DE1812030A1 - Kontinuierlich arbeitende Schleuder - Google Patents

Description

Patentgesuch vom 29. 11. 19b8

Anmelder: Stork-Werkspoor-Sugar N.V.
in Hengelo, die Niederlande

Unser Zeichen:

Kontinuierlich arbeitende Schleuder.

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontinuierlich arbeitende Schleuder zur Trennung einer gegebenen Mischung von Feststoffen und Flüssigkeit mit einer Siebtrommel, in der eine über die ganze Höhe der Trommel arbeitende Schabvorrichtung mit einem oder mehreren Schabern mit einer Geschwindigkeit rotiert, die ein wenig von der Geschwindigkeit der Trommel abweicht. Bei solchen Schleudern soll das an der Wand abgetrennte Gut von dem Schaber gelöst und dann längs des Schabers zum Trommelausgang transportiert werden. Das Gut steht unter KLnfluß der Zentrifugalkraft, weil der Schaber mit nahezu gleicher Geschwindigkeit wie die Trommel rotiert, sodaß zum Guttransport viel Energie nötig ist.

.Bei einer bekannten Schleuder hat man deshalb versucht, das Gut mit Kräftigen Strahlen eines gasförmigen Mediums zum Trommelauslauf zu fördern. Dazu muß man jedoch einen Kompressor großer Leistung vorsehen, was die Schleuder verteuert.

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Die Erfindung hat die Aufgabe, den Schleuderaufbau zu vereinfachen und damit die Kostensteigerung zu vermeiden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Wand 5 der Trommel 4 in einer Ebene durch die Rotationsachse einen derartigen Winkel mit dieser Achse 1 bildet, daß der Tangens dieses Winkels, nahezu gleich dem Reibungskoeffizient zwischen der Trqmmeloberfläche 5 und dem auf darauf zu. bildenden und im wesentlichen aus den Feststoffen bestehenden Kuchen 46 ist, so daß.im Betrieb die längs der Trommeloberfläche 5 gerichtete Komponente Cj₁ der auf den Kuchen 46 einwirkenden Zentrifugalkraft C durch die diesen entgegengerichtete Reibungskraft W nahezu aufgehoben ist und daß der Schaber 23 mit Mitteln versehen ist, die im Betrieb eine ,Störung des Gleichgewichtes zwischen den auf den Kuchen 46 einwirkenden Kräften zugunsten der Komponente C_v der Zentrifugalkraft C bewirken, sobald der Kuchen 46 durch den Schaber 23 von der Troinmeloberfläche 5 übernommen ist.

Bei der Lösung nach der Erfindung wird deshalb die bei der bekannten Schleuder den Gutauswurf erschwerende Zentrifugalkraft zu dessen Erleichterung ausgenutzt. Die Siebtrommel kann die Form.eines Kegels oder eines anderen geeigneten Drehkörpers haben.

Erfindungsgemäß kann jeder Schaber hinter der Schneidkante einen porösen oder mit feinen Öffnungen versehenen Teil aufweisen, der sich über die ganze Höhe des Schabers erstreckt und dem man über den hohlen Schaber ein Druckmittel zuführen kann, das über dessen

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ganze Oberfläche gleichmäßig austritt. In einer derartigen Ausführung wird somit die Reibung längs des Schabers erheblich verkleinert, weil das Druckmittel einen dünnen Film zwischen dem Kuchen und dem Schaber bildet. Die Geschwindigkeit und auch der Druck des mediums können hierbei gering sein. Man kann deshalb ZUB Liefern des Mediums normale Gebläse bzw. Pumpen benutzen. Eine derartige Schleuder eignet sich besonders für empfindliches Gut, da während des Transportes keine direkte Berührung zwischen Schaber und Gut auftritt und damit die Gefahr· der Beschädigung des Gutes gering ist.

Auch kann erfindungsgemäß der hinter der Schneidkante liegende Teil des Schabers über dessen ganze Höhe aus einem derartigen Material und derartig glatt abgearbeitet sein, daß der Reibungskoeffizient zwischen diesem Teil und dem Kuchen kleiner ist als der Reibungskoeffizient zwischen der Trommelinnenfläche und dem Kuchen. Solche Schleudern sind konstruktiv einfach, weil man kein Druckmittel benötigt. Man muß' jedoch das zu transportierende Gut längs der Schaberoberfläche bewegen und vergrößert dadurch die mechanische Belastung.

Ferner kann erfindungsgemäß der hinter der Schneidkante liegende Schaberteil über die ganze Höhe des Schabers in einer Ebene durch die Rotationsachse einen größeren Winkel mit der Rotationsachse einschließen als der Winkel der Trommelwand mit der Rotationsachse. Außerdem kann der Tangens dieses Winkels zwischen der Schaberoberfläche und der Achse größer sein als der Reibungs- .

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koeffizient zwischen dem geschleuderten Kuchen und der Schaberoberfläche* Dabei kann man bei gleichbleibender Reibung den Transport durch Vergrößerung der Komponente der Zentrifugalkraft erzielen.

Schließlich können die als Hohlkörper ausgebildeten Schaber eine sich über die ganze Höhe erstreckende Sinne aufweisen, deren Boden hinter der Schneidkante liegenden Teil zum Abgleiten dee Kuchens bildet. Dann wird längs des Schabers das Gut transportiert, ohne daß eine zu große Reibung in der Rinne auftritt. Der Gasoder Flüssigkeitsfilm vermindert diese Reibung erheblich. Für den Fall, daß der Film vom Medium gebildet ist, kann man diese Reibung außer Betracht lassen.

Die Zeichnung bringt Ausführungsbeispiele für die Erfindung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt der Schleuder; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 1; Fig. 3 einen Teil der Fig. 2, vergrößert;

Fig. *f schematisch das Kräftegleichgewicht auf dem Kuchen in der Trommel;

Fig. 5 das Kräftegleichgewicht auf dem Kuchen auf dem Schaber

und

Fig· 6 das Kräftegleichgewicht auf dem Kuchen auf dem Schaber in einer etwas anderen Aueführungeform.

Auf der Welle 1 sitzt eine Nabe 2 verkeilt, die mit den Speichen 3 eine Schleudertrommel k trägt. Die Innenwand der Trommel *f be-

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steht aus einer Siebwand 5 aus Ringen oder aus einer durchlöcherten Platte.

Die in der Schleuder ausgesonderte Flüssigkeit" kann durch zwischen den Eingen freibleibende kleine Öffnungen oder durch Löcher in der Siebwand 5 austreten. Die Siebwand 5 ist von Stützringen 6 mit Durchlaßkanälen an der Innenseite der Trommel getragen. Die Schleudertrommel k ist konisch, so daß die durch die Siebwand tretende Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft längs der Trommel nach unten geführt wird. Die Flüssigkeit fließt über Offnungen 7 und gelangt längs des Randes 8 in eine Rinne 9 an der Innenseite des Gehäuses 10. Die Rinne 9 ist mit einem Auslaufstutzen 11 zum Abführen der Flüssigkeit versehen.

Die Welle 1 ist von einer Hohlwelle 12 umschlossen, die mit Lagern 13 und 1*l· auf der Welle 1 geführt ist. Die axialen Kräfte werden durch ein Axiallager 15 aufgenommen, iine weitere Trommel 16 ist mit der Welle 12 mittels einer Bodenplatte 1? verbunden. Die Trommel 16 hat ein Schneckengehäuse 18 und einen zylindrischen Teil. Das Schneckengehäuse 18 hat an den zwei einander diametral gegenüberliegenden Ausläufern zwei kastenförmige Kammern 19» die sich über die ganze Höhe der Siebwand erstrecken und in deren Bä he einen Austrittsschlitz 20 aufweisen. Mittels einer ebenfalls an der Trommel 16 befestigten Viand 21 ist neben jeder Kammer 19 eine kastenförmige Kammer 22 gebildet. Diese Kammern 22 haben an dem an die üiebwand 5 angrenzenden ülnde einen sich ebenfalls über die ganze Höhe der Siebwand erstreckenden Schaber 23 und

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die Schaber 23 über die ganze Höhe eine rinnenförmige Aushöhlung mit einem Boden 2h, der sich parallel zur Siebwand 5 erstreckt. Unterhalb des aus einem porösen Material bestehenden Bodens 2h ist ein Hohlraum 25 vorhanden, der über Kanäle 26 mit dem Innern der Kammer 22 verbunden ist. Die Kammer 22 steht über Öffnungen 27 mit einer rings ,um die Welle 1 liegenden Kammer 28 in verbindung. An die Welle 1 schließt sich über die Stopfbüchse 29 ein Schlauch 30 an. über diesen Schlauch kann man ein Gas, z„ a. Luft, unter etwas Überdruck der .bohrung 31 in. der Welle 1 und von dort über Querbohrungen 32 der Kammer 28 zuführen.

Die Bodenplatte 17 hat nahe dem unteren Ende des Schabers 23 Öffnungen 33» durch die das vom Schaber entfernte Gut nach unten in den sich an das Gehäuse 10 anschließenden Trichter 3^ fallen kann.

An der Trommel 16 sind ferner mehrere Düsen 35 befestigt, die mit der Trommel 16 und der Hohlwelle 12 umlaufen. Die ijüsen 35 sprühen eine waschflüssigkeit über das Schleudergut und sind verstellbar, so daß der Wasch-Zeitpunkt abhängig von der Schleuderzeit je nach dem gewünschten Wascheffekt eingestellt werden kann. Die Waschflüssigkeit kann man auf nicht näher angedeutete Weise den Düsen 35 über eine Stopfbüchse 36 zuführen.

Im zylindrischen Teil 37 der Trommel 16 mündet eine Rinne 38, über die man das Schleudergut^dem Schneckengehäuse 18 zuführen kann.

Die mit Hilfe eines Motors antreibbare Welle 1 hängt in mit einem

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Gummikissen kO abgestützten Lagerblock 39· Am Lagerblock 39 ist •in Zahnradkasten 41 befestigt, der Schwingungen der Wellen 1 und 12 folgen kann. Die Welle 1 trägt ein Zahnrad 42, das über zwei Zwischenräder 43 und 44 mit dem auf der Hohlwelle 12 befestigten Zahnrad 45 gekuppelt ist. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 42 und 45 ist auf einen sehr kleinen Geechwindigkeiteunterschied zwischen den Wellen 1 und 12 abgestimmt. Dieser bestimmt die Schleuderzeit. Durch Ubersetzungsänderung kann man die Schleuderzeit nach Bedarf einstellen.

Die Schleuder arbeitet wie folgt: Über die Ginne 38 wird die zu ■chleudernde Hasse der zylindrischen Kammer 37 zugeführt, fließt ▼on dort sum Schneckengehäuse 18 .und wird dann über die Zufuhrkanäle 19 und die Ausströmungsöffnungen 20 an der Siebwand 5 abgesetzt. Die Absetzdicke an der Siebwand 5 wird von der Weite der Schlitze 2(J bestimmt* Durch das langsame Wandern der Kammern 19 gegenüber der Siebwand wird fortwährend Masse auf der Siebwand 5 abgesetzt und nach einer bestimmten Zeit davon durch die diametral einander gegenüberliegenden Schaber 23 abgehoben.

Der flüssige Anteil des Schleuderguts tritt durch die Siebwand 5 nach außen in die Abfuhrrinne 9 über und wird von dort über den Stutzen 11 abgeführt.

In Fig. 4 sind für ein einzelnes Teilchen 46 des auf der Siebwand abgesetzten Kuchens auf dieses Teilchen einwirkenden Kräfte dargestellt. Die Wand der Trommel bildet in einer Ebene durch die Trommelachse mit dieser den Winkel °L . Auf dieses Teilchen wirkt

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nach außen die Zentrifugalkraft C, die in eine Komponente C_v senkrecht zur Siebwand gerichtete und eine Komponente Cj₁ längs der Wand zerlegbar ist. Das Teilchen k6 wird von der längs der Wand wirkenden Reibungskraft W gebremst. Die Reibungskraft W ist gleich der senkrecht zu der Wand hin gerichteten Kraft W multipliziert mit dem Reibungskoeffizient f zwischen dieser Wand und dem Teilchen k6. Die Kraft W ist gleich C_v. Der Winkel U ist derart gewählt, daß der Reibungskoeffizient f gleich oder etwas größer als tg o/. ist. Dann bleibt das Teilchen k6 beim Schleudern gerade noch auf der Siebwand 5 sitzen.

Sobald jedoch das Teilchen k6 vom Schaber 23 von der Wand abgehoben wird und auf den Teil 2k gelangt, entsteht der Zustand It. Fig. 5. Der Winkel der Ebene 2k mit der Rotationswelle bleibt dabei gleich, ebenso die von der Zentrifugalkraft ausgeübte Kraft C. Der Austritt von gasförmigen Medium durch die poröse Wand 2k hebt die Reibung zwischen der Fläche 2k und dem Teilchen k6 nahezu auf. Die Reibung W ist deshalb viel kleiner als die längs der Fläche 2k gerichtete Komponente Gj₁ der Zentrifugalkraft. Das Teilchen k6 ist deshalb nicht mehr in Gleichgewicht, gleitet längs der Fläche 2k nach unten und über die Öffnung 33 in den Trichter J>k zur weiteren Abführung.

in Fig. 6 bildet die Fläche 2k des Schabers mit der Kotationswelle einen größeren Winkel ot als die Siebwand 5· ^ei gleichbleibendem Reibungskoeffizient ist deshalb die Komponente Ch der Zentrifugalkraft größer als die gegenwirkende Reibungskraft W. Auch hier ist das Teilchen k6 nicht im Gleichgewicht und wird längs

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der i'läche Zk nach unten gleiten. Die Ausführungen nach den Ji'ig. 5 und 6 können kombiniert werden. Dann werden die treibende Kraft C^₁ größer und die gegenwirkende Reibungskraft W kleiner.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Kontinuierlich arbeitende schleuder zur Trennung einer vorgegebenen Mischung von Feststoffen und Flüssigkeit mit einer Siebtrommel, in der eine über die ganze Höhe der Trommel arbeitende Schabvorrichtung mit einem oder mehreren Schabern mit einer ein wenig von der Geschwindigkeit der Trommel abweichenden Geschwindigkeit rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (5) der Trommel (4) in einer Ebene durch die Rotationsachse einen derartigen Winkel mit dieser Achse (1) bildet, daß der Tangens dieses nvinkels nahezu gleich dem Reibungskoeffizient zwischen der Trommeloberfläche (5) und dem auf darauf zu bildenden und im wesentlichen aus den Feststoffen bestehenden Kuchen (46) ist, so daß im Betrieb die längs der Trommeloberfläche (5) gerichtete Komponente (C_n) der auf den Kuchen (46) einwirkenden Zentrifugalkraft (C) durch die diesen entgegengerichtets Reibungskraft (.V) nahezu aufgeholten xst und daß der Schaber (23) mit Mitteln versehen ist, die im Betrieb eine Störung des Gleichgewichtes zwischen den auf den Kuchen (46) einwirkenden Kräften zugunsten der Komponente (C_v) der Zentrifugalkraft (C) bewirken, sobald der Kuchen (46) durch den Schaber (23) von der Trommeloberfläche (5) übernojnmen ist.

   2. Schleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaber (23) hinter der Schneidkante einen porösen oder mit

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   feinen Öffnungen versehenen Teil (24) hat, der sich über die ganze Höhe des Schabers (23) erstreckt und dem über den hohlen Schaber (26, 25) ein Druckmittel zuführbar ist, das über die ganze Oberfläche des Teils (24) gleichmäßig austritt.

   3· Schleuder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der Schneidkante liegende Teil des Schabers (23) über die ganze Höhe des Schabers aus einem derartigen Material hergestellt und derart geglättet ist, daß der Reibungskoeffizient zwischen diesem Teil (24) und dem Kuchen (4-6) kleiner als der Reibungskoeffizient zwischen der Trommeloberfläche (5) und dem Kuchen (46) ist.

   4. Schleuder nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hinter der Schneidkante liegende Teil des Schabers (23) über die ganze Höhe des Schabers (23) in einer Ebene durch die Rotationsachse (1) einen größeren Winkel mit dieser Achse (1) bildet als der von der Wand (5) der Trommel (4) mit der Rotationsachse (1) eingeschlossener Winkel und daß der Tangens dieses Winkels zwischen der Schaberoberfläche und der Achse (1) größer ist als der Reibungekoeffizient zwischen dem Kuchen (46) und der Schaberoberfläche.

   5. Schleuder nach den Ansprüchen 2 und 3« dadurch gekennzeichnet, daß die als Hohlkörper ausgebildeten Schaber (23) eine sich über die ganze Höhe erstreckende Rinne (24) aufweisen, deren Boden den hinter der Schneidkante liegenden Abgleitteil für den Kuchen (46) bilden.

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