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Zentrifuge -(Prallringzentrifuge) Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Zentrifugen - in der Fachwelt unter
dem Namen Prallringzentrifugen bekannt - sind beispielsweise der DT-PS 1 432 821
und den DT-GbmSen 6 600 567 und 6 910 274 entnehmbar; sie haben sich insbesondere
bei der Trocknung von Kunststoffgranulaten bewährt.
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Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei der Trocknung von Kunststoffgranulaten
die Geschwindigkeit des Gemenges in Umfangsrichtung erheblich hinter der Umfangsgeschwindigkeit
der Prallringe zurückbleibt, was durch die geringe Übertragbarkeit der kinetischen
Energie der Prallringe auf das Gemenge infolge geringer Reibung auf den Prallringen
verursacht wird. Auf Grund dieser Differenzgeschwindigkeit entsteht nicht nur ein
gewisser Abrieb der Feststoffe des Gemenges auf den Prallringen, sondern auch eine
Verringerung der Aufprallenergie der Feststoffe auf die Ringe. Das wiederum hat
einen verminderten Durchsatz zur Folge.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden
und Mittel anzugeben, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Gemenges auf den Prallringen
deren Umfangsgeschwindigkeit angeglichen wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die Maßnahme nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäßen
Rippen rotieren zusammen mit den Prallringen und sorgen somit dafür, daß das Gemenge
von den Rippen erfaßt und auf die Umfangsgeschwindigkeit der Prallringe gebracht
wird. Damit wird nicht nur der Abrieb der Feststoffe des Gemenges vermindert, sondern
auch der Durchsatz der Zentrifuge gesteigert. Die erfinderische Maßnahme erlaubt
ferner, den gleichen Durchsatz gegenüber den bekannten Prallringzentrifugen bei
herabgesetzter Drehzahl zu erreichen, was besonders bei empfindlichen Feststoffen
wie Kunststoffgranulaten wegen des herabgesetzten Abriebs empfehlenswert ist.
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Nach Anspruch 2 werden zwei Reihen von Rippen zur Beschleunigung des
Gemenges vorgesehen, eine vor dem in Austragrichtung ersten Prallring, die zweite
im mittleren Bereich der Prallringe, wenn nämlich die Wirkung der ersten Rippenreihe
und somit die Umfangsgeschwindigkeit der Feststoffe nachgelassen hat. Die erste
Reihe der Rippen hat eine besondere Bedeutung bei solchen Prallringzentrifugen,
deren erstem Prallring eine zusammen mit der Schleudertrommel umlaufende
Siebtrommel
zur Vorentwässerung vprgeschaltet ist (DT-GbmS 6 600 567). Es liegt auf der Hand,
daß das in die Siebtrommel aufgegebene Gemenge dort die Hauptbeschleunigung erfährt.
Bei herabgesetzter Gemenqeaufgabe (beispielsweise 1,5 tihbei 540 mm Rotordurchmesser
der Prallring zentrifuge - gemessen am weiten Ende der Schleuder trommel -) wird
dort tatsächlich das Gemenge auf etwa die Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel
gebracht. Bei vermehrter Gemengeaufgabe wird das Ergebnis schlechter, da dann zumindest
ein Teil des Gemenges sich auf einer Gemengeunterschicht befindet und daher nicht
auf diese Geschwindigkeit gebracht werden kann. Hier schafft die erste Reihe der
Rippen vor dem ersten Prallring, d.h. am Austragende der Siebtrommel, wirksame Abhilfe.
Diese besteht darin, daß die von diesen Rippen erfaßten Gemengeteile, obwohl hierbei
zunächst strahlenartige Bündelungen auf treten, gleichmäßig auf den ersten Prallring
verteilt werden; gleichmäßig deshalb, weil die Gemengeteile in unterschiedlichen
Höhenlagen auf den ersten Prallring auftreffen und dabei unterschiedlich lange Wege
zurückgelegt haben. Versuche haben eine Verminderung von etwa 0,04 G% der Restfeuchte
ergeben (bei einer Durchsatzleistung von etwa 8 t/h in einer Prallringzentrifuge
mit.750 mm Rotordurchmesser.
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Im Hinblick auf die Anordnung der Rippen im Bereich zwischen den Praliringen
stellt es keine optimale Lösung dar, die Rippen an den Prallringen selbst anzubringen,
weil dabei nicht nur wertvolle Prallringfläche verlorengeht, sondern das Gemenge
eine Art strahlenförmiger Bündelung erfährt, was der Entfeuchtung im Bereich zwischen
den Prallringen nicht dienlich ist. In Ausgestaltung der Erfindung wird zur Vermeidung
dieses Nachteils die Maßnahme nach Anspruch 3 vorgeschlagen. Dadurch steht nicht
nur die Prallringfläche ungeschmElert ihrer eigentlichen Bestimmung zur Verfügung,
sondern es besteht auch eine Möglichkeit, die mehr oder weniger entfeuchteten Feststoffe
schonend auf die Umfangsgeschwindigkeit der Prallringe zu beschleunigen, und zwar
dadurch, daß diese Feststoffe beim Überg&ng (Überspringen) von einem zum nächsten
Prallring von den Rippen erfaßt und auf die Umfangsgeschwindigk'eit der Prällringe
gebracht werden. Die Leistungssteigerung allein durch diese Maßnahme hat eine Durchsatzsteigerung
von 50 - 100 % bei gleicher Endfeuchte ergeben.
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Die Maßnahme der Beschleunigungsrippen im Bereich zwischen den Prallringen
hat jedoch einen gewissen Nachteil, den zu vermeiden somit zur Lösung der der Erfindung
zugrundeliegenden Aufgabe dazugehört. Dieser Nachteil besteht darin, daß
die
im Bereich der Prallringe zur Beschleunigung des Gemenges vorgesehenen Rippen einen
Luftstrom erzeugen, der zwar insofern dienlich ist, als er eine der Entfeuchtung
dienende Luftführung aus dem Inneren der Zentrifuge nach außen durch die Zwischenabstände
der Prallringe bewirkt (und insofern die bekannten Lüfterflügel außerhalb der Prallringe
- vgl. DT-PS 1 632 301 - unterstützt), der aber insofern -nachteilig ist, als ein
Teil dieser feuchten Luft über den Räunuing abströmt und dabei mit dem entfeuchteten
Feststoff in Berührung kommt, diesen somit wieder befeuchtet. Es besteht also die
weitere Aufgabe, den Zutritt der Feuchtluft zu dem entfeuchteten Feststoff im Bereich
des Räumrings zu verhindern. Eine räumliche Abtrennung kann hierbei nicht in Frage
kommen, da. die Austragung des Feststoffes gewährleistet sein muß. Die Lösung dieser
weiteren Aufgabe gibt Anspruch 4 an, während Anspruch 5 eine zweckmäßige AusfUhrungsart
beschreibt. Die Maßnahme der zweiten Luftführung hat nicht nur den Vorteil, daß
sie den Luftdurchsatz zwischen den einzelnen Prallringen erhöht, sondern daß sie
auch die Austragung der Feststoffe und deren Weitertransport erleichtert.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Über ein feststehendes Einlaufrohr 1 einer Prallringzentrifuge wird das Gemenge
aufgegeben. Es fällt hierbei auf den Boden einer mit einem Rundsieb 3
ausgestatteten,
umlaufenden Siebtrommel 2. Das Gemenge wird am Rundsieb 3 hochgefördert, wobei eine
Vorentwässerung stattfindet, und gelangt von dort in die aus mehreren Prallringen
4a,4b,4c bestehende Schleudertrommel 5. Die Prallringe 4a,4b,4c weisen je eine innere
und äußere Fläche 6 bzw. 7 auf, die durch eine abgerundete Kante 8 miteinander verbunden
sind. Die inneren Flächen 6 sind nach unten durch Anschlußflächen 9 so verlängert,
daß Spalte 10 entstehen. Die Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit in der
Schleudertrommel 5 erfolgt derart, daß an das Gemenge an den Anschlußflächen 9 und
danach/den inneren Flächen 6 hochgefördert wird, daß die Flüssigkeit infolge Adhäsion
über die Kante 8 an der äußeren Fläche 7 entlangfließt und dann in den Filtratraum
16 abgeschleudert wird, wogegen die Feststoffe an der Kante 8 ebgeschleudert werden
und dabei zur darüberliegenden Anschlußfläche 9 gelangen, also weiter nach oben
wandern. Sie gehen schließlich oberhalb des obersten Prallrings 4c auf einen Räumring
11 über, von dem aus sie aus der Prallringzentrifuge ausgetragen werden.
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Das Rundsieb 3 ist auf einem Randstück 22 eines hohlzylindrischen
Zwischenstücks 12 gelagert, dessen Unterteil 13 auf der Antriebswelle 14 der Zentrifuge
befestigt ist. Auf dem Randstück 22 ist ferner die Schleudertrommel 5 aufgesetzt.
Das
Zwischensttlck 12 weist Löcher 15 auf, durch die das Vorentwässerungsfiltrat aus
dem Rundsieb 3 in den Filtratraum 16 gelangen kann.
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Die Prallringe 4a, Ob und 4c und der Räumring 11 sind über Abstandsringe
23, 24 und 25 miteinander verbunden, die in ihrem mittleren Bereich als Lüfterflügel
26, 27 und 28 ausgebildet sind. Diese laufen zusammen mit den Prallringen 4a bis
4c um und erzeugen eine radial nach außen gerichtete Luftströmung, die die Luft
aus dem Innenraum der Schleudertrommel 5 ansaugt und durch die Spalte 10 hindurch
in den Filtratraum 16 fördert Diese Luftströmung entfernt die im Innenraum der Schleudertrommel
5 befindliche feuchte Luft und beschleunigt auf diese Weise die Trocknung der Feststoffe.
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Im Bereich der Prallringe 4a bis 4c sind ferner Rippen 29 und 30 zur
Beschleunigung des Gemenges vorgesehen. Zwischen dem oberen Ende des Rundsiebs 3
und einer Ubergangsfläche 31 zum Prallring 4a sind die Rippen 29 auf dem Rand des
Rundsiebs 3 befestigt und als eine Reihe radial sich erstreckender Flächen angeordnet.
Sie erfassen das über das Einlaufrohr 1 in das Rundsieb 3 aufgegebene, dort in Umdrehung
versetzte und vorentwässerte Gemenge am oberen Ende des Rundsiebes 3 und bringen
es auf die Geschwindigkeit
der Rippen 29. Am oberen Teil der Rippen
29 ist ein kreizringförmiges, konusartiges Leitblech 20 vorgesehen, in desen Randbereich
das vorentwässerte Gemenge durch einen schmalen Durchtritt 21 zwangglAufig auf den
untersten Prallring 4a geleitet werden soll.
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Die Rippen 30 sind ebenfalls als eine Reihe radial verlaufender Flächen
angeordnet, und zwar im Bereich des Prallring8 4b. Diejenigen Feststoffteile, die
von diesem Prallring abspringen und auf die nächstgelegene Anschlußfläche 9 aufprallen,
werden von den Rippen 30 erfaßt und auf deren Umfangsgeschwindigkeit gebracht. Infolge
der Erdschwere, des Luftwiderstandes und nicht zuletzt wegen der sich mit größerem
Radius sich erhöhenden Umfangsgeschwindigkeit der Teile der Schleudertrommel 5,
wird die Umfangsgeschwindigkeit der Feststoffteile ohne Hilfsmittel stets niedriger
als diewenige der diesbezüglichen Schleudertrommelteile sein. Die Rippen 30 sollen
diesen Nachteil beheben, wobei es natUrlich freisteht, die Rippen in mehreren Reihen
so anzuordnen, daß sie die Feststoff teile nach jedem der Prallrlnge 4a bis 4c erfassen
und beschleunigen.
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Die Rippen 30 sind an einem Einsatzteil 32 befestigt, der ferner eine
genaue Führung der FeÇtstoffteile dadurch gewährleistet, daß er das Springen von
insbesondere großen
Feststoffteilen, wie Granulaten, in das Innere
der Schleudertrommel 5 verhindert. Das Einsatzteil 32 seinerseits ist über ein Ringteil
33, Flügel 34, ein Deckelteil 35 und über Bolzen 36 mit dem Räumring 11 verbunden.
Am unteren Ende des Einsatzteils 32 ist ein Abschlußring 37 vorgesehen.
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Durch dessen Öffnung wird von den Rippen 30 - zu einem Teil auch von
den Rippen 29 - Luft angesaugt, die dann durch die Spalte 10 radial nach außen austritt
und die Lufttrocknung der Feststoffteile unterstützt (Luftführung 38).
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Damit diese feuchte Luft nicht mit den über den Räumring 11 in einen
Austragraum 40 der Prallringzentrifuge geschleuderten entfeuchteten Feststoffen
in Berührung kommt, sind die in einer Reihe angeordneten, radial ausgerichteten
Flügel 34 als Lüfterelemente ausgebildet, die Luft ansaugen und zwischen dem Deckelteil
35 und dem Räumring 11 nach außen fördern. Dieser zweite Luftführungsweg ist mit
39 bezeichnet.
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Die Luftförderung mit Hilfe der Flügel 34 (Luftführung 39) muß so
ausgestaltet sein, daß im Bereich zwischen dem Ringteil 33 und dem Räumring 11 ein
gleicher oder höherer Druck erzielt wird als durch die Luftführung 38 im gleichen
Bereich, so daß allenfalls ein Teil der Luft der Luftführung 39 durch die Spalte
10 entweichen kann, aber die Luft der Luftführung 38 daran gehindert wird, in die
Luftführung 39 einzutreten.
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Die Luftführung 39 dient ferner dazu, die (nicht dargestellte) Austragung
der entfeuchteten Feststoffe aus dem Austragraum 40 zu erleichtern. Ein für beide
Luftführungen 38 und 39 gemeinsamer Lufteintritt ist am Oberteil des Zentrifugengehluses
vorgesehen, und zwar in Form einer öffnung, die mit einem Lochblech 42 verschlossen
ist. Gegebenenfalls könnte statt des Lochblech 42 ein Luftfilter vorgesehen werden.
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Damit die beiden Luftführungen 38 und 39 bereits von Anfang an getrennt
sind, ist am Ringteil 33 ein ringförmiges Trennstück 41 befestigt. Schließlich ist
zwischen dz Räumring 11 und dem Zentrifugengehäuse ein enger Spalt 43 vorgesehen,
damit die Luftführung 39 gegenüber dem Filtratraum 16 und ferner die Luftführung
38 auch nach Austritt in den Filtratraum 16 nicht in den Austragraum 40 gelangt.