EP2582465A1 - Method and arrangement for scanning the underflow stream of a hydrocyclone - Google Patents

Method and arrangement for scanning the underflow stream of a hydrocyclone

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Publication number
EP2582465A1
EP2582465A1 EP11724616.5A EP11724616A EP2582465A1 EP 2582465 A1 EP2582465 A1 EP 2582465A1 EP 11724616 A EP11724616 A EP 11724616A EP 2582465 A1 EP2582465 A1 EP 2582465A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
underflow
image
hydrocyclone
transmitted light
arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11724616.5A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Georg Fritsch
Peter Kaniut
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AKW Apparate und Verfahren GmbH
Original Assignee
AKW Apparate und Verfahren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by AKW Apparate und Verfahren GmbH filed Critical AKW Apparate und Verfahren GmbH
Publication of EP2582465A1 publication Critical patent/EP2582465A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C5/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex is reversed
    • B04C5/14—Construction of the underflow ducting; Apex constructions; Discharge arrangements ; discharge through sidewall provided with a few slits or perforations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C11/00—Accessories, e.g. safety or control devices, not otherwise provided for, e.g. regulators, valves in inlet or overflow ducting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8405—Application to two-phase or mixed materials, e.g. gas dissolved in liquids
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8411—Application to online plant, process monitoring
    • G01N2021/8416—Application to online plant, process monitoring and process controlling, not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a method for scanning the underflow jet of a hydrocyclone, in particular for controlling the same by detecting the change in the beam on the coarse grain discharge by optical means according to the preamble of claim 1 and an arrangement for
  • Hydrocyclones are both in the treatment of mineral resources and increasingly in environmental technology, eg. For example
  • Soil washing as the preferred classifying apparatus for separation grain sizes in the range of 10 ⁇ to 100 ⁇ in use.
  • the aim of each classification is the selective separation, z. B. a contaminated
  • Fine grain from the washed coarse grain of the soil Fine grain from the washed coarse grain of the soil.
  • the coarse product of hydrocyclones is the so-called
  • probes used must be adapted to rough hydrocyclone operation in industrial applications.
  • the detected envelope in the lower reaches is used as an indicator of the state of the hydrocyclone control technology.
  • the solution according to DE 100 27976 C2 is based on the basic idea of arranging the actual measuring probe in a housing, wherein the housing is open on its side facing the beam, but is closed off by a flexible membrane, in particular in the form of a cap. This membrane is then when hitting the underflow jet
  • the beam is imaged onto an optoelectronic recording device, in particular a camera, by means of a transmitted-light illumination device, whereby changes in the optical transparency of the beam can be determined.
  • Image recording device the changing, radiation-induced shading of the lighting device, d. H. determine the size of the shaded area in the selected image detail. From this, even smaller changes in the beam angle can be detected, without the need for additional equipment expenditure in terms of a plurality of discrete mechanical sensors or multiple light barrier systems.
  • the shading determination is supplemented or replaced by the achievement of a maximum or no longer increasing beam angle by the aforementioned turbidity or transparency measurement.
  • the transmitted light illumination device in terms of illuminance and / or
  • Shading or transparency or turbidity measurement are activated.
  • the temporal behavior of the recorded optical signals can be evaluated.
  • a calibration and / or learning step can also be carried out and the typical signal behavior for the respective hydrocyclone stored and used for comparison purposes.
  • Image recording device based on the aforementioned intersection, soiling is avoided or reduced to a minimum.
  • Turbidity can be determined with high resolution.
  • the transmitted-light illumination device has an optic around which
  • Image recording device can be selected and evaluated in a reproducible manner, a subregion of the underflow beam.
  • the image recording device determines the color value of the illuminated underflow beam in order to gain additional knowledge about the mode of operation and the behavior of the hydrocyclone depending on the task and the degree of classification achieved.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the invention
  • Figure 2 typical exemplary beam angle
  • Hydrozyklonaustrag 2 results.
  • the jet pattern shown in FIG. 1 is characterized by a slight screen discharge.
  • Headlamps generate radiation in the direction of the Hydrozyklonaustrages 2, which partially penetrates the local material discharge.
  • both the transparency in the Hydrozyklonaustrag 2 and the changing beam angle can be detected by a ray-related shading.
  • the possible optical states occurring in this case are greatly simplified in the figures according to FIG. 2, numbered consecutively with 1 to 5 and decreasing solids content from 1 to 5.
  • a hydrocyclone control can also be carried out in the range of low solids concentrations.
  • the implemented monitoring requires only a small technical effort. Both the image capture device and the light sources used are readily available. The measurements carried out are less susceptible to interference, since the components image recording device and illumination device at a sufficient distance from
  • Hydrozyklonaustrag are installable, so that contamination by jet spatter is avoidable.

Abstract

The invention relates to a method for scanning the underflow stream of a hydrocyclone, in particular for regulating said underflow stream by detecting the stream change at the coarse grain discharge using optical means. According to the invention, the stream is imaged on an optoelectronic image-receiving device, in particular a camera by means of a transmitted-light illuminating device. In this manner, changes in the optical transparency of the stream and/or a changing stream angle are ascertained.

Description

Verfahren und Anordnung zum Abtasten des Unterlaufstrahles eines Hydrozyklons  Method and arrangement for scanning the underflow jet of a hydrocyclone
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten des Unterlaufstrahles eines Hydrozyklons, insbesondere zur Regelung desselben durch Erfassen der Strahlveränderung am Grobkornaustrag durch optische Mittel gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung zur The invention relates to a method for scanning the underflow jet of a hydrocyclone, in particular for controlling the same by detecting the change in the beam on the coarse grain discharge by optical means according to the preamble of claim 1 and an arrangement for
Durchführung eines derartigen Verfahrens. Implementation of such a method.
Hydrozyklone sind sowohl bei der Aufbereitung mineralischer Rohstoffe als auch im zunehmenden Maß in der Umwelttechnik, z. B. beim Hydrocyclones are both in the treatment of mineral resources and increasingly in environmental technology, eg. For example
Bodenwaschen als bevorzugte Klassierapparate für Trennkorngrößen im Bereich von 10 μιτι bis 100 μιτι im Einsatz. Ziel der jeweiligen Klassierung ist dabei die trennscharfe Abtrennung, z. B. eines kontaminierten Soil washing as the preferred classifying apparatus for separation grain sizes in the range of 10 μιτι to 100 μιτι in use. The aim of each classification is the selective separation, z. B. a contaminated
Feinkorns vom gewaschenen Grobkorn des Bodens. Fine grain from the washed coarse grain of the soil.
Das Grobprodukt von Hydrozyklonen wird durch die sogenannte The coarse product of hydrocyclones is the so-called
Unterlaufdüse am unteren Ende des Hydrozyklons ausgetragen. Dabei bildet sich ein Austragsstrahl aus, dessen Form vom Betriebszustand des Hydrozyklons abhängt. Es wird hier zwischen Strangaustrag und Underflow nozzle at the bottom of the hydrocyclone discharged. In this case, a Austragsstrahl forms, the shape of which depends on the operating state of the hydrocyclone. It is here between strand discharge and
Schirmaustrag unterschieden. Für eine effektive Prozesssteuerung des Hydrozyklons ist dabei ein Abtasten des Auslaufstrahles erforderlich. Bei dieser Abtastung müssen verschiedene Voraussetzungen erfüllt werden. Zum einen muss die beginnende Ausbreitung des Strahls, d. h. der Screen discharge distinguished. For an effective process control of the hydrocyclone while a scanning of the discharge jet is required. In this scan, various requirements must be met. First, the incipient propagation of the beam, i. H. of the
Übergang vom Strang- zum Schirmaustrag sicher selektiert werden. Zum anderen müssen eingesetzte Sonden dem rauhen Hydrozyklonbetrieb beim Industrieeinsatz angepasst sein. Transition from strand to screen discharge safely selected. On the other hand, probes used must be adapted to rough hydrocyclone operation in industrial applications.
Aus der DE 199 63 284 AI ist eine Anordnung zur Regelung des Betriebs eines Hydrozyklons oder einer Hydrozyklonanordnung vorbekannt, bei der die Form des Austragsstrahls im Unterlauf mindestens eines Hydrozyklons mit Hilfe einer Sonde erfasst und das Sondensignal einem vorhandenen Regelventil in der Oberlaufleitung des Hydrozyklons für die Verstellung des Volumensplits zugeführt wird. Die dortige Sonde ist in der Lage, den Umschlag der Austragsform des Unterlaufstroms von Strang zu Schirm zu erfassen. From DE 199 63 284 AI an arrangement for controlling the operation of a hydrocyclone or a hydrocyclone arrangement is already known, in which detects the shape of the Austragsstrahls in the lower reaches of at least one hydrocyclone using a probe and the probe signal an existing control valve in the headwater line of the hydrocyclone for the Adjustment of the volume split is supplied. The local probe is able to Envelope of the discharge form of the underflow stream from strand to screen to capture.
Dabei wird der erkannte Umschlag im Unterlauf als Indikator für den Zustand des Hydrozyklons regelungstechnisch genutzt. Solange im In this case, the detected envelope in the lower reaches is used as an indicator of the state of the hydrocyclone control technology. As long as im
Unterlauf des Hydrozyklons die Strangform beobachtet werden kann, ist Sediment im Konus gespeichert, was einen hohen Feststoffgehalt bzw. einen hohen Eindickungsgrad im Unterlauf bedeutet, aber auch einen zumindest partiellen Fehlaustrag von grobkörnigem Gut im Oberlauf nach sich zieht. Im Falle des Schirmaustrages ist nahezu kein Sediment mehr im Hydrozyklonkonus enthalten, so dass ein maximaler Feststoffaustrag gewährleistet wird. Bezüglich der einzusetzenden Messsonde wird nach DE 199 63 284 AI auf eine Berührungssonde verwiesen. Underflow of the hydrocyclone, the strand shape can be observed, sediment is stored in the cone, which means a high solids content or a high degree of thickening in the lower reaches, but also at least a partial Fehlaustrag of coarse-grained Good pulls in the upper reaches. In the case of Schirmaustrages almost no sediment is contained in the hydrocyclone cone, so that a maximum solids discharge is guaranteed. With regard to the probe to be used, reference is made to DE 199 63 284 A1 for a contact probe.
Als Alternative wurde in der DE 100 27976 C2 die Abtastung des As an alternative, in DE 100 27976 C2 the scanning of the
Suspensionsstrahls mit Hilfe der an sich bekannten Lichtschrankentechnik erwähnt. Hierbei wird eine Verschmutzung von Lichtquelle bzw. Suspension jet mentioned with the aid of the known light barrier technology. This is a pollution of light source or
Lichtempfänger dadurch verhindert, dass diese Einrichtungen im Light receiver thereby prevents these devices in the
ausreichenden großen Abstand vom Suspensionsstrahl positioniert werden. be positioned sufficiently large distance from the suspension jet.
Die Lösung nach DE 100 27976 C2 geht von dem Grundgedanken aus, die eigentliche Messsonde in einem Gehäuse anzuordnen, wobei das Gehäuse an seiner zum Strahl gerichteten Seite an sich offen ist, jedoch durch eine flexible Membran, insbesondere in Form einer Kappe, abgeschlossen wird. Diese Membran ist dann beim Auftreffen des Unterlaufstrahls einer The solution according to DE 100 27976 C2 is based on the basic idea of arranging the actual measuring probe in a housing, wherein the housing is open on its side facing the beam, but is closed off by a flexible membrane, in particular in the form of a cap. This membrane is then when hitting the underflow jet
Verformung unterworfen, die wiederum vom im Gehäuseinneren geschützt angeordneten Sensor selektierbar ist. Demnach berührt der Subjected to deformation, which in turn is selectable by the inside protected sensor arranged inside the housing. Accordingly, the touches
Suspensionsstrahl zwar die Membran, nicht jedoch die im Inneren des Gehäuses befindliche Sensorik, so dass Messwertverfälschungen auf ein Minimum reduziert werden können. Suspension jet, although the membrane, but not the inside of the housing located sensors, so that Meßwertverfälschungen can be reduced to a minimum.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass dann, wenn ein maximaler Strahlwinkel vorliegt, sich dieser bei weiterer Verdünnung der Aufgabesuspension kaum noch verändert. Aufgrund dieser Tatsache versagt bei geringen Feststoffgehalten in der Aufgabe die an sich bekannte Regelung auf der Basis der Messung des Schirmwinkels. However, it has been shown that when a maximum beam angle is present, this hardly changes further upon further dilution of the feed suspension. Due to this fact fails at low Solid contents in the task the known control on the basis of the measurement of the screen angle.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren sowie eine zugehörige Anordnung zum Abtasten des Unterlaufstrahls eines Hydrozyklons, insbesondere zur Regelung desselben durch Erfassen der Strahlveränderung ab Grobkornaustrag durch optische Mittel anzugeben, so dass eine Hydrozyklonregelung auch im Bereich geringer Feststoffkonzentrationen mit hoher Regelgenauigkeit möglich ist. From the above, it is therefore an object of the invention to provide an advanced method and an associated arrangement for scanning the underflow jet of a hydrocyclone, in particular for controlling the same by detecting the beam change from coarse grain discharge by optical means, so that a hydrocyclone control in the range of low solids concentrations with high Control accuracy is possible.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig durch die Lehre gemäß Patentanspruch 1 sowie hinsichtlich der Anordnung mit der Merkmalskombination nach Patentanspruch 7, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen. The object of the invention is achieved by the teaching of the method according to claim 1 and in terms of the arrangement with the feature combination according to claim 7, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.
Es wird demnach verfahrensseitig von einer Abtastung des Unterlaufstrahls eines Hydrozyklons, insbesondere zu dessen Regelung ausgegangen, indem ein Erfassen der Strahlveränderung am Grobkornaustrag durch optische Mittel erfolgt. It is therefore assumed on the procedural side of a scan of the underflow jet of a hydrocyclone, in particular for its control by detecting the change in the beam at the coarse grain discharge is carried out by optical means.
Erfindungsgemäß wird eine Abbildung des Strahles auf eine optoelektronische Aufnahmeeinrichtung, insbesondere Kamera, mittels einer Durchlicht- Beleuchtungseinrichtung vorgenommen, wobei hierdurch Veränderungen der optischen Transparenz des Strahls ermittelbar sind. According to the invention, the beam is imaged onto an optoelectronic recording device, in particular a camera, by means of a transmitted-light illumination device, whereby changes in the optical transparency of the beam can be determined.
Aus diesen Veränderungen der optischen Transparenz ergibt sich die Erkenntnis, dass der Feststoffgehalt reduziert ist, was regelungstechnisch genutzt werden kann. From these changes in the optical transparency results in the knowledge that the solids content is reduced, which can be used in control technology.
Erfindungsgemäß kann der Feststoffgehalt in der Aufgabe mit According to the invention, the solids content in the task
ausreichender Genauigkeit aus den optischen Signalen im Ergebnis der Transparenz- bzw. Trübungsmessung, d. h. quasi indirekt, bestimmt werden. Darüber hinaus gilt es erfindungsgemäß, mit Hilfe der sufficient accuracy from the optical signals as a result of the transparency or turbidity measurement, ie quasi indirectly determined. Moreover, it is according to the invention, with the help of
Bildaufnahmeeinrichtung die sich ändernde, strahlbedingte Verschattung der Beleuchtungseinrichtung, d. h. die Größe der verschatteten Fläche im gewählten Bildausschnitt festzustellen. Hieraus können auch kleinere Änderungen des Strahlwinkels erfasst werden, ohne dass es eines zusätzlichen apparativen Aufwandes im Sinne von mehreren diskret anzuordnenden mechanischen Sensoren oder mehrerer Lichtschrankensysteme bedarf. Image recording device, the changing, radiation-induced shading of the lighting device, d. H. determine the size of the shaded area in the selected image detail. From this, even smaller changes in the beam angle can be detected, without the need for additional equipment expenditure in terms of a plurality of discrete mechanical sensors or multiple light barrier systems.
Konkret wird aus dem sich ändernden Maß der Verschattung der Specifically, the changing level of shading becomes
Strahlwinkel und/oder der Strahlumschlag bestimmbar. Beam angle and / or the beam envelope determinable.
Die Verschattungsbestimmung wird mit dem Erreichen eines maximalen oder sich nicht mehr vergrößernden Strahlwinkels durch die vorerwähnte Trübungs- bzw. Transparenzmessung ergänzt oder ersetzt. The shading determination is supplemented or replaced by the achievement of a maximum or no longer increasing beam angle by the aforementioned turbidity or transparency measurement.
Bei einer weiteren verfahrensseitigen Ausgestaltung besteht in In a further method-side embodiment is in
Abhängigkeit vom Material der Aufgabe die Möglichkeit, die Durchlicht- Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich Beleuchtungsstärke und/oder Depending on the material of the task the possibility of the transmitted light illumination device in terms of illuminance and / or
Beleuchtungswellenlänge einzustellen oder entsprechend zu kalibrieren, so dass sich die Messgenauigkeit und/oder die notwendige Auflösung erhöht. Set illumination wavelength or calibrate accordingly, so that the measurement accuracy and / or the necessary resolution increases.
Erfindungsgemäß kann zusätzlich zur Trübungs- und/oder According to the invention, in addition to turbidity and / or
Verschattungsmessung noch das akustische Verhalten beim Übergang vom Strang zum Schirmaustrag ausgewertet werden. Insbesondere kann beim Erkennen des Übergangs vom Strang zum Schirmaustrag die Shading measurement nor the acoustic behavior during the transition from strand to Schirmaustrag be evaluated. In particular, when detecting the transition from strand to Schirmaustrag the
Verschattungs- bzw. Transparenz- oder Trübungsmessung aktiviert werden. Shading or transparency or turbidity measurement are activated.
Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, das Zeitverhalten, d. h. die zeitliche Schwankung der Verschattung zur In an embodiment according to the invention, there is the possibility of the time behavior, d. H. the temporal fluctuation of the shading
Identifizierung des Übergangsbereiches von Strang zu Schirmaustrag zu ermitteln. Auf dieser Grundlage besteht dann auch die Möglichkeit, ein Regelungssignal für den Hydrozyklon, z. B. zum Zweck der Wasserzugabe, abzuleiten. Identification of the transition range from strand to screen discharge to determine. On this basis there is also the possibility of a Control signal for the hydrocyclone, z. B. for the purpose of water addition, deduce.
Alternativ oder ergänzend zur Möglichkeit, das akustische Verhalten beim Übergang vom Strang zum Schirmaustrag auszuwerten, kann das zeitliche Verhalten der aufgenommenen optischen Signale bewertet werden. Dabei kann auch ein Kalibrierungs- und/oder Lernschritt durchgeführt und das typische Signalverhalten für den jeweiligen Hydrozyklon abgespeichert und zu Vergleichszwecken herangezogen werden. As an alternative or in addition to the possibility of evaluating the acoustic behavior during the transition from the strand to the screen discharge, the temporal behavior of the recorded optical signals can be evaluated. In this case, a calibration and / or learning step can also be carried out and the typical signal behavior for the respective hydrocyclone stored and used for comparison purposes.
Bei der Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Abtasten des Unterlaufstrahls eines Hydrozyklons durch Erfassen der Strahlveränderung am Grobkornaustrag wird auf eine Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung und auf eine Bildaufnahmeeinrichtung zurückgegriffen, die gegenüberliegend auf einer optischen Achse befindlich sind. Diese gemeinsame optische Achse schneidet den Unterlaufstrahl, wobei sich der Schnittpunkt des Unterlaufstrahls zwischen der Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung und der Bildaufnahmeeinrichtung befindet. Über einen ausreichenden Abstand sowohl der Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung als auch der In the arrangement for carrying out the method for scanning the underflow jet of a hydrocyclone by detecting the beam change at the coarse grain discharge is resorted to a transmitted light illumination device and to an image pickup device, which are located opposite on an optical axis. This common optical axis intersects the underflow beam with the intersection of the underflow beam between the transmitted light illumination device and the image pickup device. Over a sufficient distance of both the transmitted light illumination device and the
Bildaufnahmeeinrichtung, bezogen auf den vorerwähnten Schnittpunkt, werden Verschmutzungen vermieden bzw. auf ein Mindestmaß reduziert. Image recording device, based on the aforementioned intersection, soiling is avoided or reduced to a minimum.
Als Bildaufnahmeeinrichtung kommen optoelektronische Kameras zum Einsatz, die eine ladungsgekoppelte Bildwandlungssenorik besitzen, mit deren Hilfe das vorhandene Verschattungsbild bzw. die auftretende As an image pickup optoelectronic cameras are used, which have a charge-coupled image conversion senor, with the help of the existing shadow image or the occurring
Trübung hochaufgelöst ermittelbar sind. Turbidity can be determined with high resolution.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung eine Optik auf, um das sich In a development of the arrangement according to the invention, the transmitted-light illumination device has an optic around which
verändernde Unterlaufstrahlbild auf den genannten Bildempfänger der Bildaufnahmeeinrichtung zu projizieren. Dabei können Abschnitte des Unterlaufstrahls ausgewählt werden. Mit Hilfe der Optik und/oder einer Fokuseinstellung der changing underflow beam image onto said image receiver of the image pickup device. In this case, sections of the underflow jet can be selected. With the help of the optics and / or a focus setting the
Bildaufnahmeeinrichtung kann in reproduzierbarer Weise ein Teilbereich des Unterlaufstrahls selektiert und ausgewertet werden. Image recording device can be selected and evaluated in a reproducible manner, a subregion of the underflow beam.
Ergänzend besteht die Möglichkeit, dass die Bildaufnahmeeinrichtung den Farbwert des durchleuchteten Unterlaufstrahls ermittelt, um zusätzliche Erkenntnisse über die Arbeitsweise und das Verhalten des Hydrozyklons in Abhängigkeit der Aufgabe und des erreichten Klassierungsgrades zu erlangen. In addition, there is the possibility that the image recording device determines the color value of the illuminated underflow beam in order to gain additional knowledge about the mode of operation and the behavior of the hydrocyclone depending on the task and the degree of classification achieved.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden. The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen: Hereby show:
Figur 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Figure 1 is a schematic representation of the invention
Anordnung und  Arrangement and
Figur 2 typische beispielhafte Strahlwinkel und Figure 2 typical exemplary beam angle and
Trübungszustände am Hydrozyklonunterlauf.  Turbidity states at the hydrocyclone underflow.
Bei der Darstellung nach Fig. 1 wird vom konischen unteren Abschnitt eines Hydrozyklons 5 ausgegangen, wobei unterseitig sich der In the illustration of FIG. 1 is assumed that the conical lower portion of a hydrocyclone 5, wherein the underside of the
Hydrozyklonaustrag 2 ergibt. Das in der Fig. 1 gezeigte Strahlbild ist von einem leichten Schirmaustrag geprägt. Hydrozyklonaustrag 2 results. The jet pattern shown in FIG. 1 is characterized by a slight screen discharge.
Eine Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 1 in Form, z. B. eines A transmitted light illumination device 1 in the form, for. B. one
Scheinwerfers erzeugt Strahlung in Richtung des Hydrozyklonaustrages 2, die den dortigen Materialaustrag teilweise durchdringt. Mit Hilfe einer als Kamera ausgebildeten Bildaufnahmeeinrichtung 3 und einer Headlamps generate radiation in the direction of the Hydrozyklonaustrages 2, which partially penetrates the local material discharge. With the aid of a camera-trained image recording device 3 and a
nachgeschalteten Einheit 4 zur Bildanalyse kann sowohl die Transparenz im Hydrozyklonaustrag 2 als auch der sich verändernde Strahlwinkel über eine strahlbedingte Verschattung erfasst werden. Die hierbei auftretenden möglichen optischen Zustände sind stark vereinfacht in den Abbildungen gemäß Figur 2, fortlaufend nummeriert mit 1 bis 5 und abnehmendem Feststoffgehalt von 1 nach 5 gezeigt. downstream unit 4 for image analysis, both the transparency in the Hydrozyklonaustrag 2 and the changing beam angle can be detected by a ray-related shading. The possible optical states occurring in this case are greatly simplified in the figures according to FIG. 2, numbered consecutively with 1 to 5 and decreasing solids content from 1 to 5.
Bei der Bildauswertung werden sowohl die jeweiligen In the image analysis, both the respective
Abschattungszustände der Bildfläche durch den Austrittsstrahl als auch dessen optische Durchlässigkeit bestimmt. Bei hohen Konzentrationen ist der Strahl nahezu intransparent. Die abgeschattete Fläche nimmt mit zunehmender Verdünnung der Aufgabesuspension zu. Bei weiterer Shading states of the image surface determined by the exit beam as well as its optical transmission. At high concentrations, the beam is almost non-transparent. The shaded area increases with increasing dilution of the feed suspension. At further
Verdünnung (Darstellung 4) bleibt das Abschattungs- und Dilution (Figure 4) remains the shading and
Strahlwinkelverhältnis nahezu gleich, es stellt sich jedoch eine Beam angle ratio almost equal, but it turns one
zunehmende Transparenz im Hydrozyklonaustrag ein (Darstellung 5). Hierdurch ist angezeigt, dass der Feststoffgehalt im Auftragsstrahl weiter sinkt. increasing transparency in hydrocyclone discharge (Figure 5). This indicates that the solids content in the application jet continues to decrease.
Mit Hilfe der vorgestellten Erfindungslehre kann eine Hydrozyklonregelung auch im Bereich geringer Feststoffkonzentrationen vorgenommen werden. Das hierbei realisierte Monitoring erfordert nur einen geringen technischen Aufwand. Sowohl die Bildaufnahmeeinrichtung als auch die eingesetzten Lichtquellen sind ohne Weiteres verfügbar. Die durchgeführten Messungen sind wenig störempfindlich, da die Komponenten Bildaufnahmeeinrichtung und Beleuchtungseinrichtung in ausreichender Entfernung vom With the help of the presented theory of invention, a hydrocyclone control can also be carried out in the range of low solids concentrations. The implemented monitoring requires only a small technical effort. Both the image capture device and the light sources used are readily available. The measurements carried out are less susceptible to interference, since the components image recording device and illumination device at a sufficient distance from
Hydrozyklonaustrag installierbar sind, so dass eine Verunreinigung durch Strahlspritzer vermeidbar ist. Hydrozyklonaustrag are installable, so that contamination by jet spatter is avoidable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Abtasten des Unterlaufstrahls eines Hydrozyklons, insbesondere zur Regelung desselben durch Erfassen der 1. A method for scanning the underflow jet of a hydrocyclone, in particular for controlling the same by detecting the
Strahlveränderung am Grobkornaustrag durch optische Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass  Beam change at coarse grain discharge by optical means, characterized in that
eine Abbildung des Strahls auf einer optoelektronischen  an illustration of the beam on an opto-electronic
Bildaufnahmeeinrichtung, insbesondere Kamera, mittels einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung erfolgt, wobei hierdurch Veränderungen der optischen Transparenz des Strahles ermittelt werden.  Image recording device, in particular camera, by means of a transmitted light illumination device, whereby changes in the optical transparency of the beam are determined.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung die sich ändernde, strahlbedingte Größe der verschatteten Fläche im gewählten Bildausschnitt festgestellt wird.  the changing, beam-related size of the shaded area in the selected image section is determined with the aid of the image recording device.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
aus dem sich ändernden Maß der Verschattung der Strahlwinkel und/oder ein Strahlumschlag bestimmt wird.  from the changing degree of shading the beam angle and / or a beam envelope is determined.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, 4. The method according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Bestimmung der Größe der Verschattungsfläche mit Erreichen eines maximalen oder sich nicht mehr vergrößernden Strahlwinkels durch eine Transparenzmessung ergänzt oder ersetzt wird.  the determination of the size of the shading surface is supplemented or replaced by reaching a maximum or no longer increasing beam angle by a transparency measurement.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 5. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
in Abhängigkeit vom Material der Aufgabe die Durchlicht- Beleuchtungseinrichtung hinsichtlich Beleuchtungsstärke und/oder Beleuchtungswellenlänge eingestellt oder kalibriert wird. Depending on the material of the task, the transmitted light illumination device is set or calibrated with regard to illuminance and / or illumination wavelength.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ergänzend zur Trübungs- und/oder Verschattungsmessung das akustische Verhalten beim Übergang vom Strang zum Schirmaustrag ausgewertet wird.  in addition to the turbidity and / or shading measurement, the acoustic behavior is evaluated during the transition from strand to Schirmaustrag.
7. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem Ansprüche 1 bis 6, 7. Arrangement for carrying out the method according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung und die  the transmitted light illumination device and the
Bildaufnahmeeinrichtung gegenüberliegend auf einer gemeinsamen optischen Achse befindlich sind, wobei diese gemeinsame optische Achse den Unterlaufstrahl schneidet.  Image pickup device are located opposite on a common optical axis, said common optical axis intersects the underflow beam.
8. Anordnung nach Anspruch 7, 8. Arrangement according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung eine Optik aufweist, um das sich verändernde Unterlaufstrahlbild auf einen Bildempfänger der Bildaufnahmeeinrichtung zu projizieren.  the transmitted light illumination device comprises optics for projecting the changing underflow beam image onto an image receiver of the image capture device.
9. Anordnung nach Anspruch 8, 9. Arrangement according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
mit Hilfe der Optik und/oder einer Fokuseinstellung der  with the help of optics and / or a focus setting of
Bildaufnahmeeinrichtung in reproduzierbarer Weise ein Teilbereich des Unterlaufstrahls selektierbar und auswertbar ist.  Image pickup device in a reproducible manner a portion of the underflow beam is selectable and evaluable.
10. Anordnung nach einem Ansprüche 7 bis 9, 10. Arrangement according to one of claims 7 to 9,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Bildaufnahmeeinrichtung den Farbwert des durchleuchteten Unterlaufstrahls ermittelt.  the image recording device determines the color value of the illuminated underflow beam.
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