DE19830653C1

DE19830653C1 - Determination of fluid level in horizontal centrifugal decanter

Info

Publication number: DE19830653C1
Application number: DE1998130653
Authority: DE
Inventors: Helmut Figgener
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2018-07-10

Abstract

Determination of the fluid level in a horizontal centrifugal decanter comprises introducing gas into the decanter until a constant gas demand is registered so that the fluid diameter is calculated given the projection of the tube, the gas pressure, fluid density and rotational speed. Raw fluid is fed into the decanter through the inner bore of a double-walled tube (6). The outer space, which extends only along a portion of tube, is used for introducing gas through a pathway (8,9,10). One of pathways (10) extends for a known distance (D2) into the space between two wings of the decanter screw (11) and the drum (1). The gas pressure is raised until a constant gas usage is registered. Under these conditions a balance between gas pressure and the pressure due to the difference (D2 - D1) has been reached and allows the calculation of the liquid level (D1). The factors in the calculation are the gas pressure, the value of (D2), the fluid density and the rotational speed. Varying these parameters can therefore alter the fluid level.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen des Standes des Flüs sigkeitsspiegels in dem Ringraum zwischen einer Dekantertrommel und der zugeord neten, mit Schneckenwendeln versehenen Dekanterschnecke während des Dekan terbetriebes und betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 5.The invention relates to a method for determining the state of the river liquid level in the annular space between a decanter drum and the associated one neten, with helical decanter screw during the dean Operation and relates to a device for performing the method according to Preamble of claim 5.

Es ist bekannt, zur Einstellung des Flüssigkeitsspiegels den Dekanter mit einer mit der Schleudertrommel rotierenden Wehrscheibe auszurüsten, die den Trommelin nenraum von der Ableitkammer für die flüssige Phase trennt. Der Innendurchmesser der Wehrscheibe beeinflußt somit den inneren Durchmesser des Flüssigkeitsspie gels. Eine derartige Zentrifuge ist aus der DE 37 28 901 C1 bekannt. Die Austragvor richtung für den im Dekanter abgetrennten Feststoff ist üblicherweise derart ausge bildet, daß keine Flüssigkeit darüber ablaufen kann. Die abgetrennte Flüssigkeit kann somit nur über den Innendurchmesser der Wehrscheibe austreten, so daß dieser Durchmesser den Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum bestimmt.It is known to use a decanter with a to adjust the liquid level the centrifugal drum rotating weir disc to equip the drum separates the internal space from the discharge chamber for the liquid phase. The inside diameter the weir disc thus influences the inner diameter of the liquid spike gels. Such a centrifuge is known from DE 37 28 901 C1. The discharge Direction for the solid separated in the decanter is usually this way forms that no liquid can drain over it. The separated liquid can thus emerge only over the inner diameter of the weir disc, so that this Diameter determines the liquid level in the interior of the drum.

Durch die genannte Literaturstelle ist es bekannt, das Wehr durch zwei mit Abstand zueinander angeordnete Wehrscheiben auszurüsten, die einen unterschiedlichen Innendurchmesser aufweisen. Die Wehrscheiben können durch einen hydraulisch betätigbaren Schieber wahlweise aktiviert werden, um zwei unterschiedliche Flüssig keitsstände in der Schleudertrommel einzustellen.It is known from the cited reference that the weir is separated by two weir disks arranged to each other, which have a different Have inside diameter. The weir discs can be hydraulically Actuable slider can be activated optionally to two different liquid levels in the centrifugal drum.

Es ist ferner bekannt (DE 195 00 600 C1), der Wehrscheibe eine Vorrichtung zuzu ordnen, durch die der Flüssigkeitsspiegel im Innenraum der Schleudertrommel stu fenlos verändert werden kann.It is also known (DE 195 00 600 C1) to add a device to the weir disk arrange through which the liquid level inside the centrifugal drum stu can be changed without any changes.

In der WO 97/20634 A1, durch die das gattungsgemäße Verfahren und die gattungs gemäße Vorrichtung belegt wird, werden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, um den Flüssigkeitsspiegel in einem Dekanter zu bestimmen. Bei allen Möglichkeiten ist eine aus dem Dekanter herausführende Verkabelung erforderlich, die ebenso wie die gezeigten Sensoren störanfällig sein können.In WO 97/20634 A1, through which the generic method and the generic various devices are described, to determine the liquid level in a decanter. With all possibilities a cabling leading out of the decanter is required, which as well the sensors shown can be prone to failure.

Die DE 26 29 037 A1 beschreibt ein Verfahren zur Konstanthaltung des Suspension niveaus in einer Filterzentrifuge durch Anblasen der Suspensionsoberfläche.DE 26 29 037 A1 describes a method for keeping the suspension constant levels in a filter centrifuge by blowing on the suspension surface.

Die DE-OS 17 82 428 beschreibt einen Dekanter, in dem sonst mit dem Grobgut ausgetragenes Feingut durch Zuführen eines Gases in die am Trommelmantel abge setzte Feststoffschicht aus dem Grobgut zum Austrag mit der Flüssigkeitsphase ge wonnen wird.DE-OS 17 82 428 describes a decanter in which otherwise the coarse material discharged fines by supplying a gas to the drum jacket set solid layer from the coarse material for discharge with the liquid phase is won.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß während des Betriebes des Dekanters der Flüssigkeitsspiegel möglichst störungsfrei ermittelt werden kann.The invention has for its object a method and an apparatus type mentioned in such a way that during the operation of the decanter the liquid level can be determined as trouble-free as possible.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwischen den Schneckenwendeln entgegen der Förderrichtung des Feststoffes strömende Flüssigkeit des dem Dekanter zugeführten Schleudergutes ein in den Raum zwischen zwei Schneckenwendeln radial sich erstreckendes Meßrohr um den Betrag des Durchmesserunterschiedes D2-D1 umspült, wobei der Durch messer D2 dem freien Ende des Meßrohres und der Durchmesser D1 dem Flüssig keitsspiegel entspricht, daß durch eine mit dem Meßrohr verbundene Meßleitung von außen auf den Flüssigkeitsspiegel des Meßrohres ein Druck eines gasförmigen Me diums aufgegeben und dieser Druck solange erhöht wird, bis ein kontinuierlicher Verbrauch an gasförmigem Medium erreicht wird, so daß der durch das Meßrohr aufgeprägte Druck und der Flüssigkeitsdruck der Durchmesserdifferenz im Gleich gewicht sind, und daß aus diesem Druck, der Maschinendrehzahl, der Flüssigkeits dichte und aus der Länge des Meßrohres der Durchmesser D1 des Flüssigkeitsspie gels errechnet wird.This object is achieved according to the invention in the generic method solved that between the screw spirals against the conveying direction of the Solid flowing liquid of the centrifugal material supplied to the decanter measuring tube extending radially into the space between two screw spirals washed around by the amount of the diameter difference D2-D1, the through knife D2 the free end of the measuring tube and the diameter D1 the liquid keitsspiegel corresponds to that by a measuring line connected to the measuring tube of outside of the liquid level of the measuring tube a pressure of a gaseous measurement diums abandoned and this pressure is increased until a continuous Consumption of gaseous medium is reached, so that through the measuring tube imprinted pressure and the liquid pressure of the diameter difference in the same are weight, and that from this pressure, the machine speed, the liquid dense and from the length of the measuring tube the diameter D1 of the liquid spike gels is calculated.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung durch den Patentanspruch 5 gelöst.This object is achieved in the device by claim 5.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.Advantageous refinements are specified in the respective subclaims.

Ausgehend von dem ermittelten Wert können dann Steuerungsmaßnahmen vorge nommen oder automatisch eingeleitet werden, um den Dekanterbetrieb für die ver schiedenen zugeführten Feststoff-Flüssigkeits-Gemische optimal einzustellen.Control measures can then be carried out based on the determined value taken or automatically initiated to the decanter operation for the ver optimally adjust different supplied solid-liquid mixtures.

In Abhängigkeit von dem ermittelten Stand des Flüssigkeitsspiegels kann die dem Dekanter zugeführte Menge des Schleudergutes eingestellt werden. In Abhängigkeit von dem ermittelten Stand des Flüssigkeitsspiegels kann auch die Trommel- bzw. Schneckendrehzahl gesteuert werden.Depending on the determined level of the liquid level, the The amount of centrifuged material supplied to the decanter can be adjusted. Dependent on From the determined level of the liquid level, the drum or Screw speed can be controlled.

Es ist ferner möglich, in Abhängigkeit von dem ermittelten Stand des Flüssigkeits spiegels mittels eines Verstellorganes die Lage der Trennzone der einzelnen Phasen in den optimalen Bereich zu verschieben.It is also possible, depending on the determined level of the liquid mirror the position of the separation zone of the individual phases by means of an adjusting member to move into the optimal range.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend, ebenso wie das Verfahren, näher erläutert.An embodiment of the invention is shown in the drawing and will explained below, as well as the method.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Dekanter in schematischer Darstellung im Längsschnitt und Fig. 1 shows a decanter in a schematic representation in longitudinal section and

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Teil des Dekanters nach der Fig. 1, der mit der Meßvorrichtung zur Ermittlung des Flüssigkeitsspiegels ausgerüstet ist. Fig. 2 on an enlarged scale a part of the decanter of FIG. 1, which is equipped with the measuring device for determining the liquid level.

Der in den Figuren aufgezeigte Dekanter stellt eine horizontal gelagerte Schnecken zentrifuge mit einer Vollmanteltrommel 1 dar, in der eine Dekanterschnecke 2 ange ordnet ist, die im Betrieb gegenüber der Vollmanteltrommel 1 mit einer Differenz drehzahl umläuft. Die in der rotierenden Vollmanteltrommel 1 abgesetzten Feststoffe werden mit der Dekanterschnecke 2, die mit Schneckenwendeln 3 versehen ist, zum kleinsten Trommeldurchmesser gefördert und dort durch einen Ringraum 4 und einen Stutzen 5 ausgetragen. Die geklärte Flüssigkeit des Feststoff-Flüssigkeits- Gemisches, das über ein Einlaufrohr 6 zugeführt wird, wird zwischen den Schnec kenwendeln 3 entgegen der Förderrichtung des Feststoffes zu dem Austragende des großen Durchmessers der Vollmanteltrommel 1 geführt und dort über einen Stutzen 7 abgezogen.The decanter shown in the figures represents a horizontally mounted screw centrifuge with a solid bowl 1 , in which a decanter screw 2 is arranged, which rotates in operation with respect to the solid drum 1 with a differential speed. The solids deposited in the rotating solid drum 1 are conveyed to the smallest drum diameter with the decanter screw 2 , which is provided with screw spirals 3 , and are discharged there through an annular space 4 and a nozzle 5 . The clarified liquid of the solid-liquid mixture, which is fed via an inlet pipe 6 , is between the Schnec kenwendeln 3 against the conveying direction of the solid to the discharge end of the large diameter of the solid drum 1 and drawn off there via a nozzle 7 .

Das Einlaufrohr 6 zur Zuführung des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches läuft mit der Dekanterschnecke 2 im Betrieb um und ist mit einer Meßleitung 8 versehen, die über mindestens einen Verbindungskanal 9 mit einem Meßrohr 10 verbunden ist. Das Meßrohr 10 erstreckt sich durch die Schneckennabe 11 in den Ringraum 12 zwi schen der Vollmanteltrommel 1 und der Dekanterschnecke 2.The inlet pipe 6 for supplying the solid-liquid mixture runs in operation with the decanter screw 2 and is provided with a measuring line 8 which is connected to a measuring pipe 10 via at least one connecting channel 9 . The measuring tube 10 extends through the screw hub 11 into the annular space 12 between the solid jacket drum 1 and the decanter screw 2 .

Der Dekanter weist eine Trennzone a und eine Trockenzone b auf. Das Meßrohr 10 ist in der Trennzone a angeordnet.The decanter has a separation zone a and a drying zone b. The measuring tube 10 is arranged in the separation zone a.

Aus der Fig. 2 ist erkennbar, daß das Einlaufrohr 6 bis in den Bereich des Meßrohres 10 doppelwandig ausgebildet ist und die Außenwandung 13 und die Innenwandung 14 die Meßleitung 8 begrenzen.From Fig. 2 it can be seen that the inlet pipe 6 is double-walled into the area of the measuring tube 10 and the outer wall 13 and the inner wall 14 limit the measuring line 8 .

Zwischen der Meßleitung 8 und der Schneckennabe 11 ist ein einteiliges oder ein mehrteiliges Verbindungsstück 15 vorgesehen, in dem Verbindungskanäle 9 und 16 zwischen dem Meßrohr 10 und der Meßleitung 8 angeordnet sind. Der Verbindungs kanal 16 ist als Ringkanal ausgebildet. Das gasförmige Meßmedium wird der Meß leitung 8 zugeführt und durchströmt die Verbindungskanäle 9 und 16 und baut dann einen Druck im Meßrohr 10 auf. A one-piece or multi-piece connector 15 is provided between the measuring line 8 and the worm hub 11 , in which connecting channels 9 and 16 are arranged between the measuring tube 10 and the measuring line 8 . The connecting channel 16 is designed as an annular channel. The gaseous measuring medium is fed to the measuring line 8 and flows through the connecting channels 9 and 16 and then builds up a pressure in the measuring tube 10 .

Der Durchmesser D1 des Flüssigkeitsspiegels wird wie folgt berechnet:
The diameter D1 of the liquid level is calculated as follows:

mit Q_Produkt » Q_Fluid
with Q _product »Q _Fluid

ist der Meßdruck P_F mit dem Flüssigkeitsdruck an der Stelle A, dem Durchmesser D₂ des freien Endes des Meßrohres 10, im Gleichgewicht, wenn
the measuring pressure P _F is in equilibrium with the liquid pressure at point A, the diameter D _{2 of} the free end of the measuring tube 10 , if

(und wenn kein Fluid ausströmt)
für den Durchmesser D₁ folgt
(and if no fluid flows out)
for the diameter D ₁ follows

Reference list

11

Vollmanteltrommel
Solid drum

22nd

Dekanterschnecke
Decanter screw

33rd

Schneckenwendel
Helix

44th

Ringraum
Annulus

55

Stutzen
Support

66

Einlaufrohr
Inlet pipe

77

Stutzen
Support

88th

Meßleitung
Measurement line

99

Verbindungskanal
Connecting channel

1010th

Meßrohr
Measuring tube

1111

Schneckennabe
Worm hub

1212th

Ringraum
Annulus

1313

Außenwandung
Outer wall

1414

Innenwandung
Inner wall

1515

Verbindungsstück
Connector

1616

Verbindungskanal
aTrennzone
bTrockenzone
D₁ Connecting channel
a separation zone
bDry zone
D ₁

Durchmesser
D₂ diameter
D ₂

Durchmesser
diameter

Claims

1. A method for determining the level of the liquid level in the annular space between a decanter drum and the associated decanter screw provided with snail coils during decanter operation, characterized in that the fluid flowing between the screw coils ( 3 ) against the conveying direction of the solid ent De kanter fed centrifugal material in the space between two Schnec kenwenkeln ( 3 ) radially extending measuring tube ( 10 ) washes around the amount of the diameter difference D2-D1, the diameter D2 the free end of the measuring tube ( 10 ) and the diameter D1 the liquid keitsspiegel corresponds to that given by a is connected to the measuring tube (10) measuring line (8) from the outside to the liquid level of the measuring tube (10), a pressure of a gaseous medium and this pressure is as long as it is höht reaches of gaseous medium until a steady consumption , so that by measuring Pipe ( 10 ) impressed pressure and the liquid keitsdruck the diameter difference are in equilibrium and that from the sem pressure, the machine speed, the liquid density and the length of the measuring tube ( 10 ) the diameter D1 of the liquid level is calculated.

2. The method according to claim 1, characterized in that depending from the determined level of the liquid level to the decanter led amount of the centrifuged material is set.

3. The method according to claim 1, characterized in that depending from the determined level of the liquid level, the drum or Screw speed is controlled.

4. The method according to claim 1, characterized in that depending from the determined level of the liquid level by means of an adjusting organ nes the position of the liquid level is affected.

5. Apparatus on a decanter for carrying out the method according to claim 1, with a full-shell drum rotating in operation and a decanter screw arranged therein, driven with differential speed, provided with screw spirals, and an inlet pipe circulating with the decanter screw, characterized in that the inlet pipe ( 6 ) is provided with a pressurized measuring line ( 8 ) which is connected via at least one connecting channel ( 9 ) to a measuring tube ( 10 ) which in the separation zone of the decanter through the worm hub ( 11 ) into the annular space between the solid jacket drum ( 1 ) and the decanter screw ( 2 ) extends.

6. The device according to claim 5, characterized in that the inlet pipe ( 6 ) in the region of the measuring tube ( 10 ) is double-walled and the outer wall ( 13 ) and the inner wall ( 14 ) limit the measuring line ( 8 ) be.

7. The device according to claim 6, characterized in that between the measuring line ( 8 ) and the worm hub ( 11 ) a one-piece or multi-part connec tion piece ( 15 ) is provided in the connecting channels ( 16 ) between the measuring tube ( 10 ) and Measuring line ( 8 ) are arranged.