DE2218880B2

DE2218880B2 - Entleerungsvorrichtung für eine Sieb-Zentrifuge zur Trennung feinfaseriger Feststoffe und Lösungen

Info

Publication number: DE2218880B2
Application number: DE19722218880
Authority: DE
Inventors: Ernst Ulrich Dr.-Ing. 4040 Neuss Dregger; Kurt 4048 Grevenbroich Pause
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1972-04-19
Filing date: 1972-04-19
Publication date: 1975-11-06
Also published as: FR2185448A1; DE2218880A1; FR2185448B1; GB1430804A

Description

Die Erfindung betrifft eine Entleerungsvorrichtung für eine diskontinuierlich arbeitende Zentrifuge, die als auf den Trommelmantel zu abgewinkelte Saugdüse ausgebildet ist, wobei die Saugdüse radial und axial zur Trommelachse verfahrbar ist, wie dies aus der DT-AS 14 32 886 bekannt ist. Es geht weiterhin um die Handhabung feinfasriger Feststoffe.

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 lokker, so daß das Volumengewicht des geschütteten Haufwerks weniger als ein Zehntel des spezifischen Gewichts des massiven Feststoffes beträgt.

Eine solche Fasermasse besteht z. B. aus feingeschnittenen Nylonfäden; im geschnittenen Zustand als Nylflock bekannt.

Die Aufbereitung von Nylflock für die Bildung eines webfähigen Textilfaden 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 Zentrifugentrommel 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 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 Handschalturig die Zentrifuge in Bewegung und schleudert die Charge ab.

Nach der Zentrifugierung werden die Säcke von Hand entnommen, zum nächsten Behandlungsgefäß gebracht und dort von Hand entleert. Die leeren Säcke

ίο werden für die neue Behandlung gleichen Flocktyps und gleichen Behandlungszustands bereitgehalten.

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

Trotz des automatischen Verfahrensablaufs sollen Reinigungsarbeiten der gemeinsam, wenn auch nacheinander, benutzten Zentrifuge vermieden werden. Pneumatische und hydraulische Fördereinrichtungen

:5 sollen sich selbst reinigen, bzw. funktionsbedingt keine Flockresie hinterlassen. Die Rührgefäße sollen durch automatische Spülung nach der Entleerung flockfrei gehallen werden. Wände, Siebe und andere Trommelteile der Zentrifuge sollen nach der Entleerung frei von Flock sein, wobei stillstehende Maschinenteile, Gehäusewände usw. 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 Fließbreiwert 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 Verhältnis Faser zu Lösung wie 1:20 auf 1:15 gesenkt wird. Daraus folgte die Notwendigkeit, die Verteilung der Flockmaische in der Zentrifugentrommel in einem Zustand 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/dm³ entspricht, ist das Faserhaufwerk bereits so verfilzt, daß einer Verteilung oder Verschiebung der Fasern zueinander nicht mehr möglieh ist. In der Zentrifugentrommel, nach Abschleuderung der gesamten Lösung, stellt sich aber bei Höchstdrehzahl ein Volumengewicht von 0,3 kg/dm³ 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 Zustand der freien Beweglichkeit der Fasern gleichmäßig am Umfang und in der Höhe der Trommel, so erfolgt das Aufreißen des Flockringes bei der weiteren Verdichtung gleichmäßig auf den Umfang verteilt und ge-

ährdet den Betrieb nicht. 1st die gleichmäßige Verteiung aber nicht gelungen, so reißt der Ring ungleichmä-}j" auf und bildet Unwuchten, die zum Abbruch des ientrifugierbetriebes zwingen. Aus diesem Grund wird jie Füllung bei umlaufender Trommel vorgekommen.

Mit Rücksicht auf eine saubere Entleerung ist die Trommel zylindrisch ausgebildet, hat Vv ände 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.

Die bereits erwähnten Keilspalte im verfilzten Flockring bei Höchstdrehzahl sind jetzt bei Rä:imdrehzahl wieder geschlossen, weil nach Wegfall der Massenkräfte das verfilzte Flockhaufwerk elastisch zurückfedert und jetzt ein Volumengewicht von etwa 0,15 kg/dm³ 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.

Bei einer bekannten (DT-AS 14 32 886) VertikaUentrifuge wird das Schleudergut mit einer von oben nach unten in die Schleudertrommel eingeführten Schälvorrichtung herausgeschält, dessen Schälkopf gegen die innere Wand der Schleudertrommel bewegbar ist. Die Schälvorrichtung beruht auf dem Staubsaugerprinzip. Feinfaserige Güter lassen sich hiermit nicht schälen.

Die fernerhin bekannten Austragsvorrichtungen für Zentrifugen (DT-PS 4 68 169) und Korbscheider (DT-AS 11 68 361) betreffen ebenfalls Schälvorrichtungen, mit denen der mit der anmeldungsgemäßen Zenzu entwässernde Stoff nicht ausgetragen wer-Beim Einschwenken reißt die Saugdüse im Annahern an den Flockfilzring Flockteile ab und saugt sich am oberen Trommelrand ihren Weg bis zur Trommelwand frei, ohne Flock zu berühren. Das SaugdüsenmundstucK wird unmittelbar vor der Trommelwand durch mechanischen Anschlag begrenzt.

Es ist dabei nicht zu vermeiden, daß von oben Hockbüschel auf den Düsenkörper fallen und sich dort anlagern wollen. Wenn auch wegen des kreisrunden Quer-Schnitts des Düsenkörpers nur begrenzte Auflagefläche angeboten wird, ist Flockansammlung auf dem Dusenkörper im Sinn 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 Betestigungshals. tritt durch einen Schlitz in Richtung aut das Düsenmundstück aus und pustet Flockteile vom Rücken der Saugdüse, gestattet also keine Ansamm- zo lung von Flock. ,

Beim Abfahren der Saugdüse an der Trommelwand locken 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 Jusenmundsiück zu, verhindert daneben gleichzeitig, dalJ sich auf der Streichleiste Flock anlagern kann.

An der Wand der Trommel sowohl, als auch an der glockenförmigen 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 auße- -cmmt werden die im Trommelraum herumwirbelr fasern über die Saugdüse restlos abgeführt.

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nuierlich arbeitende Sieb-Zentrifuge zu schaffen, mit der diese restlos 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 der Ansaugöffnung in eingeschwenkter Arbeitsstellung der Saugdüse entgegen der Trommeldrehung zum Trommelmantel in einem spitzen Winkel kleiner als 45° angestellt ist, daß längs dem abgewinkelten Teil der Saugdüse an ihrer der Trommeldrehung entgegengerichteten Seite eine Streichleiste vorgesehen ist, welche einen Druckluft-Kanal bildet, der auf seiner Oberseite in Richtung auf den Trommelmantel gerichtete Luft-Austrittsschlitze aufweist, und daß an der Saugdüse weitere Druckluftdüsen vorgesehen sind, die gegen den Trommelmantel, die Saugdüse selbst und gegen weitere Trommelteile gerichtet sind.

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

stützt, sondern auch die

Trommelinnenflächen von anhaftenden Fasern

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

50 F i g. 1 einen Schnitt durch die Zentrifugentrommcl und eine Seitenansicht der Entleerungsvorrichtung in der Arbeitsstellung,

F i g. 2 eine Teildraufsicht auf F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-B in F i g. 1 und 55 F i g. 4 eine Draufsicht der Zentrifugentrommel.

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 Entleerungsvorrichtung 6 hinein. 6o Die Entleerungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem winkelförmig gebogenen Saugrohr 7, das an einem nicht dargestellten Ventilator angeschlossen ist. Dieses Saugrohr 7 ist mit an sich bekannten, nicht näher dargestellten Einrichtungen heb-, senk- und ⁶J schwenkbar angeordnet. Das Mundstück 9 der Saugdüse 7 ist abgeschrägt. An der in Drehrichtung vorn liegenden Seite des Rohres 7 ist eine Streichleiste 10 vorgesehen. Die mm Trommelmantel 1 hinweisende Kan-

te 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 hinweist. Die Schlitze 15 und 16 sind durch Doppelwände 12a und 12fe 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 18. 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 Luftsammeiraum 23 vorgesehen, an den eine oder mehrere Runddüsen 24,25 angeschlossen sind.

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 Winkel ck. Außerdem ist der Querschnitt 26 so angestellt, daß er mit dem Trommelradius einen spitzen Winkel β bildet. Der spitze Winkel <x muß kleiner sein als der spitze Winkel ß. Hierdurch wird erreicht, daß der Abstand der Kante 27 vom Trommelmantel 1 kleiner ist als der Durchmesser des Austrittsquerschnittes

ίο 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 F i g. 3 dargestellten Stellung von oben nach unten durch die Zentrifuge und nimmt dabei den Flock auf.

Die mit Druckluft beaufschlagten Düsen 16,15,21,23 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 6 wird nach dem Entleeren durch die öffnung 4 aus dci Zentrifugentrommel rausgefahren.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch: ^v<^

Entleerungsvorrichtung für eine diskontinuierlich arbeitende Zentrifuge, die als auf den Trommelmantel zu abgewinkelte Saugdüse ausgebildet ist, wobei die Saugdüse radial und axial zur Trommelachse verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Ansaugöffnung (26) in eingeschwenkter Arbeitsstellung der Saugdüse (7) entgegen der Trommeldrehung zum Tronjmelmantel (1) in einem spitzen Winkel (α) kleiner als 45° angestellt ist, daß längs dem abgewinkelten Teil der Saugdüse an ihrer der Trommeldrehung entgegengerichteten Seite eine Streichleiste (10,12) vorgesehen ist, welche einen Drucklu.^rt-K.anal (13) bildet, der auf seiner Oberseite (12) in Richtung auf den Trommelmantel gerichtete Luft-Austrittsschlitze (15, 16) aufweist, und daß an der Saugdüse weitere Druckluftdüsen (18, 24, 25) vorgesehen sind, die gegen den Trommelmantel, die Saugdüse selbst und gegen weitere Trommelteile gerichtet sind.