EP4251328A1 - Method for determining the extent of contamination inside a drum of a separator, and separator - Google Patents

Method for determining the extent of contamination inside a drum of a separator, and separator

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Publication number
EP4251328A1
EP4251328A1 EP21820154.9A EP21820154A EP4251328A1 EP 4251328 A1 EP4251328 A1 EP 4251328A1 EP 21820154 A EP21820154 A EP 21820154A EP 4251328 A1 EP4251328 A1 EP 4251328A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
separator
volume
displacement water
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21820154.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Frank TIPPKEMPER
Martin LENTRUP
Peter Klomfas
Uwe Richter
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.)
GEA Westfalia Separator Group GmbH
Original Assignee
GEA Westfalia Separator Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GEA Westfalia Separator Group GmbH filed Critical GEA Westfalia Separator Group GmbH
Publication of EP4251328A1 publication Critical patent/EP4251328A1/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B11/043—Load indication with or without control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B15/00—Other accessories for centrifuges
    • B04B15/06—Other accessories for centrifuges for cleaning bowls, filters, sieves, inserts, or the like

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the extent of contamination or adhesions within a drum of a separator, as well as a separator equipped accordingly.
  • deposits can form inside the drum. These deposits can occur both in the sludge chamber and in the plate pack. This is normal operation. The deposits can be unevenly distributed in the drum, which leads to vibrations that can be monitored using measurement technology.
  • emptying is understood to mean the opening of outlet valves in the drum wall so that parts of the drum contents (partial emptying) or the entire drum contents (complete emptying) can be ejected when the separator is in operation, i.e. when the drum is rotating. Separators of this type are referred to as self-draining separators.
  • the maintenance interval In the case of separators, the maintenance interval must be correspondingly short in order to remove the buildup that cannot be removed by emptying (e.g. buildup in the plate stack). This manual cleaning is time-consuming and shortens the availability of the separator. It must therefore happen early enough so that the drum is not too dirty. For safety reasons, the maintenance interval is chosen to be correspondingly short as a precaution, but this is unfavorable for economic reasons.
  • the amount of adhering liquid is also not reproducible, as this depends heavily on the degree of contamination on the plates.
  • the present invention is based on a separator which is commonly referred to as a self-emptyer. This means a drain takes place under high G-number.
  • the adhering solids are deposits in the bowl which are not removed by a solids discharge, eg nozzles.
  • WO 2009/010 630 A1 only discloses the determination and dosing of the volume of displacement water supplied. Although there is a pressure sensor in the outlet of the drum, use of the sensor to determine the drum volume is not disclosed in this context.
  • a detection of a soiled drum, including an at least partially soiled disk pack, has not been possible at all or at least not precisely.
  • EP 2170520 discloses a system for optimizing the amount of displacement liquid in a separator. With this displacement liquid, the valuable phase is to be displaced from the drum before the sludge phase is emptied.
  • the displacement liquid must be heavier than the value phase, but lighter than the sludge phase. Even with a possibly imprecise - i.e. too large - emptying, a product loss of the value phase can be minimized, since this was pushed out of the drum.
  • the amount of displacement liquid e.g., water
  • the amount of displacement liquid is adjusted based on its pressure.
  • the volume flow of the water fed in is measured using a Venturi nozzle.
  • the volume is calculated using pressure differences and the properties of the water, although the volume of the water is not determined directly.
  • the present invention solves the aforementioned problem by a method having the features of claim 1 and in a structurally elegant manner by a separator having the features of claim 15.
  • a method according to the invention for determining the extent of contamination within a drum of a centrifugal separator comprises at least the following steps:
  • A providing a value for a maximum internal volume of the drum
  • This value can be the so-called technical inner drum volume, which represents a theoretically calculated value due to the design.
  • the value can also be determined after maintenance, including manual cleaning of the interior of the drum, by subsequent filling as a reference value determined by measurement.
  • the currently available free drum volume represents the drum volume after one or more production cycles in which deposits have accumulated inside the drum.
  • step C the soiling is then determined by comparing the values provided in steps A and B.
  • the extent of the contamination can then be output to the user.
  • a control command e.g. stopping the separator or initiating intensive cleaning, can be generated in order to reduce the extent of contamination.
  • Determining the extent of the contamination can include both a specific value and only a comparison with a limit value for a maximum acceptable degree of contamination at which no measures need to be taken.
  • the aforesaid method allows an increase in the maintenance periods and the cycles of manual emptying of a centrifugal separator.
  • the emptying intervals can be adjusted dynamically, since e.g. the sludge chamber volume can be calculated according to the deposits.
  • emptying interval manual emptying by opening the separator
  • a manually started function for automatic emptying or an automatically started emptying step is always meant.
  • the emptying can also be understood as partial emptying or total emptying.
  • Fewer dumps also means reduced disposal costs for the solid and less loss of the displacement phase and, where appropriate, the value phase.
  • Another way to reduce the deposits is to adjust the type of emptying. A single emptying is carried out as standard, but this can also be carried out twice or twice with rinsing water switched in between, depending on the degree of deposits. These measures also improve the reduction of deposits. This can also be set accordingly by generating it before the control command mentioned. Further advantageous refinements of the method according to the invention are the subject matter of the dependent claims.
  • the metrological determination of the currently available free drum volume can preferably be carried out by the following steps:
  • a self-emptying separator can still have deposits or adhesions in the drum interior, which reduces the maximum drum internal volume to a currently available free drum volume.
  • the filling preferably takes place as a complete filling of the bowl up to a line at the product outlet for the heavy liquid phase.
  • the complete drum as well as the rotatable parts of the inlet and outlet system that belong to the drum and are non-rotatably arranged in the drum volume are covered by the filling. This enables a comprehensive evaluation of the extent of deposits or contamination.
  • the status of the filling of the drum can then advantageously be measured using a sensor of the separator.
  • At least one or more pressure sensors and/or one or more limit switches e.g. capacitive limit switches or conductivity limit switches, which detect when a filling level has been reached by changing the conductivity, are preferably suitable for this purpose.
  • Other limit switches are based on ultrasound. Since the speed of sound in water is significantly higher than in air, a change in medium can be detected at the position of the limit switch. Optical limit switches are also conceivable.
  • the pressure sensor or the limit switch can preferably be arranged at the end of a liquid phase, in particular at the end of the heavier liquid phase, of the separator.
  • an optional automatic cleaning sequence eg CIP and/or SIP cleaning
  • CIP and/or SIP cleaning can be initiated without dismantling the separator. It is also advantageous, especially for the use of a pressure sensor, if the separator has a valve at the outlet of the liquid phase, and downstream of the sensor in terms of flow, which is or is closed during the filling of the drum and which is filled upon detection of a filled one condition of the drum being opened by the sensor.
  • the liquid introduced to fill the drum is preferably displacement water, with a first displacement water feed of the separator for filling the drum and a product feed of the separator opening into a common feed pipe.
  • the feed pipe can be arranged parallel and in particular concentrically to the axis of rotation of the separator.
  • a control water inlet for actuating a solids emptying of the separator can also be provided.
  • the volume required for filling the drum is determined by a measuring device for determining an inflow volume and in particular by a flow meter.
  • This measuring device is preferably arranged in or on the displacement water inlet.
  • the control signal generated in step C is preferably used to initiate an output, e.g. a warning, by an output unit.
  • an output e.g. a warning
  • This can be a light signal (alarm lamp), a display output or an acoustic signal.
  • control signal can take immediate action on the operation of the separator, in particular triggering an emergency stop or an adjustment of the operating program, e.g. the cleaning sequence. It is also possible to adjust the duration or frequency of partial emptying of the drum.
  • a value for a maximum internal volume of the drum can be provided by a reference measurement when the condition of the drum is known, in particular after manual emptying and/or maintenance.
  • providing a value for a maximum internal volume of the drum may be accomplished by providing a value for a technical Drum volume as a value for the design-related maximum internal volume of the drum.
  • steps I and II of the aforementioned method can be repeated several times, but at least twice.
  • a separator which is preferably designed to carry out the method according to the invention.
  • This comprises a rotatable drum, a product feed, and a displacement water feed for introducing displacement water into the drum and, preferably, a control water feed for actuating a solids emptying of the drum.
  • the displacement water inlet is provided with a valve for the controlled introduction of displacement water into the drum.
  • the displacement water inlet has a measuring device for determining the supplied volume of displacement water until the drum is filled.
  • the separator has a control and/or evaluation unit which is equipped to control the valve arrangement as a function of the determined volume of water displaced.
  • control and/or evaluation unit is equipped to evaluate the volume measurement of the measuring device from the opening of the valve until the sensor detects that the drum is completely filled.
  • FIG. 1 shows a perspective representation of a separator according to the invention
  • 2 shows a sectional view of the separator according to the invention for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 3 is a schematic representation of the process sequence according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 shows a separator 1 with a rotatably mounted drum 2, which has a technical drum volume.
  • the technical bowl volume is a theoretical value, which results from the design-related specifications of the separator 1.
  • This technical drum volume is from the dimension of the inner volume 12 of the drum 2 and in the inner volume 12 arranged structures, such as the dimen sion and the number of plates of a plate pack 3 and their distance from each other.
  • the size of the technical drum volume also includes, among other things, the design of one or more inlet areas 4, distribution areas 5, separating plates 6, peeling chambers 7, peeling discs 8, discharge areas 9 and the like.
  • the free drum volume is thus a theoretically calculated value, without any dirt inside the drum 2 or any other type of deposits.
  • the separator 1 also has a product inlet 10 and a displacement water inlet 11, which open into a common inlet pipe 13, which in turn at least partially forms part of an inlet area 4 in the inner volume 12 of the drum 2.
  • the separator 1 has a first outlet 14 for a light liquid phase, a second outlet 15 for a heavy liquid phase and a solids outlet 16 as part of a solids discharge system.
  • the separator 1 is designed as a three-phase separator.
  • the separator 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a pressure sensor 23 and 24 on the first and second outlet 14 and 15 of the liquid phases. These pressure sensors 23 and 24 typically enable process monitoring during the separation of a light phase and a heavy phase, such as the cleaning of water in oil.
  • control volume it is also possible to determine a so-called control volume by means of the aforementioned sensors.
  • the separator 1 also has a control water inlet 22, which is provided for controlling the solids discharge or the solids emptying, e.g. by hydraulically-actuated linear displacement of a piston valve as part of a solids emptying system.
  • a water inlet 28 of the separator 1 branches into the two aforementioned water inlets 11 and 22. As already mentioned, the inlets 11 and 22 can also be routed separately to the separator. There is therefore no restriction to the configuration mentioned.
  • the supply of the quantity of displacement water in the first displacement water inlet 11 or in the second displacement water inlet 22 is controlled by a valve arrangement 29, specifically by two valves 17 and 18 in FIG.
  • This can preferably be a matter of solenoid valves.
  • the two valves 17 and 18 can also be combined in a multi-way valve, so that the valve arrangement 29 can also include just one valve.
  • the quantity and/or the volume of displacement water supplied through the displacement water inlet 11 is determined by a corresponding measuring device
  • the second outlet 15 for the heavy phase preferably also has a valve
  • the measured values determined by the measuring device 19, as well as the measured values of the pressure sensors 23 or 24, can be transmitted to a control and/or evaluation unit 21, which then controls the valves 17 and 18 for the control and displacement water and the control of the Valve 20 for the heavy phase before takes.
  • the aim of measuring the flow rate of displacement water and the associated valve control is to determine a control volume that defines the volume currently available in the drum.
  • a measured value from a so-called control measurement results in this control volume and can then be compared with a specification that is the real free volume (e.g. calculated from the geometry or determined in tests).
  • the free drum volume (technical drum volume) depends on the machine type (size of the drum, number and spacing of the plates, etc.) and is stored in the machine control. The comparison is then significant for the degree of soiling of the drum.
  • a product feed into the drum 2 is interrupted.
  • a second step 102 the drum is completely emptied. Emptying can take place, for example, through the solids discharge openings, which are then closed again.
  • valve 18 is opened in step 103 and the displacement water is fed into the drum 2 via the water inlet 11 .
  • the volume of displacement water introduced is measured by the measuring device 19 until the drum is completely filled.
  • the complete filling of the drum 2 can be determined in step 104 by the pressure sensor 24 in the outlet 15 of the heavy liquid phase.
  • the additional valve 20 in said outlet 15 of the heavy liquid phase is closed when filling the drum with displacement water, at least immediately before the highest filling state is reached.
  • this pressure sensor 24 detects the presence of the heavy phase, in this case the displacement water.
  • the pressure sensor would be arranged in the flow of the liquid phase.
  • the drum volume can be measured several times in order to compensate for the errors in the measurement using statistical methods.
  • the aforementioned measurements or one of the measurements is carried out while the separator is in operation, i.e. while the drum is rotating.
  • a large number of other sensors can also be used to detect a complete filling.
  • a conductivity measurement is useful here, which can detect a change in the conductivity of the medium at a filling level and thus a filling status.
  • So-called limit switches which can also be based on different physical measuring principles, can also be used particularly preferably within the scope of the present invention.
  • capacitive limit switches or also vibronic limit switches or the like are known here.
  • the accuracy of the aforementioned measurements of the displacement water volume can be further improved by taking into account the temperature of the displacement water.
  • control volume can be compared with the technical drum volume as the theoretical maximum value.
  • the controller can either suggest necessary measures or automatically initiate appropriate steps.
  • a comparative value can also be determined taking into account the theoretical technical drum volume, so that the degree of soiling can be better quantified for the user.
  • a sixth step 106 the drum 2 is emptied of the displacement water.
  • emptying in FIG. 2 takes place via the solids outlet 16 or, if the separator is to be filled with product again immediately, also via a diversion pipe 25 which opens out in the solids collection area 26 of a separator hood 27 .
  • Soiling can be detected by determining the difference between the technical drum volume and the control volume.
  • Control volume or free drum volume are used synonymously in the context of the present application.
  • the controller can react accordingly in a seventh step 107 and generate a control signal.
  • the control signal can initiate an output, e.g., a warning, or take immediate action on the operation of the separator. Different levels of warning values are conceivable, at which messages or warnings are issued or even the machine is stopped.
  • Regular or irregular reference measurements result in a reference volume and can be carried out, for example, during maintenance (e.g. maintenance interval 4000 h) or at another point in time.
  • This reference measurement can also be compared or calculated with the control volume, from which a degree of contamination and in particular a tendency towards the build-up of a degree of contamination over time can be derived. Furthermore, external influences such as temperature or product properties of the products to be processed can be included when determining the free drum volume.
  • a measurement of the drum volume after maintenance can also be evaluated.
  • the difference between the reference volume and the control volume can also be used to determine the degree of contamination. Combinations (mean value or similar) of the two measurements (technical drum volume minus control volume and reference volume minus control volume) are also conceivable.
  • possible and preferred measuring devices for determining the quantity or the volume of the displacement water are preferably flow measuring devices.
  • Suitable measuring devices in particular for determining the volume of displacement water, are
  • IDM Inductive Flow Meters
  • Mass flowmeters such as Coriolis flowmeters (advantageous, since these measure quite independently of air inclusions in the liquid), eddy current flowmeters (measuring principle: Karman vortex street) or vortex measurement, as well as caloric flowmeters;
  • the volume can be calculated from the mass if the density of the measuring medium is known.
  • a device can include the separator and a buffer tank, which collects the volume of the product to be processed during the determination of the degree of contamination or the free drum volume.
  • two identical separators can also be operated in parallel next to each other, which are controlled in such a way that only one determination of the degree of contamination is carried out in each case.

Abstract

The invention relates to a method for determining the extent of contamination inside a drum (2) of a separator (1), said method comprising at least the following steps: A) providing a value for a maximum internal volume of the drum (2); B) metrologically determining the currently available free drum volume of the drum (2); C) comparing the values from steps A and B and determining the extent of contamination inside the drum (2) and/or generating a control command; wherein the method comprising steps A-C is carried out while the separator is rotating. The invention also relates to a separator (1).

Description

Verfahren zur Bestimmung des Umfangs an Verschmutzungen innerhalb einer Trommel eines Separators sowie ein Separator Method for determining the extent of contamination within a drum of a separator and a separator
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Umfangs an Verschmutzungen bzw. Anhaftungen innerhalb einer Trommel eines Separators, so wie einen entsprechend ausgerüsteten Separator. The present invention relates to a method for determining the extent of contamination or adhesions within a drum of a separator, as well as a separator equipped accordingly.
Beim Betrieb einer Tellerzentrifuge können sich Ablagerungen im Trommelinnen- raum bilden. Diese Ablagerungen können sowohl im Schlammraum als auch im Tel lerpaket entstehen. Dies ist ein normaler Vorgang. Die Ablagerungen können un gleichmäßig in der Trommel verteilt sein, was zu Vibrationen führt, die sich mess technisch überwachen lassen. When operating a disk centrifuge, deposits can form inside the drum. These deposits can occur both in the sludge chamber and in the plate pack. This is normal operation. The deposits can be unevenly distributed in the drum, which leads to vibrations that can be monitored using measurement technology.
Sie können sich aber auch sehr gleichmäßig in der Trommel verteilen. Schwierig ist dann, dass man die Ablagerungen nicht von außen ohne weiteres erkennen oder de- tektieren kann. Um die Menge der Ablagerungen in der Trommel zu erkennen, muss diese geöffnet werden, was einen großen Aufwand bedeutet. However, they can also be distributed very evenly in the drum. The difficulty then is that the deposits cannot be easily recognized or detected from the outside. In order to see the amount of deposits in the drum, it has to be opened, which means a lot of work.
In beiden Fällen wird durch die Ablagerungen das freie Volumen in der Trommel re duziert, was dazu führen kann, dass die Trennung oder Klärung im Separator weni ger effizient erfolgt oder die Entleerungsintervalle zum Ausstößen der abgetrennten Feststoff- oder Schlammphase verkürzt werden müssen. Unter Entleerung wird im Zusammenhang mit dieser Erfindung das Öffnen von Auslassventilen in der Trom melwand verstanden, so dass Teile des Trommelinhaltes (Teilentleerung) oder auch der gesamte Trommelinhalt (Vollentleerung) bei Betrieb des Separators, d.h. bei dre hender Trommel ausgestoßen werden kann. Separatoren dieses Typs werden als selbst entleerende Separatoren bezeichnet. In both cases, the free volume in the drum is reduced by the deposits, which can lead to the separation or clarification in the separator being less efficient or the emptying intervals for discharging the separated solid or sludge phase having to be shortened. In the context of this invention, emptying is understood to mean the opening of outlet valves in the drum wall so that parts of the drum contents (partial emptying) or the entire drum contents (complete emptying) can be ejected when the separator is in operation, i.e. when the drum is rotating. Separators of this type are referred to as self-draining separators.
Bei Separatoren muss das Wartungsintervall entsprechend kurz sein, um die Anhaf tungen zu entfernen, die nicht durch Entleerung entfernt werden können (z.B. Anhaf tungen im Tellerpaket). Diese manuelle Reinigung ist aufwändige und verkürzt die Verfügbarkeit des Separators. Sie muss also so frühzeitig passieren, dass die Trom mel nicht zu stark verschmutzt ist. Aus Sicherheitsgründen wird das Wartungsinter vall vorsorglich entsprechend kurz gewählt, was aber aus wirtschaftlichen Gründen ungünstig ist. In the case of separators, the maintenance interval must be correspondingly short in order to remove the buildup that cannot be removed by emptying (e.g. buildup in the plate stack). This manual cleaning is time-consuming and shortens the availability of the separator. It must therefore happen early enough so that the drum is not too dirty. For safety reasons, the maintenance interval is chosen to be correspondingly short as a precaution, but this is unfavorable for economic reasons.
Es ist wünschenswert, wenn der Trommelinnenraum kontinuierlich oder zumindest regelmäßig einfach auf Ablagerungen überprüft werden kann. Damit kann die verfah renstechnische Funktion des Separators sichergestellt, die Betriebssicherheit verbes sert und die Verfügbarkeit erhöht werden. Anhäufungen von Ablagerungen in der Trommel können für den Betrieb der Zentri fuge gefährlich werden, wenn es dadurch zu einer Unwucht der Trommel kommt. It is desirable if the interior of the drum can be easily checked for deposits continuously or at least regularly. In this way, the procedural function of the separator can be ensured, operational reliability improved and availability increased. Accumulations of deposits in the bowl can be dangerous for the operation of the centrifuge if the bowl becomes unbalanced as a result.
Bisher gibt es keine Überwachung des freien Volumens in der Trommel. Vereinzelt sind Zentrifugen in der Lage einen komplett gefüllten Feststoff raum zu detektieren. Somit können bisher keine frühzeitigen und bedarfsgerechten Maßnahmen bei einer Reduzierung des freien Trommelvolumens durch Ablagerungen durchgeführt wer den. So far there is no monitoring of the free volume in the drum. A few centrifuges are able to detect a completely filled solids chamber. So far, no early and needs-based measures can be taken to reduce the free drum volume due to deposits.
Die WO 2018/177 711 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Separators un ter Ermittlung einer Volumenbilanz VAP = VKP + VF, welches sich verschiebt, wenn im Tellerpaket Verklumpungen, Verstopfungen oder Verklebungen vorhanden sind. Dies erfolgt über eine Durchflussmessung. WO 2018/177 711 A1 discloses a method for operating a separator by determining a volume balance VAP=VKP+VF, which shifts if there are clumps, blockages or sticking in the plate stack. This is done via a flow measurement.
In diesem Dokument wird allerdings nicht offenbart, wie sich das freie Volumen einer Trommel ermitteln lässt. Eine Bestimmung des freien Volumens der Trommel erfolgt hierbei nicht, da auch kein hierfür geeigneter Sensor offenbart wird, der die komplette Füllung der Trommel anzeigt. Die Messung des Durchflussstromes des Zulaufes ist nicht ausreichend (Seite 7, letzte Abschnitt), da es kein Kriterium gibt, wann die Trommel komplett gefüllt ist und somit die Messung zu beenden ist. However, this document does not disclose how the free volume of a drum can be determined. The free volume of the drum is not determined here, since no sensor suitable for this purpose is disclosed either, which indicates that the drum is completely filled. The measurement of the flow rate of the inflow is not sufficient (page 7, last section) since there is no criterion as to when the drum is completely full and the measurement is therefore to be ended.
Die DE 42 04 805 A1 offenbart ein Verfahren zur Ermittlung des freien Volumens ei ner Trommel. Hierzu wird die Trommel angehalten und der Inhalt in ein Messgefäß abgelassen. Die Druckschrift offenbart auch keine Anwendung des Verfahrens auf einen Tellerseparator. Tellerpakete werden genutzt, um die effektive Klärfläche zu er höhen. Eine Volumenbestimmung bei stehender Trommel wird allerdings durch die zusätzlichen Teller in der Trommel verfälscht, da an dem stillstehenden Tellerpaket Flüssigkeit in Form von Tropfen verbleiben. Dieses Volumen der in der Trommel ver bleibenden T ropfen beeinflusst die Genauigkeit der Bestimmung des freien Trommel volumens, da die Tropfen fälschlicherweise in der Bilanzierung als Ablagerungen an gesehen Werden. In diesem Fall gilt VAblagerung = VFeststoff + VTropfen. DE 42 04 805 A1 discloses a method for determining the free volume of a drum. To do this, the drum is stopped and the contents drained into a measuring vessel. The publication also does not disclose any application of the method to a disc separator. Disc packs are used to increase the effective clarification area. However, a volume determination when the drum is stationary is falsified by the additional plates in the drum, since liquid remains in the form of drops on the stationary plate stack. This volume of the droplets remaining in the drum influences the accuracy of the determination of the free drum volume, since the droplets are incorrectly regarded as deposits in the balance. In this case, Vdeposit = Vsolid + Vdroplet.
Die Menge der anhaftenden Flüssigkeit ist auch nicht reproduzierbar, das dies stark vom Verschmutzungsgrad der Teller abhängig ist. The amount of adhering liquid is also not reproducible, as this depends heavily on the degree of contamination on the plates.
Darüber hinaus geht die vorliegende Erfindung von einem Separator aus, welcher gemeinhin als Selbstentleerer bezeichnet wird. Dies bedeutet, dass eine Entleerung unter hoher G-Zahl erfolgt. Die anhaftenden Feststoffe sind Ablagerungen in der Trommel, welche nicht durch einen Feststoffaustrag, z.B. Düsen, abgeführt werden. In addition, the present invention is based on a separator which is commonly referred to as a self-emptyer. This means a drain takes place under high G-number. The adhering solids are deposits in the bowl which are not removed by a solids discharge, eg nozzles.
Die WO 2009/010 630 A1 offenbart lediglich die Bestimmung und Dosierung des Vo lumens eines zugeführten Verdrängungswassers. Zwar gibt es einen Drucksensor im Ablauf der Trommel, eine Nutzung des Sensors zur Ermittlung des Trommelvolu mens ist in diesem Zusammenhang allerdings nicht offenbart. WO 2009/010 630 A1 only discloses the determination and dosing of the volume of displacement water supplied. Although there is a pressure sensor in the outlet of the drum, use of the sensor to determine the drum volume is not disclosed in this context.
Eine Detektion einer verschmutzten Trommel, einschließlich eines zumindest teil weise verschmutzten Tellerpaketes, ist bisher gar nicht oder zumindest nicht präzise möglich. A detection of a soiled drum, including an at least partially soiled disk pack, has not been possible at all or at least not precisely.
Im Stand der Technik finden sich lediglich Maßnahmen wie zusätzliche Entleerungen beim Auftreten von Vibrationen der Trommel oder beim Anstieg des Trübungswertes der Klarphase (beim Klärer). In the state of the art there are only measures such as additional emptying when vibrations of the drum occur or when the turbidity value of the clear phase (in the clarifier) increases.
Andere Verfahren sehen Entleerungsintervalle vor, welche fest vorgegeben sind und maximal zeitlich verkürzt, aber nicht verlängert, werden können. Das freie Trommel volumen wird nicht überwacht. Other methods provide for emptying intervals that are fixed and can be shortened at most, but not lengthened. The free drum volume is not monitored.
Die EP 2170520 offenbart ein System zur Optimierung der Menge einer Verdrän gungsflüssigkeit in einem Separator. Mit dieser Verdrängungsflüssigkeit soll vor einer Entleerung der Schlammphase die Wertphase aus der Trommel verdrängt werden. EP 2170520 discloses a system for optimizing the amount of displacement liquid in a separator. With this displacement liquid, the valuable phase is to be displaced from the drum before the sludge phase is emptied.
Dazu muss die Verdrängungsflüssigkeit schwerer sein als die Wertphase, allerdings leichter als die Schlammphase. Auch bei einer eventuell unpräzisen - d.h. zu großen - Entleerung, kann ein Produktverlust der Wertphase minimiert werden, da diese ja aus der Trommel verdrängt wurde. To do this, the displacement liquid must be heavier than the value phase, but lighter than the sludge phase. Even with a possibly imprecise - i.e. too large - emptying, a product loss of the value phase can be minimized, since this was pushed out of the drum.
Die Menge der Verdrängungsflüssigkeit, z.B. Wasser, wird auf Grundlage des Drucks derselben angepasst. Im Detail wird hier mittels einer Venturidüse der Volumenstrom des eingeleiteten Wassers gemessen. Es wird also über Druckdifferenzen und die Ei genschaften des Wassers das Volumen berechnet, wobei das Volumen des Wassers nicht direkt bestimmt wird. The amount of displacement liquid, e.g., water, is adjusted based on its pressure. In detail, the volume flow of the water fed in is measured using a Venturi nozzle. The volume is calculated using pressure differences and the properties of the water, although the volume of the water is not determined directly.
Ausgehend von der vorgenannten Problemstellung ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung des Umfangs von Verschmutzungen bereit zustellen, welches ohne manuelle Demontage des Separators durchführbar ist. Die vorliegende Erfindung löst die vorgenannte Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und in konstruktiv eleganter Art und Weise durch einen Separator mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Proceeding from the aforementioned problem, it is the object of the present invention to provide a method for determining the extent of contamination, which can be carried out without manual dismantling of the separator. The present invention solves the aforementioned problem by a method having the features of claim 1 and in a structurally elegant manner by a separator having the features of claim 15.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung des Umfangs an Verschmutzun gen innerhalb einer Trommel eines zentrifugalen Separators umfasst zumindest die folgenden Schritte: A method according to the invention for determining the extent of contamination within a drum of a centrifugal separator comprises at least the following steps:
A Bereitstellung eines Wertes für ein maximales Innenvolumen der Trommel; A providing a value for a maximum internal volume of the drum;
Dieser Wert kann das sogenannte technische Trommelinnenvolumen sein, welches einen theoretisch-berechneten konstruktiv-bedingten Wert darstellt. Alternativ kann der Wert auch nach einer Wartung einschließlich einer manuellen Reinigung des Trommelinnenraumes durch eine anschließende Befüllung als ein durch Messung festgestellter Referenzwert ermittelt werden. This value can be the so-called technical inner drum volume, which represents a theoretically calculated value due to the design. Alternatively, the value can also be determined after maintenance, including manual cleaning of the interior of the drum, by subsequent filling as a reference value determined by measurement.
B messtechnische Ermittlung des aktuell-vorhandenen freien Trommelvolumens der Trommel; B metrological determination of the currently available free drum volume of the drum;
Das aktuell-vorhandene freie Trommelvolumen stellt das Trommelvolumen nach ei nem oder mehreren Produktionszyklen dar, in welchen sich Ablagerungen innerhalb der Trommel angesammelt haben. The currently available free drum volume represents the drum volume after one or more production cycles in which deposits have accumulated inside the drum.
C Vergleich der Werte aus Schritt A und B und Ermittlung des Umfangs an Ver schmutzungen innerhalb der Trommel und/oder Generierung eines Steuerbe fehls. C Compare the values from steps A and B and determine the amount of contamination inside the drum and/or generate a control command.
In Schritt C erfolgt sodann die Ermittlung der Verschmutzungen durch einen Ver gleich der in Schritt A und B bereitgestellten Werte. Der Umfang der Verschmutzung kann sodann an den Nutzer ausgegeben werden. Alternativ kann auch ein Steuerbe fehl, z.B. ein Stoppen des Separators oder die Initiierung einer Intensivreinigung, ge neriert werden um den Umfang der Verschmutzung zu verringern. In step C, the soiling is then determined by comparing the values provided in steps A and B. The extent of the contamination can then be output to the user. Alternatively, a control command, e.g. stopping the separator or initiating intensive cleaning, can be generated in order to reduce the extent of contamination.
Dies zeigt zugleich, dass für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung des Umfangs an Verschmutzungen kein Stoppen des Separators erfolgen muss, sondern dies im laufenden Betrieb, also bei rotierender Trommel, er folgt. Unterbrechungen der Rotation der Trommel sind nicht vorgesehen. Dies betrifft die Schritte A-C des Verfahrens aber vorzugsweise auch alle weiteren nachfolgend beschriebenen Varianten des Verfahrens. Insbesondere in Anbetracht der DE 42 04 805 A1 , muss der Separator nicht in den Stillstand heruntergefahren werden. Die Herunterfahr- und Anfahrzeiten des Separa tors entfallen somit vollständig. Wie bereits mit Blick auf die DE 42 04 805 A1 erläu tert, wird bei einer Messung im rotierenden System der Nachteil vermieden, dass eine Undefinierte Menge Restflüssigkeit beim Messen der ablaufenden Flüssigkeit aus einer stehenden Trommel in dieser verbleibt. At the same time, this shows that in order to carry out the method according to the invention for determining the extent of contamination, the separator does not have to be stopped, but this is done during ongoing operation, ie with the drum rotating. Interruptions in the rotation of the drum are not provided for. This relates to steps AC of the method, but preferably also to all other variants of the method described below. In view of DE 42 04 805 A1 in particular, the separator does not have to be shut down to a standstill. The shut-down and start-up times of the separator are therefore completely eliminated. As already explained with a view to DE 42 04 805 A1, when measuring in the rotating system, the disadvantage is avoided that an undefined amount of residual liquid remains in the stationary drum when measuring the liquid flowing out.
Die Ermittlung des Umfangs der Verschmutzungen kann sowohl einen konkreten Wert umfassen oder lediglich den Vergleich mit einem Grenzwert für einen maximal akzeptablen Verschmutzungsgrad, bei welchem noch keine Maßnahmen ergriffen werden müssen. Determining the extent of the contamination can include both a specific value and only a comparison with a limit value for a maximum acceptable degree of contamination at which no measures need to be taken.
Das vorgenannte Verfahren erlaubt eine Verlängerung der Wartungsperioden und der Zyklen manueller Entleerung eines zentrifugalen Separators. The aforesaid method allows an increase in the maintenance periods and the cycles of manual emptying of a centrifugal separator.
Die Verfügbarkeit des Separators wird dadurch höher, da ein Öffnen und manuelles Reinigen der Trommel erst erfolgen muss, wenn die Trommel eine signifikante Menge an Ablagerungen aufweist. Eine vorsorgliche Reinigung kann entfallen. This increases the availability of the separator, since the drum only has to be opened and cleaned manually when the drum has a significant amount of deposits. A precautionary cleaning can be omitted.
Wenn die Menge der Ablagerungen in der Trommel und somit das reduzierte freie Volumen bekannt ist, können die Entleerungsintervalle dynamisch angepasst wer den, da z.B. das Schlammraumvolumen entsprechend der Ablagerungen berechnet werden kann. If the amount of deposits in the drum and thus the reduced free volume is known, the emptying intervals can be adjusted dynamically, since e.g. the sludge chamber volume can be calculated according to the deposits.
Wenn hier von Entleerungsintervall gesprochen wird, ist immer ein manuelles Entlee ren durch das Öffnen des Separators, eine manuell gestartete Funktion zum an sich automatischen Entleeren oder ein automatisch gestarteter Schritt zur Entleerung ge meint. Auch kann die Entleerung als Teilentleerung oder Totalentleerung verstanden werden. If the emptying interval is mentioned here, manual emptying by opening the separator, a manually started function for automatic emptying or an automatically started emptying step is always meant. The emptying can also be understood as partial emptying or total emptying.
Weniger Entleerungen bedeutet auch reduzierte Entsorgungskosten für den Feststoff und weniger Verluste der Verdrängungsphase und ggf. der Wertphase. Eine weitere Möglichkeit die Ablagerungen zu reduzieren besteht darin, die Art der Entleerung an zupassen. Standardmäßig wird eine Einzelentleerung durchgeführt, diese kann aber entsprechend dem Ablagerungsgrad auch zweifach oder zweifach mit dazwischen geschaltetem Spülwasser ausgeführt werden. Diese Maßnahmen verbessern eben falls die Reduzierung der Ablagerungen. Auch dies kann durch Generierung es vor genannten Steuerbefehls entsprechend eingestellt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Ge genstand der Unteransprüche. Fewer dumps also means reduced disposal costs for the solid and less loss of the displacement phase and, where appropriate, the value phase. Another way to reduce the deposits is to adjust the type of emptying. A single emptying is carried out as standard, but this can also be carried out twice or twice with rinsing water switched in between, depending on the degree of deposits. These measures also improve the reduction of deposits. This can also be set accordingly by generating it before the control command mentioned. Further advantageous refinements of the method according to the invention are the subject matter of the dependent claims.
So kann die messtechnische Ermittlung des aktuell-vorhandenen freien Trommelvo lumens bevorzugt durch nachfolgende Schritte erfolgen: The metrological determination of the currently available free drum volume can preferably be carried out by the following steps:
I. Bereitstellen eines selbst entleerenden Separators; I. Providing a self-emptying separator;
II. Befüllung der Trommel und Bestimmung des zur Befüllung der Trommel not wendigen Volumens einer Flüssigkeit, welches dem aktuell-vorhandenen freien Trommelvolumen der Trommel entspricht. II. Filling the drum and determining the volume of a liquid required to fill the drum, which corresponds to the currently available free drum volume of the drum.
Anders als ein manuell zu entleerender Separator, kann ein selbst entleerender Se parator noch Ablagerungen bzw. Anhaftungen im Trommelinnenraum aufweisen, welcher das maximale Trommelinnenvolumen auf ein aktuell-vorhandenes freies Trommelvolumen reduziert. Die Befüllung erfolgt vorzugsweise als Komplettbefüllung der Trommel bis in eine Leitung am Produktauslass der schweren Flüssigphase. So mit ist die komplette Trommel als auch die zur Trommel gehörenden rotierbaren und im Trommelvolumen nicht-rotierbar angeordneten Teile des Zu- und Ableitungssys tem von der Befüllung erfasst. Dies macht eine vollumfängliche Bewertung des Um fangs an Ablagerungen bzw. Verschmutzungen möglich. Unlike a separator that has to be emptied manually, a self-emptying separator can still have deposits or adhesions in the drum interior, which reduces the maximum drum internal volume to a currently available free drum volume. The filling preferably takes place as a complete filling of the bowl up to a line at the product outlet for the heavy liquid phase. The complete drum as well as the rotatable parts of the inlet and outlet system that belong to the drum and are non-rotatably arranged in the drum volume are covered by the filling. This enables a comprehensive evaluation of the extent of deposits or contamination.
Der Zustand der Befüllung der Trommel kann sodann vorteilhaft anhand eines Sen sors des Separators messtechnisch erfasst werden. Bevorzugt Infrage hierfür kommt zumindest ein oder mehrere Drucksensoren und/oder ein oder mehrere Grenzschal ter, z.B. kapazitive Grenzschalter oder Leitfähigkeits-Grenzschalter, welche das Er reichen einer Füllhöhe durch Änderung der Leitfähigkeit detektieren. Weitere Grenz schalter beruhen auf Ultraschall. Da die Schallgeschwindigkeit in Wasser wesentlich höher ist als in Luft, kann ein Mediumswechsel an der Position des Grenzschalters detektiert werden. Auch optische Grenzschalter sind denkbar. The status of the filling of the drum can then advantageously be measured using a sensor of the separator. At least one or more pressure sensors and/or one or more limit switches, e.g. capacitive limit switches or conductivity limit switches, which detect when a filling level has been reached by changing the conductivity, are preferably suitable for this purpose. Other limit switches are based on ultrasound. Since the speed of sound in water is significantly higher than in air, a change in medium can be detected at the position of the limit switch. Optical limit switches are also conceivable.
Der Drucksensor oder der Grenzschalter kann vorzugsweise am Ablauf einer Flüs sigphase, insbesondere am Ablauf der schwereren Flüssigphase, des Separators an geordnet sein. The pressure sensor or the limit switch can preferably be arranged at the end of a liquid phase, in particular at the end of the heavier liquid phase, of the separator.
Vor der Bestimmung des freien Trommelinnenvolumens kann optional noch eine au tomatische Reinigungssequenz, z.B. eine CIP und/oder SIP-Reinigung, ohne De montage des Separators initiiert werden. Weiterhin von Vorteil, insbesondere für die Verwendung eines Drucksensors, ist es, wenn der Separator am Ablauf der Flüssigphase, und strömungstechnisch dem Sen sor nachgeordnet, ein Ventil aufweist, welches während der Befüllung der Trommel geschlossen wird oder ist und welches bei Detektion eines befü Ilten Zustands der Trommel durch den Sensor geöffnet wird. Before determining the free inner drum volume, an optional automatic cleaning sequence, eg CIP and/or SIP cleaning, can be initiated without dismantling the separator. It is also advantageous, especially for the use of a pressure sensor, if the separator has a valve at the outlet of the liquid phase, and downstream of the sensor in terms of flow, which is or is closed during the filling of the drum and which is filled upon detection of a filled one condition of the drum being opened by the sensor.
Die zur Befüllung der Trommel eingeleitete Flüssigkeit ist vorzugsweise Verdrän gungswasser, wobei ein erster Verdrängungswasserzulauf des Separators zur Befül lung der Trommel und ein Produktzulauf des Separators in ein gemeinsames Zulauf rohr münden. Das Zulaufrohr kann dabei parallel und insbesondere konzentrisch zur Drehachse des Separators angeordnet sein. The liquid introduced to fill the drum is preferably displacement water, with a first displacement water feed of the separator for filling the drum and a product feed of the separator opening into a common feed pipe. The feed pipe can be arranged parallel and in particular concentrically to the axis of rotation of the separator.
Ein Steuerwasserzulauf zur Betätigung einer Feststoffentleerung des Separators kann zudem vorgesehen sein. A control water inlet for actuating a solids emptying of the separator can also be provided.
Die Bestimmung des zur Befüllung der Trommel notwendigen Volumens wird durch ein Messgerät zur Ermittlung eines Zulaufvolumens und insbesondere durch ein Durchflussmessgerät durchgeführt. The volume required for filling the drum is determined by a measuring device for determining an inflow volume and in particular by a flow meter.
Dieses Messgerät ist bevorzugt im oder am Verdrängungswasserzulauf angeordnet ist. This measuring device is preferably arranged in or on the displacement water inlet.
Das generierte Steuersignal in Schritt C dient vorzugsweise zur Initiierung einer Aus gabe z.B. eines Warnhinweises durch eine Ausgabeeinheit. Dabei kann es sich um ein Lichtsignal (Alarm lampe), um eine Display-Ausgabe oder um ein akustisches Sig nal handeln. The control signal generated in step C is preferably used to initiate an output, e.g. a warning, by an output unit. This can be a light signal (alarm lamp), a display output or an acoustic signal.
Alternativ oder zusätzlich kann das Steuersignal eine unmittelbare Aktion auf den Be trieb des Separators vornehmen, insbesondere einen Notstopp oder eine Anpassung des Betriebsprogrammes, z.B. der Reinigungssequenz, auslösen. Auch ist die An passung der Dauer oder Häufigkeit der Teilentleerung der Trommel möglich. Alternatively or additionally, the control signal can take immediate action on the operation of the separator, in particular triggering an emergency stop or an adjustment of the operating program, e.g. the cleaning sequence. It is also possible to adjust the duration or frequency of partial emptying of the drum.
Die Bereitstellung eines Wertes für ein maximales Innenvolumen der Trommel kann, wie bereits erläutert durch eine Referenzmessung bei bekanntem Zustand der Trom mel, insbesondere nach einer manuellen Entleerung und/oder einer Wartung, erfol gen. As already explained, a value for a maximum internal volume of the drum can be provided by a reference measurement when the condition of the drum is known, in particular after manual emptying and/or maintenance.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bereitstellung eines Wertes für ein maximales In nenvolumen der Trommel durch Bereitstellung eines Wertes für ein technisches Trommelvolumen als Wert für das konstruktiv-bedingte maximale Innenvolumen der Trommel erfolgen. Alternatively or additionally, providing a value for a maximum internal volume of the drum may be accomplished by providing a value for a technical Drum volume as a value for the design-related maximum internal volume of the drum.
Die Schritte I und II des vorgenannten Verfahrens können aus Redundanzgründen mehrfach, zumindest jedoch zweimal, wiederholt werden. For reasons of redundancy, steps I and II of the aforementioned method can be repeated several times, but at least twice.
Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Separator, welcher vorzugsweise ausgebildet ist zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Also according to the invention is a separator which is preferably designed to carry out the method according to the invention.
Dieser umfasst eine rotierbare Trommel, einen Produktzulauf, sowie einen Verdrän gungswasserzulauf zur Einleitung von Verdrängungswasser in die Trommel und vor zugsweise einen Steuerwasserzulauf zur Betätigung einer Feststoffentleerung der Trommel. This comprises a rotatable drum, a product feed, and a displacement water feed for introducing displacement water into the drum and, preferably, a control water feed for actuating a solids emptying of the drum.
Der Verdrängungswasserzulauf ist mit einem Ventil zur kontrollierten Einleitung von Verdrängungswasser in die Trommel versehen. Der Verdrängungswasserzulauf weist ein Messgerät zur Ermittlung des zugeführten Volumens an Verdrängungswas ser bis zur Befüllung der Trommel auf. The displacement water inlet is provided with a valve for the controlled introduction of displacement water into the drum. The displacement water inlet has a measuring device for determining the supplied volume of displacement water until the drum is filled.
Der Separator weist eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit auf, welche ausgerüstet ist zur Steuerung der Ventilanordnung in Abhängigkeit vom ermittelten Volumen an Verdrängungswasser. The separator has a control and/or evaluation unit which is equipped to control the valve arrangement as a function of the determined volume of water displaced.
Insbesondere ist die Steuer- und /oder Auswerteeinheit ausgerüstet zur Auswertung der Volumenmessung des Messgerätes von der Öffnung des Ventils bis zur Erken nung der vollständigen Befüllung der Trommel durch den Sensor. In particular, the control and/or evaluation unit is equipped to evaluate the volume measurement of the measuring device from the opening of the valve until the sensor detects that the drum is completely filled.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der bei liegenden Zeichnungen näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweck mäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zu sammenfassen. Insbesondere gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung abzuwandeln und weiterzubilden. Es zeigen: Further advantages, features and details of the invention result from the following description in which an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings. The person skilled in the art will expediently also consider the features disclosed in combination in the drawing, the description and the claims individually and summarize them in further meaningful combinations. In particular, there are a large number of possibilities for modifying and developing these within the scope of the present invention. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Separators; Fig. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Separators zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 1 shows a perspective representation of a separator according to the invention; 2 shows a sectional view of the separator according to the invention for carrying out the method according to the invention; and
Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrensab laufs. Fig. 3 is a schematic representation of the process sequence according to the invention.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Separator 1 mit einer rotierbar gelagerten Trommel 2, welche ein technisches Trommelvolumen auf weist. Das technische Trommelvolumen ist ein theoretischer Wert, welcher sich aus den bauartbedingten Vorgaben des Separators 1 ergibt. The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 shows a separator 1 with a rotatably mounted drum 2, which has a technical drum volume. The technical bowl volume is a theoretical value, which results from the design-related specifications of the separator 1.
Dieses technische Trommelvolumen wird aus der Dimension des Innenvolumens 12 der Trommel 2 sowie im Innenvolumen 12 angeordnete Aufbauten, wie die Dimen sion und die Anzahl von Tellern eines Tellerpakets 3 und deren Abstand zueinander. Weiterhin in die Größe des technische Trommelvolumens geht u.a. die Ausgestal tung eines oder mehrere Zulaufbereiche 4, Verteilerbereiche 5, Scheideteller 6, Schälkammern 7, Schälscheiben 8, Ableitungsbereiche 9 und dergleichen ein. This technical drum volume is from the dimension of the inner volume 12 of the drum 2 and in the inner volume 12 arranged structures, such as the dimen sion and the number of plates of a plate pack 3 and their distance from each other. The size of the technical drum volume also includes, among other things, the design of one or more inlet areas 4, distribution areas 5, separating plates 6, peeling chambers 7, peeling discs 8, discharge areas 9 and the like.
Die vorgenannte Aufzählung ist keinesfalls abschließend. So können je nach bauart bedingter Ausgestaltung auch einzelne vorher aufgezählte Aufbauten entfallen oder durch andere Aufbauten ersetzt werden, ohne dass sich das nachfolgend beschrie bene Gesamtprinzip ändert. The above list is by no means exhaustive. Thus, depending on the construction-related configuration, individual structures previously listed can also be omitted or replaced by other structures without the overall principle described below changing.
Das freie Trommelvolumen ist somit ein theoretisch-errechneter Wert, ohne jegliche Verschmutzungen innerhalb der Trommel 2 oder andere Art von Ablagerungen. The free drum volume is thus a theoretically calculated value, without any dirt inside the drum 2 or any other type of deposits.
Der Separator 1 weist zudem einen Produktzulauf 10 und einen Verdrängungswas serzulauf 11 auf, welche in ein gemeinsames Zulaufrohr 13 münden, welches seiner seits zumindest teilweise einen Teil eines Zulaufbereichs 4 im Innenvolumen 12 der Trommel 2 bildet. The separator 1 also has a product inlet 10 and a displacement water inlet 11, which open into a common inlet pipe 13, which in turn at least partially forms part of an inlet area 4 in the inner volume 12 of the drum 2.
Weiterhin weist der Separator 1 einen ersten Ablauf 14 für eine leichte Flüssigphase, einen zweiten Ablauf 15 für eine schwere Flüssigphase und einen Feststoffauslass 16 als Teil eines Feststoffentleerungssystems auf. Erkennbar ist der Separator 1 als Dreiphasenseparator ausgebildet. Furthermore, the separator 1 has a first outlet 14 for a light liquid phase, a second outlet 15 for a heavy liquid phase and a solids outlet 16 as part of a solids discharge system. The separator 1 is designed as a three-phase separator.
Das nachfolgende Prinzip kann allerdings auch auf einen Zweiphasenseparator, z.B. einem Klärseparator, angewandt werden. Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Separator 1 weist am ersten und am zweiten Ablauf 14 und 15 der Flüssigphasen jeweils einen Drucksensor 23 und 24 auf. Diese Druck sensoren 23 und 24 ermöglichen typischerweise die Prozessüberwachung während des Abtrennens einer leichten und einer schweren Phase, wie z.B. der Reinigung von in Öl befindlichem Wasser. However, the following principle can also be applied to a two-phase separator, eg a clarification separator. The separator 1 shown in FIGS. 1 and 2 has a pressure sensor 23 and 24 on the first and second outlet 14 and 15 of the liquid phases. These pressure sensors 23 and 24 typically enable process monitoring during the separation of a light phase and a heavy phase, such as the cleaning of water in oil.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es allerdings mittels der vorgenannten Sensoren auch möglich ein sogenanntes Kontrollvolumen zu bestimmen. Within the scope of the present invention, however, it is also possible to determine a so-called control volume by means of the aforementioned sensors.
Darüber hinaus weist der Separator 1 noch einen Steuerwasserzulauf 22 auf, wel cher zur Steuerung des Feststoffaustrags bzw. der Feststoffentleerung, z.B. durch hydraulisch-betätigte Linearverschiebung eines Kolbenschiebers als Teil eines Fest stoffentleerungssystems, vorgesehen ist. Dabei verzweigt ein Wassereinlauf 28 des Separators 1 in die beiden vorgenannten Wasserzuläufe 11 und 22. Wie bereits er wähnt, können die Zuläufe 11 und 22 aber auch getrennt zum Separator hingeführt werden. Eine Beschränkung auf die genannte Ausgestaltung besteht also nicht. In addition, the separator 1 also has a control water inlet 22, which is provided for controlling the solids discharge or the solids emptying, e.g. by hydraulically-actuated linear displacement of a piston valve as part of a solids emptying system. A water inlet 28 of the separator 1 branches into the two aforementioned water inlets 11 and 22. As already mentioned, the inlets 11 and 22 can also be routed separately to the separator. There is therefore no restriction to the configuration mentioned.
Die Zufuhr der Menge an Verdrängungswasser in den ersten Verdrängungswasser zulauf 11 oder in den zweiten Verdrängungswasserzulauf 22 wird durch eine Ventila nordnung 29, in Fig. 2 konkret durch zwei Ventile 17 und 18 gesteuert. Dabei kann es sich vorzugsweise um Magnetventile handeln. Selbstverständlich können die zwei Ventile 17 und 18 auch in einem Mehrwegeventil zusammengefasst werden, so dass die Ventilanordnung 29 auch lediglich ein Ventil umfassen kann. The supply of the quantity of displacement water in the first displacement water inlet 11 or in the second displacement water inlet 22 is controlled by a valve arrangement 29, specifically by two valves 17 and 18 in FIG. This can preferably be a matter of solenoid valves. Of course, the two valves 17 and 18 can also be combined in a multi-way valve, so that the valve arrangement 29 can also include just one valve.
Die durch den Verdrängungswasserzulauf 11 zugeführte Menge und/oder das zuge führte Volumen an Verdrängungswasser wird durch ein entsprechendes MessgerätThe quantity and/or the volume of displacement water supplied through the displacement water inlet 11 is determined by a corresponding measuring device
19, vorzugsweise durch ein Durchflussmessgerät, ermittelt. Dieses kann insbeson dere im Verdrängungswasserzulauf 11 angeordnet sein. 19, preferably determined by a flow meter. This can be arranged in particular in the displacement water inlet 11 .
Der zweite Ablauf 15 für die schwere Phase weist vorzugsweise ebenfalls ein VentilThe second outlet 15 for the heavy phase preferably also has a valve
20, vorzugsweise ein Magnetventil, auf. 20, preferably a solenoid valve.
Die vom Messgerät 19 ermittelten Messwerte, ebenso wie die Messwerte der Druck sensoren 23 oder 24 können an eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit 21 übermit telt werden, welche sodann die Steuerung der Ventile 17 und 18 für das Steuer- und Verdrängungswasser und die Steuerung des Ventils 20 für die schwere Phase vor nimmt. Ziel der Messung der Durchflussmenge an Verdrängungswasser und der damit ver bundenen Ventilsteuerung ist die Ermittlung eines Kontrollvolumens, welches das ak tuell in der Trommel zur Verfügung stehende Volumen definiert. The measured values determined by the measuring device 19, as well as the measured values of the pressure sensors 23 or 24, can be transmitted to a control and/or evaluation unit 21, which then controls the valves 17 and 18 for the control and displacement water and the control of the Valve 20 for the heavy phase before takes. The aim of measuring the flow rate of displacement water and the associated valve control is to determine a control volume that defines the volume currently available in the drum.
Ein Messwert aus einer sogenannten Kontrollmessung, ergibt dieses Kontrollvolu- men und kann dann mit einer Vorgabe, die dem realen freien Volumen (z.B. aus der Geometrie berechnet oder in Versuchen ermittelt) verglichen werden. Das freie Trommelvolumen (technisches Trommelvolumen) ist vom Maschinentyp abhängig (Größe der Trommel, Anzahl und Abstände der Teller, usw.) und wird in der Maschi nensteuerung hinterlegt. Der Vergleich ist sodann signifikant für den Verschmut zungsgrad der Trommel. A measured value from a so-called control measurement results in this control volume and can then be compared with a specification that is the real free volume (e.g. calculated from the geometry or determined in tests). The free drum volume (technical drum volume) depends on the machine type (size of the drum, number and spacing of the plates, etc.) and is stored in the machine control. The comparison is then significant for the degree of soiling of the drum.
Die Bestimmung dieses Kontrollvolumens bedarf mehrerer Schritte, wie in Fig. 3 dar gestellt. In einem ersten Schritt 101 erfolgt eine Unterbrechung eines Produktzulaufs in die Trommel 2. Determining this control volume requires several steps, as shown in FIG. In a first step 101, a product feed into the drum 2 is interrupted.
Sodann wird die Trommel in einem zweiten Schritt 102 komplett entleert. Eine Ent leerung kann beispielsweise durch die Feststoffaustragsöffnungen erfolgen, welche im Anschluss wieder geschlossen werden. Then, in a second step 102, the drum is completely emptied. Emptying can take place, for example, through the solids discharge openings, which are then closed again.
Sodann wird das Ventil 18 in Schritt 103 geöffnet und über den Verdrängungswas serzulauf 11 wird Verdrängungswasser in die Trommel 2 zugeführt. Das Volumen an eingeleiteten Verdrängungswasser wird durch das Messgerät 19 so lange gemessen, bis die Trommel komplett gefüllt ist. Then the valve 18 is opened in step 103 and the displacement water is fed into the drum 2 via the water inlet 11 . The volume of displacement water introduced is measured by the measuring device 19 until the drum is completely filled.
Die Komplett-Füllung der Trommel 2 kann in Schritt 104 durch den Drucksensor 24 im Ablauf 15 der schweren Flüssigphase ermittelt werden. Das zusätzliche Ventil 20 im besagten Ablauf 15 der schweren Flüssigphase ist beim Befüllen der Trommel mit Verdrängungswasser zumindest unmittelbar vor dem Erreichen des höchsten Befül lungszustandes geschlossen. Bei komplett gefüllter Trommel detektiert dieser Druck sensor 24 das Vorhandensein der schweren Phase, in diesem Fall das Verdrän gungswasser. Bei einem Klärseparator würde der Drucksensor im Ablauf der flüssi gen Phase angeordnet sein. The complete filling of the drum 2 can be determined in step 104 by the pressure sensor 24 in the outlet 15 of the heavy liquid phase. The additional valve 20 in said outlet 15 of the heavy liquid phase is closed when filling the drum with displacement water, at least immediately before the highest filling state is reached. When the drum is completely full, this pressure sensor 24 detects the presence of the heavy phase, in this case the displacement water. In the case of a clarification separator, the pressure sensor would be arranged in the flow of the liquid phase.
Gegebenenfalls kann eine mehrfache Messung des Trommelvolumens erfolgen, um über statistische Methoden die Fehler der Messung zu kompensieren. Die vorge nannten Messungen oder eine der Messung erfolgt im laufenden Betrieb des Sepa rators, also bei rotierender Trommel. Alternativ zur Druckmessung kann eine Komplettfüllung auch eine Vielzahl weiterer Sensoren detektiert werden. Hier bietet sich eine Leitfähigkeitsmessung an, welche einen Wechsel der Leitfähigkeit des Mediums auf einer Füllhöhe und damit einen Be füllungszustand detektieren können. Besonders bevorzugt können im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch sogenannte Grenzschalter eingesetzt werden, welche auch auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien beruhen können. Bekannt sind hierbei kapazitive Grenzschalter oder auch vibronische Grenzschalter oder der gleichen. If necessary, the drum volume can be measured several times in order to compensate for the errors in the measurement using statistical methods. The aforementioned measurements or one of the measurements is carried out while the separator is in operation, i.e. while the drum is rotating. As an alternative to measuring the pressure, a large number of other sensors can also be used to detect a complete filling. A conductivity measurement is useful here, which can detect a change in the conductivity of the medium at a filling level and thus a filling status. So-called limit switches, which can also be based on different physical measuring principles, can also be used particularly preferably within the scope of the present invention. Known here are capacitive limit switches or also vibronic limit switches or the like.
Es ist ebenfalls möglich, gegebenenfalls zwei unterschiedliche Messmethoden, z.B. in Reihe, zu verwenden, um ebenfalls die Fehler der Messungen auszugleichen. It is also possible, if necessary, to use two different measurement methods, e.g. in series, in order to also compensate for the errors in the measurements.
Weiterhin kann die Genauigkeit der vorgenannten Messungen des Volumens des Verdrängungswassers durch die Berücksichtigung der Temperatur des Verdrän gungswassers weiter verbessert werden. Furthermore, the accuracy of the aforementioned measurements of the displacement water volume can be further improved by taking into account the temperature of the displacement water.
In einem fünften Schritt 105 kann ein Abgleich des Kontrollvolumens mit dem techni schen Trommelvolumen als theoretischen Maximalwert erfolgen. In a fifth step 105, the control volume can be compared with the technical drum volume as the theoretical maximum value.
Wenn die Abweichung des aktuell gemessenen freien Volumens der Trommel bzw. des ermittelten Kontrollvolumens einen gewissen Grenzwert, der in der Steuerung vorgegeben werden kann, überschreitet, kann die Steuerung entweder erforderliche Maßnahmen vorschlagen oder auch automatisch entsprechende Schritte einleiten.If the deviation of the currently measured free volume of the drum or the determined control volume exceeds a certain limit value that can be specified in the controller, the controller can either suggest necessary measures or automatically initiate appropriate steps.
Es kann auch ein Vergleichswert unter Berücksichtigung des theoretischen techni schen Trommelvolumens bestimmt werden, damit der Grad der Verschmutzung für den Anwender besser quantifizierbar ist. A comparative value can also be determined taking into account the theoretical technical drum volume, so that the degree of soiling can be better quantified for the user.
Überschreitet der ermittelte Wert des Kontrollvolumens oder ein daraus abgeleiteter Wert einen vorgegebenen Grenzwert, so können Anpassungen an den Betrieb der Trommel im Produktionskreislauf vorgenommen werden. If the determined value of the control volume or a value derived from it exceeds a predetermined limit value, adjustments to the operation of the drum in the production cycle can be made.
Sodann erfolgt in einem sechsten Schritt 106 die Entleerung der Trommel 2 vom Ver drängungswasser. Konkret erfolgt die Entleerung in Fig. 2 über den Feststoffauslass 16 oder, wenn der Separator gleich wieder mit Produkt gefüllt werden soll auch über ein Umleitungsrohr 25, welches im Feststoffsammelbereich 26 einer Separatorhaube 27 mündet. Then, in a sixth step 106, the drum 2 is emptied of the displacement water. In concrete terms, emptying in FIG. 2 takes place via the solids outlet 16 or, if the separator is to be filled with product again immediately, also via a diversion pipe 25 which opens out in the solids collection area 26 of a separator hood 27 .
Ein Detektieren von Verschmutzungen kann somit dadurch erfolgen, indem die Diffe renz von technischem Trommelvolumen und Kontrollvolumen bestimmt wird. Kontrollvolumen oder freies Trommelvolumen werden im Kontext der vorliegenden Anmeldung synonym verwendet. Soiling can be detected by determining the difference between the technical drum volume and the control volume. Control volume or free drum volume are used synonymously in the context of the present application.
Überschreitet diese Differenz einen bestimmten Wert (Warnwert), kann die Steue rung in einem siebenten Schritt 107 entsprechend reagieren und ein Steuersignal ge nerieren. Das Steuersignal kann eine Ausgabe z.B. eine Warnung initiieren oder eine unmittelbare Aktion auf den Betrieb des Separators vornehmen. Denkbar sind ver schiedene Stufen von Warnwerten, bei denen Meldungen oder Warnungen ausgege ben werden oder sogar die Maschine gestoppt wird. If this difference exceeds a specific value (warning value), the controller can react accordingly in a seventh step 107 and generate a control signal. The control signal can initiate an output, e.g., a warning, or take immediate action on the operation of the separator. Different levels of warning values are conceivable, at which messages or warnings are issued or even the machine is stopped.
Diese können z.B. sein: wiederholte Entleerungen der Schlammphase, Reduzierung der Zulaufmenge und/oder ein Herunterfahren der Zentrifuge sein. Dadurch können Fehlfunktionen des Separators, Schäden am Separator oder eine unzureichende zentrifugale Trennung des Produktes vermieden werden. These can be, for example: repeated emptying of the sludge phase, reduction of the feed volume and/or shutting down the centrifuge. This can prevent malfunctions of the separator, damage to the separator or insufficient centrifugal separation of the product.
Regelmäßige oder unregelmäßige Referenzmessungen ergeben ein Referenzvolu men und können z.B. bei einer Wartung (z.B. Wartungsintervall 4000 h) oder zu ei nem anderen Zeitpunkt vorgenommen werden. Regular or irregular reference measurements result in a reference volume and can be carried out, for example, during maintenance (e.g. maintenance interval 4000 h) or at another point in time.
Auch diese Referenzmessung kann mit den Kontrollvolumen verglichen bzw. ver rechnet werden, woraus ein Verschmutzungsgrad und insbesondere eine zeitliche Tendenz zum Aufbau eines Verschmutzungsgrades abgeleitet werden kann. Weiter hin können ggf. externe Einflüsse wie Temperatur oder Produkteigenschaften der je weils zu bearbeitenden Produkten bei der Bestimmung des freien Trommelvolumens mit eingebunden werden. This reference measurement can also be compared or calculated with the control volume, from which a degree of contamination and in particular a tendency towards the build-up of a degree of contamination over time can be derived. Furthermore, external influences such as temperature or product properties of the products to be processed can be included when determining the free drum volume.
Nach zum Beispiel einer Wartung kann davon ausgegangen werden, dass die Trom mel des Separators vollständig gereinigt wurde. Eine Messung des Trommelvolu mens nach der Wartung (Referenzvolumen) kann ebenfalls ausgewertet werden. After maintenance, for example, it can be assumed that the separator drum has been completely cleaned. A measurement of the drum volume after maintenance (reference volume) can also be evaluated.
Überschreitet die Differenz von technischem Trommelvolumen und Referenzvolumen einen bestimmten Wert, kann z.B. auf eine ungenügende Reinigung geschlossen werden. If the difference between the technical drum volume and the reference volume exceeds a certain value, insufficient cleaning can be concluded, for example.
Wird diese Differenz negativ kann dadurch auf andere Fehler geschlossen werden. Beispielsweise eine geringere Anzahl eingebauter Teller als vorgesehen. Im weiteren Betrieb des Separators kann auch die Differenz zwischen Referenzvolumen und Kontrollvolumen zur Ermittlung des Verschmutzungsgrades verwendet werden. Denkbar sind auch Kombinationen (Mittelwert oder ähnliches) aus den beiden Mes sungen (technisches Trommelvolumen minus Kontrollvolumen und Referenzvolumen minus Kontrollvolumen) If this difference becomes negative, conclusions can be drawn about other errors. For example, a smaller number of built-in plates than planned. In further operation of the separator, the difference between the reference volume and the control volume can also be used to determine the degree of contamination. Combinations (mean value or similar) of the two measurements (technical drum volume minus control volume and reference volume minus control volume) are also conceivable.
Man kann also sagen, dass die Messung sowohl verfahrenstechnische (Verschmut zung) als auch mechanische Rückschlüsse zulässt. It can therefore be said that the measurement permits both process engineering (contamination) and mechanical conclusions to be drawn.
Mögliche und bevorzugte Messgeräte zur Ermittlung der Menge oder des Volumens des Verdrängungswasser sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Durchflussmessgeräte. Within the scope of the present invention, possible and preferred measuring devices for determining the quantity or the volume of the displacement water are preferably flow measuring devices.
Geeignete Messgeräte, insbesondere zur Ermittlung des Volumens an Verdrän gungswasser, sind Suitable measuring devices, in particular for determining the volume of displacement water, are
- Flügelradsensoren - Vane sensors
- Taumelscheiben-Durchflussmesser (Wasseruhr) - Swashplate flow meter (water meter)
- Induktive Durchflussmesser (IDM) - Inductive Flow Meters (IDM)
- Massedurchflussmesser, wie Coriolis-Durchflussmesser (vorteilhaft, da diese von Lufteinschlüssen in der Flüssigkeit recht unabhängig messen), Wirbelstrom- Durchflussmesser (Messprinzip Kärmänsche Wirbelstraße) oder Vortex-Mes- sung, sowie Kalorische-Durchflussmesser; - Mass flowmeters, such as Coriolis flowmeters (advantageous, since these measure quite independently of air inclusions in the liquid), eddy current flowmeters (measuring principle: Karman vortex street) or vortex measurement, as well as caloric flowmeters;
- Durchflussmesser nach dem Schalllaufzeit-Differenzverfahren, oftmals als Ultra schall-Durchflussmesser bezeichnet - Flow meter based on the sound transit time difference method, often referred to as an ultrasonic flow meter
Bei den Massedurchflussmessern kann man z.B. aus der Masse bei bekannter Dichte des Messmediums auf das Volumen zurückrechnen. In the case of mass flow meters, for example, the volume can be calculated from the mass if the density of the measuring medium is known.
Wird der Separator in einem kontinuierlichen Verarbeitungsprozess eines Produktes eingesetzt, so kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung den Separator und einen Puffertank umfassen, welcher das Volumen am zu verarbeitenden Produkt während der Bestimmung des Verunreinigungsgrades bzw. des freien Trommelvolumens auf fängt. If the separator is used in a continuous processing of a product, a device according to the invention can include the separator and a buffer tank, which collects the volume of the product to be processed during the determination of the degree of contamination or the free drum volume.
Alternativ können auch zwei baugleiche Separatoren parallel nebeneinander betrie ben werden, welche so angesteuert sind, dass jeweils stets nur eine Bestimmung des Verunreinigungsgrades erfolgt. Alternatively, two identical separators can also be operated in parallel next to each other, which are controlled in such a way that only one determination of the degree of contamination is carried out in each case.
Hervorzuheben an der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die Bestimmung des freien Trommelvolumens eines Separators zwischen oder während der Produktion. Dies steigert die Anlagenverfügbarkeit, da keine, im Nachhinein unnötige, Zwischen reinigung erfolgen muss. Dies reduziert auch die Kosten für den Betrieb. What is particularly noteworthy about the present invention is the determination of the free drum volume of a separator between or during production. This increases the availability of the system, as there is no need for intermediate cleaning, which is subsequently unnecessary. This also reduces the cost of operation.
Bezuqszeichen reference sign
1 Separator 1 separator
2 Trommel 2 drum
3 Tellerpaket 3 pack of plates
4 Zulaufbereich 4 inlet area
5 Verteilerbereich 5 distribution area
6 Scheideteller 6 cutting plates
7 Schälkammer 7 peeling chamber
8 Schälscheibe 8 peeling disk
9 Ableitungsbereich 9 lead area
10 Produktzulauf 10 product feed
11 erster Verdrängungswasserzulauf 11 first displacement water inlet
12 Innenvolumen 12 internal volume
13 Zulaufrohr 13 inlet pipe
14 Erster Ablauf 14 First process
15 Zweiter Ablauf 15 Second process
16 Feststoffauslass 16 solids outlet
17 Ventil 17 valve
18 Ventil 18 valve
19 Messgerät 19 meter
20 Ventil 20 valve
21 Steuer und/oder Auswerteeinheit 21 control and/or evaluation unit
22 Steuerwasserzulauf 22 control water inlet
23 Drucksensor 23 pressure sensor
24 Drucksensor 24 pressure sensor
25 Umleitungsrohr 25 bypass tube
26 Feststoffsammelbereich 26 solids collection area
27 Separatorhaube 27 separator hood
28 Wassereinlauf 28 water inlet
29 Ventilanordnung 29 valve arrangement
101 erster Schritt (Unterbrechung) 101 first step (break)
102 zweiter Schritt (Entleerung) 102 second step (emptying)
103 dritter Schritt (Ventil - Verdrängungswasser - geöffnet)103 third step (valve - displacement water - open)
104 vierter Schritt (Komplett-Füllung) 104 fourth step (complete filling)
105 fünfter Schritt (Vergleich) 105 fifth step (comparison)
106 sechster Schritt (Entleerung des Verdrängungswassers)106 sixth step (emptying the displacement water)
107 siebenter Schritt (Generierung eines Steuersignals) 107 seventh step (generation of a control signal)

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Verfahren zur Bestimmung des Umfangs an Verschmutzungen innerhalb einer Trommel (2) eines Separators (1) gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: 1. A method for determining the extent of contamination within a drum (2) of a separator (1), characterized by the following steps:
A Bereitstellung eines Wertes für ein maximales Innenvolumen der TrommelA Provide a value for a maximum internal volume of the drum
(2); (2);
B messtechnische Ermittlung des aktuell-vorhandenen freien Trommelvolu mens der Trommel (2); B metrological determination of the currently available free drum volume of the drum (2);
C Vergleich der Werte aus Schritt A und B und Ermittlung des Umfangs an Verschmutzungen innerhalb der Trommel (2) und/oder Generierung eines Steuerbefehls, wobei das Verfahren mit den Schritten A-C im rotierenden Betrieb des Separa tors durchgeführt wird. C Comparison of the values from steps A and B and determination of the extent of contamination within the drum (2) and/or generation of a control command, the method with steps A-C being carried out while the separator is in rotating operation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die messtechni sche Ermittlung des aktuell-vorhandenen freien Trommelvolumens nachfolgen den Schritten erfolgt: 2. The method according to claim 1, characterized in that the metrological determination of the currently available free drum volume follows the steps:
I. Bereitstellen eines selbst entleerten Separators (1 ); I. Providing a self-emptying separator (1);
II. Befüllung der Trommel (2) und Bestimmung des zur Befüllung der Trom mel (2) notwendigen Volumens einer Flüssigkeit, welches dem aktuell vorhandenen freien Trommelvolumen der Trommel (2) entspricht. II. Filling of the drum (2) and determination of the volume of a liquid required to fill the drum (2), which corresponds to the currently available free drum volume of the drum (2).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Befüllung der Trommel (2) anhand eines Sensors des Separators messtech nisch erfasst wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that the state of filling of the drum (2) is measured using a sensor of the separator cally.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Drucksensor (23, 24) und/oder ein Grenzschalter ist, welcher vorzugsweise am Ablauf einer Flüssigphase (14, 15), insbesondere am Ablauf (15) der schwereren Flüssigphase, des Separators (1) angeordnet ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sensor is a pressure sensor (23, 24) and/or a limit switch, which is preferably located at the outlet of a liquid phase (14, 15), in particular at the outlet (15) of the heavier liquid phase , The separator (1) is arranged.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Befüllung der Trommel eingeleitete Flüssigkeit Verdrängungs wasser ist, wobei ein Verdrängungswasserzulauf (11) des Separators (1) zur Befüllung der Trommel (2) und ein Produktzulauf (10) des Separators (1) in ein gemeinsames Zulaufrohr (13) münden. 5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the liquid introduced to fill the drum is displacement water, with a displacement water inlet (11) of the separator (1) for filling the drum (2) and a product inlet (10) of the separator (1) open into a common inlet pipe (13).
6 Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des zur Befüllung der Trommel (2) notwendigen Vo lumens durch ein Messgerät (19) zur Ermittlung eines Zulaufvolumens, insbe sondere durch ein Durchflussmessgerät, erfolgt. 6 Method according to one of the preceding claims, characterized in that the volume required for filling the drum (2) is determined by a measuring device (19) for determining an inflow volume, in particular by a flow meter.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät im oder am Verdrängungswasserzulauf (11) angeord net ist. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the measuring device is arranged in or on the displacement water inlet (11).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das generierte Steuersignal eine Ausgabe an einer Ausgabeeinheit, vorzugsweise eine Warnung, initiiert und/oder eine unmittelbare Aktion auf den Betrieb des Separators vornimmt, insbesondere eine Entleerung und/oder einen Notstopp einleitet. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the generated control signal initiates an output to an output unit, preferably a warning, and/or takes immediate action on the operation of the separator, in particular initiates emptying and/or an emergency stop.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellung eines Wertes für ein maximales Innenvolumen der Trommel (2) durch eine Referenzmessung bei bekanntem Zustand der Trom mel, insbesondere nach einer manuellen Entleerung und/oder einer Wartung des Separators (1), erfolgt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the provision of a value for a maximum internal volume of the drum (2) by a reference measurement when the condition of the drum is known, in particular after manual emptying and/or maintenance of the separator (1 ), he follows.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereitstellung eines Wertes für ein maximales Innenvolumen der Trommel (2) durch Bereitstellung eines Wertes für ein technisches Trommelvo lumen als Wert für das konstruktiv-bedingte maximale Innenvolumen der Trom mel (2) erfolgt. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the provision of a value for a maximum internal volume of the drum (2) by providing a value for a technical drum volume as a value for the design-related maximum internal volume of the drum (2) he follows.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte I und II zumindest zweimal wiederholt werden. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that steps I and II are repeated at least twice.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schritte B und C, vorzugsweise das gesamte Verfah ren, ohne Demontage des Separators, insbesondere der Trommel, durchgeführt wird. 12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least steps B and C, preferably the entire method, is carried out without dismantling the separator, in particular the drum.
13. Separator, insbesondere zum Ausführen des Verfahrens nach einem der vor hergehenden Ansprüche, umfassend eine rotierbare Trommel (2), einen Pro duktzulauf (10), sowie einen Verdrängungswasserzulauf (11) mit einem Ventil (18) zur kontrollierten Einleitung von Verdrängungswasser in die Trommel (2) wobei der Verdrängungswasserzulauf (11) ein Messgerät (19) zur Ermittlung des zugeführten Volumens an Verdrängungswasser bis zur Befüllung der Trom mel (2) aufweist, wobei der Separator einen Sensor aufweist, der die vollstän dige Befüllung der Trommel (2) detektiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (1 ) eine Steuer- und /oder Auswerteeinheit (21 ) aufweist, welche aus gerüstet ist zur Auswertung der Volumenmessung des Messgerätes (19) von der Öffnung des Ventils (18) bis zur Erkennung der vollständigen Befüllung der Trommel (2) im rotierenden Betrieb des Separators durch den Sensor. 13. Separator, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a rotatable drum (2), a product inlet (10) and a displacement water inlet (11) with a valve (18) for the controlled introduction of displacement water into the drum (2) wherein the displacement water inlet (11) has a measuring device (19) for determining the supplied volume of displacement water until the drum (2) is filled, wherein the separator has a sensor that detects the complete filling of the drum (2), characterized in that that the separator (1) has a control and/or evaluation unit (21) which is equipped to evaluate the volume measurement of the measuring device (19) from the opening of the valve (18) to the detection of the complete filling of the drum (2 ) in the rotating operation of the separator by the sensor.
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