DE2200559C3 - Einrichtung zum selbsttätigen Ablassen der konzentrierten Fraktion aus der Trommel einer Vollmantelzentrifuge - Google Patents

Description

mel 1 einer Zentrifuge in einem durch die Ablaßdüsen senkrecht zur Trommelachse führenden Schnitt. Im mittleren Teil der Trommel I befindet !»ich der Zentrifugenraum 3 mit einem nicht dargestellten Schleuderabscheider (z.B. einem Tellerabscheider) mit einer Zufuhr für die Dispersion und einer Abfuhr für die entschlammte Fraktion. Im Umfangsteil der Trommel I befindet sich der Verdichtungsraum 4, der in Sektorteile A, B, C, D usw. unterteilt ist, in welchem sich die konzentrierte Fraktion ablagen, deren oberes Niveau eine ZyUnderfläche mit dem Halbmesser R₁, deren unteres Niveau eine Zylinderfläche mit dem Halbmesser A₂ bildet Jeder Sektorteil A, B, C, D... des Verdichfungsraumes4 geht radial in eine Ablaßdüse 2 über, die durch eine Regeleinrichtutig 5 gesteuert wird. Jede Regeleinrichtung 5 besieht aus einem elastisch nachgiebigen Regelkörper 6, einer steifen Beilage 7, einer Ventilstange 8 und einem Träger 9.

Der elastisch nachgiebige Regelkörper 6 ist mit seinem von der Mitte der Zentrifuge entlegenen Ende an dem in der Trommel 1 befestigten Träger 9 verankert. Der Rcgelkörpcro muß aus einem Materia! hergestellt sein, das für die notwendigen Steuerbewegunßi_n genügend elastisch ist und dessen Volumen nur sehr wenig von Druckänderungen abhängig ist. das also ähnlich inkompressibel ist wie Flüssigkeiten. Ferner muß das spezifische Gewicht des Materials kleiner sein als das der konzentrierten Fraktion.

Außerdem ist es zweckmäßig, daß das Material, aus welchem der elastisch nachgiebige Regelkörpcr 6 gefertigt ist, ein dem spezifischen Gewicht der im Zentrifugenraum 3 verarbeiteten Dispersion nahes spezifisches Gewicht besitzt. Diesen Bedingungen entspricht z. B. Vollgummi, das praktisch unzusamrnendrückbar und genügend elastisch ist und dessen spez'^fisches Gewicht mittels eines Füllers leicht dem erforderlichen spezifischen Gewicht angepaßt werden kann. Gummi, das aus einer Naturkautschukmi-Schung ohne Füller erzeugt ist, hai z. B. ein spezifisches Gewicht von 960 kg m"-¹, wobei üblicherweise verarbeitete Dispersionen selten ein niedrigeres spezifisches Gewicht haben; für höhere Werte kann die Kautschukmischung durch geeignete Füller angepaßt werden.

Das Steuern der selbsttätigen Regeleinrichtung für den Abfluß durch die Ablaßdüsen gemäß vorliegender Erfindung geht folgendermaßen vor sich:

Im Zentrifugenraum 3 wird aus der verarbeiteten Dispersion die konzentrierte Fraktion abgeteilt, iie Sich durch Fliehkraft bei fortschreitendem Verdichten in den einzelnen Sektoren A, B ... usw. des Verilichtungsraumes4 sammelt und diesen bis zu einem Niveau im Bereich zwischen dem oberen und unteren Stand der Ablagerung mit den zylindrischen Oberflä-Chen der Halbmesser /?., und /?, füllt.

Soweit der Stand der abgelagerten konzentrierten Fraktion die untere, durch die zylindrische Oberfläche des Halbmessers R₂ bestimmte Grenze nicht nach oben überschreitet, wie dies in F i g. 1 für den SektorB und Fig.2 der Fall ist, wirkt auf die Oberfläche des Regelkörpers 6 der durch die Fliehkraft erzeugte Druck der verarbeiteten Dispersion, die diesen Regelkörpel 6 umgibt und den Zentrifugenraum 3 in Richtung von der Ablagerung gegen die Mitte der Tromiyd hin füllt.

Dank der gleichen Volumenzusammcndrückbarkeit des elastisch nachgiebigen Regelkörpers 6 mit der von Flüssigkeiten und seines etwa der verarbeiteten Dispersion entsprechenden spezifischen Gewichts, ist hier dieser elastisch nachgiebige Kegelkörper 6 in dieser Hinsicht ein adäquater Teil des durch die verarbeitete Dispersion vorgestellten hydraulischen Inhaltes. Die von der verarbeiteten D^petsion auf ihn ausgeübten Kräfte sind stets gerade so groß, daß er gerade keine Deformation erleidet. Das gilt selbst dann, wenn sich durch BetriebsunregelmäÖigkeiten, wie z.B. Änderung der Drehzahl, diese Kräfte ändern.

Während des beschriebenen Vorgangs, bei dem die Ablagerung den unteren, durch die zylindrische Oberfläche des Halbmessers R_s gegebenen Stand nicht überschreitet, wie im SektorB in Fig. 1 und in Fig.2 gezeigt ist, bleibt die Ablaßdüse2 durch die Ventilsiange8 der Regeleinrichtung 5 verschlossen. Sobald jedoch die gegen die Trommelmitte steigende Ablagerung die zylindr:·. .he Oberfläche mit dem Halbmesser R, übersteigt, liüllt sie den elastisch nachgiebigen Regelkörper 6 der Regeleinrichtung 5 zunehmend ein. Da die konzentrierte Fraktion ein höheres spezifisches Gewicht als die verarbeitete Dispersion besitzt, die aus diesem Raum verdrängt wurde, wirkt sie an den Kontaktstellen mit dem elastisch nachgiebigen Regelkörper 6 auf diesen mit erhöhtem Druck ein und !rächtet ihn in senkrechter Richtung gegen die Ventilstange 8 zu deformieren, unter gleichzeitigem Verlängern im Zentrifugenlaum 3 gegen die Trommelmitte zu, wo sich die verarbeitete Dispersion mit kleinerem spezifischem Gewicht und somit auch mit kleinerer Fliehkraftwirkung befindet. In rig. 3 und in Fig. 1 im Sektor C des Verdichtungsraumes 4 ist angedeutet, wie die Ablagerung der konzentrierten Fraktion den oberen Stand mit der zylindrischen Oberfläche des Halbmessers K_i erreicht und dabei den elastisch nachgiebigen Regelkörper 6 deformiert hat.

In diesem Falle ist der elastisch nachgiebige Regelkörper 6 mit niedrigerem spezifischem Gewicht von der abgelagerten konzentrierten Fraktion mit höherem spezifischem Gewicht umgeben. Der elastisch nachgiebige Regelkörper 6 ist senkrecht zur Achse der Regeleinrichtung 5 zusammengedrückt und durch hydrostatischen Auftrieb in die Länge gezogen, wodurch gleichzeitig die starre Beilage 7 mit der eingehängten Ventilstange 8 gehoben und so die Ablaßdüse 2 geöffnet wird.

Das Öffnen der Ablaßdüse 2 verursach; ein zentrifugales Abscheiden der konzentrierten Fraktion aus dem Sektor C des Läufers 1 bis zu einem Augenblick, wo der Inhalt an konzentrierter Fraktion im Verdichtungsraum 4 auf den unteren Stand mit dem Halbmesser R., der zylindrischen Fläche sinkt, also wieder der in S"ktorß angedeutete Fall eintritt, wo die Regeleinrichtung 5 durch die noch nicht verdichtete verarbeitete Dispersion, deren Fliehkraft keine Deformation des elastisch nachgiebigen Regelkörpers 6 verursacht, umgeben ist und in die urspiüngliche Lage zurückkehrt, mit der Folge des Sinkens der starren Leilage7 mit der eingehängten Ventilstangc 8, die wieder die Ablaßdüse 2 sperrt. Dabei wird ein weiteres zentrifugales Ablassen unterbrochen, und die Ablagerung der konzentrierten Fraktion beginnt von neuem. Der beschriebene Zyklus wiederholt sich selbsttätig.

Bei der beschriebenen Wirkungsweise der Regeleinrichtung S kommt es zu Axialverschiebuneen der

Ventilstange 8, die durch den elastisch nachgiebigen Regelkörper 6 hindurchführt, wie in Fi g. 2 und 3 näher gezeigt ist, wobei beide Teile gegenseitig eng angeschmiegt bleiben. Das wird durch eine Scluibdcformation des elastisch nachgiebigen Regelkörpcrs 6 ermöglicht. Dadurch wird eine vollkommene Dichtheit der Regeleinrichtung 5 in allen Deforniationsphasen erzielt, so daß die verarbeitete Dispersion in diese nicht eindringen kann, womit eine störungsfreie Wirkungsweise gesichert ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann zum Entschlämmen und Verdichten feinkörniger Dispersionen fester Stoffe in Flüssigkeiten, also aller Sus-

Pensionen, und zum Ausscheiden schwerer Komponenten aus Kombinationen von Flüssigkeiten Verwendung finden. Der weite Anwendungsbereich wird durch den besonders einfachen Aufbau unterstützt, der durch das Ausführungsbeispiel gegeben ist.

Rs ist augenscheinlich, daß ein gleicher Effekt auch mit einer anderen konstruktiven Lösung erzielt werden kann, z. B. durch Einhängen des elastisch nachgiebigen Regc!körpcrs6 anstatt dessen Untcrstützen am Träger 9. Ähnlich könnle für den elastisch nachgiebigen Regelkörper 6 auch ein anderes Material als Gummi verwendet werden, z. B. eine nachgiebige Hülle mit flüssiger Füllung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

düsen bewegt, wobei das Maß der Deformation der Patentansprüche: Regelkörper durch den eingestellten Druck der Re- gelflössigkeit mitbestimmt wird. Der von außen auf

1. Erorichtung zum selbsttätigen Ablassen der die Regelkörper einwirkende Druck hängt jedoch konzentrierten Fraktion aus der Trommel einer 5 nicht nur von der konzentrierten Fraktion, sondern Vollmantelzentrifuge durch Ablaßdüsen, die mit auch von der Höhe der über ihnen stehenden Disperradial verlaufenden Ventilstangen zusammenwir- sion ab. Daher erfolgt das öffnen und Schließen der ken, welche durch selbsttätig arbeitende Regel- Ablaßdüsen bei der bekannten Einrichtung nicht nur, körper gesteuert sind, die in der Trommel ortsfest wie es wünschenswert wäre, als Funktion des Standes gehalten sind, sich radial im Bereich des Ablage- io der konzentrierten Fraktion allein, sondern auch als rungsraumes erstrecken und unter dem seitlich" Funktion der Füllung der Zentrifugentrommel insgeauf sie einwirkenden Druck der sich ansammeln- samt. Außerdem ist die bekannte Einrichtung mechaden konzentrierten Fraktion elastisch verformbar nisch aufwendig und damit anfällig für Defekte; inssind, wodurch die an ihnen wenigstens im Be- besondere werden an die Widerstandsfähigkeit der reich ihrer der Trommelachse näher liegenden 15 Gummimanschette, die nicht undicht werden darf. Enden befestigten Ventilstangen radial nach in- erhebliche Anforderungen gestellt.

nen verschoben werden, dadurch gekenn- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zeichns-ί, daß die Regelkörper (6) an ihren selbsttätiges und unabhängig vom Füllungsgrad der der Trommelachse abgewandten Enden gehalten Zentrifugentrommel erfolgendes Ablassen der konsind und ganz aus einem Material bestehen, das 30 zentrierten Fraktion aus der Trommel mit mechain seiner Volumenverformbarkeit etwa derjenigen nisch einfachen Mitteln zuverlässig zu erreichen,
von Flüssigkeiten entspricht und dessen spezifi- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer sches Gewicht kleiner ist als das der konzentrier- Einrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst, ten Fraktion. bei welcher die Regelkörper an ihren der Trommel-

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 35 achse abgewanacen Enden gehalten sind und ganz kennzeichnet, daß das spezifische Gewicht der aus einem Material bestehen, das in seiner Volumen-Regelkörper (6) etwa dem der zu verarbeitenden verformbarkeit etwa derjenigen von Flüssigkeit ent-Dispersior. entspricht. spricht und dessen spezifisches Gewicht kleiner ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- als das der konzentrierten Fraktion. Dadurch erdurch gekennzeichnet, daP die Regelkörper (6) 30 reicht man eine zur Zentrifugenachse gerichtete Forman Trägern (9) in der trommel befestigt sind. änderung der Regelkörpcr beim Eintauchen in die

zentripetal sich ansammelnde konzentrierte Fraktion, die nur mehr von der dabei auftretenden Änderung

der auf die Regelkörper wirkenden Drücke bzw. des

35 zur Zentrifugenachse gerichteten Auftriebs auf die Regelkörper abhängt, nicht ahjr von den Absolutwerten der Drücke selbst. Das durch die Formände-

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum rung der Regelkörper und die damit verbundene Beselbsttätigen Ablassen der konzentrierten Fraktion tätigung der Ventilstangen bewirkte Ablassen der aus der Trommel einer Vollmantelzentrifuge durch 40 konzentrierten Fraktion erfolgt somit unabhängig vom Ablaßdüsen, die mit radial verlaufenden Ventüstan- Füllungsgrad der Trommel und dessen Schwankungen zusammenwirken, welche durch selbsttätig arbei- gen. Überdies ist die erfindungsgemäße Anordnung tende Regelkörper gesteuert sind, die in der Trom- sehr einfach im Aufbau und in der Herstellung; sie mel ortsfest gehalten sind, sich radial im Bereich des erfordert nur geringe Anschaffungskosten, ist leicht Ablagerungsraumes erstrecken und unter dem seit- 45 instandzuhalten und arbeitet sehr zuverlässig. Der lieh auf sie einwirkenden Druck der sich ansammeln- ganze Regelmechanismus besteht im wesentlichen den konzentrierten Fraktion elastisch verformbar aus einer Ventilstange, die durch einen elastisch sind, wodurch die an ihren wenigstens im Bereich ih- nachgiebigen Regelkörper hindurchgeführt ist.
rer der Trommelachse näher liegenden Enden befe- Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der stigten Ventilstangen radial nach innen verschoben 50 Erfindung entspricht das spezifische Gewicht der Rewerden. gelkörpar etwa dem der zu verarbeitenden Disper-Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (Pa- sion. Solange die Regelkörper sich noch ganz in der tentschrift 49 277 des Amtes füi Erfindungs-und Pa- zu verarbeitenden Dispersion befinden, kompensietentwesen in Ost-Berlin) weisen die Regelkörper je ren einander dann in etwa radial nach außen wirein Paar gekuppelter, schwingender Backen auf, an 55 kende Fliehkraft und zur Trommelachsc hin wirkcndenen die zugehörige Ventilstange angehängt ist. der Auftrieb auf die Regelkörper, so daß in der Di-Dieser Mechanismus ist von einer flüssigkeitsdichten spersion die Regelkörper insgesamt etwa kräftefrei elastischen Hülle, z. B. einer Gummimanschette, um- sind, und zwar unabhängig von der Drehzahl der geben, wöbet der um den Mechanismus innerhalb der Zentrifugentrommel.

Hülle verbleibende Raum von einer in ihrem Druck 60 Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemnßen

einstellbaren Regelflüssigkeit erfüllt ist. Der Druck Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt. Es

der Regelflüssigkeit richtet sich nach der eingestell- zeigt

ten (radial gemessenen) Flüssigkeitshöhe in einem F i g. 1 einen Teil einer Zcntrifugentrommel im mit der Zentrifugentrommel mitrotierenden Behälter, Schnitt senkrecht zur Drehachse, mit dem die Regelkörper in Verbindung stehen. Un- 65 F i g. 2 und 3 jeweils in vergrößertem Maßstab Reter der Wirkung der konzentrierten Fraktion werden gelkörpcr bei geschlossener und bei offener Ablaß- die Regelkörper zusammengedrückt und dadurch die düse,
jeweiligen Ventilstangen aus den zugehörigen Ablaß- Fig. 1 zeigt vereinfacht einen Teil einer Trom-