DE102005049941A1

DE102005049941A1 - Selbstentleerender Separator und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102005049941A1
Application number: DE200510049941
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Hofmann; Hildegard Dr.-Ing. Schnittker-Lips
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-04-26
Also published as: WO2007045595A1

Abstract

Ein selbstentleerender Separator, der eine drehbare Schleudertrommel (1) mit vertikaler Drehachse aufweist, die mit Feststoffaustragsöffnungen (7) versehen ist, denen ein Entleerungsmechanismus mit einem Kolbenschieber (6) zugeordnet ist, dem wiederum eine Steuereinrichtung (33) zur Steuerung seiner Öffnungs- und Schließbewegungen zugeordnet ist, die mit einer Dosiervorrichtung (14) zur Dosierung und Abgabe der zum Öffnen benötigten Fluidmenge, insbesondere Wassermenge, versehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Dosiervorrichtung ein elektromotorischer Antrieb zugeordnet ist, so dass die Endposition des Kolbens (17) der Dosiervorrichtung (14) während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch verstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstentleerenden Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Verarbeitung eines Schleudergutes mit einem derartigen Separator.

Diskontinuierlich entleerende Separatoren verfügen in der Regel über einen Entleerungsmechanismus nach Art der 1 mit einem Kolbenschieber, der fluidbetätigt, insbesondere mittels Wasser, direkt oder indirekt z.B. mittels Hilfsventilen oder dgl. in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bewegbar ist, in der er Feststoffaustragsöffnungen in der Trommelwandung freigibt (Öffnungsstellung) und verschließt (Schließstellung), so dass eine Feststoffphase aus der Schleudertrommel abgeleitet werden kann.

Bei verschiedenen Anwendungen, insbesondere in der Brauerei- und Milchindustrie, ist es wichtig, den Separator vor Verstopfungen bzw. Verblockungen zu schützen.

Die Erfindung hat vor diesem Hintergrund die Aufgabe, den gattungsgemäßen Separator derart weiterzuentwickeln, dass Verschlechterungen der Qualität des Produktes am Ablauf sowie vorzugsweise auch Verstopfungen auf konstruktiv und verfahrenstechnisch einfache Weise jedenfalls weitgehend verhindert werden können.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Die Erfindung schafft einen diskontinuierlich selbstentleerenden Separator, dessen Dosiervorrichtung einen elektromotorischen Antrieb aufweist. Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Verarbeitung eines Schleudergutes mit einem Separator, bei welchem der Anschlag für den Kolben der Dosiervorrichtung während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch verstellt wird, insbesondere, um während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch die Entleerungsmenge einzustellen, was wiederum vorzugsweise deshalb erfolgt, um in Abhängigkeit von der Produktqualität am Ablauf den Entleerungsprozess zu steuern oder zu regeln.

Es ist vorteilhaft, wenn die Dosiervorrichtung einen an einem elektromotorisch beweglichen Anschlag anliegenden Kolben aufweist, der im Dosierraum verschieblich geführt ist.

Die Erfindung ermöglicht es, die Position des Dosierkolbens während des Prozesses zu variieren und nicht nur – wie nach dem Stand der Technik – einmalig mit einem Schraubenschlüssel vor Beginn des Schleudervorganges einzustellen. Mit Hilfe der motorisierten, automatischen Verstellung des Dosierkolbens kann durch eine Variation der Endposition des Kolbens steuernd oder regelnd die Entleerungsmenge während des Trennvorganges variiert werden, insbesondere, indem der elektromotorische Antrieb auf die Kolbenstange einwirkt, so dass die Anschlagsposition des Kolbens verstellbar ist.

Bisher wurde eine elektromotorische Vertellung des Dosierkolbens nicht in Erwägung gezogen, da nicht die Möglichkeit erkannt wurde, mit einem derartigen Antrieb die Steuerwassermenge im Prozess aktiv zu verändern, um eine Sicherheitsfunktion zu erfüllen oder den Prozess zu optimieren. So kann mit der Erfindung z.B. auf einfache Weise gezielt Verblockungen des Separators vorgebeugt werden, was z.B. in Prozessen für die Brauerei- und Milchindustrie besonders vorteilhaft ist. Vorteilhaft ist, dass auf Verschlechterungen der Qualität des Produktes am Ablauf schnell und einfach reagiert werden kann. Es kann auch von Entleerung die Entleerungsmenge automatisch und schnell variiert werden, was sonst nur mittels Personal manuell möglich wäre.

Darüber hinaus bietet die Entleerungsmengensteuerung aber auch weitere Vorteile. So kann es bei der Verarbeitung von Produkten (z.B. für die pharmazeutische Industrie), die mehrfach durch den Separator geleitet werden, vorteilhaft sein, in Abhängigkeit vom Prozessschritt die Entleerungsmenge zu variieren. Prozessvorgaben bezüglich der Entleerungsmenge lassen sich derart genau und vorgabegerecht umsetzen. Die Steuerungseinrichtung des Separators kann dazu genutzt werden, Vorgabewerte und Istwerte zu speichern und abzurufen oder um eine Regelung zu realisieren. Umgesetzt werden können insbesondere auch besonders kleine Entleerungsmengen von weniger als 1 Liter.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht durch einen Teilbereich einer Separatortrommel und ein Blockschaltbild des Entleerungsmechanismus; und
2 eine schematische Ansicht des Antriebs einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung.
1 zeigt einen unteren seitlichen Teilbereich einer Separatortrommel 1 mit einem Trommelunterteil 2 und einem Trommeloberteil 3, die über einen Verschlußring 32 miteinander verbunden sind. Zu erkennen sind der Verteiler 4 zur Produktzuleitung und ein Tellerpaket 5 in der Separatortrommel 1. Das Zulaufrohr und die Flüssigkeitsausträge sind nicht dargestellt. Sie können an sich in beliebiger Weise realisiert werden.
Zur Ableitung einer Feststoffphase dient ein Entleerungsmechanismus, der einen Kolbenschieber 6 zum Öffnen und Verschließen von Feststoffaustragsöffnungen 7 aufweist, die umfangsverteilt im Bereich des größten Durchmessers der Separatortrommel ausgebildet sind. Der Entleerungsmechanismus umfasst ferner eine dem Kolbenschie ber zugeordnete Steuerungseinrichtung 33 zur Steuerung seiner Öffnungs- und Schließbewegungen. Diese Steuerungseinrichtung umfasst eine Einspritzkammer 8 für Öffnungswasser und eine Einspritzkammer 9 für Schließwasser, denen über eine Öffnungswasserzuführung und eine Schließwasserzuführung 10, 11, in denen ein Öffnungswasserventil 12 und ein Schließwasserventil 13 angeordnet sind, Wasser zur Aktivierung der Öffnungs- und Schließbewegungen zugeleitet werden kann.
Der Öffnungswasserzuführung 10 ist eine Dosiervorrichtung 14 zugeordnet, die dem Öffnungswasserventil 12 vorgeschaltet ist.
Die Dosiervorrichtung 14 weist einen in einem Dosierraum 16 verschieblichen Kolben 17 auf, der den Dosierraum in einen Fluidraum 18 und einen Druckraum 19 zur Beaufschlagung mit Druckluft unterteilt und an einem Anschlag 35 anliegt. Durch Drehen der Stellschraube 15, deren Ende als der Anschlag 35 dient, kann die Anschlags- bzw. Endposition des anliegenden Kolbens 17 in der Dosiervorrichtung 14 verstellt und damit die bei der Entleerung wirksame Steuerwassermenge und damit die Entleerungsmenge an sich eingestellt werden.
Der Fluidraum 18 ist zwischen ein Rückschlagventil 20, dem ein Einfüllventil 21 vorgeschaltet ist, und das Öffnungswasserventil 12 geschaltet. In den Druckraum 19 mündet eine Druckluftleitung 22, in die ein Ventil 23 geschaltet ist. Der Steuereingang sämtlicher Ventile ist mit einem Steuergerät 24 verbunden.
Die Funktion dieser Anordnung ist wie folgt. Zunächst wird der Fluidraum 18 durch das Einfüllventil 21 mit Wasser gefüllt. Sodann wird durch das Ventil 23 Druckluft in den Druckraum 19 geleitet. Nach einer Betätigung des Öffnungswasserventils 12 wird durch den Druck der Luft, die auf den Kolben 17 wirkt, der Kolben 17 durch die Druckluft bewegt und dadurch die vorgegebene Wassermenge in die Öffnungskammer gespritzt. Ein Kolbenventil 25 in der Trommelwandung und eine Schließwasserableitung 26 dienen zur gesteuerten Ableitung des zur Durchführung der Öffnungs- und Schließbewegungen genutzten Wassers.
Mittels der Stellschraube 15 kann die Anschlagsposition des Kolbens 17 verändert werden, um die für einen Prozess optimale Entleerungsmenge einzustellen. Der Stellschraube 15 – deren Position nach dem Stand der Technik z.B. mit einem Schraubenschlüssel einmalig zu Prozeßbeginn eingestellt und mit der hier der Vollständigkeit halber dargestellten Kontermutter 34 fixiert wurde – kann mit einer Außenverzahnung versehen sein, so dass sie von einem elektromotorischer Antrieb 27 drehbar ist, der mit dem Steuergerät 24 verbunden ist, so dass die Anschlagsposition des Kolbens 17 und damit die Entleerungsmenge automatisch über das Steuergerät 24 vorgegeben und eingestellt werden kann. Nach der erfindungsgemäßen Variante fällt dann die in 1 eingezeichnete Kontermutter weg. Anstelle dieser Mutter kann eine selbsthemmende Gewindeanordnung oder dgl. genutzt werden.
Derart können auch während des Prozesses auf einfache Weise steuernd oder regelnd die Anschlagsposition des Kolbens 17 und damit die Entleerungswassermenge und damit die Charakteristik der Entleerung verändert werden.
2 zeigt eine Variante mit einer Dosiereinrichtung 14, die schematisch erkennbar ist, bei welcher der Kolben an einer Stange anliegt, deren Ende hier als der Anschlag 35 dient. Diese Stange 28 ist mittels eines Antriebs axial verschieblich und über eine Kupplung 29 mit einem Motor 30, z.B. einem Schrittmotor, und ggf. mit einem dem Motor nachgeschalteten Getriebe, verbunden, der auf einem Schlitten 31 angeordnet ist, auf dem er sich im Betrieb verschiebt, so dass er die Stange 28 axial mitnimmt, was wiederum eine Verschiebung der Anschlagsposition des Kolbens in der Dosiervorrichtung 1 und damit eine Entleerungsmengensteuerung ermöglicht. Der Motor 30 wird dazu vom Steuergerät 24 gesteuert. Ein Schrittmotor ermöglicht dabei insbesondere eine einfache Positionserkennung bzw. -vorgabe. Andere Verfahren zur Positionserkennung sind denkbar. Die Dosiervorrichtung 14 kann im Inneren so aussehen, wie in 1 dargestellt.

1: Separatortrommel
2: Trommelunterteil
3: Trommeloberteil
4: Verteiler
5: Tellerpaket
6: Kolbenschieber
7: Feststoffaustragsöffnungen
8: Einspritzkammer für Schließwasser
9: Einspritzkammer für Schließwasser
10: Öffnungswasserzuführung
11: Schließwasserzuführung
12: Öffnungswasserventil
13: Schließwasserventil
14: Dosiervorrichtung
15: Stellschrauben
16: Dosierraum
17: Kolben
18: Dosierraum
19: Druckraum
20: Rückschlagventil
21: Einfüllventil
22: Druckluftleitung
23: Ventil
24: Steuergerät
25: Kolbenventil
26: Schließwasserableitung
27: elektromotorischer Antrieb
28: Stange
29: Kupplung
30: Getriebemotor
31: Schlitten
32: Verschlußring
33: Steuerungseinrichtung
34: Kontermutter
35: Anschlag

Claims

Selbstentleerender Separator, der eine drehbare Schleudertrommel (1) mit vertikaler Drehachse aufweist, die mit Feststoffaustragsöffnungen (7) versehen ist, denen ein Entleerungsmechanismus mit einem Kolbenschieber (6) zugeordnet ist, der fluidbetätigt, insbesondere mittels Wasser, in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bewegbar ist, wobei der Entleerungsmechanismus ferner eine dem Kolbenschieber (6) zugeordnete Steuerungseinrichtung (33) zur Steuerung seiner Öffnungs- und Schließbewegungen aufweist, die mit einer Dosiervorrichtung (14) zur Dosierung und Abgabe der zum Öffnen benötigten Fluidmenge, insbesondere Wassermenge versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosiervorrichtung (14) ein elektromotorischer Antrieb (27) zugeordnet ist.
Selbstentleerender Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung eine Einspritzkammer (8) für Öffnungswasser und eine Einspritzkammer (9) für Schließwasser aufweist, denen über eine Öffnungswasserzuführung und eine Schließwasserzuführung (10, 11), in denen ein Öffnungswasserventil (12) und ein Schließwasserventil (13) angeordnet sind, Wasser zur Aktivierung der Öffnungs- und Schließbewegungen zugeleitet werden kann, wobei der Öffnungswasserzuführung (11) die Dosiervorrichtung (14) zugeordnet ist, die wiederum dem Öffnungswasserventil (12) vorgeschaltet ist.
Selbstentleerender Separator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (14) einen an einem elektromotorisch beweglichen Anschlag (35) anliegenden Kolben (17) aufweist, der im Dosierraum verschieblich geführt ist.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben den Dosierraum (16) in einen Fluidraum (18) und in einen Druckraum (19) unterteilt, wobei der elektromotorische Antrieb auf den Anschlag einwirkt, so dass die Anschlagsposition des Kolbens im Dosierraum verstellbar ist.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Antrieb (27) auf eine Stange einwirkt, deren Ende als Anschlag (35) dient.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Antrieb mit dem Steuergerät verbunden ist, so dass die Anschlagsposition des Kolbens (17) und damit die Entleerungsmenge automatisch über das Steuergerät vorgegeben und während des Prozesses steuernd oder regelnd verändert werden kann.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (28) mit einem Getriebemotor (30) verbunden ist, der auf einem Schlitten (31) angeordnet ist, auf dem er sich im Betrieb mit der Kolbenstange (28) verschiebt.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (35) das Ende einer Stellschraube ist, welche mit dem elektromotorischen Antrieb (27) drehbar ist.
Selbstentleerender Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromotorische Antrieb als Schrittmotor ausgelegt ist.
Verfahren zur Verarbeitung eines Schleudergutes mit einem Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (35) für den Kolben (17) der Dosiervorrichtung (14) während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch verstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (35) während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch verstellt wird, um die Entleerungsmenge einzustellen.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (35) während des Betriebes steuernd oder regelnd elektromotorisch verstellt wird, um in Abhängigkeit von der Produktqualität am Ablauf den Entleerungsprozess zu steuern oder zu regeln.