DE19516635A1

DE19516635A1 - Centrifuge drum

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Publication number: DE19516635A1
Application number: DE19516635A
Authority: DE
Original assignee: Flottweg GmbH
Current assignee: Flottweg GmbH
Priority date: 1994-05-05
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 1995-11-30

Abstract

The centrifuge, and esp. a closed mantle screw centrifuge, for the sepn. of gas materials, has a drum (1) of plastics with a fibre reinforcement pref. of carbon fibres. The inner liner (2) is produced largely by non-chip working. Also claimed is a mfg. process where the fibre reinforced plastics mantle is applied to a prepd. liner, produced by non-chip working.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, insbesondere Vollmantelschnecken zentrifuge, deren Trommel im wesentlichen aus einem faserverstärkten - vor zugsweise mit Kohlenstoffaserverstärktem - Kunststoff und einer Innenausklei dung besteht.The invention relates to a centrifuge, in particular solid bowl screws centrifuge, the drum of which consists essentially of a fiber-reinforced preferably with carbon fiber reinforced plastic and an inner lining dung exists.

Derartige Zentrifugen mit einem faserverstärkten Kunststoffmantel und korrosionsbeständiger Auskleidung sind für die Trennung gasförmiger Substanzen grundsätzlich bekannt. Dabei sorgt die faserverstärkte Außenmantelschicht grundsätzlich für die mechanische Festigkeit, während die Innenauskleidung auf die Beständigkeit gegenüber den Suspensionen ausgelegt werden kann.Such centrifuges with a fiber-reinforced plastic jacket and Corrosion-resistant linings are used to separate gaseous substances basically known. The fiber-reinforced outer jacket layer ensures this basically for mechanical strength while the inner lining is on the resistance to the suspensions can be designed.

Ziel ist es, die zentrifugal Kraft durch höhere Drehzahlen der Zentrifuge zu stei gern und eine wirtschaftliche Fertigung zu ermöglichen.The aim is to increase the centrifugal force by increasing the centrifuge speed gladly and to enable economical production.

Dazu wird erfindungsgemäß eine Zentrifuge zur Verfügung gestellt, die einen faserverstärkten Kunststoffaußenmantel und einen Innenmantel - Innenausklei dung, auch Innenliner genannt - aufweist, welch letzterer zumindest weitgehend spanlos hergestellt ist. Diese spanlose Herstellung geschieht bevorzugt dadurch, daß ein die Innenauskleidung bildender Werkstoff, vorzugsweise ein Metall, durch Aufspritzen ausgeformt wird, vorzugsweise auf die Mantelfläche eines Kerns. Dieser Kern kann eine gezielt ausgeprägte Mantelfläche aufweisen, bei spielsweise wellenförmig, sägezahnförmig oder nutenförmig, so daß eine ent sprechend geprägte Innenmantelfläche der Innenauskleidung entsteht.For this purpose, according to the invention, a centrifuge is provided that has a fiber-reinforced plastic outer jacket and an inner jacket - inner lining dung, also called inner liner - has, the latter at least largely is produced without cutting. This non-cutting production is preferably done by that a material forming the inner lining, preferably a metal, is formed by spraying, preferably on the lateral surface of a Core. This core can have a deliberately pronounced lateral surface, at for example, wavy, sawtooth or groove-shaped, so that an ent speaking embossed inner surface of the inner lining is created.

Die Innenauskleidung kann aus mehreren Schichten unterschiedlicher Werkstoffe bestehen, insbesondere mit einem besonders abriebfesten Werkstoff an der inneren Oberfläche, beispielsweise Keramik. Desweiteren kann die Innenmantel fläche mit Leisten aus verschleißfestem Werkstoff versehen sein.The inner lining can consist of several layers of different materials exist, especially with a particularly abrasion-resistant material on the inner surface, for example ceramic. Furthermore, the inner jacket be provided with strips made of wear-resistant material.

Desweiteren ist in bevorzugter Ausführung die Innenauskleidung an wenigstens einem axialen Ende mit einem flanschartig verdickten Rand versehen, der aus einem angeschweißten Metallring bestehen kann.Furthermore, in a preferred embodiment, the inner lining is at least one axial end with a flange-like thickened edge, which consists of a welded metal ring can exist.

Der Mantel der Zentrifuge, gebildet aus faserverstärktem Kunststoff, kann durch eine Bandage um die Innenauskleidung herum ausgebildet sein, welche Bandage unter Vorspannung steht, die sich zumindest auf die in entsprechender Richtung verlaufenden Verstärkungsfasern bezieht. Bei diesen Kunststoffasern kann es sich um Glasfasern oder dergleichen, insbesondere aber um Kohlenstoffasern han deln. Eine entsprechende vorgespannte Verbindung zwischen Außen- und Innen schicht des Mantels kann man auch dadurch erreichen, daß man eine vorgefertig te faserverstärkte Kunststoff-Bandage auf die Innenauskleidung aufschrumpft.The jacket of the centrifuge, made of fiber-reinforced plastic, can be a bandage can be formed around the inner lining, which bandage is under tension, which at least affects the corresponding direction extends reinforcing fibers. These plastic fibers can glass fibers or the like, but especially carbon fibers deln. A corresponding pre-stressed connection between outside and inside Layer of the coat can also be achieved by prefabricating one The fiber-reinforced plastic bandage shrinks onto the inner lining.

Die Innenauskleidung - Innenliner - kann zumindest teilweise aus einem Blech mantel bestehen, insbesondere aus einer Kombination von Blech und durch Sprit zen aufgebrachtem Werkstoff. Dabei kann der Blechmantel profiliert ausgebildet sein.The inner lining - inner liner - can be at least partially made of sheet metal coat consist, in particular of a combination of sheet metal and fuel zen applied material. The sheet metal jacket can be profiled his.

Hinsichtlich der Herstellung kann man vorzugsweise derart vorgehen, daß man den Innenliner durch thermisches Spritzen vorzugsweise Hochgeschwindigkeits flammspritzen herstellt. Dabei wird der Werkstoff - insbesondere metallischer Natur - im Schmelzzustand oder zumindest im Zustand angeschmolzener Partikel in einem entsprechenden Heißluftstrom unter mehr oder weniger hoher Ge schwindigkeit aufgetragen, insbesondere auf die Mantelfläche eines formvor gebenden Kernes. Die Vereinigung zwischen der so gewonnenen - gegebenen falls mehrschichtigen Innenauskleidung und dem faserverstärkten Außenmantel aus Kunststoff kann derart geschehen, daß man den faserhaltigen Kunststoff nach Art einer Bandage auf die Außenmantelfläche der Innenauskleidung aufbringt, in vorgefertigtem Zustand als Außenmantel aufschrumpft oder dergleichen mehr.With regard to the manufacture, one can preferably proceed in such a way that the inner liner by thermal spraying, preferably at high speed manufactures flame spraying. The material becomes more metallic Nature - in the melt state or at least in the state of melted particles in a corresponding hot air stream under more or less high Ge speed applied, especially on the lateral surface of a mold giving core. The union between the thus obtained - given if multi-layer inner lining and the fiber-reinforced outer jacket made of plastic can be done in such a way that the fiber-containing plastic Kind of a bandage on the outer surface of the inner lining, in prefabricated state shrinks as an outer jacket or the like.

Von besonderer Bedeutung ist demnach im Rahmen der Anmeldung, zunächst den Innenmantel zu fertigen, und zwar auf einem Formkern, und sodann den Kunststoff verstärkten Außenmantel auf diesen Innenmantel aufzuwickeln, gegebenenfalls unter Verwendung eines Stützkernes zur Halterung des Innen mantels. Grundsätzlich kann insoweit Formkern und Stützkern übereinstimmen.It is therefore of particular importance in the context of the registration, initially to manufacture the inner jacket, namely on a mandrel, and then the Winding the plastic-reinforced outer jacket onto this inner jacket, optionally using a support core to hold the inside coat. In principle, the mold core and the support core can match.

Der ohne spanende Bearbeitung herzustellende Innenmantel wird - wie bereits ausgeführt - vorzugsweise durch einen thermischen Spritzvorgang, vorzugsweise Hochgeschwindigkeitsflammspritzen hergestellt, es können jedoch auch Verfah ren wie eine Beschichtung des Formkerns durch Plasmaspritzen, durch galvani schen Materialtransport, Bedämpfung und dergleichen in Betracht kommen. Da bei kann hinsichtlich des galvanischen Verfahrens ein elektrisch leitender Innen körper oder aber auch lediglich ein mit einer elektrischen Außenhaut versehener Kern oder Grundkörper verwendet werden. Man spricht in diesem Zusammen hang von Galvano-Forming oder auch Galvano-Plastik.The inner jacket, which can be produced without machining, is - as already executed - preferably by a thermal spraying process, preferably High speed flame spraying made, but it can also process like a coating of the mandrel by plasma spraying, by electroplating material transport, damping and the like. There with regard to the galvanic process, an electrically conductive interior body or even just one with an electrical outer skin Core or body can be used. One speaks in this together hang from electro-forming or even electro-plastic.

Zusammenfassend stellen sich folgende Herstellungsmethoden für den Innenmantel - Innenliner - dar:In summary, the following manufacturing methods for the Inner jacket - inner liner - dar:

Modellierung des Innenliners durch - gegebenenfalls schichtweisen Materialauftrag auf einen Innenkern durchModel the inner liner by - if necessary, layer by layer Apply material to an inner core

a) thermal spraying on the core, in particular high speed flame spraying;
b) evaporating material onto a core, preferably Plasma evaporation;
c) electroplating or electroforming, d. H. galvanic modeling by coating an inner core made electrically conductive.

Der sogenannte Innenliner kann auch durch Rollen eines Blechmantels hergestellt werden. The so-called inner liner can also be produced by rolling a sheet metal jacket become.

Die Herstellung des CFK-Innenliner-Verbundes durch Bewickeln einer Metall trommel ist an sich bekannt, im vorliegenden Falle wird jedoch ein vorzugsweise dünnwandiger Innenliner geringer Stabilität als Basis für den später aufgewickel ten CFK-Mantel verwendet, der aufgrund seiner geringen Stabilität während des Bewickelns durch einen Kern abgestützt wird.The production of the CFRP inner liner composite by winding a metal drum is known per se, but in the present case one is preferred thin-walled inner liner of low stability as the basis for later winding CFRP jacket is used, which due to its low stability during the Wrapping is supported by a core.

Die Vorteile der Bildung des Innenliners durch Materialauftrag auf einen Dorn liegen vor allem in der relativ großen Freizügigkeit bei der konstruktiven Form gebung. So können Innenliner mit flanschartig verdickten Enden oder Innenliner mit profilierter Innenkontur spanlos in einem Arbeitsgang hergestellt werden.The advantages of forming the inner liner by applying material to a mandrel are mainly due to the relatively large freedom of movement in the constructive form giving. So inner liners with flange-like thickened ends or inner liners with profiled inner contour can be produced without cutting in one operation.

Neben solchen Flanschverbindungen für die Zusammenfügung der einzelnen Trommelteile lassen sich bei CFK-Trommeln besonders vorteilhaft Klemmver bindungen einsetzen. Es können Spannringe oder dergleichen selbsthaltende Elemente eingesetzt werden, die durch entsprechende Übereinstimmung zwischen Innenmantel und Außenmantel, in die sie eingesetzt sind, in axialer Richtung ge sehen formschlüssige Verbindungen schaffen. Auf diese Weise lassen sich Ver bindungen unter Vermeidung von Flanschen verhältnismäßig einfach herstellen.In addition to such flange connections for the assembly of the individual With CFRP drums, drum parts can be clamped particularly advantageously insert bindings. Tension rings or the like can be self-retaining Elements are used by corresponding agreement between Inner jacket and outer jacket in which they are used in the axial direction see form-fitting connections. In this way Ver making connections relatively easily while avoiding flanges.

Weitere Einzelheiten von Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further details of training can be found in the subclaims.

Die Figuren zeigen schematisch einen Längsschnitt durch die Längsachse einer Zentrifugentrommel der in Rede stehenden Art (Fig. 1) sowie Querschnitte durch eine Reihe möglicher Querschnittsausbildungen der Innenauskleidung.The figures schematically show a longitudinal section through the longitudinal axis of a centrifuge drum of the type in question ( FIG. 1) and cross sections through a number of possible cross-sectional configurations of the inner lining.

Der Längsschnitt zeigt eine Trommel 1 mit aus faserverstärktem Kunststoff ge bildetem Außenmantel und einer metallenen Innenauskleidung 2. Die übrigen Bauteile sind nicht näher bezeichnet.The longitudinal section shows a drum 1 with an outer jacket made of fiber-reinforced plastic and a metal inner lining 2 . The other components are not specified.

Die Fig. 2 bis 6 zeigen mögliche Querschnitte mit kreisrunder - Fig. 2 -, wellenförmiger - Fig. 3-, sägezahnförmiger - Fig. 4-, nutenförmiger - Fig. 5 - und mit Leisten versehener Innenmantelfläche der Innenauskleidung 2. FIGS. 2 to 6 show possible cross sections with circular - FIG. 2 -, wave-shaped - FIG. 3, sawtooth-shaped - FIG. 4, groove-shaped - FIG. 5 - and inner casing surface of the inner lining 2 provided with strips.

Claims

1. Centrifuge, in particular solid-bowl screw centrifuge, the drum ( 1 ) of which consists essentially of a fiber-reinforced - preferably with carbon-fiber-reinforced - plastic and an inner lining, the inner lining ( 2 ) (inner liner) being produced largely without cutting.

2. Centrifuge according to claim 1, characterized in that the inner lining ( 2 ) consists of a material formed by spraying.

3. Centrifuge according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inner lining ( 2 ) has a wave-shaped (3) formed inner surface.

4. Centrifuge according to claim 1 or 2, characterized in that the inner lining ( 2 ) is provided with a sawtooth profile ( 4 ).

5. Centrifuge according to claim 1 or 2, characterized in that the inner lining ( 2 ) an inner surface with groove-shaped expressions ( 5 ) is largely rectangular in cross section.

6. Centrifuge according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner lining ( 2 ) consists of metallic material.

7. Centrifuge according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner lining ( 2 ) consists of several layers of different materials.

8. centrifuge according to one of claims 1 to 7, characterized, that the (inner) inner surface facing the centrifuge has a be particularly abrasion-resistant material, preferably ceramic.

9. Centrifuge according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inner surface of the inner lining ( 2 ) has strips made of wear-resistant material.

10. Centrifuge according to one of claims 1 to 9, characterized in that the inner lining ( 2 ) is provided at one axial end with a flange-like ver thick edge.

11. Centrifuge according to claim 10, characterized, that the flange-like thickened edge be made of a welded metal ring stands.

12. Centrifuge according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inner lining ( 2 ) is enclosed by means of a prestressed fiber-reinforced plastic bandage such that the outer bandage in the idle state with tensile stresses and the inner lining ( 2 ) with compressive stresses is burdened.

13. Centrifuge according to one of claims 1 to 12, characterized in that the fiber-reinforced plastic outer jacket is applied to the inner lining ( 2 ) under pretension of the reinforcing fibers.

14. Centrifuge according to one of claims 1 to 13, characterized in that the prefabricated fiber-reinforced plastic bandage is shrunk onto the inner lining ( 2 ).

15. Centrifuge according to one of claims 1 to 14, characterized in that the inner lining ( 2 ) consists at least partially of a sheet metal jacket.

16. Centrifuge according to one of claims 1 to 15, characterized in that the inner lining ( 2 ) consists of a combination of sheet metal and material applied by spraying.

17. Centrifuge according to claim 15 or 16, characterized, that the sheet metal jacket is profiled, for example wavy, saw tooth-like or with rectangular grooves.

18. A method for producing a centrifuge drum, especially after any of the preceding claims, characterized, that a fiber-reinforced plastic jacket on an inner lining - inner liner - is applied, which inner lining at least largely in non-cutting Manufacturing method is prefabricated.

19. The method according to claim 18, characterized, that the inner lining (inner liner) by thermal spraying, preferably by high speed flame spraying.

20. The method according to claim 18 or 19, characterized, that the inner lining (inner liner) by spraying onto a core and closing demolding is produced.

21. The method according to claim 20, characterized, that the core seen in cross section perpendicular to the axis essentially circular is provided around.

22. The method according to any one of claims 18 to 21, characterized, that the outer surface of the core, onto which the inner lining is sprayed, is profiled.

23. The method according to any one of claims 20 to 22, characterized, that the inner lining on a core with a wavy, sawtooth profile miger or groove-shaped outer surface is applied.

24. The method according to any one of claims 18 to 23, characterized, that the inner lining was distinguished by spraying on several layers materials.

25. The method according to claim 24, characterized, that a wear-resistant material, preferably ceramic, is used as the innermost layer is sprayed on.

26. The method according to any one of claims 20 to 25, characterized, that before spraying the inner lining onto the outer surface of the core Moldings made of wear-resistant material can be detachably attached, which when opening syringes can be embedded in the inner lining and when pulling the In core lining from the core remain in the inner lining.

27. The method according to any one of claims 18 to 26, characterized, that before spraying the inner lining (inner liner) on the core, esp special metal core, a separating layer is applied.

28. The method according to any one of claims 18 to 27, characterized, that on the inner lining at least at one end thickened like a flange ter edge is arranged.

29. The method according to claim 28, characterized, that the flange-like thickened edge on the inner lining by thermal Spraying, preferably in one step with the spraying of the jacket is provided.

30. The method according to claim 28, characterized, that the flange-like thickened edge on the inner lining by welding a metal ring is made.

31. The method according to any one of claims 18 to 30, characterized, that the inner liner is reinforced by a prestressed fiber Plastic bandage is enclosed so that the outer bandage in the Idle state of the centrifuge with tensile stresses and the inner lining is loaded with compressive stresses.

32. The method according to any one of claims 18 to 31, characterized, that the fiber-reinforced plastic outer jacket in the winding process with preload The reinforcement fibers are wound onto the inner lining.

33. The method according to any one of claims 18 to 32, characterized, that a prefabricated fiber-reinforced plastic bandage on the inner lining is shrunk.

34. The method according to any one of claims 18 to 33, characterized, that for the production of the fiber-reinforced plastic outer shell carbon fibers are used.

35. The method according to any one of claims 18 to 34, characterized, that a core with a draft angle deviating from the prismatic shape is used.

36. The method according to any one of claims 18 to 35, characterized, that an inner lining with at least in a partial area of its jacket conical course or a corresponding at least in a partial area of its Sheath conical core is used.

37. The method according to any one of claims 18 to 36, characterized, that the inner lining on before wrapping with the outer jacket material a support or winding body is pulled up.

38. The method according to any one of claims 1 to 37, characterized, that the inner jacket is obtained by galvanic material application.

39. The method according to any one of claims 1 to 37, characterized, that the inner jacket is obtained by an evaporation process.