DE1059841B

DE1059841B - Standstill inlet or outlet for centrifuges

Info

Publication number: DE1059841B
Application number: DEW21952A
Authority: DE
Inventors: Heinz Huster
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1957-09-27
Filing date: 1957-09-27
Publication date: 1959-06-18
Also published as: FR1210981A; GB884768A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge, bei der mindestens eine feststehende Zu- oder Ableitung gegenüber der rotierenden Trommel abzudichten ist. Die durch eine solche Leitung geförderte Flüssigkeit kann die unbehandelte Schleuderflüssigkeit, eine ihrer Komponenten oder auch eine Hilfsflüssigkeit sein.The invention relates to a centrifuge in which at least one fixed inlet or outlet is to be sealed against the rotating drum. The liquid conveyed through such a conduit can be the untreated centrifugal liquid, one of its components or an auxiliary liquid be.

Die Erläuterung der Erfindung erfolgt nachstehend an einer Zentrifugaltrommel zum Konzentrieren und Auswaschen von Feststoffen, wie sie z. B. in der Stärkeindustrie verwendet werden. Bei diesen Trommeln werden die konzentrierten Feststoffe durch Kanäle abgeleitet, die vom äußeren Teil des Trommelinnenraumes ausgehen und in deren Mündungen auswechselbare Düsen eingesetzt sind, während die spezifisch leichtere Trägerflüssigkeit die Trommel in der Nähe der Trommelachse verläßt. Die Ableitkanäle für das Konzentrat können durch die Trommelvvand direkt nach außen führen; sie können aber auch aus Röhrchen bestehen, die in einem kleineren radialen Abstand von der Trommelachse ausmünden.The invention is explained below on a centrifugal drum for concentrating and Washing out of solids, such as. B. used in the starch industry. With these drums the concentrated solids are discharged through channels in the outer part of the interior of the drum go out and in their mouths replaceable nozzles are used, while the Specifically lighter carrier liquid leaves the drum in the vicinity of the drum axis. The drainage channels for the concentrate can lead directly to the outside through the drum wall; but they can too consist of tubes that open out at a smaller radial distance from the drum axis.

Das Auswaschen der Feststoffe wird durch Einleiten von Frischwasser in den äußeren Teil des Konzentrierraumes bewirkt. Die dafür vorgesehenen Zuführungsröhrchen enden in der Nähe der Ableitkanäle für das Konzentrat. Die Menge des Waschwassers wird so bemessen, daß ein nach innen gerichteter Frischwasserstrom entsteht, der sich mit der Trägerflüssigkeit vereinigt und mit dieser durch den in der Nähe der Trommelachse gelegenen Auslaß austritt. Die nach außen geschleuderten Feststoffe müssen den nach innen gerichteten Frischwasserstrom passieren, wobei die ihnen anhaftende Trägerflüssigkeit durch Frischwasser ersetzt wird. Gleichzeitig werden etwaige spezifisch leichtere Verunreinigungen von der Waschflüssigkeit mitgenommen. Die Feststoffe treten also gewaschen mit einem Teil des Frischwassers durch die Düsen aus der Trommel aus.The solids are washed out by introducing fresh water into the outer part of the Concentration space causes. The supply tubes provided for this end near the drainage channels for the concentrate. The amount of wash water is calculated so that an inwardly directed Fresh water flow arises, which combines with the carrier liquid and with this through the outlet located near the drum axis. The solids thrown out must pass the inward stream of fresh water, with the carrier liquid adhering to them is replaced by fresh water. At the same time, any specifically lighter impurities are eliminated carried away by the washing liquid. The solids occur so washed with part of the Fresh water from the drum through the nozzles.

Es ist bekannt, daß bei gleichen Bodendrücken zweier Flüssigkeiten die Höhen der Flüssigkeitssäulen zueinander im umgekehrten Verhältnis stehen wie ihre spezifischen Gewichte. Da bei Düsenzentrifugen der Einlauf für das Schleudergut und der Einlauf für das Waschwasser in der Nähe der Trommelachse liegen, d. h. die Höhen der Flüssigkeitssäulen nicht sehr voneinander verschieden sind, kann wegen des höheren spezifischen Gewichts der Feststoffe der Druck der Suspension auf die Austrittöffnungen der Wasserzuführungsröhrchen wesentlich größer sein als der Druck des Frischwassers in den Röhrchen. Um diesen Überdruck überwinden und die Masse der Feststoffe aufwirbeln zu können, muß das Waschwasser unter zusätzlichem Druck in die Trommel eingeleitet werden. Dies macht eine dichte Anordnung der still-Stillstehende Zu- oder Ableitung
für ZentrifugenIt is known that at the same bottom pressures of two liquids, the heights of the liquid columns are in inverse proportion to their specific weights. Since the inlet for the centrifuged material and the inlet for the washing water are in the vicinity of the drum axis in jet centrifuges, i.e. the heights of the liquid columns are not very different from one another, the pressure of the suspension on the outlet openings of the water supply tube can be significant due to the higher specific gravity of the solids greater than the pressure of the fresh water in the tubes. In order to overcome this overpressure and to be able to stir up the mass of solids, the washing water must be introduced into the drum under additional pressure. This makes a dense arrangement of the still-standing inlet or outlet
for centrifuges

Anmelder:Applicant:

Westfalia Separator A. G.,
Oelde (Westf.)Westfalia Separator AG,
Oelde (Westphalia)

Heinz Huster, Clarholz (Westf.),
ist als Erfinder genannt wordenHeinz Huster, Clarholz (Westphalia),
has been named as the inventor

stehenden Einlaßvorrichtung gegenüber der rotieren-standing inlet device opposite the rotating

ao den Trommel erforderlich. Neben der Sicherstellung des Überdrucks fällt einer solchen Dichtung die Aufgabe zu, das Vermischen des Waschwassers mit anderen Flüssigkeiten in der Trommel zu verhindern.
Es ist bekannt, stillstehende und rotierende Teile mittels nachgiebiger Packungen dicht miteinander zu verbinden, wobei die stillstehende Packung den rotierenden Teil konzentrisch umfaßt und auf mechanische Weise oder durch den Druck der abzudichtenden Flüssigkeit vorgespannt und gegen den rotierenden Trommelteil gepreßt wird. Da die schleifende Fläche relativ groß ist und die Packung wegen ihrer festen Einspannung bei radialen Schwingungen der Trommel seitlich nicht ausweichen kann, ist ihr Verschleiß groß, so daß eine sichere Abdichtung nicht lange gewährleistet ist.ao the drum required. In addition to ensuring the overpressure, such a seal has the task of preventing the washing water from mixing with other liquids in the drum.
It is known to tightly connect stationary and rotating parts by means of flexible packings, the stationary packing concentrically encompassing the rotating part and being pretensioned mechanically or by the pressure of the liquid to be sealed and pressed against the rotating drum part. Since the abrasive surface is relatively large and the packing, because of its firm clamping, cannot move laterally in the event of radial vibrations of the drum, its wear is great, so that a secure seal is not guaranteed for a long time.

Um diesen Verschleiß herabzusetzen, sind solche Packungen schon so angeordnet worden, daß sie die Pendelbewegungen der rotierenden Trommel mitmachen. Zu diesem Zweck wurden am Trommelhals Kugellager vorgesehen, deren äußere Lagerschalen von einer Kugellagerhülse gehalten werden, mit der gleichzeitig auch das feststehende Anschlußstück der Zu- oder Ableitung mit der eingelegten Packung starr verbunden ist. Bei radialen Schwingungen der Trommel führt die Kugellagerhülse — und damit auch das Anschlußstück mit der Packung — die gleichen Bewegungen aus, so daß die Packung immer mit gleichbleibendem Druck am rotierenden Trommelhals anliegt. Damit die Schwingungen des Anschluß-Stückes nicht auf die festverlegte: Zu- oder Ableitung übertragen werden, ist ein flexibler Metallschlauch zwischengeschaltet.To reduce this wear, such packs have already been arranged so that they Join the pendulum movements of the rotating drum. For this purpose, the neck of the drum Ball bearings are provided, the outer bearing shells are held by a ball bearing sleeve with the at the same time also the fixed connection piece of the supply or discharge line with the inserted packing is rigidly connected. In the event of radial vibrations of the drum, the ball bearing sleeve leads - and with it also the connection piece with the packing - the same movements, so that the packing always rests on the rotating drum neck with constant pressure. So that the vibrations of the connection piece not transferred to the permanently installed: supply or discharge line is a flexible metal hose interposed.

Diese Konstruktion ist kostspielig, erschwert den Zusammenbau und das Zerlegen der Zentrifuge undThis construction is costly, makes assembling and disassembling the centrifuge difficult and difficult

«tk 909 557/175«Tk 909 557/175

die Auflagefläche der Packung am rotierenden Teil ist nach wie vor groß.the bearing surface of the pack on the rotating part is still large.

Es sind auch Stirnflächenabdichtungen bekannt, bei denen eine feststehende Scheibe aus Kohle oder einem anderen weichen Material auf einer mit der Trommel umlaufenden Lauffläche aus Hartmetall schleift. Diese Abdichtungen erfordern aber nicht nur exakt plan geschliffene Flächen, sondern es muß auch eine ebene Auflage beider Teile gewährleistet sein, wenn sich während des Betriebes die Drehachse der Trommel von der Symmetrieachse der ruhenden Trommel abweichend einstellt. Für diese Anpassung sind bei Stirnflächenabdichtungen ebenfalls flexible Metallschläuche vorgesehen.There are also end face seals are known in which a fixed disk made of carbon or a grinds other soft material on a hard metal running surface that rotates with the drum. These However, seals not only require surfaces that are ground exactly flat, they also have to be flat Support of both parts can be guaranteed if the axis of rotation of the drum is during operation sets deviating from the axis of symmetry of the drum at rest. For this adjustment are at Flexible metal hoses are also provided for end face seals.

Bei dieser Art der Abdichtung ist es aber nicht zu vermeiden, daß sich im Laufe der Zeit im weicheren Material Schleifnuten und Riefen bilden, die eine vollkommene Abdichtung verhindern.With this type of seal, however, it cannot be avoided that over time it becomes softer Material form grinding grooves and grooves that prevent a perfect seal.

Man ist deshalb immer mehr zu Manschettendichtungen übergegangen, die relativ billig und leicht auswechselbar anzubringen sind und je nach Ausbildung der Dichtlippe eine kleine Auflagefläche und eine hohe Eigenelastizität aufweisen. Wo sie bisher verwendet wurden, sind sie mit ihrem Befestigungsflansch entweder in einem feststehenden Teil eingespannt und schleifen an einem rotierenden oder sie sind an der Trommel befestigt und schleifen rotierend an einem feststehenden unbeweglichen Zu- oder Ablaufrohr. Ungenaues Zentrieren der feststehenden Zu- und Ableitung, schlechtes Auswuchten der Trommel und alle die Lage der Drehachse beeinflussenden Faktoren wirken sich auch auf diese Dichtung verschleißend aus und machen die Zu- oder Ableitung einer Flüssigkeit unter Druck und ihre Abdichtung gegenüber anderen Flüssigkeiten zunichte.There has therefore been an increasing trend towards sleeve seals, which are relatively cheap and easy to replace must be attached and, depending on the design of the sealing lip, a small contact surface and a high one Have inherent elasticity. Where they have been used so far, they are with their mounting flange either clamped in a fixed part and grind on a rotating part or they are on the The drum is attached and grinds rotating on a fixed immovable inlet or outlet pipe. Inaccurate centering of the fixed inlet and outlet, poor balancing of the drum and all Factors influencing the position of the axis of rotation also have a wearing effect on this seal and make the supply or discharge of a liquid under pressure and its sealing against others Liquids nullify.

Das Zentrieren der stillstehenden und rotierenden Teile zueinander kann nur bei ruhender Trommel durchgeführt werden. Nun kann aber durch die Kreiselkräfte die Drehachse-der rotierenden Trommel von der Lage der Symmetrieachse der ruhenden Trommel erheblich abweichen, d. h. daß auch nach genauem Zentrieren der stillstehenden Dichtmanschette und sorgfältigem Auswuchten der Trommel während des Betriebes ein beachtlicher einseitiger Druck auf die Dichtung entstehen kann. Auch der von einem Riementrieb auf die Antriebspindel ausgeübte einseitige Zug hat einen einseitigen Verschleiß der feststehenden Dichtung zur Folge.The centering of the stationary and rotating parts to each other can only be done when the drum is stationary be performed. But now the rotation axis - the rotating drum - can be controlled by the gyroscopic forces deviate significantly from the position of the axis of symmetry of the drum at rest, d. H. that even after exact Centering the stationary sealing sleeve and carefully balancing the drum during During operation, considerable one-sided pressure can arise on the seal. Also that of one Belt drive unilateral tension exerted on the drive spindle has unilateral wear of the stationary Result in poetry.

Bei rotierbar angeordneten Dichtmanschetten wirkt sich die Schräglage der Drehachse als Verschleiß auf den ganzen Umfang der Dichtung aus.In the case of rotatably arranged sealing collars, the inclined position of the axis of rotation has the effect of wear the entire circumference of the seal.

Umlaufende Unwuchten rufen bei rotierbar angeordneten Dichtungen einen einseitigen Verschleiß und bei feststehend angeordneten Dichtungen einen Verschleiß auf dem ganzen Umfang der Dichtung hervor. Solche Unwuchten können auch bei gut ausgewuchteten Trommeln während des Betriebes entstehen. Vor allem bei Düsenzentrifugen können durch Verstopfen einzelner Düsen radiale Schwingungen der Trommel von erheblicher Schwingungsweite auftreten. Der Verschleiß von Manschettendichtungen ist deshalb bei diesem Zentrifugentyp besonders hoch. Verschlissene Dichtungen vereiteln aber z. B. den Waschprozeß, weil das Waschwasser bereits von seinem Einlaufraum in den Trennraum der Trommel übertritt und den äußeren Teil des Konzentrierraumes nicht erreicht. Da Undichtheiten während des Betriebes nicht direkt wahrgenommen werden können, kann es vorkommen, daß zum Auswechseln der Dichtung der Schleuderbetrieb erst unterbrochen wird, nachdem sich bereits eine größere Menge ungewaschenen Konzentrats in einem Sammelbottich mit gewaschenem Konzentrat vermischt hat.Circumferential imbalances cause unilateral wear and tear in rotatable seals In the case of stationary seals, there is wear on the entire circumference of the seal. Such imbalances can arise during operation even if the drums are well balanced. Particularly in the case of nozzle centrifuges, clogging of individual nozzles can cause radial vibrations the drum of considerable oscillation. The wear of boot seals is therefore particularly high for this type of centrifuge. Worn seals thwart z. B. the Washing process because the washing water is already flowing from its inlet chamber into the separating chamber of the drum crosses and does not reach the outer part of the concentration room. Because leaks during operation cannot be perceived directly, it may be necessary to replace the seal Spin operation is only interrupted after a large amount of unwashed material has already been removed Has mixed concentrate with washed concentrate in a collecting vat.

Die Erfindung bezweckt, den Verschleiß von Manschettendichtungen herabzusetzen, um damit die Durchführung eines ungestörten Schleuderbetriebes für einen längeren Zeitraum sicherzustellen. Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die stillstehende, gegenüber der rotierenden ίο Trommel abzudichtende Zu- oder Ableitung nach allen Seiten radial nachgiebig ausgebildet ist und somit den Änderungen der Lage der Drehachse weitgehend folgen kann.The invention aims to reduce the wear and tear of sleeve seals in order to Ensure that the spinning operation is carried out undisturbed for a longer period of time. The invention is essentially characterized in that the stationary, opposite to the rotating ίο drum to be sealed inlet or outlet is designed radially flexible on all sides and thus the Changes in the position of the axis of rotation can largely follow.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the drawing, two embodiments of the invention are shown, namely shows

Abb. 1 einen Schnitt durch eine DüsenzentrifugeFig. 1 a section through a nozzle centrifuge

mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung bei einer mit der Trommel rotierenden und den Frischwasserzulauf abdichtenden Manschettendichtung, with the device designed according to the invention in a rotating with the drum and the Fresh water inlet sealing cuff seal,

Abb. 2 die Einrichtung nach Abb. 1 in vergrößerter Darstellung undFig. 2 shows the device according to Fig. 1 in an enlarged view and

Abb. 3 die Einrichtung gemäß der Erfindung mit einer außerhalb der Trommel am stillstehenden Zulauf für das Schleudergut angeordneten und am rotierenden Trommelhals schleifenden Manschettendichtung. Fig. 3 shows the device according to the invention with an outside of the drum at the standstill inlet for the material to be thrown and rubbing against the rotating drum neck.

Trommelunterteil 1 und -oberteil 2 sind mittels des Verschlußringes 3 miteinander verbunden. Das zu behandelnde Schleudergut wird durch Kanäle 4 einer feststehenden Zulaufeinrichtung der rotierenden Trommel zugeführt. Für die Ableitung des Konzentrats sind Ableitröhrchen 5 vorgesehen, in deren Ausmündungen auswechselbare Düsen 6 eingesetzt sind. Die nach innen strömende Trägerflüssigkeit wird von feststehenden Schälkanälen 7 erfaßt und aus der Trommel gefördert. Das Waschwasser zum Auswaschen der Feststoffe gelangt durch einen ebenfalls feststehenden Kanal 8 in den Verteilerraum 9 und von dort durch Röhrchen 10 in den äußeren Teil des Konzentrierraumes. Das Abdichten der rotierenden Trommel gegenüber dem stillstehenden Zulaufrohr für das unter Druck zugeführte Waschwasser erfolgt mittels der Manschettendichtung 11, die in den mit der Trommel umlaufenden Verteiler fest eingespannt ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sich die Dichtlippe 12 bei Unterbrechung der Waschwasserzufuhr unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft vom Zulaufrohr abhebt, wodurch ein Heißlaufen und damit die völlige Zerstörung der trockenen Dichtmanschette verhindert wird. Beim Auffüllen des Verteilerraumes 9 mit unter Druck stehendem Waschwasser legt sich die Dichtlippe 12 wieder abdichtend an das Zulaufrohr an.The lower drum part 1 and upper drum part 2 are connected to one another by means of the locking ring 3. That to be treated Centrifugal material is through channels 4 of a fixed inlet device of the rotating Drum fed. Drainage tubes 5 are provided in their mouths for discharging the concentrate exchangeable nozzles 6 are used. The inwardly flowing carrier liquid is from detected fixed peeling channels 7 and conveyed out of the drum. The wash water to wash out the solids pass through a likewise fixed channel 8 into the distributor space 9 and from there through tube 10 in the outer part of the concentration room. Sealing the rotating Drum takes place opposite the stationary feed pipe for the wash water supplied under pressure by means of the sleeve seal 11, which is firmly clamped in the distributor rotating with the drum. This arrangement has the advantage that the sealing lip 12 when the washing water supply is interrupted lifts off the inlet pipe under the action of centrifugal force, causing overheating and thus the complete destruction of the dry sealing sleeve is prevented. When filling the distributor space 9 with pressurized washing water, the sealing lip 12 rests sealingly against the Inlet pipe on.

Um den bei Verlagerung der Drechachse auftretenden Verschleiß der Dichtung 11 herabzusetzen, ist der untere Teil 13 des Zulaufrohres mit dem aus der Trommel herausführenden oberen Teil 14, der im Ausführungsbeispiel vom Greiferschaft gebildet wird, radial nachgiebig verbunden. Der scheibenförmige Flansch 15 ist in Ringe 16, 17 aus Weichgummi eingebettet, die ein seitliches Ausschwenken des unteren Rohrteiles 13 nach allen Seiten gestatten. Die elastischen Ringe dienen gleichzeitig als Dichtung. Der obere und untere Teil des Zulaufrohres sowie die elastischen Ringe werden durch einen mittels Schrauben 18 am oberen Rohrteil befestigten Flansch 19 zusammengehalten. Zweckmäßig ist der Ringflansch 15 außen ballig gedreht und mit geringem Spiel in den oberen Teil des Zulaufrohres eingesetzt.In order to reduce the wear of the seal 11 that occurs when the axis of rotation is shifted, the lower part 13 of the inlet pipe with the leading out of the drum upper part 14, which is in the Embodiment is formed by the gripper shaft, radially resiliently connected. The disc-shaped one Flange 15 is embedded in rings 16, 17 made of soft rubber, which allow a lateral pivoting of the lower Allow pipe part 13 on all sides. The elastic rings also serve as a seal. Of the upper and lower part of the inlet pipe and the elastic rings are through a means Screws 18 attached to the upper pipe part flange 19 held together. The ring flange is useful 15 turned convex on the outside and inserted with little play in the upper part of the inlet pipe.

Abb. 3 zeigt eine stillstehende, gegenüber dem rotierenden Trommelhals abgedichtete Zulaufeinrichtung, die in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach Abb. 2 ist hier die Dichtmanschette 11 nicht rotierbar angeordnet. Die Dichtlippe 12 schleift in diesem Fall am rotierenden Trommelhals 20. Das Rohrende 13 ist mit der feststehenden Verlängerung 14 in der gleichen Weise wie in Abb. 2 nachgiebig verbunden. Ein Heißlaufen der Dichtmanschette wird bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch vermieden, daß sich die Mulde der Dichtmanschette mit Schleuderflüssigkeit füllt, so daß der schleifende Teil auch bei Unterbrechung der Schleudergutzufuhr dauernd unter Flüssigkeit steht.Fig. 3 shows a stationary feed device that is sealed off from the rotating drum neck, which is designed in the manner according to the invention. In contrast to the embodiment according to Fig. 2 is here the sealing collar 11 is not arranged to be rotatable. In this case, the sealing lip 12 rubs against the rotating drum neck 20. The tube end 13 is with the fixed extension 14 in the same Resiliently connected as shown in Fig. 2. The sealing sleeve will overheat in this exemplary embodiment thereby avoided that the trough of the sealing sleeve with centrifugal fluid fills, so that the grinding part is constantly under, even when the supply of centrifugal material is interrupted Liquid.

Claims

Claims-.

1. Standstill inlet or outlet for centrifuges, which by means of a sleeve seal with the rotating drum is tightly connected, so that

characterized in that the supply or discharge line consisting of a pipe on its outer or extension leading to the outside is arranged pivotable on all sides.

2. Standstill supply or discharge line according to claim 1, characterized in that the stationary pipe (13) has an outer annular flange (15) which is resiliently clamped on both sides by means of elastic rings (16, 17) in the pipe extension (14).

3. Standstill supply or discharge according to claim 1 or 2, characterized in that the Ring flange (15) turned convex and with little play in the part (14) that extends the line is used.

Considered publications:
German Patent No. 681,680;
British Patent Nos. 508 182, 608 808.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings