Die Erfindung betrifft ein Steuerverfahren einer Vorrichtung zur Reinigung einer Suspension, welche zumindest eine Kammer für die Suspension sowie einen damit verbundenen Schwerteil-Abscheider besitzt.

Hydrozyklone sind gut geeignet, um durch Zentrifugalkräfte Schwerteile und Leichtteile in Suspensionen, insbesondere in Faserstoffsuspensionen zu konzentrieren und über den Auslauf bzw. den Abscheider abzuleiten.

Im Sedimentationstank erfolgt die Abtrennung der Schwerteile über Sedimentation unter Einfluss der Gewichtskraft.

In der Regel werden bei diesen Vorrichtungen über die Schwerteil-Abscheider kleine Metallteile, Glassplitter und Sand abgeführt.

Um Verschleiß vorzubeugen ist es bekannt, in die Kammer Verdünnungswasser zuzuführen oder das Schwerteil-Rejekt zu verdünnen und dabei Fasern in die Kammer zurück zu spülen.

Wird zu wenig Verdünnungswasser zugeführt, so besteht die Gefahr einer Verstopfung sowie eines hohen Verschleißes, bei zu viel Verdünnungswasser können Rejekte in die Kammer zurückgeleitet werden.

Bei der Ausschleusung der Schwerteil-Rejekte ist die Taktzeit variabel. Zu kurze

Taktzeiten bedeuten dabei höhere Faserverluste und Schieber-Verschleiß und zu lange Taktzeiten verschlechtern die Abscheideleistung.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Schwerteilabscheidung zu optimieren.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass im Bereich des Schwerteil- Abscheiders der Grad der Turbulenz und/oder der Umfang der Störstofffracht und/oder die Schütthöhe optisch erfasst und bei der Steuerung der Vorrichtung berücksichtigt wird. Bei dieser optischen Erfassung wird die Lageveränderung einzelner Partikel über die Zeit bzw. bestimmte Zeitabstände auf der Basis von Bildern ausgewertet. Mit diesen Messdaten lässt sich eine optimale Abscheidung selbst bei Druckschwankungen erreichen. Über die entsprechenden Stellglieder kann so die Beladung und die Entleerung des Schwerteil-Abscheiders geregelt werden.

Mit Vorteil wird dabei der Grad der Turbulenz über eine Auswertung der Geschwindigkeit einzelner Partikel in der Suspension und/oder der Umfang der Störstofffracht über eine Auswertung der Dichte der Partikel in der Suspension und/oder die Schütthöhe im Schwerteilabscheider über eine Auswertung des Verhältnisses zwischen der Anzahl an ruhenden und an sich bewegenden Partikeln erfasst.

Zur Vermeidung von Verstopfungen, zur Förderung einer Faserrückströmung in die Kammer sowie zur Beeinflussung von Strömungen in der Kammer zwecks Verschleißminderung ist es oft vorteilhaft, wenn im Bereich des Schwerteil-Abscheiders und/oder einem davor liegenden Abschnitt der Kammer Verdünnungsflüssigkeit in die Suspension geleitet wird. Dabei sollte die Menge der zugeführten Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit vom Grad der Turbulenz und/oder dem Umfang der Störfracht gesteuert werden.

Die aus der Suspension entfernten Stoffe oder Teile werden im Schwerteil-Abscheider gesammelt und können aus diesem geschlossenen System mittels Schwerteilschleuse herausgebracht werden.

Zur Realisierung einer Schwerteilschleuse besitzt der Schwerteil-Abscheider einen ersten und einen zweiten steuerbaren Schieber, zwischen denen sich ein Rejektraum befindet.

Solange der erste Schieber, der die Verbindung zwischen dem Rejektraum und der die Suspension führenden Kammer herstellt, geöffnet und der zweite geschlossen ist, füllt sich der Rejektraum kontinuierlich mit dem zu entfernenden Unrat.

Das eigentliche Ausschleusen erfolgt dadurch, dass der erste Schieber geschlossen und der zweite Schieber zur Rejektabführung hin geöffnet wird, wodurch der im Rejektraum befindliche Inhalt entleert werden kann. In der Regel fällt dieser in Folge seines Gewichtes aus dem Rejektraum heraus; er kann aber auch abgesaugt oder ausgespült werden. Dieses Ausschleusen erfolgt in der Regel automatisch mit einer Taktsteuerung. Um den Faserverlust zu minimieren und die Abscheideleistung zu maximieren sollte die Steuerung der Schieber und damit auch die Taktzeit in Abhängigkeit vom Umfang der Störfracht und/oder der Schütthöhe in dem Rejektraum gesteuert werden. Darüber hinaus werden wegen der im Allgemeinen längeren Taktzeit auch die Schieber geschont.

Im Hinblick auf die optische Erfassung der Parameter im Schwerteil-Abscheider sollte auf wenigstens einer Seite des Rejektraumes zumindest eine Lichtquelle und wenigstens eine Kamera angeordnet sein.

Zur Schonung der Messmittel ist es hierbei von Vorteil, wenn die Wand des Rejektraums abschnittswese lichtdurchlässig ist und die Lichtquelle und/oder die Kamera außerhalb des Rejektraums angeordnet sind.

Um eine Beeinträchtigung der Kamera durch die Lichtquelle zu verhindern, sollten die Lichtquelle und die Kamera außerhalb des Rejektraums gegenüber dem lichtdurchlässigen Abschnitt der Wand des Rejektraums angeordnet sein und sich zwischen Lichtquelle und Kamera eine möglichst bis zur Wand des Rejektraums reichende Trennwand befinden.

Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung bei Hydrozyklonen. Diese weisen eine Kammer kreisförmigen Querschnitts auf, in die an einem Ende ein Einlauf sowie ein Leichtteil-Auslauf und am gegenüberliegenden Ende ein Schwerteil- Abscheider mündet.

Die Faserstoffsuspension wird im Allgemeinen durch tangentiales Einblasen über den Einlauf in der Kammer auf eine kreisförmige Bahn gebracht, wobei die

Faserstoffsuspension auf Grund der Zentrifugalkraft an die Wand der Kammer gedrückt wird. Dabei bewegt sich die Faserstoffsuspension spiralförmig vom Einlauf in Richtung Schwerteil-Abscheider.

Hierbei sollte die Kammer zumindest abschnittsweise konisch ausgebildet sein, wobei sich der Durchmesser der Kammer zum Schwerteil-Abscheider hin verringert. Die Verminderung des Durchmessers führt zu einer Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit und damit zu einer Verstärkung der Zentrifugal- und Fliehkräfte. Dadurch werden die Schwerteile an die Wand der Kammer gedrückt und dort aufkonzentriert. Am Ende der Kammer können die Schwerteile dann über den Abscheider abgeführt werden.

Da sich in der Zentrumsachse der Kammer die Leichtteile aufkonzentrieren, sollte am einlaufseitigen Ende der Kammer ein vorzugsweise rohrförmiger, entlang der

Zentrumsachse verlaufender Leichtteil-Auslauf in die Mitte der Kammer ragen. Über diesen Auslauf können so die Leichtteile der Suspension abgepumpt werden.

Um auch Faserstoffsuspensionen hoher Stoffdichte reinigen zu können ist es von Vorteil, wenn, beispielsweise wie in der EP 1 069 234 beschrieben, in die Kammer wenigstens eine Zuleitung für Verdünnungsflüssigkeit mündet.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der Flydrozyklon zur Reinigung der

Faserstoffsuspension von Schwerteilen eingesetzt wird und dabei die gereinigte

Faserstoffsuspension über den Leichtteil-Auslauf abgeführt wird.

Ebenso ist die Erfindung bei einem Sedimentationstank mit einem Einlauf und einer vergleichbar aufgebauten Schwerteilschleuse einsetzbar.

Wegen des hohen Faseranteils ergeben sich besondere Vorteile bei der Behandlung von zur Herstellung einer Papier-, Karton-, Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn dienende Faserstoffsuspension, welche am Einlauf vorzugsweise eine Stoffdichte zwischen 0,5 und 6%, insbesondere zwischen 1 ,5 und 3,5 % hat.

Auch bei der Behandlung von, bei diesem Herstellungsprozess anfallender Faserstoffsuspension in Form von Abwasser ergeben sich Vorteile mit dieser Erfindung hinsichtlich Faserverlust.

Nachfolgend soll die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

In der beigefügten Zeichnung zeigt:

Figur 1 : einen schematischen Querschnitt durch einen Hydrozyklon,

Figur 2: durch einen Sedimentationstankt und

Figur 3: einen Längsschnitt durch eine Messanordnung mit Kamera 11 und Lichtquelle 10. Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung in Form eines Flydrozyklons dient der Reinigung einer Faserstoff-Suspension 1 einer Stoffaufbereitungsanlage einer Papiermaschine mit einer Stoffdichte zwischen 1 ,5 und 3,5% von Schwerteilen.

Das feststehende Gehäuse des Flydrozyklons umschließt eine längliche Kammer 2 mit kreisförmigem Querschnitt.

An einem Ende der Kammer 2 befindet sich ein Einlauf 12, über den die zu reinigende Faserstoff-Suspension 1 tangential eingedüst wird. Flierdurch wird die Faserstoff- Suspension 1 auf eine kreisförmige Bahn gebracht, wobei die Suspension 1 gegen die Wand 19 der Kammer 2 gedrückt wird.

Durch die dabei wirkenden Zentrifugal- und Fliehkräfte reichern sich die Schwerteile an der Wand 19 der Kammer 2 und die Leichtteile in der Mitte der Kammer 2 an.

Auf diese Weise gelangen die Schwerteile an der Wand 19 der Kammer 2 spiralförmig zum gegenüberliegenden Ende der Kammer 2 mit dem Schwerteil-Abscheider 3, über den die Schwerteile aus dem Flydrozyklon zur Rejektabführung 9 geleitet werden.

Die in der Mitte der Kammer 2 vorhandene, von den Schwerteilen gereinigte Faserstoff- Suspension 1 wird als Leichtteil-Komponente über den Leichtteil-Auslauf 13

abgepumpt.

Flierzu reicht ein rohrförmiger Leichtteil-Auslauf 13 am einlaufseitigen Ende entlang der Zentrumsachse in die Mitte der Kammer 2.

An den Einlauf 12 schließt sich in Richtung Schwerteil-Abscheider 3 ein kegelförmiger Flydrozyklon-Abschnitt an, in dem sich der Durchmesser der Kammer 2 zum Abscheider 3 hin kontinuierlich vermindert.

Durch diese Verjüngung steigt die Rotationsgeschwindigkeit der Suspension 1 derart an, dass sich die Schwerteile an der Wand 19 der Kammer 2 aufkonzentrieren.

Im Unterschied hierzu zeigt Figur 2 einen Sedimentationstank zur Reinigung einer Suspension 1 , welche von faserhaltigem Abwasser der Stoffaufbereitungsanlage der Papiermaschine gebildet wird. Die Suspension 1 gelangt über einen Einlauf 12 in die Kammer 2 des

Sedimentationstanks. Wegen des höheren Gewichts sinken die Schwerteile auf den Boden der Kammer 2 und sammeln sich dort in einer Senke des Bodens, welche zum Schwerteil-Abscheider 3 führt. Auch hier werden die Schwerteile vom Schwerteil- Abscheider 3 zur Rejektabführung 9 geleitet.

Das so gereinigte Fluid kann dann über den Leichteil-Auslauf 13 abgeführt werden.

In beiden Fällen besitzt der Schwerteil-Abscheiders 3 einen Rejektraum 6, der von zwei steuerbaren Schiebern 7,8 begrenzt wird. Während ein Schieber 7 zur Kammer 2 der Reinigungsvorrichtung weist, ist der andere Schieber 8 zur Rejektabführung 9 gerichtet.

Sollen Schwerteile in dem Rejektraum 6 gesammelt werden, so ist der Schieber 7 zur Kammer 2 offen und der Schieber 8 zur Rejektabführung 9 geschlossen. Hat sich genügend Rejekt im Rejektraum 6 angesammelt so wird dieser geleert, indem der Schieber 7 zur Kammer 2 geschlossen und anschließend der Schieber 8 zur Rejektabführung 9 geöffnet wird.

Die Ansteuerung dieser Schieber 7,8 zur Leerung des Abscheiders 3 erfolgt von einer Steuervorrichtung 14 in Abhängigkeit vom Umfang der Störfracht und/oder der Schütthöhe in dem Rejektraum 6.

Beim Hydroyzklon gemäß Figur 1 wird außerdem die Möglichkeit gezeigt,

Verdünnungsflüssigkeit 5 über ein Ventil 16 in den Rejektraum 6 zu führen, was einer Verstopfung entgegenwirkt und den störungsfreien Einsatz des Hydrozyklons auch bei hohen Stoffdichten erlaubt.

Außerdem wird noch Verdünnungsflüssigkeit 4 über ein Ventil 15 in einen unmittelbar vor dem Schwerteil-Abscheider 3 liegenden Abschnitt der Kammer 2 in die Suspension 1 geleitet. Die Eindüsung dieser Verdünnungsflüssigkeit 4 kann tangential oder entgegen der Richtung der Rotationsströmung der Suspension 1 in der Kammer 2 erfolgen, wodurch die Rotationsströmung auch zur Vermeidung eines hohen Verschleißes beeinflusst werden kann.

Der Umfang der zugeführten Verdünnungsflüssigkeit 4,5 wird von der Steuervorrichtung 14 über eine entsprechende Ansteuerung der Ventile 15,16 geregelt. Dabei nutzt die Steuervorrichtung 14 Informationen zum Grad der Turbulenz und/oder zum Umfang der Störfracht im Rejektraum 6. Hierbei ist auch zu berücksichtigen, dass zu viel Verdünnungsflüssigkeit 4,5 Rejekt in die Kammer 2 zurückspülen kann, was die Abscheideleistung mindert.

Auch beim Sedimentationstank kann eine Verdünnung vor dem Schwerteil-Abscheider 3 oder in den Rejektraum 6 desselben erfolgen und in gleicher Weise wie beim Hydrozyklon gesteuert werden. Im Allgemeinen dient dies dann zur Vermeidung einer Verstopfung.

Unabhängig vom Einsatzfall werden die Parameter des Schwerteil-Abscheiders 3 bezüglich dem Grad der Turbulenz, dem Umfang der Störstofffracht sowie der Schütthöhe optisch erfasst. Hierzu weist die Wandung 19 des Rejektraums 6 ein Schauglas 18 auf, dem eine Lichtquelle 10 und eine Kamera 11 außerhalb des Rejektraums 6 zugeordnet ist.

Zur Auflicht-Beobachtung verläuft die Lichtquelle 10 in Form mehrere LEDs ringförmig um die Kamera 11. Dies sorgt für eine gleichmäßige Ausleuchtung.

Um dabei eine Beeinträchtigung des Sichtbereichs der Kamera 11 durch die Lichtquelle 10 zu vermeiden, befindet sich zwischen Lichtquelle 10 und Kamera 11 gemäß Figur 3 eine bis zur Wandung 19 des Rejektraums 6, d.h. hier dem Schauglas 18 als Teil der Wand 19 reichende Trennwand 17.

Von dieser Kamera 11 werden die Messdaten an die Steuervorrichtung 14 übermittelt und dort ausgewertet. Dabei wird der Grad der Turbulenz über eine Auswertung der Geschwindigkeit der Partikel im Rejektraum 6, der Umfang der Störstofffracht über eine Auswertung der Dichte der Partikel im Rejektraum 6 und die Schütthöhe im Rejektraum des Schwerteilabscheiders 3 über eine Auswertung des Verhältnisses zwischen der Anzahl an ruhenden und an sich bewegenden Partikeln erfasst.