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Mehrstufige Schubzentrifuge
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Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Schubzentrifuge mit vorzugsweise
zwei stufenartig gegeneinander versetzten, koaxialen Siebtrommeln, von denen wenigstens
eine relativ zur anderen axial verschiebbar ist.
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Schubzentrifugen mit mehreren axial ineinander verschiebbaren Sieb-bzw.
Schleudertrommeln sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Den unterschiedlichen
Ausführungen dieses Zentrifugentyps liegt jedoch bisher insoweit ein gemeinsamer
Konstruktionsgedanke zugrunde, als die Siebtrommeln stets horizontal gerichtet sind,
dem nach also auch die Drehachse der Zentrifuge waagerecht bzw. annähernd waagerecht
verläuft.
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Die bisher bekannten Schubzentrifugen werden überwiegend für die Verarbeitung
von besonderem Schleudergut eingesetzt, wie Zuckerprodukten, oder zum Entsaften
von Fruchtfleisch etc.
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Durch die Erfindung wird den Schubzentrifugen ein neues Einsatzgebiet
erschlossen, nämlich die Vortrocknung von bei der Verarbeitung von Zuckerrüben in
der Rtibenzuckerindustrie anfallenden Feststoffteilen, wie insbesondere Rtbenkraut
etc. Im Betrieb bzw. auf dem Betriebsgelände einer Rtibenzuckerfabrik werden die
Zuckerrüben durch einen Schwemmstrom mit im Kreislauf verwendetem Wasser transportiert.
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Die Zuckerrtiben werden mit einem beachtlichen Anteil an Kraut, nämlich
etwa drei Prozent der Rübenmenge, angeliefert und in den Schwemmstrom gegeb en.
Diese und gegebenenfalls andere organische Feststoffe bleiben im Schwemmstrom zurück,
müssen aber für die Wiederverwendung des Wassers aus diesem entfernt werden.
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Nach neuen Vorschriften ist es nicht mehr zulässig, das aus dem Schwemmstrom
entfernte Kraut etc. als Abfall im Freien zu lagern bzw. zu verwenden. Die Rtbenzuckerfabriken
sind deshalb zunehmend dazu übergegangen, die vorstehenden Feststoffteile zu trocknen
und sodann als Viehfutter anzubieten.
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Der Trocknungsvorgang ist jedoch verhältnismäßig energieaufwendig.
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Zu diesem Zweck ist bei der Erfindung eine Vortrocknung vorgesehen,
die die Aufgabe hat, das Oberflächenwasser von dem Kraut etc. abzuschleudern, ohne
jedoch auch die Zellflüssigkeit ganz oder teilweise zu entfernen. Letztere führt
nämlich zu sogenanntem Grünwasser, welches nicht ohne besondere Behandlung weiterverarbeitet
werden kann.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Schubzentrifuge
so auszubilden, daß sie in erster Linie vorteilhaft für die Vortrocknung von Zuckerrübenkraut
und anderen organischen Bestandteilen des Schwemmstroms verwendet werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße ScE zentrifuge
durch eine aufrechte Anordnung der Siebtrommeln und der Drehachse derselben gekennzeichnet.
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Die erfindungsgemäße Trommel besteht demnach aus mehreren, insbesondere
zwei koaxial ineinander angeordneten aufrechten Siebtrommeln, die um eine gemeinsame
aufrechte Drehachse umlaufen.
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Durch die aufrechte Anordnung der Siebtrommeln ist die Schubzentrifuge
in besonderer Weise an die Verarbeitung, nämlich Vortrocknung von Zuckerrübenkraut
etc. angepaßt.
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vorteilhaft Für den vorstehenden Verwendungszweck ist weiterhin besondersT
eine Ausbildung der Siebtrommeln derart, daß diese aufrechte Filterschlitze bilden,
die in der Breite nach oben zunehmen und am oberen Ende offen auslaufen. In diesen
Filterschlitzen sich verfangendes Kraut kann ohne Zerstörung desselben bei der Relativbewegung
der Siebtrommeln zueinander jeweils nach oben entfernt werden. Die Filterschlitze
bleiben stets frei ohne Zerstörung der Krautteile.
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Vorzugsweise ist eine innere Siebtrommel relativ zu einer äußeren
Siebtrommel und relativ zu einem der Höhe nach unverschiebbaren, ebenfalls umlaufenden
Teller axial verschiebbar. Dadurch wird bei Axialbewegung lediglich einer Siebtrommel
ein optimaler Schleudereffekt erzielt.
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Weitere Merkmale der Erfindung beziehen sich auf die konstruktive
Ausbildung und Anordnung der Siebtrommeln sowie des Antriebs derselben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schubzentrifuge im Vertikalschnitt,
Fig. 2 einen Grundriß bzw. einen Horizontalschnitt a-a der Schubzentrifuge gem.
Fig. 1, Fig. 3 einen Horizontalschnitt c-c der Schubzentrifuge gem. Fig. 1, Fig.
4 eine Einzelheit, nämlich die Ausbildungdes Mantels der Siebtrommeln im
Fig. 1, bei vergrößertem Maßstab,
Fig. 5 einen Ausschnitt A in Fig.
1 als Vertikalschnitt, ebenfalls in vergrößertem Maßstab.
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Die als Ausführungsbeispiel dargestellte Schubzentrifuge besteht aus
einem Traggestell 10 mit drei auf dem Boden aufstehenden Füßen 11.
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In dem Traggestell 10 findet ein im vorliegenden Fall zylindrisches
Außengehäuse 12 Aufnahme. Dieses ist im unteren Bereich mit einem seitlichen Flüssigkeitsaustritt
13 und im oberen Bereich mit einem ebenfalls radial gerichteten Feststoffaustritt
14 versehen.
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Innerhalb des Außengehäuses 12 sind koaxial zwei aufrechte Siebtrommeln
15 und 16 gelagert. Diese nehmen nacheinander das zu bearbeitende Gut auf, und zwar
derart, daß dieses zunächst in die innere Siebtrommel 15 und von dieser in die äußere
Siebtrommel 16 gelangt. Die letztgenannte gibt das von Oberflächenwasser befreite
Gut im oberen Bereich an das Außengehäuse 12 ab, aus dem es über den Feststoffaustritt
14 abgeführt wird.
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Das Schleudergut wird über einen Einfülltrichter 17 mit anschließendem
zylindrischen Füllstutzen 18 in die Schubzentrifuge, nämlich in die innere Siebtrommel
15 eingeführt. Der nicht mitumlaufende Einfülltrichter 17 ist durch Stützarme 19
mit dem Außengehäuse 12 verbunden.
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Unterhalb des Einfülltrichters 17 bzw. des Ftillstutzens 18 befindet
sich in der inneren Siebtrommel 15 ein Teller 20. Dieser nimmt das eingefüllte Schleudergut
auf. Um eine Verteilung des Füllgutes zum äußeren Bereich des Tellers 20 zu erreichen,
ist auf diesem ein Verteilungskörper angeordnet, der hier als Kegel 21 mit Rippen
22 auf dem Kegelmantel ausgebildet ist. Um einen gleichförmigen, der Leistung der
Schub zentrifuge entsprechenden Eintritt des Schleudergutes in die innere Siebtrommel
15 zu gewährleisten, ist der Füllstutzen 18 bzw. der Einfülltrichter 17 der Höhe
nach verstellbar, und
zwar durch Justierstützen 23. Der Abstand
des unteren Randes des Füllstutzens 18 vom Kegel 21 bzw. vom Teller 20 bestimmt
die eintretende Menge.
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Der horizontal gerichtete Teller 20 füllt den Innenquerschnitt der
inneren Siebtrommel 15 vollständig aus. Der äußere Rand des Tellers 20 liegt mit
einer ringsherumlaufenden elastischen Dichtung 24 am Mantel 25 der inneren Siebtrommel
15 an. Die ringartige, im vorliegenden Fall am äußeren Rand polygonale Dichtung
24 erfüllt zugleich die Funktion eines Abstreifers.
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Die innere Siebtrommel 15 ist axial verschiebbar, derart, daß ein
oberer Bereich dieser inneren Siebtrommel 15 bis zu der in Fig. 1 strichpunktiert
gezeigten Stellung (obere Endstellung) in die höherliegende äußere Siebtrommel 16
eintaucht. Der obere Rand der inneren Siebtrommel 15 ist mit einer radial gerichteten,
ringartigen Deckwandung 26 versehen, die mit ihrem radial außenliegenden Rand am
Mantel 27 der äußeren Siebtrommel 16 anliegt. In einer mit dem Teller 20 vergleichbaren
Weise ist die Deckwandung 26 mit einer radial gerichteten elastischen Dichtung 28
ausgerüstet, die hier ebenfalls Abstreiferfunktion hat. Die Dichtung 28 besteht,
wie besonders aus Fig. 4 und 5 ersichtlich, aus zwei Lagen 29 und 30, bei denen
es sich jeweils um in Umfangsrichtung sich erstreckende Stücke handelt, die mit
Versatz zueinander liegen, so daß keine über die Höhe durchgehende Stoßfugen zwischen
den Abschnitten der Dichtung 28 entstehen.
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Der Mantel 27 der äußeren, in Axialrichtung unverschiebbaren Siebtrommei
16 ist im oberen Bereich an der Innenseite eines zylindrischen Tragbehälters 31
gebildet. Dieser nimmt auch die innere Siebtrommel 15 auf. Mit einem unteren, geschlossenen
Boden 32 ist der Tragbehälter 31 auf einer aufrechten Antriebswelle 33 gelagert
und befestigt.
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Der Drehantrieb für beide Siebtrommeln 15, 16 geht von einem gemeinsamen
E-Motor 34 aus, der in aufrechter Stellung auf dem Traggestell
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gelagert ist und hier über Keilriemen 35 die Antriebswelle 33 antreibt.
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Deren Bewegung wird auf den Boden 32 des Tragbehälters 31 und damit
auf die äußere Siebtrommel 16 übertragen. Auf dem Boden 32 ist unmittelbar über
Tragstützen 36 der Teller 20 abgestützt. Durch diese hier als Hohlprofile ausgebildeten
Tragstützen 36 wird zugleich der Drehantrieb vom Boden 32 auf den Teller 20 übertragen.
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Die innere Siebtrommel 15 erhält den Drehantrieb durch Ankuppeln an
die Tragstützen 36. Auf einem Trommelboden 37 der inneren Siebtrommel 15 ist eine
die Tragstützen 36 erfassende Verbindung 38 angeordnet, die die Tragstütze 36 an
zwei gegenüberliegenden Seiten mit Stützrollen 39 erfaßt. Der Trommelboden 37 wird
dadurch in Umfangsrichtung mitgenommen, kann dennoch aber in Axialrichtung relativ
zu der Tragstütze 36 bewegt werden, wobei die Stützrollen 39 führend an der betreffenden
Tragstütze 36 auf- und ablaufen. Die erforderlichen Hubbewegungen der inneren Siebtrommel
15 werden ebenfalls mittig übertragen. Zu diesem Zweck ist die Antriebswelle 33
als Hohlwelle ausgebildet. Innerhalb derselben ist eine Hubstange 40 vertikal verschiebbar
gelagert. Das obere Ende der Hubstange 40 ist mit dem Trommelboden 37 der inneren
Siebtrommel 15 verbunden.
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Am unteren Ende wirkt ein Schubaggregat 41 im Sinne einer Auf und
Abbewegung auf die Hubstange 40 ein.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das Schubaggregat
41 aus einer Exzenterrolle 42, die außermittig auf einer Motorwelle 43 eines E-Motors
44 fest gelagert ist. Die Exzenter rolle 42 läuft in einer langlochartigen Kulissenöffnung
45 eines Hub organs 46 um.
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An diesem ist die Hubstange 40 befestigt. Das Huborgan 46 ist auf-und
abbewegbar an einemPendel 47 gelagert. Durch Drt nung der Exzenterrolle 42 in der
Kulissenöffnung 45 wird das Huborgan 46 infolge der Exzentrizität auf- und abbewegt.
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In besonderer Weise sind die Siebtrommeln 15 und <- 6 ausgebildet.
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Der Mantel 25 der inneren Siebtrommel 15 besteht aus einer Anzahl
von im Kreis angeordneten aufrechten, länglichen Filterplatten 49, vorzugsweise
aus nichtrostendem Stahl. Zwischen diesen sind aufrechte Filterschlitze 50 gebildet.
Die Halterung der Filterplatten 49 ist so gewählt, daß die Filterschlitze 50 über
die volle Höhe und Tiefe frei von Unterbrechungen sind, in ihrer Breite von unten
nach oben zunehmen und oben offen enden. Dadurch kann sich eventuell in den Filterschlitzen
50 festsetzendes Kraut ohne Beschädigung derselben leicht nach oben ausgeschoben
werden, nämlich durch die Bewegung der Siebtrommel 15.
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Die Filterplatten 49 sind leicht auswechselbar angeordnet. Auf dem
Trommelboden 37 sind ringsherum verteilt aufrechte Tragprofile 51 angeordnet, die
hier als Hohlkästen ausgebildet sind. An den nach innen weisenden Flächen der Tragprofile
51 sind die Filterplatten 49 durch quer durchgehende Schraubenbolzen 52 befestigt
und dadurch leicht abnehmbar. Die Tragprofile 51 sind oben mit der ringsherumlaufenden
Deckwandung 26 verbunden. Die Filterplatten 49 sind so bemessen, daß sie nach oben
hin über die Deckwandung 26 hinausragen. Diese ist im übrigen im Bereich der Filterschlitze
50 mit halbkreisförmigen Ausnehmungen 53 versehen, die in diesem Bereich das Festsetzen
von Filtergut vermeiden.
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Die äußere Siebtrommel 16, die im vorliegenden Fall die Funktion einer
Feinfilterung übernimmt, besteht ebenfalls aus Filterplatten 54.
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Diese sind im Querschnitt bogenförmig gewölbt, können aber auch in
anderer Weise nach innen vorspringend ausgebildet sein. Bei aufrechter Anordnung
werden zwischen benachbarten Filterplatten 54 vertikale Filterschlitze 55 gebildet,
die wie die Filterschlitze 50 ausgebildet. sind. Die bogenförmige Gestalt der Filterplatten
54 hat hier eine die Flüssigkeit zu den Filterschlitzen 55 leitende Funktion.
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Die Filterplatten 54 der äußeren Siebtrommel 16 sind durch radial
verlaufende Schrauben 56 ebenfalls leicht Iösbar an dem Tragbehälter 31 befestigt.
Zur ausreichenden Fixierung und Lagerung der Filterplatten 54 ist im vorliegenden
Fall zwischen diesen und dem Mantel des Tragbehälters 31 ein passender Stützkörper
57 angeordnet. Der Mantel des Tragbehälters 31 ist im übrigen mit aufrechten Spalten
58 im Bereich der Filterschlitze 55 versehen. Dadurch kann die abgeschleuderte Flüssigkeit
aus dem Tragbehälter 31 abgeführt werden.
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Die aus einzelnen Segmenten bestehende Dichtung 28 am Rand der Deckwandung
26 ist radial außen so ausgebildet, daß sie über die volle Breite an den gewölbten
Filterplatten 54 anliegt.
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Das in die Schubschleuder eintretende Filtergut wird zunächst durch
den umlaufenden Teller 20 an den Mantel 25 der inneren Siebtrommel 15 gebracht.
Hier wird ein großer Teil der Flüssigkeit durch die drehende innere Siebtrommel
15 abgeschleudert. Durch Abwärtsbewegung der inneren Siebtrommel 15 wird das Schleudergut
oben aus dieser Siebtrommel 15 ausgetragen und gelangt in den Bereich der äußeren
Siebtrommel 16> zum Teil unter Auflage auf der Deckwandung 26. Im Bereich der
äußeren Siebtrommel 16 wird weitere Flüssigkeit abgeschleudert. Durch Aufwärtsbewegung
der inneren Siebtrommel 15 wird das Schleudergut aus dieser äußeren Siebtrommel
16 nach oben ausgetragen in den Bereich des Außengehäuses 12.
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Der obere lland des Tragbehälters 31 ist mit nach außen gerichteten
Ausräumern 59 versehen. Mehrere, zum Beispiel vier derartige Ausräumer 59 sind über
den Umfang verteilt angeordnet und mit angeschäften, abgewinkelten Rändern versehen.
Durch die Rotation des Tragbehälters 31 bewirken die Ausräumer 59 eine Zerkleinerung
des vorgetrockneten Schleuderguts und zugleich eine Förderung desselben aus dem
AllRengehäuse 12 heraus über den Feststoffaustritt 14.