DE3153164C2

DE3153164C2 - Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge

Info

Publication number: DE3153164C2
Application number: DE19813153164
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: 1986-12-18

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge, insbesondere Gegenstrom-Zentrifuge, mit einer drehbar gelagerten Vollmantel-Trommel und mit einer gegenüber der Trommel mit unterschiedlicher Drehzahl rotierenden Förderschnecke, deren Schnekkenblätter im Bereich der Blattspitze Ausnehmungen aufweisen, wobei jede Ausnehmung in ihrer Erstrekkung in Umfangsrichtung des Blattes durch ein in axialer Förderrichtung gesehen, axial vorderes Ende und durch ein axial zurückgezogenes Ende begrenzt ist.

Eine derartige Zentrifuge ist aus der FR-PS 11 52 315 bekannt. Damit soll erreicht werden, daß die kompakte Feststoffschicht im oberen Bereich soweit wie möglich abgefräst wird. Dazu sind die einzelnen Zähne der Blattspitze so eng aufeinander gereiht, daß beim Durchgang von zwei aufeinanderfolgenden Zähnen durch die Fest-Stoffschicht kein Zwischenraum unbearbeitet stehen bleiben solL

Die Erfindung betrifft auch eine Vollmantel-Schnekken-Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6. Derartige Zentrifugen sind allgemein bekannt

Weiterhin ist aus der DE-AS 10 11 362 eine Zentrifuge zum Trennen des Schleudergutes in eine leichtere und eine schwerere Flüssigkeitskomponente sowie in eine Schlammkomponente bekannt, welche zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete konische Vollmanteltrommeln aufweist, die zusammen einen stufenförmigen Mantel bilden und mit diesem zusammenwirkende Förderschnecken einschließen, welche den auf den Innenwänden der Trommel abgesetzten Schlamm von der einen Trommel zur anderen und durch eine während des Betriebes sich bildende freie Flüssigkeitsfläche zu einer Trockenzone in der anderen Trommel bewegen.
Eine Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge 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 Erdbeschleunigung übersteigt

Auf dieser Vorstellung beruht auch die Berechnungsmethode über die Stokes'sche Sinkgeschwindigkeit

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

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine VoIlmantel-Schnecken-Zentrifuge der eingangs näher genannten Art zu schaffen, mit welcher sich bei im übrigen gleichbleibend guter Entfeuchtung und Förderung der Feststoffe durch eine Beeinflussung der Strömung im Bereich der Innenoberfläche der Trommel eine außerordentlich gute Klärwirkung erreichen läßt.

Diese Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 dadurch gelöst, daß die senkrechte Projektion des vorderen Endes der Ausnehmung auf eine fiktive, durch die Achse der Förderschnecke und die Ausnehmung gelegte Ebene im axialen Abstand zur senkrechten Projektion des zurückgezogenen Endes der Ausnehmung auf diese Ebene vorgesehen ist, so daß in der Feststoff-Grundschicht in der Trommel schräg zur Flüsigkeitsströmung in den Schneckengängen verlaufende »Fallgruben« für Feststoffteilchen gebildet werden.

Alternativ wird diese Aufgabe gemäß Patentanspruch 6 dadurch gelöst, daß der an sich im zylindrischen Teil der Zentrifuge konstante Blattdurchmesser der Förderschnecke entlang der Trommel entgegen der Förderrichtung der abgetrennten Feststoffe in vorgegebenen Abständen jeweils stufenförmig verkleinert ist, so daß in der heststoff-Grundschicht in der Trommel entgegen der Förderrichtung der abgetrennten Feststoffe »Stolperstufen« für auf der Feststoff-Grundschicht angelangte Feststoffteilchen gebildet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Patentanspruches .1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

Es wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß ein Ef-

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fekt auftritt, der maßgeblich durch Schleppkräfte be- In der F i g. 2A ist innerhalb einer Trommel 30a eine

stimmt wird, die auf solche Feststoffteilchen wirken, die Förderschnecke 32a angeordnet, welche an einem bereits im Bereich der Feststoff-Grundschicht bzw. der Schneckengrundkörper 33 ein Schneckenblatt 34a auf-Innenoberfläche der Trommel sedimentiert find. Solche weist, welches sich entlang der Trommel 30a stufenför-Schleppkräfte sind maßgeblich an dem schlagartig stei- 5 mig verjüngt Der Durchmesser der Trommel 30a vergenden Feststoffgehalt im Zentrat beteiligt Es konnte jungt sich entsprechend dem Durchmesser der Fördereine besonders gute Klärwirkung unter Vermeidung des schnecke ebenfalls stufenförmig, so daß eine Grundschlagartigen Ansteigens des Feststoffgehaltes im Zen- schicht 31a gebildet wird, welche über die Längsausdehtrat dadurch erreicht werden, daß durch die Schnecken- nung der Trommel 30a eine im wesentlichen konstante blätter der Förderschnecke in der Feststoff-Grund- 10 Dicke aufweist

schicht unter einem Schräglaufwinkel zur Strömungs- Die Anordnung nach der F i g. 2B unterscheidet sich

richtung angeordnete »Fallgruben« gebildet werden, in von der entsprechenden Anordnung gemäß der F i g. 2A denen Feststoffteilchen praktisch gefangen werden. im wesentlichen dadurch, daß eine Trommel 306 vor-

Gemäß der alternativen Lösung wird das dauerhafte handen ist deren Innendurchmesser über die Längsaus-Verbleiben von Feststoffteilchen dadurch herbeige- 15 dehnung der Trommel 30i> im wesentlichen konstant führt, daß Feststoffteilchen, die bereits auf der Grund- bleibt Da der Durchmesser eines an einer Förderschicht angelangt sind, jedoch aufgrund erheblicher schnecke 32b angebrachten Schneckenblattes 346 sich Schieppkräfte dennoch entlang der Trommel weiterge- fortschreitend stufenförmig verjüngt, entsteht zwischen führt werden, jeweils vor den einzelnen Stolperstufen in dem Schneckengrundkörper 33 und der Trommel Bereiche gebracht werden, in denen die Strömung weit- 20 eine Grundschicht 31 b, welche sich entlang der Tromgehend beruhigt ist, so daß die Feststoffteilchen in die- mel 306 in der Strömungsrichtung des Zentrats fortsen Bereichen endgültig sedimentieren können, da sie schreitend stufenförmig verdickt Mit anderen Worten, praktisch nicht über die Stolperstufe hinwegkommen. die Dicke der Grundschicht 3t b nimmt in der Strö-

Bereits vorhandene Zentrifugen können problemlos mungsrichtung der Flüssigkeit stufenförmig oder mit geringem baulichem Aufwand umgerüstet werden. 25 sprungartig zu.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

erläutert Es zeigt

F i g. 1 in einer schematischen perspektivischen Darstellung ein mit Ausnehmungen im Bereich der Blattspitze versehenes Schneckenblatt und die mit Hilfe der Ausnehmungen im Feststoffkuchen erzeugte Oberflächen-Struktur und

F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Zentrifuge, bei welcher der Durchmesser der Förderschnecke entlang der Trommel stufenförmig zurückspringt

Zwischen benachbarten Schneckenblättern, wie sie in der F i g. 1A dargestellt sind, wird ein Flüssigkeits- Strömungskanal ausgebildet, in welchem die Flüssigkeit mit erheblicher Geschwindigkeit strömt. Hierbei wirken auf die Feststoffteilchen Kräfte, die so erheblich sein können, daß bereits sedimentierte Teilchen nicht an Ort und Stelle bleiben, sondern durch die Strömung wieder fortgespült werden. Dies wird dadurch verhindert, daß, wie die F i g. 1 zeigt, innerhalb einer Trommel 20 eine in ihrer Gesamtheit mit 22 bezeichnete Förderschnecke angeordnet ist, die an einem Schneckengrundkörper 23 ein Schneckenblatt 24 aufweist, welches im Bereich der Blattspitze mit Ausnehmungen 25 versehen ist. Die in der Fig. IA zinnenförmig gestalteten Ausnehmungen 25 erzeugen in der Grundschicht 21a eine komplementäre Konfiguration.

In den Fig. IB bis ID sind alternative Konfigurationen von Grundschichten 21 b, 21c und 21 rf dargestellt, die sich aus entsprechenden Ausnehmungen in der Förderschnecke ergeben. Je nach dem verwendeten Schneckenblatt-Profil können in der Grundschicht innerhalb der Trommel 20 Rillen, Nuten oder dergleichen gebildet werden, die praktisch als »Fallgruben« für Feststoff-Teiichen dienen.

Der Abstand zwischen der Blattspitze der Förderschnecke und der Innenwand der Trommel kann bewußt verhältnismäßig groß bemessen sein, um eine relativ dicke Grundschicht ausbilden zu können, in welcher die »Fallgruben« für Feststoff-Teilchen von geeigneter Oberflächenstruktur und vor allem mit ausreichender Tiefe erzeuet werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge, insbesondere Gegenstrom-Zentrifuge, mit einer drehbar gelagerten Vollmantel-Trommel und mit einer gegen-

■ über der Trommel mit unterschiedlicher Drehzahl rotierenden Förderschnecke, deren Schneckenblätter im Bereich der Blattspitze Ausnehmungen aufweisen, wobei jede Ausnehmung in ihrer Erstrekkung in Umfangsrichtung des Blattes durch ein in axialer Förderrichtung gesehen, axial vorderes Ende und durch ein axial zurückgezogenes Ende begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Projektion des vorderen Endes der Ausnehmung (25) auf eine fiktive, durch die Achse der Förderschnecke (22) und die Ausnehmung (25) gelegte Ebene im axialen Abstand zur senkrechten Projektion des zurückgezogenen Endes der Ausnehmung (25) auf diese Ebene vorgesehen ist, so daß in der Feststoff-Grundschicht in der Trommel schräg zur Flüssigkeitsströmung in den Schneckengängen verlaufende »Fallgruben« für Feststoffteilchen gebildet werden.

2. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) zinnenförmig ausgebildet sind.

3. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) rinnenförmig ausgebildet sind.

4. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) kerbenförmig ausgebildet sind.

5. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (25) sägezahnförmig ausgebildet sind.

6. Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge, die als Gegenstrom-Zentrifuge ausgebildet ist, mit einer drehbar gelagerten Vollmantel-Trommel und mit einer gegenüber der Trommel mit unterschiedlicher Drehzahl rotierenden, zylindrisch-konischen Förderschnecke, dadurch gekennzeichnet, daß der an sich im zylindrischen Teil der Zentrifuge konstante Blattdurchmesser der Förderschnecke (32a, 326,) entlang der Trommel (30a, 30b) entgegen der Förderrichtung der abgetrennten Feststoffe in vorgegebenen Abständen jeweils stufenförmig verkleinert ist, so daß in der Feststoff-Grundschicht in der Trommel entgegen der Förderrichtung der abgetrennten Feststoffe »Stolperstufen« für auf der Feststoff-Grundschicht angelangte Feststoffteilchen gebildet werden.