DE102008023383A1

DE102008023383A1 - Zentrifuge mit einer mit einem Trenntellerpaket versehenen Trommel

Info

Publication number: DE102008023383A1
Application number: DE102008023383A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. Mackel; Helga Tietz
Original assignee: GEA Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2009-11-19
Also published as: EP2310135A1; WO2009138196A1; EP2310135B1; US20110212821A1; CN102026728A; CN102026728B; US8734311B2

Abstract

Eine Zentrifuge, insbesondere kontinuierlich arbeitender Separator, mit einer Trommel (1) mit vertikaler Drehachse (D), die vorzugsweise einen einfachen oder doppelt konischen Innenmantel aufweist, sowie einem Zulaufrohr (2), welches in einen Verteiler (3) mit wenigstens zwei oder mehr umfangsverteilten Verteilerkanälen (6) mündet, sowie mit einem Tellerpaket (7) aus Trenntellern (8), zeichnet sich dadurch aus, dass am Außenumfang des Tellerpakets (7) wenigstens zwei oder mehr rohrartige Elemente (14) verteilt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, insbesondere einen Separator, mit einer Trommel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Separatoren sind an sich seit langem bekannt. Verbesserungsbedarf besteht nach wie vor in Hinsicht auf die Art und Weise der Zuleitung des Schleudergutes in das Trenntellerpaket, und zwar insbesondere dann, wenn die Zentrifuge derart gestaltet ist, dass das Schleudergut in der Trommel radial von außen in das Trenntellerpaket strömt.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Zuleitung des zu verarbeitenden Schleudergutes in das Tellerpaket in der Trommel zu optimieren.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Danach sind am Außenumfang des Tellerpakets wenigstens eines oder mehrere rohrartige Elemente angeordnet, so dass auf einfache Weise eine steigekanalähnliche Zuleitung des zu verarbeitenden Produktes in das Trenntellerpaket erfolgt, und zwar nach einer möglichen – aber nicht zwingenden – Variante über dessen gesamte axiale Höhe verteilt.
Der Begriff der rohrartigen Elemente ist nicht zu eng zu fassen. Er umfasst insbesondere verschiedenste Formen nicht umfangsgeschlossener Rohre oder Rinnen. Besonders vorteilhaft ist eine halbzylindrische rinnenartige Form, wobei die offene Seite dieser Rinnen radial nach innen hin gerichtet wird. Die Rinnen können einen halb kreisförmigen Querschnitt aber beispielsweise auch einen abgeflachten oder winkligen Querschnitt aufweisen.
Die Erfindung schafft auch den Gegenstand des nebengeordneten und selbstständig für sich – aber auch in Weiterbildung des Anspruchs 1 – erfinderischen Anspruchs 22, nach dem auch bereits eine optimierte Einleitung des zu verarbeitenden Produktes in den Trenntellerstapel in der Trommel erreicht wird. Eine besonders vorteilhafte Produktzuführung wird erreicht, wenn eines der Alternativen dieses Anspruchs mit den rohrartigen Elementen kombiniert wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung Anhang von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht eines Teilbereiches einer Separatortrommel;
2a eine perspektivische Ansicht eines Teilbereiches der Separatortrommel aus 1;
2b eine perspektivische Ansicht eines Teilbereiches einer weiteren Separatortrommel;
3 eine Schnittansicht eines Teilbereiches einer dritten Separatortrommel, und
4 eine Schnittansicht eines Teilbereiches einer vierten Separatortrommel.
1 und 3 zeigen einen Teilbereich eines Unterteils einer für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegten Trommel 1 mit vertikaler Drehachse D einer hier in bevorzugter Ausgestaltung als Separator ausgebildeten Zentrifuge.
Die Trommel 1 weist vorzugsweise sowohl einen einfach oder doppelt konischen Innenmantel als auch einen einfach oder doppelt konischen Außenmantel auf. Die Trommel 1 ist hier mehrteilig ausgebildet und weist einen Trommelverschlussring 24 auf, der ein Trommelunterteil 1a und ein Trommeloberteil 1b der Trommel 1 zusammenhält.
Die Trommel 1 weist ein Zulaufrohr 2 auf, welches in einen Verteiler 3 mündet, der einen ersten rohrartigen Abschnitt 4 und einen sich daran anschließenden, sich konisch aufweitenden Abschnitt 5 aufweist.
Der Abschnitt 5 ist umfangsverteilt mit sich hier relativ zur vertikalen Drehachse D in radialer Richtung schräg nach unten sowie außen erstreckenden Verteilerkanälen 6 versehen, die hier in besonders bevorzugter Ausgestaltung rohrförmig zylindrisch ausgebildet sind.
Auf dem Verteiler 3 ist ein Tellerpaket 7 aus Trenntellern 8 (trennend und/oder klärend wirkend) angeordnet, zwischen denen jeweils ein Abstandsspalt ausgebildet ist, dessen Höhe von Laschen 9 bestimmt wird.
Die Trommel 1 weist wenigstens einen oder mehrere Flüssigkeitsauslaß/-lässe wie z. B. Schälscheiben auf (hier nicht dargestellt) sowie umfangsverteilt im Bereich des größten Durchmessers der innen vorzugsweise einfach oder doppelt konischen Trommel 1 Feststoffaustragsöffnungen 10, die hier mit Hilfe eines vorzugsweise fluidbetätigten Kolbenschiebers 11 in der Trommel 1 geöffnet und verschlossen werden können, um eine Feststoffphase aus der Trommel auszutragen.
Der Kolbenschieber 11 wird vorzugsweise hydraulisch betätigt, wozu ein Hydrauliksystem mit einer Steuerwasserzuleitungsbohrung 21, einem Steuerventil 23, einer Steuerwasserableitungsbohrung 22 und/oder eine Steuerwasserzuführung 25 vorgesehen sein können.
In die Trommel 1 zu leitendes Schleudergut wird durch das Zulaufrohr 2 und die Verteilerkanäle 6 um den unteren äußeren Rand 12 des Verteilers herum in das Tellerpaket bzw. die Spalte zwischen den Trenntellern geleitet.
Vorzugsweise sind jeweils unterhalb des Mündungsbereiches jedes Verteilerkanals 6 rinnenartige Vertiefungen als Umlenkungsbereiche 13 in der zum Trommelinnenraum bzw. Tellerpaket 7 gewandten Fläche des Kolbenschiebers 11 ausgebildet, die sich von diesem Bereich wiederum vorzugsweise radial etwas – z. B. einige wenige Zentimeter – bis über den äußeren Umfang des Tellerpakets 7 radial hinaus erstrecken und in ihrem Endbereich derart konvex ausgebildet sind, dass sie einen durch die Verteilerkanä le 6 in die Trommel 1 geleiteten Produktstrom parallel zur Drehachse D radial außerhalb des größten Umfangs des Trenntellerpakets 7 axial nach oben hin in rohrartige Elemente 14 umlenken.
Die rohrartigen Elemente 14 schließen sich vorzugsweise unmittelbar radial nach außen hin an den äußeren Umfang des Trenntellerpakets 7 an und verlaufen parallel zur Drehachse der Trommel 1.
Bei Entleerungen wird der Kolbenschieber nach unten bewegt, wohingegen die rohrförmigen Elemente 14 am Trenntellerstapel verbleiben. Die rohrförmigen Elemente bilden eine Rinne aus, die aus einem durchgehenden axialen Stück (1) oder aber aus mehreren axial aneinander gesetzten Abschnitten bestehen kann (3)
Die rohrförmigen Elemente 14 ragen hier radial in den Feststoffraum 20.
Es ist auch denkbar, dass der Verteiler 5 – siehe 4 – selbst so ausgebildet wird, dass in ihm eine Umlenkung im letzten Abschnitt vor seiner Austrittsöffnung nach oben in die rohrförmigen Elemente 14 erfolgt, wobei dann z. B. im Verteiler selbst einer Art Umlenkungsbereich 13' nach Art einer rinnenförmigen Vertiefung ausgebildet sein kann. Eine derartige Ausgestaltung wäre insbesondere sinnvoll, wenn die Trommel keinen Kolbenschieber aufweist sondern beispielsweise Düsen als Feststoffaustragsöffnungen, durch welche eine kontinuierliche Entleerung einer Feststoffphase erfolgen kann.
Die Trennteller 8 sind – siehe 2 – durch die radialen Laschen 9 voneinander getrennt und bilden übereinander gelegt Tellerspalte. Die rohrförmigen Elemente 14 liegen vorzugsweise – bezogen auf die Drehrichtung der Trommel – innerhalb von zwei Laschen jeweils unmittelbar hinter den Laschen 9.
Die rohrförmigen Elemente 14 sind vorzugsweise nicht umfangsgeschlossen ausgebildet, sondern weisen radial in der Trommel 1 jeweils nach innen hin einen sich axial erstreckenden Spalt bzw. offenen Bereich (siehe 2) 15 auf, durch den das zu verarbeitende Schleudergut radial nach innen hin in das Tellerpaket 7 eintreten kann.
Vorzugsweise sind die rohrartigen Elemente 14 ferner an ihrem in der Trommel radial weiter außen liegenden Bereich mit axial beabstandeten Öffnungen 16 versehen, die in ihrem Zusammenspiel eine perforationsartige Struktur ausbilden. Durch diese Öffnungen 16 kann sich abscheidender Feststoff aus dem rohrartigen Element in den Feststoffraum 20 gelangen.
Die rohrartigen Elemente 14 können sich – müssen sich aber nicht – in vertikaler Richtung über die gesamte Höhe des Trenntellerpakets erstrecken.
Die rohrartigen Elemente 14 erlauben eine besonders gleichmäßige Verteilung und Zuleitung des zu verarbeitenden Produktes in das Trenntellerpaket 7. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn jedem der Verteilerkanäle 6 jeweils eines der rohrartigen Elemente 14 und eine Umlenkrinne 13 zugeordnet ist.
Vorzugsweise werden die rohrartigen Elemente außen am Trenntellerpaket 7 befestigt, beispielsweise an einem oder mehreren Haltetellern 19, die jeweils in einem vorgegebenen axialen Abstand zueinander zwischen die Trennteller 8 des Trenntellerpakets 7 gesetzt sind. Die rohrartigen Elemente 14 können die Halteteller 19 auch nur durchsetzen und in ihnen z. B. formschlüssig geführt sein, wobei die rohrartigen Elemente dann vorzugsweise an wenigstens einer Stelle, z. B. am untersten Halteteller verschweißt werden. Diese Art der Anordnung der rohrförmigen Elemente 14 ist besonders einfach und montagefreundlich, da die Anzahl notwendiger Verbindungen zwischen den Trenntellern und dem rohrförmigen Element auf nur einen einzigen Bereich beschränkt wird.
Die Halteteller 19 können jeweils im Abstand einer gewissen Anzahl von Trenntellern 8 im Tellerpaket 7 angeordnet sein, so dass sie einerseits die Funktion eines „normalen” Trenntellers erfüllen können und darüber hinaus mit den Laschen 17 bzw. Halterungen versehen sind.
Die Halteteller 19 können an ihrem äußeren Umfang mit ringartigen Ansätzen/Tellerlaschen 17 versehen sein, welche von den rohrartigen Elementen 14 vorzugsweise formschlüssig durchsetzt sind.
Derart werden die rohrartigen Elemente 14 auf einfache Weise in der Trommel gehalten.
Es ist denkbar, die rohrförmigen Elemente 14 mit dem Trenntellerstapel 7 z. B. an einer Stelle, insbesondere an einem Halteteller ergänzend oder alternativ zu verbinden.
Es ist auch denkbar, die rohrförmigen Elemente ergänzend am Verteiler zu befestigen.
Die rohrförmigen Elemente 14 können einstückig, aber auch mehrstückig ausgebildet sein.
So ist es beispielsweise auch denkbar, ein rohrförmiges Element aus mehreren rippenartigen Blechen zusammenzusetzen oder ein rohrförmiges Element dadurch auszubilden, dass beispielsweise zwei rippenförmige Bleche nach Art eines V oder L angeordnet werden. Ebenfalls ist die Form eines U oder Halbkreises möglich.
Wenn das rohrförmige Element mehrstückig ausgebildet ist, so sind die einzelnen Elemente 14a, b, c, ... jeweils an einem der Halteteller befestigt. Auch ein axialer Überlapp der Elemente 14a, b, ... wäre bei entsprechender Ausgestaltung denkbar.
Durch Wahl einer geeigneten Anzahl von Trenntellern zwischen den Haltetellern 19 ergibt sich wieder eine weitgehend geschlossene Rinne außen am Tellerpaket. Die verbleibenden Spalte 26 sind vernachlässigbar hinsichtlich der Wirkung des rohrartigen Elements 14
Eine Anordnung nach Art eines L setzt im Grunde voraus, dass der Grundschenkel derart angeordnet wird, dass das aus dem Verteilerkanal 6 jeweils austretende Produkt von diesem Grundschenkel in Umfangsrichtung bzw. in Drehrichtung mitgenommen wird (2b). Der zweite Schenkel verschließt den Weg radial in den Feststoffraum.
Die rohrartigen Elemente können auch radial etwas nach innen in die Tellerpakete hineinragen, beispielsweise, wenn diese an ihrem Außenumfang Aussparungen aufweisen, welche eine Art Rinne am Außenumfang des Trenntellerstapels ausbilden (hier nicht dargestellt), in welche die Ränder der rohrartigen Elemente 14 eingreifen.

1: Trommel
1a: Trommelunterteil
1b: Trommeloberteil
2: Zulaufrohr
3: Verteiler
4: rohrartiger Abschnitt
5: konischer Abschnitt
6: Verteilerkanäle
7: Tellerpaket
8: Trennteller
9: Laschen
10: Feststoffaustragsöffnungen
11: Kolbenschieber
12: äußerer Rand
13: Vertiefungen
14,: rohrartige Elemente
14a, b, c, ...: Elemente
15: Spalt
16: Öffnungen
17: Ansätze/Tellerlasche
19: Halteteller
20: Feststoffraum
21: Steuerwasserzuleitungsbohrung
23: Steuerventil
22: Steuerwasserableitungsbohrung
24: Trommelverschlussring
25: Steuerwasserzuführung
26: Spalte
D: Drehachse

Claims

Zentrifuge, insbesondere kontinuierlich arbeitender Separator, mit einer Trommel (1) mit vertikaler Drehachse (D), die vorzugsweise einen einfachen oder doppelt konischen Innenmantel aufweist, sowie ein Zulaufrohr (2), welches in einen Verteiler (3) mit wenigstens zwei oder mehr umfangsverteilten Verteilerkanälen (6) mündet, sowie mit einem Tellerpaket (7) aus Trenntellern (8), dadurch gekennzeichnet, dass am Außenumfang des Tellerpakets (7) wenigstens zwei oder mehrere rohrartige Elemente (14) verteilt sind.
Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rohrartigen Elemente (14) unmittelbar an den äußeren Umfang des Trenntellerpakets (7) anschließen.
Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) parallel zur Drehachse der Trommel (1) verlaufen.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) nicht umfangsgeschlossen ausgebildet sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) radial in der Trommel (1) jeweils nach innen hin offen ausgebildet sind, so dass das zu verarbeitende Schleudergut radial nach innen hin in das Tellerpaket (7) eintreten kann.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (4) ferner in ihrem in der Trommel radial weiter außen liegenden Bereich mit axial beabstandeten Öffnungen (16) versehen sind, die in ihrem Zusammenspiel eine perforationsartige Struktur ausbilden.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die rohrartigen Elemente (4) in vertikaler Richtung über einen Teil der axialen Höhe oder über die gesamte Höhe des Trenntellerpakets (7) erstrecken.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Verteilerkanäle (6) jeweils eines der rohrartigen Elemente (14) zugeordnet ist.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) einen rinnenartigen Querschnitt aufweisen.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) einen halbkreisförmigen oder eckigen Querschnitt aufweisen.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) einstückig ausgebildet sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) mehrstückig aus mehreren winklig zueinander angeordneten Rippen gebildet sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die offene Seite der rinnenförmigen rohrartigen Elemente (14) radial nach innen hin gerichtet ist.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) außen am Trenntellerpaket (7) geführt sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) außen am Trenntellerpaket (7) befestigt sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) am Verteiler befestigt sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) außen am Trenntellerpaket (7) an einem oder mehreren Haltetellern (19) gehalten sind, die jeweils in einem vorgegebe nen axialen Abstand zueinander zwischen die Trennteller des Trenntellerpakets (7) gesetzt sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteteller (19) an ihrem äußeren Umfang mit ringartigen Ansätzen/Tellerlaschen (17) versehen sind, welche von den rohrartigen Elementen (14) vorzugsweise formschlüssig durchsetzt sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommel (1) wenigstens einen oder mehrere Flüssigkeitauslass/auslasse aufweist, sowie umfangsverteilt im Bereich des größten Durchmessers der innen doppelt konischen Trommel (1) Feststoffaustragsöffnungen (10).
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststoffaustragsöffnungen (10) Düsen sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Feststoffaustragsöffnungen (10) ein Kolbenschieber (11) vorgeschaltet ist.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils unterhalb des Mündungsbereiches jedes Verteilerkanals (6) in die Trommel rinnenartige Vertiefungen (13) und/oder Umlenkungsbereiche (13') in der zum Trommelinnenraum gewandten Fläche des Kolbenschiebers (11) oder des Verteilers ausgebildet sind, die sich von diesem Bereich wiederum vorzugsweise radial etwas – z. B. einige wenige Zentimeter – bis über den äußeren Umfang des Tellerpakets (7) radial hinaus erstrecken und in ihrem Endbereich derart ausgebildet sind, dass sie einen durch die Verteilerkanäle (6) in die Trommel geleiteten Produktstrom parallel zur Drehachse D radial außerhalb des größten Umfangs des Tellerpakets axial nach oben hin umlenken.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkung jeweils in die rohrartigen Elemente (14) erfolgt.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (6) jeweils eine Rohrform aufweisen.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle (6) radial mit den rohrartigen Elementen (14) fluchten.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die rohrartigen Elemente (14) in Drehrichtung der Trommel (1) hinter Laschen (9) zwischen den Trenntellern (8) angeordnet sind.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslegung der Zentrifugentrommel als Düsentrommel.