DE3726227C2

DE3726227C2 -

Info

Publication number: DE3726227C2
Application number: DE3726227A
Authority: DE
Inventors: Peter 8000 Muenchen De Sedlmayer
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Krauss Maffei Process Technology AG
Priority date: 1987-08-07
Filing date: 1987-08-07
Publication date: 1991-03-14
Also published as: EP0302464A3; JPS6467270A; EP0302464A2; ES2026607T3; US4900453A; DE3726227A1; EP0302464B1; JP2540358B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern einer Filterzentrifuge gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 9.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 25 25 232 A1 bekannt, bei der die Schichthöhe des Zentrifugeninhalts mittels eines Fühlerarms abgegriffen wird. Mit dieser Vorrichtung kann eine Aussage über die jeweilige Beschaffenheit des Zentrifugeninhalts nicht erzielt werden. Es ist somit nicht festzustellen, ob die Oberfläche der in der rotierenden Siebtrommel befindlichen Schicht aus Suspension, Waschflüssigkeit oder Feststoffen besteht.

Aus der SU 3 02 138 ist es bereits bekannt die Schichthöhe der Zentrifugenfüllung mit einem Fühlerarm zu messen, wobei dieser an seiner Kontaktfläche eine mit einem Unterdruckmeßgerät in Verbindung stehende Öffnung aufweist und wobei der sich jeweils einstellende Unterdruck eine Aussage über die Beschaffenheit der Oberfläche der Zentrifugenfüllung ergibt. Da sich die Öffnung oder die hiervon bis zum Unterdruckmeßgerät führende Unterdruckleitung aufgrund des starken Suspensions-Sprühnebels im Trommelinnenraum leicht mit Verunreinigungen zusetzen kann, lassen sich dann verläßliche Meßwerte über die Beschaffenheit der Füllungsoberfläche nicht erzie len.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit der unter Gewährleistung verläßlicher Meßwerte zu jedem Betriebszeitpunkt die jeweilige Beschaffenheit der Oberfläche des Zentrifugeninhalts bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 oder des Patentanspruchs 9 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Mit der Kombination der vom Meßfühler und der vom Drehwinkelgeber zeitgleich erhaltenen Werte über die Beschaffenheit und die Schichthöhe der Zentrifugenfüllung kann die Fest-Flüssig-Trennung in Filterzentrifugen für jedes gewünschte Betriebsergebnis optimiert werden.

Für eine derartige, auf ein bestimmtes Betriebsergebnis optimierte Steuerung einer Filterzentrifuge ist es von entscheidender Bedeutung, daß der Zeitpunkt, in dem die Suspensionsflüssigkeit in den bereits abfiltrierten Feststoffkuchen eindringt bzw. in dem die Oberfläche des Suspensionsflüssigkeit im Feststoffkuchen verschwindet, exakt bestimmbar ist. Dieser mit Eintauchpunkt (F_E) bezeichnete Zeitpunkt macht sich bei einem aus einem Thermoelement bestehenden Meßfühler in einem besonders deutlichen Temperatursprung bemerkbar, da im Vergleich zur Suspensionsflüssigkeit beim Reibungskontakt mit der Feststoffkuchen-Oberfläche eine wesentlich höhere Reibungswärme erzeugt wird.

Es ermöglicht sich somit eine variable, selbst einstellbare Zykluszeit mit präzisem Endzeitpunkt (im hier gegebenen Fall der Eintauchpunkt F_E), worauf nachfolgende Schritte mit gleichgeartet präzisem Zeitablauf nachgeschaltet werden können. Danach können sich bei Einstellen des Eintauchpunktes F_E in mehrmaliger Abfolge weitere Füllvorgänge mit Suspension anschließen bis der Filterkuchen in Bezug auf die Bordkante der Siebtrommel eine Schichtdicke erreicht hat, bei der noch genügend Raum für die Beaufschlagung des Feststoffkuchens mit Waschmedium in einem oder mehreren Zyklen gegeben ist.

Aufgrund der Tatsache, daß die Filtrationsgeschwindigkeit und das Volumen des Feststoffkuchens gemessen werden kann, ist man darüber hinaus in die Lage versetzt, in Verbindung mit einem Rechner jederzeit die Durchsatzmengen von Suspensionsflüssigkeit, Waschmedium und die verbleibende oder mit der Schälvorrichtung auszutragende Feststoffmenge zu bestimmen. Desgleichen ist jederzeit eine Abfrage der Restfeuchte des Feststoffes möglich.

Nach Bestimmung des Eintauchpunktes F_E nach dem letzten Waschvorgang schließt sich das Trockenschleudern an, bei dem das noch im Feststoffkuchen vorhandene Waschmedium entfernt wird. Diese Phase war bisher Bestandteil einer fest vorgegebenen Zykluszeit ohne Berücksichtigung der durch unterschiedliche Filtrier- und Waschzeiten gegebenen Schwankungen.

Nach der präzisen Erfassung der Filtrierzeit wird die Zeit zum Trockenschleudern vom Rechner nach Maßgabe von Kennlinien bestimmt, in denen empirisch erfaßte Einflußgrößen berücksichtigt sind. Eine derartige Einflußgröße kann in den von Charge zu Charge sich verändernden Filtriereigenschaften der sogenannten Grundschicht gegeben sein, die nach jedem, dem Trockenschleudern nachgeschalteten Schälvorgang auf der Siebfläche verbleibt und die sich zunehmend verdichtet, somit immer undurchlässiger wird und eine dementsprechend immer länger dauernde Trockenschleuderzeit erfordert.

Abgesehen von den vom Rechner über die Kennlinien erzeugten Steuerungsgrößen sind variable und sich selbst einstellende Zykluszeiten möglich, womit eine Zentrifuge mit geringem Aufwand auf jedes gewünschte Betriebsergebnis, wie z. B. geringe Restfeuchte, hohe Filtrationsgeschwindigkeit, geringe Trockenschleuderzeit und dergleichen optimiert werden kann.

Ein Anwen dungs- und Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Teilbereich einer mit einem Fühlerarm ausgestatteten Filterzentrifuge im Schnitt,

Fig. 2 die Schnittansicht gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 den Fühlerarm gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 die Querschnittsdarstellung des Fühlerarms gemäß der Schnitt linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 ein den Temperaturverlauf beim Erreichen des Eintauchpunktes (F_E) repräsentierendes Diagramm.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Siebtrommel 1 deren Trommelinnenraum 2 von einer geschlossenen Trommelwand 3, einem Bordring 4 mit Bordkante 5 und einem Siebmantel 6 umgrenzt wird. Die Siebtrommel 1 rotiert um die Zentrifugenachse 7 und ist von einem Zentrierfugengehäuse 8 umgeben, das mit einem Gehäusedeckel 9 verschlossen ist. Im Gehäusedeckel 9 ist mittels eines Flansches 10 eine Meßeinrichtung 11 befestigt, die einen in den Trommel innenraum 2 ragenden Fühlerarm 12 und einen außerhalb des Zentrifugenge häuses gelegenen Drehwinkelgeber 13 trägt.

Der Fühlerarm 12 besteht aus einem Fühler 14 und einer Fühlerwelle 15. Am freien Ende des Fühlers 14 befindet sich die Kontaktfläche 16 in der einer oder mehrere Meßfühler angeordnet sind, die ein die physikalischen Beschaffenheitswerte der Zentrifugenfüllung repräsentierendes Meßsig nal α erzeugen.

Vom Drehwinkelgeber 13 wird ein die Stellung der Kontaktfläche 16 bzw. ein die Schichtdicke der Zentrifugenfüllung repräsentierendes Meßsignal β erzeugt.

Die Zentrifugenfüllung besteht aus einer Feststoffschicht bzw. einem Feststoffkuchen 17, dessen Schichtdicke (Kuchenhöhe) mit h_k bezeichnet ist. Die Feststoffschicht wird von einer Flüssigkeitsschicht 18 überla gert, die aus Waschflüssigkeit oder aus Filtratflüssigkeit bestehen kann.

Der Fühlerarm 12 ist in Richtung der Pfeile 19 verschwenkbar. Zur Messung wird der Fühlerarm 12 mit geringer Kraft auf die Füllungsober fläche 20 gedrückt, so daß die Kontaktfläche 16 stets in Berührung mit der Füllungsoberfläche 20 bleibt. Der Fühler 14 ist in Bezug auf die Trommeldrehrichtung (Pfeil 21) in geschleppter Stellung angeordnet. Die Achse 22 der Fühlerwelle 15 liegt parallel zur Zentrifugenachse 7.

Die Schnittdarstellung der Meßeinrichtung 11 nach Fig. 3 zeigt den Fühler 14, in dessen Kontaktfläche 16 ein Thermoelement 23 angeordnet ist. Der Fühler 14 ist gemäß Fig. 4 im Querschnitt nach Art einer Messerschneide gestaltet, wobei die der Schneidkante entsprechende Vorderkante 24 des Fühlers 14 entgegen der Drehrichtung (Pfeil 21) der Siebtrommel 1 gerichtet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung und Anordnung des Kontaktbereiches des Fühlers 14 kann der Berührungskon takt mit der Füllungsoberfläche 20 zum einen sichere Meßergebnisse liefern und zum anderen weitestgehend spritzfrei erfolgen

Der Fühler 14 ist mit der Fühlerwelle 15 über eine Steckerverbindung 25 lösbar verbunden, die sowohl mechanische als auch elektrische Kopplungsein richtungen aufweist. Die Fühlerwelle 15 ist schwenkbar gelagert und führt die elektrische Siganalleitung des Thermoelementes 23 nach außen. Mit der Fühlerwelle 15 ist ferner der Drehwinkelgeber 13 verbunden. Die Signalleitungen für das vom Thermoelement 23 erzeugte Meßsignal α und das vom Drehwinkelgeber 13 erzeugte Meßsignal β sind an einen Rechner angeschlossen, der nach Maßgabe eingespeicherter Kennlinien Ausgangssig nale für eine optimale Zentrifugensteuerung liefert.

Das in Fig. 5 dargestellte Diagramm zeigt den vom Thermoelement 23 angezeigten Temperaturverlauf, bei verschiedenen Schwenkstellungen des Fühlerarms 12. Mit T_a ist die Temperatur bei frei in den Zentrifugen raum geschwenktem Fühlerarm, mit T_b die Temperatur bei Kontakt des Fühlerarms mit der Oberfläche 20 Flüssigkeitsschicht 18 und mit T_c die Temperatur bezeichnet, die sich einstellt, wenn die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsschicht 18 in den Feststoffkuchen eingetaucht ist.

Die Punkte F1_E und F_E kennzeichnen dabei exakt den Zeitpunkt, wenn der Temperaturfühler mit der Flüssigkeitsoberfläche in Kontakt kommt und wenn die Flüssigkeit in den Feststoffkuchen eintaucht, wobei durch den Drehwinkelgeber zu jedem Zeitpunkt jeweils ein genauer Wert über die jeweilige Schichthöhe der Zentrifugenfüllung vorliegt.

Claims

1. Vorrichtung zum ergebnisabhängigen Steuern einer Filterzentrifuge nach Maßgabe eines Meßsignals, das von einem Meßfühler erzeugt wird, der an einem Fühlerarm an einer Kontaktfläche angeordnet ist, mit der der Fühlerarm mit der Füllungsoberfläche des Zentrifugeninhalts in Kontakt schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler ein Temperatur meßfühler ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturmeßfühler ein Thermoelement ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (12) mit einer die radiale Position der Kontaktfläche (16) auf der Füllungsoberfläche (20), bzw. die Schicht dicke des Zentrifugeninhalts anzeigenden Meßeinrichtung gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (12) aus einem senkrecht zur Zentrifugenachse (7) angeordneten Fühler (14) und einer parallel zur Zentrifugenachse (7) im Zentrierfugengehäuse (8) drehbar gelagerten Fühlerwelle (15) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (14) mit der Fühlerwelle (15) mittels einer lösbaren Steckerver bindung (25) gekoppelt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerwelle (15) mit einem Drehwinkelgeber (13), beispielsweise einem Drehpotentiometer gekoppelt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerwelle (15) mit einem Stellantrieb gekoppelt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (12) zumindest im Bereich seiner Kontaktfläche (16) im Querschnitt nach Art einer Messerschneide gestaltet ist, wobei die der Schneide entsprechende Vorderkante (24) des Fühlers (14) entgegen der Zentrierfugendrehrichtung (Pfeil 21) gerichtet ist.

9. Vorrichtung zum ergebnisabhängigen Steuern einer Filterzentrifuge nach Maßgabe eines Meßsignals, das von einem Meßfühler erzeugt wird, der an einem Fühlerarm an einer Kontaktfläche angeordnet ist, mit der der Fühlerarm mit der Füllungsoberfläche des Zentrifugeninhalts in Kontakt schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler ein Sensor zur Ermittlung der elektrischen Leitfähigkeit ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (12) mit einer die radiale Position der Kontaktfläche (16) auf der Füllungsoberfläche (20) bzw. die Schichtdicke des Zentrifugeninhalts anzeigenden Meßeinrichtung gekoppelt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlerarm (12) aus einem senkrecht zur Zentrifugenachse (7) angeordneten Fühler (14) und einer parallel zur Zentrifugenachse (7) im Zentrierfugengehäuse (8) drehbar gelagerten Fühlerwelle (15) besteht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (14) mit der Fühlerwelle (15) mittels einer lösbaren Steckerver bindung (25) gekoppelt ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fühlerwelle (15) mit einem Drehwinkelgeber (13), beispielsweise einem Drehpotentiometer gekoppelt ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fühlerwelle (15) mit einem Stellantrieb gekoppelt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß der Fühlerarm (12) zumindest im Bereich seiner Kontakt fläche (16) im Querschnitt nach Art einer Messerschneide gestaltet ist, wobei die der Schneide entsprechende Vorderkante (24) des Fühlers (14) entgegen der Zentrifugendrehrichtung (Pfeil 21) gerichtet ist.