DE102008009253A1

DE102008009253A1 - Schälvorrichtung zum Abschälen eines Feststoffkuchenmaterials von der Innenseite einer Trommel einer Zentrifuge

Info

Publication number: DE102008009253A1
Application number: DE200810009253
Authority: DE
Inventors: Thomas Ahrens
Original assignee: HEINKEL HOLDING GmbH
Current assignee: HEINKEL HOLDING GmbH
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Schälvorrichtung (2) zum Abschälen eines Feststoffkuchens (43) von der Innenseite (42) einer Trommel (4) einer Zentrifuge (1), mit einem Ausräumer (22), welcher zwischen einer Wartestellung für ein Zentrifugieren eines in die Trommel (4) eingebrachten Materials zum Bilden des Feststoffkuchens (43) und einer Schälstellung für das Abschälen des gebildeten Feststoffkuchens (43) von der Innenseite (42) verstellbar ist; und einem Pflug (24), welcher bezüglich des Ausräumers (22) in der Schälstellung derart angeordnet ist, dass er den abgeschälten Feststoffkuchen (45) zu wenigstens einer Öffnung (17) in der Trommel (4) zum Austragen desselben aus der Trommel (4) hinleitet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schälvorrichtung zum Abschälen eines Feststoffkuchenmaterials von der Innenseite einer Trommel einer Zentrifuge, auf eine Räumschuhvorrichtung zum Ausräumen von abgeschältem Feststoffkuchenmaterial, welches in einer Öffnung einer Trommel einer Zentrifuge haftet, sowie auf eine Zentrifuge mit Untenentleerung.
Obwohl auf beliebige Zentrifugen und zu zentrifugierende Materialen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf eine Vertikalzentrifuge mit Untenentleerung zum Zentrifugieren von Titandioxidschlamm näher erläutert.
Ein Verfahren zum Entwässern von Titandioxidschlamm besteht darin, diesen in eine Trommel der Vertikalzentrifuge einzubringen und zu zentrifugieren. Dabei wird dem Titandioxidschlamm sein flüssiger Anteil entzogen und zurück bleibt ein Feststoffkuchenmaterial, welches an der Innenseite der Trommelwand angeordnet ist.
Das Feststoffkuchenmaterial ist sehr kompakt, neigt zur Klumpenbildung und haftet stark der Innenseite der Trommelwand an.
Um das Feststoffkuchenmaterial von der Innenseite der Trommelwand abzuschälen und aus der Trommel auszutragen, stehen insbesondere für Vertikalzentrifugen mit Untenentleerung derzeit keine geeigneten Lösungen zur Verfügung. Beispielsweise ist aus der DE 101 04 553 A1 eine Schälvorrichtung bekannt, welche in einer Horizontalzentrifuge installiert ist. Die Schälvorrichtung schält das an der Innenseite der Trommelwand der Zentrifuge gebildete Feststoffkuchenmaterial ab, woraufhin dieses aufgrund der Schwerkraft in eine Schurre fällt und mittels dieser aus der Trommel heraustransportiert wird. Dieses Prinzip ist jedoch bei einer Vertikalzentrifuge nicht nutzbar, da diese bezüglich der Schwerkraft anders ausgerichtet ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, verbesserte Möglichkeiten zum Abschälen und Austragen eines Feststoffkuchenmaterials aus insbesondere einer Vertikalzentrifuge bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schälvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und/oder durch eine Räumschuhvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 und/oder durch eine Zentrifuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst.
Demgemäß wird eine Schälvorrichtung zum Abschälen eines Feststoffkuchenmaterials von der Innenseite einer Trommel einer Zentrifuge, mit: einem Ausräumer, welcher zwischen einer Wartestellung für ein Zentrifugieren eines in die Trommel eingebrachten Materials zum Bilden des Feststoffkuchenmaterials und einer Schälstellung für das Abschälen des gebildeten Feststoffkuchenmaterials von der Innenseite verstellbar ist; und einem Pflug, welcher bezüglich des Ausräumers in der Schälstellung derart anordbar ist, dass er das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial zu wenigstens einer Öffnung in der Trommel zum Austragen desselben aus der Trommel hinleitet; bereitgestellt.
Die Idee bei der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung besteht darin, dass der Ausräumer das gebildete Feststoffkuchenmaterial abschält und dieses dann auf den Pflug auftrifft. Der Pflug weist eine Fläche auf, welche schräg zur Bewegungsrichtung des abgeschälten Feststoffkuchenmaterials nach dem Passieren des Ausräumers ausgerichtet ist. Damit wird die Möglichkeit eröffnet, das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial gezielt zu einer Öffnung in der Trommel hinzuleiten, ohne dass es auf die Wirkung der Schwerkraft ankäme.
Ferner wird eine Räumschuhvorrichtung zum Austragen von abgeschältem Feststoffkuchenmaterial, welches in einer Öffnung in einer Trommel einer Zentrifuge haftet, mit einem Räumschuh, welcher zwischen einer Wartestellung, in der er außerhalb der Öffnung angeordnet ist, und einer Räumstellung, in der er wenigstens teilweise innerhalb der Öffnung angeordnet ist, für das Ausräumen des abgeschälten Feststoffkuchenmaterials aus der Öffnung bewegbar ist, bereitgestellt.
Der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung liegt die Idee zugrunde, abgeschältes Feststoffkuchenmaterial, welche unter Umständen die wenigstens eine Öffnung der Trommel verstopfen könnten, aus dieser auszutragen. Dies geschieht dadurch, dass ein Räumschuh durch die verstopfte Öffnung hindurchgestoßen wird.
Weiterhin wird eine Zentrifuge mit Untenentleerung, mit: einer vertikalen gelochten oder ungelochten Trommel zur Aufnahme von zu zentrifugierendem Material, welche um ihre Drehachse zum Zentrifugieren des Materials und damit zum Bilden eines Feststoffkuchenmaterials drehbar ist, wobei die Trommel eine Innenseite und einen Boden mit wenigstens einer Öffnung zum Austragen des gebildeten Feststoffkuchenmaterials aus der Trommel aufweist; und einer erfindungsgemäßen Schälvorrichtung und/oder einer erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung; bereitgestellt.
Der erfindungsgemäßen Zentrifuge liegt die Idee zugrunde, die erfindungsgemäße Schälvorrichtung und/oder die erfindungsgemäße Räumschuhvorrichtung mit einer vertikalen Trommel zu kombinieren, wodurch sich besonders einfach eine Untenentleerung erzielen lässt.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen für Verbesserungen der Erfindung.
Unter einem "Feststoffkuchenmaterial" ist vorliegend vorzugsweise ein Material zu verstehen, dass keinen oder einen nur geringen Flüssigkeitsanteil aufweist. Das Feststoffkuchenmaterial kann durchaus aber auch als Schlamm vorliegen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Schälvorrichtung weist der Ausräumer ein Ende, welches mit einer Schneide ausgebildet ist, und ein anderes Ende auf, an welchem der Pflug insbesondere einstückig angebracht ist. Der Pflug weist somit eine konstante Orientierung relativ zu dem Ausräumer auf. Außerdem kann der Pflug so einfach mit dem Ausräumer mitbewegt werden, wenn dieser zwischen seiner Wartestellung und seiner Schälstellung verstellt wird. Mit "einstückig" ist vorliegend eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Pflug und dem Ausräumer gemeint. Diese kann beispielsweise durch Schweißen erzielt werden. Selbstverständlich kann der Pflug auch derart an dem Ausräumer befestigt sein, dass seine Orientierung beispielsweise mittels einer Justierschraube einstellbar ist. Denn je nach Konsistenz des abgeschälten Feststoffkuchenmaterials, Drehzahl der Trommel etc. kann es notwendig sein, die Orientierung des Pflugs relativ zu der Schneide zu verändern.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung steht der Pflug winklig auf der Ebene der Schneide des Ausräumers und/oder der Pflug krümmt sich aus der Ebene der Schneide des Ausräumers heraus. Somit wird sichergestellt, dass das von dem Ausräumer abgeschälte Feststoffkuchenmaterial, welches sich relativ zu dem Ausräumer im Wesentlichen genau entgegengesetzt bewegt, auf die schräge Fläche des Pflugs auftrifft und somit eine Bewegungskomponente senkrecht zur Ebene der Schneide erhält. Mit der "Ebene der Schneide" ist vorliegend die Ebene gemeint, in welcher die vorzugsweise im Wesentlichen flächig ausgebildete Schneide liegt. Die Bewegungskomponente des abgeschälten Feststoffkuchenmaterials sorgt dafür, dass dieses der Öffnung in der Trommel zugeführt wird.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung ist eine Halterung vorgesehen, welche an ihrem einen Ende an einem Gehäuse der Zentrifuge befestigbar ist, und an ihrem anderen Ende den Ausräumer und/oder den Pflug aufweist, wobei das andere Ende bezüglich des einen Endes translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist. Damit ergibt sich vorteilhaft, dass der Pflug und/oder der Ausräumer zwischen einer Wartestellung, beispielsweise nahe der Drehachse der Trommel oder sogar außerhalb der Trommel während des Zentrifugierens, einnehmen können und für die Schälstellung einfach an nahezu beliebige Bereiche der Innenseite der Trommel, an welchen der Feststoffkuchen haftet, verfahren werden können. Unter "Gehäuse der Zentrifuge" ist vorzugsweise jede Struktur zu verstehen, welche relativ zu der Trommel feststeht und die Befestigung des einen Endes der Halterung erlaubt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung sind der Ausräumer und/oder der Pflug an einem Hebel angebracht, welcher mit dem anderen Ende der Halterung verbunden ist und sich im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen dem einem und dem anderen Ende der Halterung erstreckt. Damit lassen sich der Ausräumer und/oder der Pflug einfach zwischen der Wartestellung, in welcher sie von dem an der Innenseite der Trommel haftenden Feststoffkuchen beabstandet sind, und der Schälstellung, in welcher sie das Feststoffkuchenmaterial abschälen bzw. zu der Öffnung hinfördern, verschwenken.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung ist eine Sensorik vorgesehen, mittels welcher die translatorisch und/oder rotatorische Bewegung des anderen Endes der Haltung detektierbar ist. Damit lässt sich die Position des Ausräumers und/oder des Pflugs regeln, so dass beispielsweise bestimmte Bereiche der Trommel zielgerichtet von dem Feststoffkuchen befreit werden können.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung weist der Ausräumer und/oder der Pflug wenigstens eine Reinigungsdüse auf. Mittels der Reinigungsdüse kann sich der Ausräumer und/oder der Pflug von an ihm haftenden Feststoffkuchenmaterial selbst befreien oder auch den Räumschuh reinigen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung ist eine Halterung vorgesehen, welche an ihrem einen Ende an einem Gehäuse der Zentrifuge befestigbar ist und an ihrem anderen Ende den Räumschuh aufweist, wobei das andere Ende bezüglich des einen Endes translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist. Die translatorische und/oder rotatorische Beweglichkeit des Räumschuhs, die sich somit ergibt, erlaubt es, diesen zwischen seiner Wartestellung und seiner Räumstellung zu bewegen, wodurch die Öffnung von dem anhaftenden, abgeschälten Feststoffkuchenmaterial befreit wird. Vorzugsweise führt der Räumschuh eine translatorische Bewegung zum Durchstoßen der Öffnung für ein Befreien derselben von dem Feststoffkuchenmaterial aus.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung weist der Räumschuh in der Richtung seiner Bewegung zum Ausräumen des Feststoffkuchenmaterials aus der Öffnung einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. D. h., dass ein Räumschuh, welcher translatorisch bewegt wird, auch in dieser Richtung einen konstanten Querschnitt aufweist. Somit kann eine Kollision zwischen Bereichen des Räumschuhs und der Öffnung, wenn sich dieser in die Öffnung wenigstens teilweise hineinbewegt bzw. durch diese hindurchbewegt wird, um seine Räumstellung einzunehmen, vermieden werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung weist der Räumschuh eine Oberseite, an welcher er an dem anderen Ende der Halterung befestigt ist, und eine Unterseite auf, welche schräg bezüglich der Oberseite verläuft. Dabei ist die Oberseite in dem in der Zentrifuge eingebauten Zustand im Wesentlichen parallel zu dem Boden der Trommel ausgerichtet, während die Unterseite im Wesentlichen oberhalb der Öffnung in einer Pflugstellung des Räumschuhs angeordnet ist. Die Unterseite des Räumschuhs leitet dann ihr von beispielsweise dem Pflug der Schälvorrichtung zugeleitetes, abgeschältes Feststoffkuchenmaterial durch die Öffnung hindurch.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung ist der Räumschuh ringsegmentförmig ausgebildet. Öffnungen am Boden einer Trommel einer Vertikalzentrifuge werden bevorzugt ringsegmentförmig ausgebildet, da sie einen im Wesentlichen ringförmigen Bereich um den Trommeldom für ein Austragen des abgeschälten Feststoffkuchens freigeben sollen. Damit der Räumschuh nun möglichst passgenau durch die im Wesentlichen ringsegmentförmigen Öffnungen bewegt werden kann, ist es erforderlich diesen ebenfalls ringsegmentförmig auszubilden. Die Passgenauigkeit zwischen Räumschuh und den Öffnungen ermöglicht eine nahezu vollständige Befreiung der Öffnungen von an diesen haftendem Feststoffkuchenmaterial.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung weist der Räumschuh wenigstens eine Reinigungsdüse auf. Mittels der Reinigungsdüse kann sich der Räumschuh von an ihm haftendem Feststoffkuchenmaterial selbst befreien oder auch den Ausräumer und/oder den Pflug reinigen.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Öffnung in dem Boden der Trommel der erfindungsgemäßen Zentrifuge zur Mitte hin angeordnet, d. h. zur Drehachse der Trommel hin und/oder im Bereich der Drehachse der Trommel. Dabei liegt die wenigstens eine Öffnung vorzugsweise auf einem mit der Drehachse der Trommel konzentrischen Ringabschnitt und/oder ist die wenigstens eine Öffnung mittels eines (weiteren) mit der Drehachse der Trommel konzentrischen Ringschnitt von der Innenseite der Trommel beabstandet vorgesehen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge weist der Boden der Trommel einen Trommeldom auf, welcher im Wesentlichen konzentrisch mit der Drehachse der Trommel vorgesehen ist und von welchem sich mehrere Speichen im Wesentlichen radial zur Drehachse der Trommel zu einem Ringabschnitt erstrecken und mit diesem innenseitig zum Bilden mehrer Öffnungen verbunden sind, wobei der Ringabschnitt außenseitig mit der Innenseite der Trommel verbunden ist. Während des Zentrifugierens ist das zu zentrifugierende Material zur Innenseite der Trommel hin angeordnet.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge nimmt die wenigstens eine Öffnung in dem Boden der Trommel den Querschnitt des Räumschuhs im Wesentlichen passgenau auf. Die sich hieraus ergebenden Vorteile wurden bereits im Zusammenhang der Räumschuhvorrichtung dargestellt.
Vorzugsweise ist die wenigstens eine Öffnung in etwa ringsegmentförmig ausgebildet. Auch hierzu wurde bereits im Zusammenhang mit der Räumschuhvorrichtung ausgeführt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge weist die Zentrifuge ein Gehäuse auf, an welchem die Halterung der erfindungsgemäßen Schälvorrichtung und/oder die Halterung der erfindungsgemäßen Räumschuhvorrichtung befestigt sind. Die Befestigung erfolgt dabei jeweils an dem einem Ende der Halterung der Schälvorrichtung bzw. der Räumschuhvorrichtung.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge erstrecken sich die Schälvorrichtung und/oder die Räumschuhvorrichtung von dem Gehäuse weg durch eine obere Öffnung der Trommel hindurch, in die sie hinein und im Wesentlich parallel zur Drehachse der Trommel. Die obere Öffnung liegt dabei vorzugsweise dem Trommelboden gegenüber. Damit können der Ausräumer und/oder der Pflug sowie der Räumschuh einfach in die Schälstellung bzw. in die Räumstellung gebracht werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge neigt sich der Pflug in der Schälstellung des Ausräumers wenigstens abschnittsweise zu der Drehachse der Trommel hin. Somit erhält das auf den Pflug auftreffende, abgeschälte Feststoffkuchenmaterial eine Bewegungskomponente hin zur Drehachse der Trommel und bewegt sich somit hin zu der wenigstens einen, zur Mitte des Trommelbodens hin angeordneten Öffnung.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge weist der Räumschuh zwischen der Wartestellung und der Räumstellung eine Pflugstellung auf, in welcher seine Unterseite oberhalb der wenigstens einen Öffnung und dieser zugewandt derart angeordnet ist, dass sie das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial in die wenigstens eine Öffnung hineinleitet.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge weist die Zentrifuge einen Zentrifugierbetrieb mit einer ersten Trommeldrehzahl, in welchem das zu zentrifugierende Material entwässert oder klassiert und sich der Ausräumer in der Wartestellung befindet, und einen Schälbetrieb mit einer zweiten Trommeldrehzahl auf, in welchem der Ausräumer in der Schälstellung angeordnet ist und das an der Innenseite angelagerte Feststoffkuchenmaterial abschält, wobei die zweite Trommeldrehzahl vorzugsweise kleiner als die erste Trommeldrehzahl vorgesehen ist. Somit kann das Feststoffkuchenmaterial auf einfach Weise abgeschält werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist der Räumschuh im Schälbetrieb der Zentrifuge in der Pflugstellung anordbar. Dabei ist der Räumschuh vorzugsweise zu dem Ende des Pflugs, welches von dem Ausräumer abgewandt ist, derart benachbart angeordnet, dass das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial von dem Pflug unter die Unterseite des Räumschuhs geleitet wird. Die zum Trommelboden schräge Unterseite des Räumschuhs verleiht dem abgeschälten Feststoffkuchenmaterial eine Bewegungskomponente durch die wenigstens eine Öffnung in dem Trommelboden hindurch. Somit kann das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial sehr effektiv aus der Trommel ausgetragen werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist ein Ausräumbetrieb vorgesehen, in welchem die Trommel still steht und der Räumschuh zwischen seiner Wartestellung oder Pflugstellung und seiner Räumstellung zum Austragen des Feststoffkuchenmaterials aus der wenigstens einen Öffnung bewegbar ist. Dabei wird der Räumschuh – in Richtung der Drehachse der Trommel gesehen – innerhalb der Öffnung bei einem kleiner als passgenau ausgebildeten Räumschuh oder sogar deckungsgleich (bei einem passgenau ausgebildeten Räumschuh) mit der Öffnung angeordnet. Somit wird eine Kollision zwischen Trommel und Räumschuh verhindert, wenn sich dieser in der Räumstellung befindet.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge sind in der Innenseite der Trommel Reinigungsdüsen zum Reinigen der Schälvorrichtung und/oder der Räumschuhvorrichtung vorgesehen. Somit können die Schälvorrichtung und/oder die Räumschuhvorrichtung einfach von an diesen haftendem Feststoffkuchenmaterial befreit werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist das zu zentrifugierende Material als Titandioxid, Nanopartikel oder anderem feinem und feinstem Material mit in etwa vergleichbaren Eigenschaften, insbesondere rheologischen Eigenschaften, ausgebildet. Bei den Nanopartikeln handelt es sich insbesondere um Nanopartikel für die Pigmentherstellung. Insbesondere sind vorliegend Schlämme dieser Materialien gemeint. Diese Materialien bilden nach dem Zentrifugieren ein sehr kompaktes, stark an den Komponenten der Zentrifuge haftendes und zur Klumpenbildung neigendes Feststoffkuchenmaterial.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Zentrifuge mit einer Schälvorrichtung und einer Räumschuhvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 einen Schnitt A-A aus 1;
3 die Schälvorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht;
4 die Räumschuhvorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht; und
5 eine Ansicht B aus 4.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt perspektivisch einen Längsschnitt durch eine Zentrifuge 1 samt einer Schälvorrichtung 2 und einer Räumschuhvorrichtung 3 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Zentrifuge 1 weist eine vertikal gelagerte Trommel 4 auf. Das heißt, dass die Trommel 4 eine Drehachse 5 aufweist, welche im Wesentlichen senkrecht zum Erdboden 7 ausgerichtet ist.
Die Trommel 4 weist eine in etwa ringförmige Wand 6 auf, die im Wesentlichen konzentrisch mit der Drehachse 5 angeordnet ist. Die Wand 6 ist vorliegend gelocht (eines der Löcher ist beispielhaft mit dem Bezugszeichen 6a bezeichnet) ausgebildet. Die Wand 6 kann aber genauso gut ungelocht ausgebildet sein. Die Trommel 4 weist weiterhin einen Boden 11 auf, der die Wand 6 unterseitig (also zum Erdboden 7 hin) verschließt, während die Wand 6 oberseitig (also vom Erdboden 7 abgewandt) eine Öffnung 12 besitzt. Vorzugsweise weist die Trommel 4 weiterhin konzentrisch mit der Drehachse 5 einen Trommeldom 13 auf, welcher zwischen sich und der Wand 7 im Wesentlichen einen Ringraum 14 bildet Der Trommeldom 13 nimmt eine nicht weiter dargestellte Halterung auf, welche die Drehachse 5 bildet. Der Boden 11 der Trommel 4 setzt sich aus Speichen 15, beispielsweise fünf Speichen, und einem Ringabschnitt 16 zusammen. Die Speichen 15 sind gleichmäßig voneinander beabstandet an dem Umfang des Trommeldoms 13 angeordnet. Dies ist aus 2 zu erkennen, welche einen Schnitt A-A aus 1 zeigt. Die Spei chen 15 erstrecken sich radial von dem Trommeldom 13 zu dem Ringabschnitt 16 hin. Dabei werden Öffnungen 17 gebildet, welche von dem Trommeldom 13, jeweils zwei Speichen 15 und dem Ringabschnitt 16 begrenzt sind. Vorliegend werden fünf Öffnungen 17 in dem Boden 11 gebildet.
Die Zentrifuge 1 weist weiterhin ein bezüglich des Erdbodens 7 feststehendes Gehäuse 21 auf, welches nur teilweise dargestellt ist. An dem Gehäuse 21 sind gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Schälvorrichtung 2 und die Räumschuhvorrichtung 3 angeflanscht. Sowohl die Schälvorrichtung 2 als auch die Räumschuhvorrichtung 3 erstrecken sich von dem Gehäuse 21 weg durch die obere Öffnung 12 der Trommel 4 hindurch, in diese hinein und im Wesentlichen parallel zu der Drehachse 5 der Trommel 4.
In 1 sind die Schälvorrichtung 2 sowie die Räumschuhvorrichtung 3 gegenüber 2 aus Gründen der Übersichtlichkeit etwas versetzt dargestellt worden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schälvorrichtung 2 sowie die Räumschuhvorrichtung 3 jedoch eigentlich wie in 2 dargestellt angeordnet.
Die Schälvorrichtung 2 ist in 3 perspektivisch dargestellt. Die Schälvorrichtung 2 weist einen Ausräumer 22 auf, welcher an seinem einen Ende mit einer Schneide 23 versehen ist. Die Schneide 13 kann aus einem verschleißfesten Werkstoff (z. B. Wolframcarbid) bestehen und austauschbar ausgeführt sein. An dem einen Ende, im Wesentlichen gegenüberliegenden, anderen Ende des Ausräumers 22 ist ein Pflug 24 angebracht. Wie aus 2 zu erkennen, weist die im Wesentlichen flächig ausgebildete Schneide 23 eine Ebene 25 auf, welche mit der Ebene 26 des im Wesentlichen flächig ausgebildeten Pflugs 24 einen Winkel 27 bildet. Die Ebene 26 des Pflugs 24 ist zur Drehachse 5 der Trommel 4 hin geneigt.
Wie in 3 zu sehen, ist der Ausräumer 22 mittels eines Hebels 31 an einem Ende 32 einer beweglichen Halterung 33, vorzugsweise in Form einer Welle, befestigt. Die Halterung 33 ist an ihrem anderen Ende 34, wie bereits beschrieben, an dem Gehäuse 21 angeflanscht. Das Ende 32 ist bezüglich des Endes 34 sowohl rotatorisch als auch translatorisch verstellbar. Hierfür weist die Halterung 33 geeignete hydraulische und/oder elektromechanische Mittel auf. Der Ausräumer 22 samt dem Pflug 24 ist somit mittels der Halterung 33 in der mit dem Pfeil 35A gekennzeichneten Richtung translatorisch und in der mit dem Pfeil 35B gekennzeichneten Richtung rotatorisch verstellbar. Die translatorische und rotatorische Verstellung wird dabei von Sensoren 35 detektiert und von einer mit dieser verbundenen Steuereinrichtung gesteuert.
Die Räumschuhvorrichtung 3 wird nachfolgend im Zusammenhang mit der perspektivischen Darstellung in 4 sowie mit 5, welche eine Ansicht B aus 4 zeigt, nachfolgend näher erläutert.
Die Räumschuhvorrichtung 3 weist einen Räumschuh 36 auf, welcher an einem Ende 32 einer Halterung 33 befestigt ist. Die Halterung aus 4 entspricht dabei im Wesentlichen dem aus 3 und wird daher nachfolgend nicht weiter beschreiben. Die Halterung 33 wurde der Übersichtlichkeit halber in 5 nicht dargestellt. Der Räumschuh 36 ist in der mit dem Pfeil 41 gekennzeichneten Richtung mittels der Halterung 33 bezüglich des Endes 34 translatorisch verstellbar.
Der Räumschuh 36 ist im Wesentlichen ringsegmentförmig und passgenau mit jeder der Öffnungen 17 ausgebildet und weist eine Oberseite 37 auf, mittels der er an dem Ende 32 der Halterung 32 befestigt ist. Der Räumschuh 36 weist weiterhin eine Unterseite 38 auf, wie 5 zu entnehmen, welche im in die Zentrifuge 1 eingebauten Zustand der Räumschuhvorrichtung 3 schräg zum Boden 11 der Trommel 4 ausgerichtet und oberhalb des Bodens 11 angeordnet ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verläuft die Unterseite 38 des Räumschuhs 36 auch schräg zur Oberseite 37 des Räumschuhs. Der Räumschuh 36 weist in der Richtung 41 einen im Wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt auf.
Auf die vorstehende, im Wesentlichen konstruktive Beschreibung der Zentrifuge 1 folgt nun eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Wirkprinzips.
Zunächst wird eine vorbestimmte Menge zu zentrifugierendes Material, beispielsweise Titandioxidschlamm, in den Ringraum 14 eingebracht. Dabei können der Ausräumer 22 samt Pflug 24 sowie der Räumschuh 36 mittels Betätigen ihrer jeweiligen Halterung 33 jeweils in einer Wartestellung außerhalb der Trommel 4 angeordnet sein. Alternativ können der Ausräumer 22 samt Pflug 24 sowie der Räumschuh 36 auch beispielsweise lediglich gegenüber der Darstellung in 1 weiter oben positioniert sein. Der Ausräumer 22 ist dabei derart verschwenkt, dass er vergleichsweise weit von einer dem Ringraum 14 zugewandten Seite der Wand 6, nachfolgend als Innenseite 42 bezeichnet, beabstandet ist, um einen sich nun anschließenden Zentrifugierbetrieb nicht zu behindern. Zum Zentrifugieren wird die Trommel 4 um die Drehachse 5 mittels eines nicht weiter dargestellten Antriebs mit einer hohen Drehzahl rotiert. Dabei werden dem Schlamm Flüssigkeit und/oder feine Partikel entzogen (dies kann beispielsweise durch Entwässerung und/oder Klassieren erfolgen) und zurück bleibt ein lediglich teilweise dargestelltes Feststoffkuchenmaterial 43, welches vergleichsweise fest an der Innenseite 42 der Wand 6 haftet.
Anschließend wird der Ausräumer 22 samt dem Pflug 24 in die in 2 darstellte Schälstellung gebracht. Die Trommel 4 dreht nun in einem Schälbetrieb der Zentrifuge mit einer vergleichsweise niedrigen Drehzahl im Uhrzeigersinn, wie in 2 mit dem Bezugszeichen 44 angedeutet. Dabei kommt die Schneide 23 in Kontakt mit dem Feststoffkuchenmaterial 43 und trägt diesen ab. Das abgetragene Feststoffkuchenmaterial 45 bewegt sich jedoch aufgrund seines Impulses weiter im Wesentlichen parallel zur Ebene der Schneide 25. Um dies zu erreichen ist beispielsweise die Drehgeschwindigkeit der Trommel 4 geeignet eingestellt. Anschließend trifft das abgetragene Material 45 auf den Pflug 24 und wird von diesem zu der Öffnung 17 hingeleitet. Der Räumschuh 36 ist in 2 gestrichelt dargestellt, da sein äußerer Umriss an den Rand der Öffnung 17 grenzt und an sich nicht von diesem zu unterscheiden wäre. Des besseren Verständnisses halber ist er jedoch in 2 dargestellt worden.
Der Räumschuh 36 befindet sich in 1 in seiner Pflugstellung und ist dabei derart benachbart zu dem Ende des Pflugs 24 angeordnet, dass das abgetragene Material 45 in der Richtung des Pfeils 46 unter die Unterseite 38 des Räumschuhs 36 seine Bewegung fortsetzt. Die schräge Unterseite 38 leitet dann das abgetragene Material 45 nach unten durch die Öffnung 17 hindurch. Die Trommel 4 wird solange weiter gedreht, bis der Feststoffkuchen 43 vollständig abgetragen ist oder beispielsweise von nicht weiter dargestellten Sensoren festgestellt wird, dass eine oder mehrere der Öffnungen 17 von abgeschältem Feststoffkuchenmaterial 49 verstopft sind. Dann wird die Trommel 4 angehalten, und zwar derart, dass der Räumschuh 36 in Richtung der Drehachse 5 gesehen innerhalb einer der Öffnungen 17 angeordnet ist, wie 2 zu entnehmen. Dann wird der Räumschuh 36 in die in 1 gestrichelt dargestellte Räumstellung in einem Ausräumbetrieb der Zentrifuge nach unten verfahren und räumt dabei in der Öffnung 17 haftendes Feststoffkuchenmaterial 49 nach unten aus dieser aus. Dieser Prozess kann für jede der Öffnungen 17 wiederholt werden.
Vorzugsweise weisen der Räumschuh 36 und der Ausräumer 22 Reinigungsdüsen 47 beziehungsweise 48 auf, mittels derer sie sich entweder selbst oder gegenseitig reinigen können. Durch die Reinigungsdüsen 47, 48 wird ein Fluid, beispielsweise Wasser, mit hohem Druck geleitet. Somit kann selbst auch an der Schälvorrichtung 2 beziehungsweise der Räumschuhvorrichtung 3 haftendes Feststoffkuchenmaterial entfernt werden.
Nun ist die Trommel 4 weitgehend von dem Feststoffkuchen 49 befreit und es kann beispielsweise wieder neues, zu zentrifugierendes Material in den Ringraum 14 eingebracht werden. Hiernach können die bereits aufgeführten Schritte wiederholt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispiels vorliegend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf Vertikalzentrifugen beschränkt.

1: Zentrifuge
2: Schälvorrichtung
3: Räumschuhvorrichtung
4: Trommel
5: Drehachse
6: Wand
6a: Loch
7: Erdboden
11: Boden
12: Öffnung
13: Trommeldom
14: Ringraum
15: Speichen
16: Ringabschnitt
17: Öffnungen
21: Gehäuse
22: Ausräumer
23: Schneide
24: Pflug
25: Ebene
26: Ebene
27: Winkel
31: Hebel
32: Ende
33: Halterung
34: Ende
35: Sensoren
35a: Pfeil
35b: Pfeil
36: Räumschuh
37: Oberseite
38: Unterseite
41: Pfeil
42: Innenseite
43: Feststoffkuchenmaterial
44: Drehsinn
45: abgetragenes Feststoffkuchenmaterial
46: Richtung
47: Sprühdüse
48: Sprühdüse
49: haftendes Feststoffkuchenmaterial

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10104553 A1 [0005]

Claims

Schälvorrichtung (2) zum Abschälen eines Feststoffkuchenmaterials (43) von der Innenseite (42) einer Trommel (4) einer Zentrifuge (1), mit: – einem Ausräumer (22), welcher zwischen einer Wartestellung für ein Zentrifugieren eines in die Trommel (4) eingebrachten Materials zum Bilden des Feststoffkuchenmaterials (43) und einer Schälstellung für das Abschälen des gebildeten Feststoffkuchenmaterials (43) von der Innenseite (42) verstellbar ist; und – einem Pflug (24), welcher bezüglich des Ausräumers (22) in der Schälstellung derart angeordnet ist, dass er das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial (45) zu wenigstens einer Öffnung (17) in der Trommel (4) zum Austragen desselben aus der Trommel (4) hinleitet.
Schälvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausräumer (22) ein Ende, welches mit einer Schneide (23) ausgebildet ist, und ein anderes Ende aufweist, an welchem der Pflug (24) insbesondere einstückig angebracht ist.
Schälvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pflug (24) winklig auf der Ebene (25) der Schneide (23) des Ausräumers (22) steht und/oder sich aus dieser herauskrümmt.
Schälvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (33) vorgesehen ist, welche an ihrem einen Ende (34) an einem Gehäuse (21) der Zentrifuge (1) befestigbar ist und an ihrem anderen Ende (32) den Ausräumer (22) und/oder den Pflug (24) aufweist, wobei das ande re Ende (32) bezüglich des einen Endes (34) translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist.
Schälvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausräumer (22) und/oder der Pflug (24) an einem Hebel (31) angebracht sind, welcher mit dem anderen Ende (32) der Halterung (33) verbunden ist und sich im Wesentlichen senkrecht zu einer gedachten Verbindungslinie zwischen dem einen und dem anderen Ende (34; 32) der Halterung (33) erstreckt.
Schälvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik (35) vorgesehen ist, mittels welcher die translatorische und/oder rotatorische Bewegung (35a; 35b) des anderen Endes (32) der Halterung (33) detektierbar ist.
Schälvorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausräumer (22) und/oder der Pflug (24) wenigstens eine Reinigungsdüse (47) aufweist.
Räumschuhvorrichtung (3) zum Ausräumen von abgeschältem Feststoffkuchenmaterial (49), welches in einer Öffnung (17) in einer Trommel (4) einer Zentrifuge (1) haftet, mit einem Räumschuh (36), welcher zwischen einer Wartestellung, in der er außerhalb der Öffnung (17) angeordnet ist, und einer Räumstellung, in der er wenigstens teilweise innerhalb der Öffnung (17) angeordnet ist, für das Ausräumen des Feststoffkuchenmaterials (49) aus der Öffnung (17) bewegbar ist.
Räumschuhvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (33) vorgesehen ist, welche an ihrem einen Ende (34) an einem Gehäuse (21) der Zentrifuge (1) befestigbar ist, und an ihrem anderen Ende (32) den Räumschuh (36) aufweist, wobei das andere Ende (32) bezüglich des einen Endes (34) translatorisch und/oder rotatorisch bewegbar ist.
Räumschuhvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) in der Richtung (41) seiner Bewegung zum Ausräumen des Feststoffkuchenmaterials (49) aus der Öffnung (17) einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.
Räumschuhvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) eine Oberseite (37), an welcher er an dem anderen Ende (22) der Halterung (33) befestigt ist, und eine Unterseite (38) aufweist, welche schräg bezüglich der Oberseite (37) verläuft.
Räumschuhvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) im Wesentlichen ringsegmentförmig ausgebildet ist.
Räumschuhvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) wenigstens eine Reinigungsdüse (48) aufweist.
Zentrifuge (1) mit Untenentleerung, mit: – einer vertikalen Trommel (4) zur Aufnahme von zu zentrifugierendem Material, welche um ihre Drehachse (5) zum Zentrifugieren des Materials und damit Bilden eines Feststoffkuchenmaterials (43) drehbar ist, wobei die Trommel (4) eine Innenseite (42) und einen Boden (11) mit wenigstens einer Öffnung (17) zum Austragen des gebildeten Feststoffkuchenmaterials (43) aus der Trommel (4) aufweist; und – einer Schälvorrichtung (2) nach Anspruch 1 und/oder einer Räumschuhvorrichtung (3) nach Anspruch 8.
Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) der Trommel (4) einen Trommeldom (13) aufweist, welcher im Wesentlichen konzentrisch mit der Drehachse (5) der Trommel (4) vorgesehen ist und von welchem sich mehrere Speichen (15) im Wesentlichen radial zur Drehachse (5) der Trommel (4) zu einem Ringabschnitt (16) erstrecken und mit diesem innenseitig zum Bilden mehrerer Öffnungen (17) verbunden sind, wobei der Ringabschnitt (16) außenseitig mit der Innenseite (42) der Trommel (4) verbunden ist.
Zentrifuge nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öffnung (17) in dem Boden (11) der Trommel (4) den Querschnitt des Räumschuhs (36) im Wesentlichen passgenau aufnimmt.
Zentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Öffnung (17) in etwa ringsegmentförmig ausgebildet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 14 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (1) ein Gehäuse (21) aufweist, an welchem die Halterung (33) der Schälvorrichtung (2) und/oder die Halterung (33) der Räumschuhvorrichtung (3) befestigt ist.
Zentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Halterung (33) der Schälvorrichtung (2) und/oder die Halterung (33) der Räumschuhvorrichtung (3) von dem Gehäuse (21) weg durch eine Öffnung (12) in der Trommel (4) hindurch, in diese hinein und im Wesentlichen parallel zur Drehachse (5) der Trommel (4) erstreckt.
Zentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Pflug (24) in der Schälstellung des Ausräumers (22) sich wenigstens abschnittsweise zu der Drehachse (5) der Trommel (4) hin neigt.
Zentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) zwischen der Wartestellung und der Räumstellung eine Pflugstellung aufweist, in welcher seine Unterseite (38) oberhalb der wenigstens einen Öffnung (17) und dieser zugewandt derart angeordnet ist, dass sie das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial (45) in die wenigstens eine Öffnung (17) hineinleitet.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifuge (1) einen Zentrifugierbetrieb mit einer ersten Trommeldrehzahl, in welchem das zu zentrifugierende Material klassiert oder entwässert und sich der Ausräumer (22) in der Wartestellung befindet, und einen Schälbetrieb mit einer zweiten Trommeldrehzahl aufweist, in welchem der Ausräumer (22) in der Schälstellung angeordnet ist und das an der Innenseite angelagerte Feststoffkuchenmaterial (43) abschält, wobei die zweite Trommeldrehzahl vorzugsweise kleiner als die erste Trommeldrehzahl vorgesehen ist.
Zentrifuge nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Räumschuh (36) im Schälbetrieb der Zentrifuge (1) in der Pflugstellung anordbar ist, wobei der Räumschuh (36) vorzugsweise zu dem Ende des Pflugs (24), welches von dem Ausräumer (23) abgewandt ist, derart benachbart angeordnet, dass das abgeschälte Feststoffkuchenmaterial (45) von dem Pflug (24) unter die Unterseite (38) des Räumschuhs (36) geleitet wird.
Zentrifuge nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, weiterhin ein Ausräumbetrieb vorgesehen ist, in welchem die Trommel (4) still steht und der Räumschuh (36) zwischen seiner Wartestellung oder Pflugstellung und seiner Räumstellung zum Austragen der Feststoffkuchenmaterials (49) aus der wenigstens einen Öffnung (17) bewegbar ist.
Zentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrifugierende Material eine Suspensionen von Titandioxid oder Nanopartikeln, insbesondere für die Pigmentherstellung, aufweist.