Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der automatisierten Entleerung einer Zentrifuge

Abstract

 Vorrichtung zur automatischen Entleerung von Stoffen unterschiedlicher Dichte in einer diskontinuierlich arbeitenden Separationsanlage, wobei die Entleerung mindestens eines Stoffes aus der Trommel (1) durch eine Mess- und Steuereinheit (4) in Abhängigkeit von Drehzahl der Trommel (1) überwacht und gesteuert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

[0002] Ein gattungsgemäßes Verfahren stellt die DE 44 14 602 A1 dar, in welcher ein Verfahren zur Steuerung einer diskontinuierlich arbeitenden Zentrifuge offenbart wird. Bei diesem Verfahren wird die Feststoffentleerung durch die Messung der Ablagerungsschichtdicke berührungsfrei mittels einer Sonde vermessen. Anschließend können diese Werte zusammen mit den Ausräumungswerten der Füllmassen verglichen und durch ein externes Prozessleitsystem ausgewertet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass es nur für bestimmte Produkte, beispielsweise für die Abtrennung von Zucker realisierbar ist.

[0003] Es ist aus dem Stand der Technik ferner bekannt, dass die diskontinuierliche Entleerung über die Überwachung und/oder Steuerung der Stromstärkenschwankung während der Entleerung realisierbar ist.

[0004] Dieses Verfahren der Messung von Stromstärkeänderungen hat insbesonders bei relativ großen Separatoren (Getränken, Milch) den Nachteil, dass es durch Flüssigkeiten im Steuerkreislauf und Haubenspülwasser im stärkeren Maße beeinflusst wird. In Folge wurden stark schwankende Werte des Stromhubs trotz optimaler Entleerung festgestellt.

[0005] Die Erfindung setzt angesichts der Probleme ausgehend von der DE 44 14 602 A1 bei der Aufgabe an, eine verbesserte Überwachung und/oder Steuerung sowie eine vereinfachte Handhabung der Automatisierung der Feststoffentleerung in diskontinuierlichen Trennprozessen zu schaffen.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7.

[0007] Dabei zeigt die Überwachung und/oder Steuerung anhand der Drehzahlüberwachung des Motors eine deutliche Vereinfachung gegenüber der DE 44 14 602 A1, da produkt-unabhängig eine optimierte Automatisierung dieser Trennabläufe anbietet.

[0008] Eine Drehzahländerung charakterisiert eine Masse, die dem System entzogen wird. Zunächst werden die Stoffkomponenten mit der höheren Dichte, beispielsweise Feststoffteilchen, unter Einfluss einer Massenträgheit nach außen getragen und über eine diskontinuierlich verschließbare Austragsöffnung abgeführt.

[0009] Es ist bekannt, die Regelung der Entleerung über eine diskontinuierlich verschließbare Austragsöffnung mittels eines Kolbenschiebers zu gewährleisten. Dieser kann zum Beispiel über einen hydraulischen Steuerkreislauf durch eine Mess- und Steuereinheit direkt angesteuert werden. Die Dosierung der Hydraulikflüssigkeit als auch anderer Komponenten, wie beispielsweise das Haubenspülwasser, bewirkt bei der Drehzahlmessung, aufgrund der relativen Trägheit der Trommelmasse deutlich geringere Schwankungen gegenüber der Messung der Stromstärke. Dadurch ist eine sehr exakte Kontrolle und Einflussname auf die Entleerung möglich.

[0010] Die Messung der Drehzahl kann zum Beispiel durch Sensoren erfolgen. So sind unter anderem induktive Sensoren oder photoelektrische Sensoren je nach Belastungsobergrenze des Motors einsetzbar.

[0011] Bevorzugt seien hier die magnetischen Sensoren genannt.

[0012] Somit ist durch eine gezielte Änderung der Messparameter, d.h. Auswertung der Drehzahl der Trommel anstelle der Stromstärke des Motors oder anstelle der Ablagerungsschichtdicke an der Innenseite der Trommel eine bessere Kontrolle des Gesamtprozesses gegeben.

[0013] Weitere vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten der exakten Steuerung über das Drehzahlsignal ergeben sich durch Kopplung mit SC (spill control) - Separatoren.

[0014] Anspruch 2 beschreibt darüber hinaus eine bevorzugte Methode zur Drehzahlüberwachungen. Magnetische und optische Sensoren sind in der Regel kostengünstig und in der Großproduktion einsetzbar. Eine vorteilhafte Methode ist das Anbringen von Magneten an der Trommel und die Messung der veränderlichen Feldstärke durch die Relativbewegung eines Dauermagneten.

[0015] Dadurch unterliegt die Messung nur noch geringen Schwankungen durch zusätzliche Parameter (Vorfüllwasser und Haubenspülwasser). Die findet vor allem bei Separatoren größerer Art, wie sie in der Milch oder Getränkeverarbeitung zum Einsatz kommen, eine Anwendung.

[0016] Nach Anspruch 3 erfolgt die Entleerung durch einen Kolbenschieber, welcher mittels eines Steuerventils durch die Mess- und Steuereinheit angesteuert werden kann. Diese vorteilhafte Ausgestaltung der Trommel mit einem Kolbenschieber vermindert das Risiko des Verstopfens der Auslasskanäle im Vergleich zu anderen Auslassregel-systemen.

[0017] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Figur 1

den Querschnitt eines schematisch dargestellten Separators, im diskontinuierlichen Betrieb; und

Figur 2

eine schematische Darstellung eines motorbetriebenen Separators.

[0018] Nach dem Beispiel der Fig. 1 ist der Querschnitt eines Tellerseparators mit einer Trommel 1 dargestellt, welche sich bei Betrieb um ein Rotationszentrum dreht. Dabei wird die Drehzahländerung wie auch die Betriebsdrehzahl der Trommel von einem Mess- und Steuersensor 4 erfasst, welcher direkt oder indirekt das Auslasssystem zur diskontinuierlichen Entleerung, bestehend aus einem Kolbenschieber 5 und einer Austragsöffnung 3, ansteuert.

[0019] Zudem ist durch den Kolbenschieber 5 mit Hilfe eines Steuerventils 6 und Hydraulikflüssigkeit 10 die diskontinuierliche Stoffentleerung über die Mess- und Steuereinheit geregelt. Es ist vorteilhaft, die Entleerung der flüssigen Stoffkomponenten mit Hilfe mindestens eines Greifers 11 zu gewährleisten.

[0020] Bei einer fest-flüssig Trennung ist zudem eine Abscheidevorrichtung 12 bekannt, beispielsweise in Form des dargestellten Tellerseparators, welche zudem durch einen Feststoffsammelraum 13 ergänzt wird.

[0021] Vorzugsweise soll das Steuerventil 6 mit Hilfe einer Steuereinheit 4 bedient werden, welche auf veränderte Drehzahlen der Trommel reagiert.

[0022] In der Darstellung der Fig. 2 ist die Trommel 14 eines Separators über eine Spindel 7 mittels eines Riemenantriebs 8 mit einem Motor 9 verbunden und angetrieben. Der Zulauf 15 eines fest-flüssig Stoffgemisches erfolgt am Kopfteil des Separators, ebenso wie der Ablauf 16 der Flüssigphase. Der abgetrennte Feststoff wird über eine Austragsöffnung 17 seitlich an der Trommel ausgeführt.

[0023] Mögliche Regelungsbereiche sollen in folgendem Beispiel dargestellt werden:

Ereignis:	Drehzahl bei der Entleerung fällt um 100 U/min
Merkmal:	Die Entleerung ist zu klein
Folge:	Bei der nächsten Entleerung wird die Zeit für das Vorfüllwasser verringert
Ereignis:	Drehzahl bei der Entleerung fällt um 150 U/min
Merkmal:	Die Entleerung hat den Sollwert erreicht
Folge:	keine Aktion
Ereignis:	Drehzahl bei der Entleerung fällt um 200 U/min
Merkmal:	Die Entleerung ist zu groß
Folge:	Bei der nächsten Entleerung wird die Zeit für das Vorfüllwasser erhöht

Bezugszeichen

[0024] 

Trommel

1, 14

Zulauf

2, 15

Austragsöffnung

3, 17

Mess- und Steuereinheit

4

Kolbenschieber

5

Steuerventil

6

Spindel

7

Riemenantrieb

8

Motor

9

Hydraulikflüssigkeit

10

Greifer

11

Abscheidevorrichtung

12

Feststoffsammelraum

13

Ablauf

16

Ansprüche

1. Verfahren zur Trennung oder Klärung von Stoffgemischen im Zentrifugalfeld einer sich drehenden Trommel einer Zentrifuge, insbesonders eines Separators, der die Trommel (1) mit zumindest einer oder mehreren diskontinuierlich verschließbaren Austragsöffnungen (3) zur Durchführung von diskontinuierlichen Entleerungen aufweist, welche von einer Mess- und Steuereinheit (4) überwacht und/oder angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die diskontinuierlichen Entleerungen der Trommel durch die Mess- und Steuereinheit in Abhängigkeit von der Drehzahl der Trommel überwacht und/oder gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Steuereinheit (4) die Drehzahl der Trommel (1) durch magnetische oder optische Sensorik erfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entleerung durch eine diskontinuierlich verschließbare Austragsöffnung mittels eines Kolbenschiebers (5) erfolgt, welcher durch die Mess- und Steuereinheit (4) angesteuert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsöffnungen (3) beim Entleeren nach Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahl wieder geschlossen werden.

5. Vorrichtung zur Trennung oder Klärung von Stoffgemischen im Zentrifugalfeld einer sich drehenden Trommel einer Zentrifuge, insbesonders eines Separators, mit zumindest

b) einer Trommel (1), welche das Stoffgemisch im Zentrifugalfeld in Stoffkomponenten trennt

c) einem Antrieb (2), welcher die Trommel in Rotation versetzt

d) einer diskontinuierlich verschließbare Austragsöffnung (3), welche von einer Mess- und Steuereinheit (4) überwacht und/oder angesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die diskontinuierlichen Entleerungen der Trommel durch die Mess- und Steuereinheit in Abhängigkeit von Drehzahl der Trommel überwacht und/oder gesteuert ist

Zeichnung