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Verfahren und Vorrichtung zur Verteilung von
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Feststoff-Flüss igkeitsgemis chen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Verteilen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen in einer
umlaufenden Zentrifugentrommel mit einem innerhalb der Zentrifugentrommel in gleichem
Drehsinn umlaufenden Schleuderrotor für das zu verteilende Feststoff-Flüssigkeitsgemisch,
dessen Durchmesser wesentlich kleiner als der der Zentrifugentrommel ist Zur Trennung
von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen werden häufig absatzweise arbeitende Filterzentrifugen
eingesetzt, wobei folgender Arbeitsablauf die Regel ist: Das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch
wird in die rotierende Zentrifugentrommel eingefüllt.
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Unter dem Einfluß der Fliehkraft wird die Flüssigkeit abfiltriert,
der Feststoff bleibt als Filterkuchen auf der Innenseite der Zentrifugentrommel
liegen. Danach wird Waschflüssigkeit auf diesen Filterkuchen gesprüht, die unter
dem Einfluß der Fliehkraft durch den Filterkuchen strömt. Schließlich wird der Filterkuchen
mit einem Schaber aus der rotierenden Zentrifugentrommel ausgeschabt.
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Ein solcher Arbeitszyklus dauert in der Regel zwischen 10 und 60 Minuten.
Bei Feststoff-Flüssigkeitsgemischen mit grobkörnigen Feststoffen kommt es vor, daß
sie sich beim Einfüllen in die Zentrifugentrommel einseitig ab lagern, was zu großen
Unwuchtkräften führt. Außerdem kommt es vor, daß die groben und die feinen Feststoffteilchen
entmischt werden und sich an getrennten Stellen ablagern, wodurch die erforderliche
Filtrierzeit stark verlängert wird.
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Es ist bekannt, daß die Verteilung des Feststoff-Flüssigkeitsgemisches
in der Trommel verbessert wird, wenn man das Gemisch über einen Verteilerteller
zuführt. Dieser Teller ist in waagerechter Lage konzentrisch auf der Nabe der Zentrifugentrommel
befestigt
und läuft mit der Trommel um Das zulaufende Feststoff-Flüssigkeitsgemisch
wird auf die Oberseite dieses Tellers geleitet und durch die Reibung auf dem Teller
nach außen auf die Mantelfläche der Zentrifugentrommel geschleudert Es hat sich
jedoch gezeigt, daß ein solcher Verteilerteller die Unwucht nicht in jedem Fall
verhindert. Außerdem schleudert er das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch vorwiegend
auf einen schmalen Ringstreifen auf der Mantelfläche der Zentrifugentrommel. Im
Bereich außerhalb dieses Ringstreifens werden vorwiegend feinteilige Feststoffe
abgelagert.
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In diesen Bereichen dauert die Filtration und Waschung des Filterkuchens
übermäßig lange. Außerdem werden der Auswaschgrad und die Restfeuchte in den verschiedenen
Bereichen des Kuchens ungleichmäßig.
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Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die eingangs genannten
Unwuchten zu vermeiden sowie eine gleichmäßige Verteilung des Feststoff-Flüssigkeitsgemisches
über die gesamte Mantelfläche der Zentrifugentrommel zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schleuderrotor
mit höherer Drehzahl als die Zentrifugentrommel umläuft.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist gekennzeichnet durch eine Schrägstellung des Schleuderrotors relativ zur Drehachse
der Zentrifugentrommel derart, daß die gesamte Mantelinnenfläche der Zentrifugentrommel
von dem zu verteilenden Feststoff-Flüssigkeitsgemisch beaufschlagt wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Schleuderrotor
Mitnehmerflächen für das zu verteilende Feststoff-Flüssigkeitsgemisch aufweist und
an seiner Oberseite eine konzentrische Ringöffnung für ein Zulaufrohr hat Mit Hilfe
der Erfindung wird es erstmals möglich, Feststoff-Flüssigkeitsgemische mit einer
mittleren Korngröße über 0,1 mm in absatzweise arbeitenden Filterzentrifugen so
zu trennen, daß in der Zentrifugentrommel keine Unwucht entsteht, und daß die
Feststoffe
gleichmäßig über die gesamte Mantelfläche der Zentrifugentrommel verteilt werden
Auch bei Feststoff-Flüssigkeitsgemischen mit kleinerer Korngröße wird die Verteilung
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gleichmäßiger und die Entmischung zwischen
Fein- und Grobteilchen geringer als bei der eingangs genannten Methode unter Zuhilfenahme
eines Verteilertellers.
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Die Erfindung wird anschließend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert;
es zeigen Fig. 1 eine Zentrifugentrommel mit darin angeordnetem Schleuderrotor,
Fig. 2 einen Schleuderrotor und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Schleuderrotors.
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Eine Zentrifugentrommel 1 rotiert um eine Drehachse 2. Sie ist umgeben
von einem Gehäuse 3 mit einem Deckel 4. Auf diesem Deckel 4 ist ein Antriebsaggregat
5, z.B. ein Hydraulik-Motor für einen Schleuderrotor 6 angebracht. Der Schleuderrotor
6 hat an seiner Oberseite eine konzentrische Ringöffnung 7, durch die ein Zulaufrohr
8 das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch zuführt.
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Der Schleuderrotor 6 dreht sich und schleudert dadurch das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch
auf eine Siebfläche 9 im Mantel der Zentrifugentrommel 1. Unter dem Einfluß der
Fliehkraft fließt die Flüssigkeit durch die Sieböffnungen ab, während der Feststoff
als Filterkuchen 10 auf der Sieb fläche 9 abgelagert wird.
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Der Schleuderrotor 6 hat eine Drehachse 11, die gegenüber der Drehachse
2 der Zentrifugentrommel so schräggestellt ist, daß die gesamte Siebfläche 9 vom
abgeschleuderten Feststoff-Flüssigkeitsgemisch beaufschlagt wird. Dabei ist es vorteilhaft,
wenn der Schleuderrotor 6 in der Mitte der Zentrifugentrommel 1 so plaziert ist,
daß auf der Siebfläche 9 überall gleich viel Feststoff-Flüssigkeitsgemisch aufprallt.
Die Flugbahn des abgeschleuderten
Feststoff-Flüssigkeitsgemisches
soll also in einer Ebene 12 liegen, die sich mit der Drehachse 2 der Zentrifugentrommel
1 und der Drehachse 11 des Schleuderrotors in einem gemeinsamen Schnittpunkt 13
in der Mitte der Zentrifugentrommel 1 trifft.
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Der Schleuderrotor 6 hat zweckmäßigerweise einen Durchmesser von etwa
20 bis 30 % des Durchmessers der Zentrifugentrommel 1. Er wird im gleichen Drehsinn
wie die Zentrifugentrommel 1 angetrieben, wobei seine Drehzahl jedoch erheblich
höher ist als die der Zentrifugentrommel 1. Bei kleinem Durchsatz an Feststoff-Flüssigkeitsgemisch
genügt es, wenn der Schleuderrotor 6 die 2- bis 3-fache Drehzahl der Zentrifugentrommel
1 hat Für große Durchsätze ist eine höhere Drehzahl erforderlich. Die Obergrenze,
die fUr beliebige Durchsätze ausreicht, ist eine Drehzahl des Schleuderrotors 6,
die zur Drehzahl der Zentrifugentrommel 1 im umgekehrten Verhältnis steht wie das
Quadrat ihrer Durchmesser, bei einem Durchmesserverhältnis von 1 : 3 also ein Drehzahlverhältnis
von g : 1.
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Der Schleuderrotor 6 kann die Gestalt eines Pumpenrotors haben, d.h.
zwischen einer Grundplatte 14 und einer Deckplatte 15 sind Schaufeln 16 angeordnet,
die das Feststoff-lüssigkeitsgemisch mitnehmen. Eine weitere Möglichkeit sieht vor,
daß die Funktion von Mitnehmerflächen durch Rohrstücke 17 erfüllt wird, die aus
verschleißfestem Material hergestellt sind. Sie sind so an dem Schleuderrotor 6
befestigt, daß ihre Auslauföffnung 18 in der gewünschten Flugbahn-Ebene 12 für das
Feststoff-Flüssigkeitsgemisch liegt.
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Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß auch solche Feststoff-Flüssigkeitsgemische,
die sehr grobe Feststoffe mit mittleren Korngrößen über 0,1 mm enthalten, in absatzweise
arbeitende Zentrifugen so eingefüllt werden können, daß keine Unwucht entsteht,
und daß die Feststoffe gleichmäßig über die ganze Mantelfläche der Zentrifugentrommel
verteilt werden. Bei feinkörnigen
Feststoffen, die keine Unwucht
bilden, bietet das Verfahren den Vorteil, daß die Entmischung zwischen Fein- und
Grobteilchen geringer wird als bei den herkömmlichen Verfahren, wodurch die Filtration
und Waschung des Kuchens schneller erfolgt.