DE2738110C2

DE2738110C2 - Periodisch arbeitende Zentrifuge zum Abscheiden von Füllmasse

Info

Publication number: DE2738110C2
Application number: DE2738110A
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof. Dr.-Ing. 4050 Mönchengladbach Houben
Original assignee: Krupp Industrietechnik Werk Buckau Wolf
Current assignee: BWS Technologie GmbH
Priority date: 1977-08-24
Filing date: 1977-08-24
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 1997-08-25
Also published as: SE437773B; DE2738110A1; DE2760069C2; FR2401702B3; FR2401702A1; US4209341A; SE7808553L; IT7826867A0; IT1158985B

Description

= 20 bis 45

berechneten Querschnitt (b ■ Ss) aufweisen.

6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) eine Wandstärke (si) aufweist, die dem Ufachen der Wandstärke (f)tes Trommelmantels (1) entspricht.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (I) des unbearbeiteten Trommelmantels (1) weniger als ein Hundertstel des Innendurchmessers (d) beträgt.

Die Erfindung betrifft eine pendelnd aufgehängte Fiachboden-Zuckerzcnirifugc mit einem Stützsieb und einem feinmaschigen Decksieb, mit in einem innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Abflußlöchern für abgeschleuderten Sirup und auf dem Trommelmantel aufgeschrumpfter, Vcrstiirkungsringen.

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 (DE-AS 12 08 694), mit der das Fassungsvermögen der Schleudertrommel bei gleichbleibendem Schwungrnoment erhöht werden soll, so daß der auf die

ίο Gewichtseinheit bezogene Energiebedarf des A.ntriebsmotors geringer wird. Bei dieser Zentrifuge sind im Trommelmantel nur in der Nähe von Trommelboden und Trommeldeckel Lochreihen angeordnet, um damit eine wirksame Drosselung des niedrigviskosen Sirupablaufes bis zu einer Zwischendrehzahl zu ermöglichen. Aufgrund dieser Maßnahme 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 Axial-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 (DE-AS 12 08 694, DE-OS 14 82 740, DE-OS If 32 698). Derartige Trommelmäntel mit verstärkten Randzonen müssen aus einem vollen Material herausgedreht werden. Diese Herstellung erfordert nicht nur einen hohen Materialeinsatz, sondern bedingt auch erhebliche Bearbeitungskosten. So hatte beispielsweise bei einer Schleudertrommel für 1000 kg Füllmasse der Mantel im mittleren Bereich einen Querschnitt von 12 mm und in den Randzonen einen Querschnitt von 15 bis 18 mm. Diese Trommel wurde aus einem Blech von 20 mm gefertigt

Es ist allgemein bekannt (DE-PS 8 15 174). Schleudertrommeln für Zuckerzentrifugen mit Verstärkungsringen zu versehen, die in geringen .»bständen über den gesamten Trommelmantel verteilt angebracht sind. Mit dieser Anordnung konnte weder eine Gewichtsersparnis (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 Gele· genheit haben, um zu den im Bereich des Bodens angeordneten Löchern zu fließen. Deshalb ist es bekannt, im mittleren Bereich der Schleudertrommel zusätzliche Ablauföffnungen vorzusehen oder je nach Viskosität die Trommel voll /u lochen. Diese Löcher bedingen aus f estigkeitsgrunden eine Verstärkung des Trommelmantels in diesem Bereich, was wiederum eine erhöhte Bearbeitung oder ein durchgehendes dickeres Mantelblech erfordert. Auch ist es bekannt (DK-PS 19 16 280). die Ablauflöcher im mittleren Teil des Trommelmantels elliptisch auszubilden, so daß sie spannungstechnisch nicht oder weniger als eint· 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.

Der Erfinaung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudertrommel für eine eingangs geschilderte

Zuckerzentrifuge so auszugestalten, dall die Wandstärke der Trommel entsprechend der Tangentialspannung im ungestörten Mantelbereich der Trommel ausgebildet werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Verstärkungsring in einem Abstand, der 10 bis IWo vom Innendurchmesser des Tiommelmantels betragt, vom Rand des Trommelmantels entfernt aufgeschrumpft ist und daß die Abflußlöcher im Bereich der durch den aufgeschrumpften Verstärkungsring im Trojnmelüiante! erzeugten Spannungsminima eingebracht sind.

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

Mit dieser Maßnahme werden die Vergleichsspannungen und insbesondere die Spannungsspitzen im Bereich von Boden und Deckel herabgesetzt, so daß jetzt der Trommelmantel aus einem dünneren Blech (beispielsweise bei einer Schleudertrommel für 1000 kg Füllmasse aus einem 10-mm-Blech) gerollt werden und innen und außen unbearbeitet bleiben kann. 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 Bitgemomente je ein Spannungsminimum rechts und link' 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 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 «rs 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 langer haltbar

Um die Trommel auch für hochviskose Abläufe einsetzbar zu machen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß im mittleren Bereich des Trommelmantels zwei oder mehrere Reihen Löcher vorgesehen sind und daß zwischen diesen Lochreihen ein weiterer Verstärkungsring aufgeschrumpft ist und daß die Lochreihen in einem Gesamtabstand von weniger als 15% des Innendurchmessers voneinander entfernt sind. Dies gilt für die üblichen Baugrößen von Zuckerzentrifugen Bei mehr als zwei mittleren Lochreihen und somit bei zwei oder mehreren mittleren Schnimpfringen kann der Abstand dieser Schrumpfringe etwa 20 bis 30% des Trommel-Innendurchmessers betragen.

Auch hier bewirken die Verstärkungsringe bei richtiger Dimensionierung eine Vergleichmäßigung der auftretenden Spannungen, so daß auf eine Verstärkung des Mantelquerschnittes verzichtet werden kann.

Diese Maßnahme ist sr.diil auch bei mehr als zwei mittleren Lochreihen anwendbar.

Vorteilhaft ist, daß nur im Bereich des Bodens der Verstärkungsring aufgeschrumpft ist und daß der Deckel unter einem Winkel von mehr als 10°, vorzugsweise 15° zur Horizontalen konisch nach außen gebogen ist.

Die geänderte Gestalt des Zylinderdeckels erbringt die gleichen Vorteile wie der aufgeschrumpfte Verstärkungsring im Bereich des Trommeldeckels.

Die Gestalt des konischen Zylinderdeckels reduziert die in den Mantel eingeleimten Biegemomente. Es zeigte sich, daß auch diese einfache Änderung zu einer Spanriungsminderung im Trommelmantel führte und demzufolge auch hier ein dünnes, unbearbeitetes Blech für den Trommelmantel verwendet werden kann.

Schrumpfring und konischer Deckel bewirken jeweils ein Spannungsmaximum, das in etwa der Spannung im ungestörien Mantelteil entspricht.

Eine vorteilhafte Wirkung ist dann gegeben, wenn die Verstärkungsringe einen nach der Formel

berechneten Querschnitt {b ■ Si) aufweisen.

Dieser Querschnitt und die Wandstärke des zylindrischen Trommelteils ermöglichen eine besonders günstige Spannungsverteilung im Trommelmantel und im Ring.

Beträgt die Wandstärke des unbearbeiteten Trommelmantels weniger als ein Hundertstel des Trommel-Innendurchmessers, ist eine vorteilhafte Geometrie der Schleudertrommel gegeben. Die Mantelverformung durch Schrumpfringe oder durch den Einfluß des konischen Deckels klingen demgemäß in einer Länge ab, daß die Ablaufbohrungsreihen in vorteilhafter Anzahl in den Trommelmantel eingebracht werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden im nachfolgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i _,. 1 einen Querschnitt durch eine Schleudertrommel.

F i g. 2 einen Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.

F i g. 3 einen Teilschnitt eines dritten Au!>«'ührungibeispiels.

Ein Mantelblech eines Trommelmantels 1 ist mit einem Boden 2 und einem Deckel 3 mit den Wandstärken Si und S2 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 Reihen von Abflußlöchern 6 und 7. Anstelle der bekannten Verstärkungen des Trommelmantels sind im Bere^h des Bodens ein Verrtärkungsring 8 und im Bereich des Deckels 3 ein Verstärkungsring 9 vorgesehen. Eine so ausgestaltete Schleudertrommel kann für eine Füllung von 1000 kg Füllmasse aus einem unbearbeitete . Blech mit einer Wandstärke /von 10 mm bestehen, wobei der lichte Durchmesser d— 1220 mm und die lichte Höhe h= 1050 mm betragen. Eine Schleudertrommel herkömmlicher Art müßte für diesen Durchmesser eine Wandstärke von mindestens 12 mm bei verstärkten Randzonen von mindestens 15 bis 18 mm a'.hvtisen.

Die beiden Verslärkungsringe 8 und 9 bestehen aus einem Flacheisen mit einer Stärke von V₁ und einer Höhe

von b. Diese Verstärkungsringe 8 und 9 müssen bei der beschriebenen Trommel in einem Abstand ;i von /.. B. 120 mm angebracht sein. Der Querschnitt der Vcrstiirkungsringe 8 und 9 wird nach der Formel

= 20 bis 45

berechnet. Die zuvor beschriebene Schleudertrommel wird zum Abschleudern von niedrigviskosen Abliiufen eingesetzt.

F i g. 2 zeigt ein Ausfiihrungsbeispiel einer Schleudertrommel für den Finsat/ zum Abschleudern von hochviskosen Abliiufen. In diesem Fall muß der mittlere Teil des Troinnielmanlcls I mit einer oder mehreren Bohrungsreihen versehen werden. Damit auch hier ein unbearbeiteter dünner Tromnielmantel eingesetzt werden kann, sind bei einer Schleudertrommel, z. B. für eine Füllmasse von 1000 kg Füllung, zwei zusätzliche Verstärkungsringe 10 und Il vorgesehen, denen jeweils zwei Lochreihen 12,13 bzw. 14,15 zugeordnet sind. Sind die Verstärkungsringe 10 und Il in einem Abstand α< von 270 mm angeordnet, dann ist eine Verstärkung des Trommclmantels 1 nicht erforderlich. Spannungstechnisch bieten die Vmtiirkungsringe 10 und Il die

"> Möglichkeit, mit einem geringen Absland von aj. jeweils l.ochreihen in den l'rommelmantel einzubringen. Bei sechs zusätzlichen Lochreihen 12, 13, 14, 15, 16 und 17 kann selbst die große Trommel von 1050 mm lichter Höhe und 1220 mm lichtem Durchmesser ohne Verstärkung des Trommelmantels 1 eingesetzt werden. In dieser Trommel können hochviskose Abläufe abgeschleudert werden. Zwischen Deckel 3 und Ring 9 wie auch zwischen Boden 2 und Ring 8 könnten ohne weiteres — falls nötig — je zwei Bohrimgsrcihcn vorgesehen werden.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel. wonach im Bereich des Trommeldeckels der Verstärkungsring 9 entfällt. Damit auch hier spannungstechnisch die gleichen Voraussetzungen vorliegen, ist der Trommeldeckei 3a
erweitert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pendelnd aufgehängte Flachboden-Zuckerzentrifuge mit einem Stützsieb und einem feinmaschigen Decksieb, mit in einem innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Abflußlöchern für abgeschleuderten Sirup und auf dem Trommelmantel aufgeschrumpften Verstärkungsringen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verstärkungsring (8, 9) in einem Abstand (a), der 10 bis 15% vom innendurchmesser (d) des Trommelmantels (1) beträgt, vom Rand des Trommelmantels (1) entfernt aufgeschrumpft ist und daß die Abflußlöcher (6, 16, 7, 17) im Bereich der durch den aufgeschrumpften Verstärkungsring (8, 9) im Trommelmantel (1) erzeugten Spannungsminima eingebracht sind.

2. Zentrifuge nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, ο J3 nur im Bereich des Bodens (2) der Verstärkungsring (8) aufgeschrumpft ist, und daß der Deckel (3a) unter einem Winkel (λ) von mehr als 10°, vorzugsweise 15°, zur Horizontalen konisch nach außen gebogen ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich des Trommelnianiels (1) zwei oder mehrere Reihen Löcher vorgesehen sind und daß zwischen diesen Lochreihen (12, 13, 14, 15) ein weiterer Verstärkungsring (10, 11) aufgeschrumpft ist und daß die Lochreihen >n einem Gesamtabstand (aj + a?) von weniger als 15% des Innendurchmessers {d) voneinander entfernt smd.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als zwei i. .ittleren Lochreihen (12, 13, 14, 15) und somit mehr als einem mittleren Schrumpfring (10, 11) der Abstand [a,) dieser Sch rumpf ringe (10,11) voneinander etwa ein Fünftel des Innendurchmessers (d) beträgt.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsringe (8 bis 11) einen nach der Formel