DE1019999B

DE1019999B - Verfahren und Vorrichtungen zum selbsttaetigen Messen der Staerke von Filter-Rueckstaenden, insbesondere in Tauchdruckfiltern

Info

Publication number: DE1019999B
Application number: DEJ10134A
Authority: DE
Inventors: Hans Jung
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-04-25
Filing date: 1955-04-25
Publication date: 1957-11-28

Description

Verfahren und Vorrichtungen zum selbsttätigen Messen der Stärke von Filter-Rückständen, insbesondere in Tauchdruckfiltern Wenn in einer geschlossenen Apparatur, insbesondere bei Tauchdruckfiltern, während des Betriebes aus der Trübelösung ein Rückstand während der Filtration sich ausscheidet bzw. auf der Filterfläche wächst, so ist es notwendig, denselben nur bis zu einer gewissen Stärke anwachsen zu lassen. Übersteigt der Rückstand im Filter eine entsprechende Stärke, so ist eine Betriebsstörung durch Zusammenwachsen der einzelnen Filterflächen zu einem Rückstandblock die Folge. Weiterhin ist zur Bestimmung des besten Wirkungsgrades des Filters die Überwachung der Stärke des Rückstandes von Wichtigkeit, besonders bei der Vielseitigkeit der Filtriereigenschaften einer zu filternden Trübe.
Um vorstehendes Ziel zu erreichen, sind in nachstehend beschriebener Erfindung vier Rückstandstärkefühler beschrieben und in vier Zeichnungen im Prinzip dargestellt.
Abb. 1 zeigt einen tastenden Fühler, welcher periodisch die Stärke des wachsenden Rückstandes im Druckfilter anzeigt bzw. bei einer bestimmten Stärke das Endsignal gibt.
Abb. 2 zeigt zwei Fühler, welche durch thermische Schwankungen das ständige Stärkerwerden des Rückstandes außerhalb des Druckfilters anzeigen, aufzeichnen und das Endsignal bei einer bestimmten Rückstandstärke angeben.
Abb. 3 zeigt einen Fühler, beruhend auf der Veränderung des elektrischen Feldes oder Widerstandes in einer Trübflüssigkeit zum festen Rückstand. Hierbei wird das ständige Stärkerwerden des Rückstandes außerhalb des Druckfilters angezeigt, aufgezeichnet und das Rückstandstärke-Endsignal gegeben.
Abb. 4 zeigt eine Lichtquelle als Fühler in Vereinigung mit einer Fotozelle. Mittels dieser Anordnung kann in vielen Trüben, welche noch Licht durchlassen, die Stärke des Rückstandes und das Stärke-Endsignal nach außerhalb des Druckfilters über Verstärkeranordnungen gegeben werden.
In der Abb. 1 wird in der Trübflüssigkeit 1, z. B. in einem Druckfilter in der Nähe der Filterfläche oder einer hängenden Filterkerze 2, ein durch mechanische Tastung wirkender Fühler 3 gezeigt. Dieser muß sich während der Filtration periodisch gegen die Filterflächen 2 bewegen. Um eine empfindlich wirkende Anzeige zu erhalten, ist der Fühler 3 sehr leicht federnd angeordnet und besitzt eine möglichst große Fühlfläche, denn die sich zu einem Rückstandkuchen 4 lagernden Festteilchen sind stets an dieser Zone 5 des wachsenden Rückstandkuchens noch sehr lose, halb schwimmend und leicht abstreifbar bzw. wegstreifbar. Beim Filterbetrieb bewegt sich die von außen in den Druckraum ragende Welle 6 mit dem feinelastischen Fühler 3 mittels eines Exzenters 6 a langsam in der Trübe 1 in der Richtung gegen den wachsenden Rückstand 4. Wenn der Fühler 3 die Rückstandoberfläche erreicht, so findet er einen geringen Widerstand. biegt sich leicht durch, oder eine federnde Lagerung 7 drückt sich gering zusammen und berührt einen elektrischen Kontakt 8. Es erfolgt hierdurch ein elektrisches Signal 8a außerhalb des Druckfilters, und infolge einer geeichten Bewegungsstrecke der Welle 6 wird die Stärke des Rückstandes in jeder Periode der Bewegung angezeigt.
Wenn der Rückstand die gewünschte Höchststärke, z. B. 30 mm, erreicht hat, so erfolgt bei der Periode dieser Tastung ein Dauersignal, und die Filtration wird unterbrochen. Bei tastenden Meßvorrichtungen ist zu verhüten, daß während der Tastung Festteilchen sich auf die federnde Fühlerfläche niederschlagen.
Aus diesem Grunde ist vorteilhaft die Fühlerfläche vielfach gelocht. Auch - durch eine periodisch vibrierende Waschbewegung des Fühlers 3 in der Trübflüssigkeit kann das gleiche Ziel der Sauberhaltung erreicht werden. Sollte in der Trübe kein direkt wirkender Schwachstromkontakt zulässig sein, dann gibt es bekannte empfindliche, auf Torsion der Welle 6 oder auch auf Schubbewegung beruhende indirekt wirkende Kontaktvorrichtungen.
In der Abb. 2 ist eine kontinuierlich anzeigende, bewegungslos arbeitende Rücks tandstärkemeßvorrichtung in Ansicht und im Schnitt dargestellt. Die Wirkung dieser Meßvorrichtung beruht im Grundprinzip darauf, daß ein Thermometer 9 in einer ruhigen oder gering strömenden und zu filtrierenden Flüssigkeit gleichmäßig die Temperatur der Flüssigkeit anzeigt. Wenn jedoch der wachsende feste Rückstand den Thermofühler berührt und steigend umhüllt, dann entstehen geringe Abweichungen der Thermosäule. Diese Abweichung läßt sich bei empfindlicher Durchbildung schon als signalgebend benutzen. Der vorstehende Vorgang wird jedoch allumfassend, genau und stark wirkend, wenn dem Thermofühler 9 eine zusätzliche, geeichte, konstante, aber regelbare Heizung 10 nebst Zuführung lOa beigegeben ist. Ein solcher vereinigter Thermofühler arbeitet in der Art, daß in einer Trübeflüssigkeit ohne festen Rückstandkuchen die im Thermofühler 9 konstant und geeicht eingestellte Wärme von der Trübeflüssigkeit 1 ständig aufgenommen und abgeführt wird. Sobald aber der auf der Filterfläche 2 wachsende Rückstand 4 den geheizten Thermofühler 9 und 10 einhüllt, so steigt proportional der Höhe der Einhüllung die Temperatur im Fühler 9 und 10 kurvenartig an, weil in dem festen Rückstand die Wärmeableitung der Heizung 10 bedeutend geringer ist. Durch diesen Vorgang kann das Wachsen des Filter-Rückstandes infolge der Temperatursteigerung im Fühler 9 außerhalb des Filterdruckraumes beobachtet, aufgezeichnet und mittels Verstärker endsignalgebend, 9 a, durchgeführt werden.
Je nach der Eigenschaft besonderer Filter-Rückstände, z. B. Sprengstoffe, kann vorstehend beschriebene Meßvorrichtung, beruhend auf Steigerung der Temperatur im Rückstand 4 und Fühler 9 und 10, auch umgekehrt wirkend arbeiten. In diesem Falle wird das Thermometer 9 mit einem Kühl röhrchen umkleidet (nicht gezeichnet).
Die Messung des wachsenden Rückstandes 4 (Abb. 2) auf der porösen Fläche 2 mittels vorstehend beschriebener Wärmetötung mit elektrischer Heizung kann auch in der Art durchgeführt werden, daß ein druckfestes dünnes Kühlrohr 11 in geeigneten Windungen bis auf die Filterfläche2 reicht und wieder aus dem Druckraum nach außen führt, 15. Durch diesen Rohrfühler 11 wird von außen eine konstant warme oder stark gekühlte, temperaturgeeichte Flüssigkeit, auch Quecksilber, in konstanter Dosierung im Kreislauf gepumpt, deren Temperaturschwankung kontakt- und signalgebend ausgewertet wird. Es besteht hierbei ein Vorteil darin, daß infolge des gasförmigen oder flüssigen Temperaturströmungsmittels auch weit unter 0° C besonders wärmeempfindliche Festteilchen registriert werden können, z. B. Fällungen oder explosive Salze der Pikrinsäure. Die stattfindende Temperaturtönung arbeitet in der Art, daß die Fühlspirale 11, solange sie nicht den Rückstand berührt, z. B. ihre Tieftemperatur vollständig oder zum größten Teil an die strömende Trübe abgibt. Sobald aber der auf der Filterfläche 2 wachsende Rückstand 4 den Fühler 11 einzuhüllen beginnt, verändert sich infolge der isolierenden Wirkung der Festteilchen die Flüssigkeitstemperatur in dem Fühler 11 und nähert sich stetig wieder der Eingangstemperatur außerhalb des Druckfilters, welche zur Messung gewählt worden ist.
Der elektrische Widerstand besitzt bekanntlich in einer Flüssigkeit andere Werte als in einem feuchten festen Rückstandkuchen. Abb. 3 zeigt eine Meßvorrichtung, beruhend auf dieser Widerstandsflächenwirkung des elektrischen Feldes. Die Abbildung zeigt als Beispiel zwei schwachstromführende Kohleplatten 12. Außerhalb des Druckfilters wird mit einer bekannten Verstärkervorrichtung der geeicht eingestellte Widerstand eines jeden Produktes von z. B-. 30 mm Stärke aufgezeichnet und das Stärke-Endsignal gegeben.
In der Filtertechnik wird zur Kontrolle des klaren Filtrates die Fotozelle in Vereinigung mit einer Licht- quelle benutzt. Dieser Vorgang, im Prinzip dargestellt in Abb. 4, läßt sich zwar nicht allgemein, doch bei einer großen Anzahl von Trüben, welche auf geringe Entfernung noch durchscheinend sind, auch zur Messung der Stärke eines Filter-Rückstandes verwenden. Wird z. B. die kleine Lichtquelle 13 von dem wachsenden undurchsichtigen oder gering durchsichtigen festen Rückstand 4 überwachsen, dann gibt die Fotozelle 14, welche in geringer Entfernung der Lichtquelle angeordnet ist, den Impuls über Verstärker nach einer Kontrolltafel weiter und gibt in geeichter Anordnung auch das Stärke-Endsignal. Bei Filterprodukten und Trüben, welche stark durchscheinend sind, kann infolge der langsamen Lichtverminderung des wachsenden Rückstandes und bei noch zusätzlich geeigneter Formgebung der Lichtquelle das ständige Stärkerwerden des Rückstandes genau registriert werden.
Im allgemeinen können die übergänge von einer Flüssigkeit (Trübe) zum wachsenden festen Rückstand durch noch andere Vorgänge, basierend auf Schwankungen bezüglich der Elektrizität oder des Schalles, mehr oder weniger vollkommen, zumeist aber teurer, mittels Relais, Verstärker und Lautsprecher hörbar und sichtbar gemacht werden, z. B. durch die Schwingungsschwankungen des Schalles und auch mittels Schwingungen, beruhend auf dem Prinzip des Echolotes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Rückstandstärkemesser, insbesondere für Tauchdruckfilter, dadurch gekennzeichnet, daß ein indirekt oder direkt kontaktgebender Fühler (3), periodisch gegen den wachsenden Rückstand (4) drückend, vor der Filterfläche angeordnet und signalgebend ausgebildet ist, und zwar zu,r Anzeige einer zunehmenden oder nur einer eingestellten Rückstandstärke.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastfläche des Fühlers (3) Löcher oder Schlitze besitzt und der Fühler (3), periodisch eine vibrierende Wasehbewegung in der Trübe (1) durchführend, bewegbar ist.
3. Verfahren zum Messen der Stärke von Rückständen, insbesondere in Tauchdruckfiltern, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturunterschied in einer Flüssigkeit gegenüber einem Rückstand über ein vor der den Rückstand tragenden Fläche angeordnetes Thermometer kontaktgebend zur Feststellung der Stärke eines Rückstandes benutzt wird.
4. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermofühler (9), mit Heizung oder Kühlung (10) versehen, in der Trübezone (5) an der Filterfläche (2) kontakt-und signalgebend oder registrierend angeordnet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine wärmere oder kältere Flüssigkeit als die Trübe (1) mit konstanter Stromstärke, Druck und Temperatur in einem Rohr (11) von der höchsten Rückstandzone (5) bis zur Filterfläche (2) kreisend geführt wird und daß die im Rückstrom gegenüber der Trübe auftretende Temperaturdifferenz kontakt- und signalgebend ausgewertet wird.
6. Verfahren zur Messung von Rückstandstärken, insbesondere in Tauchdruckfiltern, dadurch gekennzeichnet, daß der Energie- oder Feldstärkeunterschied der Elektrizität von konstanter Spannung und Stromstärke in einer Flüssigkeit (Trübe) und in einem Rückstand, registrierend und signalgebend, zur Feststellung der Stärke eines Rückstandes benutzt wird.
7. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trübezone (5) zur Filterfläche (2) Stäbe, Kohle oder Metallbleche (12) derartig angeordnet sind, daß Elektrizitäts- bzw. Stromunterschiede im wachsenden Rückstand (4) von kontaktgebenden Meßapparaten die Stärke des Rückstandes registrieren.
8. Verfahren zur Messung von Rückstandstärken, insbesondere in Tauchdruckfiltern, da- durch gekennzeichnet, daß die Stromveränderung in einer Fotozelle infolge der zunehmenden Überdeckung einer Lichtquelle durch den Rückstand über Meß- und Verstärkerapparate zur Feststellung der Stärke bis zur Endstärke eines Rückstandes registrierend oder signalgebend benutzt wird.
9. Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Filterfläche (2) eine Lichtquelle (13) und eine Fotozelle (14) angeordnet sind.
10. Ausführung der Ansprüche 1 bis 9 in der Art, daß mehrere Rückstandstärkemeßvorrichtungen in Vereinigung zur Anwendung gelangen.