DE1126323B - Druckzentrifuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D26901in/82b

ANMELDETAG: 26. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 22. MÄRZ 1962

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckzentrifuge, deren Trommelwelle in einem Lager in axialem Abstand von dem feststehenden Zentrifugengehäuse axial gehalten ist, bei der eine Dichtungshülse an einem Ende mit dem Lagergehäuse und am anderen Ende mit dem Zentrifugengehäuse verbunden ist sowie den Teil der Trommelwelle zwischen dem Zentrifugengehäuse und dem Lager umgibt.

Es sind bereits bewegliche teleskopartige Rohrverbindungen bekannt, die bei Rohrleitungen dazu dienen, axiale Fluchtfehler zwischen zwei Rohren auszugleichen. Derartige Rohrverbindungen sind aber nur für fest verlegte Rohrleitungen geeignet und dienen dazu, geringfügige und sehr langsame gegenseitige Bewegungen von Rohren zu gestatten.

Es sind auch bereits Verbindungen eines feststehenden Stutzens mit einem diesem gegenüberliegenden Stutzen eines eine z. B. kreisende Bewegung quer zum Stutzen ausführenden Maschinenteiles bekannt, bei denen zwischen den Enden der Stutzen und eines im wesentlichen starren Verbindungsrohres biegsame und elastische Verbindungsteile von ganz oder teilweise verkehrt U-förmigem oder rohrförmigem Querschnitt angeordnet sind, die Gelenkbewegungen zwischen den Teilen sowie begrenzte gegenseitige Längsbewegungen in Richtung der allgemeinen Achse der Stutzen und des Zwischenrohres gestatten und gegen ein Herausbewegen aus ihrer Stellung zwischen den Stutzen und dem Verbindungsrohr gehalten werden. Derartige Rohrverbindungen sind jedoch nicht geeignet, erhebliche und sehr schnelle Rüttelbewegungen mit radialer und axialer Rüttelkomponente und außerdem Axialverschiebungen der Rohrteile gegeneinander aufzunehmen, ohne daß ihre Abdichtung in Frage gestellt ist. Die bekannten Verbindungen sind daher nicht geeignet, an schnell laufenden Zentrifugen verwendet zu werden, wo sie Rüttelstöße sehr hoher Frequenz aufzunehmen haben, die sowohl axiale als auch radiale Komponenten aufweisen.

Vor allem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung zu schaffen, die auch für Druckzentrifugen geeignet ist, also innerhalb des Zentrifugengehäuses einen beträchtlichen Überdruck aufrechtzuerhalten, der auch an der Dichtungsstelle mit Sicherheit nach außen hin abgedichtet sein muß. Dies wird durch die Erfindung dadurch erreicht, daß die Dichtungshülse aus mindestens zwei teleskopartig ineinandergreifenden Rohrgliedern besteht, deren inneres Rohrglied einen ringsum laufenden, seitlich nach außen vorstehenden Flansch aufweist, während das äußere Rohrglied einen ringförmig sich nach Druckzentrifuge

Anmelder:

Dorr-Oliver Incorporated,
Stamford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 32

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 27. November 1956 und 1. Mai 1957 (Nr. 624 524 und Nr. 656 425)

Kenneth Dan Lewis, Castro Valley, Calif.,

Oscar Walter Johnson, Stamford, Conn.,

und Charles Harold Scott, South Norwalk, Conn.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

innen auf die Oberfläche des inneren Rohrgliedes zu erstreckenden Flansch hat, wobei die Flansche in axialem Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen sich einen Ringraum einschließen, der nach außen durch die innere Mantelfläche des äußeren Rohrgliedes und nach innen durch die äußere Mantelfläche des inneren Rohrgliedes begrenzt ist und in diesen Ringraum ein elastisch verformbarer Dichtungsring mit kreisförmigem Querschnitt zusammengedrückt und mit der inneren und der äußeren Wandfläche im Eingriff eingelegt ist, und daß die Flansche eine solche radiale Breite in einer Normalebene zur Längsachse des jeweiligen Rohrgliedes aufweisen, daß sie sich in jeder Stellung zueinander gegenseitig überlappen.

Durch die Erfindung wird der Nachteil der bekannten, beispielsweise bei der Trennung von Stärke und Gluten und anderen Eindick- und bzw. oder Klassiervorgängen bewährten schnell laufenden Zentrifugen, beseitigt, der darin besteht, daß diese sich bisher nicht unter einem wesentlichen Druck betreiben ließen, weil keine mechanischen Dichtungen anzubringen waren, die gleichzeitig das Gehäuse gegen Entweichen von Druck abdichten und die freie Drehung der Trommelwelle gestatten, während sie axiale und radiale Fluchtfehler dieser Welle während des Betriebes ausgleichen. Dabei ist zu erwähnen, daß sich radiale und axiale Fluchtfehler während der Be-

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wegung der Trommelwelle zu einem gewissen Grad nicht ausgleichen und gleichzeitig einen angemessenen

nicht vermeiden lassen, und zwar wegen der Tatsache, druckdichten Verschluß über eine lange Betriebsdauer

daß sowohl Temperaturänderungen als auch Un- aufrechterhalten kann.

Wuchtbedingungen auf Grund des Materialflusses Gemäß der Erfindung wird dieser Mangel dadurch

innerhalb der Schleudertrommel zu ganz beträcht- 5 überwunden, daß ein beweglich angeordnetes Lager

liehen seitlichen Bewegungen der Trommelwelle für die Trommelwelle 12 und eine bewegliche Dich-

führen. Durch die nunmehr geschaffene Abdichtung tungshülse 34 vorgesehen werden, die sich um die

ist es möglich, den in Frage stehenden Zentrifugen Trommelwelle 12 von dem Lagergehäuse 23 bis zum

ein vollständig neues Anwendungsfeld zu eröffnen. Gehäusedeckel 33 erstreckt.

Weitere Kennzeichen und Vorteile der Erfindung io Das Lagergehäuse 23, das durch im Abstand vonergeben sich aus der Beschreibung einer Ausführungs- einander angeordnete Stangen 35 (von denen in Fig. 1 form an Hand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt nur eine zu sehen ist) von einer Aufwärtsbewegung Fig. 1 einen Schnitt längs der lotrechten Achse zurückgehalten wird, wird mittels Federn gegen im einer Zentrifuge nach der Erfindung; Abstand angeordnete stoßaufnehmende Glieder 36 Fig. 2 einen Teilschnitt in größerem Maßstab; 15 auf einem feststehenden Trägerteil 37 elastisch nach Fig. 3 bis 8 zeigen schematische Teilschnittdar- unten gehalten. Diese Anordnung gestattet dem Lagerstellungen der beweglichen Dichtungsverbindung; gehäuse 23, sich den Richtungsänderungen der Fig. 9 zeigt eine Schnittdarstellung, ähnlich dem Trommelwelle 12 anzupassen. Das Lagergehäuse 23 Mittelteil in Fig. 2, die erläutert, in welcher Weise steht auch mit einer Wellendichtung 38 im Eingriff, die bewegliche Verbindung zusammengedrückt wird, 20 welche die Trommelwelle abdichtet und ihr einen um einen Zugang zur Trommelwelle zu schaffen. zusätzlichen Halt gibt.

Die in Fig. 1 dargestellte Zentrifuge enthält eine Die Dichtungshülse 34 enthält ein Rohrglied 39 Schleudertrommel 11, die von einer lotrechten Trom- mit nach außen gewandten ringförmigen Flanschen 40 melwelle 12 getragen wird und innerhalb eines fest- an beiden Enden und einem Paar gegenüberliegender, stehenden Zentrifugengehäuses 13 angeordnet ist. Die 25 ausgerichteter zylindrischer Rohrglieder 41, die mit Zentrifuge ist mit einem Einlauf 14, einem Überlauf einem nach innen gerichteten ringförmigen Flansch 16 zum Austragen einer abgetrennten leichteren 42 versehen sind. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, überFraktion, einer Reihe am Umfang mit Abstand an- lappen sich die nach außen gerichteten Flansche 40 geordneter Austragdüsen 26 zum Austragen einer ab- mit den entsprechenden nach innen gerichteten getrennten Unterlauffraktion und einem Einlaß 18 30 Flanschen 42, und die Dichtungshülse erstreckt sich zum Einführen eines hilfsweise zugeführten fließ- sowohl in das obere als auch das untere Rohrglied 41 fähigen Materials, das das schwerere abgetrennte, und bildet so eine durchgehende Leitung, deren jeauslaufende Material oder Unterlaufmaterial sein weilige Teile zueinander gleitbar angeordnet sind, kann, welches mit Waschflüssigkeit versetzt ist. Die Um eine Dichtung zwischen den sich überlappen-Trommelwelle 12 ist mittels einer Kupplung 19 mit 35 den Gliedern der Dichtungshülse zu erzielen, sind einer lotrechten Welle 21 verbunden, die drehbar in Dichtungsringe 43 mit kreisförmigem Querschnitt eineinem Lager 22 gelagert ist, das in einem beweglich gelegt, die dichtend auf der Außenseite 44 des Rohrangeordneten Lagergehäuse gekapselt ist. gliedes 39 und gleichzeitig dichtend auf der Innen-Innerhalb der Schleudertrommel 11 ist eine Trenn- seite45 des Rohrgliedes 41 anliegen. Wie aus Fig. 3 kammer 24 vorgesehen, in der ein Stapel Trenn- 40 bis 8 ersichtlich, gestattet diese Anordnung einen norscheiben 25 angeordnet ist. Ringsum sind auf der malen Betrieb (Fig. 3), einen Ausgleich axialer Veräußeren Trommelwand die Austragdüsen 26 für den Schiebungen, wie sie auf Grund von Temperatur-Unterlauf angeordnet, die jede mit einer Austrag- unterschieden vorkommen können (Fig. 4), einen öffnung versehen ist, welche in bezug auf die Dreh- Ausgleich radialer Fluchtfehler oder Verschiebungen richtung der Schleudertrommel 11 rückwärts ge- 45 (Fig. 5), Neigungen (Fig. 6) oder Kombinationen von richtet ist. seitlicher Verschiebung und bzw. oder Neigung mit

Das in das feststehende Gehäuse 13 unter Druck axialer Verschiebung (Fig· 7 und 8). eintretende Schleudergut durchläuft den Einlauf 14 Es ist hervorzuheben, daß die Dichtungsringe 43 nach unten und wird seitlich nach außen durch die stets im Eingriff mit der Außen- und der Innenseite Öffnung 27 in die Trennkammer 24 übergeführt. Unter 50 44 und 45 der Rohrglieder 39 und 41 stehen. So wird der Wirkung der Zentrifugalkräfte wird die schwerere ohne Rücksicht auf die relative Stellung des Lager-Fraktion nach außen geschleudert, um durch die Aus- gehäuses 23 und des Zentrifugengehäuses 13 eine tragdüsen 26 in die Spiralkammer 28 und hierdurch ständige Abdichtung aufrechterhalten. Es ist auch zu aus dem Gehäuse als Unterlauf ausgetragen zu erwähnen, daß an jedem Flansch 40 und 42 eine abwerden. Die leichtere Fraktion wird durch die Trenn- 55 geschrägte Kante 46 vorgesehen ist, um eine größere scheiben 25 und den Überlauf 16 in die Spiralkammer Bewegung der jeweiligen Glieder der Kupplung zu 29 und durch das Auslaufrohr 30 nach außen ge- gestatten und dennoch gleichzeitig eine unmittelbare führt. Die zusätzliche, in die Schleudertrommel zu- Berührung zwischen diesen Gliedern zu vermeiden, rückgeführte Flüssigkeit wird durch Flügel 31 be- Die Dichtungsringe schaffen zu jeder Zeit eine Abschleunigt, die als ein Teil der Schleudertrommel um- 60 dichtung, während die Flansche dazu dienen, die laufen. Ringe in ihrer Lage zu halten und die Kupplung als

Soweit im Zentrifugengehäuse nicht mehr als im eine Einheit zusammenzuhalten,

wesentlichen atmosphärischer Druck aufrechtzu- Das Rohrglied 39 der Dichtungshülse 34 wird

erhalten war, hat die Dichtung des Wellendurchlasses zweckmäßigerweise von zwei getrennten Teilen 39

im Gehäusedeckel 33 leicht mittels eines Dich- 65 gebildet, diemittelsSchrauben47 zusammengeschraubt

tungsringes erzielt werden können. Eine solche Dich- sind. Dies gestattet einen leichten Zusammenbau und

rung ist jedoch für einen Hochdruckbetrieb nicht ge- außerdem das Auswechseln irgendeines defekten

eignet, weil sie eine exzentrische Bewegung der Welle Teiles.

Ein weiteres Merkmal der dargestellten Ausführungsform liegt darin, daß sie zusammengeschoben werden kann, um einen leichten Zugang zur Kupplung 19 zu schaffen. Dies ist am besten aus Fig. 9 zu ersehen, die zeigt, wie die Schrauben 48 (Fig. 2) zu entfernen sind, um das obere Rohrglied 41 und das mittlere Rohrglied 39 teleskopartig nach unten zusammenzuschieben, um die Kupplung 19 vollständig freizulegen.

Dem Lager 22 kann Schmierstoff in der üblichen Weise zugeführt werden und durch eine Leitung 49 ablaufen. Der Wellendichtung 38 kann eine Dichtungsflüssigkeit unter Druck über eine Leitung 50 zugeführt und über eine Leitung 50' abgezogen werden.

Wo notwendig, werden Dichtungsringe 51 oder andere Dichtungen in bekannter Weise vorgesehen, um Leckstellen an starren Verbindungsstellen auszuschließen.

Es ist zweckmäßig, die Kupplungselemente hochgradig zu polieren, beispielsweise auf 10-⁴mm, um den Verschleiß der Dichtungsringe herabzusetzen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Druckzentrifuge, deren Trommelwelle in einem Lager in axialem Abstand von dem feststehenden Zentrifugengehäuse axial gehalten ist, bei der eine Dichtungshülse an einem Ende mit dem Lagergehäuse und am anderen Ende mit dem Zentrifugengehäuse verbunden ist sowie den Teil der Trommelwelle zwischen dem Zentrifugengehäuse und dem Lager umgibt, dadurch gekenn zeichnet, daß die Dichtungshülse (34) aus mindestenszweiteleskopartigineinandergreifendenRohr- gliedern (39, 41) besteht, deren inneres Rohrglied (39) einen ringsum laufenden, seitlich nach außen vorstehenden Flansch (40) aufweist, während das äußere Rohrglied (41) einen ringförmig sich nach innen auf die Oberfläche des inneren Rohrgliedes (39') zu erstreckenden Flansch (42) hat, wobei die Flansche (40, 42) in axialem Abstand zueinander angeordnet sind und zwischen sich einen Ringraum einschließen, der nach außen durch die innere Mantelfläche des äußeren Rohrgliedes (41) und nach innen durch die äußere Mantelfläche des inneren Rohrgliedes (39') begrenzt ist, und in diesen Ringraum ein elastisch verformbarer Dichtungsring (43) mit kreisförmigem Querschnitt zusammengedrückt und mit der inneren und der äußeren Wandfläche im Eingriff eingelegt ist, und daß die Flansche (40, 42) eine solche radiale Breite in einer Normalebene zur Längsachse des jeweiligen Rohrgliedes (39' bzw. 41) aufweisen, daß sie sich in jeder Stellung zueinander gegenseitig überlappen.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kanten der Flansche (40, 42) derart abgeschrägt sind, daß die Flächen der Flansche, welche dem Dichtungsring (43) gegenüberliegen, breit genug sind, um die Lücke zwischen den beiden rohrförmigen Gliedern (39', 41) zu überbrücken, während die Flanschflächen, die dem Dichtungsring (43) abgewandt liegen, zurückgesetzt sind, um einen beträchtlichen Grad von Fluchtfehlern der Achsen der rohrförmigen Glieder auszugleichen.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei äußere Rohrglieder (41) teleskopartig durch ein inneres Rohrglied (39) verbunden sind, welches an jedem Ende einen nach außen gerichteten Flansch (40) aufweist, wobei jeder dieser nach außen gerichteten Flansche (40) mit einem nach innen gerichteten Flansch (42) auf dem jeweiligen äußeren Rohrglied (41), in dem es aufgenommen ist, zusammenwirkt, um einen Dichtungsring (43) aufzunehmen, und daß eines der äußeren Rohrglieder (41) fest und dicht mit dem feststehenden Zentrifugengehäuse (13) und das andere fest und dicht mit dem nur gegen Verdrehen gegenüber dem Zentrifugengehäuse gesicherten Lagergehäuse (23) verbunden ist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere rohrförmige Stück zwei Rohrglieder (39') aufweist, die in dichtendem Eingriff, aber trennbar, miteinander verbunden sind.

5. Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Rohrglieder (41) verhältnismäßig kurz sind und ihre axiale Länge angenähert der Länge eines inneren Rohrgliedes (39 oder 39') entspricht.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Rohrglieder (39', 41) so aufeinander abgestimmt ist, daß nach Lösen der Diohtungshülse (34) entweder von dem Gehäusedeckel (33) oder von dem Lagergehäuse (23) die Dichtungshülse (34) so weit teleskopartig zusammendrückbar ist, daß sie die Kupplung (19) der Trommelwelle zugänglich macht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 886 680, 886 986.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsche Patente Nr. 1022 886, 1 036 023.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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