DE2400692A1

DE2400692A1 - Anordnung fuer einen zentrifugalabscheider

Info

Publication number: DE2400692A1
Application number: DE2400692A
Authority: DE
Inventors: Rolf Alexander Jonsson
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1973-01-08
Filing date: 1974-01-08
Publication date: 1974-07-11
Also published as: IT1009548B; DE2400692C2; CA1034231A; US3986663A; JPS4997959A; FR2213106A1; SE369479B

Description

Dr-Ir-. . :-:·!ΚΕ

ί si. a.ie 2

A 1417 ilünchen, don.

C.Janiiiif 1974

ALj¹A-LA^TAL ATCU'JBOLAG, Turnba, Schweden

Anordnung für einen Zentrifugal-Abscheider

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Anordnung für Zentrifugal-Abscheider zum Prüfen der Verlagerung einer Zwischenschicht awisehen zwei I'edien im Zentrifugenrotor während der Betriebazeit.

Schon in den 193o er Jahren wurde eine elektrische PrUfmethode an einem Zentrifugal-Abscheider vorgeschlagen, wenn aus einer schlaranhaltigen Flüssigkeit soviel Schlamm ausgeschieden ist, dasn der 2entrifugenrotor geleert werden muss. Die !'.lethode bestand darin, dass ein elektrischer Strorn durch einen Widerstand geleitet wurde, der an einer geeigneten Stelle in der Trennkanmer des Zentrifugenrocors untergebracht wurde, öo dass die im

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Widerstand entwickelte V/ärme beim Betriebsbeginn, d>f.h. bevor eine nennenswerte "enge Schlamm in Zentrifugenrotor abgeschieden war, von der durch den Zentrifugenrotur strömenden Flüssigkeit abgeführt wurde, aber später, wenn eine bestimmte Menge Schlamm abgeschieden war, im Widerstand gespeichert wurde. Der abgeschiedene Schlamm verhinderte eine wirksame Kühlung des Y/i der Standes und verursachte dadurch einen Temperaturanstieg im Widerstand. Dies führte zu einer Widerstandsänderung für den elektrischen Strom, die registriert und als ein Anzeigemittel dafür benutzt v/erden konnte, dass der Zentrifugenrotor vom Schlamm entleert werden nüsse.

In späteren Methoden wurde die elektrische Prüfung einer Verlagerung einer Zwischenschicht vorgeschlagen, die sich zwischen zwei IvIe die η in einem Zentrifugal-Abscheider gebildet hat. Z.B. wurde nach einer dieser Methoden mittels einer Abtastvorrichtung, die an einer geeigneten Stelle im Zenfcrifugenrotor angebracht war versucht, die Melektrizitäts-Konstante oder eine andere Eigenschaft des Mediums, das im Kontakt mit dem Prüf glied steht, zu prüfen. Auf diese Y/eise könnte eine Prüfung möglich sein, wenn eine Zwischenschicht zwischen zwei Medien, z.B. Öl und Wasser, ein gewisses ITi ve au im Zentrifugenrotor errei cht hat.

A"ber weder diese noch andere vorgeschlagene, elektrische Prüfmebhoden für die Verlagerung einer Zwischenschicht .zwischen zwei Medien im Rotor eines Zentrifugal-Abclieiders haben zu einer für diesen Zweck praktisch brauchbaren Anordnung geführt. Statt dessen führte sich eine andere, ebenfalls schon in den 193o er Jahren vorgeschlagene Methode ein, beispielsweise zwecks Prüfung auf Schkmmgehalt, welche darin besteht, einen Flüssigkeitsstrom im radial gelegenen äußeren Teil der Trennkammer des Zentrifugenrotors zu erzeugen, und es wurde geprüft, wann der in der Trennkammer abgeschiedene Schlamm diesen Flüssigkeitsstrom hindert. Diese zuletzt ewähnte Ilethode hat aber trotz der Tatsache, dass sie praktisch verwendet wurde, eine Seihe von Nachteilen. Unter anderem bedingt sie eine verhältnismässig starke Überlastung der Konstruktion des Zentrifugalrotors. Zum Prüfen von Verlagerungen einer Zwischenschicht, beispielsweise zwischen Öl und Wasser, müssen noch Vergleiche zwischen DniciBn angestellt werden, die in verschiedenen Auslassen aus der Trennkarnmer des Zentrifugenrotors ermittelt werden.

Der erabe Grund, warum die bisher vorgeschlagenen eüctrischen Methoden für die ; Prüfung einer Verlagerung einer Zwischenschicht zwischen z7/ei !ledian in einem Zentrifugenrotor praktisch nicht verwirklicht worden sind, wir-d in der

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Schwierigkeit gesehen, das Problem zu lösen, die Ring-Information einer Anzeige eines Prüfgliedes, das zusammen mit dem Zentrifugenrotor rotiert, auf ein stationäres Gerät zu übertragen, welches z.B. infolge dieser Anzeige eine Tätigkeit automatisch einleiten oder durchführen soll.

Gegenstand der vorliegenden .Erfindung ist es, eine Prüfanordnung vorzusehen, durch die dieses Problem der Informationsübertragung in einer praktisch durchführbaren V/eise gelöst worden ist.

Diese Anordnung bestß^!§t nach der vorliegenden Erfindung darin, dass eine erste Geräte -Einheit einen elektrischen Resonanzkreis bildet und zusammen mit dem Zentrifugenrotor umläuft sowie zumindest eine veränderliche Schwingungseigenschaft besitzt, dass ferner ein Prüfglied zusammen mit dem Zentrifugenrotor umläuft und so angebracht ist, dass es eine Verlagerung der Zwischenschicht prüft und bei einer festgestellten Verlagerung die veränderliche Schwingungseigenschaft des Resonanzkreises verändert, und dass eine zv/eite Geräteeinheit, die getrennt vom Zentrifugenrotor angeordnet ist, erstens eine Einrichtung zur induktiven Übertragung eines Signals an den Resonanzkreis enthält und zweitens eine Vorrichtung zum Prüfen einer Belastungsänderung durch den Resonanzkreis an der

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an. erster Stelle genannten Einrichtung als Polge einer Änderung der veränderlichen Schwingungseigenschaft des Resonanzkreis es.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die erste Prüfgeräteeinheit, die zusammen mit dem Zentrifugenrotor umläuft, völlig passiv bleiben soll, d.h. kein Signal selbst aussenden soll an die zweite_/vom Rotor getrennte Geräteeinheit aufgrund einer durchgeführten Prüfung. Stattdessen werden in der zweiten Geräteeinheit die Änderungen der auf dieser liegenden Belastung geprüft, die durch die erste Einheit hervorgerufen wird als Folge der Änderungen einer Schwingungseigenschaft (Schwingungscharakt eristik) des Resonanzkreises in der ersten Geräteeinheit, wobei die letztgenannten Änderungen durch das Prüfglied verursacht worden sind.

Dadurch ist es möglich, getrennt von der Zentrifugenrotor-Infonaation sehr kleine Änderungen merkbarer Grosse am Zentrifugenrotor auf die zweite Geräteeinheit zu übertragen, die aufgrund einer Verlagerung einer Zwischenschicht zwischen zwei Medien im Zentrifugenrotor aufgetreten sind. Auf diese Weise ist es infolge der Erfindung zum ersten Mal möglich, zur Sohlammprüfung eine kleine Temperaturänderung am Sentrifugalrotor zu benutzen, die automatisch, nach und nach, eintritt» wenn der Schlamm darin abgeschieden wird· Diese Tsmperaturänderung ist zu gering, um mittels der

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biaher vorgeschlagenen Prüfmethoden sicher festgestellt zu werden.

Im Bereich der Erfindung kann das Prüfglied, das zusammen mit dem Zentrifugenrotor umläuft, in verschiedener Art ausgeführt sein. Es kann ein getrenntes Element sein, das so .eingerichtet ist, daß es in Aohängigkeit von einem geprüften Y/ert einer physikalischen Grosse eine oder mehrere der Komponenten beeinflusst, die den Resonanzkreia bilden, derart, daß die Schwingungseigenschaften aes Kreises verändert werden. Vorzugsweise wird aber mögliciE t eine der Komponenten als das Prüfglied der Anordnung benutzt.

Die Belastung der zweiten Geräteeinheit;, die vom Zentrifugenrotor getrennt ist, kann in verschiedener Weise geändert werden, und in Abhängigkeit von dieser ist die Schwingungseigenschaft des Resonanzkreises veränderlich mittels des Prüfgiiedes. Vorzugsweise wird der Widerstand im Resonanzkreis im wesentlichen unverändert gehalten, während die Kapazität sich ändern kann entsprechend den Änderungen einer physikalischen Grosse, die durch das Prüfglied geprüft wird. Wenn die Anordnung zum Prüfen der Temperaturänderungen im Zentrifugenrotor oder in seinem Inhalt eenutzt wird, kann der Resonanzkreis eine Kapazität enthalten, die das Prüfglied bildet, und dessen Kapazität

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sich mit der Temperatur in einer vorbestimmten Weise verändert.

Hierbei kann die Eigenfrequenz des Resonanzkreises derart voreingestellt sein, daß eine auffällige Veränderung der Belastung der zweiten Geräteeinheit erreicht wird, die vom Zentrifugenrdtor getrennt ist, sobald eine vorbestiramte Temperatur am Zentrifugenrotor durch das Prüfglied festgestellt ist, d.h. durch die Kapazität, nämlich in dem Zeitpunkt;, wenn die Eigenfrequenz des Resonanzkreises einen Wert angenommen hat, der üer Frequenz des Signals entspricht, welches durch die Geräteeinheit, die vom Zentrifugenrotor getrennt angeordnet ist, ausgesandt wird. Der Resonanzkreis in der ersten Geräteeinheit nimmt nämlich eine nennenswerte Energiemenge vom zweiten Kreis nicht" eher auf, als bis der Resonanzkreis in der ersten Geräteeinheit in Resonanz ist mit dem energieaussendenden Kreis in der zweiten Geräteeinheit.

Wenn es gewünscht wird, kann die energieaussendende zweite Geräteeinheit eine Vorrichtung zur Änderung der Frequenz des ausgesandten Signals enthalten, Z.B. kann die Frequenz veranlasst werden, sich zwischen zwei Werten zu bewegen. Auf diese Weise ist es möglich, in wesentlichen kontinuierlich den Änderungen des Wertes der physikalischen Grosse zu folgen, die im Zentrifugenrotor geprüft ist.

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Dann wird an der energieaussendenden zweiten Geräteeinheit geprüft, welche Frequenz in jedem Moment vorherrscht, in dem eine auffällige Änderung der Belastung an dieser Geräteeinheit festgestellt wird.

jöine andere Möglichkeit zur Durchführung der Prüfung besteht darin, daß der Widerstand im Resonanzkreis am Zentrifugenrotor variieren kann entsprechend dem Wert der physikalischen Grosse, die am Zentrifugenrotor geprüft ist, während die Eigenfrequenz des Stromkreises konstant gehalten wird. In diesem Falle können die Änderungen des Wertes der physikalischen Grosse direkt geprüft werden an der energieaussendenden zweiten Geräteeinheit als Änderungen, die ihrer Belastung entsprechen. Die geprüften Änderungen dieser Last entsprechen dann den Änderungen des Dämpfungseffektes durch den variablen Widerstand auf die Schwingungen im Resonanzkreis infolge der geprüften Änderungen des Wertes der physikalischen Grosse. Die Frequenz des von der zweiten Geräteeinheit ausgesandten Signals wird in diesem Falle im wesentlichen konstant gehalten gleich der Eigenfrequenz des Resonanzkreises.

Innerhalb des Bereichs der Erfindung können Änderungen der Belastung an der Geräteeinheit, die vom Zentrifugenrotor getrennt ist, in verschiedener Weise geprüft werden. Eine

Möglichkeit beeteht darin, in üblicher Weise eine Änderung der Amplitude der Schwingungen zu prüfen, die in dieser

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Geräteeinheit erzeugt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Änderung des Energieverbrauches durch die Vorrichtung zu prüfen, die die Schwingungen in der Geräteeinheit hervorruft.

Die Erfindung wird im folgenden beschrieben anhand der Zeichnung.

In der Zeichnung zeigt Tig. 1 einen Zentrifugal-Abscheider, der mit einer er£indungsgemäs's*en Anordnung versehen ist,

Pig. 2 und 3 zeigen das Hauptprinzip für zwei verschiedene Ausführungen der erfindungsgemässen Anordnung, und

Fig. 4 zeigt ein Stromkreisdiagramm eines Teils der Anordnung nach J¹Ig. 2.

In J¹Xg. 1 ist ein Zentrifugenrotor dargestellt, der aus einem unteren Teil 1 und einem oberen Teil 2 besteht. Die Teile 1 und 2 werden durch einen Verschlußring 3 zusammengehalten. Der Zentrifugalrotor, der durch eine Schutzhaube 4 abgedeckt ist, wird von der Antriebswelle getragen. Durch ein festes Einlassrohr 6 wird ein Gemisch von Medien, die innerhalb des Rotors voneinander getrennt werden sollen, ins Innere des Rotors eingeführt. Durch einen konischen Verteiler 7 wird das Gemisch aus dem

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Inneren des Rotors in den unteren Teil seiner Trennkammer 8 geführt. Während des Trennvorganges strömt dann eine abgetrennte leichte Komponente dea Gemisches radial nach innen aus dieser Kammer zwischen die Platten in einem Plattensatz 9 und weiterhin durch eine Öffnung 1o in eine Kammer 11. Aus dieser Kammer 11 wird die abgetrennte leichte Komponente aus dem Rotor entfernt mittels eineö Stutzens 12 und durch ein Rohr 13· Die abgetrennte schwere Komponente des Gemisches verbleibt in der Trennkammer 8 und bildet einen allmählich anwachsenden Belag an deren radial nach aussen liegendem Teil. An der linken Seite der Fig· 1 ist ein dünner Belag 14 eingezeichnet, der zeigt, daß ein Trennvorgang gerade begonnen hat, während an der rechten Seite derselben Figur, ein dicker Belag 15 eingezeichnet ist, der zeigt, daß der Trennvorgang schon längere Zeit gedauert hat.

Der untere Rotorteil 1 hat eine Anzahl von Öffnungen 16 um seinen Umfang herum. Dies sind Auslass-Öffnungen für die schwere Komponente des Gemisches, die innerhalb des Rotors abgetrennt worden ist. Diese Auslassöffnungen 16 sind, solange nicht eine bestimmte Menge der schweren Komponente in der Trennkammer 8 abgetrennt worden ist, durch ein Ventilglied 17 geschlossen, welches innerhalb des Zentrifugalrotors achsial beweglich ist. Das Ventil 17, welches den Boden der Trennkammer 8 bildet, ist so

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arigeordnet, daß es um seinen Umfang herum in enger Anlage an der unteren Seite des oberen Rotorteiles 2 mittels Flüssigkeitsdruck gehalten wird. Dies wird erreicht durch kontinuierliche Zufuhr einer Flüssigkeit in einen Zwischenraum 18 unterhalb des Ventilgliedes 17 zwischen das letztere und den unteren Rotorteil 1. Wenn eine bestimmte Menge der schweren Komponente im Zentrifugenrotor abgetrennt worden ist, d.h. wenn der Belag 14> 15 eine gewisse Dicke erreicht hat, sind die Auslassöffnungen 16 für eine kurze Zeit nicht abgedeckt. Dies wird durch eine kurzzeitige Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes im Zwischenraum 18 erreicht. Die Flüssigkeit, die in den Zwischenraum 18 gelangt ist, strömt dann durch -Drosselöffnungen 19 am Umfang des Rotorteiles 1 aus, wodurch der Flüssigkeitsdruck in der Trennkammer 8 das Ventilglied 17 nach unten drückt, so daß ein Teil des Rotorinhaltes ausgeworfen wird. Wenn der Flüssigkeitsdruck im Zwischenraum 18 wiederhergestellt ist, wird das Ventilglied 17 wieder zurückgedrückt in abdichtende Anlage an den Rotorteil 2, so daß die Auslassöffnungen 16 geschlossen werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung, v/enn der BeIaJj der abgetrennten scnweren Komponente des Gemisches eine vorbesximmte Dicke in der Trennkammer b erreicht hat, ,so daß Auslässe 16 am Rotorumfang

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geöffnet werden sollen. Im folgenden ist eine Ausführung einer derartigen Anordnung beschrieben, wobei vorausgesetzt ist, daß die abgetrennte schwere Komponente von Schlamm oder festen Bestandteilen gebildet wird. Der Zentrifugenrotor wird dann in der folgenden Weise beeinflusst werden, aufgrund einer allmählichen Anhäufung des Schlammes in der Trennkammer 8.

Wenn der Zentrifugenrotor sich dreht, wird aufgrund der Reibung zwischen Rotor und umgebender Luft VTürme erzeugt und nach innen geleitet durch die Rotorwandung in Richtung zur brennkammer 8. Die Värme wird weitergeleitet von der Rotorwandung zum Medium, das sich in der Trennkammer befindet. Bevor Schlamm in der Trennkammer abgeschieden worden ist oder solange die Schlammenge verhältnismässig klein ist, wiid der gröesere Teil der inneren Rotorwandung von Flüssigkeit überströmt, die anschliessend die Brennkammer verlässt. Die auf der Aussenseite der Rotorwandung erzeugte Reibungswärme wird auf diese Art und Weise mit der Flüssigkeit abgeführt, die den Rotor verlässt, so daß die Temperatur der Hotorwandung im wesentlichen konstant bleibt. Wenn aber der Schlammbelag in der Trennkamiiier 8 dicker wird, bildet

Isolation
er eine/zwischen einem Teil der Rotorwanciung und dem Flüssigkeitsstrom durch den Rotor und dadurch wird die Wärmeübertragung von diesem Teil des Rotors in geringerem Masse wirksam. Dies ergibt eiue Temperaturerhöhung dieses

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Teiles der Rotorwandung und des Schlammes, der in der Trennkammer abgeschieden ist. Diese Temperaturerhöhung wird geprüft mittels der erfindungsgemässen Anordnung. (V/e/in das Medium im Zentrifugenrotor genügend warm ist, bildet sich stattdessen ein Wärmefluss von diesem Medium durch die Rotorwandung zur Aussenluft, die den Zentrifugenrotor umgibt. In diesem Falle wird die Isolation durch den im Zentrifugenabscheider abgetrennten Schlamm eine Temperaturabnahme der radial nach aussen liegenden Teile des Zentrifugenrotors verursachen. Die erfindungs^emässe Anordnung kann dann dazu benutzt werden, um diese Temperaturabnahme zu prüfen.)

Die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung besteht aus einer ersten Geräteeinheit A, die mit dem Rotorteil 2 fest verbunden ist, und einer zweiten Geräteeinheit B, die derart an der Innenseite der Schutzhaube 4 befestigt ist, daß die Geräteeinheit A an ihr genau gegenüber vorübergeht, wenn der Zentrifugenrotor sich dreht. Mittels der elektrischen Leitung 2o ist die Geräteeinheit ß mit einem Gerät verbunden, welches in erster Linie dazu bestimmt ist, die Geräteeinheit B mit der notwendigen Energie zu versorgen, und in zweiter Linie, um eine sich ändernde Belastung an der Geräteeinheit B zu prüfen, und schliesslich in dritter Linie, um ein Signal an die Kontrolleinheit des Zentrifugalabscheiders zu geben, um einen Arbeitsgang zur

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Schlammentleerung einzuleiten, wenn eine bestimmte Menge Schlamm in der Trennkamiiier abgetrennt worden ist.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Hauptprinzipien der zwei verschiedenen Ausführungen der Geräteeinheiten A und B in Fig. 1. Die beiden Ausführungen sind bezeichnet mit A1, B1 und entsprechend mit A2, B2.

In Fig. 2 besteht die Geräteeinheit A1, die mit dem •Zentrifugenrotor verbunden 13t, aus Teilen, die einen passiven Schwingkreis bilden. Diese Teile sind: eine Leitung 22, ein Induktor 23 und ein Kondensator 24. Der Kondensator bildet das Prüfglied in der Rotorwandung, und er ist derart ausgeführt, daß seine Kapazität in starkem Maße abhängig ist von der Temperatur, der der Kondensator unterworfen ist. Die Eigenfrequenz des Schwingkreises ist daher abhängig von der Temperatur, der der Kondensator 24 unterworfen ist.

Die Geräteeinheit B1, die an der Innenseite der Schutzhaube 4 befestigt ist, besteht aus einem Oszillator 25 mit frequenzbestimmenden Elementen in Form eines Induktors und eines Kondensators 27. Mittels des Gerätes 28 kann die Kapaaität des Kondensators 27 veraatidert werden, und zwar automatisch oder .von Hand, zwischen Vorbestimmten Werten. Die Verbindung zwischen dem Gerät 2d und dem Kondensator 27 ist in der Zeichnung dargestellt durch eine gestri-

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chelte linie 29. Mittels Leitungen 2o ist der Oszillator mit dem Gerät 21 (Fig. 1) verbunden, welches unter anderem dem Oszillator Energie zuführt.

Die Anordnung ηsch Pig. 2 arbeitet in der folgenden Weiset In der Geräteeinheit B1 wird die Kapazität des Kondensators 27 veranlasst, sich langsam und stufenlos mittels des Gerätes 28 von einem bestimmten Maximalwert zu einem bestimmten Minimalwert zu ändern und danach wieder zu beginnen vom Maximalwert aus. Auf diese Weise wird die Schwingungsfrequenz im Induktor 26, die durch den Oszillator 25 verursacht ist, dazu veranlasst, langsam die Werte zwischen zwei vorbestimmten Werten zu durchlaufen. Die Geräteeinheit A1 hat infolge ihres Aufbaues eine gewisse Eigenfrequenz, welche sich indessen in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, der der Kondensator 24- unterworfen ist, d.h. in Abhängigkeit davon, wieviel Schlamm in der Trennkammer 8 (Pig. 1) abgetrennt worden ist. Der Frequenzbereich, Über den die Frequenz in der Geräteeinheit B1 läuft, ist derart ausgewählt, daß er die Frequenzbereiche umfaßt, die die Eigenfrequenz der Geräteeinheit A1 annimmt», während der betreffenden Temperatur-(Schlamm-)Prüfung.

Solange die Eigenfrequenz des Stromkreises in der Einheit A1 von der Schwingungsfrequenz im Induktor 26 abweicht, kann der Stromkreis nicht in einem nennenswerten Ausmass

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durch die Einheit B1 zum Schwingen gebracht werden, wenn die beiden Einheiten A1 und B1 einander gegenüberliegen. Die * Q^y^g.^ Einheit A1 stellt für die Geräte einheit B1 während dieser Periode keine wesentliche Belastung dar. Aber im selben Augenblick, in dem die Schwingung im Induktor 26 der Geräteeinheit B1 eine Frequenz besitzt, die der Eigenfrequenz des Stromkreises in der Geräteeinheit A1 entspricht, wird der letztgenannte Stromkreis zum Schwingen gebracht, wenn er an der Geräteeinheit B1 vorübergeht, mit anderen Worten, er wird in Resonanz gebracht mit dem Stromkreis in der Geräteeinheit B1. Dies heisst, daß er plötzlich wahrgenommen wird durch die Geräteeinheit B1 als eine wesentliche Belastung, d.h. er erhält von der Geräteeinheit B1 die für seine Schwingung erforderliche Energie. Im Zeitpunkt, in dem eine Belastungserhöhung in der Geräteeinheit B1 festgestellt werden kann, entspricht die Schwingungsfrequenz, die in der Geräteeinheit B1 vorherrscht, einer vorbestimmten Temperatur am Kondensator 24 in der Geräteeinheit A1, d.h. in der Rotorwandung.

man die Schwin^ungsfrequenz in der Geräteeinheit B1 in der beschriebenen Weise wiederholt zwischen zwei vorbestimmten Werten durchlaufen lässt, kann man die Temperaturänderungen in der Rotorwandung an der Geräteeinheit A in Fig. 1 verfolgen und daher, wenn eine vorbestimmte Temperatur (Frequenz) erreicht ist, oder eine vorbestimmte

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Temperatur- (Frequenz-) Änderung eingetreten ist, von Hand oder automatisch eine Schlammentieerung einleiten. Normalerweise ist es aber von geringem Interesse, kontinuierlich die Temperaturänderungen in der Rotorwandung zu verfolgen. Gewöhnlich reicht es aus, Auskunft darüber zu erhalten, wann eine bestimmte Temperatur erreicht ist oder eine bestimmte Temperaturänderung eingetreten ist. Das Gerät 28 kann daher so ausgebildet sein, daß ein bestimmter konstanter Kapazitätswert des Kondensators 27 entsprechend der Temperatur am Kondensator 24, d.h. in der Rotorwandung, eingestellt werden kann, bei dem eine Schlammentleerung durchgeführt werden soll. Als ein Auslösesignal für die automatische Einleitung der Schlammentleerung kann dann ein Signal verwendet werden, das von einer Vorrichtung ausgeht, welche eine Belastungserhöhung durch die Geräteeinheit A1 an der Geräteeinheit B1 prüft. Eine Belastungserhöhung dieser Art wird nicht eher auftreten, als bis es Zeit ist, eine Schlammentleerung einzuleiten.

i£Lne Belastungserhöhung in der Geräteeinheit B1 kann in verschiedener Weise geprüft werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Abnahme der Amplitude der Schwingungen im Induktor 26 der Geräteeinheit 331 zu prüfen, die durch die Belastungserhöhung verursacht wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Änderung des Energiever-

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brauches des Oszillators 25 zu prüfen. Bei der Ausführung nach Fig. 2 wird eine Belastungserhöhung in der Geräteeinheit B1-mittels einer Einrichtung geprüft, die im Gerät 21 enthalten ist.

Im Schaltbild ist keine Anzeigevorrichtung enthalten, die die Schwingungsfrequenz in der Geräteeinheit ü1 anzeigt. Wenn es gewünscht wird, kann eine derartige Anzeigevorrichtung an einer geeigneten Stelle angeschlossen werden, z.B. mix der Einrichtung 28 verbunden werden. In der Regel wird eine Information über die Höhe der Frequenz nur dann gewünscht, wenn eine Änderung der Belastung an der Geräteeinheit B1 eintritt. Wenn die Frequenz in der Geräteeinheit B1 gezwungen wird, zwischen zwei Werten durchzulaufen, kann diese Auskunft z.B. dadurch erhalten werden, daß die Einrichtung zum Prüfen einer Belastungsänderung an der Geräteeinheit B1 so eingerichtet ist, daß sie eine Verbindung zu einer Frequenz-(Temperatur-)Anzeige nur dann öffnet, wenn eine Belastungserhöhung angezeigt wird. In der Ausführung nach Fig· 1 ist keine Frequenz.-(Temp era tür-) Anzeigevorrichtung erforderlich. Das Gerät 21 ist stattdessen so eingerichtet, daß es ein Signal an die Steuereinheit de3 Zentrifugenabscheiders gibt, wenn eine bestimmte Tem-

in
peraturänderun^7dem Zentrifugenrotor angezeigt worden ist, so daß in dieser Weise eine Schlammentleerung eingeleitet wird.

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Der Frequenz-(temperatur-)Bezugswert, der in eine Fr equenzanzeigevorrichtung oder in das entsprechende Gerät 28 einzusetzen ist, wenn die Frequenz der Schwingungen in der. Geräte einheit B1 konstant sein soll, kann einphirisch festgestellt werden. Auch eine auxomatische Auslösung (Steuerung) kann vorgesehen werden, durch Verbindung des Frequenzanzeigers oder der entspreeilenden Einrichtung 2ό mit z.B. einer Einrichtung, welche kontinuierlich entweder die Temperatur des Gemisches der Komponenten prüft, die in den Zentrifugenrotor zwecks Trennung eingefüllt sind, oder welche die Temperatur in dem Teil der Rotorwandung prüft, der nicht von Schlamm tedeckt ist, der in der Trennkantmer abgetrennt worden ist. Eine Einrichtung dieser Art kann zwei Geräteeinheiten derselben Art enthalten, wie die beschriebenen Geräteeinheiten A und B, wobei die Geräteeinheit der Einrichtung", die mit dem Rotor rotiert, in der Rotorwandung radial innerhalb der Geräteeinheit A in Fig. 1 an einer Stelle angebracht sein kann, an die die Zwischenschicht zwischen Flüssigkeit und abgetrenntem Schlamm nicht heranreicht. Die beiden Einheiten A 1 der gleichen Art können so am Rotor befestigt sein, daß die Induktoren 23 der 'entsprechenden Geräteeinheiten A1 im Abstand voneinander am Umfang des Rotors, aber im gleichen Abstand von der Rotationsachse des Rotors angebracht sind, so daß sie während der Rotation des Rotors mit ein und demselben Induktor in einer einzigen festen Geräteeinheit entsprechend der

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Ge rate einheit B1 zusammenarbeiten können. Das Temperaturpriifglied, z.B. der Kondensator 24» wird dann in einer der Geräteeinheiten A1 näher an der Rotorachse untergebracht, als das entsprechend*.. Prüf glied .· in der anderen Geräteeinheit AL Die gemeinsame feste Geräteeinheit muss dann mit einer Einrichtung versehen sein zum getrennten Empfangen und Vergleichen der Auskunft, die während der Umdrehung des Hotors erhalten.wurde betreffs der Temperaturen, die durch die beiden Geräteeinheiten A1 geprüft wurden.

Eine weitere mögliche Anordnung für eine automatische Einstellung des Wertes, der den Temperaturschwankungen des Flüssigkeitsgemisches, das in den Zentrifugalrotor eingefüllt wird, entspricht, ist die folgende ι In einer Ausführung nach der Erfindung entsprechend Pig. 1 kann ein weiterer Kondensator parallel oder in Reihe mit dem Kondensator 24 in der Geräteeinheit A1 geschaltet werden. In Pig. ist mit gestrichelten Linien ein weiterer Kondensator 24a dieser Art, der parallel geschaltet ist, dargestellt. Dieser weitere Kondensator 24a kann im Zentrifugenrotor an einer Stelle angebracht werden, wo_# er durch die Temperatur des Flüssigkeitsgemisches, das in den Rotor eingeleitet ist, konstant beeinflusst wird, d.h. er kann so weit radial nach innen vom Kondensator 24 angebracüt sein, daß er nicht

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wesentlich durch eine Temperaturänderung beeinflusst wird, die durch eine bestimmte ^enge Schlamm verursacht wird, der im Zentrifugenrotor abgetrennt worden ist. Der Kondensator 24a besteht ferner aus einem Typ, der eine solche Temperatur-Kapazitäts-Charakteristik hat, daß, wenn beide Xondensatoren 24 und 24a genau der gleichen Temperaturänderung unterworfen werden, die resultierende Kapazität des Resonanzkreises der Geräteeinheit A1 unverändert bleiben wird. Mit andexen Worten, wenn z.u. der Kondensator 24 eine derartige Charakteristik hat, daß seine Kapazität zunimmt infolge einer bestimmten Temperaturänderung, der Kondensator 24a eine solche Charakteristik haben sollte, daß seine Kapazität im gleichen Maße abnimmt bei derselben Temperaturänderung oder umgekehrt. D.h. daß bei Änderung der Temperatur des Flüssigkeitsgemisches, das in den Zentrifugenrotor eingefüllt ist, die Eigenfrequenz des Resonanzkreises der Geräteeinheit A1 nicht beeinflußt wird, da beide Kondensatoren diesen Temperaturänderungen unterworfen sind. Nur wenn eine Temperaturänderung bestimmter Grosse von dem Kondensator 24 wahrgenommen wird, d.h. wenn eine bestismte LIenge Sahlamm im Zentrifugenrotor abgeschieden ist und eine Temperaturveränderung dieser Art nur am Kondensator 24 verursacht hat, wird die Eigenfrequenz des üesonan^icreises der G-erüteeinheit A1 verändert, was in der Geräteeinheit B1 festgestellt werden

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Fig. 3 zeigt eine prinzipielle Darstellung einer anderen Ausführung der erfindungsgemäsaen Anordnung zur Wahrnehmung von Temperaturänderungen in der Rotorwandung oder im Schlamm, der an der Innenseite dieser Wandung abgeschieden worden ist. Diese Ausführung enthält zwei G-eräteeinheiten A2 und B2. Die Einheit A2 bestent aus Teilen, die* zusammen einen passiven Schwingkreis bilden. Wie in der Ausführung nach Pig. 2 ist auch hier ein Induktor und ein Kondensator 31 vorhanden. Hier ist aber ein besonderer Widerstand 32 mit dem Kondensator und dem Induktor parallelgeschaltet. Der Widerstand 32 bildet in dieser Ausführung der Anordnung das Glied für die Temperaturwahrnehmung, und ist daher von einem Typ, dessen Widerstand sich in einer vorbestimmten Weise mit der Temperatur ändert, der er ausgesetzt ist. Im Unterschied zum Kondensator der Pig. 2 ist der Kondensator 31 der Fig. 3 von einem Typ, dessen Kapazität im wesentlichen konstant bleibt, unabhängig von der Temperatur, der er ausgesetzt ist. Aber auf (Jruüd der Veränderlichkeit des Widerstandes 32 ist die Amplitude der Schwingungen, die i;n Schwingkreis der Geräteeinheit A2 erzeugt werden, von der Temperatur abhängig, d.h. sie steht in einer bestimmten Beziehung zu der Temperatur, der der Widerstand 32 ausgesetzt ist.

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Die Geräteeinheit B2 "besteht aus einem Oszillator mit einem Oszillatorkreis, der unter anderem einen Induktor 34 und einen Kodensator 35 enthält. Zur Energieversorgung ist der Oszillator 33 mit dem Gerät 21 (Pig. 1) verbunden, welches, wie in der Ausführung nach Fig.2, eine Einrichtung zur Wahrnehmung von Belastungsänderungen an der Einheit B2 enthält. Belastungsänderungen dieser Art werden in diesem Falle wahrgenommen als Änderungen der Amplitude der Schwingungen, die in der Einheit B2 erzeugt werden. Dieser Kondensator 35 ist so beschaffen, dass seine Kapazität konstant gehalten werden kann. Auf diese Y/eise wird der Schwingkreis durch den Oszillator 33 mit einer konstanten Frequenz zum Schwingen gebracht.

Die Anordnung nach Fig. 3 arbeitet in der folgenden Weise: Die Frequenz,"mit der der Oszillator 33 den Oszillatorkreis der Einheit B2 zum Schwingen bringt, ist derart eingestellt, dass sie der Eigenfrequenz des Oszillatorkreises in der Einheit A2 entspricht. Diese Eigenfrequenz ist, wie bereits ausgeführt, im wesentlichen unabhängig von Temperaturänderungen, die rings um die Einheit A2 in der Rotorwandung auftreten können. Der Oszillatorkreis in der Einheit A2 wird dann durch die Einheit B2 zum Schwingen veranlasst

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und eine Belastung an der Einheit B2 zu "bilden. Die Höhe der Belastung hängt von dem Energieverlust ab, der von der Einheit A2 aufgenommen wird, und hauptsächlich vom Widerstand 32 darin. Bei einer Änderung des Widerstandes 32 infolge einer Temperaturänderung, der dieser Widerstand 32 ausgesetzt ist, wird daher die Belastung am Oszillator 33 in der Geräteeinheit B 2 geändert. Diese Belastungsänderung wird durch Prüfen der Amplitude der Schwingungen im Oszillator wahrgenommen. Eine bestimmte Schwingungsamplitude entspricht dann einem bestimmten Widerstandswert des Wider. Standes 32, d.h. einem vorbestimmten Temperaturwert, dem der Widerstand 32 ausgesetzt ist. Die AmpUtudenprüfvorrichtung im Gerät 21 kann daher, wenn dies gewünscht wird, in der Weise ausgebildet sein, dass sie direkt die Temperatur anzeigen kann, die in der Rotorwandung an der Geräteeinheit A2 herrscht.

Die Figuren 2 und 3 zeigen, wie bereits ausgeführt, nur die Grundprinzipien einer erfindungsgemässen Anordnung. Innerhalb des Bereichs dieser Grundprinzipien kann die Anordnung durch den Fachmann in vielfältiger Weise geändert werden.

In der Geräteeinheit A1 oder entsprechend in A2 kann das Prüfglied in verschiedener Weise ausgeführt sein

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in Abhängigkeit davon, wie die Grenzschicht zwischen zwei Medien im Zentrifugenrotor wahrgenommen wird, und in Abhängigkeit davon, wie der Resonanzkreis in der Geräteeinheit A1 oder entsprechend A2 beeinflusst wird. Das Prüfglied kann in Reaktion auf den wahrgenommenen Wert einer physikalischen Größe im Rotor oder den darin befindlichen Medien angeordnet sein, um eine oder mehrere der Komponenten,die in der Geräteeinheit A1 bzw. A2 enthalten sind, zu beeinflussen. Wenn ein Kondensator im Resonanzkreis das Prüfglied bilden soll, und seine Kapazität beeinflusst werden soll, kann dem Medium im Zentrifugenrotor gestattet werden, in den Zwischenraum zwischen den Kondensatorplatten einzutreten. Auch gier der induktive Scheinwiderstand eines Induktors kann beeinflusst werden, indem man das Medium im Zentrifugenrotor frei zwischen den Windungen des Induktors strömen lässt. Wenn Temperaturänderungen im Zentrifugenrotor oder in seinem Inhalt geprüft werden sollen, ist es nötig, die automatisch auftretenden Temperaturänderungen zu prüfen, wie dies oben beschrieben worden ist. Statt dessen kann Wärme in geeigneter Weise durch äußere Mittel beispielsweise einem Teil der Rotorwandung zugeführt werden, und die Geräteeinheit A (3?ig.1) ist eo angeordnet, dass sie es wahrnimmt, wenn· diese Wärmezufuhr einen Ternperatur-

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anstieg in der Rotorwandung verursacht aufgrund der Tatsache, dass eine schwere Komponente der dem Rotor zugeführten I.Tischung in der Trennkammer abgeschieden worden ist und eine wirksame WärmeabfUhrung verhindert.

Auch die Geräteeinheit 31 oder entsprechend B2 kann In₁ vielfältiger Weise durch den Elektronenfachinann ausgebildet werden. Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines Schaltshhemas für eine Geräteeinheit B1 . In der Figur ist eine Zusammenstellung der verschiedenen Komponenten enthalten, die im Schaltschema verwendet sind. D bezeichnet einen Widerstand, 3D einen Kondensator, F einen Varactor, G einen Induktor, H einen Transistor und I eine Zenerdiode. Im Schaltschema bedeutet K einen Oszillator, und L einen Verstärker.

Im Schaltschema, das hier im einzelnen nicht beschrieben zu werden braucht, entspricht ein veränderlicher Widerstand II der !Hinrichtung 28 in Fig.2 und ein Induktor Ή entspricht dem Induktor 26 in Fig.2. 0 und P bezeichnen die Anschlusspunkte für eine Stromquelle, und R einen der Anschlusspunkte (O bildet den anderen) für eine Steueranordnung geeigneter Art.

Die Anordnung gemäss Fig. 4 arbeitet in der folgenden

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Weise:

Mittels der Energie aus einer Gleichstromquelle, die bei 0 und P angeschlossen ist, wird eine Schwingung erzeugt mit einer bestimmten Frequenz, welche mittels des veränderlichen Widerstandes M festgelegt werden kann. Der Induktor 23 (Fig.2) ist so angeordnet, dass er am Induktor 26 vorbeigeht, d.h. der Induktor IT in Pig.4 ein Mal bd jeder Drehung des Zentrifugenrotors. Solange die Eigenfrequenz des Stromkreises A1 von der Schwingungsfrequenz im Induktor Ή abweicht, wird der Oszillatorkreis, in dem der Induktor IT enthalten ist, nicht beeinflusst. Wenn aber die Eigenfrequenz des Stromkreises A1 der Frequenz im Induktor N entspricht, tritt Resonanz ein zwischen den StromkreiseH in den Geräteeinheiten A1 und B1, wenn der Induktor 23 am Induktor N vorbeigeht. Bei der Anordnung nach Fig.4 Verursacht dies einen positiven Impuls am Verbindungspunkt Ro Dieser Impuls kann in geeigneter Weise dazu benutzt werden, beispielsweise eine Lampe zu veranlassen, Licht auszusenden, oder zur automatischen Einleitung einer Schlammentfernung.

Patentansprüche

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Claims

- 28 - ·

Patentansprüche

(λ J) Anordnung in Verbindung mit einem Zentrifugal-Abscheider zum Prüfen einer Verlagerung einer Zwischenschicht zwischen zwei Medien im Zentrifugenrotor während des Betriebes, gekennzeichnet durch eine erste Geräteeinheit (A), die einen elektrischen Resonanzkreis (22 - 24, 3o - 32) bildet, der mit dem Zentrifugenrotor umläuft und zumindest eine veränderliche Schwingungseigenschaft besitzt, ein Prüfglied (24, 32) das mit dem Zentrifugenrotor umläuft und so angeordnet ist, dass es eine Verlagerung der Zwischenschicht wahrnimmt und bei einer wahrgenommenen Verlagerung die veränderliche Schwingungseigenschaft des Resonanzkreises verändert, und eine zweite Geräteeinheit (B), getrennt vom Rotor angebracht, welche in erster Linie eine Einrichtung (25 - 27, 33 - 35) zur induktiven Übertragung eines Signals auf den Resonanzkreis (22-24, 3o -32) enthält und in zweiter Linie eine Vorrichtung (21) zur Wahrnehmung einer Belastungsänderung durch den- Resonanzstromkreis an dieser Einrichtung (26, 34) infolge einer Änderung der variablen Schwingungseigenschaft des Resonanzstromkreises.

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2,) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (21) so angeordnet ist, dass sie eine Änderung des Energieverbrauches der Einrichtung (25 - 27, 33 - 35) wahrnimmt.

3.) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (21) so angeordnet ist, dass sie eine Änderung der Amplitude der Schwingungen in der Einrichtung (25 - 27, 33 - 35) wahrnimmt.

4.) Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied (24, 32) eine der Komponenten ist, die den Resonanzstrorükreis (22 - 24, 3o -32) bilden.

5.) Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied (24) so angeordnet ist, dass es die Eigenfrequenz des Resonanzstromkreises (22 - 24) ändert.

6.) Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied (24, 32). das mit dem Rotor umläuft, ein Temperatur-Prüfglied ist.

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- 3ο -

7.) Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Prüfglied (24, 32) in der Sotorwandung befindet und von der 'i'rennkammer (8) des Zentrifugenrotors getrennt ist.

8,) Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied an der Aussenseite der Rotorwandung angebracht ist.

9.) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied durch einen Kondensator (24) gebildet wird.

1ο.) Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (24) von einem Typ ist, dessen Kapazität sich mit der Temperatur ändert.

11.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfglied durch einen elektrischen Widerstand (32) gebildet wird.

12.) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Geräteeinheit (3), die getrennt ist voai Zentrifugenrotor, eine Vorrichtung (28) zum Verändern der Frequenz des ausge-

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— 31 —
sandten Signals enthält.

13·-) Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (28) so angeordnet ist, dass sich die Frequenz automatisch zwischen zwei Werten bewegt.

14.) Anordnung nach Anspruch 9 oder 1o, gekennzeichnet durch einen weiteren Prüfkondensator (24a) der mit dem Resonanzstromkreis verbunden ist und radial einwärts vom ersten Kondensator (24) im Rotor untergebracht ist, die beiden Kondensatoren einander entsprechende Charakteristiken besitzen, so dass bei einem Wechsel einer physikalischen Größe, die durch beide Kondensatoren wahrgenommen wird, die Kapazität des einen

s^A cH Kondensators (z.B. 24) sich vergrößert, währentt/die Kapazität des anderen"Kondensators (z.B. 24a) im gleichen Masse verringert, wodurch die Eigenfrequenz des Resonanzstromkreises unverändert bleibt.

15.) Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch zwei erste Geräteeinheiten (A) am Zentrifugenrotor, die im Abstand voneinander an dessen Umfang so angeordnet "siril, dass sie mit ein und derselben festen zweiten Gerateeinheit (B) zusammen-

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arbeiten, und die Prüfglieder (24, 32) der entsprechenden ersten Geräteeinheiten (A) in verschiedenen Abständen von der Rotorach.se angebracht sind.

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