DE1757368C3 - Vollmantel-Schneckenzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge von der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Bauart.

Die Trommel einer Zentrifuge der erwähnten Art besitzt gewöhnlich einen zylindrischen Abschnitt und mit diesem verbunden einen konischen Abschnitt, der sich in der Förderrichtung der Förderschnecke verjüngt. Die Zentrifuge ist für die Zufuhr des zu trennenden «> flüssigen Gutes mit einem Rohr od. dgl. versehen, das in die Trommel mündet. Der zylindrische Abschnitt der Trommel ist mit einer Endwandung versehen, die eine Anzahl von Auslässen für die Flüssigkeit aufweist, von der der Schlamm abgetrennt worden ist. Diese Auslässe in der Endwand der Trommel bestimmen die Lage einer zylindrischen Flüssigkeitsfläche, die innerhalb der Trommel gebildet wird und sich von der Endwandung zu einer Stelle im konischen Abschnitt der Trommel erstreckt

Die Förderschnecke innerhalb der Trommel wird mit einer Drehzahl angetrieben, die geringfügig von der Drehzahl abweicht, mit welcher die Trommel angetrieben wird, so daß der an der Trommelwandung während des Trennvorgangs abgeschiedene Schlamm durch die Förderschnecke axial aus dem zylindrischen Abschnitt der Trommel durch den konischen Abschnitt desselben zu einem Auslaß am engsten Ende des konischen Abschnitts gefördert wird.

Eine Zentrifuge der eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Art ist aus dem DE-GM 19 32 193 bekanntgeworden. Durch die ganze Trommel erstreckt sich eine Schneckenwendel, zu der sich im konisch zulaufenden Trocknungsbereich eine zweite Schneckenwendel gesellt Die zu klärende Flüssigkeit wird durch die hohle Schneckenwelle zugeführt und in der Übergangszone zwischen dem Trocknungsbereich und der Flüssigkeitszone zwischen die zwei Schneckenwendeln eingespeist. An dem den geringsten Durchmesser aufweisenden Ende der Trommel wird der Schlamm ausgetragen, während am entgegengesetzten Ende die geklärte Flüssigkeit ausströmt.

Bei dieser Vorrichtung strömt die Feststoff-Flüssigkeitsmischung in der Flüssigkeitszone irj einer Richtung, die entgegengesetzt ist zu der Richtung, in der die feinen sedimentierten Feststoffe durch die Schnecke gekratzt werden. Hierdurch ergibt sich ein erneutes Aufwirbeln der bereits sedimentierten Feststoffe in diesem Bereich, was zu einer Verschlechterung der Klärleistung führt.

Hiernach ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Zentrifuge der vorstehend beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß ein beträchtlich höherer Trennwirkungsgrad als bei den bisher bekannten Zentrifugen der erwähnten Art erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebene Merkmalskombination gelöst.

Durch diese Lösung wird erreicht, daß im ersten Kanal die Flüssigkeit und der sedimentierte Schlamm in gleicher Richtung in Richtung auf die Trocknungszone bewegt werden, so daß die im zweiten Kanal zum Flüssigkeitsauslaß zurückströmende Flüssigkeit schon weitgehend geklärt ist und auf ihrem Weg nur über dann noch sedimentierten Restschlamm hinwegbewegt wird. Die Möglichkeit des Aufwirbeins von bereits sedimentiertem Schlamm wird dadurch stark verringert. Außerdem ist der von der zu klärenden Flüssigkeit zurückzulegende Strömungsweg innerhalb der Zentrifuge wesentlich länger als bei herkömmlichen Zentrifugen mit sonst unveränderter Baugröße.

Aufgrund dieser Verhältnisse wird eine stark erhöhte Klärwirkung durch einen minimalen baulichen Aufwand erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den IJnteransprüchen ersichtlich.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, die eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge im axialen Schnitt zeigt; diese besteht im wesentlichen aus einer Trommel I, einer in dieser angeordneten Förderschnecke 2 und aus einer Einrichtung 3 für die: Zufuhr des zu trennenden flüssigen Gutes zur Trommel 1.

Die Trommel 1 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 4 und aus einem mit diesem verbundenen konischen Abschnitt 5, der sich in der Förderrichtung

der Förderschnecke 2 verjüngt. Das Ende des zylindrischen Abschnitts 4 bildet eine Endwand 6, in welcher eine Anzah! von Auslassen 7 für die der Trommel zugeführten Flüssigkeit vorgesehen ist, welche durch das Zentrifugieren von Schlamm od. dgl. befreit worden ist. In der Zeichnung ist die durch die Auslässe 7 austretende Flüssigkeit durch Pfeile 8 dargestellt. Die Auslässe 7 bestimmen die Lage einer zylindrischen Flüssigkeitsfläche, die sich innerhalb der Trommel bildet und sich von der End wand 6 zu einer ι ο Stelle im konischen Trommelabschnitt 5 erstreckt.

Der übersichtlicheren Darstellung halber ist nur die eigentliche Schneckenwendel der Förderschnecke 2 gezeigt, die sich schraubenförmig durch den zylindrischen sowie durch den konischen Abschnitt der Trommel erstreckt, wie sich aus der Zeichnung ergibt Die Förderschnecke 2 ist so ausgebildet, daß sie den innerhalb der Trommel abgeschiedenen Schlamm aus dem zylindrischen Abschnitt 4 zu einer Anzahl von Schlammauslässen befördert, die am engsten Ende des konischen Trommelabschnitts 5 vorgesehen sind. Der durch diese Auslässe ausgetragene Schlamm ist durch die Pfeile^ dargestellt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist ein Teil der Schneckenwendel im wesentlichen in Form eines radial nach außen offenen U-Profils ausgebildet. Dieser Teil erstreckt sich von der Endwand 6 längs der zylindrischen Trommelwandung nach vorne zum konischen Abschnitt 5. Im konischen Abschnitt der Trommel nimmt die Länge des in der Förderrichtung der so Förderschnecke gesehen vorderen Schenkels des U-Profils allmählich ab und besteht nicht mehr an demjenigen Teil der Troinmelwandung, der sich radial innerhalb der in der Trommel gebildeten Flüssigkeitsfläche befindet. Im Bereich dieses Teils der Trommelumfangswand hat die Förderschnecke die gleiche Form wie herkömmliche Förderschnecken für diesen Zweck.

Die Einrichtung 3 für die Flüssigkeitszufuhr zur Trommel I besteht aus einem ersten Rohr 10, das sich axial in der Trommel erstreckt, und aus einem zweiten Rohr 11, welches mit dem Rohr 10 in Verbindung steht und mit der Förderschnecke 2 fest verbunden ist, so daß es mit der letzteren umläuft. Das Rohr 11 mündet durch das U-Profil in einen Kanal 12, der durch die Trommelwandung und die Schneckenwendel gebildet wird, und der sich schraubenförmig längs der zylindrischen Trommelwandung von der Endwand 6 zum konischen Abschnitt 5 erstreckt, wo sich das U-Profil in der vorangehend beschriebenen Weise allmählich verändert. to

Die Schneckenwendel liegt im wesentlichen in der gesamten Flüssigkeitszone völlig radial außerhalb des Flüssigkeitsteiches in der Trommel I. Es durchbrechen daher nur solche (nicht gezeigte) Mittel die Fiüssigkeitsoberfläche, die zum Antrieb und Zentrieren der Schneckenwendel erforderlich sind.

Die vorangehend beschriebene Zentrifuge arbeitet wie folgt:

Die zu trennende Flüssigkeit wird der Trommel 1 über die Rohre 10 und 11 zugeführt. Vom Rohr 11 wird die Flüssigkeit in den Kanal 12 geleitet, der durch eine an der zylindrischen Trommelwand abgeschiedene Schlammschichl abgeschlossen ist, die von der Förderschnecke nicht erreicht werden kann. Innerhalb des Kanals 12 wird die Flüssigkeit gegen den konischen M Abschnitt der Trommel geleitet, wobei sie einem ersten Trennvorgang unterzogen wird. Während dieses ersten Trennvorgangs wird ein Teil des in der Flüssigkeit enthaltenen Schlamms abgeschieden, welcher Teil einen Damm vor dem hinteren Schenkel des U-Profils des Schlammbetätigungselements (gesehen in der Förderrichtung der Förderschnecke) bildet.

Wenrr die Flüssigkeit den konischen Abschnitt 5 erreicht, verschwindet allmählich der eine Schenkel (in diesem Falle der vordere Schenkel) des U-Profils, so daß der Kanal 12 sich allmählich öfinet. Der bereits aus der Flüssigkeit abgetrennte Schlamm wird dann durch die Förderschnecke gegen die Schlammauslässe weitergefördert, während die Flüssigkeit zu den Auslassen 7 in der Endwand 6 der Trommel über einen weiteren Kanal 13 fließt, der vom Kanal 12 getrennt ist.

Beim Fließen durch den Kanal 13 wird die Flüssigkeit einem zweiten Trennvorgang unterzogen, welcher den ersten Trennvorgang nicht stört noch von diesem gestört wird, der nun der Zufuhr neuer Flüssigkeit ausgesetzt wird. Der während des zweiten Trennvor gangs abgeschiedene Schlamm bildet vor dem vorderen Schenkel des U-Profils einen Damm, der sich mit dem vorerwähnten Damm, der vor dem hinteren Schenkel des U-Profils gebildet worden ist, im konischen Abschnitt der Trommel vereinigt und dann durch die Förderschnecke aus der Trommel ausgetragen wird.

Eine der beschriebenen Zentrifuge zugeführte Flüssigkeit wird einer sehr wirksamen Trennung unterzogen. Infolge der besonderen Form der Einrichtung i für die Zufuhr von Gut zur Trommel und der Förderschnekke 2 wird die Flüssigkeit wie vorangehend beschrieben veranlaßt, zweimal durch die Trommel zu fließen, wobei sie der größtmöglichen Fliehkraft ausgesetzt wird. Ferner kann der Trennvorgang infolge des Unistandes. daß keine Verwirbelung entsteht, wenn neues Gut der Trommel zugeführt wird, ununterbrochen vor sich gehen.

Die beschriebene Zentrifuge stellt nur eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dar. Beispielsweise kann die Zentrifuge statt einer Förderschnecke der vorangehend beschriebenen Art eine Doppelschnecke aufweisen, deren Wendel zusammen mit der Trommel zwei nebeneinander verlaufende Kanäle begrenzen, die miteinander und mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß der Trommel in Verbindung stehen.

Wenn die Zentrifuge mit einer solchen Doppclschnecke ausgerüstet ist, brauchen die Schneckcnwendel nicht unbedingt so geformt zu sein, daß sie zusammen mit der Trommel einen Kanal völlig radial außerhalb des Flüssigkeitsteiches in der Trommel begrenzen. So bildet jeder Raum zwischen den beiden Gängen der Förderschnecke einen Kanal, der während des Betriebs der Zentrifuge nur teilweise (d. h. im radial äußersten Teil) zu trennende Flüssigkeit enthält.

Beim Trennen in einer Zentrifuge mit einer Doppelschnecke wird die gesamte der Trommel zugeführte Flüssigkeit gezwungen, den Schneckenwendeln auf ihrem Weg vom Einlaßrohr 11 zum Flüssigkeitsauslaß 7 in der Endwand der Trommel in der Längsrichtung der Kanäle (entsprechend den erwähnten Kanälen 12, 13) zu folgen, die durch die Schneckenwendel begrenzt werden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, die die vorher beschriebene Ausführungsform der Erfindung zeigt, kann ein Teil der zu trennenden Flüssigkeit aber auch radiai innen quer zu dem einen Kanal, etwa dem Kanal 13 fließen (also direkt in hichtung der Trommelachse).

Die notwendige Verbindung /wischen den beiden Kanälen kann z. B durch Perforationen in den Schneckenwendeln oder einfach durch die Weglassunp

von Wendelleilen an geeigneten Stellen erfolgen.

Fs isl ferner möglich, die zu klärende Flüssigkeit durch drei oder mehr Kanäle zu leiten, welche durch die Förderschnecke und die Trommel begrenz! werden und miteinander sowie mit dem Einlaß und dem Auslaß in Verbindung stehen. Wenn mehr als zwei Kanäle vorgesehen sind, können bestimmte Maßnahmen, welche für den Fachmann naheliegend sind, getroffen werden, um zu verhindern, daß der Kanal bzw. die Kanäle, welche zuerst von df r Flüssigkeit durchflössen werden, völlig mit Schlamm gefüllt werden.

Hier/u 1 Blatt Zeichnunpen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge zur Abtrennung von Schlamm aus einem Feststoff-Flüssigkeit-Gemisch mit einem zentralen Schneckenkörper in der Schleudertrommel mit einem Einlaß für das zu trennende Gemisch, mit einer Förderschnecke, die zusammen mit der Trommelwandung einen ersten Kanal ausbildet, in dem abgelagerter Schlamm aus einer Flüssigkeitszone der Trommel zu einem Trocknungsbereich mit zunehmend kleinerem Durchmesser gefördert wird, mit einem Schlammauslaß am kleinsten Durchmesser des Trocknungsbereiches sowie einem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit auf der entgegengesetzten Seite der Trommel sowie mit einem gesonderten zweiten Kanal zwischen dem Schneckenkörper und der Trommelwandung, wobei beide Kanäle im Übergangsbereich zwischen Flüssigkeitszone und Trocknungsbereich miteinander kommunizieren, einer von ihnen mit dem Auslaß für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung steht und in den anderen in dessem — bezogen auf die Förderrichtung der Schnecke — Anfangsbereich der Einlaß für das zu trennende Gemisch ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Kanäle (12, 13) über im wesentlichen den ganzen Bereich der Flüssigkeitszone ausgebildet sind, und daß der Einlaß (10) für das zu trennende Gemisch sich an dem von der Trocknungszone abgewandten Ende der Flüssig- M keitszone in den ersten von der Förderschnecke (2) gebildeten Kanal (12) öffnet, welcher an dieser Seite gegen den Flüssigkeitsauslaß geschlossen ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst von dem zu trennenden J5 Gemisch durchflossene Kanal (12) eine kleinere Querschnittsfläche als der zweite Kanal (13) hat.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel der Förderschnecke (2) so geformt sind, daß der eine (12) ή> der erwähnten Kanäle durch diese Wendel und die Trommelwandung radial außerhalb eines Flüssigkeitsteiches begrenzt ist, der sich beim Zentrifugieren innerhalb der Trommel ausbildet.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel der Förderschnecke (2) sich über die ganze Flüssigkeitszone der Trommel völlig radial außerhalb des sich ausbildenden Flüssigkeitsteiches befinden.

50