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Konische Siebtrommel und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft eine konische Siebtrommel, bestehend aus spaltförmige Sieböffnungen zwischen
sich einschließenden Profilstäben, zum Trennen von über die Trommelinnenfläche entlangwandernden
Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen, derenFlüssigkeitsanteile durch die spaltförmigen
Sieböffnungen von innen nach außen hindurchtreten, sowie ein Verfahren zur Herstellung
solcher Siebtrommeln.
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Siebtrommeln der genannten Art werden auf den verschiedensten Gebieten
der Sieb-, Schleuder- und Aufbereitungstechnik in zunehmendem Maß verwendet. In
den meisten Fällen bestehen die Siebtrommeln aus Spaltsiebböden, die entweder in
Form geschlungener Siebdrähte oder aber als sogenannte Schweißspaltsiebböden hergestellt
werden. Im letzteren Fall handelt es sich fast ausschließlich um Sondersiebböden.
Es hat sich aber gezeigt, daß die heutigen Zentrifugenbauarten sehr empfindlich
gegen die durch Sondersiebböden hervorgerufene Gewichtsbelastung sind und außerdem
auch deren Verwendung wegen ihrer relativ großen Einbaustärke nur in Einzelfällen
zulassen. Es kommt noch hinzu, daß bei solchen Sondersiebböden die Herstellung der
konischen Siebtrommeln überwiegend von Hand erfolgen muß, da alle Siebböden dieser
Art parallellaufende Spalte aufweisen. Die Profilstäbe müssen hier in mehr oder
weniger verwickelter Form aneinandergesetztwerden, und sie erfordern im allgemeinen
auch noch vergleichsweise schwere Armaturen.
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Ferner sind konische Siebtrommeln bekannt, die durch schraubenförmiges
Aufwickeln eines Siebdrahtes auf einen Werkzeugkonus hergestellt werden. Diese Bauart
hat aber zentrifugentechnische -Nachteile, weil hier die Siebspalte quer zur Austragrichtung
verlaufen und auf diese Weise das Zustandekommen bestimmter, durchaus erwünschter
Zentrifugenwirkungen ausschließen. Auch die Herstellung solcher Siebtrommeln ist
mit verhältnismäßig großen Schwierigkeiten verbunden.
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Weiterhin sind konische Siebtrommeln vorgeschlagen worden, bei denen
die Siebstäbe sich nach dem im Durchmesser größeren Ende hin zunehmend verbreitern.
Auf diese Weise sollen überall gleich breite Spalte erzielt werden. Solche Siebtrommeln
haben sich jedoch in der Praxis nicht durchsetzen können, weil das Anfertigen ihrer
Siebstäbe, die für jede Spaltweite eine besondere Konizität aufweisen müssen, umständlich
und unwirtschaftlich ist. Hinzu kommt, daß Siebtrommeln dieser Art nur eine vergleichsweise
geringe offene Siebfläche aufweisen.
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Auch der Versuch, bei Siebtrommeln gleiche Spaltweiten durch Versetzen
der einzelnen Siebstäbe auf dem unteren Trommelumfang und das Hineinlaufenlassen
der so versetzten Siebstäbe in eine gemeinsame Kreislinie am äußeren Trommelumfang
zu erreichen, hat das hier bestehende Problem, eine konische Siebtrommel mit besonders
günstigen siebtechnischen Eigenschaften zu schaffen, seiner Lösung nicht nähergebracht.
Das liegt vorwiegend daran, daß bei Siebtrommeln der zuletzt genannten Art keine
glatte Siebfläche zu erreichen ist, mithin solche Siebtrommeln in erheblichem Maß
zu Siebverstopfungen neigen, Bei einer Zentrifuge mit Austragschnecke und zylindrischer
Spaltsiebtrommel ist es auch nicht mehr neu, die axial verlaufenden Spaltroststäbe
in der Weise zu profilieren, daß die zwischen den Stäben befindlichen Siebspalte
sich nach außen konisch erweitern. Die Innenflächen der Stäbe sind dabei dachförmig
ausgebildet, wodurch die tangentiale Mitnahme des Schleudergutes durch die Schnecke
auf der Trommelinnenfläche verhindert werden soll.
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Schließlich ist noch eine Entwässerungszentrifuge bekanntgeworden,
bei welcher eine konische Siebtrommel als Filterkörper dient, der innnerhalb der
eigentlichen rotierenden zylindrischen Schleudertrommel angeordnet ist. Die konische
Siebtrommel, durch welche die Flüssigkeitsanteile von außen nach innen hindurchtreten,
besteht aus in Richtung der Konuserzeugenden verlaufenden Lamellen, die geneigt
zu durch die Trommelachse hindurchgehenden radialen Ebenen angeordnet sind. Die
durch die Lamellen gebildeten Siebspalte erweitern sich dabei in Richtung des Flüssigkeitsdurchlaufes
nicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konische Siebtrommel
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile nicht
aufweist und sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß sie bei einfacher Bauart
und Herstellbarkeit eine weitgehende Verstopfungsfreiheit gewährleistet. Dies wird
erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Profilstäbe in an sich
bekannter Weise
in Richtung der Konuserzeugenden,jedoch in auf die
Trommelachse bezogenen radialen Ebenen angeordnet sind und die zwischen ihnen befindlichen
Siebspalte sich sowohl in Richtung auf das im Durchmesser größere Trommelende als.
auch in radialer Richtung nach außen zunehmend erweitern. Vorzugsweise weisen die
in Richtung der Konuserzeugenden verlaufenden Profilstäbe einen trapez- oder dreieckförmigen
Querschnitt mit zum Trommelinneren zugewandter Basisfläche auf. Da die Profilstäbe
einen über ihre Länge gleichbleibenden Querschnitt haben können, sind sie verhältnismäßig
leicht herstellbar, beispielsweise mittels Walz-, Preß- oder Ziehverfahren. Sie
lassen sich auch auf einfache Weise zur Bildung der konischen Siebtrommel zusammensetzen.
Da die zwischen den Profilstäben befindlichen Siebspalte sich sowohl in Richtung
der Mantellinien als auch quer dazu erweitern, sind Siebspaltverstopfungen der auf
ihrer Innenseite glatten Siebtrommel praktisch so gut wie ausgeschlossen, weil sich
das in ihnen festzusetzen neigende Siebgut durch das jeweils nachdrängende stets
wieder gelockert und weitergefördert wird, wobei die doppelt konische Erweiterung
der Siebspalte dieser Weiterbewegung keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.
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Der doppelt konische Siebspalt ist bei konischen Schleudertrommeln
auch noch aus einem anderen Grund vorteilhaft. Wie nämlich die Praxis gezeigt hat,
rufen die beim Auftreffen des Schleudergutes auf den kleineren Umfang der Siebtrommel
auftretenden hohen Beschleunigungskräfte in Verbindung mit dem Abschleudern der
stark schmirgelnden, in der flüssigen Phase suspendierten Kornteilchen in dieser
Trommelzone erhebliche Schleißwirkungen hervor, die zwangläufig zu einer zunehmenden
Verbreiterung der Siebspalte gerade an diesen Trommelstellen führen. Da aber die
Siebspalte an dieser Stelle ihre kleinste Breite aufweisen, wird durch den hier
auftretenden höheren Verschleiß erst nach längerer Betriebsdauer der anfänglich
konische Siebspalt zu einem Parallelspalt, wie er auch bei den herkömmlichen Siebtrommelbauarten
vorhanden ist. Dadurch haben die neuen konischen Siebtrommeln eine verhältnismäßig
hohe Lebensdauer, was insofern von Bedeutung ist, als die Benutzungszeiten von Siebtrommeln
in Zentrifugen normalerweise nur nach Tagen bemessen sind und ihr häufiger Ausbau
umständlich ist und erhebliche Betriebsunterbrechungen bedingt.
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Zum Zusammenbau der neuen Siebtrommel können die Profilstäbe mit Bohrungen
versehen sein, über die sie jeweils unter Zwischenschaltung von entsprechend breit
bemessenen Distanzscheiben auf konzentrisch zur Trommelachse angeordneten Kreisringen
aufgereiht und durch letztere zusammengehalten werden. Es ist aber auch möglich,
eine solche Trommel dadurch zu erzeugen, daß die Profilstäbe unter Zwischen -schaltung
entsprechend ausgebildeter Distanzstücke miteinander verschweißt werden. Die Profilstäbe
können auch durch einen auf ihrer Rückenfläche anliegenden, schraubenförmig um die
Trommel herumgewundenen Schweißdraht miteinander verbunden sein. Für den letzteren
Fall ist es vorteilhaft, die Profilstäbe in längsverlaufende Schlitze einer der
gewünschten Trommelform entsprechenden Werkzeugkonus einzulegen und anschließend
auf ihre nach außen vorspringenden Rückenflächen den Schweißdraht aufzuwickeln und
ihn dabei gleichzeitig aufzuschweißen. Vorteilhafterweise dient hierzu das Rollennaht-Schweißverfahren.
In diesem Fall ist es auch möglich, in an sich bekannter Weise an Stelle eines einzigen
schraubenförmig herumgewickelten Schweißdrahtes mehrere in zweckentsprechenden Abständen
anzuordnende Querverbindungen auf die Rückenfläche der Profilstäbe aufzubringen.
Unter Umständen können dabei zwischengelegte Distanzstücke erspart werden, weil
das zwischen die Profilstäbe bzw. deren Spalte dringende Schweißmaterial zugleich
auch eine hinreichende Distanzsicherung bildet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand mehrerer
in der Zeichnung größtenteils schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei zeigt Fig. 1 eine erste Ausführungsform der neuen Siebtrommel im axialen Längsschnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, Fig.3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Siebtrommel während ihrer Herstellung und Fig. 4 einen Schnitt nach
der Linie A-B in Fig. 3. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte konische Siebtrommel besteht
aus einer Vielzahl von in Richtung der Konuserzeugenen und in auf die Trommelachse
bezogenen radialen Ebenen angeordneten Profilstäben 1, die einen über ihre gesamte
Länge gleichbleibenden trapezförmigen Querschnitt aufweisen, dessen Basisfläche
zum Trommelinneren weist (Fig.2). Auf diese Weise ergeben sich doppelt konische
Siebspalte 2, die sich sowohl in Richtung auf das im Durchmesser größere Trommelende
3 als auch in radialer Richtung nach außen zunehmend erweitern. Das gleiche ist
der Fall, wenn die Profilstäbe, statt mit einem trapezförmigen Querschnitt versehen
zu sein, dreieckförmig profiliert sind. Unter Umständen genügt es sogar, Profilstäbe
von rechteckförmigem Querschnitt zu verwenden, da sich infolge der Mantelkrümmung
der Siebtrommel auch in diesem Fall eine Siebspalterweiterung in radialer Richtung,
also in Richtung des Siebgutdurchsatzes, ergibt.
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Die Profilstäbe 1 sind mit Bohrungen versehen, über die sie jeweils
unter Zwischenschaltung von entsprechend breit gehaltenen Distanzscheiben 4 auf
konzentrisch zur Trommelachse angeordneten Kreisringen 5 aufgereiht und durch letztere
zusammengehalten werden. Es versteht sich, daß die Breite der Distanzscheiben 4
von der Konizität der Siebtrommel abhängt und am größeren Trommelumfang größer ist
als an dem einen geringeren Durchmesser aufweisenden Trommelende. Zur Versteifung
und Abstützung der eigentlichen Siebtrommel sind noch Ringflansche 6 vorgesehen,
die um die Außenfläche der Trommel herumgelegt sind und hauptsächlich zur Aufnahme
der im Betrieb auftretenden Fliehkräfte dienen. Am unteren Trommelende ist ein Befestigungsteller
7 vorgesehen, der mit seinem äußeren Ringflansch 8 die unteren Enden der Profilstäbe
1 umgreift und über Befestigungslöcher 9 beispielsweise mit dem Antriebteller einer
Zentrifuge zu verbinden ist.
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Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die
die konische Siebtrommel aufbauenden, in Richtung der Konuserzeugenden verlaufenden
Profilstäbe 1 durch einen auf ihrer Rückenfläche anliegenden, schraubenförmig um
die Trommel herumgewundenen Schweißdraht 10 miteinander verbunden. Zur vereinfachten
Herstellung einer solchen Trommel wird ein der gewünschten Trommelform entsprechender
Werkzeugkonus 11 verwendet, der an seinem Umfang in Richtung seiner Mantellinien
verlaufende Schlitze 12 aufweist. In diese Schlitze werden die Profilstäbe 1 entsprechend
Fig. 4 eingelegt. Danach wird mittels einer Schweißrolle 13, vom
unteren
oder oberen Trommelrand ausgehend, der Schweißdraht 10 schraubenförmig um
die Profilstäbe 1 bzw. deren Rückenflächen herumgewickelt und dabei gleichzeitig
aufgeschweißt. Zweckmäßigerweise wird für diesen Fall der Werkzeugkonus 11 mittels
der ihn tragenden Antriebwelle 14 in Drehbewegung versetzt und die Schweißrolle
13 mitsamt ihrem Lager 15 auf einem Support angeordnet, der sie an der äußeren Mantelfläche
der konischen Trommel dem Arbeitsrhythmus entsprechend entlangführt. Der Support
führt in diesem Fall sowohl die axiale Vorschubbewegung als auch die radiale Anstellbewegung
in bezug auf die Trommelachse aus.