DE2260461A1

DE2260461A1 - Filterzentrifuge

Info

Publication number: DE2260461A1
Application number: DE2260461A
Authority: DE
Inventors: Guenther Hultsch; Kurt Dipl Ing Zeppenfeld
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1972-12-11
Filing date: 1972-12-11
Publication date: 1974-07-04
Also published as: DE2331202A1; FR2209613B1; ATA963973A; SE398449B; CA1012469A; DE2260461C3; SE398051B; AU6245473A; DE2331196A1; GB1457519A; FR2209613A1; JPS5037063A; CH580986A5; DE2260461B2; DE2331196C2; US3864256A; US3943056A; GB1457518A; CH575774A5; AT336643B

Description

KRAUSS-MAFFEI · AKTIENGESEL..SC=HAKT · 8000 MÜNCHEN

Filterzentrifuge

Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen, bei der radial außerhalb des FiI-termediums ein mit Abflußöffnungen versehener Sammelraum für die Filtratflüssigkeit angeschlossen ist, deren Beschleunigung für die Erzielung einer Saugwirkung auf die im filtrierten Feststoff enthaltene Filtratflüssigkeit benutzt wird.

Bei einer bekannten Filterzentrifuge dieser Art kann das Filtrat nach dem Verlassen der am Siebmantel abgesetzten Feststoffschicht und nach dem Eintritt in einen den Siebmantel radial außen umschließenden Sammelraum diesen lediglich über einen Strömungswiderstand verlassen. Dieser ist aus einem porösen Stoff gebildet, der auf die Filtratflüssigkeit geringere Kapillarkräfte ausübt, als der filtrierte Feststoff. Hierdurch stellt sich radial außerhalb des Filtermediums ein Pegel des Filtrates ein, wodurch eine Saugwirkung auf die noch in den Kapillaren des filtrierten Feststoffes befindliche Flüssigkeit ausgeübt wird.

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Beim Betrieb dieser bekannten Filterzentrifuge soll die aus dem Filterkuchen abgeschleuderte und zusätzlich abgesaugte Flüssigkeitsmenge möglichst genau der durch den Strömungswiderstand abfließenden Flüssigkeitsmenge entsprechen. Ist dies der Fall, so bleibt der am Siebmantel wirksame Unterdruck dann solange aufrechterhalten, bis keine Flüssigkeit mehr, sondern an ihrer Stelle Luft durch den Filterkuchen und durch den Siebmantel gesaugt wird. Die Einstellung des gleich starken Zulaufes und Abströmens der Flüssigkeit ist in der Praxis Jedoch mit beachtlichen Schwierigkeiten verbunden. Von Nachteil ist außerdem, daß vor allem der wechselnde Einsatz verschiedener poröser Stoffe oder die Änderung der Schichtdicke dieser Stoffe zum Zwecke der Anpassung des Strömung swiderstandes an die unterschiedlich filtrierfähigen Feststoffe unumgänglich ist.

Obgleich sich die für eine solche Funktionsweise notwendigen Bedingungen schaffen und einhalten lassen und eine Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit erzielt wird, ist das mit der bekannten Filterzentrifuge durchgeführte Filtrieren, abgesehen von den geschilderten Schwierigkeiten, außerdem mit dem Nachteil behaftet, daß keine Möglichkeit gegeben ist, die einzelnen Vorgänge während des Betriebes zu beeinflussen und sie an veränderte Bedingungen anzupassen. Ferner läßt sich auf diese Weise im Falle von Fxltratflüssxgkeiten mit hohem Dampfdruck nur

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sehr begrenzt eine Steigerung der Filtrationsgeschwindigkeit erreichen, da die Saugwirkung dann in erster Linie zur Entstehung von Dampf der Filtratflüssigkeit führen würde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin₉ einerseits die erwähnte Saugwirkung mit einfacher zu handhabenden Vorrichtungen zu erzielen und andererseits die Beeinflussung des Saugvorganges während des Betriebes auf einfache ¥eise zu ermöglichen. Zudem wird eine weitgehende Selbstregeltang des Saugvorganges und die Anwendung dieser Filtratxonsmethode auch für FiItratflüssigkeiten mit hohem Dampfdruck angestrebt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Filterzentrifuge der eingangs genannten Art an den Abflußöffnungen eine Siphoneinrichtung angeschlossen ist. Bei einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifuge besteht die Siphoneinrichtung aus. dem Sammelraum, den Abflußöffnungen und einem zur Achse der Zentrifuge konzentrischen Ringraum, der über konzentrisch in seiner ¥andung angeordnete Zuflußöffnungen mit den Abflußöffnungen verbunden ist, wobei die Zuflußöff mangen in gleichem oder in größerem Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Abflußöffnungen angebracht sind und der Ringraum mit einem Ablaufwehr versehen ist, dessen Ablaufkante einen kleineren Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Zuflußöffnungen aufweist_o

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Bei einer anderen Ausführungsform einer Filterzentrifuge, bei der die Siphoneinrichtung in ähnlicher Ausgestaltung aus dem Samme1raum, den Abflußöffnungen und einem zur Achse der Zentrifuge konzentrischen Ringraum besteht, der über konzentrisch in seiner Wandung angeordnete Zuflußöffnungen mit den Abflußöffnungen verbunden ist, wobei die Zuflußöffnungen in gleichem oder in größerem Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Abflußöffnungen angebracht sind, ist erfindungsgemäß der Ringraum mit einem Ablaufwehr versehen, dessen Ablaufkante einen etwa dem Abstand des Filtermediums von der Achse der Zentrifuge entsprechenden Achsenabstand aufweist, und ferner ragt in den Ringraum eine Schälvorrichtung hinein, deren Schälende in einem Bereich etwa zwischen dem Achsenabstand des Filtermediums und dem der Zuflußöffnungen schwenkbar ist.

Mit der Erfindung ist es möglich, im Ringraum einen Flüssigkeitsstand mit einem größeren Radius als dem des Flüssigkeitsstandes im Samme1raum beliebig einzustellen und dadurch eine Saugwirkung auf den Filterkuchen durch das Filtermedium hindurch zu erzielen. Dabei entspricht die Differenz der Radien der Flüssxgkeitsstände, multipliziert mit der Zentrifugalbeschleunigung und der Dichte der Flüssigkeit, der Differenz zwischen dem Druck im Innenraum der Schleudertrommel und dem Unterdruck im Sammelraum. Dieser Unterdruck kann bis herab zum Wert des durch die herrschende Temperatur bedingten Dampfdruckes der Flüssigkeit abge-

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senkt und bei der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge selbsttätig aufrechterhalten werden, auch bei Zulauf von Flüssigkeit aus dem Filterkuchen. Bei festgelegtem Flüssigkeitsstand im Ablaufteil der Siphoneinrichtung, beispielsweise durch das Justieren des Rohrendes eines Schälrohres, ist der Flüssigkeitsstand im Ablaufteil der Siphoneinrichtung, hier also im Ringraum, auch bei Zulauf von Flüssigkeit, welche durch den Siebmantel in den Sammelraum abgesaugt und abgeschleudert wird, konstant, denn diese aus dem Feststoff durch-den Siebmantel in den Sammelraum gelangende Flüssigkeitsmenge, die den Flüssigkeitsstand dort verändern würde, entspricht dabei der Flüssigkeitsmenge, welche in diesem Beispiel dann durch das Schälrohr aus dem Ringraum abgezogen wird. Bei Zustrom von Flüssigkeit in den Sammelraum und wiederum Ablauf einer entsprechenden Menge Flüssigkeit aus ihm heraus in den Ringraum kann also erfindungsgemäß der Unterdruck im Sammelraum aufrechterhalten werden, bis anstelle der Filtratflüssigkeit Luft durch den Filterkuchen nachströmt. Ohne weiteren Aufwand ist eine betriebssichere Selbstregelung des Saugfiltrierens gegeben.

Das Trennen von Suspensionen mit der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge läßt sich prinzipiell als Druckstufenfiltration bezeichnen.

Für besondere Fälle ist es von Vorteil, wenn gemäß der Erfindung die Ablaufkante von wählbar zu verschließenden

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Öffnungen in einer den Ringraum begrenzenden Stirnwand gebildet wird, wobei die Öffnungen verschiedene Abstände zur Achse der Zentrifuge aufweisen und die innersten Öffnungen etwa im Bereich des Achsenabstandes des Filtermediums liegen. Bei allen genannten Ausführungsformen kann ein in den Ringraum hineinragendes Füllrohr für die Zuführung einer Flüssigkeit vorgesehen werden.

Die Siphoneinrichtung kann nach der Erfindung auch aus dem Sammelraum, den Abflußöffnungen und von ihnen aus radial auswärts und anschließend in einem vorzugsweise bogenförmigen Abschnitt radial nach innen führenden Siphonrohren bestehen, deren als Ablaufwehr dienende Ablaufenden einen größeren Achsenabstand als das Filtermedium besitzen·

Für eine betriebssichere Durchführung der insbesondere beim Inbetriebsetzen der Filterzentrifugen erforderlichen Maßnahmen ist es vorteilhaft, wenn im Bereich zwischen den Abfluß- und den Zuflußöffnungen Sperrorgane angebracht sind. Im Rahmen der Erfindung kann bei den Filterzentrifugen vorgesehen sein, daß mittels einer Übertragungsvorrichtung, beispielsweise eines Gestänges, der Ablaufteil der Siphoneinrichtung während des Betriebes verstellbar bzw. die Verschlußorgane während des Betriebes betätigbar ausgestaltet sind. Ebenso werden Ausführungsformen vorgeschlagen, bei denen der Achsenabstand des Ablaufteiles der Siphoneinrichtung beschleunigungsabhängig verstellbar ist.

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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in prinzipieller Anwendung der genannten Druckstufenfiltration auch, dadurch gelöst, daß bei Filterzentrifugen der eingangs erwähnten Art, von denen die Erfindung ausgeht, an den Abflußöffnungen Verschlußorgane angeschlossen sind, die eine Drosselwirkung erlauben. ·

Für bestimmte Filtrationen ist es dabei zweckmäßig, wenn die Verschluß organe beschleunigungsabhängig betätigbar ausgestaltet sind oder mittels einer Übertragungsvorrichtung, beispielsweise eines Gestänges, während des Betriebes betätigt werden können. Bei vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verschlußorgane sind an deren Ausgangsseiten Siphoneinrichtungen angeschlossen.

Die neuartigen Filterzentrifugen heben sich von den bekannten Zentrifugen durch mehrere Vorteile ab, vor allem dadurch, daß nunmehr auf vielfältige Weise während des Betriebes die Saugwirkung auf das Filtrat im Feststoff beeinflußt werden kann. Diese Möglichkeit, stets in den Filtriervorgang eingreifen zu können, ist besonders wichtig, wenn im Laufe des Filtriervorganges die Trommeldrehzahl geändert wird oder iin Filterkuchen Veränderungen stattfinden, die beispielsweise.eine Variation des Saugdruckes wünschenswert werden lassen, um eine optimale Anpassung an die Durchlässigkeit, die Verdichtungsneigung- und die damit sich ändernde Kapillarwirkung oder an andere Eigenschaften des filtrierten Stoffes zu gewährleisten. ■

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Bei der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge entfallen auch in vorteilhafter Weise der Aufwand und die bei der eingangs genannten bekannten Filterzentrifuge vorhandenen Schwierigkeiten! die mit dem Bereithalten verschiedener poröser Stoffe für die Filtration verschiedener Gemische und ferner mit der Reinigung der porösen Stoffe verbunden sind. Weiterhin ist es bei der neuen Zentrifuge vorteilhaft, daß sich zu den geeigneten Zeitpunkten zu Beginn und während des Betriebes durch den einfachen Zulauf bzw. Ablauf von Filtrat oder einer anderen Flüssigkeit innerhalb der angegebenen Grenzen in den einzelnen Räumen durch die Siphoneinrichtung bzw. die Verschlußorgane jeder Flüssigkeitsstand und somit beiderseits des Filterkuchens verschiedene Druckdifferenzen ohne Schwierigkeiten rasch einstellen und einhalten lassen.

Eine insbesondere auf Erweiterung des Anwendungsbereiches der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Filterzentrifugen abzielende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Schleudertrommel, vorzugsweise innerhalb eines druckdicht die Schleudertrommel, die Siphoneinrichtung bzw. die Verschlußorgane umschließenden Gehäuses, mit einem gegenüber dem Druck im Sammelraum erhöhten Gasdruckteaufschlagbar ist.

Dadurch, daß bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filterzentrifugen außerdem die angestrebte Druckdif-

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ferenz in unterschiedlichen Druckbereichen erzeugt werden kann, ist auf einfachste Weise eine weitgehende Anpassung an die physikalischen Eigenschaften der zu trennenden Gemischkomponenten und an andere verfahrenstechnische Bedingungen möglich. Die Erfindung erlaubt es, dabei ohne jegliche Dichtung der hochtourig rotierenden Schleudertrommel gegenüber feststehenden übrigen Zentrifugenteilen auszukommen; denn die Abdichtung des Gehäuseinnenraumes an rotierenden Teilen kann entweder in den Bereich der Antriebswelle verlegt oder ganz vermieden werden, indem das Gehäuse die gesamte Anlage umgibt. Ein bei Drucksteigerung im Gehäuseinnenraum sich zunächst auch im Sammelraum einstellender erhöhter Druck kann durch zusätzliche Vergrößerung des Radius des Flüssigkeitsstandes im Ablaufteil der Siphoneinrichtung ₉ beispielsweise hervorgerufen durch weiteres Ausschwenken des Schälrohres und durch das damit verbundene Verändern des Flüssigkeitsstandes im Ringraum, verhindert bzw. beliebig weit bis zum Wert des Dampfdruckes herabgesetzt werden.

Die Siphoneinrichtung bzw, die Verschlußorgane müssen in jedem Fall so ausgebildet sein, daß über sie kein Abbau des Unterdruckes erfolgen kann. Aus diesem Grunde darf z. B₀ der Radius des Flüssigkeitsstandes im Ablaufteil der Siphoneinrichtung den Achsenabstand der Zuflußöffnungen nicht überschreiten, da sonst Luft aus dem mit Überdruck beaufschlagten Raum in den Sammelraum eindringen kann. Gleiche

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Überlegungen gelten für die erfindungsgemäßen Verschlußorgane .

Bei Filterzentrifugen, die mit erfindungsgemäßen, ringraumartigen Siphoneinrichtungen ausgestattet sind, kann der Sammelraum zum Zwecke einer Waschung des Filtermaterials oder des filtrierten Feststoffes von außen nach innen über das in den Ringraum ragende Füllrohr mit Flüssigkeit beschickt werden, die über die Zuflußöffnungen und die Abflußöffnungen in den Sammelraum und radial einwärts durch den Siebmantel in den Filterkuchen gedrückt wird. Ferner läßt sich durch eine solche Maßnahme auch eine Vergleichmäßigung der Feststoffverteilung auf dem Filtermedium zur Verminderung oder Vermeidung von Unwuchten erreichen, indem ungleichmäßig abgesetzte Feststoffe auf diese Weise aufgeschwemmt werden, ehe die Druckstufenfiltration beginnt.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der vereinfachten Darstellung in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Filterzentrifuge,

Fig. 2 einen Teil eines Längsschnittes durch eine weitere Ausführungsform einer solchen Zentrifuge,

Fig. 3a bis 3e die Längsschnitte durch meliere Filterzentrifugen, mit lediglich symbolisch dargestellten er-

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findungsgemäßen Vorrichtungen.

Eine Schleudertrommel 1, in der sich konzentrisch angeordnet ein zylindrischer Siebmantel 2 befindet, ist auf der Welle 3 befestigt. Die Schleudertrommel 1 -weist einen Trommelmantel 4 auf, der einen radial außerhalb der Peststoff schicht anschließenden schmalen Sammelraum 5 abgrenzt. Zu diesem Sammelraum 5 ist zumindest bereits die Gesamtheit aller Zwischenräume des Filtermediums, beispielsweise des Filtertuches und ggf. eine.s Stützgitters oder Stützsiebes zu rechnen. Der Sammelraum 5 kann weiterhin auch einen radial außerhalb des Siebmantels 2 gelegenen Teil umfassen.. Am Siebmantel 2, der mit einem üblichen Filtermaterial 6, z. B. einem Filtertuch, belegt sein kann, setzt sich der filtrierte Feststoff als Filterkuchen 7 ab. Ferner ist neben dem Trommelboden 8 der Schleudertrommel 1 eine zum Trommelboden parallele Ringwand 9 vorgesehen. Durch diese Ringwand 9» den Tromraelboden 8 und durch eine beide verbindende schmale Mantelwand 10 wird ein Ringraum 11 mit geringer axialer Erstreckung gebildet, dessen größter Innendurchmesser den Siebmanteldurchmesser um ein gewisses Maß übertrifft, zu dessen Größe später Erläuterungen gegeben werden.

Im Bereich des größten Durchmessers des Sammelraumes 5 befinden sich einzelne Abflußöffnungen 12, welche eine Verbindung zu Zuflußöffnungen 13 in der Trommelwand 8 im

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Bereich des größten Durchmessers des Ringraumes 11, d.h. in der Nähe der Mantelwand 10, bilden«

In den Ringraum 11 ragt ein schwenkbares Schälrohr 14, deSBBη Rohrende 15 so einstellbar ist, daß es mindestens das durch die innere Filterkuchenoberfläche und die Zuflußöffnungen 13 begrenzte Radiusintervall zu überstreichen vermag. Eine Zulaufeinrichtung 16 dient zur Einführung der Suspension in die Schleudertrommel 1; eine Schälvorrichtung 17t welche in bekannter Weise durch ein Stellorgan 18 zu betätigen ist, erlaubt das Austragen des filtrierten Feststoffes über eine Rutsche 25·

Ferner ist bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterzentrifuge noch ein Füllrohr 9 für eine Flüssigkeit vorgesehen, das nach unten in den Ringraum 11 ragt. Mit dieser gesamten Einrichtung kann der Flüssigkeitsstand im Ringraum 11 beliebig durch Zulauf oder Ablauf von Flüssigkeit eingestellt werden. Die Funktion des Füllrohres kann auch von einein entsprechend konstruierten und betätigten Schälrohr übernommen werden.

Schließlich ist - zum Zwecke des erfindungsgemäßen Betriebes der Filterzentrifuge mit einem erhöhten Gasdruck im Innenraum der Schleudertrommel 1 gegenüber dem im Sammelraum 5 herrschenden Druck - ein die gesamte oben

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beschriebene Einrichtung umschließendes Gehäuse 20 vorgesehen. Die einzelnen Rohre der Zulaufeinrichtung 16 und der Schälvorrichtung 17» das Schälrohr 14₉ das Füllrohr 9 und die Welle 3 sind in bekannter Weise druck-: dicht durch die entsprechenden Stellen in der Wandung dieses Gehäuses 20 hindurchgeführt,,

Eine Vorrichtung, mit der sich der Gasdruck innerhalb des Gehäuses 20 beeinflussen läßt_? beispielsweise ein Verdichter oder ein Druckgasbehälter,, ist nicht eigens dargestellt. Diese Vorrichtung ist an einen Rohrstützen 21 am Gehäuse 20 angeschlossen« Sonstige Einzelheiten > und Einrichtungen an der Zentrifuge, beispielsweise die Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung der Schleudertrommel 1, sind als für die Erläuterung der Erfindung unwesentlich ebenfalls nicht in die zeichnerische Darstellung aufgenommene Die druckdichte Durchführung der Antriebskraftübertragung durch die Wandung des Gehäuses ist durch die Wellendichtung 22 gewährleistete

Bei einer anderen, in Pig» 2 teilweise dargestellten AusführungsiOsrsii einer erfindungsgessäßen Zentrifuge umfaßt dBT SaEiaelrauia 5 lediglich den schmalen., von einem Stützgitter 23 tiarclizogenen Raiam swisciiesi Filtertuch 6 und Tro&snelmantel 26 _o Xm Trommelmantel 26 befinden sich wiederum die Abflußöffnungsxi. 12, welche in-diesem Fall über kurze Zh sit desi ZsaflußöiTimragQss. 13 zuia Risgraura 1t

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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge ist folgende: bei Normaldruck innerhalb des Gehäuses 20 wird bei laufender Schleudertrommel 1 durch das Füllrohr soviel Flüssigkeit zugegeben, daß der Pegel im Sanunelraum 5 an das Filtertuch 6 heranreicht oder ein Ideines Stück radial einwärts zu stehen kommt. Hierdurch wird die gesamte Luft aus dem Sammelraum 5 verdrängt. Dabei ist das Rohrende 15 des Schälrohres Ik so weit wie möglich radial einwärts geschwenkt. Sodann wird mittels der Zulaufeinrichtung i6 die Suspension in die Schleudertrommel 1 eingeführt. Die Filtratflüssigkeit sucht die Flüssigkeit aus den Sanunelraum 5 zu verdrängen bzw. mit ihr gemeinsam aus dem Sanunelraum 5 so lange abzulaufen, bis sich im Innenraum der Schleudertrommel I und im Ringraum 11 ein gleicher Pegel eingestellt hat.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ablaufen äußerst wirkungsvoll dadurch unterstützt» daß mit Hilfe des Schälrohres "lh der Pegel im Ringraum 11 mit Beginn des Zulaufes der Suspension rasch radial auswärts verstellt wird, so daß sich zwischen den Abflußöffnungen 12 und den Zuflußöffnungen 13 ein Saugdruckgefälle ausbildet, wodurch , wie unten erläutert» eine beachtliche Beschleunigung des FiI-trierens hervorgerufen wird. Gegenüber dem Innenraum der Schleudertrommel 1 "herrscht nunmehr im S air« el raum 5. außerhalb des Filtertuches 6 ein u.a. von der Differenz der Flüssigkeit ss tau el β im R ing raum 1 1 und im 3 antue Ir aura 3 *<φ~

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hängiger, die Saugwirkung erzeugender Unterdruck. Dieser Unterdruck wird, äinlich wie im Falle eines Steigrohrmanometers, im Gleichgewicht mit der Flüssigkeitssäule gehalten, die in den Figjiren mit h gekennzeichnet ist» In bekannter Weise hängt diese Druckdifferenz also von der betreffenden Zentrifugalbeschleunigung₉ von der Dichte der Flüssigkeit und von der Differenz h der Flüssigkeitsstände ab. Jeder Zulauf von Flüssigkeit aus dem Filterkuchen 7 in den Sammelraum 5 wird sogleich wieder durch ein am feststehenden Rohrende 15 des Schälrohres Ik erfolgendes Abschöpfen einer gleich großen Flüssigkeits-» menge ausgeglichen.

Der Unterdruck kann einerseits den Wert des bei der vorliegenden Temperatur gegebenen Dampfdruckes der Flüssigkeit nicht unterschreiten, kann ihn andererseits aber bei entsprechender Auslegung der Radien des Sammelraumes 5 und des Ringraumes 11 und bei geeignet weitgehendem Austragen der Flüssigkeit aus dem Ringraum 11 erreichen«

Zur erfindungsgemäßen Erzielung einer besonders hohen Saugwirkung auf die im Filterkuchen 7 vorhandene Flüssigkeit wird zunächst wieder wie in der oben geschilderten Weise bei Normaldruck im Gehäuse 20 durch das Füllrohr soviel Flüssigkeit in den Ringraum 11 und somit in den Sammelraum 5 eingeführt, daß der Siebmantel 2 und das Filtertuch 6 von dieser Flüssigkeitschicht durchdrungen

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werden. Bei radial einwärts geschwenktem Rohrende 15 des Schälrohres fh wird die Suspension anschließend bis zur vollständigen Abdeckung des Filtertuches 6 und des Siebmantels 2 aufgegeben. Nun wird der Innenraum der Filterzentrifuge bei Beginn der Filtration über den Rohrstutzen 21 mit einem erhöhten Gasdruck beaufschlagt und zugleich die Flüssigkeit aus den Ringraum 11 mit Hilfe des radialen Ausschwenkens des Rohrendes I5 weitgehend entfernt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Filterzentrifuge steht dann zwar wie der Innenraum der Schleudertrommel 1 auch der Ringraum 11 unter demselben hohen Gasdruck, der die Flüssigkeit über die Zuflußöffnungen 13 und die Abflußöffnungen 12 in den Sammelraum 5 zu treiben sucht, welcher nach wie vor annähernd unter Normaldruck steht; bei ausreichend hoher Drehzahl der Schleudertrommel jedoch bleibt eine Flüssigkeitssäule h bestehen, deren Fliehkraft denjenigen Gegendruck erzeugt, der der Druckdifferenz zwischen den Druck im Sammelraum und den Gasdruck innerhalb des Gehäuses 20 standzuhalten vermag.

In der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge lassen sich natürlich auch Druckstufenfiltrationen unter Inertgasatmosphäre durchführen.

Aus den angestrebten Werten für die Druckdifferenzen, den vorgegebenen Ausmaßen und Betriebskenndaten der Schleuder-

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trommel, den Eigenschaften der Flüssigkeiten und der Druckbelastbarkeat des Gehäuses 20 ergeben sich die vor allem für die Ausgestaltung des Ringraumes 11 geltenden Konstruktionsbedingungen, insbesondere dessen Innendurchme s s er.

In den Figuren 3a bis 3e finden sich in schematischer Weise die Längsschnitte verschiedener erfindungsgemäßer Filterzentrifugen dargestellt. Bei der in Fig. 3a wiedergegebenen Zentrifuge besteht die Siphoneinrichtung lediglich aus dem Sammelraum 30, den Abflußöffnungen 31» die zugleich die Zuflußöffnungen 32 des Ringraumes 33 sind. Die Ablaufkante 35 des Ablaufwehres 3h hat einen Achsenabstand, welcher größer als der Radius des Filtermediums 36 und kleiner als der Achsenabstand der Zuflußöffnungen 32 ist. Bei der in Fig. 3b gezeigten Ausführungsform ist ein Schälrohr 37 vorgesehen,.dessen schwenkbares Rohrende 38 den Flüssigkeitsstand im Ringraum 33 einzustellen gestattet, wobei bei dieser Zentrifuge der Ringraum 33. durch eine Ringwand 39 begrenzt wird, deren Innenrand etwa denselben Achsenabstand wie das Filtermedium aufweist. Gemäß der Darstellung in Fig. 3c kann die Ringwand 39 mit Öffnungen hO mit verschiedenen Achsenabständen versehen sein, die wählbar zu verschließen sind. Vorzugsweise wird durch ein Übertragungsgestänge hl ermöglicht, daß diese Öffnungen während der Rotation der Schleudertrommel zu verschließen bzw. zu öffnen sind. In den Ringraum 33 ragt ein Füll-

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rohr 42 für die Zuführung einer Flüssigkeit zum Zweck der Luftverdrängung aus dem Sammelraum 30 bei Beginn der Piltration_t wie oben erläutert.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filterzentrifuge ist in Fig· 3d gezeigt. In ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 3^a dargestellten Filterzentrifuge wirken hier die Siphonrohre 43, welche zusätzlich mit Sperrorganen 44 ausgestattet sein können, die zwischen den Abflußöffnungen 31 und in diesem Fall dem Ablaufteil 45 der Siphonrohre eingesetzt sind. Durch diese Sperrorgane kann ein vorzeitiges Abfließen der Flüssigkeiten vor dem erwähnten vollständigen Verdrängen der Luft aus dem Samme1raum verhindert werden.

In Fig. 3e ist symbolisch die Anordnung eines an die Abflußöffnungen 31 anschließenden, eine Drosselwirkung erlaubenden Verschlußorgans 46 dargestellt. Die Verschlußbzw, die Drosselwirkung ist zweckmäßigerweise verstellbar vorgesehen, was durch den schrägen Pfeil angedeutet ist. Diese Verstellbarkeit kann durch geeignete Übertragungsgestänge, ähnlich wie in Fig. 3c angegeben, oder durch an sich bekannte Fliehkraftregelungseinrichtungen erzielt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn an die Ausgangsseite der Verschlußorgane eine Siphoneinrichtung anschließt. Hierdurch wird ein Gaseinbruch in den Sammelraum 30 auf einfache Weise verhindert. DJese Siphoneia-

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einrichtung 47 ist durch einen tassenartigen Ablaufteil dargestellt, in dem das Verschlußorgan eingetaucht angeordnet ist.

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Claims

TT 358

Patentansprüche

Η\ Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen, bei der radial außerhalb des Filtermediums ein mit Abflußöffnungen versehener Sammelraum für die Filtratflüssigkeit angeschlossen ist, deren Beschleunigung für die Erzielung einer Saugwirkung auf die im filtrierten Feststoff enthaltene Filtratflüssigkeit benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abflußöffnungen eine Siphoneinrichtung angeschlossen ist.

2. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siphoneinrichtung aus dem Sammelraum, den Abflußöffnungen und einem zur Achse der Zentrifuge konzentrischen Ringraum besteht, der über konzentrisch in seiner Wandung angeordnete Zuflußöffnungen mit den Abflußöffnungen verbunden ist, wobei die Zuflußöffnungen in gleichem oder in größerem Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Abflußöffnungen angebracht sind und der Ringraum mit einem Ablaufwehr versehen ist, dessen Ablaufkante einen kleineren Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Zuflußöffnungen aufweist.

3. Filterzentrifuge nach Anspruch 1 mit einer Siphoneinrichtung, die aus dem Sammelraum, den Abflußöffuungen

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und einem zur Achse der Zentrifuge konzentrischen Ringraum besteht, der iiber konzentrisch in seiner Wandung angeordnete Zuflußöffnungen mit den Abflußöffnungen verbunden ist, wobei die Zuflußöffnungen in gleichem oder in größerem Abstand zur Achse der Zentrifuge als dem der Abflußöffnungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Bingraaim mit einem Ablaufwehr versehen ist, dessen Ablaufkante einen etwa dem Abstand des Filtermediums von der Achse der Zentrifuge entsprechenden Achsenabstand aufweist, land daß in den Ringraum eine Schälvorrichtung hineinragt,, deren Schälende in einem Bereich etwa zwischen dem AeMsenabstand des Filtermediums und dem der Zuflußöffnuiagen schwenkbar ist.

k. Filterzentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufkante von wählbar zu verschließenden Öffnungen in einer den Ringraum begrenzenden Stirnwand gebildet wird, wobei die Öffnungen verschiedene Abstände zur Achse der Zentrifuge aufweisen und die innersten Öffnungen etwa im Bereich des Achsenabstandes des Filtermediums liegen.

5· Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Ringraum hineinragendes Füllrohr für die Zuführung einer Flüssigkeit vorgesehen ist.

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6. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siphoneinrichtung aus dem Sammelraum, den Abflußöffnungen und von ihnen aus radial auswärts und anschließend in einem vorzugsweise bogenförmigen Ab» schnitt radial nach innen führenden Siphonrohren besteht, deren als Ablaufwehr dienende Ablaufenden einen größeren Achsenabstand als das Filtermedium besitzen.

7· Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Sperrorgane im Bereich zwischen den Abfluß- und den Zuflußöffnungen angebracht sind.

8. Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7# dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Übertragungsvorrichtung, beispielsweise eines Gestänges, der Ablaufteil der Siphoneinrichtung während des Betriebes verstellbar bzw. die Verschlußorgane während des Be-

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triebes betätig* ausgestaltet sind.

9. Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsenabstand des Ablaufteiles der Siphoneinrichtung beschleunigungsabhängig verstellbar ist.

10. Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen, bei der radial außerhalb des Filtermediums ein mit Abflußöffnungen versehener Sammelraum für die Filtratflüssigkeit

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angeschlossen ist, deren Beschleunigung für die Erzielung einer Saugwirkung auf die im filtrierten Feststoff enthaltene Filtratflüssigkeit benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abflußöffnungen Verschlußorgane angeschlossen sind, die eine Drosselwirkung erlauben.

11. Filterzentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußorgane beschleunigungsabhängig betätigbar ausgestaltet sind.

12. Filterzentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Übertragungsvorrichtung, beispielsweise eines Gestänges, die Verschlußorgane während des Betriebes betätigbar ausgestaltet sind.

13· Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsseite der Verschlußorgane eine Siphoneinrichtung angeschlossen ist.

14. Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Schleudertrommel, vorzugsweise innerhalb eines druckdicht die Schleudertrommel, die Siphoneinrichtung bzw. die = Verschlußorgane umschließenden Gehäuses, mit einem gegenüber dem Druck im-Sammeiraum erhöhten Gasdruck beaufschlagbar ist.

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