DE2309951A1

DE2309951A1 - Schlammzentrifuge

Info

Publication number: DE2309951A1
Application number: DE19732309951
Authority: DE
Inventors: Martin Baram
Original assignee: Individual
Current assignee: KHD Humboldt Wedag AG
Priority date: 1972-03-01
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1973-09-06
Also published as: JPS541050B2; DK127041B; IT982864B; GB1378122A; US3823868A; JPS4899762A; SE378194B

Description

DR. A. KÖHLER M. SCHROEDER PATENTANWÄLTE TELEFON: 3747 42 β MÖNCHEN 13 TELEORAMME: CARBOPAT FRANZ-JOSEPH-STRASSE 4S

B-130 - Dr.K/Ja

Martin BARAM,

£660 Br^ndby Strand,

13 Svanholmvej / Dänemark

Schlammzentrifuge

Die Erfindung betrifft eine Schlammzentrifuge für die Trennung einer oder mehrerer Flüssigkeiten und Schlamm, deren Trommel eine oder mehrere Schlammauswurföffnungen zwischen einem Ober- und einem Unterhalbteil hat, die von einem von mehreren Federn und einer Steuerflüssigkeit gesteuerten Kolben geöffnet und geschlossen werden.

Es ist bekannt eine Schlammzentrifuge so zu bauen, daß die Schlammauswurföffnung mit Hilfe eines Federdruckes geschlossen und mit Hilfe einer zentrigalkraftbeschleunigten Steuerflüssigkeit geöffnet wird. Eine bekannte Konstruktion dieser Art besteht aus einem ringförmigen Schließkolben,

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welcher verschiebbar zwischen einen inneren Behälter, der den Zentrifugierungsraun enthält, und einen äußeren Behälter, v;elcher eingesetzte Federn, Flüssigkeitskanäle unc -kair.rr.erri r>ant der Verbindung zu einer Antriebswelle enthalt, angebracht ist, wobei die Behälter mit Kolben meistens den unteren Halbteil einer senkrecht rotierenden Trennel darstellen, welche auf?erden einen oberen !!albteil hat, zwischen welchen sich eine Anzahl Auswurf-Öffnungen befinden. Die Machteile dieser Ausführung sind, daß es verhältnismäßig schwerer Behälter bedarf,, welche cehr genau gegeneinander wegen der nötigen Gleichgewichtigkeit fixiert werden müssen, daß die Behälter von lan- . gen Kanälen durchbohrt sind, daß der Ringkolben nach beiden leiten abgedichtet v/erden muß, daß einzelne federn nicht erreicht werden können, ohne d^ß die ganze 'J'ro:.:nel auseinander genommen werden muß, v/onach die Troianel wieder in Gewichtsausgleich gebracht v/erden muß, dcH die Federn ungleichen Druck ausüben können, wodurch der Kolben schief geschoben werden kann und daß der oberste Rand des Kolbens aus Iletall ist und gegen einen elastischen Dichtungsring anliegt, e'er sich im gegenüberliegenden Rand des oberen U;lbteils befindet. Die letztgenannte Eigenschaft hat u.a. den 1 lachteil, daß die Dichtung in einer Rinne liegt, welche .''chlanm oder Flüssigkeit hinr.er die Dichtung leiten kann, wodurch diese aus der Rinne gepreßt und durch die Zentrifugalkraft zerrissen wird. Iian kennt außerdem keine Zentrifuge dieser Art, wo der Auswurfspalt eine ungebrochene Öffnung von 360° bildet.

Aufgabe der Erfindung ist eine neue Zentrifuge, welche die genannten Mängel nicht hat und bisher unbekannte Vorteile besitzt.

Die erfindungsgemäße Schlammzentrifuge für die Trennung

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einer oder mehrerer Flüssigkeiten und Schlamm, deren Trommel eine oder mehrere Schlammauswurföffnungen zwischen einem Ober- und einem Unterhalbteil hat, die von einem von mehreren Federn land einer Steuerflüssigkeit gesteuerten Kolben geöffnet und geschlossen werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben die Form einer relativ dünnen Schale hat, die mit einem oberen Flansch zwecks Befestigung eines Dichtungsringes versehen ist, den unteren Trommelhalbteil konzentrisch umgibt und zusammen mit diesem eine Kammer für eine oder mehrere konzentrische Ringfedern bildet, die mit ihrem Oberende unter dem Flansch am Dichtungsring und mit ihrem unteren Ende gegen eine Schulter im unteren Halbteil anliegen, wobei die Kolbenschale an ihrem unteren Ende eine Ringplatte trägt, die außerhalb und parallel mit der Unterseite des unteren Trommelhalbteils verläuft und mit diesem eine Steuerflüssigkeitskammer mit mindestens einer Entlastungsdüse bildet.

Die erfindungsgemäße Zentrifuge hat nur einen Behälter, um den Zentrifugierungsraum zu bilden und beinhaltet weder durchgebohrte Kanäle oder innere Kammern für einzelne Federn oder eine Steuerflüssigkeit. Die Ringfeder und die relativ dünne Kolbenschale bereiten keinerlei besonderen Ausgleichsprobleme und es können auch keine schiefen Lagen oder Drücke vorkommen. Die Kolbenschale kann so dünn sein, weil sie nur in der Länge auf Zug durch Federn und Steuerflüssigkeit belastet wird, während die von der Zentrifugalkraft ausgehende Querbelastung ausschließlich vom Verhältnis spez. Gev/icht/Materialstärke abhängig ist. Die Kolbenschale kann somit aus einem unkompliziert verformten Stahlblech im Preßverfahren hergestellt werden. Der Dichtungsring ist auswechselbar mit einem Armierungsring verbunden, v/elcher aus konstruktiven Gründen auf der obersten Fla ns chver Stärkung der Kolbenr>chale angebracht wird.

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wenn letztere mit eingelegter Ringfeder den unteren Halbteil umgibt,-und zwar bevor der obere Halbteil befestigt wird.

Bei besonders günstigen Ausführungsformen der Erfindung bestehen die Federn aus Spiralfedern oder einer geeigneten bzw. passenden Anzal von Tellerfedern. Die genannten Federtypen sind besonders leicht zu handhaben und stellen billige Lagerware dar. Diese Federn können gut gebraucht werden, wenn 'die Zentrifuge mit einer bestimmten.Umdrehungsgeschwindigkeit arbeiten soll, da dann die Federkraft entsprechend einer vorberechneten hydraulischen Sprengkraft des Zentrifugierungsgutes und der Steuerflüssigkeit eingestellt werden kann.

Es kann aber auch erwünscht ein, besonders bei Laboratoriumszentrifugen, daß die Federn entsprechend den variierenden Umdrehungsgeschwindigkeiten sich justieren lassen, was man mit Hilfe eines Federsystems erreicht, bei dem die Feder aus einer passenden oder geeigneten Anzahl von aufeinander gelegten, harten Keilringen und zwischen diesen eingesetzten, nicht komprimierbaren elastischen Ringen besteht. Vorzugsweise sind hierbei die harten Ringe aus Stahl und die elastischen Ringe aus einem Elastomeren gefertigt. Die zwischen den harten Keilringen liegenden nichtkomprimierbaren elastischen Ringe werden mit zunehmender Geschwindigkeit nach außen verformt und pressen die harten Ringe bei zunehmendem Druck auseinander.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung hat der Dichtungsring eine Manschette, welche sich in das Innere des Trommelunterteils 'erstreckt und dort befestigt ist. Die Kolbenschale darf in einem gewissen Abstand von dem Behälter verlaufen und dieser Abstand kann während der Arbeit etwas variieren, weshalb es vorteilhaft ist, auf diese

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V/eise die Spalte zwischen Kolben und Behälter abzudichten.

In einer speziell günstigen Ausführungsform besteht die Kolbenschale aus einem armierten Kunststoff, insbesondere glasfiberarmiertem PVC. Dieses vorteilhafte Material hat eine große mechanische Festigkeit im Verhältnis zu seinem spezifischen Gewicht, wodurch die Ausgleichsprobleme gering sind, abgesehen davon, daß keine Oberflächenverarbeitung nötig ist und daß dieses Material große chemische Widerstandsfähigkeit besitzt. ' . .

Vorteilhafterweise ist die Federkammer mit mindestens einer Entlastungsdüse versehen. Deren Bedeutung liegt darin, daß die Spalte zwischen der Steuerflüssigkeitskammer und der Ringfederkammer nicht besonders dicht zu sein braucht, falls die Undichte einen kleineren Querschnitt als die erfindungsgemäßen Entlastungsdüsen hat.

Die Erfindung wird nun in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, welche in
Fig. 1 einen Axialschnitt durch Teile einer Zentrifuge mit ungebrochener 36O°-Auswurfspalte zeigt,

Fig. 2 einen Teil der Dichtung mit besonderer Manschette, Fig. 3 und 4 eine neue Feder in zwei verschiedenen Stellungen.

Die Zentrifugaltrommel besteht aus einem oberen Halbteil 1 und einem unteren Halbteil 2 mit dazwischenliegendem umlaufenden Auswurfspalt 3, montiert auf einer durchgehenden Y/elle h, welche (nicht gezeigt) sich bis zum oberen Halbteil 1 fortsetzt, wo dieser und das Halbteil 2 zusammengespannt werden. Um das Halbteil 2 liegt konzentrisch eine · Kolbenschale 5, v/elche eine obere Flansch 5 und eine untere Ringplatte 7 umfaßt. Die Teile 5, 6 und 7 können aus

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einem Stück sein. Zwischen Kolbenschale 5 und Halbteil 2 befindet sich eine Federkammer 8 und in dieser eine Ringfeder 9, welche im gezeigten Beispiel eine Spiralfeder ist. Zwischen der Ringplatte 7 und der Unterseite des Halbteiles 2 ist eine ringförmige Steuerflüssigkeitskr.mmer 10, welche aus einem stillstehendem Rohr 11 mit Flüssigkeit versorgt wird. Die Flüssigkeitskammer 10 kann eine Anzahl Entlastungsdüsen 12 haben und die Federkammer 8 kann ebenfalls Entlastungsdüsen 13 haben. Der Flansch 6 trägt einen Armierungsring 14 mit aufvulkanisiertem Gummidichtungsring 15. Die Feder 9 schließt den Auswurfspalt mit einem vorausbestimmten Druck, in Abhängigkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit. Die Flüssigkeitskammer 10 ist so dimensioniert, daß die eingespritzte Flüssigkeit einen größeren hydrostatischen Druck hervorbringt als den umdrehungsbedingten Federdruck. Dadurch wird die Zentrifuge geöffnet.

In Fig. 2 ist die Dichtung 15 mit einer Manschette 16 ausgerüstet, welche eine Brücke über den Spalt zwischen Ring und Halbteil 2 bildet und in letzterem auf bekannte Weise verankert ist.

In Fig. 3 ist eine andere Feder gezeigt, welche erfindungsgemäß aus harten Keiiringen 17 und zwischen diese eingelegten Ringen 18 aus nichtkomprimierbarem elastischen Material besteht. In der gezeigten Stellung liegen die Ringe 18 leicht angedrückt und die Ringe 17 sind in ihrer nahesten Stellung, welches bedeutet, daß bei Stillstand oder kleinen Umdrehungen die Zentrifuge leicht, geschlossen ist. Bei Erreichung einer bestimmten Geschwindigkeit wird die Zentrifuge mehr und mehr geschlossen, weil die Ringe 18 sich mit steigender Kraft zv/ischen die Ringe 17 pressen. Die Ringe 17 werden voneinander gedrückt, wie es in Fig. 4 gezeigt ist. Je größer die Geschwindigkeit, desto stärker

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wird die Zentrifuge dichtgehalten. Die FlUssigkeitskammer ist so dimensioniert, daß die eingespritzte Flüssigkeit
einen hydrostatischen Druck erzeugen kann, der die elastischen Ringe 18 entlang dem Keilprofil der Ringe 17 zurückpressen kann, wodurch die Zentrifuge geöffnet wird. Es können auch diese Federringe 17, 18 mit gewöhnlichen Federn 9 kombiniert v/erden.

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Claims

Patentansprüc he

η 1 jf .Schlammzentrifuge für die Trennung einer oder mehrerer Flüssigkeiten und Schlamm, deren Trommel eine oder mehrere Schlammauswurföffnungen zwischen einen Ober- und einem Unterhalbteil hat, die von einem von mehreren Federn und einer Steuerflüssigkeit gesteuerten Kolben geöffnet und geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben die Form einer relativ dünnen Schale hat, die mit einem oberen Flansch zwecks Befestigung eines Dichtungsringes versehen ist, den unteren Trommelhalbteil konzentrisch umgibt und zusammen mit diesem eine Kammer für eine oder mehrere konzentrische Ringfedern bildet, die mit ihrem Oberende unter dem Flansch am Dichtungsring und mit ihrem unteren Ende gegen eine Schulter im unteren Halbteil anliegen, wobei die Kolbenschale an ihrem unteren Ende eine Ringplatte trägt, die außerhalb und parallel mit der Unterseite des unteren Trommelhalbteils verläuft und mit diesem eine SteuerflUssigkeitskammer mit mindestens einer Entlastungsdüse bildet.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Feder eine Spiralfeder ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge kenn zeichnet , daß die Feder eine geeignete Anzahl Tellerfedern umfaßt.
4. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Feder aus einer geeigneten Anzahl von aufeinander gelegten, harten Keilringen und zwischen diesen eingesetzten, nichtkornprinierbaren elastischen Hingen besteht.

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5. Zentrifuge nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet , daß die harten Ringe aus Stahl und die elastischen Ringe aus einem Elastomeren sind.
6. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring eine Manschette hat, welche sich in das Innere des Trominelunterteils erstreckt und dort befestigt ist.
7. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis' 5, dadur.ch gekennzeichnet , daß die Kolbenschale aus einem armierten Kunststoff, insbesondere glasfiberarmiertem PVC, besteht.
8. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Federkammer mit mindestens einer Entlastungsdüse versehen ist.

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