Verfahren und Vorrichtung zum Abziehen von Flüssigkeiten aus einer Zentrifuge

Abstract

 Bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Abziehen von Flüssigkeiten (40) aus einer Zentrifuge mit einem Flüssigkeitsschälrohr (50) wird der Abzugsvorgang unterbrochen, wenn mittels eines Sensors (60) festgestellt wird, daß sich die Füllhöhe in der Zentrifugentrommel nicht mehr ändert oder eine Änderung der Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes festgestellt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abziehen von Flüssigkeit aus einer Zentrifuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei Zentrifugen zum Trennen von Suspensionen, insbesondere bei Sedimentationszentrifugen, ist es notwendig, die sich oberhalb der sich ablagernden Feststoffschicht ansammelnde Flüssigkeit regelmäßig zu entfernen. Dazu wird in die Zentrifugentrommel ein Flüssigkeitsschälrohr in die Flüssigkeit hineinbewegt und die Flüssigkeit abgezogen.

[0003] Dabei ergibt sich das Problem, daß das Flüssigkeitsschälrohr einerseits tief genug in die Zentrifugentrommel eingeführt werden muß, andererseits aber rechtzeitig bei erreichen der Feststoffoberfläche wieder zurückgezogen werden muß.

[0004] Bislang wurden feststehende Anschläge für das bewegbare Flüssigkeitsschälrohr verwendet, sodaß häufig nicht die gesamte Flüssigkeit abgezogen werden konnte. Zudem ist die erforderliche Verweilzeit nach einem Füllstoß nicht konstant, sondern kann sich laufend ändern. Die Ursachen dafür sind z. B.:

• unterschiedliche Feststoffkonzentrationen in der Suspension bei verschiedenen Füllstößen,
• Änderungen der Zulaufmenge bei Wiederholung des Füllschrittes,
• Viskositätsänderungen der Flüssigkeit
• Verlegung der Seitenfilterronden.

[0005] Wegen der unterschiedlichen Einflüsse, die nicht im voraus abgeschätzt werden können, ist ein zeitoptimierter Betrieb des Abschälvorganges nicht zu realisieren.

[0006] Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Zentrifuge anzugeben, bei dem der Schälvorgang für Flüssigkeiten optimiert werden kann.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die in den Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale und durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 6; die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

[0008] Da der Abschälvorgang von einem die Füllhöhe in der Zentrifugentrommel und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes überwachenden Sensor kontrolliert wird, kann er zuverlässig abgebrochen werden, wenn die Flüssigkeit abgezogen ist. Dadurch kann einerseits die zeitliche Dauer des Abschälvorganges optimiert werden, und andererseits kann, falls das Schälrohr innerhalb der Trommel angeordnet ist, das Schälrohr bis an die Fesstoffoberfläche herangeführt werden, sodaß keine Flüssigkeitsreste in der Trommel verbleiben.

[0009] Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert; es zeigt:

[0010] Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch die Trommel einer Sedimentationszentrifuge,

[0011] Fig. 2 schematisch einen Querschnitt durch die Trommel einer Sedimentationszentrifuge und

[0012] Figur 3 die Detailansicht eines Endes eines Flüssigkeitsschälrohres.

[0013] Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Trommelzentrifuge. Über ein Füllrohr 10 wird die zu trennende Suspension in den Trommelraum eingebracht und durch Zentrifugieren in einen Feststoffanteil 20, der sich an der Trommelwandung 30 ablagert, und eine Flüssigkeit 40 getrennt. Nach dem Trennvorgang wird die Flüssigkeit 40 durch ein bewegbares Flüssigkeitsschälrohr 50 nach außen abgezogen.

[0014] Bei der ebenfalls in Figur 1 dargestellten alternativen Ausführungsform der Zentrifuge wird die Flüssigkeit 40 nicht direkt aus dem Trommelinnenraum, sondern aus einer mit der Trommel kommunizierenden und mitrotierenden Ringtasse 70 abgezogen, wobei das bewegbare Flüssigkeitsschälrohr 50 außerhalb der Tommel angeordnet ist, sodaß es in die Ringtasse 70 eingeführt werden kann.. Die Ringtasse 70 steht über Öffnungen (nicht dargestellt) mit dem Trommelinnenraum in Verbindung. Gegebenenfalls können die Öffnungen mit Filterelementen versehen sein.

[0015] Während des Trennvorgangs und beim Abziehen der Flüssigkeit 40 wird die Oberfläche des Trenngutes mittels eines Sensors 60 überwacht, der die Füllstandshöhe h und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Trenngutes ermittelt. Ein derartiger Sensor ist beispielsweise aus der DE-OS 37 26 227 bekannt.

[0016] Zum Abziehen der Flüssigkeit 40 wird das Flüssigkeitsschälrohr 50 in die Flüssigkeit 40 nach dem Trennvorgang eingeschwenkt. Dabei besteht die Gefahr, daß einerseits das Flüssigkeitsschälrohr 50 nicht weit genug eintaucht, sodaß die Flüssigkeit 40 nicht oder nur teilweise abgezogen wird, oder soweit eintaucht, daß auch ein Feststoffanteil mit abgezogen wird.

[0017] Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das Flüssigkeitsschälrohr 50 während des Abzugsvorgangs mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung auf die Feststoffoberfläche verschoben und gleichzeitig wird über den Sensor 60 die Füllhöhe h der Trenngutschicht und/oder ihre Oberflächenbeschaffenheit überwacht. Wenn die Höhe h keine zeitliche Änderung mehr zeigt oder wenn eine Änderung der Oberflächenbeschaffenheit angezeigt wird, wird der Schälvorgang unterbrochen und das Flüssigkeitsschälrohr 50 zurückgezogen.

[0018] Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung wird das Flüssigkeitsschälrohr 50 nicht mit einer kostanten Geschwindigkeit, sondern mit einer konstanten Kraft in die Flüssigkeit 40 eingetaucht, wobei ebenfalls die oben genannten Kriterien zur Unterbrechung des Schälvorganges angewendet werden.

[0019] Figur 3 zeigt ein Detail einer Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens verwendet werden kann. Das Flüssigkeitsschälrohr 50 ist in einem Lager (nicht dargestellt) in Pfeilrichtung schwenkbar aufgehängt und taucht mit dem abgeschrägten Ende 50a in die Flüssigkeit 40 ein. Am Ende 50a des Flüssigkeitsschälrohrs 50 sind Auftriebsflächen 80, die bei drehender Trommel eine dem Eintauchen des Flüssigkeitsschälrohrs 50 entgegengerichtete Kraft erzeugen. Andererseits ist das Flüssigkeitsschälrohr 50 in Richtung auf die Flüssigkeitsoberfläche durch eine konstante Kraft bzw. ein konstantes Drehmoment vorbelastet, zum Beispiel durch eine Federvorrichtung, eine Hydraulikvorrichtung oder durch das eigene Gewicht.

[0020] Die Form der Auftriebsflächen 80 ist so an die Drehgeschwindigkeit der Trommel angepaßt, daß der erzeugte Auftrieb und die konstante Kraft des Flüssigkeitsschälrohrs 50 entgegengesetzt wirken und das Flüssigkeitsschälrohr 50 in der Flüssigkeit 40 halten.

[0021] Zusätzlich kann an dem dem Feststoffanteil 20 zugewandten Ende des Flüssigkeitsschälrohrs 50 auch eine Kufe 90 vorgesehen sein, die Stöße beim Auftreffen des Flüssigkeitsschälrohrs 50 auf die Flüssigkeit 40 bzw. den Feststoff verhindert.

[0022] Wenn die Vorrichtung gemäß Figur 3 innerhalb der Trommel verwendet wird, kann auf den Sensor 60 verzichtet werden, wenn das Flüssigkeitsschälrohr 50 mit einem Drehwinkelgeber versehen ist, der die Winkelposition des Flüssigkeitsschälrohrs 50 ermittelt, sodaß anhand der Winkelposition die Änderung des Flüssigkeitsstandes festgestellt werden kann. Dabei empfiehlt es sich, den der Oberfläche des Füllgutes zugewandten Teil des Flüssigkeitsschälrohrs 50 mit einem Sensor zur Ermittlung der Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes zu versehen, sodaß das Erreichen des Feststoffanteils zuverlässig erkannt werden kann.

[0023] Falls eine verfahrensoptimale Flüssigkeitsschälung ausreicht und keine zeitoptimale Regelung angestrebt wird, kann auf Sensoren (Winkel, Oberflächenbeschaffenheit) verzichtet werden. Ein Schälrohr mit Auftriebskörpern kann nicht in den Feststoff eindringen, sodaß kein oder nur wenig Feststoff ausgeschält wird. Der Schälvorgang wird dann nach einer festen, verfahrensunabhängigen Zeit beendet.

Ansprüche

1. Verfahren zum Abziehen einer Flüssigkeit aus einer Zentrifuge, bei dem ein Schälrohr in die abzuziehende Flüssigkeitsschicht eingetaucht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels eines Sensors (60) die Füllstandshöhe des Füllgutes und/oder die Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes in der Zentrifuge überwacht wird
und daß der Abziehvorgang beendet wird, wenn die zeitliche Änderung der Füllstandshöhe gegen Null geht und/oder wenn der Sensor (60) den Übergang der Oberflächenbeschaffenheit von flüssig zu fest feststellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (40) mit dem Schälrohr (50) direkt aus dem Trommelinnenraum abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (40) mit dem Schälrohr aus einer mit der Trommel kommunizierenden und mitrotierenden Ringtasse (70) abgezogen wird, wobei die Ringtasse durch Öffnungen mit dem Trommelinnenraum verbunden ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schälrohr (50) während des Abziehvorganges kontinuierlich in die Flüssigkeitsschicht hineinbewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr (50) mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr (50) mit konstanter Kraft bewegt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beendigung des Abziehvorganges das Flüssigkeitsschälrohr (50) zurückbewegt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit einem bewegbaren Flüssigkeitsschälrohr (50), gekennzeichnet durch
einen Sensor (60) zur Ermittlung der Füllstandshöhe (h) in der Zentrifugentrommel und/oder der Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes.

9. Vorichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr Auftriebselemente (80) aufweist, die am Flüssigkeitsschälrohr (50) eine Auftriebskraft erzeugen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr (50) eine der Oberfläche des Füllgutes zugewandte Kufe (90) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr (50) innerhalb der Zentrifugentrommel schwenkbar gelagert und mit einem Drehwinkelgeber verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor zur Ermittlung der Oberflächenbeschaffenheit des Füllgutes am Flüssigkeitsschälrohr (50) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsschälrohr (50) mit einem Antrieb für kontinuierlichen Vorschub verbunden ist.

Zeichnung