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Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zum Trennen der Feststoffbestandteile
gegenüber den Flüssigkeitsbestandteilen aus vorwiegend feinste Feststoffteilchen
enthaltenden Suspensionen mit einem perforierten Schleuderkorb und einem in diesem
hängenden Filterbeutel, dessen oberer Rand am Korbrand und dessen Boden an einem
auf einer durch den Filterbeutel hindurchragenden Zentralwelle verschiebbar angeordneten,
zusammen mit der Zentralwelle antreibbaren Rohrstück eingespannt ist und der sich
zum Entleeren des Filterbeutels während des Schleudervorganges so weit vom Bodenteil
des Schleuderkorbs entfernen läßt, bis der Filterbeutel ganz umgestülpt ist.
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Zum Trennen der Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile von Suspensionen
sind zahlreiche Zentrifugentypen bekannt.- Hierzu rechnen Schubzentrifugen, Schneckenzentrifugen,
Schälzentrifugen, überlaufzentrifugen und Trennzentrifugen. Diese arbeiten entweder
kontinuierlich oder diskontinuierlich, haben jedoch alle den Nachteil, daß eine
Abtrennung feinster Feststoffanteile in der Größenordnung unter 10 [x nicht
möglich ist. Soweit in den Zentrifugen Filtertücher Verwendung finden, bereitet
das Ausbringen der zurückgehaltenen Feststoffanteile Schwieringkeiten.
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Außerdem ist eine Zentrifuge mit einem Filterbeutel bekannt, der mit
seinem Rand und an seinem Boden eingespannt ist. Der Filterbeutel kann zum Zwecke
der Entleerung auch während des Schleudervorgangs in axialer Richtung umgestülpt
werden. Weiterhin ist die Anwendung hydraulischer Mittel zur axialen Bewegung einer
Schleudertrommel bekannt. Diese bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht in der
Lage, bei einer Groß-Trennzentrifuge im industriellen Maßstab aus industriellen
Abwässern mit kolloidalen, durch chemische Hilfsmittel ausgeflockten Feststoffen,
die bei nicht schonender Behandlung zerstört und nicht mehr filtrierbar sind, die
Flüssigkeit auf kleinem Raum abzuscheiden.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten
und Nachteile zu beseitigen und eine Zentrifuge zu entwickeln, welche bei diskontinuierlicher
Arbeitsweise ein einfaches und auch beim Vorhandensein feinster Feststoff-Bestandteile
sicheres Abschneiden gewährleistet. Weiterhin besteht die der Erfindung zugrunde
liegende Aufgabe darin, die beim Schleudervorgang üblicherweise eintretende Erhöhung
des Filterwiderstandes des Filterbeutels durch in diesem eingelagerte Feinstfeststoffe
des Schleudergutes zu vermeiden oder die Erhöhung des Filterwiderstandes wenigstens
in engen Grenzen klein zu halten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine derartige Ausbildung
einer an sich bekannten mechanischen oder hydraulischen Steuereinrichtung gelöst,
daß sie das Rohrstück mit dem Boden des im wesentlichen eingestülpten Filterbeutels
während des Schleudervorgangs selbsttätig über eine kurze Strecke rhythmisch in
Achsrichtung hin- und herbewegt.
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Der Filterbeutel, der aus einem dem zu verarbeitenden Stoff entsprechenden
Filtertuch bestehen kann, wird mit der Suspension gefüllt und in eine Drehbewegung
um seine Längsachse versetzt, wobei die Flüssigkeit durch das Tuch nach außen geschleudert
wird. Der Filterbeutel stellt im Gegensatz zu den üblichen Siebkörben u. dgl. kein
starres Gebilde dar, sondern ist lediglich an seinem oberen Rand und an seinem mittleren
Bodenteil eingespannt. Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand einer
Zeichnung näher erläutert. -
Mit 1 ist das Zentrifugengehäuse bezeichnet,
auf dem ein oberer, nach oben konisch verjüngter Rand 2 aufsitzt. An dem Zentrifugengehäuse
1 befindet sich eine Schüssel 3, die nach unten konisch erweitert
ist. Sie ist am Zentrifugengehäuse mittels Tragstücken 5
befestigt.
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Durch den Boden 4 der Schüssel 3 ragt eine Antriebswelle
6, die über ein Keilriemenpaar 7
od. dgl. mit einem in der Zeichnung
nicht dargestellten Antriebsmotor verbunden ist. Die unteren Antriebsmittel werden
in an sich bekannter Weise von einem Schutzgehäuse umkleidet. An den unteren Teil
der Schüssel 3 ist eine Abflußleitung 3 a angeschlossen.
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Auf der Antriebswelle 6 ist ein perforierter Korb
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mit seinem Bodenteil 10 befestigt. Er hat an seinem äußeren Mantel
Perforationen 9. Sein oberer Rand 11
ist nach außen umgebogen. Auch
dieser perforierte Korb 8 ist nach unten konisch erweitert und entspricht
in seiner Formgebung etwa der Schüssel 3.
Der Rand 11 ist so ausgestaltet,
daß er über den Rand der Schüssel 3 gleitet, ohne daß Flüssigkeit von innen
nach außen durchtreten kann.
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Weiterhin ist eine Zentralwelle 13 mit der Antriebswelle
6 und mit dem Boden 10 des perforierten Korbes 8 verbunden.
Diese Zentralwelle 13 liegt axial in dem perforierten Korb 8 zund
dreht sich, mit der Antriebswelle 6 mit. Auf die Zentralwelle 13 ist
weiterhin ein Rohrstück 14 aufgeschoben. Durch eine Feder-Nut-Verbindung
16 ist dafür Sorge getragen, daß dieses Rohrstück beim Drehen der Zentralwell-13
mitgedreht wird, jedoch auf dieser axial verschoben werden kann. Am unteren Ende
des Rohrstückes 14 ist ein Flansch 15 angebracht. Innerhalb des perforierten
Korbes 8 ist ein Filterbeutel 17 angebracht. Er ist mit seinem oberen
Rand mittels eines Halteringes 12 auf den Rand 11 des perforierten Korbes
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gespannt. Der Beutelboden weist eine öffnung auf, deren Rand an dem Flansch
15 des auf der Zentralwelle 13 verschiebbaren Rohrstückes 14 fest
verspannt ist.
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Die Zentralwelle 13 hat eine solche Länge, daß auf ihr das
Rohrstück 14 so weit nach oben verschiebbar ist, bis der Filterbeutel
17 in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage, d. h. in
seine ausgestülpte Lage, übergeführt ist. Die Hubbewegung kann durch an sich bekannte
mechanische oder hy-
draulische Mittel geschehen. Zweckmäßig werden hierfür
mechanische oder hydraulische Steuermittel vorgesehen, welche das Rohrstück in der
unteren Lage abwechselndein kurzes Stück auf der Zentralwelle 13 hoch- und
herunterbewegen und es beim Entleerungsvorgang in die obere Lage überführen. Dieser
Steuervorgang wird zweckmäßig vollautomatisch, beispielsweise durch eine vom Antriebsmotor
angetriebene Hebelkonstruktion, Zahn- oder Schubstangen oder eine Kolbenführung
in einem hydraulisch gesteuerten Zylinder ausgeführt, so daß also für den eigentlichen
Arbeitsprozeß kleinere hin- und hergehende Bewegungen des Bodenteils vom Filterbeutel
ausgeführt werden und nach einer bestimmten Zeit, nachdem der Trennvorgang abgeschlossen
ist, zum Entfernen des Filterkuchens in die obere Lage übergeführt werden.
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Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Zentrifuge ist folgende:
Nach
Einstellen des Antriebsmotors (in der Zeichnung nicht dargestellt) treibt die Antriebswelle
6 den perforierten Korb und die Zentralwelle 13 an. Die Zentralwelle
nimmt dabei das Rohrstück 14 mit. Über den unteren Flansch 15 des Rohrstückes
14 wird der Bodenteil des Filterbeutels 17 in Umdrehung versetzt. Der obere
Rand des Filterbeutels 17 hingegen wird von dem Rand 11 des perforierten
Korbes 8 mitgenommen. Dabei bilden dieser Rand 11 sowie der Haltering
12 einen Antriebskranz für den Filterbeutel. Der Beutel wird also an seinem oberen
Rand und am Boden mitgenommen und in Umdrehung um seine Achse versetzt.
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Sobald eine Suspension in den Filterbeutel 17 ein-P 0 füllt
wird, wird die Flüssigkeit durch das Filtertuch nach außen geschleudert. Dabei wird
sich der Filterbeutel 17 in Abhängigkeit von seiner Form mehr oder weniger
geggen die perforierte Wand des Korbes 8
legen. Die Flüssigkeit tritt durch
die Perforationen 9
hindurch und sammelt sich am Boden 4 der Schüssel
3, aus welcher sie über eine Abflußleitung 3 a fortfließt.
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Außerdem wird während des Zentritugierens das Rohrstück 14 auf mechanischem
oder hydraulischem Wege in der unteren Lage abwechselnd ein kurzes Stück auf der
Zentralwelle 13 hoch- und herunterbewegt. Hierdurch werden die vom Filterbeutel
zurückgehaltenen Feststoffanteile aufgelockert. Dies fördert den Trennvorgang wesentlich.
Sobald der Trennvorgang abgeschlossen ist, wird das Rohrstück 14 in die obere Endstellung
übergeführt (vgl. gestrichelt darzestellte Lage). Dabei stülpt sich der Filterbeutel
i7' um, und Is in Arbeitsstellung nach innen -ekehrte Schleudergut wird nunmehr
nach außen in den oberen Randteil 2 des Gehäuses 1 aeschleudert. Es fällt
dann außerhalb der Schüssel 3
nach unten und kann dort auf übliche Art und
Weise ausgetragen werden.
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Auch besteht die Möglichkeit, die im Filterbeutel zurückgehaltenen
Feststoffanteile durch Einleiten geeigneter Flüssigkeiten zu waschen. Auch dieser
Waschvorgang ist bei der neuen Zentrifuge besonders einfach und wird durch die kurze
Hubbewegung wesentlich aesteigert.
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Die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Filterbeutels sind in Abhängigkeit
von dem zu verarbeitenden Material und von der Zentrifugengröße zu wählen. Sie werden
etwa zwischen 200 bis 3500 U[Min lie-en und können selbstverständlich in
weiten Bereichen verändert werden. Das für den Filterbeutel 17 verwendete
Filtertuch kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Die Maschenweite des Filtertuches
hängt ebenfalls von dem gewünschten Trenneffekt ab. Vorzugsweise eignet sich die
neue Zentrifuge jedoch zum Abtrennen von Feinststoffanteilen, so daß Maschenweiten
von etwa 5 bis 10 [t ohne weiteres zur Anwendung kommen können. Auch
kann die Form des Filterbeutels selbst anders sein, als es in der Zeichnung dargestellt
ist. Der Filterbeutel kann in seiner Ruhestellung mehr oder weniger nach unten durchhängen
oder an seinen Seiten mehr oder weniger weit ausgebaucht sein.