DE1432822A1

DE1432822A1 - Solid bowl centrifuge for the continuous separation of solid-liquid mixtures

Info

Publication number: DE1432822A1
Application number: DE19631432822
Authority: DE
Inventors: Goluecke Dr-Ing E H Karl; Heckmann Dipl-Ing Wolfgang
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1963-09-28
Filing date: 1963-09-28
Publication date: 1969-05-29

Description

Vollmantelzentrifuge zur kontinuierlichen Trennung von Feststoff-FlÜssigkeits-Gemischen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantelzenturifuge zur kontinuierlichen Trennung von Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen, bestehend aus einer zylindrischen und/oder konischen Zentrifugintrommel, in deren Inneren eine mit anderer Drehzahl als die Trommel umlaufende, zum Austragsende konisch nach innen verlaufende Tranaportschnecke vorgesehen ist, die von einer in das Flüssigkeitsbad hineinragenden Schneckentrommel gehalten isty deren Inneres so ausgebildet ist, daß sich dort eine Flüssigkeitaströmung zum Flüssigkeitsabzug ausbilden kann.Solid bowl centrifuge for the continuous separation of solid-liquid mixtures The invention relates to a solid bowl centrurifuge for continuous separation of solid-liquid mixtures, consisting of a cylindrical and / or conical centrifugal drum, inside of which one with a different speed than the Drum rotating Tranaport screw conical inwards towards the discharge end is provided by a screw drum protruding into the liquid bath held isty whose interior is designed so that there is a flow of liquid can train for liquid drainage.

Bei einer bekannten Vollmantelzentrifuge dieser Bauart wird das Festatoff-Flüssigkeits-Gemisch an einem Ende der Zentrifuge in den Raum zwischen der äußeren Zentrifugentrommel und der Schneckentrommel eingeführt. Das Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch bewegt sich in diesem Raum in der gleichen axialen Richtung. Mit Abstand vor dem Feststoffaustrag weist die Schneckentrommel Öffnungen auf, durch die die geklärte Flüssigkeit in das Innere der Trommel eintritt. In dieser wird die Flüssigkeit zur Stirnseite bzw. zur Gutzulaufseite der Zentrifuge wieder zurückgeleitet und hier abgezogen. Da die Schneckentrommel eine andere Umlaufgeschwindigkeit aufweist als die äußere Zentrifugentrommel und zwischen der Stirnwand der Zentrifugentrommel und der Schneckentrommel eine spaltförmiger Zwischenraum vorhanden ist, läßt sich nicht vermeiden, daß sich Teile des frischzuge-L>ührten-Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches mit der abzuziehenden klaren Flüssigkeit mischen und diese wieder verunreinigen. Ferner können hierbei auch durch Umlenkung der Trübe an der Eintrittsstelle in die Schneckentrommel Turbulenzen entstehen, die zur Aufwirbelung feinster Feststoffe und damit zu einer Verunreinigung der abzuziehenden klaren Flüssigkeit führen.In a known solid bowl centrifuge of this type, the solid-liquid mixture at one end of the centrifuge in the space between the outer centrifuge drum and the screw barrel inserted. The solid-liquid mixture moves in this space in the same axial direction. At a distance in front of the solids discharge the screw barrel has openings through which the clarified liquid enters enters the inside of the drum. In this the liquid is to the front or returned to the feed side of the centrifuge and withdrawn here. Since the Screw drum has a different rotational speed than the outer centrifuge drum and one between the end wall of the centrifuge drum and the screw drum there is a gap-shaped space, cannot be avoided that parts of the freshly supplied-L> ührten solid-liquid mixture with the Mix the clear liquid to be withdrawn and contaminate it again. Further can also be done by deflecting the pulp at the point of entry into the screw drum Turbulence occurs, which causes the whirling up of the finest solids and thus to a Lead to contamination of the clear liquid to be withdrawn.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und den Kläreffekt erheblich zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zulauf für das Feststoff-FlüssigkeitsLGemisch im Inneren der Schneckentrommel mit axialem Abstand vom Flüssigkeitsabzug vorgesehen ist, und daß die Schneckentrommel im Bereich vom Zulauf bis zumindest dicht vor dem Flüssigkeitsabzug als siebartiger Stützkörper ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Flüssiäkeit mit den Feststoffteilchen im Inneren der Schneckentrommel zur Abzugsstelle strömt. Während-dieses gesamten Strömungsweges werden die Feststoffe infolge der Zentrifugalkräfte durch den siebartigen Stützkörper nach außen in den Raum zwischen der Zentrifugentrommel und der Schneckentrommel getrieben und dadurch von der Flüssigkeit getrennt. Die Flüssigkeit strömt dabei im Inneren des Stützkörpers an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades unmittelbar bis zum Flüssigkeitsabzug, von wo sie nach außen abgeführt wird. Da auf dem gesamten Strömungeweg keine Umlenkung der Flüssigkeit erfolgt, werden Auf' wirbelungen bereits abgesetzter Festatoffe völlig vermieden.Mit der Vollmantelzentrifuge gemäß der Erfindung wird-daher im Ver-' gleich zu den bisher bekannten Zentrifugen dieser lixt bei sonsi gleichen Abmessungen ein bedeutend besserer Kläreffekt erzieilt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, dem weitere Vorteile und Merkmale der-Erfindulig zu entnehmen sind. Es zeigen: Fig. 1 eine Vollmantelzentrifuge gemäß der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 11 11 in Fig. 1? Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III III in Fig. 1.The invention is based on the object of avoiding these disadvantages and considerably improving the clarifying effect. This object is achieved in that the inlet for the solid-liquid mixture is provided in the interior of the screw drum at an axial distance from the liquid outlet, and that the screw drum is designed as a sieve-like support body in the area from the inlet to at least just before the liquid outlet. This ensures that the liquid with the solid particles flows inside the screw drum to the take-off point. During this entire flow path, the solids are driven outwardly into the space between the centrifuge drum and the screw drum as a result of the centrifugal forces through the sieve-like support body and are thereby separated from the liquid. The liquid flows inside the support body on the surface of the liquid bath directly up to the liquid drain, from where it is discharged to the outside. Since there is no deflection of the liquid on the entire flow path, eddies of already settled solids are completely avoided. With the solid bowl centrifuge according to the invention, therefore, compared to the centrifuges known hitherto, this lixt with the same dimensions a significantly better clarifying effect attained. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, from which further advantages and features of the invention can be seen. In the drawings: Figure 1 is a solid bowl centrifuge according to the invention in longitudinal section, Figure 2 shows a section along the line 11 11 in Fig. 1..? FIG. 3 shows a section along the line III III in FIG. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Vollmantelzentrifuge gemäß der Erfindung weist eine einlaufseitig zylindrische, austragsseitig konisch sich verjüngende Zentrifugentrommel 1 auf. lul der Austragsatirnseite der Trommel 1 (Fig. 1, rechte) ist ein Hohlzapfen 2 befestigt, der in einem Lager 3 gehalten ist. Zwisehen dem Lager 3 und der Austragestirnseite der Trommel 1 ist der Zapfen 2 als Antrieberiemenscheibe 2a für den Rotationsantrieb der Trommel ausgebildet.The solid bowl centrifuge according to the invention shown in the drawing has an inlet side cylindrical discharge end conically tapered centrifuge drum. 1 lul the discharge end of the drum 1 (Fig. 1, right), a hollow pin 2 is attached, which is held in a bearing 3 . Between the bearing 3 and the discharge face of the drum 1 , the pin 2 is designed as a drive belt pulley 2a for the rotary drive of the drum.

An der Aufgabeseite ist die Zentrifungentrommel 1 über einen Stirndeckel 4 ebenfalls auf einem Hohlzapfen 5 gehalten, der mit einem Planetengetriebe 6 in Verbindung steht und in einem Lager 7 drehbar gehalten ist. On the feed side, the centrifuge drum 1 is also held on a hollow pin 5 via an end cover 4, which is connected to a planetary gear 6 and is held rotatably in a bearing 7.

Im Inneren der Hohlzapfen 2 und 5 ist Je ein Tragzapfen 8 bzw. 9 einer im Inneren der Trommel 1 vorgesehenen Austragsschnecke 10 gelagert. Der Tragzapfen 8 der Schnecke ist ebenfalls als Hohlzapfen ausgebildet. Der auf der anderen Seite vorgesehene Tragzapfen 9 steht mit der-Abtriebsseite des Planetengetriebes 6 in Verbindung. Die Schnecke wird also von der Trommel 1 über das. Planetengetriebe angetrieben. Dieses Planetengetriebe ist der-' art ausgebildet, daß die Schnecke 10 eine etwas geringere Umlauf' geschwindigkeit aufweist als die Trommel 1. In the interior of the hollow pegs 2 and 5 , a respective support peg 8 or 9 of a discharge screw 10 provided in the interior of the drum 1 is mounted. The support pin 8 of the screw is also designed as a hollow pin. The support pin 9 provided on the other side is connected to the output side of the planetary gear 6 . The worm is thus driven by the drum 1 via the planetary gear. This planetary gear is designed in such a way that the worm 10 has a somewhat lower rotational speed than the drum 1.

Die Windungen der Schnecke 10 sind an einer Sährieckentrommel 11 gehalten, und zwar derart, daß sie zum Teil in dem Raum zwischen Schneckentroaimel 11 und Zentrifugentrommel 1, zum Teil innerhalb des von der Schneckentrommel 11 umschlossenen Raumes liegen. Die Form der Schneckentrommel 11 ist im wesentlichen derjenigen der Zentrifugentrommel 1 angepaßt', so daß zwischen Stütztrommel und Zentrifugentrommel ein Ringraum für den Transport der abgeschie-Feststoffe freibleibt.,Die Schneckentrommel ist in ihrem zylindrischen Bereich, und zwar von dem weiter unten beschriebenen Zulauf 12 für das Pestutoff-Flüssigkeits-Gemisch bis dicht vor dem Flüssigkeiteabzug 13 als zylindrischer siebartiger Stützkörper 14 ausgebildet, durch den die infolge der Zentrifugikrähe .nach außen getriebenen Festatoffe in den Ringraum zwischen Schne*.#--kentrommel 11 und Zentrifugentrommel 1 eintreten können. Auch im Bereich des siebförmigen Stützkörpers 14 sind die IYindungen der-Schnecke 10 ao ausgebildet, daß sie bis in den von dem Stützkör--per umschlossenen Innenraum der Zentrifuge hineinragen.The turns of the screw 10 are held at a Sährieckentrommel 11, in such a way that they lie partly in the space between Schneckentroaimel 11 and centrifuge drum 1 to the part within the space enclosed by the screw barrel 11 space. The shape of the screw drum 11 is essentially adapted to that of the centrifuge drum 1 , so that an annular space remains free between the support drum and the centrifuge drum for the transport of the separated solids for the pesticide-liquid mixture up to just in front of the liquid outlet 13, designed as a cylindrical, sieve-like support body 14 through which the solids that are driven outwards as a result of the centrifugal crow can enter the annular space between the screw drum 11 and the centrifuge drum 1 . Also in the area of the sieve-shaped support body 14, the connections of the screw 10 are formed so that they protrude into the interior of the centrifuge which is enclosed by the support body.

Die Zuführung des Feststoff-Flüssigkeite-Gemisches und die Ab- leitung der geklärten Flüssigkeit erfolgt durch Rohre, die durch eine Öffnung an der dem Planetengetriebe 6 gegenüberliegenden Seite in das Innere der Zentrif ugentrommel geführt sind. Beide Rohre stehen fest. Durch das äußere Rohr 15 wird die von den Pestatoffen getrennte reine Plüssigkeit abgeleitet. Dieses Rohr trägt an seinem im Inneren der Zentrifuge befindlichen Ende zwei gekrümmte Kanäle 13, 131, deren freie Öffnungen der Umdrehungsrichtung der Zentrifuge und damit der im Inneren der Zentrifuge be.findlichen FlÜssigkeit entgegengerichtet sind, so daß die reine Flüssigkeit infolge des Strömungsdruckes in diesen Kanälen aufsteigt und durch das Rohr 15 abfließen kann.The solid-liquid mixture is fed in and the clarified liquid is discharged through pipes which are guided into the interior of the centrifuge drum through an opening on the side opposite the planetary gear 6. Both pipes are fixed. The pure liquid separated from the pesticides is discharged through the outer tube 15. At its end located inside the centrifuge, this tube carries two curved channels 13, 131, the free openings of which are opposite to the direction of rotation of the centrifuge and thus to the liquid inside the centrifuge, so that the pure liquid as a result of the flow pressure in these channels rises and can flow through the pipe 15.

Im Inneren des Rohres 15 ist das Rohr 16 gehalten, das der Zuleitung des Festatoff-Plüssigkeits-Gemisches dient. Das Mündungsende 12 dieses Rohres ist in radialer Richtung abgebogen und mündet dicht oberhalb des sich im Inneren der Trommel einstellenden Flüssigkeitsspiegels"so daß die Zufuhr der Flüssigkeit an der Oberfläche des Trübebades erfolgt. Aus Festigkeitsgründen ist das Rohr 16 durch eine Stange 17 in axialer Richtung verlängert. Diese Stange ist im Inneren des Tragzapfens 9 der Schnecke 10 in einem Lager 18 gehalten.Inside the tube 15 , the tube 16 is held, which is used to feed the solid-liquid mixture. The mouth end 12 of this tube is bent in the radial direction and ends just above the level of the liquid inside the drum so that the liquid is supplied to the surface of the sludge bath. For reasons of strength, the tube 16 is extended in the axial direction by a rod 17 This rod is held in a bearing 18 inside the support pin 9 of the screw 10.

An dem konisch verjüngten Ende ist die Zentrifugentrommel 1 an ihrem Umfang mit Öffnungen 19 versehen, durch die die aus der Flüssigkeit abgetrennten Feststoffe nach außen geschleudert werden und in eine Kammer 20-des Zentrifugengehäuses 21 gelangen. Das zu trennende Festatoff-Flüssigkeite-Gemisch wird, wie erwähnt, der Zentrifuge durch das Rohr 16, zur Oberfläche des sich im ,Inneren der Ze'ntrifuge ausbildenden Flüssigkeitsbades aufgegeben. Der Spiegel dieses Flüssigkeitsbades ist durch den Abstand bestimmt, den die Öffnungen der Abschöpfkanäle 13, 13' von der Zentrifugenachse aufweisen. Dieser Abstand ist größer als der Abstand der Feststoffaustragsöffnungen 19 von der Zentrifugenachse, da anderenfalls die Flüssigkeit durch die Feststoffaustragsöffnungen 19 austreten würde. At the conically tapered end, the circumference of the centrifuge drum 1 is provided with openings 19 through which the solids separated from the liquid are thrown outward and reach a chamber 20 of the centrifuge housing 21. As mentioned, the solid-liquid mixture to be separated is fed to the centrifuge through the pipe 16 to the surface of the liquid bath forming inside the trifuge. The level of this liquid bath is determined by the distance that the openings of the skimming channels 13, 13 'have from the centrifuge axis. This distance is greater than the distance between the solids discharge openings 19 and the centrifuge axis, since otherwise the liquid would exit through the solids discharge openings 19.

Nach Eintritt in die Zentrifuge wird die Flüssigkeit von der schnell umlaufenden Zentrifugentrommel 1 bzw. der Schnecke 11 mit Stützkörper 14 mitgenommen. Infolge der Zentrifugalkräfte werden die Feststoffe durch den siebförmigen Stützkörper 14 nach außen gedrängt und treten in den Raum zwischen Stützkörper und Zentrifugentrommel 1 ein. Dort werden sievon der Schnecke zum Feststoffaustrag 19 gefördert. Die Flüssigkeit strömt dagegen im wesentlichen dicht an der Oberfläche des Flüssigkeitsbades, d.h. oberhalb des siebförmigen Schneckenstützkörpers 14, durch die Schneckenwindungen und gegebenenfalls oberhalb derselben zum Flüssigkeiteabzug 13, 13'. Die von den Feststoffen befreit.e Flüssigkeit verläßt die Zentrifuge durch das Flüssigkeitsabzugsrohr 15. Besonders feine Feststoffteile werden auf dem Vieg der Flüssigkeit bis zum Abzug 13, 131 ebenfalls infolge der ZentrifugaL-kräfte nach außen zur Innenseite der Zentrifugentrommel 1 abgedrängt und mit den übrigen Feststoffen ausgetragen.After entering the centrifuge, the liquid is carried along by the rapidly rotating centrifuge drum 1 or the screw 11 with the support body 14. As a result of the centrifugal forces, the solids are forced outwards by the sieve-shaped support body 14 and enter the space between the support body and the centrifuge drum 1 . There they are conveyed by the screw to the solids discharge 19 . The liquid, on the other hand, flows essentially close to the surface of the liquid bath, ie above the sieve-shaped screw support body 14, through the screw windings and optionally above the same to the liquid discharge 13, 13 '. The liquid freed from the solids leaves the centrifuge through the liquid discharge pipe 15. Particularly fine solid parts are pushed on the vieg of the liquid up to the discharge 13, 131 also as a result of the centrifugal forces to the outside to the inside of the centrifuge drum 1 and with the other solids carried out.

Im Innenraum zwischen dem Schneckenstützkörper 11, 14 und der Zentrifugentrommel 1 bildet sich also ein Bad mit im wesentlichen stehender Flüssigkeit aus, durch das die Festatoffe zum Austrag gefördert werden. Da die Flüssigkeit auf ihrem Strömungsweg zum Austrag keine Umlenkungen erfährt, werden grobe Turbulenzen und Wirbel, die zu einer erneuten Vermischung von sehr feinen abgeschiedenen Feststoffen mit der Flüssigkeit führen könnten, -vermieden, so daß die Zentrrfuge einen besonders hohen Abscheidungsgrad aufweist.In the interior space between the screw support body 11, 14 and the centrifuge drum 1 , a bath with essentially stagnant liquid is formed through which the solids are conveyed for discharge. Since the liquid undergoes no deflections on its flow path to the discharge, coarse turbulence and eddies, which could lead to a renewed mixing of very fine separated solids with the liquid, are avoided, so that the centrifuge has a particularly high degree of separation.

Um die Auswirkung von Turbulenzen, die bei schneidenaxtiger Ausbildung der Öffnungskanten der FlüssigkeitsabführungskanK---'le 139 131 auftreten könnten, auf die bereits abgesetzten Feststoffe zu vermeiden, ist die Schneckentrommel 11 im Bereich des Flüssigkeiteabzuges 13, 13' vollwandig ausgebildet, so daß eventuelle Wirbel nicht in den Ringraum zwischen Schneckentrommel 11 und Zentrifugentrommel 1 gelangen können.To determine the effect of turbulence at schneidenaxtiger formation of the opening edges of the FlüssigkeitsabführungskanK --- 'le could occur 139,131, to avoid the already settled solids, the screw barrel 11 in the region of the Flüssigkeiteabzuges 13, 13' formed solid walls, so that any Eddy currents cannot get into the annular space between the screw drum 11 and the centrifuge drum 1 .

Bei der in der Zeichnung dargestellten Zentrifuge wird wie erwähnt, der Strömungsweg, den die Flüssigkeit zwischen dem Einlauf 12 und dem Abzug 13, 13' zurückzulegen hat, durch die zwischen den Windungen der Schnecke im Inneren des zylindrischen Stützkörpers 14 vorhandenen Kanäle bestimmt. Dieser Weg ist verhältnismäßig lang, weist-aber einen nur geringen Querschnitt auf, so daß sich verhältnismäßig hohe Strömungegeschwindigkeiten ergeben können. Es kann auch vorteilhaft sein, die Schneckenwindungen nur an der Außenseite der Schneckentrommel 11, 14 vorzusehen, so daß der Strömungsbereich der Flüssigkeit im Inneren des zylindrischen Stützkörpers 14 frei vonirgendwelchen Einbauten ist. Es ergbt sich dann in erster Annäherung eine im wesentlichen achsparallele Strömung zwischen Einlauf und Auslauf, die jedoch Unregelmäßigkeiten dadurch erfahren kanng daß die Trübe nicht auf dem g'esamten Umfang der Zentrifuge gleichmäßig zugeführt und abgezogen wird, so daß sich praktisch Strömungswege unterschiedlicher Länge ergeben. Es ist in diesem Fall besonders vorteil-.;, haft, die Trübe möglichst gleichmäßig über den Umfang der Zentrifuge verteilt zuzuführen und abzuziehen.In the centrifuge shown in the drawing, as mentioned, the flow path that the liquid has to cover between the inlet 12 and the outlet 13, 13 ' is determined by the channels present between the turns of the screw inside the cylindrical support body 14. This path is relatively long, but has only a small cross section, so that relatively high flow velocities can result. It can also be advantageous to provide the screw windings only on the outside of the screw barrel 11, 14, so that the flow area of the liquid in the interior of the cylindrical support body 14 is free of any built-in components. It then ergbt in first approximation, a substantially axially parallel flow between inlet and outlet, the kanng but out irregularities in that the pulp is not supplied uniformly on the g'esamten circumference of the centrifuge and removed so that practically flow paths give different length. In this case it is particularly advantageous to supply and remove the pulp as evenly as possible distributed over the circumference of the centrifuge.

Claims

P atentans p r ü o he 1. Solid bowl centrifuge for the continuous separation of solid-liquid mixtures, consisting of a cylindrical and / or conical centrifuge drum, inside of which a conveyor screw running at a different speed than the drum and conical inwards towards the discharge end is provided which is held by a screw drum protruding into the liquid bath, the interior of which is designed in such a way that a liquid flow can develop there for the liquid discharge, characterized in that the inlet for the solid-liquid mixture inside the screw drum is axially spaced is provided by the liquid discharge, and that the screw drum is designed as a sieve-like support body in the area from the inlet to at least close to the liquid discharge.

2. Solid bowl centrifuge according to claim 1, characterized in that the screw drum has a closed solid bowl in the region of the liquid discharge.