under normal operation.<br />The designing process resulted in two solutions for the pressure measurement, one for the compression housing and one for the spool piece. The screw position measurement will be done using eddy current sensors.<br />The pressure measurement device for the compression housing consists of a measuring bolt to be inserted in a dewatering hole. The load acting on its surface is measured by a force transducer and can be recalculated into pressure units using the diameter of the dewatering hole. For the spool a special measuring spool with strain gauges was developed.<br />