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Schubzentrifuge
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Die Erfindung betrifft eine Schubzentrifuge mit einer einen zylindrischen
Mantelteil und einen sich daran zu einer Austrageseite hin anschließenden, sich
nach außen konisch erweiternden Mantelteil aufweisenden Schleudertrommel und mit
einem mit der Schleudertrommel umlaufenden, innerhalb des zylindrischen Mantelteils
relativ zu der Schleuder trommel axial hin und her verschiebbaren Schubboden.
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Eine bekannte Schubzentrifuge dieser Art (DE-OS 25 42 916) ist zweistufig
mit einer Außentrommel und einer darin und relativ dazu axial verschiebbar angeordneten,
rein zylindrischen Innentrommel ausgebildet. Diese Schubschleuder ist universell
auch für schwer trennbare, auch viskose, Gemische unterschiedlicher Zusammensetzung
verwendbar und deshalb verhältnismäßig aufwendig gebaut und im Betrieb.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für verhältnismäßig leicht
trennbare Feststoff-Flüssigkeitsgemische, z. B. Feinkohleschlamm, eine Schubzentrifuge
zu schaffen, die nur bei geringem Bauaufwand und Raumbedarf im Betrieb robust und
kostengünstig zu betreiben ist.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die axiale
Länge des zylindrischen Mantelteils in einem Bereich von (0,09 bis 0,2) D liegt,
wobei D der wirksame Innendurchmesser des zylindrischen Mantelteils ist, und daß
die axiale Länge des konischen Mantelteils bis zu einem Abwurfende der Schleudertrommel
in einem Bereich von (0,16 bis 0,3) D liegt. Vorteilhaft ist zunächst, daß hierbei
die Schubzentrifuge nur einstufig zu sein braucht, also erhöhter Aufwand für weitere
Stufen entfallen kann. Die Sch2eudertrommel baut außerdem vor-
teilhaft
kurz , wobei bemerkenswert der verhältnismäßig kurze zylindrische Mantelteil ist.
Bei feinkörnigem Feststoff-Flüssigkeitsgemisch, z. B. Feinkohleschlamm, findet trotz
der geringen axialen Erstreckung des zylindrischen Mantelteils in dem zylindrischen
Mantelteil eine Abfuhr von schon etwa 90 % des in dem Füllgut enthaltenen Wassersstatt.
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Der zylindrische Mantelteil bildet also die Hauptentwässerungszone
der Schleudertrommel und ist für den gedachten Einsatzfall nur so lang wie unbedingt
erforderlich ausgebildet. Gleiches gilt prinzipiell für den sich anschließenden
konische Mantelteil der Schleudertrommel, in dem der auf dem zylindrischen Mantelteil
gebildete Feststoffkuchen auseinandergezogen wird. Dadurch wird die Abfuhr des in
dem Feststoffkuchen enthaltenen Restwassers erleichtert und beschleunigt. Insgesamt
ist also der bauliche und betriebliche Aufwand der vorgeschlagenen Schubzentrifuge
minimal, obgleich eine hohe Entwässerungsleistung erzielt wird.
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Mit der Bemessungsvorschrift gemäß Anspruch 2 ergeben sich besonders
günstige bauliche und betriebliche Verhältnisse.
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Die Mantelneigung gemäß Anspruch'3 führt. zu einer vorteilhaften
Spreizwirkung in dem Feststoffkuchen und damit beschleunigter Abfuhr der Restflüssigkeit.
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Insbesondere für Feinkohleschlamm als Füllgut hat sich der Neigungswinkel
gemäß Anspruch 4 als besonders günstig erwiesen.
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Bei abrasiven Feststoffen in dem Füllgut ist bisher bei einem an
das Abwurfende der Schleudertrommel anschliessenden stationären Auffanggehäuse für
die abgetrennten Feststoffe erhöhter Verschleiß zu beobachten. Dem istman mit örtlichen
Panzerungen und nachträglichen Armierungen des Auffanggehäuses im Auftreffbereich
der Fest stoffe begegnet, um eine ausreichende Lebensdauer des Auffanggehäuses zu
erreichen. Diese Maßnahmen sind jedoch umständlich, kostenaufwendig und führen zu
Ausfallzeiten der Schubzentrifuge.
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Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, bei Füllgut
mit abrasiven Feststoffen einen wirksamen Verschleißschutz des Auffanggehäuses bieten.
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Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst. Die
Vorsprünge bilden an der Innenwand des Auffanggehäuses eine Reihe von Taschen, in
denen sich von der Schleudertrommel abgeworfene Feststoffe halten. Auf diese Weise
wird in der verschleißgefährdeten Auftreffzone des Auffanggehäuses ein praktisch
durchgehender Feststoffstreifen gebildete der die Aufprallenergie des mit hoher
Geschwindigkeit das Abwurfende der Schleudertrommel tangential verlassenden Feststoffe
auffängt. So wird ein Verschleiß der Auftreffzone des Auffanggehäuses stark gemindert,
wenn nicht gar ausgeshlossen. Allenfalls sind die freien Enden der Vorsprünge einer
Verschleißwirkung ausgesetzt. Dem kann man jedoch durch einfache Maßnahmen, z. B.
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austauschbare Ausbildung der Vorsprünge, begegnen.
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Besonders einfach lassen sich die Vorsprünge als Bleche ausbilden.
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Gemäß Anspruch 7 ist gewährleistet, daß der Feststoffstreifen entlang
der Auftreffzone des Auffanggehäuses auch Bereichen in denjenigenhwährend des Betriebs
erhalten bleibt, aus denen anderenfalls Teile des Feststoffstreifens aufgrund der
Schwerkraft herausfallen könnten. Die Maßnahmen dienen also der Aufrechterhaltung
des Feststoffstreifens auch bei ungünstigen Feststoffen.
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Die Merkmale des Anspruchs 8 verhindern Brückenbildung und sonstige
Anbackungen und Ansammlungen abgeschleuderter Feststoffe im Bereich des Auffanggehäuses.
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Die Maßnahme gemäß Anspruch 9 erhöht die Lebensdauer der Vorsprünge
und damit des Auffanggehäuses.
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Die Merkmale des Anspruchs 10 erleichtern den Austausch verschlissener
Vorsprünge und verkürzen die Stillstandszeit der Schubzentrifuge.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zetFn: Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt
durch eine Schubzentrifuge und Fig.2 die Schnittansicht gemäß Linie 2-2 in Fig.
1.
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Gemäß Fig. 1 weist eine einstufige Schubzentrifuge 1 ein Gestell
2 auf, das eine Nabe 3 trägt. In der Nabe 3 ist eine Hohlwelle 4 in Wälzlagern 5
und 6 drehbar gelagert, mit deren in Fig. 1 linkem Ende eine Riemenscheibe 7 verschraubt
ist. Die Riemenscheibe 7 ist als Zylinder ausgebildet und beherbergt in einem Zylinderraum
8 einen Kolben 9, der durch eine in einer Nut 10 der Riemenscheibe 7 axial verschiebbare
Feder 11 vor Relgtivdrehung gegenüber der Riemenscheibe 7 gesichert ist. Eine an
dem Kolben 9 befestigte Stange 12 erstreckt sich durch einen Hohlraum der Hohlwelle
4 hindurch und trägt an ihrem freien Ende einen Schubboden 13. Mit einer Nabe 14
des Schubbodens 13 sind Stehbolzen 15 verschraubt, mit deren freiem Ende ein konischer
Aufgabetopf 16 verschraubt ist. Ein Boden 17 des Aufgabetopfes 16 weist eine zentrale
Durchbrechung 18 auf, durch die hindurch sich das Ende eines. Aufgaberohres 19 erstreckt,
dem in Richtung eines Pfeiles 20 als Füllgut ein zu trennendes Feststoff-Flüssigkeitsgemisch,
z. B.
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Feinkohleschlamm, zugeführt wird.
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An dem in Fig. 1 rechten Ende der Hohlwelle 4 ist eine Schleudertrommel
21 der Schubzentrifuge 1 angeschraubt.
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Die Schleudertrommel 21 weist einen mit Löchern 22 versehenen Mantel
23 auf, der mit einem geschweißten Spaltsieb 24 innen belegt ist. Der Mantel 23
weist einen zylindrischen Mantelteil 25 mit einer wirksamen axialen Länge 26 und
einen sich an den zylindrischen Mantelteil 25 zu einer Austrageseite der Schleudertrommel
21 hin anschlies-
senden, sich nach außen konisch erweiternden Mantelteil
27 von einer wirksamen axialen Länge 28 auf.
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An dem freien Ende des konischen Mantelteils 27 ist ein Abwurfring
29 befestigt, der durch eine komplementäre Öffnung 30 (vgl. auch Fig. 2) in einer
Stirnwand 31 eines stationären Auffanggehäuses 32 hindurchragt.
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In Fig 1 ist auch ein wirksamer Innendurchmesser D des zylindrischen
Mantelteils 25 eingezeichnet. Für die Größe der wirksamen axialen Länge 26 des zylindrischen
Mantelteils 25 ist zu beachten, daß in Fig. 1 der Schubboden 13 sich nicht in seiner
äußersten linken Endstellung befindet, die durch Anlage des Kolbens 9 an einer Stirnwand
33 der Riemenscheibe 7 bestimmt ist.
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An das Auffanggehäuse 32 ist in Fig. 1 nach links ein die Schleudertrommel
21 umgebendes Zentrifugengehäuse 34 angeschweißt, das mit einer in Fig. 1 linken
Stirnwand 35 mit der Nabe 3 verschraubt ist.
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Die Steuerung des Kolbens erfolgt über ein Druckmedium, z. B. Hydraulikflüssigkeit,
das einem 4Wege/2Stellungsventil 36 durch eine Versorgungsleitung 37 zugeführt wird.
Befindet sich das Ventil 36 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, gelangt das Druckmedium
durch das aus Fig. 1 entnehmbare Kanalsystem auf die in Fig. 1 linke Seite des Kolbens
9 und bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 9, der Stange 12, des Schubbodens 13
und des Aufgabetopfes 16 nach rechts. Wird dagegen das Ventil 36 in seine andere
Schaltstellung durchgeschaltet, gelangt das Druckmedium durch einen Ringspalt 38
zwischen der Hohlwelle 4 und der Stange 12 auf die in Fig. 1 rechte Seite des Kolbens
9, wodurch das vorerwähnte System in Fig. 1 nach links zurückbewegt wird.
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Die Riemenscheibe 7 wird durch eine Anzahl nicht gezeichnete Keilriemen
von einem auf dem Gestell 2 montierten Antrieb 39 drehend angetrieben. Das Gestell
2 trägt auch eine Motor-Pumpeneinheit 40 zur Erzeugung des Druckmediums.
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Das Auffanggehäuse 32 kann durch einen abnehmbaren Deckel 41 im Inneren
erreicht werden. Eine Auf treffzone 42 des Auffanggehäuses 32 ist durch quer zu
einer Längsachse 43 des Auffanggehäuses 32 im Abstand von einander angeordnete,
sich nach innen erstreckende Vorsprünge 44 vor Verschleiß durch die über den Abwurfring
29 der Schleudertrommel 21 abgeworfenen Feststoffe geschützt. Die Vorsprünge sind
als jeweils parallel zu der Längsachse 43 orientierte Bleche aus hochverschleißfestem
Stahl hergestellt und mit einer Anzahl streifenförmiger Träger 45 bis 52 verschweißt,
deren Ausbildung und Anordnung im einzelnen Fig. 2 zu entnehmen ist. Die Träger
45 bis 52 sind jeweils mit Schrauben 53 an die vor Verschleiß zu schützende Innenfläche
des Auffanggehäuses 32 angeschraubt und können bei Verschleiß der Vorsprünge 44
einfach ausgetauscht werden.
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In Fig. 2 ist zur Vereinfachung von der Schleudertrommel 21 nur der
Abwurfring 29 gezeichnet, der ein Abwurfende 54 der Schleudertrommel 21 definiert.
Von dem Abwurfende 54 befinden sich innere Enden der Vorsprünge 44 gemäß Fig. 2
in ausreichendem Abstand, so daß bei Drehung der Schleudertrommel 21 in Richtung
eines Pfeiles 55 eine einwandfreie Ab förderung der Feststoffe auch aus den oberen
Bereichen des Auffanggehäuses 32 gewährleistet ist. Die Feststoffe werden von dem
Abwurfring 29 gemäß der in Fig. 2 gestrichelt angedeuteten Linie 56 tangential abgeworfen.
Zwischen benachbarten Vorsprüngen 44 des Trägers 50 ist in gleicher Weise wie zwischen
allen übrigen benachbarten Vorsprüngen 44 eine Tasche gebildet, in der sich abgeworfene
Feststoffe 57 abgelagert und festgesetzt haben. Durch die Feststoffe 57 in den Taschen
58 bildet sich im Bereich der Träger 45 bis 52 ein Feststoffstreifen aus, der eine
Berührung neu ankommender Feststoffe allenfalls mit den äußersten freien Enden der
Vorsprünge 44, nicht jedoch mit den übrigen Teilen des Auffanggehäuses 32 zuläßt.
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Während die Vorsprünge44 zu den Trägern 45, 46 und 52 rechtwinklig
angeordnet sind, sind die Vorsprünge 44 an den übrigen Trägern 47 bis 51 jeweils
unter einem Winkel gegenüber einer normalen im Fußpunkt des jeweiligen Vorsprungs
44 auf dem Träger 47 bis 51 geneigt.
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Wie Fig. 2 zeigt, ist diese Neigung nicht in allen Fällen konstant.
Vielmehr ist der Neigungswinkel der beiden unteren Vorsprünge 44 des Trägers 51
verhältnismäßig gering.
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Gemäß Fig. 1 ist das Aufgaberohr 19 mit einem Flansch 59 an einem
Ring 60 des Auffanggehäuses 32 angeschraubt.
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Der Ring 60 ist in Fig. 2 nur strichpunktiert angedeutet, während
in Fig. 2 das Aufgaberohr 19 zur Vereinfachung nicht gezeigt ist.