Vorrichtung zur Uberwachung der Schichthöhe des sich auf der Filterfläche eines rotierbaren Scheibenelementfilters aufbauenden Rückstandes
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überwachung der Schichthöhe des sich auf der Filterfläche eines rotierbaren Scheibenelementfilters aufbauenden Rückstandes.
Nach dem Hauptpatent besteht eine solche Vorrichtung aus einem Strahlungssender und einem in geringem Abstand davon angeordneten Strahlungsempfänger, die auf einem gemeinsamen Träger eingebaut in den Bereich der zulässigen Schichthöhe des vom Filterrückstand im Verlaufe der Filtration sich aufbauenden sogenannten Filterkuchens eingebracht werden. Ist als Strahlungssender eine Lichtquelle, als Strahlungsempfänger eine Photozelle (Photoelement, Photowiderstand, Phototransistor) gewählt, so müssen diese Geräte in dem gemeinsamen Träger selbst Platz finden, so dass der sich aufbauende Filterkuchen bei Erreichung der zulässigen Höhe durch Unterbrechung des von der Lichtquelle zur Photozelle gerichteten Strahlenbündels einen elektrischen Impuls auslöst, welcher dann die vorgesehene Alarm- oder Steuerungsfunktion in Gang setzt.
Um die Vorrichtung in einem Filtergerät mit mehreren, in verhältnismässig geringem Abstand voneinander angeordneten Filterelementen unterbringen zu können, muss die Lichtquelle und auch das Photoelement klein sein; die Lichtquelle muss aus Sicherheitsgründen mit geringer Spannung und Lichtstärke auskommen, was insbesondere bei dunklen Flüssigkeiten zu Ungenauigkeiten führt.
Für explosionsgefährdete Anlagen sind zusätzliche Schwierigkeiten zu überwinden; Heissfiltrationen stellen infolge der Temperaturempfindlichkeit vieler Photo-Detektoren weitere Probleme. Es besteht daher die Aufgabe, die Vorrichtung derart zu gestalten, dass ohne Schwierigkeiten ein Explosionsschutz gewährleistet, eine grössere Freiheit in der Wahl der Lichtquelle und der lichtelektrischen Empfänger ermöglicht und eine Temperaturunabhängigkeit der Messung gesichert wird.
Durch die erfindungsgemässe Vorrichtung werden diese Forderungen erfüllt und die gestellte Aufgabe gelöst. Die Erfindung besteht darin, dass als Strahlensender die Endfläche eines lichtleitenden Faserbündels, das am anderen Ende von einer Lichtquelle bestrahlt wird, und als Strahlungsempfänger die Endfläche eines lichtleitenden Faserbündels, dessen anderes Ende mit einer Photozelle in optischer Verbindung steht, eingesetzt ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
In Fig. 1 ist ein rotierbares Scheiben-Filterelement 1 dargestellt, über welchem im Bereich des sich während der Filtration aufbauenden Filterkuchens das gabelförmige Vorderende des Trägers 2 befindet, wenn dieser Träger durch einen Druckkolben oder mechanisch in seine Arbeitsstellung gebracht wurde. Auf den Innenflächen der Gabelfortsätze sind die Endflächen 3 und 4 der lichtleitenden Glas-Faserbündel 5 und 6 eingefügt, so dass die Achsen der Faserenden zusammenfallen, die Endflächen sich also parallel gegenüberstehen.
Die beiden Glasfaserbündel verlaufen parallel zueinander im Trägerteil, wo an dessen rückwärtigem (auch in eingeschobener Arbeitsstellung des Trägers ausserhalb des Filterbehälters befindlichen) Ansatzteil 7 eine Glühlampe 8 gegenüber der äusseren Endfläche 9 des Glasfaserbündels 5 und gegenüber der äusseren Endfläche 10 des Faserbündels 6 eine Photozelle 11 (Photoelement, Photowiderstand, Multiplier) eingebaut sind. Dieser Ansatzteil 7 des Trägers kann zum Explosionsschutz druckdicht gekapselt, im Lampenteil gekühlt und im Photozellenteil durch Thermostat stabilisiert werden, so dass Lichtquellen grosser Leistung, auch Ultraviolett- und Infrarotstrahler, sowie empfindliche Photo-Detektoren (Multiplier) verwendbar sind.
Die im Filter befindliche Flüssigkeit kann heiss sein, ohne dass das Photoelement beeinflusst wird, und anderseits können auch Lichtquellen hoher Temperatur ohne Gefahr angewandt werden. Das von der Lichtquelle 8 ausgestrahlte Licht wird durch das lichtleitende Faserbündel 5 nach dessen innerer Endfläche 3 geleitet, dringt durch die im Filter befindliche Flüssigkeit zur gegenüberliegenden Endfläche 4 des Faserbündels 6, welches die aufgenommenen Lichtstrahlen nach der Photozelle 11 leitet. Wenn sich zwischen den Gabelfortsätzen des Trägers und damit zwischen den Endflächen 3 und 4 die abgeschiedenen Feststoffe abgelagert haben, der Filterkuchen also die als zulässig festgelegte Schichtdicke erreicht hat, wird der Lichtweg zwischen 3 und 4 unterbrochen und von der Photozelle das Signal zur Filtrationsunterbrechung ausgelöst.
In Fig. 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher die beiden Endflächen der lichtleitenden Glasfaserbündel in einer Ebene nebeneinanderliegen, die Glasfaserbündel also parallel nebeneinander angeordnet sind. Gegenüber den beiden Endflächen ist eine reflektierende Fläche 12 angeordnet, welche das vom Faserbündel 5 und deren Endfläche 3 kommende Licht zerstreut und so der Endfläche 4 des zur Photozelle führenden Faserbündels 6 zuwirft. Die reflektierende Fläche ist im gezeichneten Beispiel als Winkelspiegel ausgebildet, der das Licht genau auf die der Photozelle zugeordnete Endfläche 4 wirft. Da die zu filtrierenden Flüssigkeiten immer und zumeist stark getrübt sind, wird das eingeleitete Licht an den Feststoffteilchen reflektiert und zerstreut.
Bei genügend starker Lichteinstrahlung kann daher eine reflektierende Fläche entfallen und die der Photozelle zugeordnete Fläche 4 allein vom Streulicht bestrahlt werden. Auch in diesem Fall wird nach Aufbau des Filterkuchens durch Bedeckung der beiden Endflächen mit Feststoffschichten der Lichtweg unterbrochen.
In dieser Ausführung ist lediglich ein einfacher Taster mit den beiden Lichtleitbündeln vorzusehen. Die Endflächen der lichtleitenden Faserbündel müssen durch Vorkitten einer Glasscheibe oder durch Tränken mit einem zwischen die einzelnen Fasern eindringenden Stoff gedichtet werden, damit keine Flüssigkeit aus dem Behälter zwischen die Fasern und damit in den äusseren Teil der Vorrichtung gelangen kann.
Bei einer Ausführung entsprechend dem in Fig. 2 gegebenen Beispiel können die beiden Flächen 3 und 4 auch konzentrisch zueinander angeordnet sein, etwa 3 in der Mitte, 4 als Ring, die beiden Faserbündel sich dann erst im rückwärtigen Teil voneinander trennen.
Device for monitoring the layer height of the residue building up on the filter surface of a rotatable disc element filter
The invention relates to a device for monitoring the layer height of the residue that builds up on the filter surface of a rotatable disc element filter.
According to the main patent, such a device consists of a radiation transmitter and a radiation receiver arranged a short distance therefrom, which are installed on a common carrier in the area of the permissible layer height of the so-called filter cake that builds up from the filter residue in the course of the filtration. If a light source is selected as the radiation transmitter and a photocell (photo element, photoresistor, phototransistor) is selected as the radiation receiver, these devices must find their place in the common carrier itself, so that the filter cake that builds up when the permissible height is reached by interrupting the from the light source to the photocell directed beam triggers an electrical impulse, which then sets the intended alarm or control function in motion.
In order to be able to accommodate the device in a filter device with several filter elements arranged at a relatively short distance from one another, the light source and also the photo element must be small; For safety reasons, the light source has to get by with low voltage and light intensity, which leads to inaccuracies, especially with dark liquids.
For systems at risk of explosion, additional difficulties must be overcome; Due to the temperature sensitivity of many photo detectors, hot filtrations pose further problems. The object is therefore to design the device in such a way that explosion protection is guaranteed without difficulty, greater freedom is possible in the choice of the light source and the photoelectric receiver, and temperature independence of the measurement is ensured.
The device according to the invention fulfills these requirements and achieves the task set. The invention consists in that the end face of a light-conducting fiber bundle, which is irradiated at the other end by a light source, and the end face of a light-conducting fiber bundle, the other end of which is optically connected to a photocell, is used as the radiation receiver.
Two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing.
In Fig. 1 a rotatable disc filter element 1 is shown, above which the fork-shaped front end of the carrier 2 is in the area of the filter cake building up during the filtration when this carrier has been brought into its working position by a pressure piston or mechanically. The end surfaces 3 and 4 of the light-guiding glass fiber bundles 5 and 6 are inserted on the inner surfaces of the fork extensions so that the axes of the fiber ends coincide, that is to say the end surfaces are parallel to each other.
The two glass fiber bundles run parallel to each other in the support part, where on its rear attachment part 7 (also located in the inserted working position of the support outside the filter container) there is an incandescent lamp 8 opposite the outer end surface 9 of the glass fiber bundle 5 and opposite the outer end surface 10 of the fiber bundle 6 a photocell 11 (Photo element, photo resistor, multiplier) are built in. This attachment part 7 of the carrier can be encapsulated pressure-tight for explosion protection, cooled in the lamp part and stabilized in the photocell part by a thermostat, so that high-power light sources, including ultraviolet and infrared emitters, and sensitive photo detectors (multipliers) can be used.
The liquid in the filter can be hot without affecting the photo element, and on the other hand light sources of high temperature can also be used without risk. The light emitted by the light source 8 is passed through the light-guiding fiber bundle 5 to its inner end surface 3, penetrates through the liquid in the filter to the opposite end surface 4 of the fiber bundle 6, which guides the received light rays to the photocell 11. When the separated solids have deposited between the fork extensions of the carrier and thus between the end faces 3 and 4, i.e. the filter cake has reached the layer thickness specified as permissible, the light path between 3 and 4 is interrupted and the signal to interrupt the filtration is triggered by the photocell.
In Fig. 2 an embodiment is shown in which the two end faces of the light-guiding glass fiber bundles lie next to each other in one plane, that is, the glass fiber bundles are arranged parallel to each other. A reflective surface 12 is arranged opposite the two end surfaces, which diffuses the light coming from the fiber bundle 5 and its end surface 3 and thus throws it onto the end surface 4 of the fiber bundle 6 leading to the photocell. In the example shown, the reflective surface is designed as a corner mirror which throws the light precisely onto the end surface 4 assigned to the photocell. Since the liquids to be filtered are always and mostly very cloudy, the light introduced is reflected and scattered by the solid particles.
Given a sufficiently strong light irradiation, a reflective surface can therefore be omitted and the surface 4 assigned to the photocell can be irradiated solely by the scattered light. In this case, too, after the filter cake has been built up, the light path is interrupted by covering the two end faces with solid layers.
In this embodiment, only a simple button with the two light guide bundles is to be provided. The end faces of the light-conducting fiber bundles must be sealed by puttying a glass pane or by soaking them with a substance that penetrates between the individual fibers so that no liquid can get from the container between the fibers and thus into the outer part of the device.
In an embodiment according to the example given in FIG. 2, the two surfaces 3 and 4 can also be arranged concentrically to one another, approximately 3 in the middle, 4 as a ring, the two fiber bundles then separating from one another only in the rear part.