-
Gosudarstwennyj projektnyJ i
-
nautschno-issledowatelskij institut "Gipronikel SCHESUDERTROMMEE EINER
ABSETZZENTRIFUGE Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Trennung
von Suspensionen durch Absetzen der in ihnen enthaltenen Teilchen fester Phase unter
Einwirkung von Zentrifugalkräften, genauer auf Schleudertrommeln der kontinuierlich
wirkenden Absetzzentrifugen, die in der hydrometallurgischen, chemischen Industrie
sowie anderen Industriezweigen, wo Suspensionen getrennt werden müssen, breite Verwendung
gefunden haben.
-
Am vorteilhaftesten kann die vorliegende Erfindung zur Trennung von
feindispersen schwer trennbaren Suspensionen, deren Filterung mittels bekannter
Filter entweder unmöglich oder wenig effektiv und deswegen unrationell ist, und
insbesondere zur Trennung von polydispersen Suspensionen mit einem hohen Gehalt
sowohl an groben, wie auch an
besonders feinen Fraktionen der festen
Phase verwendet werden.
-
In nicht minder vorteilhafter Weise kann die vorliegende Erfindung
auch zur Trennung von gut filtrierbaren Suspensionen verwendet werden, die allerdings
eine vorherige Eindickung brauchen, da sie die Operationen der Eindickung und Filtrierung
in einem Gang durchführen läßt.
-
Schon bekannt sind Schleudertrommeln der kontinuierlich wirkenden
Absetzzentrifugen (siehe z.B. das Buch von W.I. Sokolov "Sovremennye tsentrifugi"
(Moderne Industriezentrifugen), Verlag Mashinostroenie, 1967, S. 379, Fig.
-
160), die ein hohles Gehäuse enthalten, das an seinem einen Ende ein
Fenster zum Austritt der geklärten Flüssigkeit, an seinem entgegengesetzten Ende
aber Fenster zum Austrag des Absatzes aufweist. Im Gehäuse der Schleudertrommel
ist mit ihm gleichachsig eine hohle Schnecke angeordnet, in deren Innenraum, der
an einer seiner Stirnflächen mit einer Einrichtung zur Zuführung der zu behandelnden
Suspension in Verbindung steht, sich ein Paket von separierenden Tellern befindet,
das achsgleich zum Gehäuse seitens seiner Fenster zum Austritt der geklärten Flüssigkeit
angeordnet ist.
-
Die separierenden Teller unterteilen den entsprechenden Teil des
Innenraums des Schneckengehäuses in dunne kegelförmige Schichten, wodurch an den
Innenflächen der Teller während der Arbeit der Zentrifuge intensives Absetzen der
feinsten Fraktionen der festen Suspensionsphase stattfindet.
-
In diesen Schleudertrommeln der bekannten Absetzzentrifugen sind
in den Wänden des Schneckengehäuses Fenster zum Durchtritt der festen Suspensionsphase
zu den Wänden des Trommelgehäuses während der Trommeldrehung vorhanden, die sowohl
in der Beschickungszone der Suspension, wie auch vom Paket der separierenden Teller
herausgelöst worden sind, zur nachfolgenden Verschiebung der festen Suspensionsphase
durch die Schnecke zu den Gehäusefenstern für den Austrag des Absatzes.
-
Einer der Hauptnachteile der Schleudertrommeln der bekannten Absetzzentrifugen
besteht darin, daß während der Arbeit derselben mit polydispersen Suspensionen mit
hohem Gehalt an feinen Fraktionen der festen Phase die gröberen Fraktionen, die
sich im Abschnitt zwischen der Beschickungs-und der Klärungszone mit einer größeren
Geschwindigkeit als die feineren Fraktionen absetzen, den Durchtritt der letzteren
zu den Austragfenstern des Trommelgehäuses behindern.
-
Dadurch besitzen die bekannten Zentrifugen bei der Arbeit mit den
polydispersen Suspensionen mit hohem Gehalt an feinen Fraktionen eine derartig niedrige
Arbeitsleistung, daß ihre Verwendung in diesem Fall unzweckmäßig ist.
-
Das gemeinsame Absetzen der gröberen und der feineren Fraktionen
der festen Suspensionsphase erschwert die Eindikkung und Verdichtung der letzteren
infolge ihrer Aufschlämmung, was gleichfalls einen starken Abfall der Arbeitsleistung
der
Zentrifuge zur Folge hat.
-
Außerdem bewirkt die gemeinsame Eindickung, Verdichtung und Beförderung
aller Fraktionen der festen Suspensionsphase in gleichem Abstand von der Drehachse
der Trommel, d.h. in der Wirkungszone der maximalen Zentrifugalkräfte, eine ungerechtfertigte
Steigerung der Belastungen der Arbeitsorgane der Zentrifuge sowie erhöht den Energieverbrauch.
-
Derselbe Umstand führt zur beträchtlichen Zunahme des Verschleißes
der Schnecke und der anderen Teile der Zentrifugentrommeln, insbesondere in der
Beschickungszone der Suspension infolge der übermäßig hohen Belastungen und Geschwindigkeiten
des relativen Gleitens des Absatzes über die Oberflächen der Schneckenwindungen.
-
Es muß ferner beachtet werden, daß bei der Arbeit der bekannten Zentrifugen
mit Suspensionen mit hohem Gehalt an sehr feinen Fraktionen ein Teil der letzteren
bis zu einer für die Beförderung derselben durch die Schnecke erforderlichen Konsistenz
nicht rechtzeitig verdichtet werden kann, weshalb die Schnecke nicht imstande ist,
vollständigen Austrag derselben zu gewährleisten, so daß eine schnelle Uberfüllung
des Innenraums der Schleudertrommel mit den feinen Fraktionen eintritt, normale
Funktion der Zentrifuge gestört wird und alle Uberschüsse an feinen Fraktionen mit
dem abgeschleuderten Gut entleert werden.
-
Um dies zu verhindern, muß die Menge der zugeführten Suspension stark
verringert werden, was die Arbeitsleistung
der Zentrifuge herabsetzt.
-
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten
Nachteile.
-
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Schleudertrommel
der Absetzzentrifuge einer solchen Konstruktion zu schaffen, die die gesonderte
Trennung, Eindickung, Verdichtung und Beförderung verschiedener Fraktionen der festen
Phase der zu behandelnden Suspension entsprechend der Fraktionsgröße gewährleisten
würde, was es erlauben würde, polydisperse Suspensionen mit hohem Gehalt an feinen
Fraktionen mit hoher Produktivität zu trennen.
-
Diese Aufgabe wird in der Schleudertrommel der Absetzzentrifuge gelöst,
in deren hohlem Gehäuse, das an seinem einen Ende Fenster zum Austritt der geklärten
Flüssigkeit, an seinem entgegengesetzten Ende aber Fenster zum Austrag des Absatzes
aufweist, koaxial zu ihm eine hohle Schnecke angeordnet ist, deren Innenraum seitens
einer ihrer Stirnflächen mit einer Einrichtung zur Zuführung der zu behandelnden
Suspension in Verbindung steht, und in ihm an der Seite der Fenster im Gehäuse,
die zum Austritt der geklärten Flüssigkeit bestimmt sind, ein Paket von separierenden
Tellern untergebracht ist. Erfindungsgemäß ist im Innenraum der Schnecke biaxial
zu ihr zwischen dem Austragende derselben und dem Paket der separierenden Teller
mindestens eine hohle Innenschnecke angeordnet, die mit ihrem Austragende nach derselben
Seite wie die Außenschnecke gerichtet ist, wobei
in ihren Wänden
Fenster zum Austritt des Absatzes,der von der Innenschnecke ausgetragen wird, ausgeführt
sind, die mit dem Gehäuse der Schleudertrommel zu gemeinsamen Drehung mit ihm starr
verbunden ist.
-
Diese Lösung gestattet es, den Einfluß einer schnelleren Absetzung
der gröberen Fraktionen der festen Suspensionsphase auf den Austrag der feineren
Suspensionsfraktionen durch aufeinanderfolgende Trennung der nach der Größe verschiedenen
Fraktionen und gesonderte Eindickung, Verdichtung und Beförderung derselben mittels
entsprechenden Schnecken zu beseitigen sowie die Intensität dieser Prozesse durch
Vergrößerung (bei sonst gleichen Bedingungen) der Arbeitsoberfläche zu erhöhen.
-
Außerdem wird im Zusammenhang damit, daß die vorgeschlagene Konstruktion
der Schleudertrommel den Verlauf der Prozesse der Eindickung, Verdichtung und Beförderung
der groben Fraktionen der festen Phase der zu behandelnden Suspension auf kleineren
Durchmessern als den der feineren Fraktionen gewährleistet, eine Verminderung der
Belastungen der Arbeitsorgane der Schleudertrommel sowie Verringerung ihres Verschleißes
und der durch die Zentrifuge verbrauchten Energie erzielt.
-
Infolge all dieser erwähnten Faktoren wird die Arbeitsleistung der
Zentrifuge bei der Arbeit mit polydispersen Suspensionen mit hohem Gehalt an feinen
Fraktionen der festen Phase um ein mehrfaches gesteigert, die Betriebsdauer der
Zentrifuge
erhöht und die Betriebskosten der Zentrifuge gesenkt sowie qualitative Kennwerte
des Trennvorganges der Suspension erhöht.
-
Zweckmäßigerweise sind, wenn Innenschnecken, und zwar mehr als eine
davon vorhanden sind, die geradzahligen von ihnen, die Zählung von der Außenschnecke
angefangen, mit dem Gehäuse und die ungeradzahligen mit der Außenschnecke starr
verbunden.
-
Dadurch wird die zur Beförderung des Absatzes erforderliche relative
Drehung der Nachbarschnecken mit Hilfe nur eines Getriebes gewährleistet.
-
Zweckmäßig ist fern im Innenraum mindestens einer Innenschnecke ein
entsprechendes zusätzliches Paket von separierenden Tellern angeordnet.
-
Auf diese Weise wird die Möglichkeit herbeigeführt, den Korngrößenbereich
der gesondert eingedickten, verdichteten und beförderten Fraktionen der festen Phase
einzuengen, wodurch die Intensität dieser Operationen, die Qualität der Klärung
der flüssigen Phase und die Gesamtleistung der Zentrifuge erhöht werden.
-
Außerdem wird, wenn nötig, eine sehr feine Trennung der festen Phase
nach den Fraktionsgrößen gewährleistet.
-
Ein Teil des Innenraums jeder Außenschnecke, in dem sich die an sie
angrenzende Innenschnecke befindet; kann vom übrigen Teil desselben durch eine ringförmige
Schwelle getrennt sein, die an der Innenfläche dieser Außenschnecke befestigt
ist.
-
Dadurch wird das Gelangen der schon abgesetzten festen Phase in den
Innenraum der Nachbarschnecke verhindert und die Möglichkeit herbeigeführt, die
Arbeitsräume Jeder der Schnecken unterschiedlich zu füllen, was eine kompaktere
konstruktive Lösung der Schleudertrommel gewährleistet.
-
Die Fenster zum Austrag des Absatzes in den Wänden der Nachbarschnecken
sind in verschiedenen Höhen längs der Achse derselben ausgeführt, und die Fenster
zum Austrag des Absatzes im Gehäuse sind in Höhen, die den erwähnten entsprechen,
für die Außen- und für Jede Innenschnecke zum gesonderten Austrag des von ihnen
beförderten Absatzes ausgeführt.
-
Dies verhindert den erhöhten Verschleiß der Schnecken und des Gehäuses
der Schleudertrommel in der Austragzone, verringert den Energieverbraucht und gestattet
es, gleichzeitig mit der Trennung der Suspension die Trennung der festen Phase nach
der Fraktionsgröße durchzuführen.
-
Gemäß einer der möglichen Varianten der Erfindung ist in den Wänden
des Gehäuses zwischen seiner ringförmigen Schwelle und dem Anfang der ersten Windung
der Außenschnecke mindestens eine Düse angeordnet, deren Eintrittsöffnung im Innenraum
des Gehäuses der Schleudertrommel hinterxder Zone liegt, die in der radialen Richtung
der Schleudertrommel vom durch diese Schnecke beförderten Absatz eingenommen wird.
-
Diese Lösung gestattet es, bei der Trennung der Suspensionen
mit
hohem Gehalt an besonders feinen Fraktionen der festen Phase den Austrag durch die
Düse nur jenes Teiles der im Paket der separierenden Teller herausgelösten feinen
Fraktionen stattfinden zu lassen, der bis zur Konsistenz, bei der die Beförderung
desselben durch die Schnecke möglich ist, nicht mehr rechtzeitig verdichtet werden
kann, und gestattet es ferner, den Austrag durch die Düse des übrigen Teiles der
festen Phase auszuschließen, was neben der Erhöhung der Arbeitsleistung der Zentrifuge
gleichzeitig einen übermäßigen Verschleiß der Düsen, deren Verstopfung und ungerechtfertigte
Erhöhung der Gesamtfeuchtigkeit der von der Zentrifuge getrennten festen Phase verhindert.
-
Außerdem gestattet diese Lösung in den Fällen, wenn die Gesamtfeuchtigkeit
der getrennten festen Phase laut technologischen Anforderungen von keiner wesentlichen
Bedeutung ist, die erforderliche Arbeitsleistung an einer Zentrifuge mit einfacherer
Schleudertrommelbauart - Ein- oder gar Zweischneckenbauart - zu erzielen.
-
Im folgenden wird eine eingehende Beschreibung einer der möglichen
Ausführungsvarianten der Erfindung mit Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen angeführt;
in den Zeichnungen zeigt: Fig. 1 schematische Darstellung der Gesamtansicht der
Schleudertrommel einer vertikalen Absetzzentrifuge gemäß der Erfindung (im Längsschnitt);
Fig. 2 Stelle "A" in Fig. 1 (im vergrößerten Maßstab).
-
Die Schleudertrommel der vertikalen Absetzzentrifuge enthält ein hohles
Gehäuse 1 (Fig. 1), dessen oberes Ende praktisch die Form eines Zylinders, das untere
Ende aber die Form eines gleichachsig angeordneten und mit ihm verbundenen abgeschnittenen
Kegels besitzt, der sich nach unten hin verJüngt.
-
Im Innenraum des Gehäuses 1 ist koaxial zu ihm eine hohle Schnecke
2 angeordnet,die ebenfalls einen zylindrischen und einen kegelförmigen Abschnitt
besitzt, die sich an den entsprechenden Enden des Gehäuses 1 befinden.
-
Der Innenraum der Schnecke 2 steht seitens der Stirnfläche ihres
unteren Endes - des Austragendes - mit einer Einrichtung zur Zuführung der zu behandelnden
Suspension (nicht abgebildet) mittels eines längs der Trommelachse feststehend angeordneten
Speiserohres 3 in Verbindung.
-
In den Wänden des oberen Endes des Gehäuses 1 sind radial angeordnete
Fenster 4 zum Austritt der geklärten Flüssigkeit (des abgeschleuderten Gutes) aus
einem Sammelraum 5 des Gehäuses 1, der am Umfang vom übrigen Innenraum des Gehäuses
durch eine ringförmige Schwelle 6 getrennt ist, in das umgebende Gehäuse 1 der Schleudertrommel
sowie einen am Grundkörper derselben stationär montierten Aufnahmebehälter 7 für
das abgeschleuderte Gut vorhanden.
-
Im Innenraum der Schnecke 2 ist seitens ihrer Fenster 4 zum Austritt
der geklärten Flüssigkeit ein Paket 8 von separierenden Tellern 9 einer beliebigen
bekannten Konstruktion vorhanden. Im vorliegenden Beispiel sind die Teller 9
(Fig.
2) auf den zylindrischen, mit der Schnecke 2 gleichachsigen Abschnitt eines in diesem
befestigten Gehäuses 10 des Paketes 8 zur Zentrierung der Teller 9 nach ihren Innenkanten
aufgesetzt. Im unteren Teil weist dieses Gehäuse 10 einen kegelförmigen Abschnitt
auf, auf den sich das Paket 8 der separierenden Teller 9 stützt, und in ihm sind
durchgehende Bohrungen 11 zum Durchtritt der zu behandelnden Suspension aus dem
Innenraum der Schnecke 2 in die Spalte zwischen den Tellern in diesen ausgeführte
Durchgangslöcher (nicht abgebildet) vorhanden. Der obere Teil des Gehäuses 10 des
Paketes 8 bildet ein Endstück, mit dessen Hilfe die Außenschnekke 2 im Gehäuse 1
achsgleich zu ihm angeordnet ist.
-
Erfindungsgemäß ist im Innenraum der Schnecke 2 koaxial zu ihr zwischen
ihrem Austragende und dem Paket 8 der separierenden Teller 9 mindestens eine hohle
Innenschnecke angeordnet, die mit ihrem Austragende nach derselben Seite wie die
Außenschnecke 2 gerichtet ist.
-
Im vorliegenden Beispiel sind in der Außenschnecke 2 drei koaxiale
ineinander befindliche Innenschnecken 12, 13 und 14 angeordnet, wobei in den Wänden
der Austragenden der Außenschnecke 2 und der Innenschnecke 13 entsprechende Fenster
15, 16 zum Austritt des Absatzes ausgeführt sind, der jeweils von den Innenschnecken
12 und 14 ausgetragen wird.
-
In der Gehäusewandung 17 der Innenschnecke 14 selber sind Fenster
18 zum Durchtritt der zu behandelnden Suspension aus ihrem Innenraum 19 (der den
Beschickungsraum darstellt, in den die zu behandelnde Suspension durch das Speiserohr
3
gelangt) in den Innenraum der Nachbarschnecke 13 ausgeführt.
-
Erfindungsgemäß sind, wenn Innenschnecken, und zwar mehr als eine,
vorhanden sind, die ungeradzahligen von ihnen, die Zählung von der Außenschnecke
2 angefangen, mit dieser starr verbunden, während die geradzahligen mit dem Gehäuse
1 der Schleudertrommel zur gemeinsamen Drehung mit ihm fest verbunden sind.
-
Im vorliegenden Beispiel ist die Innenschnecke 13 mit der Außenschnecke
2 starr verbunden, während die Innenschnekkein 12 und 14 mit dem Gehäuse 1 fest
verbunden sind.
-
Hierbei besitzen die Schnecken 2 und 13 rechte, die Schnecken 12
und 14 aber linke (oder umgekehrt) Schraubflächen.
-
Die Außenschnecke 2 ist im Gehäuse 1 der Schleudertrommel in Radiallagern
20 und 22 angeordnet, die deren relative Drehung zulassen, und ist mit einem (nicht
abgebildeten) Getriebe kinematisch verbunden.
-
Die Innenschnecke 13 iss mit der Außenschnecke 2 starr verbunden
und dreht sich in Lagern 23 und 24. Das Lager 23 ist auf einem Innenrohr befestigt,
das längs der Achse der Schleudertrommel verläuft. Das obere Ende dieses Rohres
stützt sich auf ein Lager 21, und das untere Ende ist mit der Innenschnecke 14 starr
verbunden, die genauso wie die Schnecke 12 an ihrer unteren Stirnfläche mit der
Stirnfläche des Gehäuses 1 der Schleudertrommel starr verbunden ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung
kann
im Innenraum mindestens einer Innenschnecke ein zusätzliches Paket von separierenden
Tellern angeordnet sein. Im vorliegenden Beispiel sind in den Innenschnecken 12
und 13 zusätzliche Pakete 25 bzw. 26 der separierenden Teller angeordnet, deren
Außen- und Innendurchmesser mit der Abnahme der Durchmesser der Innenschnecken 12
und 13 bezüglich des Durchmessers der Außenschnecke 2 abnehmen. Die Konstruktion
dieser Pakete 25 und 26 ist der Konstruktion des Paketes 8 analog, wobei das Gehäuse
10 dieses Paketes 8 in einem Stück mit dem Gehäuse des Paketes 26 ausgeführt ist.
-
Die Fenster 15, 16 zum Austritt des Absatzes, die in den Wänden der
Austragenden Jeweils der Außenschnecke 2 und der zweiten Innenschnecke 13 ausgeführt
sind, liegen in verschiedenen Höhen in konzentrischen Reihen längs der Achse der
Schleudertrommel, und im Gehäuse 1 sind in entsprechenden Höhen vier Reihen von
Fenstern 27, 28, 29 und 30 zum gesonderten Austrag der Absätze ausgeführt, die von
Jeweiligen Schnecken 2, 12, 13 und 14 befördert werden.
-
Hierbei ist der untere Teil des Gehäuses 1 der Schleudertrommel von
stationären Aufnahmebehältern 31 oder 32 umgeben. Der erste Behälter 31 dient zur
getrennten Gewinnung der Absätze, während der zweite Behälter 32 für den Fall einer
gemeinsamen weiteren Verwendung derselben vorgesehen ist.
-
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung ist der Teil des Innenraums
jeder Schnecke 2, 12 und 13, in dem sich
die an sie angrenzende
Innenschnecke befindet, und zwar die jeweilige Schnecke 12, 13 und 14, vom übrigen
Teil desselben durch eine ringförmige Schwelle, jeweils die Schwelle 33, 34 und
35, getrennt, die an der Innenfläche der Jeweiligen Schnecke 2, 12 und 13 befestigt
ist.
-
Um-das Ausströmen der zu behandelnden Suspension durch die Fenster
27, 15, 29 und 16 zum Austrag des Absatzes auszuschließen, müssen die Durchmesser
d1, d2, d3 und d4 der Kreise, die die Innenkanten dieser Fenster 27, 15, 29 und
16 berühren, kleiner als die Durchmesser D1, D2, D3 und D4 der Jeweiligen ringförmigen
Schwellen 6, 33, 34 und 35 sein.
-
Erfindungsgemäß kann im oberen Teil des Gehäuses 1 der Schleudertrommel
zwischen seiner ringförmigen Schwelle 6 und dem Anfang der ersten Windung der Außenschnecke
2 in der durchgehenden Bohrung, die in der Wand des Gehäuses 1 ausgeführt ist, mindestens
eine Düse 36 zum Austrag des feinsten Teils der Feinfraktionen der festen Phase
angeordnet sein, die einen in den Innenraum des Gehäuses 1 hineinragenden Abschnitt
37 (Fig. 2) mit einer Eintrittsöffnung 38 der Düse 36 besitzt, die von der Wand
des Gehäuses 1 sich in einem Abstand H" befindet, der größer als die Zone "h" ist,
die in der radialen Richtung vom Absatz eingenommen wird, der von der Außenschnecke
2 befördert wird.
-
Die Bewegung der Suspension und der geklärten Flüssigkeit ist in
Fig. 1 und 2 von dünnen schwarzen Linien mit Pfeilen "B", die Bewegung der festen
Pahse von einer gestrichelten
Linie mit weißen Pfeilen ncll, die
Bewegung des feinen Teiles der festen Phase, der von der Düse 36 ausgetragen wird,
von schwarzen dicken Pfeilen 'tD" schematisch angedeutet.
-
Die Zentrifuge arbeitet folgendermaßen.
-
Dem Gehäuse 1 der Schleudertrommel wird die Drehbewegung von einem
Hauptantrieb erteilt, und auf die Schnecken 2 und 13 wird die Drehung vom Gehäuse
1 über ein Getriebe (nicht abgebildet) übertragen, das eine geringe (um 30 bis 40
U/min) Nacheilung ihrer Drehung von der Drehung des Gehäuses 1 und somit von mit
ihm starr verbundenen Innenschnecken 12 und 14 gewährleistet.
-
Während der Drehung der Schleudertrommel gelangt die zu behandelnde
Suspension in der durch die Pfeile "B" (Fig. 1) angezeigten Richtung aus dem Speiserohr
3 in den Beschickungsraum der Innenschnecke 14, wo sie eine Drehbewegung erhält
und unter Einwirkung der Zentrifugalkraft durch die Fenster 18 in den Innenraum
der Schnecke 13 gelangt, die an die Schnecke 14 angrenzt.
-
Es ist bekannt, daß bei hohen Drehgeschwindigkeiten die Oberfläche
der Flüssigkeit in einem sich drehenden Gefäß die Form eines Rotationsparaboloids
mit einer sehr geringen Krümmung annimmt, wodurch sie praktisch als eine zylindrische
angesehen werden kann.
-
Mit dem Füllen des Innenraums der Schnecke 13 durch die Suspension
wird der Durchmesser seiner Oberfläche so lange
abnehmen, bis er
dem Durchmesser D4 der ringförmigen Schwelle 35 dieser Schnecke 13 gleich wird.
Die weitere Abnahme desselben hört hiernach auf, weil der ganze Suspensionsüberschuß
über die ringförmige Schwelle 35 in den Innenraum der Nachbarschnecke 12 überlaufen
wird. Dann wird die Suspension, nachdem sie das Paket 26 der separierenden Teller
passiert hat, über die ringförmige Schwelle 34 der Schnecke 12 in den Innenraum
der Schnecke 2 überlaufen und fließt durch die Bohrungen 111 im Gehäuse 10I in das
Paket 25 der separierenden Teller und aus diesem über die ringförmige Schwelle 33
der Außenschnecke 2 in den Innenraum des Gehäuses 1 der Schleudertrommel zu den
Bohrungen 11 im Gehäuse 10 des Paketes 8.
-
Nach Passieren des Paketes 8 wird die Suspension über die Schwelle
6 des Gehäuses 1 der Schleudertrommel in ihren Sammelraum 5 und aus diesem durch
die Fenster 4 im Gehäuse 1 in-den Aufnahmebehälter 7 für das abgeschleuderte Gut
überlaufen.
-
Ab diesem Augenblick begln;t eine ununterbrochene Bewegung der Flüssigkeit
von der Stelle deren Beschickung - dem Rohr 3 - an zur ringförmigen Schwelle 6 des
Gehäuses 1. Diese Bewegung kann nur auf streng bestimmten, im vorstehenden beschriebenen
Wege erfolgen.
-
Der Absetzvorgang der in der Suspension enthRltenen Teilchen der
festen Phase verläuft kontinuierlich auf dem ganzen Laufweg derselben von der Beschickungsstelle
bis zum Innenraum des Pakets 8 der separierenden Teller.
-
Die größten, sich schnell absetzenden Teilchen entfallen aus dem
Strom und setzen sich an den Innenwänden der Schnecke 13 ab, die der Größe nach
mittleren Teilchen entfallen teilweise in derselben Zone, teilweise auf dem Laufweg
bis zur ringförmigen Schwelle 35. Die Hauptmasse der kleinen Teilchen aber mit den
Resten der mittleren Fraktionen gelangt zusammen mit der Flüssigkeit in die Spalte
zwischen den Tellern des Pakets 26.
-
Hier findet infolge des kleinen Spaltes zwischen den separierenden
Tellern und hierdurch bedingten geringen Weges, auf dem sich die Teilchen absetzen,
einerseits, und dem laminaren und relativ langsamen Fließen der Flüssigkeit andererseits
ein schnelles Absetzen der Reste der mittleren Fraktionen und eines Teiles der feineren
Fraktionen an den Innenflächen der entsprechenden Teller statt.
-
Auf dieselbe Weise werden die der Größe nach mittleren Teilchen der
feinen Fraktionen der festen Phase im Paket 25 der separierenden Teller herausgelöst,
während die feinsten Fraktionen - die Reste der Feinfraktionen - im Paket 8 abgeschieden
werden, wodurch über die ringförmige Schwelle 6 des Gehäuses 1 der Schleudertrommel
in den Sammelraum 5 die geklärte Flüssigkeit - das abgeschleuderte Gut - gelangt,
die dann durch die Fenster 4 in den Aufnahmebehälter 7 strömt.
-
Die sich an den Innenwänden der Schnecke 13 absetzenden groben und
mittleren Fraktionen der festen Phase werden verdichtet und dank der langsamen relativen
Drehung der
Nachbarschnecken 14 und 13 von der ersteren zum Austragende
desselben befördert und durch die Fenster 16 in der Schnecke 13 und Fenster 30 im
Gehäuse 1 der Schleudertrommel entweder in den Aufnahmebehälter 31 (bei gesonderter
Verwendung der gewonnenen Fraktionen) oder in den Aufnahmebehälter 32 (bei Vereinigung
aller Fraktionen) ausgetragen werden.
-
Die in den Paketen 25, 26 und 8 getrennten Klassen der Feinfraktionen
fließen unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft längs der Mantellinie der separierenden
Teller ab und sammeln sich jeweils an den Wänden der Schnecken 12 und 2 und des
Gehäuses 1 der Schleudertrommel an, wo sie eingedickt, verdichtet und von den Jeweiligen
Schnecken 13, 12 und 2 zu den Jeweiligen Austragfenstern 16 und 30, 29, 15 und 28,
27 befördert werden, durch die sie in eine entsprechende Abteilung des Aufnahmebehälters
31 oder in den gegemeinsamen Sammelbehälter 32 ausgetragen werden.
-
Dadurch, daß jede der drei Klassen der feinen Fraktionen des Absatzes,
isoliert eine von den anderen, sowie von mittleren und groben Fraktionen, eingedickt,
verdichtet und befördert wird, entstehen besonders günstige Bedingungen zum Verdichten
und Austragen derselben. Außerdem werden sie von den drei Schnecken 2, 12 und 13
befördert, wodurch auch die Eindickungsfläche und somit die Arbeitsleistung mit
Bezug auf die feste Phase bei der Arbeit der Zentrifuge mit Suspensionen mit hohem
Gehalt an feinen Fraktionen der festen Phase (unter sonst gleichen Bedingungen)
nicht weniger
als ums dreifache vergrößert wird.
-
Hierbei findet keine Verdünnung des Absatzes durch die flüssige Phase
statt, wehalb die Feuchtigkeit des Absatzes minimal gehalten werden kann.
-
Dadurch, daß die groben Fraktionen in geringeren Abständen von der
Drehachse der Schleudertrommel als die feinen Fraktionen getrennt, eingedickt und
befördert werden, wird eine mehrfache Verringerung der Belastungen der Schnekken
2, 12 und 13 und des Getriebes erzielt, der Energieverbrauch herabgesetzt und der
Verschleiß der Einzelteile Zentrifuge verringert, insbesondere in der Beschickungszone
der Suspension und der Austragzone der groben Absatzfraktionen. Die Außenschnecke
2 und die Innenschnecke 12 und 13 werden hierbei praktisch nicht verschleißt und
können eine lange Zeit arbeiten.
-
Die vorgeschlagene Schleudertrommel der Absetzzentrifuge ist imstande,
praktisch die Funktionen von vier nacheinander arbeitenden Schleudertrommeln der
bekannten Zentrifugen zu erfüllen: einer Schneckentrommel ohne Tellerpaket und drei
Schneckentrommeln mit Paketen von separierenden Tellern entsprechender Größe. Aber
die Schleudertrommel, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, besitzt
beträchtlich bessere Kennwerte und eine höhere Arbeitsleistung, weil die drei letzten
Stufen derselben keine schädliche Einwirkung der ankommenden Suspension in der Beschickungszone
derselben erfahren. Hierbei sind die Zwischeneinrichtungen
zum
Empfang und Beschicken der zu behandelnden Suspension und der abgeschleuderten Güter
vermieden, die Produktionsflächen um ein mehrfaches verringert, der Bedienungsaufwand
und Energieverbrauch herabgesetzt usw.
-
Außerdem kann gleichzeitig die feste Phase in vier und mehr Sorten
nach der Größe getrennt und die feinen Fraktionen des Absatzes unter Herauslösung
von Teilchen mit einer Größe unter 2-3 Vm auf das feinste getrennt werden.
-
Durch entsprechende Wahl der Parameter der Pakete 8, 25 und 26 der
separierenden Teller und der Betriebsbedingungen der Zentrifuge können in den entsprechenden
Produkten feinste Teilchen vorgegebener Größe erhalten werden, was zweifellos für
solche Industriezweige wie keramische und Papierindustrie sowie andere Zweige von
wesentlichem Interesse ist.
-
In den Fällen, wenn die Trennung der polydispersen Suspensionen mit
einem außerordentlich hohen Gehalt an besonders feinen Fraktionen notwendig ist,
wird eine Schleudertrommel verwendet, die mit der Düse 36 (Fig. 2) ausgerüstet ist.
-
(Im beschriebenen Beispiel kann die Düse 36 entweder verschlossen
sein oder überhaupt fehlen).
-
Wenn eine große Anzahl von besonders hohen Fraktionen vorhanden ist,
kann der feinste Teil derselben, der im Paket 8 der separierenden Teller herausgelöst
wurde bis zur erforderlichen Konsistenz nicht mehr rechtzeitig eingedickt und kann
durch.die Außenschnecke 2 über spiralförmige Kanäle, die von zwei benachbarten Schraubflächen
der Schnecke 2
gebildet sind, nicht befördert werden, sondern bewegt
sich in der durch die Pfeile "D" angedeuteten Richtung zur Düse 36 und wird von
dieser in einen Aufnahmebehälter 39 kontinuierlich ausgetragen, der durch eine Trennwand
vom Aufnahmebehälter 7 für die geklärte Flüssigkeit getrennt ist.
-
Da die Eintrittsöffnung 38 der Düse 36 von der Innenfläche des Gehäuses
1 der Schleudertrommel um den Abstand "H" entfernt ist, der größer als die Dicke
"h" der Schicht des von der Schnecke 2 beförderten, rechtzeitig eingedickten Teiles
der Absatzfraktionen ist, so gelangt dieser Teil nicht in die Düse 36, wodurch ihr
Verschleiß verringert, die Verstopfungsmöglichkeit derselben vermieden und die Gesamtfeuchtigkeit
der an der Zentrifuge getrennten festen Phase herabgesetzt wird.
-
Die Schleudertrommeln der Zentrifuge mit einer oder mehreren Düsen
36 können ferner in den Fällen erfolgreich verwendet werden, wenn die GesamtfQuchtigkeit
des Absatzes von keiner wesentlichen Bedeutung ist. Hierbei kann die Anzahl der
Schnecken minimal (zwei oder sogar eine) sein.
Leerseite