DE2517851C2 - Zentrifuge zur Trennung von Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Trennung von Suspensionen mit einer im Schleudermantel an einer Antriebswelle befestigten Trommel mit nebeneinander ringweise angeordneten bogenförmigen Schaufeln, deren jede sich zwischen Boden und Deckel der Trommel befindet, diesen mit ihren Seitenflächen zugewandt ist und ein Gehäuse mit einem Sieb darstellt, das in Längsrichtung durch Leisten angedrückt wird.

Eine derartige Zentrifuge zeigt die DE-AS 11 89 467. Dabei wird das an das Gehäuse in Längsrichtung mittels Leisten angedrückt. Das Eingangsende jeder Schaufel ist in Form einer Schleife gebogen und auf einen Stift aufgesetzt, der im Boden und im Deckel der Trommel an der Zentralstelle befestigt ist, wo die Suspension der Schleudertrommel zugeführt wird. Das Eingangsende jeder Schaufel ist auf dem Schuß der Trommel abgestützt, wobei im Schuß an dem Ausgangsende jeder eo Schaufel eine Öffnung für den Austrag des Hodensatzes vorgesehen ist. Im Boden der Trommel ist eine Öffnung für die Entfernung ties Zenirifugats vorhanden. Die Oberfläche des Siebes, über die die zu behandelnde Suspension bewegt wird, ist glatt ausgebildet und weist eine bi konstante oder sich allmählich ändernde Krümmung auf.

Aus der DIl-PS 72 38J ist eine Siebschaulel/.cntrifuge bekannt, bei der das Sieb in jeder Schaufel mindestens einen schwach ansteigenden Ansatz in Bewegungsrichtung des Suspensionsstroms aufweist, wobei sich der Ansatz von einer Seitenfläche des Siebes zur anderen erstreckt Durch die dabei getroffenen Maßnahmen kann die Verweilzeit des Gutes eingestellt und damit der Wirkungsgrad bei der Trennung der Suspension erhöht werden, außerdem ist es möglich, die Bewegung des Materials längs der Siebwände zu beschleunigen oder zu verzögern.

Aus der DE-PS 3 78 453 ist eine Schleuder zur Trennung von Suspensionen bekannt, die schwach ansteigende Ansätze aufweist, die aufeinanderfolgend in Bewegungsrichtung des Suspensionsstroms angeordnet sind.

Bei derartigen Zentrifugen kann sich die Schicht der zu behandelnden Suspension über das Sieb instabil bewegen, d. h. es kann zu einem Abreißen der Suspensionsschicht von der Schaufel oder zu einer starken Abnahme der Geschwindigkeit, mit der sich die Suspension bewegt (Stockungen), kommen.

Außerdem können sich die Eigenschaften der Suspension in Abhängigkeit von deren Temperatur und Viskosität sowie von der Korngröße des Rückstandes ändern, was dann zu einer Änderung der Reibungszahl führt, die die Reibung der Suspension am Sieb charakterisiert. Aus diesem Grunde bewegt sich die Suspensionsschicht entweder beschleunigt auf der gesamten Länge des Siebes, oder sie wird abgebremst und angehalten. Im ersteren Fall kommt es dann zu einer unbefriedigenden Trennung der Suspension, und zwar zu einem erhöhten Feuchtigkeitsgehalt des Rückstandes, während im zweiten Fall die Leistung der Zentrifuge absinkt.

Bei den bekannten Ausführungen der Befestigung der Siebe ist es schwierig, ein abgenutztes Sieb an der Schaufel schnell auszuwechseln, weil das Ab- und Festschrauben der Schrauben, die das Sieb und die Längsleisten halten, eine bestimmte Zeit dauert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, oaß bei gleichzeitiger Steigerung der Umdrehungszahl der Trommel der Wirkungsgrad bei der Trennung von Suspensionen und die Rückstandsqualität erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die an der Oberfläche des Siebes vorgesehenen Ansätze wird eine stabile Bewegung der zu behandelnden Suspension über das Sieb bei plötzlicher Änderung der Reibungszahl ohne Abreißen und Stockungen gewährleistet.

Bei Verminderung der Reibungszahl (Reibung der Suspension am Sieb) wird an den schwach ansteigenden Ansätzen ein Abreißen der nicht getrennten Suspension von der Schaufel (Durchrutschen) ausgeschlossen. Bei Erhöhung der Reibungszahl läßt sich die angehäufte Suspensionsschicht infolge der Einwirkung der Staukräfte über die flachgeneigten Ansätze bewegen, weil zwischen den einzelnen Schichten und Teilchen der zu behandelnden Suspension immer die Möglichkeit einer gegenseitigen Verschiebung bleibt. Auf diese Weise wird die Trennung der Suspension verbessert.

Beim Übergang der zu behandelnden Suspension über die flaehgcneigten Ansätze wenden sich außerdem die festen Teilchen gegenüber dem Vektor der Fliehkraft, was die Abtrennung der Flüssigkeit von der Oberfläche der festen Teilchen verbessert. Ks tritt eine vollständige Abgabe der Mutterlösung und des Flüssig-

keitsfilms aus der Suspension und dadurch eine Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes im Rückstand ein.

Durch das Vorhandensein der schwach·, ansteigenden Ansätze bleibt die Durchschnittsgeschwindigkeit der Suspensionsschicht über die Länge der Schaufel konstant; sie ändert sich nur an einzelnen Abschnitten der gebrochenen Linie.

Außerdem benötigen die Ansätze an den Seitenflächen der Schaufeln keinen Raum zwischen den Schaufeln; aus diesem Grund kann man die Anzahl der Schaufein vergrößern.

Jede Schaufel stelh einen Vielauflagerbalken dar, der auf mindestens vier Stützpunkten liegt Deshalb wird auf den Schuß nur eine geringe Druckkraft von jeder Schaufel übertragen. Aus diesem Grund ist es nicht mehr notwendig, den Schuß verstärkender Ringe zu verwenden und die Drehzahl der Trommel kann erhöht werden.

Die Betriebssicherheit der Zentrifuge ist verbessert und ein leichtes Auswechseln der Verschleißteile möglieh.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Zentrifuge mit einem Teilausschnitt entlang der Längsachse der Trommelwelle,

F i g. 2 die Schaufel und einen Teil des Schusse-s im Schnitt entlang der Längsachse der Schaufel; die Lage einer zweiten Schaufel ist in Strichpunkt-Linie wiedergegeben,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab eine Einheit zur Befestigung des Siebes am schleifenförmigen Ende des Schaufelgehäuses mittels einer Klammer im Schnitt entlang der Längsachse der Schaufel, weiche Einheit den Eingangsabschnitt der Schaufel gemäß F i g. 2 umfaßt,

Fig.4 einen Schnitt IV-IV in Fig.2 (die gesamte Breite der Schaufel ist in vergrößertem Maßstab wiedergegeben), .

F i g. 5 einen Schnitt V-V in F i g. 2 (die gesamte Breite der Schaufel ist in vergrößertem Maßstab wiedergegeben),

Fig.6 den mittleren Abschnitt der Schaufel mit an diesem befestigtem schwach ansteigenden Ansatz im Längsschnitt bei vergrößertem Maßstab.

Die Schleuder zur Trennung von Suspensionen weist einen hohlen Mantel 1 (Fig. 1) auf, in dem an einer vertikalen (oder horizontalen) Antriebswelle 2 eine Trommel 3 mit ihrem Boden befestigt ist.

Zur Drehung der Trommel 3 ist am unteren Ende der vertikalen Antriebswelle 2 eine Riemenscheibe 4 befestigt, die mittels Riemen 5 mit einer Riemenscheibe 6 verbunden ist, die an einer Welle 7 eines Elektromotors 8 befestigt ist.

Die Beschickung mit der zu behandelnden Suspension wird mittels einer Vorrichtung 9 vorgenommen, die einen im oberen Teil des Mantels 1 befestigten Trichter aufweist.

Für den Austrag des Bodensatzes ist eine Vorrichtung t>o 10 mit einer Austragöffnung im unteren Teil des Mantels 1 vorgesehen. Für den Austrag des Zentrifugats dient eine Vorrichtung 11.

Die Trommel 3 ist in Form eines Zylinders 12 ausgeführt, in dem nebeneinander bogenförmige Schaufeln 13 b^r> angeordnet sind, deren Eingangsenden auf einer Kreislinie liegen.

Die Schaufeln 11 befinden sich im Zwischenraum zwischen einem Boden 14, einem Deckel 15 und einem Schuß 16, der mit dem Boden 14 der Trommel 3 starr verbunden, z. B. verschweißt, ist.

Jede Schaufel 13 ist mit ihrer einen Seite dem Bode.i 14 und mit ihrer anderen Seite dein Deckel 15 zugewandt. Die Schaufel 13 stelh ein geriffeltes Gehäuse 17 (F i g. 2) dar, an das ein Sieb 18 angedrückt ist.

Das Eingangsende jeder Schaufel 13. das ein geriffeltes Gehäuse 17 mit einem Boden 19 (F i g. 3) umfaßt, ist in Form einer Schleife 20 gebogen, die an der Stelle angeordnet ist, wo die Suspension zugeführt wird.

Jede Schaufel 13 ist mit der Schleife 20 auf einen Stift 21 aufgesetzt, der mit seinem unteren Ende am Boden 14 (F i g. 1) der Trommel 3 starr befestigt ist.

Das obere Ende jedes Stiftes 21 ist durch eine Bohrung im Deckel 15 der Trommel 3 geführt.

Der Deckel 15 ist mit dem Boden 14 der Trommel 3 am Ausgangsabschnitt der Schaufeln 13 mittels starr befestigter Stifte 22 verbunden. Die oberen Enden der Stifte 22 sind durch Bohrungen im Deckel 15 der Trommel 3 geführt, und auf die Enden der Stifte 22 sind Muttern 23 aufgeschraubt. Die Schaufeln 13 sind mit ihrem Ausgangsende am Schuß 16 (Fig 2) abgestützt; mit der Außenseitenfläche des Bodens sind die Schaufeln 13 auf den Stiften 22 abgestützt

An der nach oben gewandten Seite jeder Seitenwand 24 (F i g. 4, 5) des Gehäuses 17 (Fi g. 2) der Schaufel 13 ist mindestens ein Ansatz 25 (F i g. 1, 5) vorgesehen, der sich in eine Ringnut 26 (F i g. 1) im Deckel 15 der Trommej 3 erstreckt.

Ähnliche Ansätze 25 sind auf der nach unten gewandten Oberfläche der Seitenwand des Gehäuses 17 jeder Schaufel 13 vorgesehen und erstrecken sich in eine ähnliche Ringnut 26 im Boden 14 der Trommel 3.

Auf diese Weise werden von den Stiften 21 und 22, den Ansätzen 25 und dem Schuß 16 vier Lagerungen für jede Schaufel gebildet. Diese Lagerungen nehmen den Druck von jeder Schaufel 13 auf, der bei der Drehung der Trommel 3 entsteht, und entlasten den Schuß 16 der Trommel 3 vom Druck der Schaufeln 13.

Entlang der Achse der Trommel 3 ist zur Verteilung der zu behandelnden Suspension zwischen den Schaufeln 13 am Boden 14 eine Schale 27 befestigt

Dem Ausgangsende jeder Schaufel 13 (F i g. 2) gegenüber sind im Schuß 16 der Trommel 3 (F i g. 1) in Höhe des Zylinders 12 Schlitze 28 vorgesehen, durch die der Rückstand von den Schaufeln 13 der Trommel 3 abgeführt und anschließend aus der Schleuder durch die öffnung der Vorrichtung 10 im unteren Teil der Schleuder entfernt wird.

Für die Entfernung des Zentrifugats aus jeder Schaufel 13 ist an deren Ausgangsende ein Stutzen 29 vorgesehen, dessen unteres Ende durch eine Bohrung im Boden 14 der Trommel 3 geführt ist.

Für das Sammeln des aus den Stutzen 29 ausfließenden Zentrifugats ist im Mantel 1 ein Sammelbehälter 30 vorgesehen, der mit dem Rohr der Vorrichtung 11 für die Entfernung des Zentrifugats aus der Schleuder verbunden ist.

Das Sieb 18 (F i g. 2) und der Boden 19 des geriffelten Gehäuses 17 der Schaufeln 13 sind nach einer gebrochenen Linie in der Drehebene der Trommel (Fig. I) gebogen.

Am Eingangsabschnitt der Schaufel 13 (Fig. 2) wird vom geriffelten Gehäuse 17 die Schleife 20 (F i g. 3) gebildet, deren freies Ende abgebogen ist und eine Vertiefung bildet, in die das um den Stift 31 geschlungene Ende des Siebes 18 eingelegt ist.

Das Sieb 18 mit dem Stift 31 wird in der genannten Vertiefung mittels einer elastischen, in Form einer Klammer 32 gebogenen Metallplatte auf der gesamten Länge gehalten, wobei die Seitenenden 33 und 34 dieser Metallplatte in entgegengesetzten Richtungen abgebogen und in der Ebene der Klammer 32 angeordnet sind. Das Ende 33 (F i g. 2) der Klammer, das an der Außenseite des Gehäuses 17 der Schaufel 13 angeordnet ist, soll das Abfließen der in der zu behandelnden Suspension enthaltenen Flüssigkeit über die Außenseitenfläche in des Gehäuses 17 und das Eindringen dieser Flüssigkeit in den Rückstand verhindern.

Das Ende 34 der Klammer 32, das an der Seite des Siebes 18 der Schaufel 13 angeordnet ist, dient zu einer gleichmäßigen Verteilung der der Schaufel 13 zuzuführenden Suspension auf der gesamten Breite des Siebes 18.

Auf dem Sieb 18 sind schwach ansteigende bzw. geneigte Ansätze 35,36 und 37 (F i g. 2,5,6) vorhanden, die aufeinanderfolgend in der Bewegungsrichtung des Suspensionsstromes angeordnet sind. Jeder der Ansätze 35, 36 und 37 erstreckt sich von einer Seitenfläche des Siebes 18 zur anderen.

Die Ansätze 35, 36 und 37 sind zur Erzeugung einer stabilen (ohne Abreißen und Stockungen) Bewegung der zu behandelnden Suspension und zur Erhöhung des Wirkungsgrads der Trennung der Suspension bestimmt.

Der Ansatz 35 (F i g. 2) stellt einen unter einem Winkel gebogenen Abschnitt des Siebes 18 dar.

Zur Bearbeitung der Zuckerfüllmasse reicht es aus, wenn die Höhe jedes schwach ansteigenden Ansatzes 5 bis 10 mm beträgt.

Im mittleren Teil des Siebes 18 ist der Ansatz 36 (Fig.6) in Form von Winkeln ausgeführt, deren Enden entlang den Seitenflächen des Siebes 18 mittels Leisten 38(F ig. 2,4 und 5) angedrückt sind. Die Ansätze 36 sind an den Leisten 38 mittels Schrauben 39 (Fig.5) befestigt. Die Enden jeder Leiste 38 sind an der Wand 24 des Gehäuses 17 jeweils mittels eines Gelenkes 40 (F i g. 2) und einer an der Wand 24 des Gehäuses 17 der Schaufel 13 (F i g. 2) ausgeführten Klinke 41 (F i g. 2,4) befestigt.

Am Ausgangsende der Schaufel 13 ist der Ansatz 37 durch die abgebogene Kante des Siebes 18 gebildet.

Um auf dem Boden 19 des Gehäuses 17 Ansätze in Form von Rippen 42 (F i g. 5), die das Sieb 18 unterstützen, und Kanäle 43 für die Entfernung des abzutrennenden Fugates herzustellen, wird der Boden 19 (Fig. 2) des Gehäuses 17 der Schaufel 13 gewellt ausgebildet, wobei die Wellen entlang der Schaufel 13 angeordnet sind und das Sieb 18 bei der Drehung der Trommel 3 (F i g. 1) an diese Wellen angedrückt wird.

Die Schleuder zur Trennung von Suspensionen hat folgende Arbeitsweise:

Man schaltet den Elektromotor 8 (Fi g. 1) ein, der die Trommel 3 in Drehung versetzt. Die zu behandelnde Suspension wird durch die Vorrichtung 9 der Schale 27 zugeführt, aus der die Suspension den Eingangsenden der Schaufeln 13 zugeleitet wird. Das Ende 34 (F i g. 2,3) der Klammer 32 bewirkt die Verteilung der Suspension auf der gesamten Breite der vertikal angeordneten Arbeitsfläche des Siebes 18. Das Ende 33 der Klammer 32 verhindert das Abfließen der Suspension über die Außenseitenfläche des Gehäuses 17 der Schaufel 13 und das Eindringen dieser Suspension in den entwässerten Rückstand. Die zu behandelnde Suspension wird dem Anfang des ersten geradlinigen Abschnittes des Siebes 18 zugeführt.

Unter der Einwirkung der Umfangskomponcntc der Fliehkraft bewegt sich die Suspensionsschicht beschleunigt, und am Ende des geradlinigen Abschnittes der gebrochenen Linie wird die Bewegung der Suspensionsschicht durch den Ansatz 35 verlangsamt. Ähnlich erfolgt die Bewegung der Suspensionsschicht an den darauffolgenden geradlinigen Abschnitten des Siebes 18. Bei einer beschleunigten Bewegung der Suspension vergrößert sich an jedem geradlinigen Abschnitt der gebrochenen Linie der Abstand zwischen den benachbarten festen Teilchen der Suspension, und bei einer Verlangsamung der Bewegung der Suspension am Ende jedes geradlinigen Abschnittes des Siebes 18 findet eine Änderung der gegenseitigen Orientierung der festen Teilchen statt.

Die schwach ansteigenden Ansätze 35, 36 und 37 schließen ein Abreißen der nicht behandelten Suspension von der Schaufel 13 aus. Bei der Bewegung der Suspension über die schwach ansteigenden Ansätze wenden sich die festen Teilchen derart, daß die Fliehkräfte auf verschiedene Flächen dieser Teilchen einwirken.

Das von der Suspension abgetrennte Zentrifugat fließt durch die Kanäle 43 (Fig.4, 5) und durch die Stutzen 29 (Fig. 1) und gelangt in den Behälter 30, aus dem es dann durch die Vorrichtung 11 aus der Schleuder entfernt wird. Von den Schaufeln 13 wird der Bodensatz durch die Schlitze 28 im Schuß 16 aus der Trommel 3 dem Mantel 1 zugeführt, aus dem er unter der Einwirkung der Schwerkraft durch die Vorrichtung 10 aus der Schleuder entfernt wird.

Zur Förderung des aus der Suspension abgetrennten Zcntrifugats sind unterhalb des Siebes 18 Kanäle 43 (Fig. 5) vorgesehen, während die Ansätze 42 als Lagerung für das Sieb 18 dienen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zentrifuge zur Trennung von Suspensionen mit einer im Schleudermantel an einer Antriebswelle befestigten Trommel mit nebeneinander ringweise angeordneten bogenförmigen Schaufeln, deren jede sich zwischen Boden und Deckel der Trommel befindet, diesen mit ihren Seitenflächen zugewandt ist und ein Gehäuse mit einem Sieb darstellt, das in Längsrichtung durch Leisten angedrückt wird, d a durch gekennzeichnet, daß Eingangs- und Ausgangsende eines jeden Bodens (14) einer jeden Schaufel (13) auch auf Stifte (21, 22) stützen, deren Enden am Boden (14) und am Deckel (!5) der Trommel (3) befestigt sind, und daß Pn den Seitenwänden

(24) des Gehäuses (17) jeder Schaufel (13) Ansätze

(25) vorgesehen sind, die in Ringnuten (26) eingreifen, die koaxial zur Drehachse der Trommel (3) im Boden und im Deckel (15) der Trommel (3) ausgeführt sind.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (19) des Gehäuses (17) der Schaufel (13) gewellt ausgeführt ist und diese Wellen in Längsrichtung der Schaufel (13) angeordnet sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leisten (38), die das Sieb (18) an das Gehäuse (17) andrücken, an den Seitenwänden (24) der Schaufel (13) an einem Ende durch ein Gelenk (40) und am anderen Ende durch eine Klinke (41) befestigt sind.

4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingangsende der Schaufel (13) in ihrer ganzen Breite eine Metallplatte in Form einer Klammer (32) angeordnet ist, das Sieb (18) dadurch an das Gehäuse (17) gedrückt wird und die Seitenenden (33,34) der Klammer (32) voneinander in entgegengesetzte Richtungen abgebogen sind.

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