DE3102417C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung einer
Filterband-Entwässerungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Filterband-Entwässerungsvorrichtungen, die nachstehend
auch kurz als Bandpreßfilter bezeichnet werden, werden
bei vielen Entwässerungsprozessen benutzt. Da die darin
enthaltenen siebartigen Filterbänder über Rollen geführt
werden und wenig Antriebsenergie benötigen, und da ferner
ein Schlammkuchen mit geringem Restwasseranteil und
durch Injektion eines Koagulationsmittel nur geringfügig
erhöhtem Feststoffanteil entsteht, erweist sich dieses
System als relativ energiesparend. Zur Erzielung eines
Schlammkuchens mit möglichst geringem, konstanten Wasseranteil
und zur Minimierung der Menge an Koagulationsmittel
sind folgende vier Faktoren zu berücksichtigen
und möglichst genau zu regeln. Die Filterband-Transportgeschwindigkeit,
die Schlammkonzentration (ursprünglicher
Feststoffgehalt des Schlamms), die Dosierung des Koagulationsmittels
und die Schlamm-Zuführmenge.
Da die Schlammkonzentration des der Entwässerungsvorrichtung
zugeleiteten Materials selbst bei Einhaltung
einer gleichförmigen Materialzuführung gewissen Schwankungen
unterliegt, kommt in der Schwerkraftentwässerungszone
zu unterschiedlichen Filtermengen, und die Schichtdicke
des von einem Vorratstank auf das Filterband abgelagerten
Materials ändert sich entsprechend. Da aber normalerweise
eine gleichförmige Schichtdicke erwünscht ist
und diese einheitliche Schichtdicke über die ganze Materialbreite
hinweg durch zwischen der Schwerkraftentwässerungszone
und dem Eingang zur Zwangsentwässerungszone
(Kompressionsentwässerungszone) angeordnete Walzen eingestellt
wird, kann es an der Dickeneinstellwalze bei
zu hoher Feststoffkonzentration und/oder schlechter Koagulation
im Schlamm zu einem Materialstau und einem Überlaufen
von Material kommen. Andererseits kann bei zu
geringer Feststoff-Konzentration und/oder schlechter
Koagulation des Materials der gewünschte Wasseranteil
nicht erreicht werden. Daraus ergibt sich das Problem,
daß Änderungen der Schlammeigenschaften und insbesondere
seiner Feststoffkonzentration eine Verringerung der Entwässerungsleistung
erfordern. Ferner muß in Verbindung
mit der sich ändernden Feststoffkonzentration im zu verarbeitenden
Material die Dosierung des Koagulationsmittels
entsprechend bestimmt werden. Bei unveränderter
Dosierung könnte die Entwässerungsleistung absinken,
während eine zu hohe Dosierung des Koagulationsmittels
unwirtschaftlich wäre.
Aus der AT-PS 3 57 118 ist ein Verfahren zur Regelung
einer Filterband-Entwässerungsvorrichtung bekannt, bei
dem die Dosierung des Koagulationsmittels in einem geschlossenen
Regelkreis in Abhängigkeit von dem am Ausgang
der Kompressionsentwässerungszone abgetasteten Entwässerungsgrad
geregelt wird. Die Bestimmung des Entwässerungsgrades
erfolgt dabei durch Abtastung der Breite
des Schlammkuchens am Ausgang der Entwässerungszone.
Bei diesem herkömmlichen Verfahren treten jedoch bei der
Dosierung des Koagulationsmittels beträchtliche Regelverzögerungen
auf. Da ferner die Bestimmung des Entwässerungsgrades
anhand der Breite des Schlammkuchens eine konstante
Filterbandgeschwindigkeit voraussetzt, kann die
Anlage, zumindest solange die Koagulationsmitteldosierung
geregelt wird, nur mit konstanter Filterbandgeschwindigkeit
betrieben werden.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde,
eine schnellere und genauere Anpassung der Dosierung
des Koagulationsmittels an Änderungen der Schlammeigenschaften
zu ermöglichen. Insbesondere soll eine genaue
Dosierung auch dann möglich sein, wenn die Filterbandgeschwindigkeit
variabel ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich
aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß wird die Dosierung des Koagulationsmittels
in Abhängigkeit von der Schichtdicke des
Schlamms in der Schwerkraftentwässerungszone gesteuert.
Diese Schichtdicke stellt bei gegebenem Schlammdurchsatz
ein Maß für die Schlammkonzentration dar und gestattet
es somit, die für die jeweilige Schlammkonzentration
optimale Dosierung des Koagulationsmittels schon in
der Schwerkraftentwässerungszone zu bestimmen. Auf diese
Weise können Änderungen der Schlammkonzentration frühzeitig
erkannt und durch eine Änderung der Dosierung
des Koagulationsmittels kompensiert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Schichtdicke
in der Schwerkraftentwässerungszone als Parameter
für die Steuerung der Filterbandgeschwindigkeit verwendet,
und die Koagulationsmitteldosierung wird anhand der Filterbandgeschwindigkeit,
also mittelbar anhand der Schichtdicke bestimmt.
Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes
Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines
herkömmlichen Bandpreßfilters;
Fig. 2 und 3 grafische Darstellungen zu Beziehungen
zwischen der Dosierungsmenge eines
Koagulationsmittels und dem Wassergehalt
eines Kuchens bzw. der Schlammkonzentration;
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
eines Bandpreßfilters mit automatischer
Steuerschaltung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines in der
Steuerschaltung von Fig. 4 enthaltenen
Computerteils;
Fig. 6A und 6B Flußdiagramme zu einem Steuerprogramm
für das Bandpreßfilter bzw. zur Regulierung
seiner Filterbandgeschwindigkeit;
Fig. 7, 8 und 9 zeitabhängige Geschwindigkeitsdiagramme
zu einem anderen Ausführungsbeispiel
zur Regulierung der Filterbandgeschwindigkeit;
Fig. 10 eine Teilansicht einer Einrichtung
zur Kontrolle von mit dem Bandpreßfilter
verarbeitetem Material; und
Fig. 11 eine Perspektivdarstellung von Einzelheiten
aus Fig. 10.
In Fig. 1 ist der mechanische Teil eines den Hintergrund
der Erfindung bildenden Bandpreßfilters dargestellt. Wesentliche
Elemente sind ein erstes endloses Filterband und
ein teilweise damit im Kontakt befindliches zweites endloses
Filterband 4, die beide über geeignete Rollen laufen
und durch diese angetrieben werden.
Eine Zuführeinrichtung 12 dient zum Zuführen eines zu verarbeitenden
Ausgangsmaterials wie Schlamm. Über eine Zuführeinrichtung
20 wird ein Koagulationsmittel zum Andicken
des zu verarbeitenden Ausgangsmaterials zugesetzt, und ein
Rotationsmischer 22 mischt das aus der Zuführeinrichtung
12 kommende Material mit dem Koagulationsmittel aus der
Zuführeinrichtung 20. Die Zuführeinrichtung 12 hat ein
das zu verarbeitende Material wie Schlamm enthaltendes
Reservoir 6, dessen Auslaß über eine Pumpe 8 mit veränderbarer
Förderleistung mit einer Rohrleitung 10 verbunden ist.
Die Zuführeinrichtung 20 umfaßt ein das Koagulationsmittel
enthaltendes Reservoir 14, dessen Auslaß über eine Pumpe
16 mit veränderbarer Förderleistung mit einer Rohrleitung
18 verbunden ist. Der Rotationsmischer 22 ermöglicht das
Zuführen des mit dem Koagulationsmittel vermischten zu verarbeitenden
Materials mit einem konstanten Förderdurchsatz
an das erste Filterband 2.
Zwischen dem ersten Filterband 2, den Gehäuseseitenwänden
und einer Trennwand 24 wird eine Schwerkraftentwässerungszone
26 gebildet, in der das von dem Mischer 22 kommende
und auf dem Filterband liegende Material durch sein eigenes
Gewicht von Wasser befreit wird. Eine in Förderrichtung
hinter dieser Zone liegende Einstellwalze 28 ermöglicht
die Regulierung der Materialdicke bzw. Höhe des auf
dem Filterband 2 liegenden Materials, welches anschließend
im weiteren Verlauf der Förderrichtung sandwichartig zwischen
dem ersten Filterband 2 und dem in gleicher Richtung
laufenden zweiten Filterband 4 eingeschlossen wird. Die
Dicke der eingeschlossenen Materialschicht wird durch Stellung
der Einstellwalze 28 bestimmt. In diesem Bereich bis
zu einer Stelle, wo der entwässerte Kuchen abgegeben wird,
werden die beiden Filterbänder 2, 4 gegeneinander gedrückt
und bilden dabei eine Druckentwässerungszone 30, die wiederum
in eine Druckrollen enthaltende Rollendruckentwässerungszone
A, eine im Kreisbogen um eine Rolle 5 mit großem
Durchmesser herumführende Kompressionsentwässerungszone
B und eine mehrere im Zickzack gelagerte Rollen enthaltende
Scherentwässerungszone C unterteilt ist. Die
Durchmesser der Rollen innerhalb der Scherentwässerungszone
C werden von vorn nach hinten gesehen laufend kleiner.
Bei laufender Anlage wird der über den Rotationsmischer 22
auf das erste Filterband 22 zugeführte Schlamm zunächst in
der Schwerkraftentwässerungszone 26 durch sein Eigengewicht
entwässert, durch die Einstellwalze 28 zu einer
Schicht mit gegebener Dicke ausgebildet und schließlich auf
dem Filterband 2 in die Druckentwässerungszone 30 überführt,
wo das zu verarbeitende Material zwangsweise entwässert
und schließlich in einer Abgabezone 32, wo sich das erste
Filterband 2 von dem zweiten Filterband 4 trennt, als entwässerter
Kuchen abgegeben.
Innerhalb der Schwerkraftentwässerungszone 26 bleibt der
Schlamm-Flockanteil auf dem als Sieb wirkenden schräg verlaufenden
Filterband liegen, während der freie Wasseranteil
durch Schwerkrafteinfluß ausfiltriert wird. Der Anteil
des im Entwässerungsprozeß frei werdenden Wassers
hängt weitgehend von dem Anteil des dem Schlamm beigemischten
Koagulationsmittels ab. Beispielsweise beträgt
der Wasseranteil von hier durchgelaufenem Abwasserschlamm
etwa 90%. Je nach der des Schlammes hat der in der Rollendruckentwässerungszone
A durch die Einstellwalze 28 geformte
Kuchen eine bestimmte gleichförmige Dicke. Anschließend
wird der Schlamm durch sich selbst komprimiert,
die Spalte zwischen seinen Flocken werden kleiner, und
wenn der Schlamm anschließend auf der rotierenden Rolle
abwärts gefördert wird, erhöht sich der Entwässerungseffekt
entsprechend. Die mitlaufenden Filterbänder wirken
stabilisierend und verhindern das Auftreten von Falten.
Im weiteren Durchlauf zwischen den von oben und unten gepreßten
Filterbändern erfolgt die Entwässerung mit relativ
geringen Rollenandruckkräften, und dabei wird der Abstand
zwischen dem ersten und zweiten Filterband laufend kleiner.
Am Ende dieser Zone wird der Abwasserschlamm einen Wassergehalt
von etwa 80 bis 86% und eine erhöhte Eigenplastizität
haben, so daß der Schlamm bei Erreichen der Kompressionszone
B ein richtiger Kuchen geworden ist. In der Zone B
wird durch die Spannung der Filterbänder und die Druckkraft
der Rolle 5 mit großem Durchmesser entwässert, so daß
Abwasserschlamm am Ende dieser Zone einen Wasseranteil von
etwa 80 bis 83% haben wird. In der sich anschließenden
Scherentwässerungszone C erfolgt die Entwässerung durch
größere Druckkräfte und zusätzliche Scherkräfte. Da hier
das innere und das äußere Filterband mit gleicher Transportgeschwindigkeit
laufen, muß wegen der Dicke des Kuchens
zwischen ihnen eine Verlagerung bei rotierenden Rollen
stattfinden, welche zu den oben erwähnten Scherbelastungen
in Verbindung mit einer Verschiebung führt, die
der Entwässerung des zusammengepreßten Kuchens dienlich
sind. Bei Abwasserschlamm wird auf diese Weise zuletzt
ein Kuchen mit einem Wassergehalt von etwa 68 bis 80%
erzielt.
Am Ausgangspunkt der Schwerkraftentwässerungszone 26 befindet
sich eine Höhenmeßeinrichtung 34, um die Dicke bzw.
die Konzentration des zu verarbeitenden und durch den Rotationsmischer
22 auf das Filterband 2 plazierten Materials
zu überwachen. Zu der Höhenmeßeinrichtung 34 gehören ein
langer Fühler S 1 zur Ermittlung einer geringen Dicke, ein
großer Fühler S 2 zur Ermittlung einer großen Dicke und ein
sehr langer Fühler S 3 als gemeinsame Elektrode. Vorzugsweise
arbeitet diese Fühleinrichtung als Elektroden-Pegelschalter,
und die Längen seiner Fühler S 1 und S 2 sind
so gewählt, daß bei normaler Materialdicke nur der lange
Fühler S 1 anspricht, aber bei abnormaler Materialdicke
beide Fühler S 1 und S 2 betätigt werden. Wenn bei dem Ausführungsbeispiel
von Fig. 1 das Eingangsgewicht des vom
Mischer 22 kommenden Schlammes konstant und auch die Transportgeschwindigkeit
des Filterbandes konstant ist, dann
steigt mit höherer Schlammkonzentration auch die Dicke
oder Höhe der Schlammschicht auf dem Filterband 2 und
umgekehrt. Folglich ist die Schlammkonzentration der Höhe
der Schlammschicht auf dem Filterband proportional, und
durch Messung der Schichthöhe kann die Schlammkonzentration
ermittelt werden. Bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel
wird die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes
in Abhängigkeit von der ermittelten Schlammschichtdicke
innerhalb der Schwerkraftentwässerungszone
reguliert und somit abhängig von der Konzentration des aus
dem Mischer 22 kommenden Schlammes. Dadurch kann der Wasseranteil
im Kuchen konstant gehalten werden, wie nachstehend
in Verbindung mit Fig. 2 und 3 erläutert wird.
Wie zuvor erwähnt, sind bei dem erfindungsgemäßen Bandpreßfilter
vier Faktoren zu berücksichtigen: die Filterband-Transportgeschwindigkeit,
die Schlammkonzentration,
die Koagulationsmittel-Dosierung und die Schlammzuführmenge.
Da der zuletzt genannte Faktor der Schlammzuführmenge
konstant eingestellt wird, ist eine Korrelation
zwischen den ersten drei Faktoren von Bedeutung. Wie erwähnt,
soll der Wassergehalt des entwässerten Kuchens
konstant und so gering wie möglich sein. Es hat sich gezeigt,
daß der Wasseranteil des Kuchens eine Funktion der
Koagulationsmitteldosierung, der Koagulationsmittelmenge
und der Filterbandgeschwindigkeit ist. Eine Relation zwischen
dem Wassergehalt des Kuchens und der Dosierung des
Koagulationsmittels ist in Fig. 2 grafisch dargestellt.
Je nach Art des Schlammes ergeben sich unterschiedliche
Kennlinien und unterschiedliche optimale Dosierungen. Abgeleitet
aus Fig. 2 ist in Fig. 3 eine Beziehung zwischen
der Koagulationsmitteldosierung und der Schlammkonzentration
dargestellt. Hieraus geht hervor, daß sich die
Dosierung umgekehrt proportional zur Schlammkonzentration
verhält. Unter Berücksichtigung dieser Relation wird nachstehend
der Gegenstand der Erfindung beschrieben.
Erfindungsgemäß wird vorausgesetzt, daß die Schlammzuführmenge
konstant eingehalten wird, die Schlammkonzentration
aber veränderbar ist. Der Feststoffanteil im Schlamm ändert
sich proportional mit der Schlammkonzentration. Wenn
die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes konstant gehalten
wird, verhält sich der Wasseranteil im Kuchen umgekehrt
proportional zur Schlammkonzentration, je höher die
Konzentration desto geringer der Wasseranteil. Durch Erhöhung
oder Verminderung der Filterband-Vorschubgeschwindigkeit
mit steigender bzw. sinkender Schlammkonzentration
kann der Wassergehalt konstant eingehalten werden. Zur
Erreichung dieses Ziels muß also die Filterband-Vorschubgeschwindigkeit
proportional zu der Schlammkonzentration gehalten
werden, die Filterbandgeschwindigkeit ist von der
Konzentration bzw. dem Feststoffanteil des Schlammes proportional
abhängig. Andererseits kann durch Ermittlung der
Filterbandgeschwindigkeit die Konzentration des zugeführten
Schlamms bestimmt und damit wiederum aus der in Fig. 3 dargestellten
Beziehung die optimale Dosierung des Koagulationsmittels
abgeleitet werden. Da der Schlamm mit konstanter
Förderrate zugeführt und die ermittelte Schlammkonzentration
im wesentlichen dem Feststoffanteil entspricht, ergibt sich
daraus die optimale Dosierung des Koagulationsmittels.
Erfindungsgemäß wird die oben beschriebe Korrelation beachtet
und ferner die Anfangsinformation über die Konzentration
des der Entwässerungsvorrichtung zugeführten Schlammes
bzw. die Information über die auf das Filterband 2 gelegte
Schlammsicht (Fig. 1) gewonnen und danach die
Vorschubgeschwindigkeit des Filterbandes so kontrolliert,
daß sie der Schlammkonzentration proportional ist. Danach
wird die optimale Koagulationsmitteldosierung nach der
Filterband-Vorschubgeschwindigkeit ermittelt und danach
die entsprechende Menge des Koagulationsmittels in dem
rotierenden Mischer 22 beigemischt, um den Wassergehalt
eines zu entwässernden Kuchens gering und konstant zu halten.
Hauptbestandteile des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Bandpreßfilters sind
ein Filterabschnitt und eine automatische Steuerschaltung.
Mit Fig. 1 übereinstimmende Einzelheiten tragen die gleichen
Bezugszahlen. Der Bandpreßfilterabschnitt wird
durch einen Computerabschnitt automatisch gesteuert. Digitale
Ausgangssignale der Fühler S 1 für einen niedrigen
Pegel und S 2 für einen hohen Pegel gehen über Datenübertragungsleitungen
D 1 bzw. D 2 in eine Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung
40, welche durch eine Kombination dieser
von den Fühlern S 1 und S 2 gewonnenen logischen Ausgangssignale
die Dicke oder Höhe der auf dem Filterband 2 liegenden
Schlammschicht ermittelt. Falls beide Datenübertragungsleitungen
D 1 und D 2 den logischen Wert 0 führen,
liegt die Höhe der Schlammschicht unter der Mindestgrenze,
die Konzentration ist zu gering. Wenn die Leitung D 1 das
logische Signal 1 und die Leitung D 2 das logische Signal
0 führt, dann liegt die Schlammhöhe im Normalbereich, die
Konzentration ist in Ordnung. Wenn beide Übertragungsleitungen
D 1 und D 2 den logischen Signalwert 1 führen, liegt
der Pegel bzw. die Schlammhöhe über der Höchstgrenze, folglich
ist die Schlammkonzentration zu hoch. Zusätzlich kann
ein nicht dargestellter Zusatzfühler zur Ermittlung eines
abnormal hohen Pegels vorhanden sein, welcher diesen Ausnahmefall
über eine Datenübertragungsleitung D 3 an eine
Koagulationsmittel-Dosierungsschaltung 50 meldet und dadurch
die Steuerung außer Betrieb setzt. Dieser Ausnahmezustand
würde folglich eine abnormal hohe Dosierung simulieren,
die aus dem Rahmen der vorgegebenen Funktionsbereiche
fällt. Ferner könnte außerdem noch ein weiterer
zusätzlicher Höchstpegelfühler (nicht dargestellt) vorhanden
sein, welcher beim Auftreten eines besonders ungewöhnlich
hohen Pegels die gesamte Maschine außer Betrieb
setzt und das Überlaufen von Schlamm über die Seitenwand
mit Sicherheit verhindert.
Die Steuerschaltung 40 errechnet abhängig von den über die
Leitungen D 1 und D 2 ankommenden Digitalsignale arithmetisch
die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes nach einem
vorgegebenen Programm und gibt ein entsprechendes Analog-Ausgangssignal
an einen beispielsweise wirbelstromgesteuerten
Motor M ab, um dessen Drehzahl und damit die
Vorschubgeschwindigkeit des Filterbandes nach Wunsch zu
kontrollieren. Die Steuerschaltung 40 gibt die so ermittelte
Filterband-Vorschubgeschwindigkeit auch an die Dosierungsschaltung
50 ab, damit diese in Abhängigkeit von der
ermittelten Filterbandgeschwindigkeit nach einer zuvor
gespeicherten Funktion die Dosierung eines Koagulationsmittels
errechnet. Das Ergebnis dieser Berechnung wird
zur Steuerung der Pumpe 16 herangezogen, die beispielsweise
über eine Steuerschaltung wirbelstromgekoppelt reguliert
wird. Vor dem Anlauf der Vorrichtung werden beispielsweise
die Schlammzuführmenge, die Filterband-Vorschubgeschwindigkeit
und die Koagulationsmitteldosierung über eine
Schreibmaschine 70 manuell eingegeben, damit eine Schlammzufuhr-Steuerschaltung
60 die Schlammpumpe 8 entsprechend
ansteuert. Da bei der erfindungsgemäßen Ausführung mit konstanter
Schlammzufuhrmenge gearbeitet wird, könnte eigentlich
auf die Steuerschaltung 60 verzichtet werden, vorzugsweise
wird die Steuerschaltung 60 jedoch zur Verhütung
abnormaler Situationen beibehalten. Die Steuerschaltung
60 nimmt das Ausgangssignal der Dosierungsschaltung 50 auf.
Dadurch wird erreicht, daß in Ausnahmesituationen die Anlage
nicht nur auf außergewöhnliche Koagulationsmittel-Dosierungswerte
reagiert, sondern notfalls auch die Schlammzufuhrmenge
vermindert wird, wenn erforderlich.
Nach dem Blockschaltbild in Fig. 5 besteht der Computerteil
zu Fig. 4 im wesentlichen aus einer zentralen Recheneinheit
(CPU) 110, einem ersten Festspeicher (ROM) 120
zur Speicherung eines vorgegebenen Programms, einem zweiten
Festspeicher (RM) 130 zur Speicherung vorgegebener
Funktionen für die Koagulationsmittel-Dosierung, einen
zugriffsfreien Speicher (RAM) 140 zur Datenspeicherung
und ein Eingabe/Ausgabetor 150. Der Computerteil enthält
Digital-Eingangssignale über den Filterbandlauf, über den
Automatik/Handbetrieb des Filters, sowie über abnorm hohe
und abnorm niedrige Pegel. Der Computer liefert Analog-Ausgangssignale
über die Transportgeschwindigkeit an den
Bandpreßfilterteil der Anlage, über den Koagulationsmittel-Durchsatz,
über den Schlammbetriebs-Durchsatz sowie
einen Haltebefehl bei Ausnahmezuständen über eine Ein/Ausgabe-Schnittstelleinheit
(Interface) 160 und einen
Daten-Bus 170 zur Kommunikation mit der Recheneinheit
110, den Speichern 120, 130, 140 und dem Ein/Ausgabetor 150.
Ferner sind die Einheiten 110, 120, 130, 140 und 150 durch
einen Steuer-Bus 180 und einen Adreß-Bus 190 verbunden.
Insbesondere sind in dem ersten Festspeicher 120 das
nachstehend in Verbindung mit Fig. 6A und 6B beschriebene
Programm und in dem zweiten Festspeicher 130 vorbereitete
Funktionen wie in Fig. 3 für die Dosierung eines Koagulationsmittels
abgespeichert. Zu übertragende Daten werden
in dem zugriffsfreien Speicher 140 gespeichert, und die
zentrale Recheneinheit 110 führt Prozeßoperationen nach
dem im Festspeicher 120 gespeicherten Programm durch.
Bei der Operationssteuerung des Bandpreßfilters startet
das in Fig. 6A als Flußdiagramm dargestellte Programm
mit einem Schritt S 1, mit dem die zuvor erläuterten eingehenden
Digitalsignal die über den Filterbetriebszustand,
über die von der Höhenmeßeinrichtung 34 ermittelte
Pegelhöhe, Ausnahmezustände und dgl. in den zugriffsfreien
Speicher 140 (Fig. 5) eingelesen und darin gespeichert
werden. Das Pegelsignal entspricht dem IST-Pegel des abgelagerten
Schlamms, der entweder hoch, niedrig oder
abnormal hoch ist. Diese Pegel sind in drei Bereiche unterteilt:
(1) der Pegel liegt unter einem Niedrigpegelwert;
(2) der Pegel liegt zwischen dem niedrigen und dem
hohen Pegelwert; und (3) der Pegel liegt über dem hohen
Pegelwert. Beim ersten Bereich sind die Ausgänge des
Fühlers S 1 für niedrigen Pegel und des Fühlers S 2 für
den hohen Pegel beide logisch 0. Im zweiten Bereich hat
der Ausgang des Fühlers S 1 den logischen Wert 1 und der
Ausgang des Fühlers S 2 den logischen Wert 0. Im dritten
Bereich führen beide Fühler S 1 und S 2 das logische Ausgangssignal
1. Die im Schritt S 1 gewonnene Signalkombination
wird bis zum nächsten Zyklus im RAM gespeichert. Danach
wird im Schritt S 2 abgefragt, ob das Betriebssignal
EIN des Bandpreßfilters vorliegt. Falls ja, schaltet
das Programm zu Schritt S 3 fort und ermittelt, ob die
Anfangswerte für den Schlammdurchsatz, die Filterbandgeschwindigkeit
und die Koagulationsmittel-Dosierung eingestellt
sind. Normalerweise erfolgt die Einstellung der
Anfangswerte manuell zu Beginn, nachdem das Betriebssignal
EIN gegeben worden ist. Falls die Eingabe der Anfangswerte
noch nicht erfolgt ist, werden in einem Schritt S 4
die notwendigen Informationen manuell über die Schreibmaschine
70 in Fig. 4 eingegeben. Die so erstellten Anfangswerte
werden der Bandgeschwindigkeits-Steuerschaltung 40
und der Koagulationsmittel-Dosierungsschaltung 50 in Fig. 4
übertragen. Zugehörige Proportionskonstanten α und β
können in einem Speicher wie dem Festspeicher 130 oder
in einem zugriffsfreien Speicher einer Schreibmaschine
oder dergleichen gespeichert werden. Nach Erstellung der
notwendigen Ausgangswerte geht das Programm zu Schritt S 15
über, um Analog-Ausgangswerte auf der Grundlage der eingegebenen
Anfangswerte zu erstellen.
In dem Zyklus nach der Eingabe der Anfangswerte überprüft
das Programm in einem Schritt S 5 zunächst, ob die Dicke der
Schlammschicht auf dem Filterband 2 in Fig. 1 einen abnormal
hohen Pegelwert hat und folglich der Schlamm eine abnormal
hohe Konzentration hat. Normalerweise liegt die
Pegelhöhe des aufgetragenen Schlammes jedoch in einem der
zuvor beschriebenen drei Pegelbereiche, und in diesem Fall
überprüft das Programm in einem Schritt S 6, ob die Operation
innerhalb eines willkürlich auf einen Zeitraum zwischen
30 bis 300 Sekunden festgelegten Zeitzyklus für die
Kontrolle der Filterbandgeschwindigkeit liegt. Bei einem
auf 30 Sekunden festgelegten Zeitzyklus wird die Filterband-Transportgeschwindigkeit
alle 30 Sekunden überprüft.
Wenn in S 6 das Ende eines derartigen Zeitzyklus bekannt
wird, geht das Programm zu einem Schritt S 7 über und überprüft,
ob sich der Schlammdurchsatzwert geändert hat. Normalerweise
ist ein konstanter Schlammdurchsatzwert eingestellt,
bei dem keine Durchsatzmengenänderungen auftreten
sollten. Mit diesem Schritt S 7 sollen also Ausnahmezustände
festgestellt werden. In einem Schritt S 8 wird aufgrund
der im vorhergehenden Zyklus gelesenen und gespeicherten
Schlammdicke und der jetzt gelesenen Schlammdicke die
Transportgeschwindigkeit des Filterbandes errechnet.
Einzelheiten des Rechenvorgangs werden nachstehend in
Verbindung mit Fig. 6B erläutert. Danach wird in einem
Schritt S 9 überprüft, ob die Transportgeschwindigkeit des
Filterbandes sich beispielsweise dreifach erhöht hat. Da
bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Höhenbereiche
der Schlammschicht ermittelt und Veränderungen über diese
drei Bereiche festgestellt werden, könnte ein entsprechender
Pegelanstieg bzw. Schlammkonzentrationsanstieg eine entsprechend
überhöhte Bandgeschwindigkeit zur Folge haben,
und der Schritt S 9 dient der Ermittlung derartiger Störungen
bzw. Ausnahmezustände. Normalerweise könnte die Transportgeschwindigkeit
höchstens auf den zweifachen Wert ansteigen,
und das Programm könnte dann zu Schritt S 10 übergehen
und überprüfen, ob die Filterband-Transportgeschwindigkeit
unter einem vorgegebenen Ausnahmewert VH liegt.
Folglich dient auch der Schritt S 10 der Ermittlung einer
anderen Abnormalität oder Störung der Filtervorrichtung.
Normalerweise wird das Programm zum nächsten Schritt S 11
übergehen und überprüfen, ob ein willkürlich auf 10 bis
120 Minuten festgesetzter Steuerzyklus für die Injektion
eines Koagulationsmittels abgelaufen ist. Wenn dieser
Steuerzyklus auf 10 Minuten angesetzt ist, erfolgt alle
10 Minuten eine Injektion oder Dosierungskontrolle des
Koagulationsmittels. Nach Ablauf eines Steuerzyklus geht
das Programm zu einem Schritt S 12 über und errechnet mittels
der nachstehenden Gleichung, in welcher Menge oder
Dosierung Fp das Koagulationsmittel zuzusetzen ist:
Darin ist V die im Zeitzyklus mit Schritt S 8 errechnete
Filterband-Transportgeschwindigkeit, f (x) eine in Fig. 3
dargestellte und vorher durch Experiment bestimmte
Funktion der Schlammkonzentration und optimalen Dosierung.
Alle Informationen zu dieser Funktion sind vorher
in dem Festspeicher 130 (Fig. 5) abgespeichert worden.
Die Werte für V und Fs befinden sich im RAM 140 abgespeichert.
Eine in einem Schritt S 20 erstellte Dosierungsinformation
sowie die zuvor in Schritt S 8 errechnete
Information zur Filterbandgeschwindigkeit werden im nächsten
Schritt S 13 als Analog-Ausgang abgerufen und dem
Bandpreßfilterteil zugeleitet, wie zuvor beschrieben.
Der zuvor beschriebene Programmablauf bezieht sich auf einen
normalen Betriebsablauf. Wenn aber in dem Schritt S 7 eine
Änderung des Schlammdurchsatzes erkannt wird, geht das Programm
von S 7 zu einem Schritt S 14 über, um die Filterbandgeschwindigkeit
Vn und die Koagulationsmittel-Dosierung Fpn
nach folgenden Gleichungen zu errechnen:
Darin bezieht sich der Index n auf den derzeitigen Wert
und der Index n-1 auf den Wert vom vorhergehenden Zyklus.
Falls bei Schritt S 10 die Filterbandgeschwindigkeit über
einen gegebenen abnormalen Geschwindigkeitswert VH liegt,
geht das Programm zu Schritt S 15 über und erhöht die Dosierung
des Koagulationsmittels, um dadurch die Schlammkonzentration
zu vermindern, falls diese zu hoch für eine
Kontrolle durch die Filterbandgeschwindigkeit ist. Da eine
unbegrenzte Erhöhung der Dosierung des Koagulationsmittels
unwirtschaftlich ist, läuft gleichzeitig mit Schritt S 15
ein Zeitgeber an, welcher die erhöhte Dosierung auf einen
gegebenen Zeitraum begrenzt. Im nächsten Schritt S 16 wird
überprüft, ob der durch den Zeitgeber gesetzte Zeitraum
abgelaufen ist. Da dies anfangs noch nicht der Fall ist,
geht das Programm S 13 über. Falls der Zustand der erhöhten
Dosierung auch nach Ablauf des Zeitraums noch besteht, kann
dies nur bedeuten, daß die Koagulationsmittel-Zuführung
nicht nachkommt und folglich im nächsten Schritt S 17 die
Schlamm-Zuführrate gesenkt werden muß. Im nächsten Schritt
S 18 wird festgestellt, ob der Schlammdurchsatz kleiner als
ein vorgegebener Mindestwert geworden ist. Falls ja heißt
dies, daß die automatische Steuerung nicht folgen kann,
es muß eine Störung vorliegen, und folglich wird im nächsten
Schritt S 19 die Operation unterbrochen.
Der in Fig. 6B enthaltene Flußdiagrammteil betrifft die
Bestimmung der Transportgeschwindigkeit des Filterbandes
in Verbindung mit Schritt S 8 in Fig. 6A. Durch das Flußdiagramm
von Fig. 6B wird bestimmt, ob der Materialpegel
unter dem niedrigen Pegel, über dem hohen Pegel oder zwischen
diesen beiden Pegeln liegt (was nachstehend als
Zwischenpegel bezeichnet ist). Diese drei Pegelwerte werden
auf der Grundlage einer logischen Kombination der
Ausgangssignale des Niedrigpegelfühlers S 1 und des Hochpegelfühlers
S 2 ermittelt. Danach wird der Pegelwert im
vorhergehenden Zyklus ermittelt und daraus die Transportgeschwindigkeit
des Filterbandes in Abhängigkeit von dem
derzeitigen und dem vorhergehenden Pegel errechnet. In
Fig. 6B sind verschiedene Symbole im Flußdiagramm enthalten.
Vn ist die Soll-Geschwindigkeit des Filterbandes für
p=n. Vh ist der neueste Wert für die Filterbandgeschwindigkeit,
wenn eine Pegeländerung von dem hohen zum niedrigen
Pegel oder vom Zwischenpegel zum übrigen Pegel auftritt,
d. h. eine Pegelabsenkung. Vl ist der neueste Wert der
Filterbandgeschwindigkeit, wenn eine Pegeländerung vom
niedrigen Pegel zum hohen Pegel oder vom Zwischenpegel
zum hohen Pegel auftritt, d. h. eine Pegeländerung nach
oben. Diese neuesten Werte werden im Speicher für freien
Zufluß (140) gespeichert. Δ V ist eine relativ kleine
Geschwindigkeitsänderungs-Konstante und vorher im Festspeicher
(ROM) abgespeichert worden. Zu beachten ist,
daß eine Pegeländerung nach unten die Folge einer großen
Filterbandgeschwindigkeit und eine Pegeländerung nach
oben die Folge einer zu geringen Filterbandgeschwindigkeit
ist. Unter diesen Gesichtspunkten erfolgt nachstehend die
Beschreibung des Flußdiagramms in Fig. 6B.
(A) Für den Fall, daß der ermittelte Schlammpegel kleiner
als der vorgegebene Niedrigpegel ist, springt das Programm
von dem Schritt S 31, wo dieser Zustand festgestellt
wird, zu einem Schritt S 32 und ermittelt, welchen Pegelwert
der vorhergehende Zyklus hatte. Dieser vorhergehende
Pegelwert wurde mit Schritt S 1 (Fig. 6A) im RAM 140
gespeichert. Falls der vorhergehende Pegel kleiner als
der Niedrigpegel war, geht das Programm zu Schritt S 33
über und bestimmt den Sollwert Vn der Filterbandgeschwindigkeit
im laufenden Zyklus unter der Voraussetzung, daß
sowohl der laufende als auch der vorhergehende Pegel kleiner
als der Niedrigpegel sind. Der Übergang zu Programmschritt
S 33 bedeutet, die Bandgeschwindigkeit war im vorhergehenden
Zyklus zu hoch, so daß mit Schritt S 33 folgende
Rechenoperation durchzuführen ist:
V N = V N-1 - Δ V
Da die Filterbandgeschwindigkeit V N-1 im letzten Zyklus
zu groß war, wird die Geschwindigkeit um die Änderungskonstante
Δ V vermindert. Die so ermittelte Geschwindigkeit
V N wird im zugriffsfreien Speicher 140 (Fig. 5) gespeichert.
Falls der Speicherwert des vorhergehenden Zyklus
dem Zwischenpegel entsprach, schwenkt das Programm
von Schritt S 32 auf Schritt S 34 und führt folgende Rechenoperation
durch:
Der Übergang von Programmschritt S 36 auf S 34 bedeutet, daß
der Pegelwert vom Zwischenpegel im vorhergehenden Zyklus
auf den niedrigen Pegel im derzeitigen Zyklus abgesunken
ist, und folglich muß die Soll-Geschwindigkeit des Filterbandes
wieder angehoben werden. Zu diesem Zweck wird bei
einer Pegelabsenkung die Hälfte der Konstante Δ V vom
Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeit
subtrahiert, und bei einem Pegelanstieg der letzte Geschwindigkeitswert
als laufender Geschwindigkeitswert ermittelt.
Die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes
wird bei einem Pegelanstieg immer auf den Durchschnittswert
aus dem vorletzten und dem letzten Zyklus, und bei
einem Pegelabfall auf den letzten Wert bezogen. Der Wert
wird deshalb subtrahiert, weil der Pegelabfall vom
vorhergehenden Zwischenpegel zum jetzigen Niedrigpegel
einen Schritt betragen hat. Falls der vorhergehende Pegel
der hohe Pegel war, muß der Pegelabstieg über zwei
Schritte erfolgt sein, und dies hat im Schritt S 35 folgende
arithmetische Operation zur Folge:
Da der Pegelabfall vom vorletzten zum letzten Pegelwert
sprunghaft war, muß die Filterbandgeschwindigkeit im letzten
Zyklus zu hoch gewesen sein, und folglich wird die
Geschwindigkeit durch Subtraktion von Δ V reduziert. Grundsätzlich
wird also bei einer Pegeländerung nach unten
und nach oben der Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten
verwendet, und zusätzlich wird bei
einer Pegelabsenkung die Geschwindigkeitsänderungs-Konstante
halbiert.
(B) Für den Fall, daß der abgelagerte Schlamm eine über
dem hohen Pegel liegende Dicke hat, geht das Programm von
Schritt S 31 über Schritt S 36 zu Schritt S 37 über und
bestimmt wie im zuvor beschriebenen Schritt S 32 den Pegelwert
des vorhergehenden Zyklus. Falls dieser unter dem
Niedrigpegel lag, schreitet das Programm zu Schritt S 38
fort, und das bedeutet, daß im vorhergehenden Zyklus ein
Sprung über zwei Schritte vom niedrigen Pegel bis zu
einem über dem hohen Pegel liegenden Wert erfolgt ist,
oder mit anderen Worten: im vorhergehenden Zyklus war die
Bandgeschwindigkeit zu niedrig. In Schritt S 38 wird die
Soll-Filterbandgeschwindigkeit nach folgender Gleichung
errechnet:
Dieser Rechnung liegt die gleiche Grundidee wie zuvor im
Fall (A) beschrieben zugrunde, es wird der Durchschnittswert
der letzten Filterbandgeschwindigkeiten für den Fall
eines Pegelanstiegs und Pegelabstiegs ermittelt und die
Geschwindigkeitsänderungs-Konstante addiert, weil der
Sprung über zwei Schritte erfolgte. Falls im vorhergehenden
Zyklus der Zwischenpegel vorhanden war, geht das Programm
S 37 zu Schritt S 39 über, und das bedeutet, es lag
eine Pegelerhöhung vom Zwischenpegel (vorhergehender
Zyklus) auf den hohen Pegel (jetziger Zyklus) vor. Daher
wird in Schritt S 39 die Soll-Geschwindigkeit des Filterbandes
im derzeitigen Zyklus durch Addieren der halben
Geschwindigkeitsänderungs-Konstante zum Durchschnittswert
der letzten Filterbandgeschwindigkeiten ermittelt.
Falls der Pegelwert im vorhergehenden Zyklus über dem hohen
Pegel lag, dann ist dieser Pegel in den letzten beiden
Zyklen auf dem hohen Pegel geblieben, und das bedeutet,
daß die Bandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus zur
Pegelabsenkung nicht groß genug war. Folglich wird in
einem Schritt S 40 eine neue Soll-Geschwindigkeit für das
Filterband durch Addition des Geschwindigkeitsänderungs-Faktors
Δ V zur Bandgeschwindigkeit im vorhergehenden Zyklus
erstellt.
(C) Wenn die Höhe des abgelagerten Schlamms in den Zwischenpegelbereich
fällt, schreitet das Programm über die
Schritte S 31 bis S 36 zu einem Schritt S 41 fort, um die
Pegelhöhe des vorhergehenden Zyklus auf gleiche Weise wie
zuvor in Verbindung mit den Schritten S 32 und S 37 beschrieben
zu bestimmen. Falls der Pegel im vorhergehenden
Zyklus unter dem niedrigen Pegel lag, erfolgt der Übergang
zu Schritt S 42, da offensichtlich eine Pegelanhebung von
einem unter dem niedrigen Pegel liegenden Nieveau im vorhergehenden
Zyklus den Zwischenpegel im derzeitigen Zyklus
vorliegt. Folglich ist V 1 die Filterbandgeschwindigkeit
im vorhergehenden Zyklus, nämlich V N-1. Da der Pegel
im derzeitigen Zyklus im Zwischenpegelbereich und folglich
richtig liegt, braucht die Filterbandgeschwindigkeit nicht
geändert zu werden, und als Soll-Geschwindigkeit wird
einfach der Durchschnittswert der letzten Filterbandgeschwindigkeiten
bei Pegeländerungen nach oben und unten
genommen. Falls auch im vorhergehenden Zyklus bereits der
Zwischenpegel anlag, kann die gleiche Filterbandgeschwindigkeit
wie in dem vorhergehenden Zyklus beibehalten werden,
siehe Schritt S 43. Lag die Filterbandgeschwindigkeit
im vorhergehenden Zyklus höher, dann schreitet das Programm
zu Schritt S 44 fort, weil offensichtlich in diesem
Zeitraum eine Pegelabsenkung vom hohen Pegelwert auf den
Zwischenpegelwert im derzeitigen Zyklus erfolgt ist. Damit
ist Vh=V N-1. Wie bei Schritt S 42 entspricht die Filterbandgeschwindigkeit
des derzeitigen Zyklus dem Durchschnittswert
der letzten Bandgeschwindigkeitswerte bei Pegeländerungen
nach oben und nach unten.
Wie der vorhergehenden Beschreibung zu entnehmen ist, erfolgt
die Bestimmung der Soll-Filterbandgeschwindigkeit
im derzeitigen Zyklus auf der Grundlage der in diesem und
dem vorhergehenden Zyklus ermittelten bzw. gespeicherten
Schlammpegelwerte und unter Berücksichtigung der Größe
und der Richtung einer Pegeländerungen in diesen aufeinanderfolgenden
Zyklen. Da gemäß Fig. 6B der Durchschnittswert
der letzten Bandgeschwindigkeiten bei Pegeländerungen
nach unten und nach oben gewählt wird, werden Sprünge in
der Transportgeschwindigkeit vermieden und eine zügige
Geschwindigkeitsregulierung erreicht.
Im Gegensatz zu der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 6B durchgeführten Geschwindigkeitsregelung wird bei
einem Fig. 7 entsprechenden anderen Ausführungsbeispiel
die Filterbandgeschwindigkeit stufenweise durch Addition
der Geschwindigkeitsänderungs-Konstante Δ V zur Bandgeschwindigkeit
im vorhergehenden Zyklus erhöht, wenn der
Fühler S 2 für den hohen Pegel durch Abgabe eines logischen
Ausgangssignals 1 zu erkennen gibt, daß der Pegelwert den
hohen Pegel erreicht hat. Wenn dagegen dieser Fühler S 2
für den hohen Pegel den Digitalausgang 0 abgibt, weil der
Pegel durch Erhöhung der Filterbandgeschwindigkeit vom
hohen Pegel auf den Zwischenpegelbereich abgesunken ist,
dann wird die Geschwindigkeit wieder auf den vorhergehenden
Geschwindigkeitsbereich zurückgenommen, bei dem der
hohe Pegel erreicht wurde, d. h. auf den Zwischengeschwindigkeitswert
(V+Δ V) und wenn andererseits der logische
Ausgang des Fühlers S 1 für den niedrigen Pegel 0 wird,
weil der Pegel niedriger als der untere Pegel geworden
ist, dann wird die Geschwindigkeit des Filterbandes schrittweise
um die Geschwindigkeitsänderungs-Konstante V gegenüber
der derzeitigen Geschwindigkeit reduziert. Sobald
durch diese Maßnahme der Pegel wieder in den Zwischenpegelbereich
eingelaufen ist und der Fühler S 1 das logische
Signal 1 abgibt, wird die Geschwindigkeit des Filterbandes
wieder auf den Zwischenwert (V′-Δ V) zurückgenommen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 wird somit die
Geschwindigkeit sprunghaft erhöht oder abgesenkt und auf
den Zwischengeschwindigkeitswert eingepegelt. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 8 erfolgt dagegen die Heranführung
der Geschwindigkeit schrittweise und in der Konstante
Δ V entsprechenden Stufen.
Bei dem Fig. 9 zugeordneten Ausführungsbeispiel sind eine
zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax und eine zulässige
Minimalgeschwindigkeit Vmin vorher einem Festspeicher oder
einem Speicher mit freiem Zugriff abgespeichert worden,
und sobald der Pegel auf den oberen Wert ansteigt und
der Fühler S 2 dementsprechend das logische Signal 1 abgibt,
wird die Transportgeschwindigkeit sofort auf den
Maximalwert erhöht, um den Pegel auf den Zwischenbereich
zu reduzieren, und danach wird die Höchstgeschwindigkeit
wieder durch eine gegebene mittlere Geschwindigkeit ersetzt.
Wenn dagegen der Pegel unter den niedrigen Pegel absinkt,
wird die Filterbandgeschwindigkeit sofort auf die minimale
Geschwindigkeit reduziert, und sobald wunschgemäß der Pegel
wieder in den mittleren Bereich zurückkehrt, und sobald
der Fühler S 1 das logische Signal 1 abgibt, wird auch die
Geschwindigkeit wieder auf den mittleren Geschwindigkeitswert
erhöht. Bei allen Ausführungen von Fig. 6B bis 9 wird
folglich die Transportgeschwindigkeit des Filterbandes so
geregelt, daß jede festgestellte Abweichung des Materialpegels
bzw. der auf dem Filterband abgelegten Materialdicke
nach oben oder unten durch eine entsprechende Geschwindigkeitsänderung
ausgeglichen wird. Wenn der Materialpegel
in seinem mittleren Sollbereich liegt, läuft auch
das Filterband mit einer mittleren Transportgeschwindigkeit.
Erfindungsgemäß ist die Regelung der Materialpegelhöhe
über entsprechende Änderungen der Filterbandgeschwindigkeit
so feinfühlig, daß auch bei Zustandsänderungen des
zu verarbeitenden Materials starke Pegelschwankungen verhindert
und ein harmonischer Prozeßablauf gewährleistet wird.
In Fig. 10 und 11 ist eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung
dargestellt, welche zur Sicherung des Prozeßablaufs
feststellt, wenn zu verarbeitendes Material zwischen
den Filterbändern herausleckt. Wie in Verbindung mit
Fig. 1 beschrieben, durchlaufen die beiden Filterbänder
in Scherentwässerungszone C mehrere im Zickzack und parallel
angeordnete Rollen mit in der Förderrichtung der Filterbänder
2 und 4 abnehmenden Durchmesserwerten. In Förderrichtung
hinter einer Rolle 200 ist parallel zu der Rollenachse
P um ihre eigene Achse P 1 eine Welle 210 drehbar
gelagert, mit der an den beiden Rändern der Filerbänder
2 und 4 angeordnete Materialauffangschalen 220 über je
einen Hebel fest verbunden sind. Diese Auffangschalen 220
nehmen beiderseits zwischen den Filterbändern 2 und 4
herausquellendes Material auf und betätigen in Abhängigkeit
von einer Gewichtsänderung einen Endschalter 230.
Gemäß Fig. 11 ist die Materialauffangschale 220 der insgesamt
mit 240 bezeichneten Überwachungseinrichtung als
mit einer unteren Wasserablauföffnung 270 versehener und
integral über einen Hebel 290 mit der Welle 210 verbundener
Becher 280 ausgebildet. Sobald die aufgefangene Materialmenge
ein vorgegebenes Gewicht überschreitet, dreht
sich die Welle 210 entgegen dem Uhrzeigersinne um ihre
Achse P 1 und schaltet den Endschalter 230 ein. Damit die
Überwachungseinrichtung 240 nicht auf normalerweise immer
herabtropfendes Wasser anspricht, hat der Becher 280 die
Wasserablauföffnung 270. Somit kann die Überwachungseinrichtung
nur auf Material ansprechen.
Wenn der über eine Stromversorgung 260 mit einer Alarmeinrichtung
250 in Serie geschaltete Endschalter 230 anspricht
und damit den Stromkreis schließt, wird ein Bediener
durch die Alarmeinrichtung 250 automatisch und
sicher informiert, daß zu verarbeitendes Material überläuft.
In diesem Fall kann der Bediener entsprechende Gegenmaßnahmen
wie eine manuelle Änderung der Zuführung des Koagulationsmittels,
der Materialzuführung und/oder eine
Änderung der Transportgeschwindigkeit der Filterbänder
2, 4 treffen.
Abweichend von der vorhergehenden Beschreibung können die
Materialauffangschalen 220 durchaus anders als in Fig. 10
und 11 dargestellt ausgebildet und angeordnet sein,
und ferner kann sich die gesamte Überwachungseinrichtung
240 auch statt am Ende der Scherentwässerungszone C auch
an anderer Stelle befinden, beispielsweise am Anfang oder
im Mittelbereich der Scherentwässerungszone C.
Erfindungsgemäß wird die Transportgeschwindigkeit der
Filterbänder so gesteuert, daß Konzentrationsänderungen
der zugeführten Schlammenge ausgeglichen, dadurch eine
gleichförmige Material- oder Schlammzufuhr erreicht wird
und eine optimale Dosierung eines Koagulationsmittels
möglich ist. Dadurch wird der besondere Vorteil erzielt,
daß ein am Ende des Entwässerungsprozesses entstehender Kuchen
unter Vermeidung einer Verschwendung von Koagulationsmittel
stets einen gleichmäßig niedrigen Wasseranteil
hat.
Im Rahmen der Erfindung sind selbstverständlich diverse
Abwandlungen gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
möglich. Beispielsweise kann die Schlammkonzentration
statt durch eine Pegelabtasteinrichtung auch über
die Dämpfung von Ultraschallwellen, über eine Streulichtkonzentration,
über die Dämpfung von Gammastrahlen und
dgl. ermittelt werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Regelung einer Filterband-Entwässerungsvorrichtung
mit
- - einer Zuführeinrichtung für zu verarbeitendes Material,
- - einem endlosen Filterband, das das Material von der Zuführeinrichtung aufnimmt und durch eine Schwerkraftentwässerungszone, in der das Material durch Schwerkrafteinwirkung entwässert wird und durch eine Zwangsentwässerungszone, in der das Material durch äußere Druckanwendung entwässert wird, verläuft,
- - einer operativ mit der Materialzuführeinrichtung gekoppelten Abtasteinrichtung zur Abtastung der Schichtdicke des in der Schwerkraftentwässerungszone auf das Filterband aufgelegten Materials, und
- - einer Dosiereinrichtung zur dosierten Zugabe eines Koagulationsmittels zu dem in der Schwerkraftentwässerungszone zugeführten Materials,
dadurch gekennzeichnet, daß man eine vorgegebene
Beziehung zwischen der durch die Abtasteinrichtung
abgetasteten Schichtdicke des Materials und
der optimalen Dosierung des Koagulationsmittels speichert
und die Dosiereinrichtung anhand der gespeicherten Beziehung
in Abhängigkeit von der Schichtdicke des Materials
steuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Transportgeschwindigkeit des
Filterbandes in Abhängigkeit von der durch die Abtasteinrichtung
abgetasteten Schichtdicke des Materials derart
geregelt wird, daß die Förderbandgeschwindigkeit im wesentlichen
proportional zur Materialkonzentration ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung der Transportgeschwindigkeit
des Filterbandes in vorgegebenen Zeitzyklen
erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß man mit Hilfe erster und
zweiter Pegelfühler abtastet, ob die Dicke des auf das
Filterband abgelegten, zu verarbeitenden Materials kleiner
als ein unterer Dickengrenzwert bzw. größer als ein
oberer Dickengrenzwert ist, daß die Materialdicke durch
Kombination der logischen Ausgangssignale der beiden
Pegelfühler bestimmt wird und daß man die Transportgeschwindigkeit
des Filterbandes derart in Abhängigkeit
von der Materialdicke regelt, daß die Materialdicke
zwischen dem unteren und oberen Grenzwert gehalten wird,
indem man bei einer Unterschreitung des unteren Dickengrenzwertes
die Filterbandgeschwindigkeit reduziert und
bei einer Überschreitung des oberen Dickengrenzwertes
die Fiterbandgeschwindigkeit erhöht.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
- - daß man die in jedem Zeitzyklus gewonnenen Informationen über die Materialdicke speichert,
- - daß man zur Bestimmung der Richtung einer Dickenänderung die gespeicherte Information über die Materialdicke aus dem vorhergehenden Zeitzyklus mit der Information über die Materialdicke aus dem laufenden Zeitzyklus vergleicht,
- - daß man die im vorhergehenden Zeitzyklus vorliegende Filterbandgeschwindigkeit speichert, wenn eine Änderung der Schichtdicke festgestellt wird, und
- - daß man auf der Grundlage der letzten Filterbandgeschwindigkeit im Augenblick einer Zunahme der Schichtdicke und der Filterbandgeschwindigkeit bei einer Abnahme der Schichtdicke eine mittlere Geschwindigkeit berechnet und die Filterbandgeschwindigkeit auf den mittleren Geschwindigkeitswert einreguliert.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß man den in Abhängigkeit von der
festgestellten Richtung der Dickenänderung einen vorgegebenen,
relativ kleinen Geschwindigkeitswert zu der
mittleren Geschwindigkeit addiert bzw. davon subtrahiert.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Überlaufen
des auf dem Filterband abgelagerten Materials
abtastet.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die optimale Koagulationsmitteldosierung
anhand der Filterband-Vorschubgeschwindigkeit
bestimmt wird.
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