DE2738110A1

DE2738110A1 - Periodisch arbeitende zentrifuge zum abschleudern von fuellmasse

Info

Publication number: DE2738110A1
Application number: DE19772738110
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof Dr Ing Houben
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1979-03-01
Anticipated expiration: 1997-08-25
Also published as: DE2760069C2; FR2401702A1; US4209341A; IT7826867A0; FR2401702B3; SE437773B; SE7808553L; IT1158985B; DE2738110C2

Description

Maschinenfabrik Buckau R. Wolf Aktiengesellschaft

Periodisch arbeitende Zentrifuge zum Abschleudern

von Füllmasse

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Periodisch arbeitende Zentrifuge zum Abscheiden von Füllmasse

Die Erfindung betrifft eine pendelnd aufgehängte Flachboden-Zuckerzentrifuge mit an der Innenseite der Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups.

Derartige diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen dienen zum Ausschleudern von Weißzucker, wobei die Trommelwelle mit der festverbundenen Schleudertrommel pendelnd aufgehängt ist, um die nicht zu vermeidenden Unwuchten auszugleichen.

Zu diesem Zweck ist eine Flachboden-Zuckerzentrifuge bekannt (DT-AS 12 08 69¹O, mit der das Fassungsvermögen der Schleudertrommel bei gleichbleibendem Schwungmoment erhöht werden soll, so

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daß der auf die Gewichtseinheit bezogene Energiebedarf des Antriebsmotors geringer wird. Bei dieser Zentrifuge sind im Trommelmantel nur in der Nähe von Trommelboden und Trommeldeckel Lochreihen angeordnet, um damit eine wirksame Drosselung des niedrigvikosen Sirupablaufes bis zu einer Zwischendrehzahl zu ermöglichen. Aufgrund dieser Ma6-nahme konnte die Schleudertrommel verlängert werden, ohne die Gefahr in Kauf nehmen zu müssen, daß der Sirup frühzeitig abgeschleudert würde.

Infolge des Biegemomenten-Einflusses von Boden und Deckel entstehen im Bereich von Boden und Deckel im Trommelmantel Tangential-Spannungen, wobei zufolge der überlagerten Biegemomente an den Ecken der Trommel erheblich höhere Vergleichsspannungen als im mittleren Mantelbereich auftreten. Aus diesen Gründen wurde der Mantelquerschnitt im Bereich von Boden und Deckel verstärkt (DT-AS 12 08 694, DT-OS 14 82 740, DT-OS 15 32 698), Derartige Trommelmäntel mit verstärkten Randzonen müssen aus einem vollen Material herausgedreht wer-

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den. Diese Herstellung erfordert nicht nur einen hohen Materialeinsatz, sondern bedingt auch erhebliche Bearbeitungskosten. So hatte beispielsweise bei einer Schleudertrommel für 1.000 kg Füllmasse der Mantel im mittleren Bereich einen Querschnitt von 12 mm und in den Randzonen einen Querschnitt von 15-18 mm. Diese Trommel wurde aus einem Blech von 20 mm gefertigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudertrommel für eine eingangs geschilderte Zuckerzentrifuge zu schaffen, die in der Herstellung wesentlich billiger und außerdem haltbarer und leistungsstärker ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf einen innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke im Bereich von Boden und Deckel jeweils ein Verstärkungsring aufgeschrumpft ist. Vorteilhafterweise wer den die beiden Verstärkungsringe in einem Abstand von etwa 10 bis 15 % des Trommel-Innendurchmessers

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von Boden und Deckel angeordnet. Der geringere Abstand gilt für kleine Trommelwanddicken (z. B. 10 mm). Bei größeren Trommeln ist eine entsprechend dickere Trommelwand erforderlich.

Mit dieser Maßnahme kann jetzt der Trommelmantel aus einem dünneren Blech (beispielsweise bei einer Schleudertrommel für 1.000 kg Füllmasse aus einem 10 mm Blech) gerollt werden und innen und außen unbearbeitet bleiben. Es sind keine Wandverstärkungen mehr nötig. Damit werden die bisher erforderlichen Arbeitskosten für das Abdrehen der Schleudertrommel eingespart. Auf diesen unbearbeiteten Trommelmantel lassen sich die Verstärkungsringe ohne Schwierigkeiten aufschrumpfen. Die aufgeschrumpften Verstärkungsringe erzeugen aufgrund der durch sie verursachten Biegemomente je ein Spannungsminimum rechts und links des Ringes. Sie vermindern durch Verformungsbehinderung gleichzeitig die Boden- und Deckel-Biegemomente. An den Spannungsminima können Abflußlöcher gebohrt werden. Der besonders große Vorteil einer derartigen

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Schleudertrommel ist darin zu sehen, daß die Spannungen in allen Bereichen der Trommel nahezu gleich gemacht werden können und demzufolge die gleichmäßig durchgehende Wandstärke der Schleudertrommel entsprechend der Tangentialspannung im ungestörten Mantelbereich ausgebildet werden kann und somit kleiner wird als bei den bekannten Trommeln. Die beiden Verstärkungsringe heben in Verbindung mit dem unbearbeiteten Mantel die Materialersparnis nur geringfügig auf, so daß insgesamt gesehen, die erfindungsgemäße Trommel gegenüber den bekannten Trommeln wesentlich leichter ist. Zufolge der leichteren Trommel kann bei gleichem Schwungmoment die Füllung vergrößert werden und zufolge der geringeren Spannung ist die Trommel widerstandsfähiger und somit länger haltbar.

Es ist allgemein bekannt (DT-PS 815 17¹O, Schleudertrommel für Zuckerzentrifugen mit Verstärkungsringen zu versehen, die in geringen Abständen über den gesamten Trommelmantel verteilt angebracht sind. Mit dieser Anordnung konnte weder eine Gewichtsersparnis

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(im Gegenteil, derartige Trommeln sind wesentlich schwerer) noch eine Vergleichmäßigung der auftretenden Spannungen erzielt werden.

Außer einem niedrigviskosen Sirup müssen in der Zuckerindustrie auch hochviskose Abläufe abgeschleudert werden, die während der kurzen Bremsphase des kontinuierlichen Arbeitsablaufes nicht genügend Gelegenheit haben, um zu den im Bereich des Bodens angeordneten Löchern zu fließen. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es bekannt, im mittleren Bereich der Schleudertrommel zusätzliche Ablauföffnungen vorzusehen, oder je nach Viskosität die Trommel voll zu lochen. Diese Löcher bedingen aus Pestigkeitsgründen eine Verstärkung des Trommelmantels in diesem Bereich, was wiederum eine erhöhte Bearbeitung oder ein durchgehendes dickeres Mantelblech erfordert. Um auch diese Nachteile zu vermeiden, ist es bekannt (DT-PS 19 16 280), die Ablauflöcher im mittleren Teil des Trommelmantels elliptisch oder hierzu ähnlich auszubilden, so daß sie spannungstechnisch nicht oder weniger als

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eine Kreisbohrung in Erscheinung treten und weiterhin die Fließwege gegenüber einer unperforierten Trommel verkürzt sind.

Das Einbringen von elliptischen Löchern ist sehr arbeitsaufwendig und demzufolge teuer.

Um die erfindungsgemäße Trommel auch für hochviskose Abläufe einsetzbar zu machen, wird weiterhin erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zwei mittlere Reihen Löcher vorgesehen sind und daß zwischen diesen Lochreihen ein Verstärkungsring aufgeschrumpft ist, wobei der Abstand der Lochreihen voneinander etwa ein Zehntel des Trommelinnendurchmessers beträgt. Dies gilt für die üblichen Baugrößen von Zuckerzentrifugen. Bei mehr als zwei mittleren Lochreihen und somit bei zwei oder mehreren mittleren Schrumpfringen kann der Ab stand dieser Schrumpfringe etwa 20 bis 30 t des Trommel-Innendurchmessers betragen.

Auch hier bewirken die Verstärkungsringe bei

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richtiger Dimensionierung eine Vergleichmäßigung der auftretenden Spannungen, so daß auf eine Verstärkung des Mantelquerschnittes verzichtet werden kann.

Die erfindungsgemäße Maßnahme iet somit auch bei mehr als zwei mittleren Lochreihen einsetzbar.

Ein weiterer Erfindungsgedanke zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist darin zu sehen, daß auf einen innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke nur im Bereich des ebenen Bodens ein Verstärkungsring aufgeschrumpft und der Deckel konisch nach außen gebogen ist, wobei der Deckel unter einem Winkel von mehr als 10°, vorzugsweise 15° zur Horizontalen verläuft und der Verstärkungsring in einem Abstand von etwa 10 bis 15 % des Trommel-Innendurchmessers vom Boden angeordnet ist.

Die geänderte Gestalt des Zylinderdeckels erbringt die gleichen Vorteile wie der aufgeschrumpfte

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Verstärkungsring im Bereich des Trommeldeckels. Sie reduziert die in den Mantel eingeleiteten Biegemomente. Es zeigte sich, daß auch diese einfache Änderung zu einer Spannungsminderung im Trommelmantel führte und demzufolge ein
dünnes, unbearbeitetes Blech für den Trommelmantel verwendet werden kann. ^l

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe kann auf die Verstärkungsringe gänzlich verzichtet werden, wenn Boden und Deckel konisch nach außen gebogen sind. Dabei kann der Winkel am Boden kleiner sein als am Deckel, da wegen der Nabe andere Einspannungsbedingungen vorliegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. I einen Querschnitt durch eine
Schleudertrommel;

Fig. 2 einen Teilschnitt eines weiteren

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Ausführungsbeispieles;

Pig. 3 einen Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles.

Ein Mantelblech 1 ist mit einem Boden 2 und einem Deckel 3 zu einer Schleudertrommel verbunden, wobei am Boden 2 über Stege 5 eine Nabe 4 zum Befestigen der nicht dargestellten Zentrifugenwelle verbunden ist. Im Bereich des Deckels 3 und des Bodens 2 befinden sich in an sich bekannter Weise Reihen von Löchern 6 und Anstelle der bekannten Verstärkungen des Trommelmantels sind erfindungsgemäß im Bereich des Bodens ein Schrumpfring 8 und im Bereich des Deckels 3 ein Schrumpfring 9 vorgesehen. Eine so ausgestaltete Schleudertrommel kann für eine Füllung von 1.000 kg Füllmasse aus einem unbearbeiteten Blech mit einer Wandstärke t von 10 mm bestehen, wobei der lichte Durchmesser d = 1.220 mm und die lichte Höhe h = 1.050 mm betragen. Eine Schleudertrommel herkömmlicher Art müßte

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für diesen Durchmesser eine Wandstärke von mindestens 12 mm bei verstärkten Randzonen von mindestens 15 bis 18 mm aufweisen.

Die beiden Verstärkungsringe 8 und 9 bestehen aus einem Placheisen mit einer Stärke von s, und einer Höhe von b. Entsprechend der erfindungsgemäßen Anweisung müssen diese Verstärkungaringe 8 und 9 bei der beschriebenen Trommel in einem Abstand a von z. B. 120 mm angebracht sein. Der Querschnitt der Verstärkungsringe 8 und 9 wird

nach der Formel b · s_s

=20-^5 berechnet. Die

zuvor beschriebene Schleudertrommel wird zum Abschleudern von niedrigviskosen Abläufen eingesetzt.

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schleudertrommel für den Einsatz zum Abschleudern von hochviskosen Abläufen. In diesem Falle muß der mittlere Teil des Trommelmantels 1 mit einer oder mehreren Bohrungsreihen versehen

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werden. Damit auch hier ein unbearbeiteter dünner Trommelmantel eingesetzt werden kann, sind erfindungsgemäß bei einer Schleudertrommel,ζ. B. für eine Füllmasse von 1.000 kg Füllung, zwei zusätzliche Verstcirkungsringe 10 und 11 vorgesehen, denen jeweils zwei Bohrungsreihen 12, 13 bzw. 14, 15 zugeordnet sind. Sind die Verstärkungsringe 10 und 11 in einem Abstand a., von 270 mm angeordnet, dann ist eine Verstärkung des Trommelmantels 1 nicht erforderlich. Spannungstechnisch bieten die Verstärkungsringe 10 und 11 die Möglichkeit, mit einem geringen Abstand von a~, jeweils Lochreihen in den Trommelmantel einzubringen. Bei sechs zusätzlichen Bohrungsreihen kann selbst die große Trommel von 1.050 mm lichter Höhe und 1.220 mm lichten Durchmesser ohne Verstärkung des Trommelmantels t eingesetzt werden. Das bedeutet, daß diese Trommel selbst besonders hochviskose Abläufe zufriedenstellend abschleudern kann. Zwischen Deckel 3 und Ring 9 wie auch zwischen Boden 2 und Ring 8 könnten ohne weiteres - falls nötig - je zwei Bohrungsreihen vorgesehen

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werden.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wonach im Bereich des Trommeldeckels der Verstärkungsring 9 entfällt. Damit auch hier spannungstechnisch die gleichen Voraussetzungen vorliegen, ist erfindungsgemäß der Trommeldeckel 3a um den Winkel yC nach außen konisch erweitert. Wie in Fig. 3 strichpunktiert dargestellt, ist diese Entwicklung konsequent fortgesetzt und auch der Boden 2a um den Winkel .S konisch nach außen geneigt. Wegen der anderen Randbedingungen am Boden (Einspannung durch die Nabe) kann/1 < <*■ sein. In diesem Falle entfällt auch der Verstärkungsring 8.

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5. Leerseite

Claims

rly) Pendelnd aufgehängte Flachboden-Zuckerzentrifuge mit an der Innenseite der Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel (1) gleichmäßiger Wandstärke (t) im Bereich von Boden (2) und Deckel (3) jeweils ein Verstärkungsring (8, 9) aufgeschrumpft ist.

2.) Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsringe (8, 9) in einem Abstand (a) von etwa 10 bis 15 % des Trommel-Innendurchmessers (d) von Boden (2) und Deckel (3) angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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3.) Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstärkungsringe (8, 9) einen nach der Formel

^³ =20-^5 berechneten Querschnitt

(b · S₃ ) aufweisen.

¹J .) Zentrifuge nach Anspruch 1, mit im mittleren Teil des Trommelmantels (1) vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mittlere Reihen Löcher (12, 13) vorgesehen sind und daß zwischen den Lochreihen (12, 13) ein Verstärkungsring (10) aufgeschrumpft ist.

5.) Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamt-Abstand (a₂ + a₂) der Lochreihen weniger als 15 % des Trommel-Innendurchmessers (d) beträgt.

6.) Zentrifuge nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei

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mittleren Lochreihen (12, 13 bzw. 1*1, 15) und somit mehr als einem mittleren Schrumpfring (10 oder 11) der Abstand (a.) dieser Schrumpfringe (10, 11) etwa ein Fünftel des Trommel-Innendurchmessers (d) beträgt.

7.) Pendelnd aufgehängte Flachboden-Zuckerzentrifuge mit an der Innenseite der Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel (1) gleichmäßiger Wandstärke (t) im Bereich des Bodens (2) ein Verstärkungsring (8) aufgeschrumpft ist und der Deckel (3_)

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konisch nach außen gebogen ist.

8.) Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3_) unter einem Winkel (c<)

el

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von mehr als 10° zur Horizontalen verläuft.

9.) Zentrifuge nach denAnsprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsring (8) in einem Abstand (a) von etwa 10 bis 15 % des Trommel-Innendurchmessers (d) vom Boden (2) angeordnet ist.

10.) Pendelnd aufgehängte Flachbodenzentrifuge mit an der Innenseite der Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, dadurch gekennzeichnet, daß der innen und außen unbearbeitete dünne Trommelmantel (1) gleichmäßiger Wandstärke einen unter einem Winkel (?<) kegelig nach außen gebogenen Deckel (J5_) und einen unter einem Winkel (/3) kegelig nach außen gebogenen Boden (2 ) aufweist.

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11.) Zentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/*) des Bodens (2 )

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kleiner als oder gleich dem Winkel (<*) des Deckels (3_e) ist.

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12.) Zentrifuge nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (/?) größer als 5° ist.

13·) Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3, 3 )

eine Wandstärke (S₁) von 1,5 · Wandstärke (t) des Trommelmantels (1) aufweist.

I¹J.) Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2, 2)

CX

eine Wandstärke (s₂) von 2 · Wandstärke (t) des Trommelmantels (1) aufweist.

15·) Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 bis 1Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (t) des unbearbeiteten Trommelmantels (1) weniger als ein Hundertstel des Trommel-Innendurchmesser· (d) beträgt.

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