DE19810323A1 - Schubzentrifuge für Suspensionen mit niedrigem Feststoffgehalt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubzentrifuge mit einer Beschleunigungseinrichtung, einem zentrisch in die Beschleunigungseinrichtung mündenden Zulaufrohr, mit einer oder mehreren in einem Gehäuse rotierenden Siebtrommeln und einer Schubeinrichtung welche eine in Längsrichtung der Siebtrommeln oszillierende Bewegung zum Vorschub des teilweise entwässerten Schleudergutes auf der Siebfläche der Siebtrommel in Richtung zu einem Feststoffabwurf einseitig oder doppeltwirkend ausführt.

Bei Schubzentrifugen nach DE 44 46 019 A1 wird das Schleudergut in einer als Sedimentationskammer ausgebildeten Einrichtung auf Winkelgeschwindigkeit beschleunigt. Unter dem Einfluß der Zentrifugalbeschleunigung sollen die Feststoff partikel, die in der Regel schwerer sind als die Flüssigkeit in radialer Richtung sedimentieren. Der Sedimentationsvorgang wird beeinflußt durch die zur Verfügung stehende Zeit. Die Beschleunigungsbleche reichen bis zur Siebfläche und sollen zuverlässig eine Relativbewegung des Schleudergutes in Umfangsrichtung verhindern, damit die Tiefenfilterwirkung der Schleudergutschicht bei sehr feinem Kornspektrum erhalten bleibt. Die konstruktive Lösung ist verbesserungswürdig.

Nach der DE-AS 11 32 499 ist bekannt, die Zentrifugentrommel mit einer Vorrichtung, ähnlich einem Tellerseperator zur Voreindickung sehr dünnflüssiger Aufgabegüter auszuführen. Die Vorrichtung ist über Stege mit der Stirnkante der Siebtrommel verbunden. Die Vorrichtung wird durch den oszilierenden Schubboden geöffnet und geschlossen. Die Stirnfläche des topfförmig gestalteten Schubbodens schiebt das auf der Siebfläche abgelegte Schleudergut zum Trommelende. Die Flüssigkeit wandert auf ihrem Weg entlang der stumpfkegelförmigen Seperatorteller von Gebieten langsamer Umfangsgeschwindigkeit im Zentrum über Gebiete mit hoher Umfangsgeschwindigkeit wieder zu Gebieten mit langsamer Umfangsgeschwindigkeit in der Nähe des Auslasses. Der Energieaustausch bei der Geschwindigkeitsänderung geschieht über die viskosen Eigenschaften der Flüssigkeit. Der Sedimentationsvorgang des Feststoffs wird durch diesem Energieaustausch gestört.

Nach der DE 930 47 231 U1 ist es bei Schubzentrifugen bekannt, zur Beschleunigung des Gemisches profilierte Radialpumpenelemente zu verwenden. Diese Radialpumpen­ elemente beginnen erst außerhalb des Zulaufrohres.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schubzentrifuge mit verbesserter Trennleistung der Sedimentationskammer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 1 gelöst.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Schubzentrifuge zu schaffen, bei der die Beschleunigung der Suspension auf Winkelgeschwindigikeit bereits mit sehr kleinem Radius beginnen soll.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 5 gelöst.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit zu schaffen, anhand der das Schleudergut im Bereich des Schunbodens nahe der Siebfläche keine Relativbewegung in Umfangsrichtung ausführen kann.

Diese Aufgabe wird durch den Anspruch 8 gelöst.

Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale, sind in den Untersanprüchen angegeben.

Der Anspruch 2 ermöglicht eine einfache Konstruktion.

Der Anspruch 3 dient der Zentratreinheit.

Der Anspruch 4 verhindert, daß das Zentrat eine Relativbewegung in Umfangsrichtung macht.

Der Anspruch 6 zeigt eine einfache Möglichkeit die Suspension bereits im Zulaufrohr zu beschleunigen.

Mit dem Anspruch 7 wird das Schluckvermögen der Beschleunigungseinrichtung erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt eine zweistufige Schubzentrifuge mit gefülltem Zulauf.

Die zweistufige Schubzentrifuge enthält in einem Gehäuse 1 eine innere und eine äußere Schleudertrommel 2, 3, eine aus Schubboden 4 und Leitwand 5 gebildete Sedimentations­ kammer 6. Der Schubböden 4 ist durch Tragbolzen 7 mit der Rückwand 12 der äußeren Trommel verbunden. Die innere Trommel 2 ist über die Rückwand 8 an der Schubstange 9 befestigt, die zusätzlich zur Rotation oszillierende Schubkräfte auf den Schubring 10 der inneren Trommel überträgt. Die Schubstange 9 ist konzentrisch in der hohlen Antriebswelle 13 geführt.

Die Leitwand 5 ist mit einem zylindrischen Ansatz 22 ausgerüstet, der sich parallel zur Siebfläche 11 der inneren Zentrifugentrommel 2 erstreckt. Ihre äußere Mantelfläche 23 bildet die Dichtfläche für die Schleudergutschicht 14. Die Abdichtung verhindert, daß aus der Sedimentationskammer 6 zugeführtes unvollständig sedimentiertes Gemisch von selbst axial an der Mantelfläche 23 entlang nach außen wandert. In der Sedimen­ tationskammer 6 sind rotationssymmetrisch angebrachte Bleche 15 vorgesehen, um die zugeführte Suspension formschlüssig in Rotation zu versetzen. Diese Beschleu­ nigungsbleche 15 ragen in Drehrichtung gekrümmt in das Zulaufrohr 16 hinein.

Die Suspension strömt auf ihrem Weg zum Ablaufrohr 21 an der von den beiden Scheiben 18 gebildeten Trennfläche 17 entlang. Dabei sedimentiert der Feststoff und verkleinert den Strömungsquerschnitt. Die Zuströmung der Suspension wird reduziert. Sobald die Schubbewegung auf der Siebfläche 11 wieder Platz geschahen hat, strömt unter dem Druck des Zentrifugalfeldes neues Sediment auf die Siebfläche 11 der inneren Trommel 2. Gleichzeitig vergrößert sich dadurch wieder der Strömungs­ querschnitt im Bereich der Trennfläche 17 wodurch mehr Suspension zuströmen kann. Die Mantelfläche der Bohrungen des Lochkranzes 19 beschleunigt das nachströmende Sediment formschlüssig auf Umfangsgeschwindigkeit und verhindert eine Relativbewegung des Sediments in Umfangsrichtung.

Durch den Druck, mit dem das Sediment durch den Lochkranz 19 hindurch auf die Siebfläche strömt, wird die vom Schubantrieb zu leistende Schubarbeit beim Ausschieben des auf der äußeren Trommel sich befindenden Schleudergutes mittels Schubring 10 vermindert. Die neu aus dem Zulaufrohr 16 zuströmende Suspension fördert die beim Sedimentationsvorgang geklärte Flüssigkeit (Zentrat) aus dem Abzugsbereich 20, zwischen dem Ablaufrohr und dem konzentrischen Zulaufrohr 16 hindurch, nach außen.

Die Fig. 2 zeigt eine doppeltwirkende Schubzentrifuge mit gefülltem Zulauf. Die doppeltwirkende Schubzentrifuge enthält in einem Gehäuse 1 eine Zentrifugentrommel 30 und eine aus den Leitwänden 31, 32 und dem Schubboden 34 gebildete Sedimentationskamner 6. Zusammengehalten wird die Sedimentationskammer über die Schraubverbindung 35.

Die Sedimentationskammer 6 ist an der Schubstange 9 befestigt, die zusätzlich zur Rotation oszillierende Schubkräfte auf den Schubboden 34 überträgt. Die Schubstange 9 ist konzentrisch in der hohlen Antriebswelle 13 geführt.

Die Leitwände 32, 33 sind mit zylindrischen Ansätzen ausgerüstet, die sich parallel zur Siebfläche 11 der Zentrifugentrommel 30 erstrecken. Ihre äußere Mantelflächen 23 bilden die Dichtfläche für die Schleudergutschicht 14. In der Sedimentaionskammer 6 sind rotationssymmetrisch angebrachte Bleche 15 vorgesehen, um die zugeführte Suspension formschlüssig in Rotation zu versetzen. Diese Beschleunigungsbleche 15 ragen in Drehrichtung gekrümmt 26 in das Zulaufrohr hinein.

Die Suspension strömt auf ihrem Weg zum Ablaufrohr 21 an den stumpfkegelförmigen Seperatortellern 29 radial innen entlang. Dabei sedimentiert der schwerere Feststoff und rutscht auf den Seperatortellern 29 radial außen in Richtung Lochkranz 19. Die kegelstumpfförmigen Seperatorteller 29 sind durch Rippen 36 miteinander verbunden. Diese Rippen gewährleisten, daß die Flüssigkeit auf ihrem Weg von radial außen nach radial innen die lokale Umfangsgeschwindigkeit annimmt.

Die Mantelfläche der Bohrungen des Lochkranzes 19 beschleunigt das nachströmende Sediment formschlüssig auf Umfangsgeschwindigkeit und verhindert eine Relativbewegung in Umfangsrichtung.

Durch den Druck, mit dem das Sediment durch den Lochkranz 19 hindurch auf die Siebfläche strömt, wird die vom Schubantrieb zu leistende Schubarbeit beim Ausschieben des Schleudergutes vermindert. Die neu aus dem Zulaufrohr zuströmende Suspension fördert die beim Sedimentationsvorgang geklärte Flüssigkeit (Zentrat) zwischen dem Ablaufrohr 21 und dem konzentrischen Zulaufrohr 16 hindurch, nach außen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

innere Trommel

3

äußere Trommel

4

Schubboden

5

Leitwand

6

Sedimentationskammer

7

Tragbolzen

8

Rückwand innere Trommel

9

Schubstange

10

Schubring

11

Siebfläche

12

Rückwand äußere Trommel

13

Antriebswelle

14

Schleudergutschicht

15

Beschleunigungsbleche

16

Zulaufrohr

17

Trennfläche

18

Scheiben

19

Lochkranz

20

Abzugsbereich

21

Ablaufrohr

22

zylindrischer Ansatz

23

Mantelfläche

25

Schaufelhalterung

26

Schaufelkrümmung

29

kegelstumpfförmige Seperatorteller

30

Zentrifugentrommel

31

Leitwand

32

Leitwand

34

Schubboden

35

Schraubverbindung

36

Rippen

37

Öffnung in axialer Richtung

38

kegelstumpfförmige Seperatorteller

Claims (8)

1. Schubzentrifuge mit einer Beschleunigungseinrichtung zur formschlüssigen Energie­ übertragung auf die zugeführte Suspension, ausgebildet als Sedimentationskammer, der die zu trennende Suspension über eine zentrische Leitung zugeführt wird, mit Schubeinrichtung zum Transport des Schleudergutes über die Siebfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Sedimentationskammer (6) eine Vorrichtung befindet, die den Sedimentationseffekt deutlich steigert.

2. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer breiten oder mehreren dünnen mitrotierenden Scheiben (18) besteht, die das Zulaufrohr eng aber berührungslos umschließen.

3. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch eine das Zulaufrohr eng aber berührungslos umschließenden Scheibe (18) und einer Anzahl von kegelstumpfförmigen Seperatortellern (29) gebildet wird.

4. Schubzentrifuge nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seperator­ teller (29) über Rippen (36) miteinander verbunden sind.

5. Schubzentrifuge mit einer Beschleunigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssige Beschleunigung der zugeführten Suspension bereits im Zulaufrohr beginnt.

6. Schubzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungs­ blech (15) in das Zulaufrohr (16) hineinragt.

7. Schubzentrifuge nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleu­ nigungsblech im Zulaufrohr in Drehrichtung gebogen (26) ist, um so eine zusätzliche Pumpwirkung zu erzielen, mit der das Schluckvermögen der Beschleunigungs­ einrichtung erhöht werden kann.

8. Schubzentrifuge mit Schubboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubboden (34) radiale Bohrungen (19) aufweist, die bis nahe an die Siebfläche reichen und Öffnungen in axialer Richtung (37) zum Austrag hin aufweisen.