DE1916280B1 - Periodisch arbeitende Zentrifuge zum Abschleudern von Fuellmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine periodisch arbeitende Ist der Ablauf stark viskos, so hat er während der Zentrifuge zum Abschleudern von Füllmasse, ins- kurzen Zeit des Abbremsens nicht genügend Gelegenbesondere Zuckerfüllmasse, mit einem an der Innen- heit, um zu den im Bereich des Bodens angeordnewand der Schleudertrommel anliegenden, einen Zwi- ten Löchern zu fließen. Er staut sich vielmehr an und schenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden 5 wird durch die Kapillarwirkung wieder in den bereits Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im trocken geschleuderten Zucker zurückgesaugt. Außer-Trommelmantel in der Nähe des Trommelbodens und dem ist durch die langen Wege der Fluß des Ablaufes des Trommeldeckels oder im Trommelboden und im auch während der Schleuderung behindert, so daß ein Trommeldeckel sowie im mittleren Teil des Trommel- ungleichmäßiger Schleuderbetrieb eintritt. Mithin ermaniels vorgesehenen Löchern für den Abfluß des io fordern die Abläufe der hoch viskosen Füllmassen abgeschleuderten Sirups. - innerhalb der Zentrifugen während des Abschleuderns

Bei periodischem Betrieb einer Zentrifuge wird kurze Fließwege. Die kritischen Fließwege liegen bei die Trommel während ,eines Spiels von lastfrei bis zu etwa 200 bis 250 mm. Aus diesen Gründen werden einer Maximalspannung schwellend beansprucht. Die- Füllmassen mit hochviskosem Ablauf in den bekannser Vorgang wiederholt sich so häufig, daß die Le* 15 ten Zentrifugen mit Schleudertrommeln (deutsches bensdauer der Trommel in bezug auf das dynamische Patent 1044 722) abgeschleudert, die über die ganze Verhalten des Werkstoffes beurteilt werden muß. Alle Trommelhöhe perforiert sind. Diese Trommeln beauftretenden Spannungen müssen daher auf die stehen jedoch aus einem besonders dicken Trommel-Dauerfestigkeit bzw. Kerbempfindlichkeit unter Zug- mantel. Die Perforierung zwingt aus kerbspannungs-Schwell-Beanspruchung des Werkstoffes bezogen 20 technischen Gründen zu einer entsprechend großen werden. Wanddicke der Schleudertrommel; denn die Wahl

Derartige Zentrifugen werden in der Zuckerindu- der Feldbedingungen in einem Lochfeld mit gebohrstrie zum Abschleudern von Füllmassen benutzt. ten Kreislöchern ist durch die Kerbeinflüsse einge-Diese Füllmassen unterscheiden sich in ihrem Trenn- schränkt. Zwar ist es möglich, durch zweckmäßige verhalten erheblich. So müssen stark viskose und 25 Bemessung des Bohrungsdurchmessers, bezogen auf schwach viskose Abläufe unterschieden werden. den Lochabstand innerhalb einer Lochreihe in Um-

Zum Abschleudern von schwach viskosen Abläufen fangsrichtung und den Reihenabstand in axialer werden Zuckerzentrifugen nach dem deutschen Ge- Richtung, die Kerbspannung im Vergleich zu einem brauchsmuster 1988176 und dem deutschen Patent Einzelloch zu mindern, jedoch kann der Kerbeinfluß 1 236 417 benutzt. Um einen einwandfreien Zentri- 30 auf die Maximalspannung am Lochrand, der beim fugenbetrieb zu gewährleisten, muß der schwach vis- Einzelloch das 3fache der Nennspannung ausmacht, kose Ablauf gedrosselt werden. Zu diesem Zweck allenfalls auf das 2V2fache gesenkt werden. Da aber, sind die bekannten Schleudertrommeln nur in Boden- verfahrensbedingt, bei einer Zentrifugentrommel die und Deckelnähe oder nur im Boden und Deckel mit Mantelmasse sich selbst belastet, ist es nicht möglich, Ablauföffnungen versehen. Diese Anordnung hat den 35 durch Vergrößerung der Wanddicke die Spannung Vorteil, daß die Ablauföffnungen dort angeordnet proportional abzusenken. Die Eigenbelastung, aussind, wo die Spannungen ein Minimum haben. Dies gedrückt in der Tangentialspannung, bleibt bezogen hat wiederum den Vorteil, daß der mittlere Teil oder auf die Wanddicke der Trommel konstant. Die Verder gesamte Teil der Schleudertrommel in seiner hältnisse für eine Zentrifugentrommel müssen immer Wandstärke wesentlich herabgesetzt werden kann. 40 so gewählt werden, daß der eingesetzte Trommel-Das heißt also, die ,bekannten Schleudertrommeln werkstoff durch seine Eigenmasse weit unterhalb der zum Abschleudern von schwach viskosen Abläufen zulässigen Grenze belastet wird. Nur dadurch kann sind über den größten Teil des Trommelmantels un- die Trommel zusätzliche Fremdlast durch das Schleuperforiert. Bei diesen bekannten Schleudertrommem dergut tragen. Das Vermögen, Fremdlast zu tragen, ergeben sich für den Ablauf große Fließwege, die bei 45 wird aber mit zunehmender Wanddicke, bezogen auf schwach viskosen Abläufen keine Rolle spielen. Diese diese Wanddicke, immer geringer. Von einer be-Gründe erlaubten die Bemessung der Trommelwand- stimmten Dicke ab ist ein praktischer Gewinn nicht dicke nach der Nennspannung, nicht nach der Kerb- mehr zu erzielen, weil das Schwungmoment der gespannung und führten zur wirtschaftlichen, leichten füllten Trommel so groß wird, daß die Wirtschaft-Trommel. 50 lichkeit des Gesamtverfahrens in Frage gestellt wird.

Es ist fernerhin bekannt (deutsches Gebrauchs- Um die erforderlichen Fließwege für den Ablauf

muster 1879 094), den Trommelmantel in drei Zonen der hochviskosen Füllmasse sicherzustellen, müssen mit Ablauflöchern zu* versehen, wobei der Durch- über den ganzen Bereich des Trommelmantels Bohschnittsquerschnitt der Löcher zur in mittlerer Höhe rungen angeordnet werden. Diese Bohrungen ergelegenen Beladungszöne hin abnimmt. 55 zeugen im Trommelmantel Kerbspannungen, die

Zum Abschleudern hochviskoser Abläufe, bei- wesentlich höher sind als die Nennspannung. FoIgspielsweise Melasse in Nachproduktzucker, sind lieh muß der Trommelmantel verstärkt werden, so Zuckerzentrifugen mit unperforiertem Trommelman- daß die Vorteile des dünnen Trommelmantels nicht tel nicht geeignet, weil hierbei die Abflußwege so mehr gegeben sind.

groß sind, daß die Abläufe ungleichmäßig abschleu- 60 Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, dem. Betriebsstörungen sind dann unvermeidbar. eine Zentrifuge mit einer Schleudertrommel von min-

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die dünn- destens 750 mm Höhe zum Abschleudern von hochwandigen Zentrifugentrommeln für schwach viskose viskosen Abläufen zu schaffen, ohne auf die Vorteile Füllmassen während der Schleuderarbeit vermehrt des dünnen Trommelmantels zu verzichten, wobei ausbauchen und sich in diesem Bauch Sirup an- 65 gleichzeitig auf die erforderlichen Fließwege des Absammelt, der während des Abbremsens auf Grund der laufs entsprechend der Viskosität Rücksicht genom-Schwerkraft nach unten fließt und durch die im Be- men wird,
reich des Bodens angeordneten Bohrungen abfließt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen,

daß die Ablauflöcher im mittleren Teil des Trommelmantels elliptisch sind und ihre großen Lochachsen rechtwinklig zur Trommelachse angeordnet sind.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Ablaufquerschnitte im Trommelmantel so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie spannungstechnisch nicht in Erscheinung treten und weiterhin die Fließwege gegenüber einer unperforierten Trommel verkürzt sind.

Die Ellipse ist so zu bemessen, daß ihre Kerbwirkung geringer als 2^fl/o ist, d. h. daß der spannungserhöhende Einfluß innerhalb der üblichen Streuung der Werkstoff-Festigkeit, der Füllungsschwankungen, der Drehzahlschwankungen od. dgl. liegt. Die Ellipse darf also festigkeitsmindernd nicht in Erscheinung treten.

Besonders vorteilhaft ist ein Halbachsenverhältnis von größer als 1:5, vorzugsweise jedoch 1:10. Eine Zentrifuge, die mit derartig elüptisch geformten Löchern perforiert ist, kann in der Wandstärke so bemessen werden wie eine unperforierte Trommel.

An Ablauflöchern in Zentrifugenmänteln treten zwei Erscheinungen auf. Auf Grund der geometrischen Form des Lochrandes wird dort die umgebende Spannung zur maximalen Kerbspannung erhöht. Die Spannungsrichtung am Lochrand bildet Winkel zur Richtung der umgebenden Spannung. Dadurch treten am Lochrand mehrachsige Spannungszustände auf, die die den Spannungen zuzuordnenden Verformungen behindern. Daraus folgt, daß am Lochrand höhere Spannungen ertragen werden, als sie normalerweise dem Werkstoff eigen sind. Diese beiden Einflüsse werden bei einem elliptischen Loch mit der Streckung der Ellipse in Zugrichtung unter Beibehaltung ihrer genauen geometrischen elliptischen Form immer günstiger und führen zu einem Optimum, das bei einem Halbachsenverhältnis von 1:10 erreicht ist.

Es ist auch eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge bekannt (schweizerische Patentschrift 80 273), deren Trommelmantel über den ganzen Trommelbereich mit ovalen Schlitzen versehen ist. Diese Schlitze führen jedoch nicht zu vernachlässigbaren Spannungen im Trommelmantel, weil das ovale Loch keine Definitionen zuläßt. Der ovale Schlitz oder das ovale Loch enden halbkreisförmig oder angenähert halbkreisförmig. Dadurch treten die spannungserhöhenden Einflüsse nahezu wie bei einem Kreisloch auf. Sie werden nur dadurch etwas günstiger, daß die Kreiskrümmuhg in die Streckung übergeht, wobei aber die absolute Länge des Schlitzes ohne Bedeutung bleibt, weil die Kerbspannungen mit wachsender Länge des Schlitzes nicht geringer werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird darin gesehen, daß die Ellipsen durch einen elektrochemischen Abtrag im Trommelmantel eingebracht sind. Der elektrochemische Abtrag hat den Vorteil, daß die Grenzfläche metallurgisch nicht verändert wird und frei von Eigenspannungen bleibt. Außerdem ändert sich die Form der Elektrode nicht, so daß die elliptische Lochform reproduzierbar bleibt. Die Ellipse bleibt also geometrisch genau.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Periodisch arbeitende Zentrifuge zum Abschleudern von Füllmasse, insbesondere Zuckerfülhnasse, mit einem an der Innenwand der Schleudertrommel anliegenden, einen Zwischenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel in der Nähe des Trommelbodens und des Trommeldeckels oder im Trommelboden oder im Trommeldeckel sowie im mittleren Teil des Trommelmantels vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablauflöcher im mittleren Teil des Trommelmantels elliptisch sind und ihre großen Lochachsen rechtwinklig zur Trommelachse angeordnet sind.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbachsenverhältnis größer als 1: 5, vorzugsweise jedoch 1:10 beträgt.

3. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ellipsen durch elektrochemischen Abtrag im Trommelmantel eingebracht sind.