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Die Erfindung betrifft einen selbstentleerenden Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Verarbeitung eines Schleudergutes nach Anspruch 9.
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Diskontinuierlich entleerende Separatoren im Sinne dieser Schrift verfügen neben einem oder mehreren Abläufen für eine oder mehrere Flüssigkeitsphasen über ein Entleerungssystem mit einem Kolbenschieber, der fluidbetätigt, insbesondere mit Flüssigkeit als Fluid, abwechselnd in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bewegbar ist, wobei der Kolbenschieber Feststoffaustragsöffnungen in der Trommelwandung freigibt (Öffnungsstellung) und wieder verschließt (Schließstellung). In der Öffnungsstellung wird eine Feststoffphase aus der Schleudertrommel abgeleitet.
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Zum Gewährleisten einer präzisen Funktion eines solchen Trommelentleerungssystem eines selbstentleerenden Separators kann dieser ein Steuerfluidsystem mit einem Kolbenventil aufweisen. Dieses dient dazu, eine Kammer am Kolbenschieber mit Fluid - vorzugsweise eine Flüssigkeit - zu füllen und es dient dazu, für eine Entleerung von Feststoffen Fluid aus einer Kammer am Kolbenschieber entweichen zu lassen, so dass sich der Kolbenschieber bewegen kann. So kann bei einem Separator mit vertikaler Drehachse beispielsweise Fluid unterhalb eines Kolbenschiebers entweichen, so dass das Produkt in der Trommel ihn vertikal nach unten drückt. Dabei ist anzustreben, bei der Entleerung ein möglichst genau bemessenes Flüssigkeitsvolumen in kurzer Zeit dem Steuerfluidsystem der Schleudertrommel zuzuführen („Öffnungsfluid“). Durch das Volumen des Öffnungsfluids wird somit die Entleerungsmenge bestimmt.
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Aktuell werden die Steuerfluidsysteme der meisten selbstentleerenden Separatoren „offen“ ausgeführt, d.h. sowohl Schließfluid als auch Öffnungsfluid werden über Steuerwasserbrausen in die rotierende Trommel gespritzt.
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So ist in der
DE 31 15 875 C1 beispielhaft ein offenes Steuerfluidsystem offenbart, bei dem sowohl Schließfluid als auch Öffnungsfluid über Steuerwasserbrausen in die rotierende Schleudertrommel gespritzt werden.
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In der
DE 28 22 478 wird ein selbstentleerender Separator mit einem Steuerfluidsystem beschrieben, bei dem das Steuerfluid durch eine zunächst zentrisch in einer rotierenden Antriebsspindel und dann radial verlaufende Rohrleitung unter Druck durch die Antriebsspindel in die Schleudertrommeltrommel geführt wird.
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Die
EP 3 207 995 B1 offenbart wie die
DE 28 22 478 ebenfalls einen selbstentleerenden Separator mit einem Steuerfluidsystem, bei dem das Steuerfluid durch die rotierende Antriebsspindel geführt wird, wobei der Zuführkanal ringartig um einen Zuführkanal für das zu verarbeitende Suspension angeordnet ist, auch um die Gleitringdichtung zu kühlen. Das Öffnungsfluid wird durch eine Leitung abgelassen, welche außermittig axial den Rotor- bzw. die im Betrieb rotierende Schleudertrommel durchsetzt und dann axial weitergeführt ist, was aufgrund der Drehung der Trommel konstruktiv kaum umsetzbar ist.
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Die Steuerfluidsysteme nach dem Stand der Technik haben sich in der Praxis gut bewährt. Nachteilig bei diesem System ist, dass Undichtigkeiten in diesem hydraulischen System nicht ohne weiteres detektiert werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Problem zu beheben.
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Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Sie schafft ferner das Verfahren des Anspruchs 9.
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Es wird ein selbstentleerender Separator geschaffen, der eine drehbare Schleudertrommel mit vertikaler Drehachse aufweist, wobei die Schleudertrommel mit Feststoffaustragsöffnungen versehen ist, denen ein Entleerungssystem mit einem Kolbenschieber zugeordnet ist, der fluidbetätigt, insbesondere mittels Fluid, in eine Öffnungs- und in eine Schließstellung bewegbar ist, wobei das Entleerungssystem ferner ein dem Kolbenschieber zugeordnetes Steuerfluidsystem zur Steuerung seiner Öffnungs- und Schließbewegungen aufweist. Dieses Steuerfluidsystem weist wiederum folgendes auf:
- - eine Steuerungsvorrichtung, die zumindest zur Steuerung der Öffnungs- und Schließbewegungen ausgebildet ist,
- - eine Öffnungsfluidleitung in der Trommel, der über eine Öffnungsfluidzuführung, in der ein Öffnungsfluidventil angeordnet ist, das Fluid zur Aktivierung von Öffnungsbewegungen des Kolbenschiebers (11) von einem sich im Betrieb nicht drehenden Stationären Ort zuleitbar ist,
- - eine Schließkammer, der über eine Schließfluidzuführung, in der ein Schließfluidventil angeordnet ist, das Fluid zur Aktivierung von Schließbewegungen des Kolbenschiebers zuleitbar ist,
- - wobei zumindest das Fluid zur Aktivierung von Schließbewegungen des Kolbenschiebers in einem geschlossenen Leitungssystem bis in die Schließkammer leitbar ist,
- - wobei ferner zur Versorgung der Schließkammer mit dem Fluid zur Aktivierung von Schließbewegungen des Kolbenschiebers ein Druckbehälter vorgesehen ist, der vor dem Schließfluidventil angeordnet ist und der über ein zusätzliches Ventil mit einem definierten Druck beaufschlagbar und vorspannbar ist, und
- - dass die Steuerungsvorrichtung ferner zumindest zum Bestimmen eines Druckabfalls im Druckbehälter bei dem Schließen der Feststofföffnungen vorgesehen ist.
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Ein solcher selbstentleerender Separator weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf.
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Das Öffnungs- und das Schließfluid (also das Fluid, welche dann jeweils zum Öffnen oder Schließen genutzt wird, also das Fluid zur Aktivierung von jeweiligen Öffnungsbewegungen oder Schließbewegungen des Kolbenschiebers) kann z.B. Wasser sein oder z.B. das Produkt bzw. die zu verarbeitende fließfähige Suspension.
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Über den ermittelten Druckabfall im Druckbehälter bei einem Zuleiten von Schließfluid zum Schließen der Feststoffaustragsöffnungen kann relativ genau ein Rückschluss auf das ausgestoßene Entleerungsvolumen gezogen werden und über die Dosiereinrichtung des Öffnungswassers kann dann die Entleerungen bei Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, um die vorgewählte Entleerungsmenge zu erzielen. Die vorgewählte Entleerungsmenge ist abhängig von der Trommelgeometrie und der verfahrenstechnischen Anforderung der Zentrifuge.
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Es kann also dann, wenn der bestimmte Istwert des Volumens an entleertem Feststoff nicht mit einem Sollwert übereinstimmt, für die folgende Entleerung die Menge an Öffnungswasser in der Dosiervorrichtung angepasst - vergrößert oder verkleinert - werden.
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Bei Totalentleerungen wird das Schließwasserventil geschlossen, so dass die Trommel so lange offenbleibt, bis die Trommel sich komplett entleert hat.
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Ein auftretender Druckabfall in dem vorgespannten Druckbehälter zwischen zwei Teilentleerungen, kann als Indikator für einen Dichtungsdefekt am Kolbenschieber bzw. Trommelventil herangezogen werden und zur LeckageÜberwachung genutzt werden. Dies ist insbesondere möglich, da anders als bei einem Einspritzen des Schließwassers mit einer Art Brause in die sich drehende Schleudertrommel kein Volumen des Schließfluid beim Befüllen der Schließkammer im rotierenden System verloren gehen kann.
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Es kann nach einer optionalen und vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, dass das zum Öffnen benötigte Volumen des Öffnungsfluids mit einer Dosiereinrichtung dosierbar ist.
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Dabei ist vorteilhaft, wenn sowohl das Schließfluid als auch das Öffnungsfluid bevorzugt in einem geschlossenen und hermetischen Hydrauliksystem (Leitungen, Ventile und dgl.) von einem Ort außerhalb des drehenden Systems des Separators über eine Drehdurchführung in die Antriebsspindel und von dort in die drehende Trommel in die Öffnungsfluidleitung in der Trommel bzw. die Schließkammer geleitet werden. Ein Einspritzen von einem sich nicht drehenden Ort in eine Einspritzkammer der sich drehenden Schleudertrommel ist nicht erforderlich. Die Zuleitung im geschlossenen System macht eine präzise Zuleitung eines definierten Fluidvolumens in die jeweilige Kammer möglich. Verluste an Fluid bei einem Einspritzen werden vermieden.
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Die Erfindung schafft entsprechend auch folgendes Verfahren: Ein Verfahren zum Durchführen einer Feststoff-Teilentleerung bei einem Verarbeiten eines fließfähigen Produkts mit einem Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- Schritt a): Bereitstellen eines selbstentleerenden Separators nach einem der darauf bezogenen Ansprüche 1 bis 8,
- Schritt b): kontinuierliches Drehen der Schleudertrommel und kontinuierliches Verarbeiten einer fließfähigen Suspension, wobei die Suspension zentrifugal zumindest in eine Flüssigkeitsphase und eine Feststoffphase getrennt wird;
- Schritt c) in Intervallen - wiederholt während des Schrittes b) - Entleeren von Feststoff durch folgende Teilschritte:
- Teilschritt i): Öffnen des Öffnungsfluidventils, so dass ein durch die Dosiervorrichtung dosiertes Öffnungsfluidvolumen in die Öffnungsfluidleitung in der Trommel eingelassen wird, wodurch sich der Kolbenschieber in eine Öffnungsstellung bewegt und die Feststofföffnungen durch den Kolbenschieber freigegeben und dadurch geöffnet werden, wodurch ein Entleeren des Feststoffs der Schleudertrommel erfolgt;
- Teilschritt ii): Beenden der Feststoff-Entleerung durch Schließen des Öffnungsfluidventils und Öffnen des Schließfluidventils, wodurch aus dem Druckbehälter Schließfluid in die Schließkammer über das geöffnete Schließfluidventil nachgefüllt wird, bis diese gefüllt ist und der Kolbenschieber die Feststofföffnungen der Schleudertrommel überdeckt und die Feststofföffnungen dadurch geschlossen sind; und
- Teilschritt iii): Bestimmen des Druckabfalls im Druckbehälter bei dem Schließen der Feststofföffnungen.
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Eine Veränderung des Druckabfalls in Teilschritt iii) zwischen zwei Teilentleerungen, die an sich zu einem gleichen Druckabfall führen sollten, kann wiederum auf einfache Weise als Indikator für einen Dichtungsdefekt herangezogen werden, wodurch auf einfache Weise eine Überwachung einer Leckage im rotierenden System realisiert wird.
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Es ist zudem möglich, dass anhand des im Schritt iii) bestimmten Druckabfalls das Volumen an entleertem Feststoff bestimmt wird, und/oder dass anhand einer Variation des Druckes im Druckbehälter die Entleerungsmenge für die nächste Entleerung eingestellt wird.
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Der Druckbehälter wird z.B. zwischen zwei Entleerungen mit den Teilschritten i), ii) und iii) jeweils wieder durch Befüllen mit einem Fluid auf einen vorgegebenen Druck vorgespannt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise wortsinngemäß oder auch in anderer Weise äquivalent realisiert werden. Es zeigt:
- 1: eine schematische Schnittdarstellung eines Separators mit einem erfindungsgemäßen Steuerfluidsystem, sowie einem Blockschaltbild des Steuerfluidsystems;
- 2: eine Ausschnittsvergrößerung einer Drehdurchführung des Separators aus 1;
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Einzelne Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch mit nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kombiniert werden und eignen sich auch jeweils als vorteilhafte Ausgestaltungen der in einzelnen oder mehreren der in den Haupt- und Unteransprüchen beschriebenen Gegenstände.
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1 zeigt eine drehbare Schleudertrommel 1 einer als selbstentleerender Separator ausgebildeten Zentrifuge. Die Schleudertrommel 1 kann eine vertikale Drehachse D aufweisen.
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Eine Antriebsspindel SP zum Drehen der Schleudertrommel 1 ist drehbar in einem Maschinengestell G gelagert. Sie trägt die Schleudertrommel 1, welche hier auf ein freies Ende der Antriebspindel SP aufgesetzt ist. Die Antriebsspindel SP wird hier mittels eines Motors 14 gedreht. Alternativ sind auch andere Antriebsvarianten realisierbar.
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Die Schleudertrommel 1 kann einfach und/oder wie hier doppelt konisch (unten und/oder oben sowie insbesondere innen) ausgelegt sein. Die Schleudertrommel 1 ist vorzugsweise für einen kontinuierlichen Betrieb, d.h. für eine kontinuierliche, nicht batchweise zentrifugale Verarbeitung einer fließfähigen Suspension ausgelegt.
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Die Schleudertrommel 1 kann ein Trommeloberteil 2 und ein Trommelunterteil 3 aufweisen. Diese Trommelteile 2, 3 können auf verschiedene Weise, so mit einem Verschlussring 4 miteinander verbunden sein.
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In der Schleudertrommel 1 ist ein Verteiler 5 zur Produktzuleitung aus einem Produktzulaufrohr 6 in einen Trennraum 7 ausgebildet. Im Verteiler 5 wird das Produkt P in das sich drehende System überführt. Das Produktzulaufrohr 6 ist hier von oben bzw. vom zur Antriebsspindel SP gegenüberliegenden Ende der Schleudertrommel 1 in diese hinein geführt.
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1 zeigt beispielhaft einen sogenannter Klärseparator, der dazu vorgesehen ist, im Zentrifugalfeld ein zu verarbeitendes Produkt P (eine fließfähige Suspension) zu klären bzw. dieses in eine Feststoffphase S und eine einzige Flüssigkeitsphase L zu trennen.
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In dem Trennraum 7 erfolgt die eigentliche zentrifugale Trennung des Produkts P in verschiedene Phasen. Der Trennraum 7 weist vorzugsweise ein Tellerpaket 8 aus Trenntellern auf. Er weist ferner radial außen dazu einen Feststoffsammelraum 9 auf, in dem sich die aus der Suspension bzw. dem fließfähigen Produkt P getrennte Feststoffphase S während des Trenn- und/oder Klärvorgangs sammelt.
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Ferner weist der Separator hier einen einzigen Flüssigkeitsaustrag 10 auf, über den eine Flüssigphase L aus der Schleudertrommel 1 ausleitbar ist. Der Flüssigkeitsaustrag 10 ist hier als sogenannte Schälscheibe ausgeführt, die als Zentripetalpumpe arbeitet. Der Flüssigkeitsaustrag 10 kann auch in anderer Weise realisiert sein. Es können zudem auch mehrere Flüssigkeitsphasen abgeleitet werden, wozu dann die Schleudertrommel 1 mit einem entsprechenden weiteren Ableitungssystem versehen sein muss (z.B. mit einer weiteren Schälscheibe und einem Scheideteller zum Zuleiten einer weiteren Flüssigkeitsphase zu dieser Schälscheibe, beides nicht dargestellt). Der Separator ist dann als sogenannter Trennseparator ausgebildet, bei dem zwei Flüssigphasen und eine Feststoffphase voneinander getrennt werden.
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Zur Ableitung der Feststoffphase S aus dem Feststoffsammelraum 9 der Schleudertrommel 1 dient ein fluidbetätigtes Entleerungssystem, das einen Kolbenschieber 11 zum Öffnen und Verschließen von mehreren Feststoffaustragsöffnungen 12 aufweist, die umfangsverteilt im Bereich des größten Durchmessers der Schleudertrommel 1 ausgebildet sein können. Der Entleerungssystem umfasst ferner ein dem Kolbenschieber 11 zugeordnetes Steuerfluidsystem 100 zur Steuerung seiner Öffnungs- und Schließbewegungen.
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Das Steuerfluidsystem 100 weist eine Steuerungsvorrichtung 101 auf. Diese kann als ein übergeordneter Steuerungsrechner des Separators ausgebildet sein. Das Steuerfluidsystem 100 umfasst ferner in der Schleudertrommel 1 eine Öffnungsfluidleitung in der Trommel 102 und eine Schließkammer 103, denen über eine Öffnungsfluidzuführung 104 und eine Schließfluidzuführung 105, in denen jeweils ein Öffnungsfluidventil 106 und ein Schließfluidventil 107 angeordnet sein können, ein Fluid, insbesondere Wasser, zur Aktivierung der Öffnungs- und Schließbewegungen zugeleitet werden kann.
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Dabei ist vorteilhaft, wenn sowohl das Schließfluid als vorzugsweise auch das Öffnungsfluid bevorzugt in einem geschlossenen und hermetischen Hydrauliksystem (Leitungen, Ventile und dgl.) von einem Ort außerhalb des drehenden Systems des Separators über eine abgedichtete Drehdurchführung 13 (siehe dazu auch 2) in die Antriebsspindel SP und von dort in die drehende Schleudertrommel 1 in die Öffnungsfluidleitung in der Trommel 102 bzw. die Schließkammer 103 geleitet werden.
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Ein Einspritzen von einem sich nicht drehenden Ort in eine Einspritzkammer der sich drehenden Schleudertrommel 1 ist somit nicht erforderlich.
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Die Öffnungsfluidzuführung 104 und eine Schließfluidzuführung 105 erfolgen jeweils von einem stationären Ort außerhalb der sich im Betrieb drehenden Elemente des Separators - wie die Schleudertrommel 1 und die Antriebsspindel SP - durch die Drehdurchführung 13 durch die im Betrieb des Separators rotierende Antriebsspindel SP hindurch und dann durch radiale Leitungsabschnitte 1043, 1053 bis in die sich mit der Drehzahl der Anstriebsspindel SP drehende Schleudertrommel 1.
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Dabei macht es die Drehdurchführung 13 vorteilhaft möglich, einen abgedichteten Übergang eines Fluids von stationären Versorgungsleitungen - wie hier der Öffnungsfluidzuführung 104 und der Schließfluidzuführung 105 - in/aus oder durch ein rotierendes Separatorelement, wie zum Beispiel die Antriebsspindel SP, bis in die Schleudertrommel 2 zu realisieren, die sich mit gleicher Drehzahl dreht.
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In 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung einer beispielhaften Drehdurchführung 13 für den Separator aus 1 dargestellt.
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Die Drehdurchführung 13 ist hier als Zweileitungs-Drehdurchführung gestaltet.
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Die Öffnungsfluidzuführung 104 und die Schließfluidzuführung 105 in die Drehdurchführung 13 erfolgt bevorzugt in radialer Richtung durch radiale Zuleitungsabschnitte 1041, 1051 in einen mit der Antriebsspindel SP fluchtenden, während des Betriebs des Separators nicht rotierenden, rohrartigen Abschnitt 17 der Drehdurchführung 13.
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Das Öffnungsfluid und das Schließfluid werden nach Eintritt in die radiale Zuleitungsabschnitte 1041, 1051 separat voneinander in dem rohrartigen Abschnitt 17 jeweils in einem axial angeordneten Fluidkanal 1042, 1052 geführt. Die Fluidkanäle 1042, 1052 sind hier koaxial ausgeführt.
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Dieser rohrartige Abschnitt 17 grenzt axial an die Antriebsspindel SP an, die im Betrieb rotiert und in der die Fluidkanäle 1042, 1052 als Fluidkanäle 1042-1, 1052-1 axial bzw. koaxial zueinander weitergeführt werden. Der jeweiligen Fluidkanal 1042-1, 1052-1 der Antriebsspindel SP mündet in den jeweiligen korrespondierenden radialen Leitungsabschnitt 1043, 1053, der jeweils in radialer Richtung aus der Antriebsspindel SP austritt.
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Mittels Dichtungen 16 kann der Übergang der Fluidkanäle 1042, 1042-1 sowie 1052, 1052-1 zwischen dem sich nicht drehenden rohrartigen Abschnitt 17 und der drehenden Antriebsspindel SP abgedichtet werden. Die Antriebsspindel SP kann wiederum beispielhaft durch einen Antrieb 14 angetrieben sein. Hierbei ist der Rotor 14-1 des Antriebs 14 fest mit der Antriebsspindel SP verbunden und der Stator 14-2 des Antriebs 14 fest mit dem Gehäuse G.
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Der Öffnungsfluidzuführung 104 ist eine Dosiervorrichtung 108 zugeordnet, die dem Öffnungsfluidventil 106 vorgeschaltet ist.
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Die Dosiervorrichtung 108 weist ein in einem Dosierraum 109 bewegliches, insbesondere verschiebliches Dosierelement 110 auf, das den Dosierraum 109 in einen Fluidraum 111 und einen Druckraum 112 zur Beaufschlagung mit Fluid, insbesondere einem Gas wie Druckluft, unterteilt. Das Dosierelement 110 ist hier als eine bewegliche, insbesondere in sich verformbare, Membran ausgeführt. Das Dosierelement 110 kann auch anders ausgeführt sein.
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Der Fluidraum 111 ist zwischen einem Einfüllventil 113 und dem Öffnungsfluidventil 106 sowie einem Einstellelement 114 ausgebildet.
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In den Druckraum 112 mündet ferner eine Druckluftleitung 115, in die ein Ventil 116 geschaltet ist. Ein jeweiliger Steuereingang sämtlicher ansteuerbarer Ventile kann mit dem Steuerungsvorrichtung 101 verbunden sein.
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Ein Kolbenventil 117, das in eine Wandung der Schleudertrommel 1 eingesetzt ist kann zur Ableitung des Schließfluids (und des Öffnungsfluids), dienen, hier angesteuert durch das Öffnungsfluid.
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Um die Feststoffaustragsöffnungen 12 der Schleudertrommel 1 im Betrieb geschlossen zu halten, wie dies auf der rechten Seite von 1 dargestellt ist, wird bzw. ist das Schließfluidventil 107 geöffnet. Die Versorgung der Schließkammer 103 in der Schleudertrommel 1 mit Schließfluid erfolgt über einen Druckbehälter 118, in dem sich Schließfluid unter Druck befindet, welcher über ein zusätzliches Ventil 119 und eine diesem vorgeschaltete (hier nicht dargestellte Fluidquelle, wie eine Pumpe beim Füllen vorgespannt wurde, so dass ein definierter Druck im Schließfluidsystem herrscht.
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Der Begriff „vorgespannt“ kann bedeuten, dass der Druckbehälter 118 über das Ventil 119 mit einem definierten (Über-)Druck versehen wird, indem das Ventil 119 beim Befüllen so lange geöffnet bleibt, bis durch eine geeignete Messeinrichtung M der definierte Druck detektiert wird, wodurch das Ventil 119 geschlossen wird. Dies kann beispielsweise in dem Zeitraum zwischen zwei Feststoffentleerungen - also TeilEntleerungen - geschehen.
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Wird eine Teilentleerung zur Entleerung des Feststoffs S aus dem Feststoffraum 9 der Schleudertrommel 1 durchgeführt, wird zunächst das Öffnungsfluidventil 106 geöffnet, so dass ein durch die Dosiervorrichtung 108 dosiertes Öffnungsfluidvolumen in die Öffnungsfluidleitung 102 in der Trommel eingelassen wird. Das Öffnungsfluid überwindet die Zuhaltekraft des Kolbenventils 117, wodurch das Schließfluid abgelassen wird, so dass sich der Kolbenschieber 11 in die Öffnungsstellung bewegt und die Feststofföffnungen 12 durch den Kolbenschieber 11 freigegeben und dadurch geöffnet werden.
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Wenn die Teilentleerung beendet werden soll, wird das Öffnungsfluidventil 106 geschlossen und das Schließfluidventil 107 geöffnet. Dadurch schiebt Schließfluid aus dem Druckbehälter 118 in die Schließkammer 103 über das geöffnete Schließfluidventil 107 nach, bis diese gefüllt und der Kolbenschieber 11 die Feststofföffnungen 12 der Schleudertrommel 1 überdeckt und die Feststofföffnungen 12 geschlossen sind.
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Dadurch entsteht ein Druckabfall im Druckbehälter 118, der bestimmbar ist, insbesondere durch die Messeinrichtung M messbar ist. Der Betrag des Druckabfalls im Druckbehälter 118 lässt einen Rückschluss darauf zu, wieviel Schließfluid verbraucht wurde und lässt somit eine genaue Aussage über das durch die erfolgte Teilentleerung entleerte Feststoffvolumen zu. Für die nächste Entleerung wird der Druckbehälter 118 über das Ventil 119 wieder vorgespannt und mit dem definierten Druck versehen, der über die Messeinrichtung M detektierbar oder messbar ist.
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Über die Dosiereinrichtung 108 des Öffnungsfluids kann durch Vergleich mit dem durch den Betrag des Druckabfalls des Druckbehälter 118 ermittelte entleerte Feststoffvolumen das bei dem nächsten Feststoffentleerungsvorgangs zu entleerende Feststoffvolumen bei Bedarf vergrößert oder verkleinert werden, um ein vorgewähltes zu entleerendes Feststoffvolumen zu erzielen. Dementsprechend wird durch die Dosiervorrichtung 108 eine größeres oder kleinere Öffnungsfluidvolumen in der Dosiervorrichtung 108 als für die vorangegangene Teilentleerung vordosiert.
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Das vorgewählte Feststoffvolumen ist abhängig von der Geometrie der Schleudertrommel 1 und der verfahrenstechnischen Anforderung des Separators.
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Bei einer Totalentleerung wird das Schließfluidventil 107 geschlossen, so dass die Schleudertrommel 1 so lange geöffnet bleibt, bis die Schleudertrommel 1 komplett entleert ist.
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Ein auftretender Druckabfall in dem vorgespannten Druckbehälter 118 zwischen zwei Teilentleerungen kann als Indikator für einen Dichtungsdefekt am Kolbenschieber 11 bzw. am Kolbenventil 117 herangezogen werden und zur Leckage-Überwachung genutzt werden.
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Es werden dabei sowohl das Schließfluid als auch das Öffnungsfluid bevorzugt in einem geschlossenen und hermetischen Hydrauliksystem von einem Ort außerhalb des drehenden Systems des Separators über die Drehdurchführung 13 in die Antriebsspindel SP und von dort in die drehende Schleudertrommel 1 in die Öffnungsfluidleitung in der Trommel 12 bzw. die Schließkammer 13 geleitet. Beispielsweise mittels der Messeinrichtung M, die als Drucküberwachungseinrichtung ausgelegt sein kann, ist feststellbar, ob in diesem geschlossenen System ein Leck vorhanden ist, z.B. in der Kolbenschieberdichtung oder im Kolbenventil 117 zum Ablassen des Schließfluids. Auch kann aus dem Druckabfall während eines Entleerungsvorgangs des Separators auf das entleerte Feststoffvolumen geschlossen werden.
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Die Steuerungsvorrichtung 101 kann mit einem Computerprogrammprodukt in Form eines Steuerungsprogramms gesteuert werden, das auch die Separatorsteuerung und/oder -regelung übernimmt und somit auch die Betätigung des Kolbenschiebers 11, insbesondere auch die Dosierung des Öffnungsfluids in der Dosiervorrichtung 108 und die Vorspannung des Druckbehälters 118 sowie auch die Durchführung und Ausführung der Messungen, steuern und/oder regeln kann.
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Bezugszeichen
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- 1
- Schleudertrommel
- 2
- Trommeloberteil
- 3
- Trommelunterteil
- 4
- Verschlussring
- 5
- Verteiler
- 6
- Produktzulaufrohr
- 7
- Trennraum
- 8
- Tellerpaket
- 9
- Feststoffsammelraum
- 10
- Flüssigkeitsaustrag
- 11
- Kolbenschieber
- 12
- Feststoffaustragsöffnung
- 13
- Drehdurchführung
- 14
- Antrieb
- 14-1
- Rotor
- 14-2
- Stator
- 16
- Dichtungen
- 17
- Rohrabschnitt
- 100
- Steuerfluidsystem
- 101
- Steuerungsvorrichtung
- 102
- Öffnungsfluidleitung in der Trommel
- 103
- Schließkammer
- 104
- Öffnungsfluidzuführung
- 1041
- radialer Zuleitungsabschnitt
- 1042
- Fluidkanal
- 1042-1
- Fluidkanal
- 1043
- radialer Leitungsabschnitt
- 105
- Schließfluidzuführung
- 1051
- radialer Zuleitungsabschnitt
- 1052
- Fluidkanal
- 1052-1
- Fluidkanal
- 1053
- radialer Leitungsabschnitt
- 106
- Öffnungsfluidventil
- 107
- Schließfluidventil
- 108
- Dosiervorrichtung
- 109
- Dosierraum
- 110
- Dosierelement
- 111
- Fluidraum
- 112
- Druckraum
- 113
- Einfüllventil
- 114
- Einstellelement
- 115
- Druckluftleitung
- 116
- Ventil
- 117
- Kolbenventil
- 118
- Druckbehälter
- 119
- Ventil
- G
- Maschinengestell
- D
- Drehachse
- L
- Flüssigphase
- S
- Feststoff
- SP
- Antriebsspindel
- P
- Produkt
- M
- Messeinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3115875 C1 [0005]
- DE 2822478 [0006, 0007]
- EP 3207995 B1 [0007]
