DE2803221A1

DE2803221A1 - Zentrifugalseparator mit horizontal gelagertem rotor

Info

Publication number: DE2803221A1
Application number: DE19782803221
Authority: DE
Inventors: Per Hoehne; Andreas Kontarinis; Siegfried Titel
Original assignee: Alfa Laval Separation AS
Current assignee: Alfa Laval Copenhagen AS
Priority date: 1978-01-12
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1979-07-19
Also published as: SE7800348L; GB1573991A; FR2414368A1; US4251023A; CA1100559A; SE421870B; FR2414368B1

Description

Zentrifugalseparator mit horizontal gelagertem

Rotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugalseparator mit einem horizontal gelagerten Rotor, d.h. hauptsächlich eine sogenannte Dekanterzentrifuge, die eine innerhalb des Rotors und koaxial mit derselben angeordnete Förderschraube zum Abfördern des abgetrennten Schlammes, besitzt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine neue Konstruktion für den Rotortragrahmen und andere statische Elemente, die zusammen mit dem Tragrahmen das äußere Gehäuse des Separators definieren, wodurch eine Dekanterzentrifuge vorgesehen wird, die im Vergleich zu einer konventionellen Dekanterzentrifuge besser an moderne ümweltschutzforderungen wie etwa niedriges Lärmniveau, hohe Sicherheit gegen Lecken und niedrige Verletzungsgefahr angepaßt ist.

Die Geräusch- und Abdichtungsprobleme bei konventionellen Dekanterzentrifugen stehen in engem Zusammenhang mit dem Konstruktionsprinzip des Tragrahmens und der Rotorhaube des Separators. Der Tragrahmen, in dem der Rotor gelagert ist,

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besteht im allgemeinen aus einem niedrigen stabilen Rahmen, auf dem zwei Traglager angeordnet sind, die auf ebenen horizontalen Oberflächen ruhen. Der obere Teil des Rotors wird durch die Rotorhaube abgedeckt, deren Endwandungen über Ausnehmungen in derselben die axialen Enden des Rotors einwärts der beiden Traglager umschließt, was die letzteren gegenüber der Umgebung in Bezug auf Lagergeräusche verhältnismäßig ungeschützt freiliegen läßt. Bei dieser Anordnung ist es fast unvermeidbar, daß offene Schlitze ausgebildet werden zwischen den Haubenendwandungen und den Lagern in den Ausnehmungen der Endwandungen und demzufolge kann ein geräuscherzeugender Luftstrom und ein Lecken von eventuell verunreinigenden Gasen aus dem Inneren der Zentrifuge nicht effektiv verhindert werden. Ein weiterer Nachteil steht im Zusammenhang mit der niedrigen Rahmenkonstruktion in Kombination der hohen Rotorwellenmontage, was hohe Anforderungen stellt auf die Ebenheit des Zentrifugenfundaments und auf die sorgfältige Endbearbeitung derjenigen Rahmenoberflächen, die in tragendem Kontakt mit den Lagern am Aufstel- · lungsplatz stehen, wohin der Rahmen und die Rotoreinheit als getrennte Einheiten angeliefert werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen solchen Tragrahmen und eine solche äußere Haube für die sich bewegenden Teile der Dekanterzentrifuge vorzusehen, daß die oben beschriebenen Nachteile in Bezug auf Geräuschpegel,

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Lecken und Transport und Installationsprobleme verringert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Zentrifugalseparator der eingangs genannten Are dadurch gelöst/ daß die Traglager in Ausnehmungen in den Endwandungselenenten versenkt sind in tragender Anlage mit den Bodenflächen der Ausnehmungen und an den Endwandungselementen mit Hilfe von Lagerflanschen befestigt sind, die parallel zu den Endwandungselementen verlaufen.

Die Erfindung macht es möglich, eine effektive Abdichtung zwischen dem Rahmen, in dem der Zentrifugenrotor gelagert ist und einem mit diesem zusammenarbeitenden Deckel vorzusehen, indem die oberen Kanten der Wandung-elemente des Rahmens und die Längselemente und die Flansche der Traglager derart geformt werden können, daß eine vollkommen abgeschlossene, in einer Ebene liegende Kontaktfläche gebildet wird. Entlang dieser ebenen Kontaktfläche kann eine vollständige Abdichtung erreicht werden mit Hilfe eines Dichtstreifens aus elastischem Material, was jede Nachbearbeitung der Kontaktflächen des Rahmens und des Deckels völlig unnötig macht. Die beschriebenen eben en Kontaktflächen im Zusammenhang mit Rahmenwandungen, die kontinuierlich ausgebildet sind vom Boden bis zu dem Deckel, bilden ein vollständig

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geschlossenes tragendes Außengehäuse, welches im Vergleich mit früheren Konstruktionen eine wesentlich verbesserte Abdichtung gegen Gasströmungen aus dem Inneren der Zentrifuge in die Umgebung ergibt.

Der erfindungsgemäße Zentrifugenseparator ermöglicht eine sehr wesentliche Reduzierung des Geräuschniveaus. Erstens beinhaltet eine vollständig geschlossene Rahmenkonstruktion eine Verringerung des Lärms, welcher durch die an dem Rotor entlang strömende Luft verursacht wird. Zweitens werden die Lagergeräusche wesentlich verringert infolge der Anordnung der Lager in einem vollständig geschlossenen Gehäuse. Von den in den Rahmenendwandungen angeordneten Traglagern her stammende Schwingungen mit hörbaren Frequenzen, die sich in den Rahmenwandungen fortpflanzen, können auf einfache und effektive Weise unterdrückt werden, indem die Rahmenwandungen und der Deckel mit einer geräuschvernichtenden Schicht versehen oder indem diese Teile aus lärmtötendem Material wie etwa einem Stahlplattenlaminat hergestellt werden, welches aus zwei· Stahlplatten mit einer Zwischenschicht aus Kunststoffmaterial besteht.

Die verhältnismäßig hohen kontinuierlichen Seitenwandungen des Rahmens nach der Erfindung sehen eine sehr starke Stabilisierung der die Lager stützenden Endwandungen in Bezug aufeinander vor. Diese Stabilität des Rahmens bringt ver-

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schiedene Vorteile mit sich. Somit kann der Dekanter auf lediglich drei Stützen angeordnet werden,was dazu führt, daß keine besonderen Anforderungen im Hinblick auf die Ebenheit des Fundamentes für den Dekanter notwendig sind. Dies bringt auch mit sich, daß die Stützen aus sehr weichen Schwingungsdämpfern bestehen können. Es können Dämpfer mit einer solchen Absorption der dynamischen Belastung ohne weiteres verwendet werden, daß diese 10 % der statischen Belastung bei voller Drehzahl unterschreitet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Dämpfungsmittel verwendet, die eine dynamische Last von weniger als 5 % ergeben.

Außerdem ermöglicht die starre Rahmenkonstruktion einen Transport des Dekanters im völlig zusammengebauten Zustand, wodurch die Verpackung auf ein Minimum reduziert wird. Der Dekanter ist dabei mit zusätzlichen Aufhängungen für den Rotor versehen, um Lagerschäden zu vermeiden. Am Ort der Installierung ist keine spezielle Einstellung der tragenden Lagerflächen notwendig. Außerdem kann der im Rahmen befindliche Rotor durch einen anderen Rotor direkt ersetzt werden, was unter anderem die Serienproduktion des Rahmens und des Rotors erleichtern kann.

Die Erfindung wird im Nachfolgenden unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung gezeigte Ausführungsform näher

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beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Dekanterzentrifuge, die von oben gesehen, die folgenden Teile umfaßt: einen Deckel, einen mit zwei Lagern versehenen Rotor, einen Rahmen und drei schwingungsdämpfende Stützen.

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform weist der Rahmen 1 zwei kräftige Endwandungselemente 2 und 3 auf, die relativ zueinander längs der gesamten Seitenkanten mit Hilfe von zwei auf beiden Seiten des Rotors angeordneten Längselementen 4 und 5 festgelegt sind. Alle diese Elemente 2 bis bestehen aus Platten. In einer bestimmten Ausführungsform können die Längselemente 4 und 5 aus Platten bestehen, die eine Dicke von 6 mm aufweisen und die Endwandungsplatten 2 und 3 können eine Dicke von 40 mm aufweisen.

An der Oberseite der Endwandungsplatten 2 und 3 sind Ausnehmungen vorgesehen, deren Bodenbereich halbkreisförmige Kontaktflächen 6 und 7 für zwei Lager 8 und 9 des Rotors bilden. Die Lager 8 und 9 sind mit Flanschen 10 und 11 versehen, die zur Befestigung der Lager in den Endwandungelementen 2, 3 Flächen besitzen, die parallel zu den Endwandungselementen verlaufen. Jedes Lager ist auf folgende Weise konstruiert: Der innere Lagerring eines konventionellen Lagers (Kugel oder Rollenlager) ist an der Rotorachse der Zentrifuge befestigt, während der äußere Lagerring an einem

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speziellen Lagergehäuse befestigt ist. Das Lagergehäuse besteht aus einem kreiszylindrischen Teil, welches den äußeren Lagerring genau passend umgibt und aus einem radial gerichteten Flansch, der fest mit dem kreiszylindrischen Teil verbunden ist. Dieser Flansch entspricht dem Flansch 10 oder 11 in der Zeichnung. Es ist das genannte kreiszylindrische Teil des Lagergehäuses, das am Boden der entsprechenden Ausnehmung einer der Endwandungselemente 2 und 3 aufliegt. Jedes Paar der entsprechenden halbkreisförmigen Kontaktflächen der Ausnehmungen der Endwandungselemente und die Lagergehäuse sind sorgfältig konstruiert und aneinander angepaßt. Während die Flansche 10 und 11 und nicht gezeigte Schrauben Mittel zum Befestigen der Lagergehäuse in einer axialen und senkrechten Richtung in Bezug auf die Endwandungselemente 2 und 3 sind, wird anderen Relativbewegungen zwischen den Lagergehäusen und den Endwandungselementen 2 und 3 durch die sorgfältige Passung zwischen den kreiszylindrischen Teilen des Lagergehäuses und den Ausnehmungen in den Endwandungselementen entgegengewirkt.

Die oberen Kanten 12 und 13 der Endwandungselemente 2 und 3 bestimmen zusammen mit den oberen Kanten 14 und 15 der Lagerflansche 10 und 11 und den oberen Kanten 16 und 17 der Längselemente 4 und 5 eine kontinuierliche, in einer Ebene liegende Oberfläche zur Anlage an der entsprechenden Oberfläche des Deckels bzw. der Abdeckung 18.

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In einem U-förmigen, nach unten offenen Randabschnitt 19,

der um den Deckel 18 herum angeordnet ist, ist ein endloser

Dichtungsstreifen 20 vorgesehen (in dem gestrichelten Kreis im Schnitt gezeigt).

Der Rahmen 1 ist am Boden mit drei Stützplatten versehen, die an den drei entsprechenden Schwingungsdämpfern zu befestigen sind, wobei eine Stützplatte 21 gerade unterhalb der Rotorachse an dem Endwandungselement 2 befestigt wird, welches das leichtere Rotorende abstützt. Die anderen zwei Stützplatten sind an jeder Seite der Rotorachse symmetrisch angeordnet und an dem Boden des Endwandungselementes 3 befestigt, welches das schwerere Rotorende abstützt. In der Zeichnung ist nur eine dieser beiden anderen Stützplatten gezeigt, welche durch die Bezugszahl 22 kenntlich gemacht ist. Die den Stützplatten 21 und 22 entsprechenden Schwingungsdämpfer sind in der Zeichnung durch 23 bzw. 24 angezeigt.

Das Endwandungselement 2 in dieser Ausführungsform wird ausserdem durch Verstärkungselemente 25 und 26 versteift, die sich von den beiden oberen Ecken des Seitenwandungselementes diagonal nach abwärts in Richtung auf die Stützplatte 21 erstrecken. Das entgegengesetzte Endwandungselement 3 ist in

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der gleichen Weise mit weitern Verstärkungselementen versehen (welche nicht in der Zeichnung gezeigt sind).

Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführüngsform sind die Längsseitenelemente 4 und 5 über das rückwärtige Endwandungselement 3 hinaus in Form von Seitenwandungen 27 und 28 fortgesetzt. Diese Seitenwandungen 27 und 28 können zusammen mit einem getrennten Deckel und einem weiteren Endwandungselement ein geschlossenes Gehäuse für das Getriebe und das Transmissionsrad definieren, um den Rotor und die. Förderschraube anzutreiben.

Innerhalb des äußeren Gehäuses, welches durch den Deckel 18 und den Rahmen 1 definiert wird, ist der Rotor in geeigneter Weise durch ein dünneres (nicht gezeigtes) Gehäuse umgeben, welches aus rostfreiem Stahl oder, falls dies für gewisse Anwendungsfälle notwendig ist, aus einem noch edlerem Material hergestellt ist, wobei dies bedeutet, daß der tragende Rahmen und der Deckel nicht aus einem solchen edleren Metall " hergestellt "zu sein braucht. Das innere Gehäuse ist in drei Abschnitte geteilt, die in der Zeichnung durch die zwei Zwischenwände 29 und 30 angedeutet sind. Diese definieren zusammen mit der Mantelplatte, die an dem oberen Teil jedes der zwei Längselemente 4 und 5 befestigt ist, einen Trog um den Rotor, wobei der Trog normalerweise als Wasserkollektor bei Reinigungsoperationen dient. Im rückwärtigen Abschnitt

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zwischen der Wandung 30 und dem Endwandungselement 3, wo die Auslaßöffnungen in dem Rotor für die gereinigte Flüssigkeit angeordnet sind, ist ein geschlossenes Flüssigkeitsaustragsgehäuse in geeigneter Weise um den Rotor herum angeordnet, wobei das Gehäuse sich in einen Kanal 31 fortsetzt, welcher die Rahmenwandung 4 in einer öffnung darin durchdringt. In dem Abschnitt vor der Wandung 29, wo der Schlammaustrag aus dem Rotor stattfindet, kannn gleichfalls ein ähnliches geschlossenes Schlammaustragsgehäuse um den Rotor herum angeordnet werden und von. dem Boden dieses Gehäuses aus kann der Schlamm durch eine der Rahmenwandungen 4 oder 5 etwa mit Hilfe eines Schraubförderers abgefördert werden.

Mit Hilfe des oben beschriebenen inneren Plattengehäuses kann das tragende äußere Gehäuse völlig abgeschirmt werden von dem zu separierenden Medium, welches eine sehr hohe Temperatur, beispielsweise 100° C haben kann. Auf diese Weise wird eine Verletzungsgefahr infolge einer Berührung mit heißen Oberflächen beseitigt. Auch wird die Verletzungsgefahr aufgrund von Brüchen an den rotierenden Elementen am erfindungsgemäßen Dekanter wesentlich reduziert, da die rotierenden Elemente von einem sehr kräftigen Tragrahmen völlig umgeben sind.

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Claims

ALFA-LAVAL A/S, Maskinvej 5, DK-2860 SOBORG

Patentansprüche

1,^: Zentrifugalseparator, mit einem Rotor, der horizontal in einem Rahmen gelagert ist, welcher aus zwei die Rotorlager abstützenden Endwandungselementen und aus auf jeder Seite des Rotors sich erstreckenden Längselementen besteht, die die Endwandungselemente relativ zueinander längs deren gesamten Seitenkanten festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Traglager (8, 9) in Ausnehmungen in den Endwandungselementen (2, 3) versenkt sind in tragender Anlage mit den Bodenflächen der Ausnehmungen und an den Endwandungselementeji (2, 3) mit Hilfe von Lagerflanschen befestigt sind, die parallel zu den Endwandungselementen verlaufen.

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ORIGINAL INSPECTED

28U3221

_ ο
2. Zentrifugalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Bodenflächen der Ausnehmungen in den Endwandungselementen (2, 3) die Form eines Halbkreises besitzen.
3. Zentrifugalseparator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Traglager (8, 9) einen kreiszylindrischen Teil aufweist, der in der Ausnehmung des entsprechenden Endwandungselementes ruht und daß der genannte Lagerflansch (10, 11) fest mit dem kreiszylindrischen Teil verbunden ist.
4..Zentrifugalspearator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Endwandungselemente (2, 3) zusammen mit dem entsprechenden Traglager (8, 9) eine kontinuierliche Endwandung definiert, die eine gerade kontinuierliche obere Kante (12, 13) besitzt.
5. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kanten der Endwandungselemente (2, 3) der Längselemente (4, 5) und der Lagerflansche (10, 11) zusammen einen vollständig geschlossenen Rahmen definieren, der eine endlose, in einer Ebene sich erstreckende Kontaktfläche bildet zum Abdichten gegen

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einen Deckel (18), welcher eine entsprechende ebene Kontaktfläche besitzt.
6. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden·Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Deckel (18) versehen ist, welcher auf seinem ganzen Umfang gegen eine Oberfläche abdichtet, die durch ausschließlich statische Elemente gebildet wird, die Teil des Rahmens oder daran befestigt sind.
7. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen auf schwingungsdämpfenden Stützen (23, 24) abgestützt ist, die ausreichende schwindungsdämpfende Kapazitäten besitzen, um die dynamische Belastung auf dem Fundament unter den Stützen (23, 24) bei voller Rotordrehzahl geringer zu halten als 10 % der von dem Zentrifugalseparator herrührenden statischen Belastung auf dem Fundament.
8. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen auf drei schwingungsdämpfenden Stützen abgestützt ist.
9. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwandungsele-

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mente (2, 3) und/oder die Längselemente (4, 5) aus laminierten Stahlplatten hergestellt sind, die aus wenigstens zwei Stahlplattenschichten mit einer Zwischenschicht aus Kunststoffmaterial bestehen.
10. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwandungselemente (2, 3) und/oder die Längselemente (4, 5) mindestens teilweise mit einer Schicht aus geräuschvernichtendem Material belegt sind. ·
11. Zentrifugalseparator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Deckel (18) versehen ist, welcher aus laminierten Stahlplatten hergestellt ist, die aus mindestens zwei Stahlplattenschichten mit einer Zwischenschicht aus Kunststoffmaterial hergestellt oder zum Teil mit einer geräuschvernichtenden Schicht überzogen sind.

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