DE2619864A1 - Messvorrichtung zur ueberwachung der schichtdicke des filterkuchens in einem scheibenfilter - Google Patents
Messvorrichtung zur ueberwachung der schichtdicke des filterkuchens in einem scheibenfilterInfo
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Description
Meßvorrichtung zur überwachung der Schichtdicke des Filterkuchens in einem Scheibenfilter
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der
Schichtdicke eines sich auf den plattenförmigen Filterelementen
(Filterscheiben) eines Scheibenfilters, insbes. eines Zentrifugalreinigungsfilters
mit vertikaler Achse, aufbauenden Filterkuchens.
Um einen zu starken Aufbau des Filterkuchens, eine Überladung
der Filtersche4-'ben und dadurch eine Beschädigung der Filterscheiben
oder des ganzen Filterpaketes zu vermeiden, ist eine Kenntnis der Filterkuchendicke von großer Bedeutung.
Die Berechnung der Feststoffmenge ist zwar bei Verwendung von
Filterhilfsmitteln für diese möglich, aber nicht für den Feststoffanteil
der zu filtrierenden Flüssigkeit und führt bei schwankendem Feststoffanteil bereits zu großen Ungenauigkeiten,
die das Risiko der überladung nicht einschließt. Auch eine zu geringe Höhe des Filterkuchens ist nicht erwünscht; da dadurch
der Auslastungsgrad des Filters zu niedrig ist.
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Es wurden verschiedene Wege vorgeschlagen, um die Kuchendicke zu bestimmen.
In der DT-PS 1 958 568 wird eine Vorrichtung zur Überwachung der Schichtdicke des sich auf der Oberfläche einer horizontalen
Filterscheibe aus einer geschlossen Filterplatte und einem diese mit Abstand überspannenden Filtergewebe aufbauenden
Filterkuchens beschrieben. Bei dieser Vorrichtung ist an der Filterwandung ein von außen bedienbara:, über eine Filterscheibe
mittels Motor bewegbarer gegabelter Tragarm, an dessen Gabelspitze eine Lichtschranke aus einem Lichtsender und einem fotoelektrischen
Empfänger angeordnet ist, vorgesehen, mittels dessen eine bestimmte Schichtdicke dadurch bestimmbar ist, daß der
Filterkuchen in die Lichtschranke hinein-wächst.
Diese optische Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Messung bei einer zu geringen Lichtdurchlässigkeit der Flüssigkeit
nicht anspricht. Wenn die Lichtschranke aus Glas besteht, darf sie mit keinen alkalischen Lösungen in Kontakt kommen. Besteht sie
jedoch aus Kunststoff, ist die Filtration von Lösungsmitteln eingeschränkt. Auch sind solche Vorrichtungen gegen höhere
Temperaturen empfindlich. Ein weiterer Nachteil ist das Ausfahren oder Demontieren während der Reinigung des Filters.
Gebräuchlich sind auch Druckdifferenzmessungen als Maß für
die Beladung der Filterplatten mit Kuchen. Diese funktionieren wohl bei sehr schlecht filtrierbaren Medien, bei dsnen ein
hoher Differenzdruck bereits bei niedriger Kuchendicke auftritt;
bei gut filtrierbaren Medien jedoch findet eine Überladung bereits
bei geringsten Differenzdrucken statt.
Aus der DT-OS 2 358 3 65 ist eine Vorrichtung bekannt, die einem Hohlkörper hat, welcher durch den wachsenden Filterkuchen
so verschlossen wird, daß der resultierende Druckunterschied im Innenraum des Hohlkörpers und in dem ihn umgebenden
Raum als Meßgröße verwendet werden kann.
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Ferner offenbart die DL-PS 92 70 0 eine Verrichtung zur
Meßung von Kuchendicken in Anschwemmfiltern. Bei dieser
wird in einem Teilstrom die gewählte Kuchendicke eingestellt und gemessen.
Alle diese Meßvorrichtungen befriedigen noch nicht ausreichend,,
da sie eine optimale Arbeitsweise nicht gestatten. Es kommt immer wieder vor, daß die Filterelemente wegen der Mängel der Meßvorrichtungen
überladen werden, wodurch sowohl^einzelne Filterplatten als auch das gesamte Filterpaket deformiert oder zerstört
wird. · ,
Die Deformation zeigt sich häufig dadurch, daß Filterplatten auseinander oder vorwiegend nach unten gedrückt werden. Diese
Deformation wird allgemein dadurch erklärt, daß sich Trübstoff keilförmig zwischen zwei benachbarte Filterplatten oder Filterplatte
und Wand oder andere Platte drängt, was zum Verbiegen führt.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß nicht durch die Menge und den Druck des Kuchens Filterplatten verbogen
werden, sondern durch die Druckdifferaiz zwischen
Ober- und Unterseite des Filterelements als Folge einer Reduktion einerdruckbeauf schlagten Fläche der einen Seite der Filterplatten durch den Filterkuchen. Diese Reduktion der Fläche, z.b. auf
der geschlossenen Filterplattenunterseite, tritt durch den Aufbau des Filterkuchens der darunterliegenden Platte nur bei
Überladung auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung zu schaffen,
die bei maximaler Beladung der Filterscheiben eines Scheibenfilters eine Überladung verhindern kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur
Überwachung der Schichtdicke des sich auf einem Filterelement innerhalb des Filterbehälters eines Scheibenfilters, insbesondere
Zentrifugalreinigungsfilters, bildenden Filterkuchens gelöst, bei der im Abstand zulässiger Schichtdicke oberhalb des Filter-
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elements eine Meßplatte auf das Filterelement hin auslenkbar gehaltert ist, deren Auslenkung über verschwenkbare Bauteile
auf einen außerhalb des Filterbehälters vorgesehenen Kontakt in einer Signalschaltungsanordnung übertragbar ist. Hat
der Filterkuchen eine bestimmte Höhe erreicht, erfolgt eine partielle Bedeckung der Meßplatte durch den Filterkuchen, die
dadurch gegen den Filterkuchen gedrückt wird und durch die dadurch bedingte Auslenkung ein Signal auslöst, weil die Fläche
auf der Oberseite der Meßplatte, auf die der hydrostatische Überdruck im Filterbehälter wirkt, größer ist, als die der
Unterseite, die ja dann teilweise durch den Filterkuchen von der Wirkung des hydrostatischen Drucks abgeschirmt ist.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen horizontalen Teilschnitt durch
ein Zentrifugalreinigungs-Scheibenfilter und die erfindungsgemäße Meßvorrichtung.
Innerhalb eines vertikalen Filterbehälters, dessen Wand 1 nur teilweise angedeutet ist, ist eine zentrale vertikale,
hohle Filterwelle 2 gelagert, die durch Distanzringe 3 voneinander
getrennte radiale Filterscheiben 4 trägt. Diese bestehen jeweils aus einer konischen Filterplatte 6 und einem
diese auf der Oberseite mit Abstand überspannendem Filtergewebe 5. Zwischen Filtergewebe 5 und Filterplatte 6 fließt das
Filtrat durch öffnungen 22 in der Filterwelle 2 und deren Innerem ab.
Die Meßvorrichtung ist an einem Behälterflansch 7 in der Behälterwand
1 auf einem Gegenflansch 8 befestigt. Die Meßvorrichtung (Grenzkuchendickengeber) hat eine zwischen benachbarte
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Filterscheiben 4 ragende Meßplatte 9 und ein diese tragendes biegsames, durch den Gegenflansch 8 ragendes Quetschrohr 10,
mit dem es durch ein Kupplungsstück 11 mit einer Klemmschraube 12 verbunden ist. Durch eine Kontermutter 13 ist das Quetschrohr
10 am Gegenflansch 8 befestigt.In einem das äußere Ende
des Quetschrohrs 10 auf der Außenseite des Filterbehälters bzw. des Gegenflansches 8 umgebenden Kontaktgehäuse 15 befindet
sich oben ein Kontaktstift 16. Auf der Inrenseite des Gegenflansches
8 ist ein Haltebügel mit Schrauben 19 befestigt. Er dient zur Verstärkung der Meßvorrichtung. Durch eine aus dem
Quetschrohr 10 hinausragende Lippe 2 0 ist zum Kontaktstift 16
hin quer (vertikal) eine Stellschraube 14 geschraubt, deren Stellung zur Einstellung des Meßpunktes mit einer Kontermutter
fixierbar ist. Die Stellschraube 14 überträgt die Auslenkung oder Bewegung der Lippe 20 auf den Kontaktstift 16.
Die Arbeitsweise der Meßvorrichtung ist anhand eines Beispiels beschrieben.
Im Filterbehälter herrsche ein Betriebsdruck von 5 bar. Dieser Druck wirkt sowohl auf die geschlossene Unterseite einer Filterplatte
61als auch auf den deren gesamtes Filtergewebe 5' bedeckenden
Filterkuchens einer Filterscheibe 4'. Geht man davon aus, daß die Flache der Unterseite der Filterplatte 6' und die
des Filterkuchens auf dem Filtergewebe 5' gleich groß sind, wirkt
überall die gleiche Kraft.
Im Laufe der Filtration wird der Filterkuchen aufgebaut und berührt irgendwann die Unterseite der darüberliegenden Filterplatte
6'. Hierdurch wird ein Teil der Fläche der Unterseite der Filterplatte 61 durch den Filterkuchen bedeckt.
Es wirken dann leispielsweise folgende Kräfte auf den Kuchen und
damit die Oberseite der Filterscheibe 4:
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Fläche der Filterscheibenoberseite F1 = 1 m2 =10 000 cm2
Fläche der Filterscheibenunterseite F= 0/9m2 = 9 000 cm2
Betriebsdruck ρ = 5 bar = 5 kp/cm2
Bei feststehendem Filterpaket ist die auf die Oberseite einer Filterscheibe wirkende Kraft
P = (F1 - F2)p = (10 000 - 9 000) cm2 - 5 kp/cm2
= 5 000 kp.
Die gleichen Überlegungen gelten für die Oberseite und Unterseite der Meßplatte 9, gegen deren Unterseite sich der wachsende
Filterkuchen 21 zunehmend legt, so daß die auf ihre Oberseite
wirkende hydrostatische Kraft größer als die auf ihre Unterseite wirkende wird und daherdie Meßplatte nach unten gegen den nachgiebigen
Filterkuchen drückt und dadurch deren Einspannung bzw. das Quetschrohr auslenkt.
Mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung läßt sich die Filtration
unmittelbar vor Berührung mit der Unterseite einer Filterplatte durch den Filterkuchen beenden. Dies wird dadurch erreicht, daß
das an der Meßplatte 9 in verkleinertem Maßstab wie an der Filterscheibe auftretende beschriebene Phänomen ausgenützt wird.
Wenn die Filterkuchenhöhe so groß geworden ist, daß sie die Unterseite der Meßplatte 9 erreicht, wird deren freie Fläche
verkleinert, während die Oberfläche unverändert bleibt. Ist die ganze Unterseite bedeckt, wirkt auf die Oberseite allein|der
Druck der im Filterbehälter befindlichen Flüssigkeit. Die Meßplatte 9 wird daher dann nach unten gedrückt. Durch die Hebelwirkung
des Quetschrohres 10 wird die entstehende, lineare Bewegung
über die Lippe 2 0 und die Stellschraube 14 auf den Kontaktstift 16 übertragen, der im Stromkreis einer Signalschaltungsanordnung
liegt.
Ein Vorteil der Erfindung ist, daß schon bei geringster Flächenbedeckung
der Unterseite der Meßplatte 9 eine ausreichende Kraft
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auf deren Oberseite ausgeübt werden kann, die eine lineare Bewegung bzw. Auslenkung auslöst, durch die der Kontaktstift
zum Schließen oder öffnen eines Stromkreises der Signalschaltungsanordnung
verwendet werden kann.
Hierdurch kann eine überladung der Filterscheiben auf einfachem,
mechanischem Wege vermieden werden. Die Ausbildung einer maximalen Fxlterkuchenhohe kann für jedes beliebige,
filtrierbare Medium erreicht werden. ♦
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist explosionssicher, da
eine pneumatische Weitergabe der Information über beliebig große Distanzen erfolgen kann.
Statt eines üblichen mechanischen Kontakts, dessen Kontaktstift 16 durch die Stellschraube 14 betätigbar ist, kann auch
ein magnetisch betätigbarer Schutzgaskontakt verwendet werden, der durch einen mit der Lippe 20 oder der Stellschraube 14 verbundenen
Magneten betätigt wird.
Druck- bzw. Kraftmeßdosen sind als mechanisch-elektrische Meßwertwandler
bekannt. Sie weisen ein verschiebliches Teil auf, auf das die zu ermittelnde Kraft bzw. Druck wirkt.
Ansprüche
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Claims (6)
1. Vorrichtung zur Überwachung der Schichtdicke des sich
auf einem Filterelement innerhalb des Filterbehälters eines Scheibenfilters, insbesondere Zentrifugalreinigungsfilters,
bildenden Filterkuchens, dadurch gekennzeichnet , daß im Abstand zulässiger Schichtdicke oberhalb des Filterelements (4) eine Meßplatte (9) auf das Filterelement (4)
hin auslenkbar gehaltert ist, deren Auslenkung über verschwenkbare
Bauteile (10, 11, 14, 20) auf einen außerhalb des Filterbehälters vorgesehenen Kontakt (16) in einer Signalschaltungsanordnung
übertragbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie an einem Gegenflansch (8) befestigt
ist, der an einem in der Filterbehälterwand (1) in Höhe eines Filterelements (4) vorgesehenen Behälterflansch (7) anbringbar
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktstift (16) in einem
Kontaktgehäuse (15) vorgesehen ist, das auf der Außenseite des Gegenflansphes (8) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile zur Auslenkungsübertragung
der Meßplatte (9) eine Stellschraube (14) umfassen, welche auf den Kontaktstift (16) wirkt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Stellschraube (14) über
den Kontaktstift (16) auf einen pneumatischen Kontakt wirkt.
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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß die Meßplatte (9) als Druckmeßdose ausgebildet ist.
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AO
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