DE2760069C2

DE2760069C2 - Pendelnd aufgehängte Flachbodenzentrifuge

Info

Publication number: DE2760069C2
Application number: DE2760069A
Authority: DE
Inventors: Heinz Prof. Dr. 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: 1983-04-07
Also published as: IT1158985B; SE7808553L; DE2738110C2; US4209341A; IT7826867A0; FR2401702B3; FR2401702A1; SE437773B; DE2738110A1

Description

20 bis 45

berechneten Querschnitt (b ■ S3) aufweisen.

Die Erfindung betrifft eine pendelnd aufgehängte Flachbodenzentrifuge mit an der Innenseite einer Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit in einem innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Abflußlöchern für den abgeschleuderten Sirup.

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65 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 Schwungmoment erhöht werden soll, so 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 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 15 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 15-18 mm. Diese Trommel wurde aus einem Blech von 20 mm gefertigt.

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 Festigkeitsgründen 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 (DE-PS 19 16 280), die Ablauflöcher im mittleren Teil des Trommelmantels elliptisch oder hierzu ähnlich auszubilden, so daß sie spannungstechnisch nicht oder weniger als 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.

Es ist allgemein bekannt (DE-PS 8 15 174), Schleudertrommeln für Zuckerzentrifugen mit Verstärkungsringen zu versehen, die in geringen Abständen über den gesamten Trommelmantel verteilt angebracht sind. Mit dieser Anordnung war eine Gewichtsersparnis bzw. eine Vergleichmäßigung der auftretenden Spannungen schwierig.

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

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

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß der Trommelmantel einen unter einem Winkei c kegelig nach außen gebogenen Deckel und einen unter einem Winkel β kegelig nach außen gebogenen Boden aufweist und daß die Abflußlöcher im Bereich der durch den Boden und Deckel erzeugten Spannungsminirra eingebracht sind.

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

Um die Trommel auch für hochviskose Abläufe einsetzbar zu machen, wird weiterhin in vorteilhafter Ausgestaltung vorgeschlagen, daß im mittleren Bereich des Trommelmantels zwei oder mehrere Lochreihen vorgesehen sind und daß jeweils zwischen den Lochreihen ein Verstärkungsring aufgeschrumpft ist, wobei der Gesamtabstand der Lochreihen voneinander weniger als 15% 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 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 auch bei mehr als zwei mittleren Lochreihen einsetzbar.

Auf den 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 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 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.

Schrumpfringe und konischer Deckel und Boden bewirken jeweils, daß die Tangentialspannung etwa der Spannung im ungestörten Mantelteil entspricht

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

-^S. = 20-45

berechneten Querschnitt aufweisen. Dieser Querschnitt

,ο und die Wandstärke des zylindrischen Trommelteils ermöglichen die angestrebte Spannungsverteilung im Trommelmantel.

Weiter wird vorgeschlagen, daß die Wandstärke des unbearbeiteten Trommelmantels weniger als ein Hundertstel des Trommel-Innendurchmessers beträgt Dadurch ist eine vorteilhafte Geometrie der Schleudertrommel gegeben. Die Mantel Verformungen durch Verstärkungsringe oder durch den Einfluß des konischen Deckels und Bodens klingen demgemäß in einer Länge ab, daß 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 g. 1 einen Teilschnitt durch eine Schleudertrommel,

F i g. 2 einen Teilschnitt eines weiteren Ausführungsbeispieles.

Ein Trommelmantel 1 ist mit einem Boden 2 mit der Wandstärke $2 und einem Deckel 3 mit der Wandstärke St 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 von Verstärkungen des Trommelmantels sind der Deckel 3 um den Winkel α und der Boden 2 um den Winkel β nach außen konisch geneigt Wegen der anderen Randbedingungen am Boden (Einspannung durch die Nabe) kann ß<<x sein. Eine so ausgestaltete Schleudertrommel kann für eine Füllung von 1000 kg Füllmasse aus einem unbearbeiteten Blech mit einer Wandstärke t von 10 mm bestehen, wobei der Trommel-Innendurchmesser rf= 1220 mm und die lichte Höhe Λ= 1050 mm betragen.

Fig.2 zeigt eine 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 werden. Damit auch hier ein unbearbeiteter dünner Trommelmantel eingesetzt werden kann, sind bei einer Schleudertrommel, z. B. für eine Füllmasse von 1000 kg Füllung, zwei zusätzliche Verstärkungsringe 8 und 9 vorgesehen, denen jeweils zwei Lochreihen 10,11 bzw. 12, 13 zugeordnet sind. Sind die Verstärkungsringe 8 und 9 in einem Abstand a\ von 270 mm angeordnet, dann ist eine Verstärkung des Trommelmantels 1 nicht erforderlich. Bei den Verstärkungsringen C und 9 können mit einem Gesamtabstand von ai + ai jeweils Lochreihen in den Trommelmantel eingebracht werden. Bei sechs zusätzlichen Bohrungsreihen kann eine Trommel von 1050 mm lichter Höhe und 1220 mm Innendurchmesser ohne Verstärkung des Trommelmanb5 tels 1 aim Abschleudern hochviskoser Abläufe eingestellt werden.

Die beiden Verstärkungsringe 8 und 9 bestehen aus einem Flacheisen mit einer Stärke von S3 und einer Höhe

von b. Der Querschnitt der Verstärkungsringe 8 und wird nach der Formel

±ψ- = 20-45 ι³

berechnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pendelnd aufgehängte Flachbodenzentrifuge mit an der Innenseite einer Schleudertrommel anliegendem, einen Zwischenraum für abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit in einem innen und außen unbearbeiteten dünnen Trommelmantel gleichmäßiger Wandstärke im Bereich von Boden und Deckel vorgesehenen Abflußlöchern für den abgeschleuderten Sirup, dadurch gekennzeichnet, daß der-Trommelmantel (1) einen unter einem Winkel (α) kegeiig nach außen gebogenen Deckel (3) und einen unter einem Winkel {β) kegelig nach außen gebogenen Boden (2) aufweist, und daß die Abflußlöcher (6, 7) im Bereich der durch Boden (2) und Deckel (3) erzeugten Spannungsminima eingebracht sind.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ß) des Bodens (2) kleiner als oder gleich dem Winkel (λ) des Deckels (3) ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (j3) größer als 5° ist

4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) eine Wandstärke fs,) von 1,5 · Wandstärke (t) des Trommelmantels (1) aufweist.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) eine Wandstärke (s₂) von 2 · Wandstärke (t) des Trommelmantels (1) aufweist.

6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (t) des unbearbeiteten Trommelmantels (1) weniger als ein Hundertstel des Trommel-Innendurchmessers (d) beträgt.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich des Trommelmantels (1) zwei oder mehrere Lochreihen (10,11,12,13) vorgesehen sind, und daß jeweils zwischen den Lochreihen (10,11, 12,13) ein Verstärkungsring (8, 9) aufgeschrumpft ist, wobei der Gesamtabstand {,a2 + a^ der Lochreihen voneinander weniger als 15% des Trommel-Innendurchmessers (^beträgt.

8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsringe (8,9) einen nach der Formel