DE3106022C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von in einer Suspension befindlichen Fest­ stoff- 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 Schleuderraum­ deckel dicht verschließbaren Öffnungsrand der Trommel und mit seinem anderen Rand an einem unter Freilas­ sung eines Zwischenraumes starr mit dem Deckel ver­ bundenen Bodenstück lösbar befestigt ist, wobei Schleudertrommel und Bodenstück koaxial zueinander angeordnet, gemeinsam in Umlauf versetzbar und axial zueinander bewegbar sind und hierdurch das Filter­ tuch umstülpbar ist.

Bei einer bekannten Filterzentrifuge dieser Art (DE-OS 27 10 624) ist das Filtertuch ein verhältnis­ mäßig steifes, in sich starres Gebilde, dessen Rand­ umschläge, ähnlich wie die Krempen eines formbestän­ digen 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 er­ forderlich, in die Randbereiche des Filtertuches drei­ eckförmige 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 Filterzentrifuge 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 un­ erwünschter Weise eine andere Durchlässigkeit als am Zylindermantel erhält. Wegen ihrer Steifheit können die beschriebenen Filtertücher auch nicht zusammen­ gefaltet werden, es ist vielmehr erforderlich, sie in ihrer stabilen Form zu verpacken und zu trans­ portieren, was insbesondere bei Filtertüchern für Filterzentrifugen mit großem Trommeldurchmesser höchst umständlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filtertuch für eine gattungsgemäße Filterzentrifuge vorzuschlagen, welches ohne Beeinträchtigung seiner gleichmäßigen Durchläs­ sigkeit in einfacher Weise herstellbar und zum Zwecke des Versandes raumsparend zusammenlegbar ist, aber dennoch an seinen Randbereichen zuverlässig mit der Filtertrommel verbunden werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der am Öffnungsrand der Schleudertrommel liegende Randbereich des Filtertuches unter Überdehnung radial nach außen um den Trommelrand gestülpt und am Randumschlag mittels eines Halterings am Öffnungsrand befestigt ist, und daß der in der Nähe des Bodens der Schleudertrommel liegende Randbereich des Filtertuches radial nach innen um das Bodenstück umgelegt, mittels eines in den Randumschlag einge­ legten, flexiblen Gliedes gerafft und am Randumschlag mittels eines weiteren Halteringes am Bodenstück befestigt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbiespiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Filterzentrifuge in der Arbeitsphase des Zentrifugierens;

Fig. 2 schematisch die Zentrifuge aus Fig. 1 in der Arbeitsphase des Feststoffab­ wurfs;

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 Schleuder­ trommel;

Fig. 6 eine vergrößerte Einzelansicht im Be­ reich des Kreises A in Fig. 5;

Fig. 7 eine vergrößerte Einzelansicht im Be­ reich des Kreises B in Fig. 5 und

Fig. 8 eine verkleinerte Vorderansicht der Schleudertrommel 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 Druck­ mittelzylinder 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 Keil­ stück 9 verschieblich ist. Dieses 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 Halerung 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 hinausragende Ende der Hohlwelle 3 ist dreh­ fest eine topfförmige Schleudertrommel 16 mit ihrem Boden 17 angeflanscht. An ihrer zylindrischen Seiten­ wand weist die Trommel 16 radial verlaufende Durch­ laßöffnungen 18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüber­ liegenden 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 schlauch­ förmig 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 Auf­ lage 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 dar­ gestellten Betriebszustand der Zentrifuge in eine Bohrung 27 der verschiebbaren Welle 12 eindringt.

Auf einem mit dem Druckmittelzylinder 6 fest ver­ bundenen und zusammen mit diesem umlaufenden Verschluß­ stück 28 ist mittels Drehlager 29, 31 ein Maschinen­ teil 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 Durckmittelleitungen, das Maschinen­ teil 32 und das Verschlußstück 28 vermitteln die Zu- und Abfuhr des Druckmittels, beispielsweise einer Hydrau­ likflüssigkeit, für die Hin- und Herbewegung der ver­ schiebbaren Welle 12, deren hinteres Teil als Kolben­ stange 33 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 Druckmittel­ zylinder 6 zurückgezogen, wobdurch das mit der Welle 12 verbundene Bodenstück 23 in der Nähe des Bodens 17 der Schleudertrommel liegt und das Filtertuch 22 der­ art in die Trommel 16 eingestülpt ist, daß es im Innern der Trommel liegt. Der Schleuderraumdeckel 25 hat sich dabei dicht auf den Öffnungsrand der Schleu­ dertrommel 16 aufgelegt. Bei rotierender Schleuder­ trommel 16 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, mitumlaufenden als Prallblech dienenden, ringförmigen Abschirmung 36 in eine Abführleitung 37 geleitet. Die Feststoffteil­ chen der Suspension werden vom Filtertuch 22 aufge­ halten. 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 Feststoff­ teilchen nach auswärt sin 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 ein­ gedrungen. Nach beendetem Abwurf der Feststoffteil­ chen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft wird die Filterzentrifuge durch Zurückschieben des Kolbens 34 wieder in die Betriebsstellung entsprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegen­ gesetzter 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 Filtertuch leicht gewechselt werden kann und dennoch sicher in der Schleudertrommel gehalten ist.

Fig. 3 zeigt ein Filtertuch 39 herkömmlicher Konstruk­ tion. 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 Rand­ umschläge 40, 41 auf. Der nach innen abstehende Rand­ umschlag 40 wird mit dem Bodenstück 23, der nach außen abstehende Randumschlag 41 mit dem Öffnungsrand 19 der Schleudertrommel 16 verbunden. Das Filtertuch 22 ge­ mäß 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 auf 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 dar­ gestellten Form verpackt und verschickt werden.

Fig. 4 zeigt ein Filtertuch 22 gemäß der Erfindung, welches natlos und mit konstantem Durchmesser aus einer rundgewebten, flexiblen Schlauchware herge­ stellt ist. Die Randumschläge 42, 43 welche den Randumschlägen 41 bzw. 40 des Filtertuchs 39 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 ge­ mäß 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 Filter­ tuch 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 Kon­ fektionierungsteile, wie sie beim Filtertuch 39 zur Herstellung der steifen, krempenartigen Umschläge 40, 41 erforderlich sind. Zur Ausbildung der Randumschläge 42, 43 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 Fig. 5 bis 7 erläutert. Der am Öffnungrand 19 der Trommel 16 liegende Randbereich des Filtertuches ist unter Über­ dehnung radial nach außen um den Öffnungsrand 19 um­ gestülpt und am Randumschlag 42 mittels des Halte­ ringes 21 am Rand der Trommel befestigt ist. Die Über­ dehnung des Filtertuchs 22 an seinem dem Randumschlag 42 zugeordneten Randbereich erfolgt beispielsweise da­ durch, daß man zwischen den Punkten M und N diametral in das Filtertuch an dessen in Fig. 4 linkem Randbe­ reich ein Spannglied, z. B. in der Art eines "Wagen­ hebers", einführt und dessen Länge sukzessive ver­ größert, bis das Filtertuch 22 im Bereich des Rand­ umschlags 42 eine Überdehnung erhält. Bei diesem Vor­ gang liegt das an sich schlauchförmige Filtertuch 22 im Randbereich mit Vorder- und Rückseite flach auf­ einander.

Es wurde gefunden, daß die auf diese Weise bewirkte Überdehnung des Filtertuchs im Bereich des Randum­ schlags 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 Schleuder­ trommel eingebracht werden kann, wobei der Randum­ schlag 42 nach außen um den Trommelrand umgestülpt wird. Die Überdehnung 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 Öffnungs­ rand 19 der Trommel eine ringsum verlaufende Nut 44 vorgesehen ist, in die hinein sich der verhältnis­ mäßig 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 16 wird nunmehr mittels Schrauben 45 der Haltering 21 auf­ gebracht. Dieser weist eine konisch verlaufende Keil­ fläche 46 auf, welche im zusammengebauten Zustand der Nut 44 gegenüberliegt. Die nach der beschriebenen Überdehnung 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 Filter­ tuches 22 an dessen vorderen Randbereich führt.

Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, ist der in Fig. 4 rechts gelegene Randumschlag 43 um das Boden­ stück 23 radial nach innen umgelegt. Da dadurch dieser Teil des Filtertuchs 22 einen kleineren Durchmesser erhält, ist eine Überdehnung 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 ge­ halten ist. Zur endgültigen Festlegung des Filtertuchs in diesem Bereich wird mittels Schrauben 49 ein Halte­ ring 51 aufgebracht, der wiederum eine konisch ver­ laufende 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 der Haltering 51 eine ringsum verlaufende Hilfsnut 53 auf. Die Hilfsnut 53 kann im Bedarfsfall einen starren, krempenartig abstehenden Randumschlag 40 eines Filter­ tuches aufnehmen, vgl. das entsprechende Bezugszeichen in Fig. 3. Auf diese Weise ist es möglich, in die Schleuder­ trommel 16 auch Filtertücher einzulegen, die an ihrem, dem Trommelboden zugekehrten Randbereich einen her­ kömmlichen, steif konfektionierten Randumschlag 40 auf­ weisen.

Claims (4)

1. Filterzentrifuge zum Trennen von in einer Suspension befindlichen Feststoff- und Flüssikeitsbestand­ teilen mit einer radiale Durchlaßöffnungen auf­ weisenden, in einem Zentrifugengehäuse drehbar gelagerten, an einer Stirnseite offenen Schleuder­ trommel und mit einem in die Trommel einlegbaren, an seinen freien Rändern mit Randumschlägen ver­ sehenen Filtertuch, das mit seinem einen Rand an dem durch einen Schleuderraumdeckel dicht ver­ schließbaren Öffnungsrand der Trommel und mit seinem anderen Rand an einem unter Freilassung eines Zwischenraumes starr mit dem Deckel ver­ bundenen 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, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der am Öffnungsrand (19) der Schleudertrommel (16) liegende Randbereich des Filtertuches (22) unter Überdehnung radial nach außen um den Trommelrand gestülpt und am Randum­ schlag (42) mittels eines Halteringes (21) am Öffnungsrand (19) befestigt ist, und daß der in der Nähe des Bodens (17) der Schleudertrommel (16) liegende Randbereich (43) des Filtertuchs (22) radial nach innen um das Boden­ stück (23) umgelegt, mittels eines in den Rand­ umschlag (43) eingelegten, flexiblen Gliedes (47) gerafft und am Randumschlag (43) mittels eines weiteren Halteringes (51) am Bodenstück (23) be­ festigt ist.

2. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Öffnungsrand (19) der Trommel (16) und/oder deren Bodenstück (23) Nuten (44) bzw. 48) zur Aufnahme der Randumschläge (42 bzw. 43) vor­ gesehen sind.

3. Filterzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halteringen (21, 51) im Bereich der Randumschläge (42, 43) Keilflächen (46, 52) angeordnet sind.

4. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, 2 oder 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Filtertuch (22) rundgewebt ist.