(57)【要約】本発明は遠心機内の固体ケーキの残留液体含量を測定する装置に関する。前記装置は少なくとも２個のセンサー、特に電極（１２ａ、１２ｂ）および測定装置（１３）からなり、測定装置がセンサーに結合され、残留水分を測定するために設けられ、これによりセンサー（１２ａ、１２ｂ）が遠心機ドラム（１）の領域に互いに離れて配置されている。
2005507311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２個のセンサー、特に電極（１２ａ、１２ｂ）および測定装置（１３）、特に導電率またはキャパシタンス測定装置からなり、測定装置がセンサーに結合され、かつ残留水分を測定するために設けられ、センサー（１２ａ、１２ｂ）が遠心機ドラム（１）の領域に互いに空間的に離れて配置されている、遠心機内の固体ケーキの残留液体含量を測定する装置。
【請求項２】
センサー（１２ａ、１２ｂ）がドラムの縁部（５）に設けられている請求項１記載の装置。
【請求項３】
測定装置（１３）がドラムの縁部（５）に設けられている請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
センサー（１２ａ、１２ｂ）が耐腐食性スチール、白金、金、ニッケルおよび銅の系列から選択される材料の電極である請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
測定装置（１３）が遠隔測定ユニット（１４）に結合され、該ユニットが遠心機ドラム（１）から外部に測定データを無接触に伝達する請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
遠隔測定ユニット（１４）が伝達装置（２１）を有し、伝達装置の反対側に遠心機ハウジング（２）の領域に受信装置（２２）が配置されている請求項５記載の装置。
【請求項７】
受信装置（２２）が評価ユニットおよび遠心機の運転を制御する制御ユニットに結合されている請求項６記載の装置。
【請求項８】
測定装置（１３）が遠心機ドラム（１）の外部に部分的に配置される外部電圧供給手段（１５、１９）により運転される請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
電圧供給手段（１５、１９）が伝達コイル（１９）を有する高周波伝達装置および受信コイル（１７）を有するＡＣ／ＤＣコンバーター（１５）からなり、ＡＣ／ＤＣコンバーター（１５）が測定装置（１３）に電気的に接続されている請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
遠心機ドラム（１）の領域に配置された電圧供給手段（１５、１９）、測定装置（１３）および適当な場合は遠隔測定ユニット（１４）がリング（１６）内に周囲から閉鎖されるように配置され、前記リングが非金属材料、特にガラス繊維強化プラスチックからなる請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
前記材料が硬化性プラスチック、特にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂である請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
ドラムの縁部（５）に強固に結合されている付加的支持リング（２０）がリング（１６）の外周に設けられている請求項１０または１１記載の装置。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか１項記載の測定装置を有する遠心機、特に脱屑遠心機、フィルター遠心機、遠心乾燥機またはスクリーン遠心機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体および固体を分離する遠心機、特に脱屑遠心機内で測定した値を取得、処理および伝送する装置に関する。
【０００２】
垂直または水平に運転されるドラムを有する脱屑遠心機は公知である。わずかに流れる湿った固体の場合に、シュートの代わりにスクリューを使用して固体の排出を行うことも知られている。
【０００３】
無接触の測定により脱水作業中に脱屑遠心機内の固体ケーキの残留水分の程度を測定する公知の方法、特に超音波および赤外線測定法が存在する。充填物表面でパルスの反射が行われ、充填物表面の残留水分の程度のみが測定される。
【０００４】
超音波を使用して、例えばドイツ特許第１９７１６１２８号により、超音波伝達装置、充填物の衝突した表面および超音波受信機の間の超音波パルスのエコーの遅れを測定し、反射した超音波パルスのエコーの特性の評価により残留水分の程度を決定することにより測定が行われる。表面特性、蒸気、霧およびダストの相違により測定誤差が生じる。
【０００５】
欧州特許出願公開第８９１８１４号により測定される充填物表面から反射される光パルスの放射強度により水分の程度を測定するために赤外線を使用し、残留水分の程度は放射強度の変化の評価により決定される。この場合に表面の特性の相違によりおよび充填媒体の色の相違により測定誤差が生じる。
【０００６】
経験的値にもとづき運転され、これにより特定の脱水期間の後に固体ケーキが特定の残留水分を得ることが仮定され、これにより例えば固体ケーキの脱屑排出のような他の作業工程が実施できる、脱屑遠心機が現在まで必要であった。しかしこれらの経験的値の場合は、例えば異なって圧縮されるベース層または異なる懸濁特性、特に固体粒度分布が存在する場合に生じる異なる濾過速度を考慮することが必要である。
【０００７】
濾液として余分の液体を遠心後、残留固体ケーキを脱水し、残留水分の程度は脱水動力学に依存する。残留水分の程度は固体ケーキの高さにわたり変動する。ほとんどバスケットシェルに近い固体ケーキの層はその高さが変動し、充填媒体に依存して液体で飽和される。脱水作業の開始時に飽和され、脱水動力学に依存する程度で水分を除去した固体ケーキの層が上に存在する。脱水の間の任意の時間に、充填物表面の残留水分の程度は残留する固体ケーキの残留水分の程度より少ないかまたは等しく、残留する固体ケーキの残留水分の程度と必ずしも常に同じ関係になくてもよい。
【０００８】
従って本発明の課題は、固体−液体分離装置の運転時間をそれぞれの場合に必要な量に制限できるために、生成物が接触し、脱水作業中におよび固体ケーキの全部の高さまたは固体ケーキの大部分の高さにわたり測定が連続的に行われるように、残留水分の程度を測定することができる冒頭に記載の形式の装置を形成することである。
【０００９】
前記課題は請求項１に記載の装置により解決される。
【００１０】
本発明の対象は、少なくとも２個のセンサー、特に電極およびセンサーに結合し、かつ残留水分を測定するために設けられている測定装置、特に導電率またはキャパシタンス測定装置からなり、前記センサーが遠心機ドラムの領域で空間的に互いに離れて配置されている、遠心機内の固体ケーキの残留液体含量を測定する装置である。
【００１１】
センサーは有利にドラムの縁部に設けられている。従って固体ケーキの横断面上の脱水を監視することができる。
【００１２】
更に測定装置は有利にドラムの縁部に設けられている。
【００１３】
センサーは特に有利に耐腐食性スチール、白金、金、ニッケルおよび銅の系列から選択される材料の電極である。電極が生成物により接触するので、化学的に不活性な材料が有利である。
【００１４】
有利な構成において、測定装置は測定データを遠心機ドラムから外部に無接触に伝送する遠隔測定ユニットに結合している。
【００１５】
特に有利な装置の変形において、遠隔測定ユニットが伝達装置を有し、伝達装置の反対側に遠心機のハウジング領域に受信機が配置されている。この手段により遠心機の運転中に、遠心機ドラムからの無接触のデータ伝達が可能である。
【００１６】
有利な装置の構成において受信機は評価ユニットおよび制御ユニットに結合し、制御ユニットは遠心機の作業を制御する。
【００１７】
特別な形の構成において水分を感知する測定装置が遠心機ドラムの外部に部分的に配置された外部電圧供給手段により運転される。これにより回転ドラム上に設けられた測定装置の場合に、恒常的電圧供給および中断されない運転が保証される。
【００１８】
電圧供給手段は伝達コイルを有する高周波伝達装置および受信機コイルを有するＡＣ／ＤＣコンバーターからなり、ＡＣ／ＤＣコンバーターがドラム上の測定装置に電気的に接続され、測定装置のための場合により必要なＤＣ電圧を供給することが特に有利である。
【００１９】
遠心機内で処理される固体および液体による腐食および攻撃から保護するために、装置の他の有利な構成において、遠心機ドラムの領域に配置された電圧供給手段、測定装置および適当な場合は遠隔測定ユニットが非金属材料、特にガラス強化プラスチックからなるリング内に周囲から閉鎖されるように配置されている。
【００２０】
硬化性プラスチック、特にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂が前記材料として特に有利に使用される。この材料にドラム上の電子部品が埋め込まれている。
【００２１】
特に有利にドラムの縁部に強固に結合した付加的支持リングがリングの外周に設けられている。
【００２２】
リング、支持リングおよび伝達装置および受信装置は遠心機ドラムまたは遠心機ハウジングに取り外し可能にまたは取り外し不可能に結合していてもよい。
【００２３】
本発明による装置は液体および固体を分離するすべての遠心機、特に脱屑遠心機または他の濾過遠心機、特に水平フィルターバッグ遠心機および振り子型遠心機および遠心乾燥機およびスクリーン遠心機、特にプロペラ推進遠心機およびスクリーンコンベヤ遠心機に使用することができる。
【００２４】
遠心乾燥機は機械的および熱的脱水を使用して液体と固体を分離するために使用される。
【００２５】
従って本発明の対象は本発明による測定装置を有する遠心機、特に脱屑遠心機、濾過遠心機、遠心乾燥機またはスクリーンコンベヤ遠心機である。
【００２６】
固体ケーキの抵抗または導電率の感知および解釈は本発明による装置を使用して以下のように決定する。
多孔性フィルターケーキを液体で飽和する（低い抵抗または高い導電率が特徴である）
多孔性フィルターケーキを所定の程度に脱水した（増加した抵抗が特徴であり、導電率は脱水の経過として非線形的に、しかし認識可能に、再現可能に減少する）。
【００２７】
前記装置は数ｃｍの充填物高さにわたる固体ケーキの導電率の評価により残留水分の程度を連続的に測定することができる。所望の程度の残留水分に達した場合に、脱屑装置により固体ケーキを排出し、懸濁液の導入により新しい処理循環を開始する。当該時間に残留水分の程度を確定する可能性はそれぞれの場合の可能な最低脱水期間後にそれぞれ所望の残留水分を有して固体ケーキを排出することを可能にする。
【００２８】
残留水分の程度を感知し、解釈するために適当な選択的測定装置としてキャパシタンス測定のためのキャパシタを有する測定装置が記載され、前記装置は導電率測定装置の代わりに遠心機ドラムに組み込むことができる。
【００２９】
本発明を図面にもとづく実施例により以下に詳細に説明する。
【００３０】
図１は本発明による測定装置を有する脱屑遠心機の断面図を示し、図２は図１の拡大部分Ａを示し、図３は測定装置、遠隔測定装置および出力供給手段を有するドラムの縁部を部分的に示し、図４は導電率に比例する電流を時間に対してプロットした処理循環を説明するグラフである。
【００３１】
例
本発明による装置が組み込まれている遠心機の例示的構成は図１にもとづき説明され、図１はフィルター遠心機の断面図である。これによりフィルタードラム１が閉鎖された遠心機ハウジング２に取り付けられ、（図示されていない）駆動装置に結合している。フィルタードラム１はスクリーン面を有するドラムシェル３、ドラムベース４およびドラム縁部５からなる。ドラム軸６はドラムベース４を支持し、遠心機ハウジング２に取り付けられている。図示されていない選択的構成の形においてフィルタードラム１はドラムベースを介して濾液が排出される閉鎖されたドラムシェルを有する。
【００３２】
脱屑装置７がフィルタードラム１に突出し、脱屑装置は遠心機ハウジング２に回転可能に取り付けられている。更に生成物懸濁液のための充填物管８および１種以上の洗浄液のための洗浄管９がフィルタードラム１に突出する。
【００３３】
遠心機の運転中に充填物管８を介してフィルタードラム１に導入される懸濁液はドラムシェル３上に分配され、固体物質の粒子からなる固体ケーキ１０と上に濾液が存在する液体の層に分離する。前記濾液は固体ケーキ１０に浸入し、外部に遠心除去され、濾液出口１１を介して排出されるかまたは閉鎖されたドラムシェル３を有する図示されていない配置でドラムベース４を介して遠心機ハウジング２の外部に排出される。フィルタードラム１に導入される洗浄液は残留固体ケーキ１０上に分配され、固体ケーキ１０に浸入し、外部に遠心除去され、フィルター出口１１を介して遠心機ハウジング２から排出される。固体ケーキ１０は短いかまたは長い時間にわたり細孔液を遠心除去することにより脱水され、フィルタードラム１から脱屑装置７により間隔をおいて排出される。
【００３４】
水分測定装置は導電率測定装置であり、空間的に分離した電極１２ａ、１２ｂからなり、これらはフィルタードラム１に固定され、その端部が固体ケーキ１０に突出し、その測定信号が測定変換器１３で変換され、高周波数で運転される遠隔測定ユニット１４に供給される。この装置はＡＣ／ＤＣコンバーター１５を介してＤＣ電圧が供給される。部品１３〜１５はガラス繊維で強化されたフェノール樹脂からなるリング１６に組み込まれ、前記リングはドラム５の縁部に固定され、フィルタードラム１の動きに従う。
【００３５】
リング１６の周辺に銅受信コイル１７が組み込まれ、これを介して伝達装置１８によりＡＣ電圧が誘導され、伝達装置は多くの銅伝達コイル１９を含み、遠心機ハウジング２上に配置される（図示されていない）発電器により出力が供給される。
【００３６】
リング材料から遠心力を取り除くために、リング１６はドラムの縁部５に結合したスチール支持リング２０により包囲される。
【００３７】
測定信号を伝達するために、遠隔測定ユニット１４の伝達装置の伝達アンテナ２１により送信される測定値を受信装置２２により受信し、ここでは図示されていない測定値ユニット（ＰＣ）に導入する。
【００３８】
特にドラムの縁部５の外部表面と遠心機ハウジング２の間隙の寸法が不十分である場合は、ユニット１６および１８が選択的にそれぞれドラムの縁部５および遠心機ハウジング２に組み込まれていてもよい。
【００３９】
本発明により実施された運転試験を固体ケーキの導電率にもとづく脱屑遠心機の処理循環のグラフ（図４参照）にもとづき説明し、本発明による装置の利点を明らかにする。
【００４０】
処理循環ＶＺ１において時間（ａ）〜（ｂ）で懸濁液をフィルタードラム１に供給し、これにより固体ケーキ１０の導電率が最大値に上昇する。固体ケーキ１０上の液体の層を外部に遠心除去し、固体ケーキ１０の脱水作業を（ｂ）と（ｃ）の間で開始し、導電率が明らかに低下する結果を得る。（ｃ）でフィルタードラム１の回転速度が上昇し、脱水作業を（ｄ）まで継続し、その後（ｄ）と（ｅ）の間で脱屑により固体ケーキ１０を排出し、（ｆ）で新たな処理循環が開始する。処理循環ＶＺ２において（ｈ）と（ｊ）の間の固体ケーキの脱水作業は（ｃ）と（ｄ）の間の処理循環ＶＺ１の脱水作業より短く、従って固体ケーキの導電率または残留水分がより高い。
【００４１】
排出された固体ケーキの残留水分は固体物質の試料にもとづきオフライン制御でき、（ｄ）および（ｊ）の脱屑排出作業の時間の測定信号に匹敵する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による測定装置を有する脱屑遠心機の断面図である。
【００４３】
【図２】図１の拡大部分Ａを示す図である。
【００４４】
【図３】測定装置、遠隔測定装置および出力供給手段を有するドラムの縁部を部分的に示した図である。
【００４５】
【図４】導電率に比例する電流を時間に対してプロットした処理循環を説明するグラフである。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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