DE2908455C2

DE2908455C2 - Siebtaschenzentrifuge

Info

Publication number: DE2908455C2
Application number: DE2908455A
Authority: DE
Inventors: Günther 8042 Oberschleißheim Hultsch
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1986-02-06
Also published as: DE2908455A1; US4536288A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Siebtaschenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine Siebtaschenzentrifuge dieser Art ist aus der DE-OS 17 82 090 bekannt, bei der die Siebtaschen auf Rotorkörpern angeordnet sind, die um ihre eigenen Achsen sowie um eine exzentrisch zu den eigenen Achsen und eine außerhalb der Rotorkörper angeordnete weitere Achse drehbar gelagert sind.

Bei dieser bekannten Zentrifuge wird das Schleudergut in periodischen Abständen von einer Siebfläche abgeschleudert und trifft nach dem Durchfliegen des Zentrums des Rotorkörpers auf die gegenüberliegende Siebfläche auf.

Eine derartige Zentrifuge ist jedoch nicht als Gleitzentrifuge zu betreiben. Eine Siebtaschenzentrifuge als Gleitzentrifuge, d. h. als Zentrifuge, bei der die Übereinstimmung von Sieb- und Gleitwinkel für eine befriedigende Funktion Bedingung ist, so daß das Schleudergut über das Sieb rutscht, zeigt die DE-AS 1119 775.

In vielen Einsatzfällen, wie zum Beispiel bei Zentrifugen, wie sie in der Zuckerindustrie verwendet werden, können bei Gleitzentrifugen nur sehr dünne Feststoffschichten auf den Sieben gebildet werden, wobei dann die Transportgeschwindigkeit des Schleudergutfeststoffes auf den Sieben hoch ist. Dadurch ist die Verweilzeit eines Feststoffpartikels in der Zentrifuge sehr klein, wodurch ein befriedigender Trenneffekt unter Umständen entweder überhaupt nicht oder nur unter hohen Zentrifugalbeschleunigungen erreicht werden kann. Bei dünnen Feststoffschichten kann auch ein verstärkter Siebabrieb bei abrasiven Schleudergütern und ein hoher Feststoffdurchgang durch das Sieb vorkommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die mittlere Transportgeschwindigkeit des Schleudergutes auf den Siebflächen zwecks Bildung einer dickeren Feststoffschicht zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Siebtaschenzentrifu

ge.

F i g. 2 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie I-I nach F ig. 1,

Fig.3 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Siebtaschenzentrifuge und

Fig.4 die Draufsicht auf die Siebtaschenzentrifuge gemäß der Darstellung in F i g. 3.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Siebtaschenzentrifuge weist einen Rotorkörper 1 mit einer oberen Rotorplaue 2 und einer unteren Rotorplatte 3 auf, zwischen denen gekrümmte Siebtaschen 4 und ein gelochter Einlaufverteiler 5 angeordnet sind.

Die untere Rotorplatte 3 hat eine Nabe 6, mit der der Rotorkörper 1 an der Welle 7 eines Antriebsmotors 8 befestigt ist

Die Siebtaschen 4 besitzen jeweils eine Siebfläche 9 hinter der sich ein Hohlraum 10 befindet, von dem ein die untere Rotorplatte 3 durchsetzendes Filtrat-Abflußrohr 11 in ein Filtratgehäuse 12 führt, das im wesentlichen von der unteren Rotorplatte 3 und einer Zwischenwandung 13 gebildet wird.

Eine Tangente zur Siebfläche 9 und eine Senkrechte zur Fliehkraftrichtung des Rotorkörpers 1 schließen dabei einen Winkel, den Siebflächenwinkel a, ein, der im wesentlichen dem Gleitwinkel der auf der Siebfläche 9 sich bildenden Feststoffschicht entspricht bzw. etwas darunter liegt.

Die obere und die untere Rotorplatte 2 und 3 weisen am Umfang kegelstumpfförmige Ringflächen 14 und 15 auf, deren Offnungsrichtungen einander zugekehrt sind. Die obere Rotorplatte 2 hat eine zentrische öffnung 16, in die ein am Zentrifugengehäuse 17 abgestützter Zufuhrstutzen 18 für Schleudergut ragt.
An ihrem Umfangsbereich weist die obere Rotorplatte 2 umlaufende Magnetkörper 19 auf, denen ein am Zentrifugengehäuse 17 befestigter stationärer Magnetkörper 20 funktionsmäßig zugeordnet ist.

Die Magnetkörper 19 und 20 liegen in einem Teilraum 21, der im wesentlichen von der oberen Rotorplatte 2 und dem Zentrifugengehäuse 17 umschlossen wird. Vom Zentrifugengehäuse 17 und der Zwischenwandung 13 wird ein weiterer Teilraum, das Feststoff-Fanggehäuse 22, gebildet, in das die Feststoff-Austrittsbereiche der Siebtaschen 4 münden.

Im Betrieb der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Siebtaschenzentrifuge wird das Schleudergut über den Zufuhrstutzen 18 in den gelochten Einlaufverteiler 5 des rotierenden Rotorkörpers 1 eingeführt und gleichmäßig auf die Siebflächen 9 der Siebtaschen 4 verteilt, wo das Filtrat unter Bildung einer auf der Siebfläche verbleibenden Feststoffschicht abgesondert wird und über den Hohlraum 10 und das Filtrat-Abflußrohr 11 in das FiI-trat-Gehäuse 12 gelangt.
Aufgrund der Tatsache, daß der Siebflächenwinkel a kleiner als der Feststoff-Gleitwinkel ist, verbleibt die Feststoff-Schicht zunächst auf der Siebfläche 9 und wird erst in radialer Richtung bzw. Fliehkraftrichtung weitergefördert, wenn der Rotorkörper 1 und die darin befestigten Siebtaschen 4 eine Drehverzögerung erfahren.

In dieser Betriebsphase wird anstelle eines Haftreibwertes //o ein Gleitreibwert μ_ΐ wirksam, worauf der auf der Siebfläche 9 befindlichen Feststoffschicht ein Transportimpuls in radialer Richtung mitgeteilt wird.

Der Haftreibwert μ_ο entspricht dabei dem Gleitwinkel, wie er bei gleichförmiger Drehbewegung zwischen Feststoffschicht und Siebfläche 9 maßgeblich ist, wobei der Siebflächenwinkel λ, je nach Schleudergut, so eingestellt ist, daß er gleich oder kleiner als der Gleitwinkel

15

20

ist, um im Zustand der gleichförmigen Drehbewegung eine gewisse Verweilzeit des Produktes auf der Siebfläche zu erzielen, was für eine gute Filtration und damit niedrige Restfeuchte des Feststoffanteils Bedingung ist.

Die Drehverzögerung erfährt der Roto'körper im hier geschilderten Ausführungsbeispiel mittels der umlaufenden Magnetkörper 19, die beim Vorbeiführen am stationären Magnetkörper 20 infolge der Magnetwirkung einen Bremsimpuls auf den Rotorkörper 1 übertragen, wobei die Bremsenergie elastisch vom Roterkörper 1 und dessen Antriebselementen aufgenommen wird und nach Durchlauf der Magnet vorrichtung wieder zur Beschleunigung des Rotorkörpers ί umgesetzt wird. Es wird mit diese: Einrichtung gewährleistet, daß die Feststoffschicht einerseits statisch eine ausreichende Zeit auf der Siebfläche verbleibt, um optimale Trennungsbedingungen zu erzielen, andererseits aber ein zuverlässig wirkender Transport über die Siebfläche sichergestellt wird.

Die Drehschwingung kann auch direkt von. Antriebsmotor S erzeugt oder zumindest unterstützt werden. Dazu kann die Stromzufuhr zum Antriebsmotor 8 unterbrochen werden, wenn der umlaufende Magnetkörper 19, der auch als Weicheisenkern ausgebildet sein kann, den stationären Magneten 20 erreicht hat. Auch kann der Antriebsmotor 8 kurzzeitig auf Gegenstrom geschaltet werden, um den Rotor zu bremsen.

Des weiteren sind auch mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch wirkende Abbremsvorrichtungen denkbar, sowie elektrisch aktivierbare Magnete, die darüberhinaus noch in Abhängigkeit von beliebigen Betriebsparametern der Zentrifuge steuerbar sein können, wodurch man während des Betriebs sowohl auf die Frequenz als auch auf die Größe der Transportimpulse Einfluß nehmen kann. Die Zentrifuge kann damit den verschiedensten Betriebsbedingungen, beispielsweise der Schleudergutart oder der Schleudergutmenge, angepaßt werden.

Das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine in einem festen Lagergehäuse 26 in Lagern 27 und 28 abgestützte Hohlwelle 29, die im unteren Bereich eine Keilriemenscheibe 30 besitzt. Eine zweite Keilriemenscheibe 31 ist an einer Getriebewelle 32 befestigt, die die Hohlwelle 29 zentrisch durchsetzt und in ihr mittels Lagern 33 und 34 drehbar angeordnet ist. Auf der Getriebewelle 32 befindet sich ein Ritzel 35, das mit einem Gegenritzel 36 in Eingriff steht. Das Gegenritzel

36 sitzt auf einer Rotorwelle 37, die exzentrisch über Lager 38 und 39 in der Hohlwelle 29 gelagert if t. An der Rotorwelle 37 ist über eine Nabe 40 eine untere Rotorplatte 41 befestigt, an der Siebtaschen 42 (F i g. 4) wie im Rotorkörper 1 gemäß den F i g. 1 und 2 angeordnet sind.

Die Wirkungsweise dieser Siebtaschenzentrifuge ist im wesentlichen aus F i g. 4 zu entnehmen. Dabei sind aus Gründen der besseren Verständlichkeit lediglich die Siebflächen 43 der Siebtaschen 42 schematisch dargestellt, deren genauere Ausgestaltung den Siebtaschen 4 aus den Fig. 1 und 2 entspricht

Die gekrümmten Siebflächen 43 der Siebtaschen 42 sind einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, die, vorausgesetzt, daß die Drehzahl des Rotors um die Achse 44 der Hohlwelle 29 hoch und um die Achse 45 der Rotorwelle

37 niedrig ist, nahezu in radialer Richtung senkrecht zur Hohlwellenachse 44 wirkt. Maßgebend dafür, ob ein Feststoffpartikel auf der Siebfläche 43 gleitet ist der Winkel zwischen einer Tangente 46 dieser Siebfläche 43 und einer Senkrechten 47 zur Fliehkraft-Richtung 48. Infolge der exzentrischen Anordnung und der gleichzeitigen Drehung um die beiden beschriebenen Achsen 44, 45 ändert sich dieser Winkel umlaufend zwischen einem Minimum λ\ und einem Maximum Ai.

Bei Ausreichender Differenz zwischen .ti und λ; wird dabei abwechselnd der Haftreibwinkel (Haftreibwert /*n) des Schleudergut-Feststoffes auf der Siebfläche 43 überschritten und der Gleitreibwinkel (Gleitreibwert /Cg) unterschritten. Es folgt der erwünschte schrittweise Transport des Feststoffes über die Siebfläche 43, wobei in den Zwischenphasen der Feststoff zum Stehen kommt, so daß eine ausreichende Verweildauer verbleibt, in der sich eine dickere Feststoffschicht bilden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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35

40

Claims

Patentanspruch:

Siebtaschenzentrifuge mit einem Siebtaschen tragenden Rotorkörper, der um seine eigene Achse sowie um eine exzentrisch zur eigenen Achse angeordnete weitere Achse drehbar gelagert ist, wobei der Rotorkörper um seine eigene Achse mit niedriger Drehzahl und um die exzentrisch angeordnete weitere Achse mit hoher Drehzahl umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Achsen (44 und 45) innerhalb einer Kreisfläche liegen, die von den Innenkanten der auf dem Rotorkörper (1) angeordneten Siebtaschen (42) umrissen wird, wobei die Siebflächen der Siebtaschen (42) in einem Siebflächenwinkel χ angeordnet sind, der bei Drehung der Siebiaschen (42) lediglich um die Achse (45) des Rotorkörpers (1) kleiner als der Feststoft-Glekwinkel ist und der bei zusätzlicher Drehung um die weitere Achse (44) zyklusmäßig mindestens gleich dem Feststoff-Gleitwinkel ist.