DE3036550A1

DE3036550A1 - Zentrifuge zum trennen von feststoff-fluessigkeitsgemischen

Info

Publication number: DE3036550A1
Application number: DE19803036550
Authority: DE
Inventors: Georg 8313 Vilsbiburg Hiller
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-09-27
Filing date: 1980-09-27
Publication date: 1982-05-19

Description

Anlage zum Patentgesucn der
Klöckner-Humboldt-Deutz Aktiengesellschaft vom 25. September 1980 Zentrifuge zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, bei welcher mindestens eine eingedickte Feststoffphase mindestens teilweise durch mindestens eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mantel angeordnete Öffnung ausgetragen wird, und welche mindestens eine Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen derselben aufweist, wobei die Steuervorrichtung mit einem Antrieb ausgestattet ist, nach Patent...........
(Patentanmeldung P 29 42 451.9).
Durch diese, aus der Hauptanmeldung bekannte Anordnung und Ausbildung einer Zentrifuge wird ein Ablassen der zu trennenden schweren Phase mit der Steuervorrichtung nach der Erfindung funktionell beherrschbar, die auch auf einfache Weise beispielsweise durch ein Getriebe betätigt werden kann. Dadurch wird erreicht, daß eine Abhängigkeit von Betriebszuständen wie Drücken oder ruckweisen Beschleunigungen vermieden ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zentrifuge nach der Hauptanmeldung bezüglich des Öffnens und Schliel3ens der ii,: Mantel angeordneten Öffnungen zu verbessern, d.h. daß die eingedickte schwere Phase nach Maßgabe von regeltechnisch beherrschten Betriebsparametern derart gesteuert werden, daß die eingedickte schwere Phase in kontrollierter Menge und/oder Menge pro Zeiteinheit abgelassen werden kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Mantel zylinderförmig ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird es insbesondere vorteilhaft möglich, den Austragsbereich für die schwere feststoffbeladene Phase ZU vergrößern und auch Teilmengen der eingedickten schweren Phase in beliebiger Menge abzuziehen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Steuervorrichtungen und Öffnungen, insbesondere Düsen auf dem Mantel verteilt angeordnet. Hierdurch er-gibt sich eine erhöhte Sensibilität der Austragssteuerung.
Zweckmäßig wird die Erfindung auch dadurch susgestaltet, daß die Steuerung der düsenartigen Öffnungen unabhängig voneinander erfolgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden neben den Steuervorrichtungen auch Einbauten zur Beeinflussung der Strömungsrichtung der schweren Phase im Bereicn des Mantels, vorzugsweise Tellerpakete vorgesehen. Mit dieser Maßnahme kann inqWeÇ>ndere auch bei' grö13eren 1entri fugen mit waagerechter Rotationsachse eine Steigerung der Trennwirkung erzielt und der schweren Phase eine verstärkte Bewegungskomponente in Austragsrichtung in etwa parallel zur Rotationsachse vermittelt werden.
Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, daß ein Tellerpaket Abstandshalter zwischen den einzelnen Tellern aufweist mit über die Tellerenden hinausragenden Umlenkorganen. Durch diese Maßnahme wird der abgetrennten schweren feststoffbeladenen Phase auf besonders einfache Weise eine Bewegungskomponente parallel zur Rotationsachse, aber auch parallel zum Mantelumfang verliehen, sodaß die nächstgelegene Auslaßdüse in kürzestmöglicher Zeit erreicht wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen im Beispiel näher erläutert.
Fig. 1 eine mit der Erfindung ausgestattete Zentrifuge zur Trennung von drei unterschiedlichen Phasen, Fig. 2 Detailzeichnung des Ausschnittes X aus Fig. 1, teils im Schnitt, teils in Ansicht, Fig. 3 Schnitt Y-Y durch die Zentrifuge gemäß Fig. 1 mit Teller in Draufsicht ohne Schnitt, Fig. 4 perspektivische Seitenansicht der Einbauten der Zentrifuge gemäß Fig. 1.
Fig. 1 zeigt die Steuervorrichtung nach der Erfindung in einer Zentrifuge, in der drei unterschiedlich schwere Phasen von Feststoff- Flüssigkeitsgemischen und/oder Gemischen von Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte voneinander getrennt werden können. Das zylinderförmige Gehäuse 70 der Zentrifuge besteht aus den beiden miteinander verschraubten Gehäuseteilen 71 und 72. Im Bereich des größten Durchmessers sind mehrere düsenartige Öffnungen 73 auf dem Mantel 70 verteilt angeordnet, welche einen freien Durchgang der schweren Phase ermöglichen.
Neben der Steuervorrichtung 75 weist die Zentrifuge auch besondere Einbauten 80 auf, die der Steigerung der Trennwirkung dienen.
Die Steuerung erfolgt mittels einer oder mehreren Steuervorrichtungen 75, welche in Tragarmen 79 angeordnet.
sind. Es gehört dabei ebenso zur Erfindung, daß die Steuerung der einzelnen dUsenartigen Öffnungen 73 unabhängig voneinander erfolgen kann, durch Einstellung unterschiedlicher Differenzgeschwindigkeiten der Steuervorrichtungen 75 gegenüber dem Gehäuse 70. Zu diesem Zweck ist einerseits das Gehäuse 70 mit der Hohlwelle 74 in der Lagerung 75 drehbar gelagert, und andererseits sind die Innenteile des Separators auf der Welle 77 unabhängig vom Gehäuse 70 drehbar gelagert. Die Welle 77 und die Hohlwelle 74 sind durch Nadellager 78 voneinander gelagert.
Die Steuervorrichtung 75 überdeckt in der gezeigten Stellung die Öffnung 73 und verschließt diese in der bereits geschilderten Art und Weise. Wenn jedoch infolge der Relativbewegung die Ausnehmung 85 an der Öffnung 73 vorbeiwandert, wird diese kurzzeitig freigegeben, und der ;ngesammelte .Schlamm kann aus dem Gehause 70 nu.qtreten.
Zum Zwecke der Relativbewegung ist sowohl die Hohlwelle 74 als auch die Welle 77 je mit einer separaten Antriebsscheibe 82 und 83 ausgestattet. Diese werden durch ein Variogetriebe 86 mit dem Motor 87 und einstellbarer Geschwindigkeitsdifferenz über die Keilriementransmissionen 88 und 89 angetrieben.
Die Eingabe des Dreiphasengemisches erfolgt in bekannter Weise entsprechend dem Pfeil 90 durch das Aufgaberohr 91 in das Innere der als Tellerpaket ausgebildeten Einbauten 80, das vom Körper 81 getragen wird, an dessen konisch erweiterter Wand die Suspension nach unten geleitet wird und durch die Öffnungen 92 in den konisch erweiterten Verteiler 93 gelangt, von wo aus die drei Phasen in an sich bekannter Weise in den Trennraum der Zentrifuge gelangen. Während die sich absetzende schwerste feststoffhaltige Phase durch die nach der Erfindung angeordnete Steuervorrichtung 75 in geregelter Menge durch die Auslaßdüsen 73 abgelassen wird, wobei die Auslaßdüsen 73 unterhalb bzw. auf gröerem Radius als der Flüssigkeitsspiegel der schweren Phase angeordnet sind, gelangt die mittelschwere Phase in eine Auslaßkammer 104 und von dort in das Auslaßrohr L05, während die leichte Phase zwischen den Tellern 97 des Tellerpaketes 80 aufsteigt und über das Auslaßrohr 106 abgezogen wird.
Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen in Detailausschnitten die Ausgestaltung der Tellereinbauten 80 bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zylinderförmigem Mantel.
Damit die schwere Phase, die das Tellerpaket 80 infolge von Zentrifugal- und Trägheitskräften in Richtung 103 auf den Außenmantel 70 verläßt, eine verstärkte Bewegungskomponente parallel zur Rotationsachse erhält, werden Umlenkorgane 99 vorgesehen, beispielsweise durch Verlängerung der Abstandshalter 46 zwischen den einzelnen Tellern 97 über die Tellerenden 98 hinaus. Durch Biegung der Umlenkorgane 99 in geeigneter Weise wird so der schwereren Phase die Bewegung in Richtung auf die nächstgelegene Auslaßdüse 73 vorgegeben.
Die oberen Kanten der Enden 100 der Umlenkorgane 99 sind zu diesem Zweck, wie Fig. 4 zeigt, um deren Schwerpunktachsen 101 in Rotationsrichtung 102 um einen Winkel Alpha i zwischen 0 bis 90 °, vorzugsweise 60 ° verdreht, so daß die axiale Strömungskomponente verstärkt wird. Gegenüber den Abstandshaltern 96 sind die Umlenkorgane 99 um einen Winkel Beta ß zwischen 0 und 90 o, vorzugsweise zwischen 45 und 60 ° in Strömungsrichtung 103 abgeknickt.
Eine Abknickung bzw. Biegung der Umlenkorgane 99 gegenüber der Rotationsachse kann der strömenden schweren Phase ebenfalls eine Bewegungskomponente parallel zur Rotationsachse verleihen und gehört auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Im übrigen dienen die in den Figuren dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiele lediglich zur Veranschaulichung der prinzipiellen Funktion einer Steuervorrichtung nach der Erfindung. Deren detaillierte konstruktive Ausgestaltung, soweit sie im Bereich des handwerklichen Könnens liegt und vom Fachmann ohne erfinderische Eingebung gestaltet werden kann, fällt ebenfalls unter die Erfindung, sofern sie einem der geltenden Patentansprüche genügt.
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Claims

Patentansprüche L. Zentrifuge zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeits-Gemischen, bei welcher mindestens eine eingedickte Feststoffphase mindestens teilweise durch mindestens eine unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mantel angeordnete Öffnung ausgetragen wird, und welche mindestens eine Steuervorrichtung zum Öffnen oder Schließen derselben aufweist, wobei die Steuervorrichtung mit einem Antrieb ausgestattet ist, nach Patent 6 (Patentanmeldung P 29 42 451.9), dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (70) zylinderförmig ausgebildet ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mebrere Steuervorrichtungen (75) und Öffnungen (73), insbesondere Düsen, auf dem Mantel (70) verteilt angeordnet sind.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der düsenartigen Öffnungen (73) unabhängig voneinander erfolgt.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Steuervorrichtungen (75) auch Einbauten (80) zur Beeinflussung der Strömungsrichtung der schweren Phase im Bereich des Mantels (70), vorzugsweise TelLerpakete vorgesehen werden.
5. Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Tellerpaket (80) Abstandshalter (96) zwischen den einzelnen Tellern (97) aufweist mit über die Tellerenden (98) hinausragenden Umlenkorganen (99).
6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kanten der Enden (100) der Umlenkotgane (99) um deren Schwerpunktachsen (101) in Rotationsrichtung (102) um einen Winkel Alpha ( α ) zwischen 0 bis 90 O, vorzugsweise 60 O verdreht sind.
7. Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkorgane (99) gegenüber den Abstandshaltern (96) um einen Winkel Beta (,s) zwischen 0 und 90 o, vorzugsweise zwischen 45 und 60 O in Strömungsrichtung (103) abgeknickt sind.