DE10336215B4

DE10336215B4 - Method for controlling the rate of discharge of the solid plug on a screw extruder with a cylindrical mouthpiece

Info

Publication number: DE10336215B4
Application number: DE2003136215
Authority: DE
Inventors: Dr. Eichler Dietrich; Frank Eichler
Original assignee: Fan Separator GmbH
Current assignee: Fan Separator GmbH
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: DE10336215A1

Abstract

Verfahren zur Regelung der Ausstoßgeschwindigkeit des Feststoffpfropfens an Pressschneckenseparatoren mit zylindrischem Mundstück, bei denen ein Feststoff aus einer Flüssigkeit abgeschieden wird, gekennzeichnet durch Bestimmung der Austrittsgeschwindigkeit des Feststoffpfropfens aus der Schneckenpresse durch Wärmeeintrag und Messung der Temperatur an mindestens zwei Stellen am Umfang des Pfropfens und Bildung der Differenz in Abhängigkeit von der Zeit sowie Verwendung der Messung zur Regelung.Method for regulating the ejection speed of the solid plug on press screw separators with a cylindrical mouthpiece, in which a solid is separated from a liquid, characterized by determining the exit speed of the solid plug from the screw press by applying heat and measuring the temperature at at least two points on the circumference of the plug and forming the Difference as a function of time and use of the measurement for control

Description

Das Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit des Austrittes des Feststoffpfropfens aus Schneckenpressen, die zur Fest-Flüssig-Trennung von Flüssigkeitsgemischen eingesetzt werden.The field of application of the invention relates to a method for measuring the rate of discharge of the solid plug from screw presses used for the solid-liquid separation of liquid mixtures.

Im praktischen Betrieb solcher Anlagen schwankt aus betrieblichen Gründen der Feststoffgehalt in der zu trennenden Flüssigkeit häufig stark und bereitet damit in den Schneckenpressen immer wieder Schwierigkeiten.In practical operation of such systems, the solids content in the liquid to be separated often fluctuates greatly for operational reasons and therefore always causes difficulties in the screw presses.

Sind beispielsweise viele separierbare Feststoffe in der Flüssigkeit enthalten, ergibt sich ein zügiger Austrag des Feststoffes aus dem Mundstück der Maschine. Der Gegendruck des Ausstoßreglers oder andere Elemente der Schneckenpresse werden auf diese Bedingungen eingestellt.For example, if many separable solids contained in the liquid, there is a rapid discharge of the solid from the mouthpiece of the machine. The back pressure of the discharge regulator or other elements of the screw press are set to these conditions.

Verringert sich die kontinuierlich schwer zu kontrollierende Menge des Feststoffes in der Flüssigkeit, wird auch die Geschwindigkeit des Pfropfens langsamer. Die Zeit zum Entwässern vergrößert sich und der Pfropfen wird fester, was eine weitere Verfestigung und damit eine weitere Verringerung des Feststoffaustrages nach sich zieht.When the amount of solid that is continuously difficult to control in the liquid decreases, the rate of grafting also slows down. The time for dewatering increases and the plug becomes firmer, resulting in further solidification and thus a further reduction in solids output.

Dieser Vorgang kann bis zum Stillstand des Vorganges der Fest-Flüssig-Trennung führen und Schäden in der Maschine und in der Anlage verursachen.This process may result in solid-liquid separation until the process stops, causing damage to the machine and equipment.

In der Patentschrift EP 0 367 037 B1 wird in Anspruch 13 dargestellt, dass mit Hilfe eines aufsteckbaren Mundstückringes die Pfropfenlänge durch Verschieben des Ringes den Gegebenheiten angepasst werden kann.In the patent EP 0 367 037 B1 is shown in claim 13, that with the aid of a clip-on mouthpiece ring, the plug length can be adapted to the circumstances by moving the ring.

Im Anspruch 14 wird weiterhin für den Ausgleich einer schwankenden Arbeitsweise des Schneckenpressseparators durch Unterschiede im Feststoffgehalt des Abwassers am Mundstück ein Ausstoßregler angeordnet. Mit verschiebbaren Gewichten kann auf den Feststoffpfropfen eine Kraft zum Zurückhalten ausgeübt werden.In claim 14, a discharge regulator is further arranged to compensate for a fluctuating operation of the screw press separator by differences in the solids content of the waste water at the mouthpiece. With displaceable weights, a restraining force can be exerted on the solid plug.

In der DE 40 41 541 A1 werden diese Gewichte nicht verschoben, sondern durch eine Drehung in ihrer Lage verändert.In the DE 40 41 541 A1 These weights are not displaced, but changed by a rotation in their position.

Als Regelgröße wird dabei die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors der Schneckenpresse verwendet.As a control variable while the power consumption of the drive motor of the screw press is used.

In der Praxis zeigt sich aber, dass dieser Stellwert von Faktoren, wie dem Blindstromverhalten des Motors, dem Wirkungsgrad des Getriebes und den Reibungsverlusten in der Presse beeinflusst wird und so zu ungenauen Regelimpulsen führt.In practice, however, this manipulated variable is influenced by factors such as the reactive current behavior of the motor, the efficiency of the transmission and the friction losses in the press and thus leads to inaccurate control pulses.

Die DE 196 37 640 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Trennen von unterschiedlich fließfähigen Bestandteilen eines Stoffgemisches, umfassend eine Trennmaschine mit einer Beschickseinrichtung. Die Trennmaschine ist mit einer angetriebenen Lochtrommel ausgestaltet, die von einem elastischen Quetschband auf einem Teil ihres Umfanges unter einstellbarem Andruck umschlungen ist, das dabei mit der Lochtrommel eine Einzugzone bildet. Die Einzugzone ist durch eine Überwachungseinrichtung kontrolliert, die einen berührungslos messenden Temperatursensor umfasst, der so ausgerichtet ist, dass sein „Sichtfeld” unter Kreuzen des Bereiches der Einzugzone bei leerer Maschine die Oberfläche des Quetschbandes erfasst.The DE 196 37 640 A1 describes a device for separating differently flowable constituents of a substance mixture, comprising a cutting machine with a charging device. The cutting machine is designed with a driven perforated drum, which is looped by an elastic crimping belt on a part of its circumference under adjustable pressure, which forms a feed zone with the perforated drum. The feed zone is controlled by a monitoring device comprising a non-contact temperature sensor oriented so that its "field of view", crossing the area of the feed zone with the machine idle, detects the surface of the squeeze belt.

Die DE 199 17 471 A1 betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Steuerung und Regelung zur Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit an Schneckenpressen, vorzugsweise für Schneckenpressen zur Herstellung von Bauelementen aus pastösen Baustoffmaterialien. Das Verfahren zur Steuerung und Regelung ist dadurch gekennzeichnet, dass über eine Verknüpfung und Erfassung von Stoff-Materialeingangsparameter und Stoff-Materialausgangsparameter regelnd und steuernd auf den Betriebsprozess Einfluss genommen wird, wobei als Stoff-Materialparameter die Temperatur, der Feuchtegehalt, die Dichte, die Farbe und weitere Stoffeigenschaften herangezogen werden, ferner in das Verfahren die Daten des Momentan-Energieverbrauches, der Drehzahl der Druck- und Förderschnecke mit dem theoretischen Fördervolumen, die Stranggeschwindigkeit des austretenden Stoffes und die Betriebsstunden einfließen.The DE 199 17 471 A1 relates to a method and a circuit arrangement for the control and regulation to maintain the operational reliability of screw presses, preferably for screw presses for the production of components made of pasty building materials. The method of control and regulation is characterized in that control over a linkage and detection of material-material input parameters and material material output parameters and controlling influence on the operating process, being used as material-material parameters, the temperature, the moisture content, the density, the color and further material properties are used, also in the process, the data of the current energy consumption, the speed of the pressure and screw conveyor with the theoretical flow rate, the strand velocity of the exiting material and the operating hours incorporated.

Die DT 26 05 195 A1 betrifft ein Verfahren zum dreidimensionalen Messen von Strömungen in Medien durch eine Thermosonde, wobei man eine entsprechend konstruierte beheizte Kugel, welche von solchem Durchmesser und einer solchen Oberflächenbeschaffenheit ist, dass die Grenzschicht der Strömung im zu messenden Geschwindigkeitsbereich laminar bleibt, an den zu messenden Punkt des Mediums bringt, dass das durch die zu messende Strömung verzerrte Wärmefeld der Kugel in der x-, y- und z-Achse eines räumlichen Koordinatensystems mittels zweier Thermistoren in jeder Achsrichtung gemessen wird und die Messwerte auf elektrischem Weg in Strömungswerte umgewandelt werden.The DT 26 05 195 A1 relates to a method for three - dimensional measuring of flows in media by a thermoprobe, wherein a correspondingly constructed heated ball, which is of such diameter and surface texture that the boundary layer of the flow in the speed range to be measured remains laminar, to the point to be measured of Mediums brings that the distorted by the flow to be measured heat field of the ball in the x-, y- and z-axis of a spatial coordinate system by means of two thermistors in each axial direction is measured and the measured values are converted by electrical means into flow values.

Aus der EP 1 273 393 A2 ist eine Presse bekannt, bei der die Temperatur der Kühlflüssigkeit oder der Umgebung gemessen wird und der Antrieb entsprechend geregelt wird.From the EP 1 273 393 A2 is a press known in which the temperature of the cooling liquid or the environment is measured and the drive is regulated accordingly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und robuste Methode vorzustellen, mit der bei Schwankungen der Feststoffmenge in der zu separierenden Flüssigkeit Regelimpulse an Elemente gegeben werden können, die einen ausgleichenden Einfluss auf den Prozess der Fest-Flüssig-Trennung nehmen können.The object of the invention is to provide a simple and robust method with which fluctuations in the amount of solids in the liquid to be separated control pulses can be given to elements that can take a balancing effect on the process of solid-liquid separation.

So kann die Drehzahl der Schneckenpresse verringert oder beschleunigt, die Wirkungsmechanismen der Ausstoßregler für den Feststoff beeinflusst oder Informationen an die, die Flüssigkeit zuführenden Anlagenteile gegeben werden.Thus, the speed of the screw press can be reduced or accelerated, the mechanisms of action of the discharge regulators for the solid can be influenced or information can be given to the liquid-supplying plant parts.

Verfahrensgemäß wird an einer Stelle in den aus der Schneckenpresse austretenden Feststoff eine Wärmemenge eingetragen, die je nach der unterschiedlichen Geschwindigkeit des Feststoffpfropfens sich unterschiedlich elliptisch ausbreitet.According to the method, a quantity of heat is introduced at one point into the solid emerging from the screw extruder, which amount of heat diffuses differently depending on the different velocity of the solid plug.

Bei höherer Geschwindigkeit wird die Wärme schnell von der Wärmequelle weggeführt, so dass ein langgezogenes Feld entsteht.At higher speeds, the heat is quickly removed from the heat source, creating a long field.

Verringert sich die Geschwindigkeit, wird das Feld kürzer und erreicht bei Stillstand des Pfropfens eine kreisförmige Form im Feststoff und in den umgebenden Wandungen. Damit ist es möglich, an zwei Stellen Temperaturen zu messen, die eine messbare Differenz aufweisen, welche eine Regelung der Geschwindigkeit des Austrittes des Feststoffpfropfens aus Schneckenpressen ermöglicht.As the velocity decreases, the field becomes shorter and reaches a circular shape in the solid and in the surrounding walls when the plug is stopped. This makes it possible to measure at two points temperatures that have a measurable difference, which allows control of the speed of the exit of the solid plug from screw presses.

Die Ermittlung der Geschwindigkeit des Austrittes des Feststoffpfropfens aus Schneckenpressen mit Hilfe der Differenztemperatur zwischen zwei Temperaturfühlern egalisiert Temperaturunterschiede des Feststoffes, die durch produktionsbedingte oder äußere Einflüsse auftreten können.The determination of the rate of discharge of the solid plug from screw presses using the differential temperature between two temperature sensors equalizes differences in temperature of the solid, which can occur due to production-related or external influences.

Vorrichtungsgemäß wird kurz vor dem Austrag des Feststoffpfropfens am Umfang des Mundstückes der Schneckenpresse ein Heizelement als Wärmequelle angeordnet, das örtlich die Wandung des Mundstückes der Schneckenpresse und darunter den abgeschiedenen Feststoff erwärmt. Der Vergleich der Temperaturen eines Temperaturfühlers im Bereich der Wärmequelle und eines Fühlers in einiger Entfernung am Umfang ergibt eine je nach Geschwindigkeit des Pfropfens sich ergebende Differenztemperatur, die zu Zwecken der Steuerung der Presse genutzt werden kann.According to the device, a heating element is arranged as a heat source shortly before the discharge of the solid plug on the circumference of the mouthpiece of the screw press, which locally heats the wall of the mouthpiece of the screw press and below the deposited solid. The comparison of the temperatures of a temperature sensor in the region of the heat source and a probe at some distance at the periphery results in a differential temperature depending on the speed of the plug, which can be used for purposes of controlling the press.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 und 2 näher erläutert.The invention will be described below with reference to 1 and 2 explained in more detail.

1 zeigt einen Pressschneckenseparator (1) mit einem Mundstück (2), aus dem der abgeschiedene Feststoff ausgetragen wird. Mit Hilfe eines Ausstoßreglers (3), der mit Gewichten (4) einen Gegendruck auf den Feststoff ausübt, kann die Einrichtung auf unterschiedliche Feststoffe eingestellt werden. 1 shows a press screw separator ( 1 ) with a mouthpiece ( 2 ), from which the separated solid is discharged. With the help of a discharge regulator ( 3 ), with weights ( 4 ) exerts a back pressure on the solid, the device can be adjusted to different solids.

Mit Hilfe des patentgemäßen Verfahrens und der Einrichtung (5) zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Austrittes des Feststoffpfropfens aus der Schneckenpresse wird ein Stellmotor (6) des Ausstoßreglers (3) angesteuert, so dass der Ausstoßregler (3) einen Einfluss auf die Austragsgeschwindigkeit nehmen kann.With the help of the patented method and the device ( 5 ) for determining the speed of discharge of the solid plug from the screw press is a servomotor ( 6 ) of the discharge regulator ( 3 ), so that the ejection regulator ( 3 ) can influence the discharge speed.

2 zeigt eine Einsicht in die Einrichtung (5) zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Austrittes des Feststoffpfropfens aus der Schneckenpresse mit geschnittener Schutzhaube (7). 2 shows an insight into the device ( 5 ) for determining the speed of discharge of the solid plug from the screw press with cut protective hood ( 7 ).

Mit Hilfe einer Heizpatrone (8) wird durch das zylindrische Mundstück Wärme in den Feststoff (9) eingetragen.With the help of a heating cartridge ( 8th ) is through the cylindrical mouthpiece heat in the solid ( 9 ).

Durch den Temperaturfühler (10) wird die Grundtemperatur des Feststoffes ermittelt. Bewegt sich der Pfropfen nicht oder nur geringfügig, kann sich der Feststoff in der Nähe eines zweiten Temperaturfühlers (11) entsprechend stark erwärmen.Through the temperature sensor ( 10 ) the basic temperature of the solid is determined. If the plug does not move or only slightly moves, the solid can close to a second temperature sensor ( 11 ) heat accordingly.

Die Differenztemperatur zwischen beiden Temperaturfühlern (10, 11) ist in diesem Fall groß. Vergrößert sich die Pfropfengeschwindigkeit, so wird Wärme aus dem Bereich des der Heizquelle (8) nahe liegenden Temperaturfühlers (11) abgeleitet und es verringert sich die Differenztemperatur.The differential temperature between both temperature sensors ( 10 . 11 ) is large in this case. If the plug velocity increases, heat is removed from the area of the heating source ( 8th ) near the temperature sensor ( 11 ) and it reduces the differential temperature.

Über eine Klemmleiste (12) und ein Kabel (13) werden diese Informationen an ein Auswertegerät weitergeleitet, welches dann den Stellmotor (6) des Ausstoßreglers (3) entsprechend ansteuert.Via a terminal strip ( 12 ) and a cable ( 13 ) this information is forwarded to an evaluation device, which then the servomotor ( 6 ) of the discharge regulator ( 3 ) accordingly controls.

Claims

A method of controlling the rate of discharge of the solid plug on cylindrical section press screw separators wherein a solid is separated from a liquid characterized by determining the exit velocity of the solid plug from the screw press by heat input and measuring the temperature at at least two locations on the periphery of the plug and forming the plug Difference as a function of time and use of the measurement for regulation.