DE3536624A1 - Method and device for controlling the discharge of solid material or thick matter from a separator - Google Patents

Method and device for controlling the discharge of solid material or thick matter from a separator

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DE3536624A1 DE19853536624 DE3536624A DE3536624A1 DE 3536624 A1 DE3536624 A1 DE 3536624A1 DE 19853536624 DE19853536624 DE 19853536624 DE 3536624 A DE3536624 A DE 3536624A DE 3536624 A1 DE3536624 A1 DE 3536624A1
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Abstract

The discharge of solid material or thick matter from a separator is controlled in a manner known per se with the aid of a sensor fluid or even by means of photoelectric barriers. This method of controlling the discharge of solid material or thick matter from the separator is, however, associated with a relatively high constructional outlay and cannot be used for sludges with a relatively low solid-material or thick-matter content or for viscous substances or pasty sludges, since the small differences in consistency between the fluid and sludge phases cannot be detected by these known measuring devices. However, according to the invention, the discharge of solid material or thick matter from a separator can be controlled to an optimum degree irrespective of the consistency of the sludge in that the viscosity or density of the solid material or thick matter discharged from the separator is measured and the solid material or thick matter is discharged at short, variable time intervals and/or in variable amounts as a function of the respectively determined measured value. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator in Abhängigkeit des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes.The invention relates to methods and a Device for controlling the solids or Thick matter discharge from a separator depending on the separated from the liquid phase in the separator Solid or thick matter.

Zur Steuerung des Feststoffaustrages aus einem Separator ist es aus dem Sonderdruck "Chemie Ingenieur Technik," 47, Jahrgang, Heft 1, 1975 bekannt, eine Fühlerflüssigkeit in den Separator einzubringen, mit deren Hilfe die im Separator von der flüssigen Phase abgetrennte Feststoffmenge abgetastet wird. Ein Teilstrom der Fühlerflüssigkeit wird hierbei über einen Durchflußwächter nach außen aus dem Separator abgeführt. Wenn nun im Separator die von der flüssigen Phase abgetrennte Feststoffmenge ein bestimmtes Niveau erreicht hat und den Abfluß der Fühlerflüssigkeit stoppt, wird der Durchlauf durch den Durchflußwächter unterbrochen und dadurch von einem Magnetscheider ein Impuls zu einem Steuergerät gegeben, das die Entleerungsvorgänge auslöst. Nachteilig bei dieser bekannten Schlammniveaumessung im Separator mit Hilfe einer Fühlerflüssigkeit ist jedoch, daß das Schlammniveau bei Schlämmen, insbesondere pastösen Schlämmen, deren Viskosität- oder Dichtenunterschiede zwischen der flüssigen und der schlammigen Phase (Dickstoff) nur sehr gering sind, von der Fühlerflüssigkeitsmeßeinrichtung nicht erfaßt wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Steuerung des Feststoffaustrages aus einem Separator mit Hilfe einer Fühlerflüssigkeit besteht darin, daß die Fühlerflüssigkeit hinsichtlich Viskosität oder Dichte genau an die Viskosität oder Dichte des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes angepaßt werden muß, um Fehlmessungen und die damit verbundenen Fehlausträge von Feststoffen oder Dickstoffen aus dem Separator zu vermeiden. Dies ist jeoch mit einem erhöhten Material-, Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.To control the solids discharge from a separator is it from the special print "Chemistry Engineer Technology," 47, Volume 1, 1975 known, a sensor fluid in bring the separator, with the help of the Separator separated from the liquid phase Solid amount is sampled. A partial flow of Sensor fluid is fed through a flow monitor discharged from the outside of the separator. If now in Separator that separated from the liquid phase Amount of solids has reached a certain level and the The flow of the sensor liquid stops, the run becomes interrupted by the flow switch and thereby by a pulse to a control unit given that triggers the emptying processes. Disadvantageous with this known sludge level measurement in the separator The help of a sensor fluid, however, is that Sludge level in sludge, especially pasty  Slurries, their viscosity or density differences between the liquid and the muddy phase (thick matter) are very small of which Sensor liquid measuring device is not detected. A Another disadvantage of this known control of the Solids discharge from a separator using a Sensor fluid is that the sensor fluid with regard to viscosity or density exactly to the viscosity or density of the liquid phase in the separator separated solid or thick matter must be adapted to incorrect measurements and thus associated incorrect discharge of solids or thick matter to avoid from the separator. However, this is with one increased material, labor and cost associated.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den Feststoff- oder Dickstoffaustrag aus einem Separator so zu steuern, daß bei optimaler Füllung des Feststoffraumes im Separator mit Dickstoffen oder Sedimenten, die aus dem Separator ausgetragene Dickstoff- bzw. Feststoffmenge der im Aufgabegut befindlichen Dickstoff- oder Feststoffmenge entspricht.The object of the invention is therefore that Solid or thick matter discharge from a separator control that with optimal filling of the solid space in Separator with thick matter or sediments that come from the Separator discharged thick or solid amount of amount of thick matter or solid matter in the feed corresponds.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Viskosität oder die Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes gemessen und in Abhängigkeit des jeweils ermittelten Meßwertes der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen erfolgt.Auf diese Weise kann sehr vorteilhaft jede Änderung des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes hinsichtlich Viskosität oder Dichte sofort erfaßt und in Abhängigkeit davon der Feststoff- oder Dickstoffaustrag ohne nennenswerte Zeitverzögerung so gesteuert werden, daß bei Aufrechterhaltung eines für den Trennprozeß günstigen Trennvolumens im Separator ein gleichmäßiger Austrag von optimal konzentrierten Feststoffen oder Dickstoffen aus dem Separator erreicht wird. Fehlausträge werden hierdurch praktisch vermieden, und der Separator kann mit optimalem Füllungsgrad und optimalem Trenneffekt betrieben werden.This object is achieved in that the viscosity or the density of the solid discharged from the separator or thick matter measured and depending on each determined measured value of the solid or thick matter discharge in short, variable time intervals and / or variable Quantities. This way each can be very beneficial Change in the separator from the liquid phase separated solid or thick matter with regard Viscosity or density immediately recorded and dependent of which the solid or thick matter discharge without significant time delay can be controlled so that at Maintaining a favorable one for the separation process  Separation volume in the separator a uniform discharge of optimally concentrated solids or thick matter from the Separator is reached. This will result in incorrect entries practically avoided, and the separator can be used with optimal Fill level and optimal separation effect can be operated.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erfolgt der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in Zeitintervallen von einer Sekunde oder Bruchteilen von Sekunden. Den Feststoff oder Dickstoff in Bruchteilen von Sekunden auszutragen, ermöglicht jedoch nur ein Separator, wie er in der deutschen Offenlegungsschrift 30 09 669 beschrieben und dargestellt ist. Denn bei diesem vorbekannten Separator wird sowohl der Zufluß des Druckmediums in die Druckkammer als auch der Abfluß des Druckmediums aus der Druckkammer und damit der Schließ- und Öffnungsvorgang des Ringschiebers von außen gesteuert. Auf diese Weise kann das Öffnen und Schließen der Auslaßöffnung bzw. des Ringspaltes in äußerst kurzer Zeit (< 0,1 sec) bewerkstelligt werden. Der Feststoffaustrag aus dem Separator kann auf diese Weise in Abhängigkeit der Viskosität oder der Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes den jeweils zu entwässerten Schlämmen hinsichtlich Füllungsgrad und Trenneffekt optimal angepaßt werden.In an advantageous development of the invention, the Solid or thick matter discharge in time intervals of a second or a fraction of a second. The solid or discharge thick matter in fractions of a second, However, only a separator such as that in the German published application 30 09 669 and is shown. Because with this known separator both the inflow of the pressure medium into the pressure chamber as well as the discharge of the pressure medium from the pressure chamber and thus the closing and opening process of the Ring slide controlled from the outside. That way it can Opening and closing the outlet opening or the annular gap can be accomplished in an extremely short time (<0.1 sec). The solids discharge from the separator can be done in this way depending on the viscosity or the density of the Separator discharged solid or thick matter in each case to dewatered sludges with regard to the degree of filling and separation effect can be optimally adjusted.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further details, advantages and features of the invention result from the following explanation of in the Drawings shown schematically Embodiments. Show it:

Fig. 1 einen Separator mit feststoff- oder dickstoffaustragsseitig angeordneter Viskosität oder Dichtemeß- und Steuereinrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a separator having a solid or dickstoffaustragsseitig disposed viscosity or density measurement and control device according to the invention,

Fig. 2 einen Separator mit einer Viskositäts-Meßeinrichtung im Überlauf gemäß der Erfindung, Fig. 2 shows a separator having a viscosity-measuring device in the overflow according to the invention,

Wie Fig. 1 zeigt, ist an einen Separater 1 mit konischem Gehäuse 2 feststoff- oder dickstoffaustragsseitig ein Kanal 3 angeschlossen, der in einen Behälter 4 mündet, welcher als Luftabscheider dient. Dem Behälter 4 ist ein weiterer Behälter 5 nachgeschaltet, der seitlich in der Wandung mit einer Überlauföffnung 6 versehen ist. Der Behälter 5 ist seinerseits in einem verhältnismäßig groß ausgebildeten Festoff- oder Dickstoffaufnahmebehälter 7 angeordnet, aus dem der Feststoff bzw. der entwässerte Dickstoff über eine Leitung 8 mit Pumpe 9 nach außen abgeführt wird. Am Boden des Behälters 5 ist eine Leitung 10 mit Pumpe 11 angeschlossen, die über eine als Sensor 12 ausgebildete Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung führt und von oben in den Behälter 4 mündet. Der Sensor 12 steht über einen Umformer 13 mit Sollwertgeber mit einer elektrohydraulischen Steuereinrichtung 14 in Verbindung, die ihrerseits über eine Hydraulikleitung 15 an den Separator 1 angeschlossen ist.As shown in FIG. 1, a channel 3 is connected to a separator 1 with a conical housing 2 on the solid or thick material discharge side, which channel opens into a container 4 , which serves as an air separator. The container 4 is followed by another container 5 , which is provided laterally in the wall with an overflow opening 6 . The container 5 is in turn arranged in a relatively large solid or thick material receiving container 7 , from which the solid or the dewatered thick material is discharged to the outside via a line 8 with a pump 9 . At the bottom of the container 5 , a line 10 with a pump 11 is connected, which leads via a viscosity or density measuring device designed as a sensor 12 and opens into the container 4 from above. The sensor 12 is connected via a converter 13 with a setpoint device to an electrohydraulic control device 14 , which in turn is connected to the separator 1 via a hydraulic line 15 .

Im Betrieb dieses Separators wird der bei der Teilentleerung ausgeworfene Feststoff oder Dickstoff im Gehäuse 2 aufgefangen und gelangt von dort über den Kanal 3 und Luftabscheider 4 in den darunter befindlichen Behälter 5. Vom Behälter 5 fließt ein Teil durch die Öffnung 6 in den Behälter 7, von wo er über die Leitung 8 mit Hilfe der Pumpe 9 kontinuierlich abgezogen wird.In the operation of this separator, the solid or thick material ejected during partial emptying is collected in the housing 2 and from there passes via the channel 3 and air separator 4 into the container 5 located underneath. A part of the container 5 flows through the opening 6 into the container 7 , from where it is continuously drawn off via the line 8 with the aid of the pump 9 .

Der Behälter 5 befindliche Feststoff oder Dickstoff wird mit Hilfe der Umwälzpumpe 11 über die Leitung 10, Sensor 12 und Luftabscheider 4 dem Behälter 5 im Kreislauf zurückgeführt. Vom Sensor 12 wird die Viskosität oder die Dichte dieses aus dem Separator 1 ausgetragenen und im Kreislauf geführten Feststoffes bzw. Schlammes gemessen und der jeweils ermittelte Meßwert dem Umformer 13 mit Sollwertgeber zugeführt und in Signale umgeformt. Die im Umformer 13 in entsprechende Signale umgeformten Meßwerte werden der elektrohydraulischen Steuereinrichtung 14 zugeleitet, die über die an den Separator 1 angeschlossene Hydraulikleitung 15 nach einem rechnergesteuerten Programm die Teilentleerung des Separators bewirkt. In Abhängigkeit der jeweils vom Sensor 12 ermittelten Meßwerte erfolgt der Feststoff- oder Dickstoffaustrag bzw. die Teilentleerung in sehr kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen. Der Feststoff- oder Schlammaustrag wird bei steigender Viskosität oder Dichte des ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes erhöht und bei fallender Viskosität oder Dichte erniedrigt und auf diese Weise automatisch geändert bzw. an den jeweils vorgegebenen Sollwert angepaßt, dem ein bestimmtes Schlammvolumen im Separator entspricht.The container 5 situated solid or thick material is with the aid of the circulating pump 11 via the conduit 10, sensor 12 and air separator 4 is returned to the container 5 in the circulation. The viscosity or the density of this solid or sludge discharged from the separator 1 and circulated is measured by the sensor 12 and the measured value determined in each case is fed to the converter 13 with setpoint generator and converted into signals. The measured values converted into corresponding signals in the converter 13 are fed to the electrohydraulic control device 14 , which causes the separator to be partially emptied via the hydraulic line 15 connected to the separator 1 in accordance with a computer-controlled program. Depending on the measured values determined by the sensor 12 , the solids or thick matter discharge or partial emptying takes place in very short, variable time intervals and / or variable amounts. The solids or sludge discharge is increased with increasing viscosity or density of the discharged solid or thick matter and decreased with decreasing viscosity or density and in this way is automatically changed or adapted to the respectively specified target value to which a certain sludge volume in the separator corresponds.

Als Sensor kann ggfs. auch sehr vorteilhaft ein Druckmeßgerät - insbesondere ein Manometer - verwendet werden, da sich je nach Änderung der Viskosität oder Dichte des Feststoffes oder Schlammes auch der Druck in der Umwälzleitung 10 entsprechend ändert und diese Druckänderung vom Manometer erfaßt und in vorbeschriebener Weise zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus dem Separator benutzt werden kann.A pressure measuring device - in particular a manometer - can optionally also be used very advantageously as a sensor, since depending on the change in the viscosity or density of the solid or sludge, the pressure in the circulation line 10 also changes accordingly and this pressure change is detected by the manometer and in the manner described above can be used to control the discharge of solids or thick matter from the separator.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Separator wird mit Hilfe eines an der Überlauföffnung 6 des Behälters 5 angeordneten Fühlers 16 festgestellt, ob bei Beginn des Teilentleerungsintervalles Feststoff oder Schlamm aus dem Separator über den Luftabscheider 4 und Behälter 5 in den Auffangbehälter 7 ausgetragen wird. Beim Kontakt mit dem austretenden Feststoff oder Schlamm aus dem Behälter 5 wird vom Fühler 16 über den Umformer 13 ein Signal in die elektrohydraulische Steuereinrichtung 14 abgegeben. Sollte beim Beginn des Teilentleerungsintervalles kein Schlamm oder Feststoff ausgetragen werden, so folgen rasch hintereinander weitere Teilentleerungen, bis der Schlamm- oder Feststoffaustritt aus dem Behälter 5 vom Fühler 16 wahrgenommen wird. Dann beginnt der Zeitabschnitt für einen neuen Teilentleerungsintervall. Die Steuerung des Feststoff- oder Schlammaustrages aus dem Separator 1 erfolgt im übrigen in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Separator. Eine noch weitergehende Optimierung des Feststoff- oder Schlammaustrages aus dem Separator kann durch ein besonderes Steuerprogramm erreicht werden, wobei als Einflußgröße die Anzahl der jeweiligen Teilentleerungen erfaßt werden und beispielsweise folgendermaßen abläuft:In the separator shown in FIG. 2, a sensor 16 arranged at the overflow opening 6 of the container 5 is used to determine whether solid or sludge is discharged from the separator via the air separator 4 and container 5 into the collecting container 7 at the beginning of the partial emptying interval. Upon contact with the escaping solid or sludge from the container 5 , a signal is emitted by the sensor 16 via the converter 13 into the electro-hydraulic control device 14 . If no sludge or solid is discharged at the beginning of the partial emptying interval, further partial empties follow in quick succession until the sludge or solid escaping from the container 5 is sensed by the sensor 16 . Then the period begins for a new partial emptying interval. The solids or sludge discharge from the separator 1 is otherwise controlled in the same way as in the separator shown in FIG. 1. A further control of the solids or sludge discharge from the separator can be achieved by a special control program, whereby the number of the respective partial empties is recorded as an influencing variable and proceeds, for example, as follows:

  • A) Eine nur 2 oder 3malige Teilentleerung pro Zeiteinheit bedeutet, daß das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator zu gering und damit der Schlamm- oder Feststoffaustrag zu dünn ist. Für das Steuersystem gemäß der Erfindung bedeutet dies, den Teilentleerungszeitintervall zu verlängern und/oder die Teilentleerungsmenge zu verringern.A) A partial emptying only 2 or 3 times per unit of time means that the volume of sludge or solids in Separator too small and therefore the sludge or Solid discharge is too thin. For the tax system according to the invention this means that To extend the partial emptying time interval and / or the To reduce partial emptying.
  • B) Bei 4 bis 6maligen Teilentleerungen pro Zeiteinheit nimmt das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator das optimale Niveau ein. Der Schlamm- oder Feststoffaustrag hat somit die gewünschte Konsistenz. In diesem Fall bedarf es keiner Veränderung des Teilentleerungszeitintervalles oder der Teilentleerungsmenge. B) With 4 to 6 partial empties per time unit takes the sludge or solids volume in the separator the optimal level. The mud or Solids discharge has the desired consistency. In this case no change of the Partial emptying time interval or Partial emptying quantity.  
  • C) Bei beispielsweise 7-10 Teilentleerungen pro Zeiteinheit ist das Schlamm- oder Feststoffvolumen im Separator zu groß und somit der Schlamm- oder Feststoffaustrag zu dick. Dies bedeutet für das erfindungsgemäße Steuerungssystem eine Verkürzung des Teilentleerungszeitintervalles und/oder eine entsprechende Vergrößerung der Teilentleerungsmenge.C) For example, 7-10 partial empties per Unit of time is the volume of sludge or solids in Separator too big and therefore the sludge or Solid discharge too thick. This means for that control system according to the invention a shortening of Partial emptying time interval and / or one corresponding increase in the partial emptying amount.

Abgesehen von diesen vorhin angeführten erfindungsgemäßen Meß- und Steuermöglichkeiten kann sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung gemäß der Erfindung beliebig variiert und stufenlos auch während des laufenden Betriebes an wechselnde Verhältnisse sehr leicht und vor allem schnell und optimal angepaßt werden. So ermöglicht die erfindungsgemäße Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator u. a. auch eine Einflußnahme auf die Zulaufmenge in den Separator und den Klärwirkungsgrad im Separator.Apart from these previously mentioned invention Measurement and control options can both the method and the device according to the invention also varies as desired and continuously even during ongoing operation changing conditions very easily and above all quickly and be optimally adapted. So the control of the solid or Thick matter discharge from a separator u. a. also one Influencing the feed quantity in the separator and Clarification efficiency in the separator.

Claims (6)

1. Verfahren zur Steuerung des Feststoff- oder Dickstoffaustrages aus einem Separator in Abhängigkeit des im Separator von der flüssigen Phase abgetrennten Feststoffes oder Dickstoffes, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität oder die Dichte des aus dem Separator ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes gemessen und in Abhängigkeit des jeweils ermittelten Meßwertes der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in kurzen, variablen Zeitintervallen und/oder variablen Mengen erfolgt.1. A method for controlling the discharge of solids or thick matter from a separator as a function of the solid or thick matter separated from the liquid phase in the separator, characterized in that the viscosity or density of the solid or thick matter discharged from the separator is measured and as a function of the respective determined measured value of the solid or thick matter discharge in short, variable time intervals and / or variable amounts. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff- oder Dickstoffaustrag bei steigender Viskosität oder Dichte des ausgetragenen Feststoffes oder Dickstoffes erhöht und bei fallender Viskosität oder Dichte erniedrigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the solids or thick matter discharge with increasing Viscosity or density of the discharged solid or thick matter increases and with decreasing viscosity or density is lowered. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff- oder Dickstoffaustrag in Zeitintervallen von einer Sekunde oder Bruchteilen von Sekunden erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the solid or Thick matter discharge in one second intervals or fractions of a second. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Separator (1), an dem feststoff- oder dickstoffaustragsseitig eine Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung (12, 16) angeordnet ist, die über einen Umformer (13) mit Sollwertgeber mit einer elektro-hydraulischen Steuereinrichtung (14) zum Öffnen- und Schließen der Austragsöffnung für den Feststoff oder Dickstoff, insbesondere des Ringspaltes, am Separator (1) in Verbindung steht.4. An apparatus for performing the method according to claims 1 to 3, characterized by a separator ( 1 ), on the solids or thick material discharge side, a viscosity or density measuring device ( 12 , 16 ) is arranged, which has a transducer ( 13 ) with setpoint generator is connected to the separator ( 1 ) by an electro-hydraulic control device ( 14 ) for opening and closing the discharge opening for the solid or thick matter, in particular the annular gap. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Viskosität- oder Dichtemeßeinrichtung ein Sensor (12) vorgesehen ist.5. The device according to claim 4, characterized in that a sensor ( 12 ) is provided as a viscosity or density measuring device. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein feststoff- oder dickstoffaustragsseitig angeordnetes Druckmeßgerät, insbesondere Manometer.6. The device according to claim 4, characterized by a arranged on the solid or thick matter discharge side Pressure measuring device, in particular pressure gauges.
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