DE2852628C2

DE2852628C2 -

Info

Publication number: DE2852628C2
Application number: DE2852628A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5150 Bergheim-Zievenich De Epper; Wolfgang Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach De Heckmann
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-12-06
Filing date: 1978-12-06
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DK155423B; JPS5579056A; DK517279A; US4288029A; SE7910009L; DK155423C; IT7950985A0; DE2852628A1; SU931092A3; IT1162695B; DD147504A5; FR2443286A1; SE445089B; FR2443286B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Trenngefäß mit mindestens einer am Umfang angeordneten Austragsöffnung, die mit Hilfe eines Kolbenschiebers geöffnet oder geschlossen wird, wobei das Öffnen des Kolbenschiebers mit Hilfe eines hydraulischen Druckmediums erfolgt, während das Schließen des Kolben schiebers durch ein Federelement bewerkstelligt wird, das in einem zwischen dem Kolbenschieber und der Außenwand des Trenngefäßes befindlichen Ringraum angeordnet ist.

Zentrifugen dieser bekannten Bauart dienen beispielsweise zum Zerlegen eines Feststoff-Flüssigkeitsgemisches und bestehen aus einem rotationssymmetrischen, konischen Ober teil mit einem ebenso konischen Unterteil, so daß sich im Inneren dieser beiden Teile ein nach oben und unten koni scher Trennraum ergibt. Zur Durchführung des Trennprozes ses wird das Trenngefäß in Drehbewegungen versetzt. Dabei wird der Feststoffanteil an der Stelle des größten Radius über einen zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ange ordneten Ringspalt abgezogen. Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise aus der US-PS 38 23 868 bekannt. Hier bei erfolgt das Öffnen und Schließen des Ringspaltes durch einen das Unterteil der Zentrifuge umgebenden, axial be weglichen Steuerkolben. Dieser Steuerkolben wird in seiner Schließstellung durch ein Federelement fixiert und bildet mit der Außenwand des Bodenbereiches des Unterteils einen ringartigen Druckraum, in welchen zum Öffnen des Ringspal tes eine Flüssigkeit eingebracht wird. Das bei dieser bekannten Zentrifuge zwischen dem Steuerkolben und dem Trommelunterteil angeordnete Federelement besteht aus einer Ringfeder aus Metall. Wesentlich für einen störungs freien Betrieb ohne Verkanten ist jedoch eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten wirksamen Fläche des Steuer kolbens. Der Steuerkolben, die metallische Führung und die zugehörigen Dichtungen müssen bei der Konstruktion der artiger Zentrifugen toleranzmäßig nicht nur im Hinblick auf die zu erwartenden Verformungen im Fliehkraftfeld, sondern auch mit Hinblick auf unterschiedliche Temperatu ren des zu zerlegenden Feststoff-Flüssigkeitsgemisches ausgelegt werden. Mit dieser vorbekannten Ringfeder aus Metall kann jedoch einerseits eine exakte axiale Führung des Steuerkolbens und damit ein unwuchtfreier Betrieb der Zentrifuge nicht erreicht werden, und andererseits ist diese Ringfeder aus Metall mit ihren Stützelementen einem Verschleiß unterworfen, der sich ebenfalls nachteilig auf den Betrieb der Zentrifuge auswirkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Steuerkolben der Zentrifuge bezüglich Ausbildung, Anordnung, Führung und Steuerung zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Dadurch, daß das Federelement aus einem gummielastischen Werkstoff besteht, der den zwischen der Außenwand des Trenngefäßes und der Innenwand des Kolbenschiebers befind lichen Ringraum ausfüllt, wird eine exakte Parallelführung des Kolbenschiebers zur Rotationsachse der Zentrifuge er möglicht und dadurch Unwuchtbildungen der Zentrifuge ver mieden. Darüber hinaus ist das aus gummielastischem Werk stoff bestehende Federelement gegenüber bekannten Schrau benfedern aus Metall verschleiß- und wartungsfrei und braucht daher nur ganz selten ausgewechselt zu werden. Ferner wird durch das aus gummielastischem Werkstoff bestehende Federelement der zwischen der Außenwand des Trenngefäßes und der Innenwand des Kol benschiebers befindliche Ringraum gegenüber dem hydrauli schen Druckmedium gefüllte Druckraum voll abgedichtet, so daß kein Druckmedium aus dem Druckraum in den Ringraum gelangt und das Öffnen und Schließen des Kolbenschiebers beeinträchtigen kann. Schließlich wird dadurch, daß das Federelement so angeordnet ist, daß es zwischen der Wand des Kolbenschiebers und des Trenngefäßes unter axialer Vorspannung steht, der Steuerkolben im Betrieb der Zentri fuge mit stets ausreichender Anpreßkraft in Dichtstellung gehalten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht einer Zentrifuge in stark verein fachter Darstellung;

Fig. 2 einen Ausschnitt II der Fig. 1 im Aufriß.

Fig. 1 zeigt eine Zentrifuge (1) zur Zerlegung eines Fest stoff-Flüssigkeitsgemisches, welches aus einem um eine vertikal angeordnete Achse (2) drehbar gelagerten, zwei teiligen Trenngefäß (3) besteht. An einem oberen, ortsfest gelagerten Teil (4) der Zentrifuge (1) befindet sich ein Zuführungsrohr (5) für das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch und ein Austragsrohr (6) für die abgetrennte Flüssigkeit. Das Trenngefäß (3) ist mit einem Ringspalt (7) versehen, durch welchen intervallweise der abgetrennte Feststoff in Richtung der Pfeile (8) ausgetragen wird.

Man erkennt in Fig. 2 den unteren Teil (9) und den oberen Teil (10) des Trenngefäßes (3), welche durch den Ringspalt (7) voneinander getrennt sind. Mit (11) ist eine Dichtlip pe bezeichnet, welche einerseits am unteren Teil (9), andererseits an einem, den unteren Teil (9) umgebenden Metallring (12) befestigt ist. Der Metallring (12) wird von einer das Teil (9) umgebenden Hülse (13) gehalten, die ihrerseits an einer Bodenplatte (14) angebracht ist. Die Verbindungen zwischen dem Metallring (12), der Hülse (13) und der Bodenplatte (14) werden üblicherweise als Schraub verbindungen ausgeführt, auf deren Darstellung jedoch der zeichnerischen Einfachheit halber verzichtet wurde.

Der Metallring (12), die Hülse (13) und die Bodenplatte (14) bilden einen Kolbenschieber, durch dessen Verschie bung der Ringspalt (7) geöffnet oder geschlossen wird.

Die Hülse (13) steht über ein Federelement (15), welches aus einem gummiartigen Werkstoff besteht, mit einer weite ren Hülse (16) in Verbindung, welche unmittelbar am unteren Teil (9) des Trenngefäßes (3) anliegt. Das Feder element (15) ist an beide Hülsen (16) und (13) anvulkani siert und dichtet den Zwischenraum zwischen dem unteren Teil (9) des Trenngefäßes (3) und der Hülse (13) in axia ler Richtung ab. Diesem Zweck dient auch der Dichtring (17), der in einer Ausnehmung des unteren Teils (9) des Trenngefäßes eingelegt ist und den Zwischenraum zwischen diesem und der Hülse (16) abdichtet. Das Federelement (15) steht unter axialer Vorspannung. Die Bodenplatte (14) bildet mit dem Teil (9) rotationssymmetrische, radial hin tereinandergeschaltete Druckkammern (18) und (19), von welchen die Druckkammer (18) der Rotationsachse des Trenn gefäßes (3) näher gelegen ist und wobei der Übergangsbe reich zwischen den beiden Druckkammern (18) und (19) durch einen Dichtring (20) abgedichtet ist.

Zur Freigabe des Strömungsquerschnittes des Ringspaltes (7) zum Austrag des punktiert dargestellten Feststoffes (21) wird Hydraulik-Flüssigkeit in die erste Druckkammer (18) eingelassen, welche in dieser aufgrund der Drehung des Trenngefäßes sofort einen mit dem Trenngefäß rotie renden Flüssigkeitsring bildet. Mit steigender Flüssig keitsmenge in der Druckkammer (18) steigt naturgemäß der Druck in dieser Kammer, insbesondere an den von der Rota tionsachse weiter entfernt gelegenen Stellen, so daß von einem bestimmten Druck an, der über die Vorspannung des Federelementes (15) festgelegt ist, die Bodenplatte (14) in Richtung des Pfeiles (22) nach unten verschoben wird und auf diese Weise an der Stelle (23) den Übertritt von Hydraulikflüssigkeit in die zweite Druckkammer (19) gestattet. Diese Verschiebung der Bodenplatte (14) bewirkt über die Hülse (13) und den Metallring (12) eine Öffnung des Ringspaltes (7), so daß der Feststoff unter dem Ein fluß des Fliehkraftfeldes ausgeschleudert wird. Dieser Öffnungsvorgang des Ringspaltes (7) dauert so lange an, wie der Druck in den Kammern (18) und (19) ausreicht, um die Rückstellkraft des Federelementes (15), welches den Ringspalt (7) zu schließen trachtet, zu überwinden. Die Öffnungszeit des Ringspaltes (7) hängt im wesentlichen davon ab, wie schnell in der Druckkammer (19) der durch die eingeströmte Hydraulikflüssigkeit aufgebaute Druck aufgrund deren Ausströmen durch eine Ausströmdüse (24) wieder abgebaut wird. Dadurch, daß der Strömungsquer schnitt der Ausströmdüse (24) einstellbar ausgebildet wird, kann auf einfache Weise die Öffnungszeit in weiten Grenzen variiert werden.

Eine Beeinflussung der Öffnungszeiten ist aber auch über eine Steuerung der Zufuhr an Hydraulikflüssigkeit in die Druckkammer (18) möglich.

Claims

Zentrifuge zum Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Trenngefäß mit mindestens einer am Umfang angeordne ten Austragsöffnung, die mit Hilfe eines Kolbenschie bers geöffnet oder geschlossen wird, wobei das Öffnen des Kolbenschiebers mit Hilfe eines hydraulischen Druckmediums erfolgt, während das Schließen des Kol benschiebers durch ein Federelement bewerkstelligt wird, das in einem zwischen dem Kolbenschieber und der Außenwand des Trenngefäßes befindlichen Ring raum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (15) aus einem gummielastischen Werk stoff besteht, der den zwischen der Außenwand des Trenngefäßes (3) und der Innenwand des Kolbenschie bers (Metallring 12, Hülse 13, Bodenplatte 14) be findlichen Ringraum ausfüllt, wobei das Federelement (15) so angeordnet ist, daß es zwischen der Wand des Kolbenschiebers (Metallring 12, Hülse 13, Bodenplatte 14) und der Wand des Trenngefäßes (3) unter axialer Vorspannung steht.