-
Schlammzentrifuge Die Erfindung beziht sich auf eine Schlammzentrifuge
mit intermtierendem Schlammaustrag, bei der ein Kolbenscieber in Längsrichtung der
Trommelwelle durch hdraulische Wirkung beweglich so angeordnet ist, aß eine in der
Trommelwand vorgesehene Schlammastragöffnung geöffnet und geschlossen werden kan,
mit einem Organ, das die Öffnungs- und Schliäbewegungen des Kolbenschiebers steuert
und dreh eine Steuerflüssigkeit betätigt wird.
-
Bei Zentrifugen dies Art erfolgte die Betätigung des Kolbenschiebers
ther zu einem bestimmten Zeitpunkt von Hand (er programmgesteuert, und zwar auf
Grund von irmutungen hinsichtlich der Lage der Schlammhöhen Trennraum. Es ist jedoch
wünschenswert, daß de3chlammaustrag nur in dem Zeitpunkt erfolgt, zu ;m die Schlammhöhe
eine bestimmte Grenze ercht hat. Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch gelöst,
daß die Zentrifuge mit einem einen3ohlraum für die Steuerflüssigkeit bildenden kelförmigen
Einsatz versehen ist, der in einem Absta-rin den Trennraum mündet und mit einem
den Spiel aufrechterhaltenden Auslaß versehen ist, der -radial gesehen - innerhalb
der Hohlraumöffnung iirrennraum angeordnet ist.
-
Während des nornnal,Trennvorganges fließt die gesamte dem Hohlraunugeführte
Steuerflüssigkeit ständig in den Trennrai und wird aus diesem zusammen mit der abgetreten
Flüssigkeit ausgetragen, während die Schlafhöhe im Trennraum -radial gesehen - nach
irre ansteigt, bis sie schließlich die Hohlraumöffnu erreicht. Nachdem diese durch
den Schlamm vehlossen ist, kann keine Steuerflüssigkeit mehr inn Trennraum fließen,
so daß sie statt dessen übeen den Spiegel aufrechterhaltenden Auslaß fliefwelcher
als Schälscheibe oder als einfacher über< ausgebildet sein kann, zu dem Organ,
das dÖffnungs- und Schließbewegungen des Kolbensbers steuert und dieses in der Weise
betätigt, dich der Kolbenschieber öffnet und den Schlamms dem Trennraum austreten
läßt.
-
Das Organ, welches eh die Steuerflüssigkeit betätigt wird, ist vorzugsie
ein Ventil, das Austragöffnungen für die Flüxeit öffnet und schließt, welche den
Kolbenschie hydraulisch betätigt. Wenn der Hohlraum füie Steuerflüssigkeit -axial
gesehen - in ein(ammer zwischen der Außenseite des Kolbenscbrs und der Innenseite
der Schleudertrommel mtt, welche mit Flüssigkeit gespeist wird, die diffnungs- und
Schließbewegungen des Kolbensclrs steuert, ist es möglich, die gleiche Flüssigkeit
zur Ermittlung der Schlammhöhe im Trennraum zu verwenden wie zur hydraulischen Betätigung
des Kolbenschiebers. Dies ergibt eine Vereinfachung des Betriebes der Zentrifuge.
Ein weiterer Schritt in der gleichen Richtung wird durch Vorrichtungen für die Zufuhr
abgetrennter Flüssigkeit zum Hohlraum erzielt, die als Steuerflüssigkeit verwendet
wird.
-
Die Arbeitsweise der Zentrifuge wird noch weiter dadurch vereinfacht,
.daß durch eine Schälscheibe abgetrennte Flüssigkeit in den .Hohlraum gepumpt wird,
welche in der Zentrifuge zusammen mit den erforderlichen Rohrleitungen angeordnet
ist. Durch ein Ventil, das in der Austragleitung der Schälscheibe angeordnet ist,
ist es möglich, die Zufuhr der Steuerflüssigkeit zum Hohlraum zu regeln. Die Steuerung
der öffnungs- und Schließbewegungen des Kolbenschiebers kann in der Weise erfolgen,
daß dieses Ventil so angeordnet ist, daß Flüssigkeit von der Schälscheibe zum Hohlraum
geführt wird, wenn sich dieses in der einen Stellung befindet, und Flüssigkeit,
vorzugsweise von der Schälscheibe ausgetragene Flüssigkeit, aus einem Behälter dem
gleichen Hohlraum zugeführt wird.,:. wenn sich dieses in einer anderen Stellung
befindet, während die Zufuhr von Flüssigkeit zum Hohlraum gesperrt ist, wenn es
sich in einer Zwischenstellung befindet. Die Steuerung der Ventilstellung und dadurch
auch die der öffnungs- und SchließbQwm-gungen des Kolbenschiebers kann vollautomatisch
dadurch erfolgen, daß das Ventil in die eine Stellung durch den Austragdruck der
Schälscheibe und in die andere Stellung durch
den Flüssigkeitsdruck
vom Behälter gebracht wird. Der letztgenannte Flüssigkeitsdruck wird dadurch auf
einem konstanten Wert gehalten, daß der Behälter mit einer Schwimmerregelung oder
einem Überlauf versehen ist.
-
Um die Umschaltung des Ventils in Verbindung mit einem Schlammaustrag
sicherzustellen, kann die Wand der Schälkammer, die zur Schälscheibe gehört, mit
Ablauföffnungen versehen werden, die zum Trennraum führen und die ein vergleichsweise
niedriges Aufnahmevermögen haben.
-
In Verbindung mit dem Schlammaustrag bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel
im Trennraum schnell radial auswärts. Die in der Schälkammer enthaltene Flüssigkeit,
welche nicht durch die Schälscheibe abgeführt worden ist, fließt mit einer gewissen
Verzögerung durch die Ablauföffnungen ab, so daß das Ventil in seiner Zwischenstellung
während einiger Sekunden die Zufuhr der Steuerflüssigkeit völlig absperrt und diese
Zeit zur Entleerung hat. Dies muß geschehen, bevor der Kolbenschieber wieder geschlossen
werden kann. Das Ventil wird dann so eingestellt, daß die Steuerflüssigkeit aus
dem Behälter zugeführt und dadurch die Schließbewegung des Kolbenschiebers eingeleitet
wird.
-
Wenn abgetrennte Flüssigkeit als Steuerflüssigkeit verwendet wird,
ist es zweckmäßig, das Zentrifugengehäuse mit einer Kammer zu versehen, die dazu
dient, die von der Schleudertrommel ausgetragene Steuerflüssigkeit vom Schlamm gesondert
zu sammeln. Auf diese Weise wird die Notwendigkeit, die verwendete Steuerflüssigkeit
von neuem abzutrennen, vermieden. Die Trommelwelle kann dabei, vorausgesetzt, daß
sie lotrecht steht, ein Pumpenorgan tragen und antreiben, das dazu dient, die im
Gehäuse der Zentrifuge gesammelte Steuerflüssigkeit abzuführen.
-
Die Erfindung ist in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäß ausgebildeten
Zentrifuge in einer Ausführungsform mit vertikaler Trommelwelle und F i g. 2 ein
Strömungsschaubild.
-
Mit 1 ist das Trommelunterteil bezeichnet, mit 2
das
Trommeloberteil und mit 3 der Ring, durch den Trommeloberteil und Trommelunterteil
miteinander verbunden sind. Über den Umfang des Trommelunterteiles sind Schlammablaßöffnungen
gleichmäßig verteilt. Während des Trennvorganges werden diese Öffnungen durch einen
kegelförmigen Kolbenschieber 5 geschlossen gehalten, der gegen das Trommeloberteil
2 mittels eines Bundes 6 abdichtet. Mit 7 ist ein kegeliger Tellersatz und mit 8
der Verteilen bezeichnet, durch den das Schleudergut von einem feststehenden Einlauf
10 am oberen Ende der Zentrifuge in den Trennraum 9 eingeführt wird. Die
Steuerflüssigkeit wird der Zentrifuge über eine feste Rohrleitung 11 zugeführt und
von dort über einen Kanal 12 in eine Kammer 13 im Boden des Trommelunterteiles eingeleitet.
Aus der Kammer 13 wird die Schließkammer 14 zwischen der Unterseite des Kolbenschiebers
5 und der Innenseite des Trommelunterteiles mit Steuerflüssigkeit bis zu einer Höhe
aufgefüllt, die durch eine Öffnung 15 im Kolbenschieber 5 bestimmt wird. Diese Flüssigkeitsfüllung
übt zusammen mit der Fliehkraft einen nach oben gerichteten Schub auf den Kolbenschieber
aus, welcher dadurch geschlossen gehalten wird. Abgetrennte Flüssigkeit, welche
aus einer Schälkammer 16 am oberen Ende der Schleudertrommel durch eine am Einlauf
10 angeordnete Schälscheibe 17 entnommen wird, wird als Steuerflüssigkeit verwendet.
Die abgeschälte Flüssigkeit wird über eine Rohrleitung 18 ausgetragen, die
um den Einlauf 10
herum konzentrisch angeordnet ist. In einer anschließenden
Rohrleitung 19 ist ein Ventilkörper 20
eingesetzt, der zwischen zwe.
Endstellungen beweglich ist. Die Endstellungen de; Ventilkörpers 20 werden
durch vorspringende Kalten 21 und 22 in der Rohrwand bestimmt.
-
Der Druck der abgeschältn Flüssigkeit hält den Ventilkörper
20 in der linko Endstellung, in welcher ein Kanal 23 im Ventjkörper
einen Teil der abgeschälten Flüssigkeit übr eine Rohrleitung 24
austreten
läßt, welche ihrersits mit der Rohrleitung 11 verbunden ist. Der Haptteil
der abgeschälten Flüssigkeit wird über die Rorleitung 19 ausgetragen, die mit der
Rohrleitung 18 durch eine Umgehungsleitung 25 verbunden ist.
-
Unterhalb des Verteilers List eine im wesentlichen kegelige Scheibe
26 angeordet, die sich radial von der Trommelachse um einelBetrag über den Tellersatz
7 hinaus erstreckt undisammen mit der Innenseite des Kolbenschiebers eien kegelförmigen
Hohlraum 27 bildet.
-
Nachdem die Steuerissigkeit nach einem Schlammaustrag die Schliikammer
14 gefüllt hat, fließt sie durch die öffnuj 15 und den Schlitz an der Außenkante
der Schein 26 vorbei und in den Trennraum 9.
-
Während eines Tretvorganges steigt die Schlammschicht im Trenhum radial
nach innen und zur Außenkante der @heibe 26 an. Schließlich versperrt sie die Öffnung
@ Schlitzes an der Außenkante der Scheibe
26, so ß keine Steuerflüssigkeit
mehr in den Trennraum ießen kann. Der Spiegel der Steuerflüssigkeit in d Kammer
13 steigt dann bis zu einem Überlauf 2e, der über einen Kanal
29 im
Boden des Tromriunterteiles zur Oberseite eines zur Trommelwellsonzentrischen Ringes
30 führt. Dieser weist Vortünge 31 auf, von denen jeder eine Anzahl öffnien 32 verschließt,
die in Umfangsrichtung im Bon des Trommelunterteiles verteilt sind. Während dTrennvorganges
wird der Ring 30 entgegen der rirkune des Fl;;sc;otrP;+@_
| druckes in der Schließklner 14 durch eine Anzahl |
| in Umfangsrichtung veiter Federn 33 nach oben |
| gedrückt, die sich gegerpen Ring 34 abstützen, der |
| am Boden des Trommelerteiles befestigt ist. |
| Wenn die vom übtuf 28 kommende Steuer- |
| flüssigkeit die Oberseits Ringes 30 erreicht, wird |
| dieser entgegen der Mung der Federn 33 durch |
| den erhöhten Flüssigk ruck nach unten gedrückt. |
| Infolge der Wirkung cfliehkraft wird die Flüssig- |
| keit in der SchließWer 14 nun schnell über |
| Kanäle 35 ausgetrageeie Einlässe der Kanäle 35 |
| sind zwischen den Vtrüngen 31 angeordnet. Die |
| an der Oberseite des Iges 30 verbliebene Flüssig- |
| keit wird durch öffndn 36 von geringerem Quer- |
| schnitt, als der Zufi durch den Kanal 29 ent- |
| spricht, ausgetragen.c durch die Öffnungen 36 |
| ausgetragene Steue4keit wird in einer Kammer |
| 37 im Zentrifugengdse 38 gesammelt und fließt |
| über einen ringförr@ Innenflansch 39 zu einem |
| Pumpenlaufrad 41, : an der Trommelwelle 40 |
| angeordnet ist undtr eine Rohrleitung 42 die |
Steuerflüssigkeit einem Behälter für die abgetrennte Flüssigkeit
zuführt.
-
Wenn die Steuerflüssigkeit aus der Schließkammer 14 ausgetragen
wird, wird der Kolbenschieber 5 durch den Flüssigkeitsdruck im Trennraum niedergedrückt,
so daß Schlamm ausgetragen wird. Der Schlamm wird in einer Kammer 43 im Zentrifugengehäuse
ohne Verunreinigung der Steuerflüssigkeit gesammelt, die in der Kammer 37 gesammelt
wird. Der Schlamm wird aus der Kammer 43 in an sich bekannter Weise entnommen. Wenn
der Schlamm ausgetragen wird, fällt der Flüssigkeitsspiegel im Trennraum schnell
ab, so daß der Schälkammer 16 keine weitere Flüssigkeit zugeführt wird, selbst wenn
die Zufuhr des Schleudergutes durch den Einlauf 10 nicht abgesperrt ist. Dies bedeutet,
daß der Flüssigkeitsspiegel in der Schälkammer 16 und damit der Flüssigkeitsdruck
gegen die rechte Seite des Ventilkörpers 20 abnimmt.
-
Die Rohrleitung 19 kann mit einem Behälter für die abgeschälte Flüssigkeit
verbunden sein, der in beliebiger und in an sich bekannter Weise einen Flüssigkeitsdruck
aufrechterhält, der an der linken Seite des Ventilkörpers 20 wirksam wird.
Der Behälter kann z. B. mit einem Schwimmer oder einem Überlauf versehen sein, um
einen bestimmten Flüssigkeitsspiegel oberhalb des Ventilkörpers 20 aufrechtzuerhalten.
Um eine Bewegung des Ventilkörpers 20 in seine rechte Endstellung herbeizuführen,
ist die Schälkammer 16 mit Ablauföffnungen 44 versehen, durch welche der Rest der
Flüssigkeit in der Schälkammer über die Oberseite eines oberen Tellers 45 des Tellersatzes
7 in den Trennraum abfließt. Dies hat zur Folge, daß der Flüssigkeitsdruck gegen
die rechte Seite des Ventilkörpers 20 völlig aufhört.
-
In der rechten Endstellung ist die Umgehungsleitung 25 abgesperrt,
so daß die Flüssigkeit aus der Rohrleitung 19 nicht in die Schleudertrommel zurückfließen
kann. Ferner ist in der gleichen Stellung des Ventilkörpers 20 die Rohrleitung 19
über einen Kanal 46 im Ventilkörper 20 mit der Rohrleitung 24
und dadurch
mit der Rohrleitung 11 verbunden. Nach der beschriebenen kurzen Unterbrechung wird
nun die Steuerflüssigkeit von neuem der Schließkammer 14 zugeführt, wobei der Inhalt
des Kanals 29 über die Öffnungen 36 abgeführt und die Schließkammer 14 durch die
Ventilvorrichtung 30 bis 36 unter der Wirkung der Federn 33 geschlossen wird.
-
Nachdem die Schließkammer 14 mit Steuerflüssigkeit gefüllt und dadurch
der Ventilteller geschlossen worden ist, fließt die Flüssigkeit weiter über die
Öffnung 15 und den Hohlraum 27 in den Trennraum. Der Flüssigkeitsspiegel in diesem
Raum steigt durch die Zufuhr des Schleudergutes aus dem Einlauf 10 an, bis die Schälscheibe
17 wieder beginnt, abgetrennte Flüssigkeit auszutragen. Der Druck gegen die rechte
Seite des Ventilkörpers 20 nimmt zu, bis er in seine linke Endstellung zurückgedrückt
wird. Die verschiedenen Teile der Zentrifuge werden dadurch in die Stellungen zurückgeführt,
die sie während des normalen Trennvorganges einnehmen.
-
F i g. 2 zeigt ein Strömungsschaubild für die Zentrifuge. Das Schleudergut
wird der Zentrifuge durch eine Pumpe 47 im Einlauf 10 zugeführt, welcher mit einem
Sammelbehälter 48 verbunden ist. Die abgeschälte Flüssigkeit wird über die Rohrleitung
19 in einen Behälter 49 bis zu einer Höhe gepumpt, die der Förderhöhe der Schälscheibe
17 entspricht, worauf die abgeschälte Flüssigkeit durch eine Rohrleitung 50 austritt.
-
Die Steuerflüssigkeit wird, durch die Rohrleitung 24 abgezogen, die
mit der Rohrleitung 11 verbunden ist, und die aus der Zentrifuge austretende Steuerflüssigkeit
wird durch die Rohrleitung 42 zum Sammelbehälter 48 oder zur Saugseite der
Pumpe 47 zurückgeführt.