DE3142805C2

DE3142805C2 - Vollmantel-Schneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE3142805C2
Application number: DE3142805A
Authority: DE
Inventors: Werner Prof. Dr. 6740 Landau Stahl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DE3142805A1; DK155821C; DK478482A; DK155821B; US4589866A; JPS5881454A

Abstract

Eine Dekantier-Zentrifuge, insbesondere eine Gegenstrom-Maschine, bei welcher innerhalb einer rotierenden Trommel eine mit einer gegenüber der Trommel mit einer Differenz-Drehzahl laufenden Förderschnecke angeordnet ist, wobei sich die Maschine dadurch auszeichnet, daß durch Beeinflussung der Strömung der Flüssigkeit und/oder der bereits sedimentierten Feststoff-Teilchen eine besonders gute Klärwirkung erreicht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge, insbesondere Gegcnstrom-Zentrifugo. mit einer drehbar gelagerten Trommel und mit einer gegenüber der Trommel mit Differenzdrehzahl rotierenden Förderschnecke, wobei in der Förderschnecke zu ischen ihren Schneckenblättern Einbauten angebracht sind.

Eine derartige Zentrifuge kann entweder als Gleichstrom-Zentrifuge oder als Gegenstromzentrifuge ausgebildet sein.

Eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge kann in ihrer Wirkungsweise grundsätzlich als Sedimentationsbecken betrachtet werden, welches zu einem in sich geschlossenen Mantel zusammengerollt ist und dessen Wirksamkeit in dem Maß größer ist wie die Fliehkraft die f-.rdbeschleunigung übersteigt.

Auf dieser Vorstellung beruht auch die Berechnungsmethode über die Stokessche Sinkgeschwindigkeit.

Es ist jedoch bekannt, daß diese Vorstellung nicht in allen Fällen zutreffend ist, denn es zeigen sich in vielen Einsatzfällen schlagartige Anstiege des Feststoffgehultes im Zentral, wenn ein kritischer Wert überschritten wird. Nach Stokes müßte ein monotoner Anstieg des Feststoffgehal'es auftreten.

Eine konstruktive Konsequenz für den schlagartig einsetzenden Anstieg des Feststoffgehaltes im Zentral ist die Gleichstrom-Zentrifuge, die jedoch immer mit einem verhältnismäßig hohen Flüssigkeitsniveau betrieben werden sollte. Bei speziellen Klärproblemen konnte mit der Gleichstrom-Zentrifuge ein verhältnismäßig gutes Ergebnis erreicht werden, und es konnte vor allem erreicht werden, daß der Feststoffgehalt im Zentral nur monoton ansteigt, so daß kein plötzlicher Anstieg des Feststoffgehaltes eintritt.

Um die Klärung zu verbessern, ist es nach der DE-OS 19 52 942 versucht worden, den Einfluß von Strömungsstörungen in der Förderschnecke dadurch zu vermeiden, daß die innere der beiden Förderschnecken den mitgeschleppten Feststoff vor dem Überlauf vom Zentrat abzieht und in den Raum der äußeren Förderschnecke bringt. Diese äußere Förderschnecke transportiert dann den Feststoff der weiter durch Eindicken entfeuchtet wird. Diese Vollmantel-Schneckenzentrifuge kann in ihrem Aufbau sehr kompliziert und in ihrer Herstellung sehr teuer sein. In Verhältnis zur Maschinengröße kann sie einen unbefriedigend niedrigen Durchsatz aufweisen.

Bei der Gleichstrom-Zentrifuge muß der Feststoff über die gesamte Länge des zylindrischen Teils der Trommel transportiert werden: dadurch kann ein hohes Drehmoment der Maschine entstehen. Hs müßte dann ein verhältnismäßig großes Umlaufgetriebe verwendet werden

Die Schneckenantriebswelle müßte sehr groß dimensioniert werden. Der Verschleiß kann sich über die ganze Länge der Förderschnecken und zum Teil auch über die Trommel erstrecken

Weiterhin kann es vor allem beim Transport pastöscr Sedimente durch die Förderschnecke über den Konus zu einem Rückstau von Feststoffen aus dem konischen Bereich in den zylindrischen Bereich kommen. Kin auf diese Weise entstehender Feststoffkeil kann in der Nähe

dor Übergangsstelle zwischen dem zylindrischen und dom konischen Teil oft eine erhebliche Dicke erreichen. Wenn sich in diesem Bereich jedoch der Ablauf für die geklärte Flüssigkeit befindet, kann es vorkommen, daß bei der Gleichstrom-Zentrifuge Feststoff wieder mit in ilen Überlauf gespült wird.

lime /i'iitrifuge der gattungsgemiißen An ist auch durch die I)Ii-AS I0J2I80 bekanntgeworden. Hier werden Maßnahmen ergriffen, um Feststoffteilchen möglichst auf kurzem Weg und in kurzer Zeit auf die Trommelwand zu transportieren. Hierzu verwendet man Separatorbleche als Einbauten, durch die die Flüssigkeit gezwungen wird, auf ihrem Weg zur Trommelwand durch bestimmte vorgegebene Kanäle hindurch-/usirömen.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zu schaffen, mit wel-,chei sieh der mit zunehmendem Durchsatz plötzlich ifaufireiende. steile Anstieg des FeststoffgehaNs im Zenigtrat vermeiden und somit eine gute Klärwirkung auch * bei hohem Durchsatz erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Rs tritt ein Effekt auf. der maßgeblich durch Schleppkriifte bestimmt wird, die auf solche Feststoffteilchen wirken, die bereits im Bereich der Feststoff-Grundschicht bzw. der Innenoberfläche der Trommel sedimentiert sind.

Es wird eine gute Klärwirkung unter Vermeidung eines schlagartigen Ansteigens des Feststoffgehaltes im Zentral durch die Maßnahmen zur Beruhigung der Flüssigkeitsströmung in der Nähe der Grundschicht erreicht. Die schädlichen Schleppkräfte werden dadurch beherrscht, daß die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Grundschicht bzw. der Trommel erheblich gemindert wirci. Damit wird eine verbesserte Klärwirkung erreicht.

Andererseits verbleibt noch genügend Raum, um den Feststoffkuchen unter den Einbauten hindurch weitertransportieren zu können.

Hin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die einzige Figur eine Reihe von Teilschnitten durch einen Abschnitt der Fordersehnecke. in welchem Einbauten zur Strömungsberuhigung veranschaulicht sind, wobei sich die Vollmantel-Schneckenzentrifuge in Betrieb befindet.

Die Zeichnung ist in Teildarstellungen A bis fgegliedert. Innerhalb einer Trommel 10 ist jeweils eine Forderschnecke angeordnet, von welcher der Schneckengrundkörper 13 in einem Teilschnitt veranschaulicht ist. Sowohl die Trommel 10 als auch die Förderschnecke rotieren um eine gemeinsame Achse, jedoch mit unterschiedlicher Drehzahl. Entlang der Innenoberfläche der Trommel 10 wird eine Flüssigkeit 15 bis zu einem Flüssigkeitsniveau 16 in einer entsprechenden Schicht entlang der Trommel 10 durch die Zentrifugalkraft gehalten. Die gegenüber der Flüssigkeit 15 spezifisch schwereren Feststoffteilchen haben die Tendenz, sich auf der Innenoberfläche der Trommel 10 abzusetzen. Da zwischen benachbarten Schneckenblättern ein Flüssigkeits-Strömungskanal ausgebildet wird, in welchem die Flüssigkeit 15 mit erheblicher Geschwindigkeit strömt, wirken jedoch auf die Feststoffteilchen Kräfte, die so erlieblich sein können, daß bereits sedimentierte Teilchen nicht an Ort und Stelle bleiben, sondern durch die Strömung wieder fortgespült werden. Dies wird durch die mit 17a, !76, 17c, \7d und 17e bezeichneten Einbauten im wesentlichen dadurch verhindert, daß die Strömung zwischen den Einbauten 17a. 176. YJc. 17dund 17t» und der Trommel !0 weitgehend beruhigt wird. In den Teil· darstellungen A bis E sind zwischen den (nicht dargestellten) Schneckenblätiern verschiedene Konfigurationen von Einbauten 17.7. XTb. YIc. 17c/iiiul 17c ge/eigt. nämlich Dachprofilelemente. Miichniulcrialclcmcnu*. Rundbolzen, ein Lochblech und Streckmaterial. Die Einbauten 17a. YIb. YIc. \7duna YIe sind etwas unterhalb der Mitte des Flüssigkeitsniveaus 16 angeordnet und weisen einen Abstand von der Trommel 10 auf. der uo bemessen ist, daß der zu transportierende Feststoffkuchen unter den Einbauten 17a, 176, 17c. Md und J7e hindurch gefördert werden kann. Form und Abstand zwischen den Einbauten 17a, 176.17c, 17</und 17esind so beniessen, daß sedimentierende Teilchen auf verhältnismäßig steilen Flächen der Einbauten 17.7, \7b. YIc. YId und 17e abrutschen und in das geschützte Gebiet unterjialbrder .Einbauten .17a; 176.{i7c\ 17rfundl7c· eintreten Können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge, insbesondere Gegenstrom-Zentrifuge, mit einer drehbar gelagerten Trommel und mit einer gegenüber der Trommel mit Differenzdrehzühl rotierenden Förderschnecke, wobei in der Förderschnecke zwischen ihren Schneckenblättern Einbauten angebracht sind, d a durch gekennzeichnet, daß einerseits die Einbauten (17a, 176.17c, 17c/und 17e/so nahe an der Trommelwand angeordnet sind, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit (15) im Bereich zwischen den Einbauten (17a, 176,17c, 17c/und 17e/den .Schneckenblättern und der Trommel (10) wesentlich vermindert ist, und andererseits der Abstand zwischen einem radial äußeren Rand der Einbauten (17a, 176, 17c, 17c/und 17e, und der Trommel (10) so dimensioniert ist, daß von den Schneckenblättern zu einem Feststoff-Kuchen zusammengeschobenes Sediment noch ohne Behinderung durch diese Einbauten (17a. 176, 17c. YId und 17ej gefördert werden lcann.

2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17a. 176.17c, 17c/und UeJ'im Bereich der Mitte des Flüssigkeitsniveaus (16) angeordnet sind.

3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17a. 176. 17c. YId und YIe) unmittelbar unterhalb der Mitte des Flüssigkeitsniveaus (16) angeordnet sind.

4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Absland zwischen den Einbauten (17a. 176. 17c. 17t/ und YIe) und der Trommel (10) über die Länge der Trommel (10) konstant ist.

5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Einbauten (17a, YIb, YIc, Wd und i7e) und der Trommel (i0) über die Länge der Trommel (10) abnimmt.

6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17ajaus parallel zueinander verlaufenden Dachprofilelementen gebildet sind.

7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (176,/ aus parallel zueinander verlaufenden. schräg angeordneten Flachmaterialelementen gebildet sind.

8. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (t7c) aus parallel zueinander vtrlaufonden Rundbolzen gebadet sind.

<*. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17c/,aus einem Lochblech bestehen.

10. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17c/aus Streckmetall bestehen.

11. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17a, 176.17c, 17c/und 17e,)paral-IeI zur Trommelachse angeordnet sind

12. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (17«. l7/>. 17c Pc/und I7ujscnk· recht zur Oberfläche der Schneckenblätter angeordnet sind.