DE2218880A1 - Entleerungsvorrichtung fuer eine siebzentrifuge zur trennung feinfaseriger feststoffe und loesungen - Google Patents

Description

BUCKAU-WOLF

Entleerungsvorrichtung für eine Sieb-Zentrifuge zur Trennung feinfaseriger Feststoffe und Lösungen

Die Erfindung betrifft eine Entleerungsvorrichtung für eine diskontinuierlich arbeitende Sieb-Zentrifuge, die als Saugdüse ausgebildet ist, insbesondere für kurzfaserige Feststoffe, wobei die Saugdüse an einem hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betätigten heb-, senk- und schwenkbaren Zuführungsrohr befestigt ist.

Unter feinfaserigen Feststoffen ist ein Faserhaufwerk zu
verstehen, in dem die einzelne Faser einen Durchmesser in der Größenordnung hundertstel Millimeter und eine Länge in ' der Größenordnung zehntel Millimeter hat.

Das Haufwerk liegt geschüttet außerordentlich locker, so
daß das Volumengewicht des geschütteten Haufwerks weniger als ein Zehntel des spezifischen Gewichts des massiven
Feststoffes beträgt.

Eine solche Fasermasse besteht zum Beispiel aus feingeschnittenen Nylonfäden; im geschnittenen Zustand als NyI-flock bekannt.

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Die Aufbereitung von Nylflock für die Bildung eines webfähigen Textilfadens erfolgt nach einem bekannten Verfahren, dessen Schritte aus einem Waschprozeß, der Einfärbung, der Oberflächenimprägnierung zur Unterstützung der elektrostatischen Aufladung und der Webfadenbildung bestehen.

In beheizten Rührgefäßen werden die drei ersten Verfahrensschritte mit Chargen von 50 kg Flock durchgeführt, und zwar werden im ersten Schritt 50 kg Flock mit 1000 kg Waschlösung, im zweiten mit 1000 kg Färbelösung und im dritten mit 1000 kg Imprägnierungslösung aufgemaischt und zum Waschen, Imprägnieren und Färben behandelt.

Von Schritt zu Schritt muß Flock von der Lösung getrennt werden. Um die Vermischung von Fasern verschiedener Behandlungszustände zu vermeiden, läßt man die Maische aus dem Rührgefäß in durchlässige Säcke fließen. Ein Sack wird in eine stillstehende, stark perforierte Zentrifu«- gentrommel gelegt und von einem Mann so lange beschickt, bis er von lockerem Flock prall gefüllt ist.

Die überschüssige Lösung fließt durch den Sack und die

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Trommellöcher ungehindert ab. Der Mann unterbricht die Füllung, sichert die Sacköffnung und drückt den Sack nach Gutdünken in die Trommel. So verfährt er mit der ganzen Charge, die in vier Säcken untergebracht wird. Danach setzt der Mann durch Handschaltung die Zentrifuge in Bewegung und schleudert die Charge ab.

Nach der Zentrifugierung werden die Säcke von Hand entnommen, zum nächsten Behandlungsgefäß gebracht und äort von Hand entleert. Die leeren Säcke werden für die neue Behandlung gleichen Floek*—*typs und gleichen Behandlungszustands bereitgehalten.

Dieser manuelle Betrieb der Flockswfaufbereitung ist aufwendig und zeitraubend. Außerdem ist er unbequem für das Bedienungspersonal, weil Flock und Lösung Temperaturen über 60° C haben. Das Tragen von Schutzkleidung, Brille und· Handschuhen ist erforderlich, darüberhinaus wird das Personal durch Dämpfe belästigt und gefährdet. Durch Automation des Verfahrensablaufs soll der manuelle Aufwand weitestgehend reduziert werden.

Trotz des automatischen Verfahrensablaufs sollen Reini-

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gungsarbeiten der gemeinsam, wenn auch nacheinander, benutzten Zentrifuge vermieden werden. Pneumatische und hydraulische Fördereinrichtungen sollen sich selbst reinigen, bzw. funktionsbedingt keine Flockreste hinterlassen. Die Rührgefäße sollen durch automatische Spülung nach der
Entleerung flockfrei gehalten werden. Wände, Siebe und
andere Trommelteile der Zentrifuge sollen nach der Entleerung frei von Flock sein, wobei stillstehende Maschinenteile, Gehäusewände etc. so ausgebildet sein müssen,
daß sie von Maischespritzern nicht getroffen werden können. Die Restfeuchte des abgeschleuderten Flockhaufwerks soll auf die.Fadenoberfläche bezogen bei allen Typen gleich sein,

Die Aufmaischung erfolgt im Verhältnis 1:20 und bewirkt, daß sich bei gleichmäßiger Faserverteilung die Flockmaische rheologisch wie Wasser verhält. Untersuchungen
zeigten, daß sich in der Tat der Fließbeiwert der Flockmaische gegenüber Wasser nicht ändert.

Die weiteren Untersuchungen zeigten ferner, daß bei einer gleichmäßigen Flockdichte in der Lösung die freie Beweglichkeit der einzelnen Fasern verlorengeht, wenn das Ver-

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hältnis Faser:Lösung wie 1:20 auf 1:15 gesenkt wird. Daraus folgte die Notwendigkeit, die Verteilung der Flockmaische in der Zentrifugentrommel in einem Zu— stände zwischen den vorstehend genannten Mischungsverhältnissen vornehmen zu müssen. In der Maische ist der Flock so verteilt, daß sein Volumengewicht ohne Lösung 0,048 kg dm betrüge. Bei einer Dichte des Faserhaufwerks, die einem Volumengewicht von 0,1 kg/dm entspricht, ist das Faserhaufwerk bereits so verfilzt, daß einer Verteilung oder Verschiebung der Fasern zueinander nicht mehr möglich ist. In der Zentrifugentrommel, nach Abschleuderung der gesamten Lösung, stellt sich aber bei Höphstdrehzahl ein Volumengewicht von

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0,3 kg/dm ein. Der verfilzte Flockring wird also auf den lichten Radius der Trommel zu komprimiert. Da die Verfilzung das Anpassen an den sich vergrößernden Innenradius des Flockringes verhindert, muß der Filzring von innen nach außen aufreißen, es bilden sich keilförmige Spalte in Richtung auf die Trommelwand mit Längsverlauf in Richtung der Mantellinien. War die Verteilung im Zustande der freien Beweglichkeit der Fasern gleichmäßig am Umfang und in der Höhe der

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Trommel, so erfolgt das Aufreißen des Flockringes bei der weiteren Verdichtung gleichmäßig auf den Umfang verteilt und gefährdet den Betrieb nicht. Ist die gleichmäßige Verteilung aber nicht gelungen, so reißt der Ring ungleichmäßig auf und bildet Unwuchten, die zum Abbruch des Zentrifugierbetriebes zwingen. Aus diesem Grunde wird die Füllung bei umlaufender Trommel vorgenommen.

Mit Rücksicht auf eine saubere Entleerung ist die Trommel zylindrisch ausgebildet, hat Wände ohne Absätze, ohne Spalte und Hinterschnitte und läuft mit kleiner Drehzahl, von 30 bis 50 U/min um.

Da die Zentrifugentrommel für den gesteuerten Lösungsaustritt nur einen beschränkten Querschnitt in der Summe der Abflußlöcher hat, ergeben sich verhältnismäßig wenig Löcher für die große Trommel, die aber nicht über die ganze Trommelfläche gleichmäßig verteilt sein müssen.

Deshalb sind die Löcher nur in einigen Ringzonen in die Trommelwand eingebracht.

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Die bereits erwähnten Keilspalte im verfilzten Flockring bei Höchstdrehzahl sind jetzt bei Räumdrehzahl wieder geschlossen, weil nach Wegfall der Massenkräfte das verfilzte Flockhaufwerk elastisch zurückfedert

3 und jetzt ein Volumengewicht von etwa 0,15 kg/dm hat.

Die durch die Keilspalte gebildeten Trennungen bleiben jedoch bestehen. Wegen der Eigenschaften des verfilzten Flockhaufwerks läßt es sich nicht mit bekannten mechanischen Mitteln herausschälen. Es ist aber bekannt, daß sich diese Stoffe pneumatisch leicht transportieren lassen. Es liegt nahe, für das Entleeren ein Saugrohr zu benutzen. ' " ■

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht verstopfende Entleerungsvorrichtung für eine diskontinuierlich arbeitende Sieb-Zentrifuge zu schaffen, mit der diese restlos auch von feinstfaserigen Feststoffen entleert werden kann, d.h., daß auch die einzelnen im Innern der Trommel festklebenden Fasern entfernt werden müssen. Auch das Äußere der Entleerungsvorrichtung muß nach dem Entleeren frei von Rückständen sein.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Querschnitt x - 8 -

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des Mundstückes einer Saugdüse in eingeschwenkter
Arbeitsstellung unmittelbar vor dem Trommelmantel
in Richtung auf den Trommelmantel entgegen der Drehrichtung steht, wobei die Ebene des Querschnittes
einen spitzen Winkelet zur Tangente der Trommelkreislinie und einen spitzen Winkel/? zum Trommelradius
bildet und der Winkel^ kleiner als der Winkelβ ist.

Mit Hilfe eines bekannten Gerätes kann das Saugrohr · auf- und abgefahren werden und es kann um einen Drehpunkt außerhalb des Zentrifugengehäuses geschwenkt werden.

Beim Einschwenken reißt die Saugdüse im Annähern an den Flockfilzring Flockteile ab und saugt sich am oberen Trommelrand ihren Weg bis zur Trommelwand frei, ohne Flock zu berühren. Das Saugdüsenmundstück wird unmittelbar vor der Trommelwand durch mechanischen Anschlag begrenzt.

.Es ist dabei nicht zu vermeiden, daß von oben Flockbüschel auf den Düsenkörper fallen und sich dort an-

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lagern wollen* Wenn auch wegen des kreisrunden Querschnitts des Düsenkörpers nur begrenzte Auflageflache angeboten wird, ist FlockanSammlung auf dem Düsenkörper im sinne der Aufgabenstellung unzulässig.

Um den Düsenkörper sauber zu halten, wird in einem Rohr neben dem Saugrohr Druckluft von oben zugeführt, die auf- der Rückseite der Saugdüse über Kanäle verteilt wird. Eine Abzweigung führt in den Befestigungshals, tritt durch einen Schlitz in Richtung auf das Düsenmundstück aus und pustet Ploekteile vom Rücken der Saugdüse, gestattet also keine Ansammlung von Flock.

Beim Abfahren der Saugdüse an der Trommelwand lockert die Streichleiste an der Saugdüse eine Flockschicht auf. Die Druckluft steht in dem Hohlraum zwischen Streichleiste und Düsenrohr und kann durch zwei Schlitze in Richtung auf das Düsenmundstück zu austreten und pustet den aufgelockerten Flock dem Düsenmundstück zu, verhindert daneben gleichzeitig, daß sich auf der Streichleiste Flock anlagern kann.

An der Wand der Trommel sowohl, als auch an der glocken-

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förmigen Nabe kleben einzelne Flockfasern fest, die vom Sog der Saugdüse nicht abgerissen werden können.

Über einen Kanal von sichelförmigem Querschnitt auf der Rückseite des Saugrohres und eine Düse am Druckluftverteiler an der Saugdüse wird die Trommelwand und die Wand der Nabe angeblasen. Dabei werden diese einzelnen Haftfasern soweit getrocknet, daß sie von der angeblasenen Druckluft weggewirbelt werden. Da aber die Saugdüse den Trommelraum so stark besaugt, daß der Trommel Luft von außen zuströmt, werden die im Trommelfaume herumwirbelnden Einzelfasern über die Saugdüse restlos abgeführt.

Mit Hilfe der Druckluft wird nicht nur die Flockablösung und Zuführung zum Saugdüsenmundstück unterstützt, sondern auch die Reinigung der benetzten Trommelinnenflächen von anhaftenden Fasern bewirkt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und wird im

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folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Zentrifugentrotnmel und eine Seitenansicht der Entleerungsvorrichtung in der Arbeitsstellung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 2, Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie A^B in Fig.l

Eine Zentrifugentrommel 1 mit Siebzonen 2 und einer glockenförmigen Nabe 3 ist im Trommeldeckel 5 mit einer Öffnung 4 versehen. In diese öffnung 4 ragt die leerungsvorrichtung 6 hinein.

Die Entleerungsvorrichtung besteht im wesentlichen einem winkelförmig. . gebogenen Saugrohr 7, das an einem nicht dargestellten Ventilator angeschlossen ist_o Dieses Saugrohr 7 ist mit an sich bekannten, nicht näh-er d&rge«». stellten Einrichtungen heb-, senk- und schwenkbar angeordnet. Das Mundstück 9 der Saugdüse 7 ist abgeschrägt* An der in Drehrichtung vorne liegenden Seite des Rohren ist eine Streichleiste 10 vorgesehen. Die zum Trommel-?

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mantel 1 hinweisende Kante 11 der Streichleiste 10 ist gegenüber der Achse des Rohres 7 abgeschrägt. Zwischen der Streichleiste 10 und dem Rohr 7 ist eine gekrümmte Wand 12 vorgesehen, die einen Kanal 13 bildet. An diesen Kanal 13 ist ein mit Druckluft beaufschlagtes Rohr 14 angeschlossen. Fernerhin ist der Kanal 13 im Bereich der Streichleiste 10 mit zwei düsenartigen Schlitzen 15 und 16 versehen, deren Blasrichtung auf den Trommelmantel hin weist. Die Schlitze 15 und 16 sind durch Doppelwände 12a und 12b gebildet. An der rückwärtigen Seite des Düsenrohres 7 ist ein sichelförmiger Kanal 17 vorgesehen, der ebenfalls an dem mit Druckluft beaufschlagten Rohr 14 angeschlossen ist. Der Kanal 17 ist von dem lotrechten Rohr 8 ausgehend bis zum Düsenmundstück 9 des Rohres 7 angeordnet und bildet dort einen sichelförmigen Austrittsspalt Oberhalb des Düsenrohres 7 ist ein Befestigungshals 19 angeschweißt, der mittels einer Leitung 20 an den Kanälen 13 und 17 angeschlossen ist und zur Trommel hin einen düsenartigen Spalt 21 aufweist. Unterhalb des Endes 22 des Rohres 14 ist ein Luftsammelraum 23 vorgesehen, an den eine oder mehrere Runddüsen 24, 25 angeschlossen sind.

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Die Entleerungsvorrichtung 6 wird zum Entleeren so in die Zentrifuge eingefahren, daß die äußerste Kante des Düsenmundstückes 9 bis nahezu an die Innenfläche des Trommelmantels 1 hineinreicht. Dabei bildet der Austrittsquerschnitt 26, d.h. das schräge Düsenmundstück 9 mit der Tangente an dem Trommelmantel einen spitzen Winkelet . Außerdem ist der Querschnitt 26 so angestellt, daß er mit dem Trommelradius einen spitzen Winkel/Ϊ bildet. Der spitze Winkelt muß kleiner sein als der spitze Winkel/#. Hierdurch wird erreicht, daß der Abstand der Kante 27 vom Trommelmantel 1 kleiner ist als der Durchmesser des Austrittsquerschnittes 26. Diese Maßnahme bewirkt, daß ein Flockknäuel, das durch diesen Querschnitt geht, auch von dem Querschnitt 26 geschluckt wird, ohne diesen zu verstopfen.

Die Entleerungsvorrichtung 6 fährt in der in Fi-g. 3 dargestellten Stellung von oben nach unten durch die Zentrifuge und nimmt dabei den Flock auf.

Die mit Druckluft beaufschlagten Düsen 16, 15, 21, , .

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23 und 24 sorgen dafür, daß weder auf der Entleerungsvorrichtung selbst noch auf der Nabe 3 Flockteile oder Fasern liegen bleiben. Die Düse 18 bläst dagegen den Trommelmantel von innen sauber und sorgt dafür, daß alle am Mantel hängengebliebenen Faserteilchen der Düse 9 zugeführt werden. Die Entleerungsvorrichtung wird nach dem Entleeren durch die Öffnung 4 aus der Zentrifugentrommel rausgefahren.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Entleerungsvorrichtung für eine diskontinuierlich arbeitende Zentrifuge, die als Saugdüse ausgebildet ist, insbesondere für kurzfaserige Feststoffe¹, wobei die Saugdüse an einem hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch betätigten heb-, senk-und schwenkbaren Zuführungsrohr befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Mundstückes der Saugdüse in eingeschwenkter Arbeitsstellung unmittelbar vor dem Trommelmantel in Richtung auf den Trommelmantel entgegen der Drehrichtung steht, wobei die Ebene des Querschnittes einen spitzen Winkel oC zur Tangente der Trommelkreislinie und einen spitzen Winkel/9 zum Trommelradius bildet und der Winkel 06 kleiner als der Winkel/3 ist.

2. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse rohrförmig (7,8) ausgebildet und an der in Drehrichtung vorne liegenden Seite eine Streichleiste (10) vorgesehen ist.

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3. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streichleiste (10) mittels einer einen parallel zum Düsenrohr (7) verlaufenden Kanal (13) bildenden Wand (12) mit dem Düsenrohr (7) verbunden ist.

4. Entleerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (13) am Düsenanfang und in etwa in Düsenmitte schlitzförmig (15,16) geöffnet und mit Druckluft beaufschlagt ist.

5. Entleerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (7) an der rückwMrtigen Seite einen sichelförmigen mit Druckluft beaufschlagten Kanal (17) aufweist, der Über das gesamte Düsenrohr (7) bis zum Querschnitt (9) des Mundstückes reicht und dort einen sichel* förmigen Austrittespalt (18) bildet.

6. Entleerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (17) mit einem hohlen Befestigungshals (19) verbunden ist, der einen den

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Rücken des Düsenrohres (7) in Richtung der Trommelwand (1) bestreichenden sichelförmigen Austrittsspalt (21) aufweist.

7. Entleerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsenrohr (7) an der dem Querschnitt (9) des Mundstückes gegenüberliegenden Ende einen luftdruckbeaüfschlagten Sammelraum (23) aufweist, der mit zur Trommelachse hin weisenden Runddüsen (24,25) versehen ist.

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