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Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge mit konischem Siebkorb und senkrechter Antriebswelle, z. B. für Zuckersäfte
Der Erfindungsgedanke erstreckt sich auf kontinuierlich arbeitende Zentrifugen mit konischem Sieb- korb und senkrechter Antriebswelle. Die bekannten Zentrifugen dieser Art sind in ihrem technischen Aufbau verhältnismässig kompliziert, und die hiermit erzielte Trennwirkung ist verhältnismässig gering. Es ist bekannt, bei derartigen Zentrifugen innerhalb des insbesondere kegelstumpfförmig ausgebildeten
Schleuder-Siebkorbes Schnecken einzubauen, die den Transport des Schleudergutes bewirken. Ebenso ist es bekannt, im Siebkorb einen Gegenkonus anzuordnen, der nur eine bestimmte Schichthöhe des Schleu- dergutes zulässt.
Hiedurch ergibt sich jedoch der Nachteil, dass beim Auswechseln des auf den Siebblechen liegenden Siebbelages die Schnecken bzw. der Konus zunächst ausgebaut werden müssen. Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Zentrifugen der geschilderten Art besteht vor allem auch noch darin, dass eine Beschädigung bzw. Zerstörung der Siebbleche dadurch eintritt, dass grössere Feststoffteile des Schleudergutes auf die Siebbleche zurückfallen.
Der Trenneffekt dieser Zentrifugen ist ebenfalls durchaus nicht immer befriedigend, u. zw. ergibt sich dies im wesentlichen dadurch, dass der Siebkorb lediglich unter einem bestimmten Neigungswinkel verlaufend ausgebildet ist. Hiedurch ist die Verweilzeit der Feststoffanteile auf der Siebfläche zu kurz.
Zur Behebung dieser Nachteile hat man schon zusätzliche Töpfe angeordnet, durch welche die Verteilung und die Beschleunigung des Aufgabegutes erfolgen sollen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die angestrebte Wirkung hiedurch nicht eintritt, da im wesentlichen eine sogenannte Entmischung stattfindet, d. h. die Flüssigkeit lagert auf der Feststoffschicht, und auf den Siebblechen muss alsdann eine Umwälzung stattfinden, d. h. die Flüssigkeit muss durch die Feststoffschicht hindurchtreten, um durch die Siebbleche überhaupt in den Flüssigkeitsraum der Zentrifuge gelangen zu können.
Ein weiterer Nachteil ergibt sich noch dadurch, dass die Aufgabe des zu schleudernden Gutes meist im Zentrum des Siebkorbes erfolgt. Da die Siebkörbe im allgemeinen kegelstumpfartig ausgebildet sind, wird das Aufgabegut von der Mitte des Korbes über eine Scheibe od. dgl. an die Begrenzungsfläche geschleudert. Hiebei nimmt das Feststoff-Flüssigkeilsgemisch eine bestimmte Energie auf. Beim Anprall an die Siebflächen entsteht daher in den meisten Fällen ein unerwünschter und sehr nachteiliger sogenannter Kornbruch.
Obwohl derartige Zentrifugen an sich bekannt sind, haben sie in der Praxis nur im verhältnismässig geringen Umfang Eingang und Verbreitung gefunden, da die geschilderten Nachteile bisher nicht zu vermeiden waren.
Demgegenüber sind bei den nach dem Erfindungsgedanken ausgebildeten Zentrifugen der an sich bekannten Gattung die erwähnten Nachteile vermieden, die erfindungsgemässe Zentrifuge ist in ihrem technischen Aufbau sehr einfach und ergibt einen besonders grossen Trenneffekt. Weiterhin ist aber auch noch bei der neuen Zentrifuge das Entstehen von sogenanntem Kombruch weitgehend vermieden.
Es ist eine Zentrifuge bekannt, bei uer der zentrale Bodenteil zentrisch nach oben gezogen ist und die an der Aussenseite des feststehenden Mantels angebrachte, sich nach unten verjüngende Kanäle sowie eine die Zcntrifugentrommel teilweise übergreifende Platte aufweist, wobei an der Platte ein feststehender, nach unten sich verjüngender Mantel angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäss kontinuierlich arbeitende Zentrifuge mit konischem Siebkorb und senkrechter
Antriebswelle, bei welcher der zentrale Bodenteil des konischen Siebkorbes, zentrisch nach oben ge- zogen, im Innern des Siebkorbes liegt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der untere schmale Bodenteil des Siebkorbes als Aufgabeboden für das Schleudergut dient und dass mindestens eine Lagerstelle der senkrechten Antriebswelle oberhalb des Aufgabebodens und innerhalb des Korbes angeordnet ist.
Der Vorteil, der mit der erfindungsgemässen Anordnung des Lagers gegenüber der vorerwähnten bekannten Zentrifuge erreicht wird, besteht darin, dass bei dieser Anordnung des Lagers innerhalb des Korbes der Schwerpunkt des mit Schleudergut gefüllten Korbes nahezu in der Höhe des Lagers liegt. Dadurch werden die beim Schleudern auftretenden Biegungsmomente an der Welle sehr weit verringert, und die
Zentrifuge läuft infolgedessen besonders ruhig. Gleichzeitig erreicht man hiermit eine niedrige Bauhöhe der Maschine und eine besonders vorteilhafte Aufstellung und Bedienung der Zentrifuge.
Der Siebkorb der Zentrifuge, die zum Schleudern von Gütern verschiedener Art, z. B. zum Schleu- dern von Zuckersäften, dient, ist, wie an sich bekannt, mehrstufig kegelstumpfartig ausgebildet, u. zw. derart, dass die Neigungswinkel der Einzelstufen des Korbes von unten nach oben abnehmen. Die Aufgabe des Schleudergutes erfolgt daher in unmittelbarer Nähe des Siebbelages, u. zw. am kleinsten Schleuderdurchmesser des Korbes. Die Neigung. Länge und Anzahl der Korbstufen sind abhängig von dem jeweiligen Schleudergut und des erforderlichen Endtrockengehaltes.
Die jeweilige Neigung der Einzelstufen des Korbes wird durch die Reibung zwischen Siebblech und Sch1euderg'. lt in Abhängigkeit von der Drehzahl bestimmt. u. zw. in der Weise, dass das nachfolgende Aufgabegut den Transport auf dem Siebblech bewirkt, so dass beim Aufhören der Beschickung auch kein Transport auf dem Siebblech mehr stattfindet. Die erste Stufe des Siebkorbes ist gegenüber den nachgeschalteten Stufen bezüglich der Korbneigung am steilsten ausgebildet, denn es soll in der ersten Stufe die Hauptentwässerung erfolgen. Die nachfolgenden Stufen sind daher entsprechend flacher gestaltet.
Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele nach dem Erfindungsgedanken und lassen noch weitere fortschrittliche und neuartige Merkmale desselben erkennen.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Zentrifuge und ihr Gehäuse. Fig. 2 ist eine vergrösserte Seitenansicht des neuen Verteilers zur Erzielung einer Wasserdecke innerhalb des Siebkorbes. Fig. 3 stellt in einer ebenfalls vergrösserten Seitenansicht die Austrittsöffnung des Siebkorbes und den Deckel des Zentrifugengehäuses dar. Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsart einer erfindungsgemässen Zentrifuge in einem Längsschnitt. Fig. 5 ist eine vergrösserte Darstellung der Abgrenzung des Flüssigkeitsraumes gegen- über dem Feststoffraum bei einer Ausführungsart der Zentrifuge nach Fig. 4, und Fig. 6 stellt in einer Seitenansicht die in der Zuführungsleitung des Schleudergutes einschiebbare neue Düsenbatterie dar.
Der Siebkorb 2 der Zentrifuge ist kegelstumpfartig mehrstufig ausgebildet und im Innern mit dem Siebblech 3 versehen. Der Antrieb des Siebkorbes erfolgt mittels einer senkrechten Welle l, die in an sich bekannter Weise angetrieben ist. Der zentrale Bodenteil 8 des konischen Siebkorbes 2 liegt zentrisch nach oben gezogen im Innern des Korbes 2, und der untere schmale Bodenteil 9 des Siebkorbes 2 dient als Aufgabeboden für das Schleudergut. Die Zuführung desselben erfolgt mittels einer seitlich zum Siebkorb 2 angeordneten Zuführungsleitung 12, die beispielsweise mittels eines Schiebers geöffnet und geschlossen werden kann. Die obere Lagerstelle 10 der senkrechten Antriebswelle 1 ist oberhalb des Aufgabebodens 9 des Korbes 2 angeordnet.
Die einzelnen Stufen des Korbes 2 sind derart ausgebildet, dass die Neigungswinkel dieser einzelnen Stufen von unten nach oben abnehmen, d. h. die unterste Stufe unter dem steilsten Neigungswinkel verläuft. Die Flüssigkeit tritt durch das Siebblech 3 in den Flüssigkeitsraum 5. Das vorentwässert Gut wandert innerhalb der jeweiligen Stufe des Korbes 2 aufwärts. Da die Reibung der in dem Schleuderkorb 2 vorhandenen Feststoffteile zum Austrag hin auf Grund der zunehmenden Fliehkräfte immer grösser wird, so ergibt sich, dass die reibungsmindernde Flüssigkeit immer weniger wird, so dass die der ersten Stufe nachgeschalteten Stufen des Korbes 2 jeweils flacher gestaltet sein können.
Am grössten Schleuderdurchmesser wird das Gut tangential ausgetragen und fällt in den Ringraum 6 der Zentrifuge und hier aus dem Ringraum 6 auf Grund seines Eigengewichtes heraus. Die. Flüssigkeit wird am tiefsten Punkt des Flüssigkeitsraumes 5 mittels der Leitung 11 abgeführt.
In dem Siebkorb 2 ist zur Wasserverteilung, d. h. zur Erzeugung einer sogenannten Wasserdecke, oberhalb des Wellenendes der Antriebswelle 1 ein ebenfalls durch diese Welle angetriebener Verteiler vorgesehen (Fig. 2). Dieser Verteiler besteht aus einer scheibenartigen Verteilerplatte 14, die mit einer Mittelstütze 17 versehen ist. Diese Mittelstütze 17 ist in das obere Ende der Welle 1 bzw. in deren Wellenbund 16 eingeschraubt und durch eine Mutter gesichert. Die Zuführung des Wassers auf diese Verteilerplatte 14 erfolgt mittels eines Wasserrohres 13. Die Verteilerplatte 14 besitzt eine speicherartige Öffnung 15 zur Wasseraufnahme.
Um innerhalb des Siebkorbes entsprechend den jeweiligen Erfordernissen
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eine Wasserdecke in unterschiedlichen Höhen zu erhalten, können die Stützen 17 der Verteilerplatte 14 unterschiedlich lang ausgebildet sein, so dass also nach Auswechseln dieser Verteiler mit unterschiedlich langen Stützen 17 die Verteilerplatte in unterschiedlichen Höhen innerhalb des Siebkorbes 2 liegt.
Da sich immer wieder gezeigt hat, dass die Siebbleche 3 durch grössere in den Siebkorb zurück-
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18 des Siebkorbes 2 durch einen elastischen Ring 19 aus geeignetem Material - Fig. 3 - so weit abge- deckt, dass nur ein schmaler Ringspalt 20 für den Austritt des Schleudergutes aus dem Siebkorb 2 ge- bildet ist. Der elastische Ring 19 ist in Abständen mit Schlitzen 21 versehen. Die Befestigung des Ringes
19 an dem Deckel 22 des Zentrifugengehäuses erfolgt mittels der beiden im Abstand voneinander liegen- den Bleche 23 und zusätzlicher Befestigungselemente, wie Schrauben od. dgl.
Für die Erzielung einer einwandfreien Trennung des Schleudergutes ist es u. a. erforderlich, dass die bereits abgetrennte Flüssigkeit nicht in den Feststoffraum 6 gelangt. Dies ist vor allem bei der Verarbei- tung von viskosen Feststoff-Flüssigkeitsgemischen bislang immer noch mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Nan dem Abschleudern verlässt die Flüssigkeit nämlich tangential den Siebkorb 2, prallt auf die Begrenzungswand und zerspritzt hier allseitig. Bei grossen Durchsatzmengen, d. h. bei der damit verbundenen laufenden Beaufschlagung der Begrenzungswand eer Zentrifuge, kann der zähflüssige Durch- satz im allgemeinen nicht nach unten ablaufen. Eine gewisse Schichtstärke wird daher an der Wand entgegen der Schwerkraft durch den entstehenden Staudruck nach oben gedrückt und tritt zwangsläufig in den Feststoffraum 6 über.
Hier erfolgt alsdann eine nicht gewünschte Vermischung mit dem abgeschleuderten Feststoff. Um dies zu vermeiden, sind daher auch schon an der Trennwand Fangrillen od. dgl. angeordnet worden. Im vorliegenden Fall wird die angestrebte Wirkung dadurch erreicht, dass innerhalb des Flüssigkeitsraumes 5 eine zweite Wand 24-s. Fig. 4 und 5 - mit einem genügend grossen Abstand von der Trennwand 4 vorgesehen ist, die nach unten hin über die Beaufschlagungsgrenze der Flüssigkeit hinausreicht. Die Wand 24 wird oben bis etwa an die Öffnung des Siebkorbes 2 geführt und die Wand 4 ebenfalls entsprechend nach innen abgebogen. Der kleinste Durchmesser des Wandendes 26 der Wand 4 ist jedoch grösser als der Durchmesser des Wandendes 25 der Wand 24.
Die an die Wand 24 prallende Flüssigkeit wird daher auf Grund des Staudruckes nach oben gedrückt, tritt am Wandende 25 zunächst in den oberen Zwischenraum 29 und dann zwischen die Wände 4 und 24 und gelangt alsdann in den Flüssigkeittraum 5. Unmittelbar am grössten Schleuderdurchmesser, d. h. am oberen Ende 27 des Korbes 2, ist eine Rille 28 beliebiger Form eingedreht. Diese Rille 28 verhindert ein Weiterwandern, insbesondere von viakosen Flüssigkeitsfilmen, an den Abschlussringen des Siebkorbes 2 in Richtung auf den Feststoffraum 6.
Der Ringspalt 29 zwischen den Wandenden 25 und 26 ist durch einen Ring 30 abgedeckt, der eine Ausdrehung 31 besitzt. Hiedurch wird die zurückspritzende Flüssigkeit von der Trennwand 24 am grössten Schleuderdurchmesser in den Flüssigkeitsraum 5 abgeschleudert, so dass also durch dieses Zusammenwirken der einzelnen Teile eine einwandfreie Trennung zwischen Feststoff und Flüssigkeit gewährleistet ist.
Für die Zuführung des zu schleudernden Gutes in den Siebkorb der Zentrifuge werden im allgemeinen Easen benutzt, die in der Zuführungsleitung des Schleudergutes liegen. Es hat sich hiebei immer wieder gezeigt, dass, selbstverständlich in gewisser Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Schleudergutes, sich der Düsenquerschnitt nach einer bestimmten Betriebszeit durch Ablagerungen verengt und der einwandfreie Betrieb gestört ist. Ausserdem ist es mit derartig fest eingebauten Düsen nicht möglich, die Aufgabemengen den Betriebsverhältnissen entsprechend anzupassen. Man kann sich, wenn auch nur in unbebefriedigendem Umfange, dadurch behelfen, dass man den in der Zuführungsleitung 12 liegenden Schieber entsprechend einstellt.
Zum Regulieren der Aufgabemenge sind bei der neuen Zentrifuge nach der Erfindung nunmehr mehrere mit unterschiedlichen Austrittsquerschnitten versehene Düsen 35, 36,37 und 38 vorgesehen, von denen jeweils eine der Düsen 35 oder 36 oder 37 oder 38 wahlweise in die Zuführungleitung 12 einschiebbar ist. Wie die Fig. 6 erkennen lässt, sind die zu einer Düsenbatterie vereinigten Düsen mit unterschiedlichen Austrittsquerschnitten auf einem Düsenträger 33 angeordnet, der in einer Führung 34 gleitet und, wie bereits erwähnt, seitlich in die Leitung 12 einschiebbar ist. Um eine jeweils einwandfreie Arbeitsstellung der einzelnen Düsen zu gewährleisten, ist der Düsenträger 33 mit an sich bekannten Sperrelementen, wie z. B. Rasten, versehen.
Zur Regulierung der jeweiligen Aufgabemenge kann daher durch einfaches Verschieben des Düsenträgers die entsprechende Düse in die Zuführungsleitung 12 eingeschaltet werden. Der in der Leitung 12 liegende Schieber kann sich daher durchgehend während des Betriebes der Zentrifuge in seiner Offenstellung befinden.