-
Beschreibung:
-
Filterzentrifuge Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum
Trennen von in einer Suspension befindlichen Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteilen
mit einer radiale Durchlaßöffnungen aufweisenden, in einem Zentrifugengehäuse drehbar
gelagerten, an einer Stirnseite offenen Schleudertrommel und mit einem in die Trommel
einlegbaren, an seinen freien Rändern mit Randumschlägen versehenen Filtertuch,
das mit seinem einen Rand an dem durch einen Schleuderraumdeckel dicht verschließbaren
öffnungsrand der Trommel und mit seinem anderen Rand an einem unter Freilassung
eines Zwischenraumes starr mit dem Deckel verbundenen Bodenstück lösbar befestigt
ist, wobei Schleudertrommel und Bodenstück koaxial zueinander angeordnet, gemeinsam
in Umlauf versetzbar und axial zueinander bewegbar sind und hierdurch das Filtertuch
umstülpbar ist.
-
Bei einer bekannten Filterzentrifuge dieser Art (DE-OS 27 1o 624)
ist das Filtertuch ein verhältnismäßig steifes, in sich starres Gebilde, dessen
Randumschläge, ähnlich wie die Krempen eines formbeständigen Hutes, eigens konfektioniert
werden müssen und radial starr von dem im wesentlichen kreiszylindrischen Körper
des Filtertuchs nach innen bzw. außen abstehen.
-
Um diese Randumschläge zu konfektionieren, ist es erforderlich, in
die Randbereiche des Filtertuches dreieckförmige Spickel einzuschneiden, die Randbereiche
radial umzulegen und Konfektionsteile auf ihnen, z.
-
B. durch Vernähen, zu befestigen.
-
Aufgrund ihrer komplizierten Herstellung sind die beschriebenen Filtertücher
teure Gegenstände, was deswegen nachteilig ist, weil es sich bei ihnen um die Hauptverschleißteile
der Filter zentrifuge handelt, die immer wieder ausgewechselt werden müssen. Die
meist durch Vernähen erfolgende Konfektionierung der Randbereiche führt dazu, daß
das Filtertuch durch unvermeidliche Nadeleinstiche im Randbereich in unerwünschter
Weise eine andere Durchlässigkeit als am Zylindermantel erhält. Wegen ihrer Steifheit
können die beschriebenen Filtertücher auch nicht zusammengefaltet werden, es ist
vielmehr erforderlich, sie in ihrer stabilen Form zu verpacken und zu transportieren,
was insbesondere bei Filtertüchern für Filterzentrifugen mit großem Trommeldurchmesser
höchst umständlich ist.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Mängeln abzuhelfen
und ein Filtertuch für eine
gattungsgemäße Filterzentrifuge vorzuschlagen,
welches ohne Beeinträchtigung seiner gleichmäßigen Durchlässigkeit in einfacher
Weise herstellbar und zum Zwecke des Versandes raumsparend zusammenlegbar ist, aber
dennoch an seinen Randbereichen zuverlässig mit der Filtertrommel verbunden werden
kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der am öffnungsrand
der Trommel liegende Randbereich des Filtertuches unter Überdehnung radial nach
außen um den Trommelrand umgestülpt und am Randumschlag mittels eines Halterings
am Trommelrand befestigt ist, und daß der am Trommelboden liegende Randbereich des
Filtertuches radial nach innen um den Trommelboden umgelegt, mittels eines in den
Randumschlag eingelegten, flexiblen Gliedes gerafft und am Randumschlag mittels
eines weiteren Halteringes am Trommelboden befestigt ist.
-
Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer
Filterzentrifuge dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung
der Erfindung. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Filterzentrifuge
in der Arbeitsphase des Zentrifugierens; Fig. 2 schematisch die Zentrifuge aus Fig.
1 in der Arbeitsphase des Feststoffabwurfs;
Fig. 3 ein starres Filtertuch
herkömmlicher Art für die Zentrifuge aus Fig. 1 und 2; Fig. 4 ein flexibles Filtertuch
gemäß der Erfindung; Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Schleudertrommel; Fig.
6 eine vergrößerte Einzelansicht im Bereich des Kreises A in Fig. 5; Fig. 7 eine
vergrößerte Einzelansicht im Bereich des Kreises B in Fig. 5 und Fig. 8 eine verkleinerte
Vorderansicht der Schleuder trommel in Richtung des Pfeiles C in Fig. 5.
-
Die auf der Zeichnung, insbesondere in Fig. 1 und 2 dargestellte Filterzentrifuge
umfaßt ein die gesamte Maschine dicht umschließendes Zentrifugengehäuse 1, in dem
auf einem stationären Maschinengestell 2 eine Hohlwelle 3 in Wälzlagern 4, 5 drehbar
gelagert ist.
-
An das in Fig. 1 und 2 rechts gelegene, über das Lager 5 hinausragende
Ende der Hohlwelle 3 ist ein Druckmittelzylinder 6 abgedichtet angeflanscht. Mit
diesem Zylinder ist ein Antriebsrad 7 drehfest verbunden, über welches die Hohlwelle
3 und der Zylinder 6 in bekannter Weise, z. B. mittels eines Keilriemens von einem
(nicht dargestellten) Elektromotor, gemeinsam in raschen Umlauf versetzbar sind.
Die zwischen den
Lagern 4, 5 starr durchgehende Hohlwelle 3 weist
eine axial gerichtete Keilnut 8 auf, in welcher ein Keilstück 9 verschieblich ist.
Diese Keilstück ist starr mit einer in dem kreiszylindrischen Innenraum 11 der Hohlwelle
3 verschiebbaren Welle 12 verbunden. Die Welle 12 läuft daher gemeinsam mit der
Hohlwelle 3 um, ist jedoch in dieser axial verschieblich. Die Wellen 3 und 12 verlaufen
in einem auch der Halterung der Lager 4, 5 dienenden, buchsenförmigen Gehäuse 13,
das auf dem Maschinengestell 2 abgestützt ist.
-
An dem in Fig. 1 und 2 links gelegenen, über das Lager 4 hinausragenden
Ende der Hohlwelle 3 ist drehfest eine topfförmige Schleudertrommel 16 mit ihrem
Boden 17 angeflanscht. An ihrer zyl.indrischen Seitenwand weist die Trommel 16 radial
verlaufende Durchlaßöffnungen 18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüberliegenden Stirnseite
ist die Trommel 16 offen. An dem diese offene Stirnseite umgebenden, flanschartigen
Öffnungsrand 19 ist in später noch zu erläuternder Weise mittels eines Halterings
21 (vgl. auch Fig. 5 und 6) der eine Rand eines im wesentlichen schlauchförmig ausgebildeten
Filtertuches 22 dicht eingespannt.
-
Der andere Rand dieses Filtertuches 22 ist in ebenfalls noch zu beschreibender
Weise (vgl. Fig. 5 und 7) dicht mit einem Bodenstück 23 verbunden, welches starr
mit der verschiebbaren, den Boden 17 frei durchdringenden Welle 12 verbunden ist.
An dem Bodenstück 23 ist über Stehbolzen 24 unter Freilassung eines Zwischenraumes
starr ein Schleuderraumdeckel 25 befestigt, der in Fig. 1 den Schleuderraum der
Trommel 16 durch Auflage an deren Öffnungsrand dicht verschließt und in
Fig.
2 gemeinsam mit dem Bodenstück 23 durch axiales Herausschieben der Welle 12 aus
der Hohlwelle 3 frei von der Trommel abgehoben ist. An der in Fig. 1 und 2 links
gelegenen Vorderseite der,Filterzentrifuge ist ein Füllrohr 26 starr angeordnet,
welches zum Zuführen einer in ihrer Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden
Suspension in den Schleuderraum der Trommel 16 dient (Fig. 1) und in dem in Fig.
2 dargestellten Betriebszustand der Zentrifuge in eine Bohrung 27 der verschiebbaren
Welle 12 eindringt.
-
Auf einem rtlit dem Druckmittelzylinder 6 fest verbundenen und zusammen
mit diesem umlaufenden Verschlußstück 28 ist mittels Drehlager 29, 31 ein Maschinenteil
32 drehbar gelagert. Das Maschinenteil 32 ist z. B. durch eine starre Druckmittelleitung
30 an einem Rotieren gehindert, verharrt also bei sich drehendem Verschlußstück
28 in Ruhe. Die Leitung 30, weitere, nicht dargestellte Druckmittelleitungen, das
Maschinenteil 32 und das Verschlußstück 28 vermitteln die Zu-und Abfuhr des Druckmittels,
vorzugsweise einer Hydraulikflüssigkeit, für die Hin- und Herbewegung der verschiebbaren
Welle 12, deren hinteres Teil 33 als Kolbenstange in den Druckmittelzylinder 6 eindringt
und dort mit einem doppelt wirkenden Kolben 34 verschraubt ist. Mit den Druckmittelleitungen
sind in bekannter und deshalb im einzelnen nicht beschriebener Weise fernsteuerbare
Ventile verbunden, die das Druckmittel über im Verschlußstück 28 vorgesehene Kanäle
auf die eine Seite des Kolbens 34 leiten, so daß der Kolben über die Kolbenstange
33 und die verschiebbare Welle 12 das Bodenstück 23 in die in Fig. 2 gezeichnete
Stellung
verschiebt. Bei entsprechender Umsteuerung der Ventile gelangt in ebenfalls bekannter
Weise unter Druck stehendes Druckmittel über einen in der Wand des Zylinders 6 angeordneten
Kanal auf die andere Seite des Kolbens 34 und drückt den Kolben in die in Fig. 1
gezeichnete Betriebsstellung der Zentrifuge.
-
Im Betrieb nimmt die Filterzentrifuge zunächst die in Fig. 1 gezeichnete
Stellung ein. Die verschiebbare Welle 12 ist in die Hohlwelle 3 und in den Druckmittelzylinder
6 zurückgezogen, wodurch das mit der Welle 12 verbundene Bodenstück 23 in der Nähe
des Bodens 17 der Schleudertrommel liegt und das Filtertuch 22 derart in die Trommel
16 eingestülpt ist, daß es im Innern der Trommel liegt. Der Schleuderraumdeckel
25 hat sich dabei dicht auf den öffnungsrand der Schleudertrommel 16 aufgelegt.
Bei rotierender Schleudertrommel wird über das Füllrohr 26 zu filtrierende Suspension
eingeführt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension treten in Richtung der Pfeile
35 durch die öffnungen 18 der Schleudertrommel hindurch und werden von einer an
der Trommel befestigten, mit-umlaufenden, als Prallblech dienenden, ringförmigen
Abschirmung 36 in eine Abführleitung 37 geleitet. Die Feststoffteilchen der Suspension
werden vom Filtertuch 22 auf gehalten. Bei weiterhin rotierender Schleudertrommel
wird nun entsprechend Fig. 2 die Welle 12 (nach links) vorgeschoben, wodurch sich
das Filtertuch 22 nach außen umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen
nach auswärts in Richtung der Pfeile 38 in das Zentrifugengehäuse 1 abgeschleudert
werden. Von da aus können sie leicht abbefördert werden. In der Stellung nach Fig.
2 ist das Füllrohr 26 durch
Öffnungen, welche im Deckel 25 und
im Bodenstück 23 vorgesehen sind, in die Bohrung 27 der Welle 12 eingedrungen. Nach
beendetem Abwurf der Feststoffteilchen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft wird
die Filter zentrifuge durch Zurückschieben des Kolbens 34 wieder in die Betriebsstellung
entsprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegengesetzter
Richtung zurückstülpt.
-
Aus der voranstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das Filtertuch
22 während des Zentrifugierens stark beansprucht wird und einem erheblichen Verschleiß
unterliegt, so daß es von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muß. Es ist daher wichtig,
dem Filtertuch 22 eine möglichst einfache und billige Konstruktion zu geben und
außerdem dafür Sorge zu tragen, daß das Filter tuch leicht gewechselt werden kann
und dennoch sicher in der Schleudertrommel gehalten ist.
-
Fig. 3 zeigt ein Filtertuch 39 herkömmlicher Konstruktion. Das Filtertuch
39 besteht aus Textilmaterial, beispielsweise einem Gewebe. oder Filz von möglichst
gleichmäßiger Porosität. Das Filtertuch 39 weist an seinen freien Rändern starre,
radial abstehende Randumschläge 40, 41 auf. Der nach innen abstehende Randumschlag
40 wird mit dem Bodenstück 23, der nach außen abstehende Randumschlag 41 mit dem
öffnungsrand 19 der Schleudertrommel 16 verbunden. Das Filtertuch gemäß Fig. 1 ist
ein in sich mehr oder weniger starres Gebilde, dessen wie Hutkrempen abstehende
Randumschläge 40, 41 in einem umständlichen Herstellungsvorgang unter Ausschneiden,
Vernähen und dergleichen besonders
konfektioniert werden müssen.
In der Regel ist es auch nicht möglich, das Filtertuch 39 aus einer Schlauchware
herzustellen, so daß es eine entlang einer Mantellinie verlaufende Naht aufweist.
Wegen seiner steifen Beschaffenheit kann das Filtertuch 39 nicht zusammengelegt
werden, es muß daher in der dargestellten Form verpackt und verschickt werden.
-
Fig. 4 zeigt ein Filtertuch 22 gemäß der Erfindung, welches nahtlos
und mit konstantem Durchmesser aus einer rundgewebten, flexiblen Schlauchware hergestellt
ist. Die Randumschläge 42, 43, welche den Randumschlägen 41 bzw. 40 des Filtertuchs
gemäß Fig. 3 entsprechen, sind nach innen bzw. außen eingeschlagen.
-
Eine besondere Konfektionierung etwa in Gestalt der krempenartig abstehenden
Randumschläge 40, 41 erfolgt nicht. Das Filtertuch 22, welches auch ein Filzstoff
sein kann, ist daher ein mehr oder weniger flexibles Gebilde, und zwar auch im Bereich
der Randumschläge 42, 43. Das Filtertuch 22 kann daher zusammengefaltet und raumsparend
verpackt werden. Es wurde gefunden, daß sich bei der Herstellung des Filtertuches
22 gemäß Fig. 4 gegenüber dem Filtertuch 39 gemäß Fig. 3 eine Verbilligung im Verhältnis
von etwa 1 : 4 ergibt, was im wesentlichen darauf zurückgeht, daß das Filtertuch
22 als schlauchförmige Meterware hergestellt, z. B. rundgewebt werden kann, worauf
lediglich die Randumschläge 42, 43 ausgebildet werden müssen. Diese Randumschläge
erfordern aber keine zusätzlichen Konfektionierungsteile, wie sie beim Filtertuch
39 zur Herstellung der steifen, krempenartigen Umschläge 40, 41 erforderlich sind.
Zur Ausbildung der Randumschläge
43, 42 werden die Randbereiche
an den Stirnseiten des Filtertuchs 22 in einfacher Weise nach außen bzw. innen einmal
oder mehrmals umgeschlagen und gegebenenfalls fixiert.
-
Die Anordnung und Befestigung des Filtertuchs 22 in der Schleudertrommel
16 wird anhand der Figuren 5 bis 7 erläutert. Der am öffnungsrand 19 der Trommel
16 liegende Randbereich des Filtertuches ist unter Überdehnung radial nach außen
um den Öffnungsrand 19 umgestülpt und am Randumschlag 42 mittels des Halteringes
21 am Rand der Trommel befestigt. Die Überdehnung des Fitertuchs 22 an seinem dem
Randumschlag 42 zugeordneten Randbereich erfolgt vorzugsweise dadurch, daß man zwischen
den Punkten M und N diametral in das Filtertuch an dessen in Fig. 4 linkem Randbereich
ein Spannglied, z. B. in der Art eines "Wagenhebers", einführt und dessen Länge
sukzessive vergrößert, bis das Filtertuch 22 im Bereich des Randumschlags 42 eine
überdehnung erhält. Bei diesem Vorgang liegt das an sich schlauchförmige Filtertuch
22 im Randbereich mit Vorder- und Rückseite flach aufeinander.
-
Es wurde gefunden, daß die auf diese Weise bewirkte Überdehnung des
Filtertuchs im Bereich des Randumschlags 42 auch nach Herausnahme des Spanngliedes
kurzzeitig erhalten bleibt, so daß das Filtertuch bei entsprechend raschem Arbeiten
nun in einfacher Weise, wie in Fig. 5 und 6 dargestellt, in die Schleudertrommel
eingebracht werden kann, wobei der Randumschlag 42 nach außen um den Trommelrand
umgestülpt wird. Die Uberdehnung löst sich bereits nach kurzer
Zeit
wieder auf, wodurch sich der Randumschlag 42 wieder zusammenzieht und eine feste
Verankerung am Trommelrand bewirkt. Die Verankerung wird besonders fest, wenn, wie
in Fig. 6 dargestellt, am öffnungsrand 19 der Trommel eine ringsum verlaufende Nut
44 vorgesehen ist, in die hinein sich der verhältnismäßig dicke Randumschlag 42
zusammenziehen kann. Durch die Nut 44 ist das Filtertuch 22 im übrigen bereits so
fest am Trommelrand gehalten, daß es von alleine nicht mehr zurückspringen kann.
-
Auf den Öffnungsrand 19 der Schleudertrommel wird nunmehr mittels
Schrauben 45 der Haltering 21 aufgebracht. Dieser weist eine konisch verlaufende
Keilfläche 46 auf, welche im zusammengebauten Zustand der Nut 44 gegenüberliegt.
Die nach der beschriebenen Uberdehnung des Filtertuchs 22 in diesem verbleibende
Rückstellkraft hat das Bestreben, den wulstartigen Randumschlag 42 in die von der
Keilfläche 46 und den Boden der Nut 44 gebildete Keilnut hineinzuziehen, was zu
einer besonders stabilen Fixierung des Filtertuches 22 an dessen vorderen Randbereich
führt.
-
Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, ist der in Fig. 4 rechts gelegene
Randumschlag 43 um das Bodenstück 23 radial nach innen umgelegt. Da dadurch dieser
Teil des Filtertuchs 22 einen kleineren Durchmesser erhält, ist eine Uberdehnung
wie am Randumschlag 42 nicht erforderlich. Statt dessen ist es aber nötig, das Filtertuch
22 im Bereich des Randumschlags 43 zu raffen. Zu diesem Zweck ist im Randumschlag
43 ein flexibles Glied 47 in Gestalt einer Schnur, eines Drahtes, eines Kabels oder
dergleichen vorgesehen,
welches in bekannter Weise zusammengezogen
wird.
-
Hierdurch erreicht man eine Raffung des Filtertuchs 22 am Trommelboden
auf den gewünschten Durchmesser.
-
Wie dargestellt, weist auch das Bodenstück 23 eine Nut 48 auf, die
den gerafften Teil des Filtertuchs 22 aufnimmt. Es hat sich gezeigt, daß bereits
durch die Raffung das Filtertuch 22 sicher am Bodenstück 23 gehalten ist. Zur endgültigen
Festlegung des Filtertuchs in diesem Bereich wird mittels Schrauben 49 ein Haltering
51 aufgebracht, der wiederum eine konisch verlaufende Keilfläche 52 aufweist. In
die zwischen dieser Keilfläche und dem Boden der Nut 48 gebildete Keilnut" wird
der Randumschlag 43 fest hineingezogen und verankert.
-
Wie in Fig. 7 weiterhin dargestellt, weist das Haltestück 51;eine
ringsum verlaufende Hilfsnut 53 auf.
-
Die Hilfsnut 53 kann im Bedarfsfall einen starren, krempenartig abstehenden
Randumschlag eines Filtertuches aufnehmen, vgl. Bezugszeichen 40 in Fig. 3.
-
Auf diese Weise ist es möglich, in die Schleudertrommel 16 auch Filtertücher
einzulegen, die an ihrem, dem Trommelboden zugekehrten Randbereich einen herkömmlichen,
steif konfektionierten Randumschlag aufweisen.
-
Leerseite