DE1162771B - Verfahren zur Fuellungsmessung von Zentrifugen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Füllungsmessung von Zentrifugen Im Hauptpatent ist ein Verfahren zum Messen der Dralldifferenz einer rotierenden angetriebenen Schwungmasse während einer frei wählbaren Zeit unter Schutz gestellt, bei dem sowohl die Drehzahl als auch die Schwungmasse während der Messung veränderlich oder konstant sein kann. Nach diesem Verfahren wird das antreibende Drehmoment kontinuierlich während der Messung erfaßt und gleichzeitig integriert. Erfolgt der Antrieb der Schwungmasse durch eine elektrische Maschine, insbesondere durch einen Asynchronmotor, so kann die Messung des Drehmomentes durch Messung des Maschinenfeldes und des Speisestromes und Multiplikation dieser beiden Größen in einem Multiplikator, z. B. einem Hallgenerator, erfolgen.
• Bei der Automatisierung des Betriebes von Zentrifugen, insbesondere von Zuckerzentrifugen, die vorwiegend von polumschaltbaren Asynchronmotoren angetrieben werden, bereitet der Füllvorgang gewisse Schwierigkeiten. Es sind bereits Methoden zum Messen der Füllung bekannt, bei denen Abtasteinrichtungen verwendet werden. Diese Geräte sind Störungen ausgesetzt, da sie bewegliche Teile aufweisen, die in oder an der Schleudertrommel oder am Zentrifugengestell angeordnet sind und durch Erschütterungen sowie Verunreinigungen direkt betroffen werden. Besondere Bedeutung hat das sogenannte Fühlrädchen, welches bei der Berührung der in die bereits umlaufende Schleudertrommel eingefüllten Füllmasse durch die Flüssigkeitsreibung zum Umlaufen gebracht wird und dabei einen Fliehkraftschalter schließt, durch den der Füllvorgang beendet wird.
• Eine andere Methode besteht darin, den Staudruck einer sogenannten Fühldüse zu messen. Auch optische Meßeinrichtungen sind bekanntgeworden, bei denen ein Lichtstrahl unterbrochen wird, wenn die zulässige Füllung der Schleudertrommel erreicht ist. Alle diese Methoden sind wegen der dabei verwendeten mechanischen Einrichtungen nicht so betriebssicher, wie es in automatisch arbeitenden Zuckerfabriken notwendig ist.
• Weitere Meßmethoden bestehen in der Gewichtsmessung der Füllmasse. Eine Gewichtsmessung ist aber mit Fehlern behaftet, weil die Erschütterungen und Schwingungen der eigenen Zentrifuge und der auf dem gleichen Gerüst angeordneten anderen Zentrifugen mitgemessen werden.
• Aus diesem Grund wurde immer wieder die Forderung erhoben, die Messung der Trommelfüllung auf elektrischem Weg vorzunehmen. So ist ein Vorschlag bekannt, bei dem die erforderliche Beschleunigungsenergie für eine bestimmte Füllmasse am Trommelantrieb gemessen wird. Voraussetzung ist dabei, daß die Drehzahl während der Füllung konstant gehalten wird, da sonst durch die Energiemessung keine eindeutige Aussage über die Füllmasse zu erhalten ist. Der Nachteil dieser Anordnung liegt darin, daß durch den Temperatureinfluß die vom Antriebsmotor aufgenommene Leistung große Unterschiede aufweist. Wegen dieser nicht zu behebenden Ungenauigkeit hat dieses Verfahren praktisch keine Bedeutung erlangt.
• Es ist noch ein weiterer Vorschlag gemacht worden, der darin besteht, die Füllung bei einer vorgegebenen Drehzahl zu beginnen und im Moment des Füllbeginns den Antriebsmotor abzuschalten, so daß dem rotierenden System keine mechanische Energie mehr zugeführt wird. Die Messung der Trommelfüllung erfolgt über die Konstanthaltung der Energie. Beim Füllen sinkt deshalb die Drehzahl ab, und bei einer bestimmten niedrigen Drehzahl soll die zulässige Füllmasse eingefüllt sein. Da jedoch die im Schleuderaggregat zu Beginn des Füllvorganges vorhandene kinetische Energie am Ende der Füllung nicht nur in der gesamten nun vorhandenen Schwungmasse steckt, sondern auch in Reibungsenergie beim Beschleunigen der zugeführten Füllmasse umgewandelt wurde, ist dieses Verfahren ungenau. Auch eine Korrektur für die Reibungsverluste der Schleudertrommel und ihres Antriebes kann die weiteren in der Füllmasse bei deren Beschleunigung entstehenden Reibungsverluste nicht kompensieren, da diese Reibungsverluste, die zwischen der leeren Zentrifuge und der zugeführten Füllmasse entstehen, entsprechend der zeitlich ungleichmäßigen Füllung ebenfalls ungleichmäßig auftreten und die Größe der sich dabei ergebenden Verlustleistung von der jeweils vorhandenen Drehzahl abhängig ist. Besonders nachteilig ist bei diesem Verfahren das beträchtliche Absinken der Drehzahl beim Füllen, weil es für die zuckertechnologischen Prozesse unerwünscht ist und weil wegen der dabei entstehenden Unwucht die Zentrifuge und das Bedienungspersonal gefährdet sind. Das Absinken der Drehzahl ist bei dieser Füllmethode ein notwendiges Übel. Erwünscht ist jedoch für fast alle Betriebsarten entweder eine steigende Drehzahl während des Füllvorganges oder eine konstant bleibende Drehzahl.
• Erfindungsgemäß wird das eingangs genannte Verfahren zum Messen der Dralldifferenz gemäß dem Hauptpatent für die Füllungsmessung von Zentrifugen, insbesondere Zuckerzentrifugen, angewendet. Die Füllung einer Zentrifuge ist durch die Dralldifferenz zwischen Anfang und Ende des Füllvorganges erfaßbar. Die Füllung wird bei einer bestimmten, einstellbaren Drehzahl eingeleitet. Die gemessene Dralldifferenz kann dann beispielsweise durch fest und/oder drehzahlabhängige Werte additiv beaufschlagt werden, wobei einer dieser Werte beispielsweise den Anfangsdrall der leeren Zentrifuge meßtechnisch kompensiert. Es ist ferner möglich, daß die gemessene Dralldifferenz mit festen und/oder drehzahlabhängigen und/oder zeitabhängigen Werten, die dem Drall gleichartig sind, wie beispielsweise das Produkt aus Drehzahl und Schwungmasse, direkt oder indirekt meßtechnisch beaufschlagt oder verglichen werden. Die Verwendung der konstanten, drehzahlabhängigen und zeitabhängigen Werte wird teilweise durch den jeweils durchzuführenden technologischen Prozeß bestimmt.
• Die Beaufschlagung und das Vergleichen von Werten kann besonders vorteilhaft auf elektrischem Weg erfolgen, weshalb es wirtschaftlich ist, die gesamte Meßeinrichtung elektrisch auszuführen.
• Da dieses Verfahren an keine spezielle Antriebsart gebunden ist, bringt es besondere Vorteile es anzuwenden, wenn als Zentrifugenanxrieb der besonders robuste polumschaltbare Asynchronmotor verwendet wird. Je nach Zweckmäßigkeit kann bei dieser Messung die Drehzahl während des Füllvorganges abfallen, konstant bleiben oder auch ansteigen, ohne daß die Meßgenauigkeit dadurch verschlechtert wird, weil diese Messungen durch die Beaufschlagung entsprechender Größen drehzahlunabhängig gemacht werden können. Da diese Methode auch bei ansteigender Drehzahl genaue Meßergebnisse liefert und auf mechanische Meßeinrichtungen verzichtet, ist sie allen anderen bisher bekannten automatischen Füllungsmeßverfahren überlegen. Die Messung des Dralls erfolgt dabei vorteilhaft auf elektrischem Weg, so daß diese Fülleinrichtung mit der üblichen automatischen Einrichtung, die ebenfalls vorwiegend elektrisch ist, zum Betrieb der Zentrifuge zusammengebaut werden kann.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Messen der Dralldifferenz einer rotierenden angetriebenen Schwungmasse während einer frei wählbaren Zeit, wobei sowohl die Drehzahl als auch die Schwungmasse während der Messung veränderlich oder konstant sein kann und das antreibende Drehmoment kontinuierlich während der Messung erfaßt und gleichzeitig integriert wird, nach Patent 1132 358, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Füllungsmessung von Zentrifugen, insbesondere Zuckerzentrifugen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Differenz zwischen Anfangs- und Enddrall in beliebiger Weise auf elektrischem Weg erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert der Dralldifferenz mit konstanten und/oder drehzahlabhängigen und/oder zeitabhängigen Werten direkt oder indirekt beaufschlagt oder verglichen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 921379, 922 757, 945 318, 1002 691, 1007 701; deutsche Auslegeschrift Nr. 1026 695.