DE3240093A1

DE3240093A1 - Zentrifuge mit einer selbstentleerenden schleudertrommel

Info

Publication number: DE3240093A1
Application number: DE19823240093
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 4740 Oelde Günnewig
Original assignee: Westfalia Separator GmbH; Westfalia Separator AG
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH; GEA Westfalia Separator Group GmbH
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-03
Also published as: DE3240093C2; JPS5995953A; SE8305395L; SE8305395D0; GB2129715A; FR2535224A1; SU1422986A4; SE459070B; DD213846A6; FR2535224B1; GB8328782D0; GB2129715B; US4498897A

Description

4 Patentanwälte

Dr. Loesenbeck (198O) Dipl.-Ing. Stracke Dipl.-Ing. Loesenbeck Jölienbecker Str. 164,4800 Bielefeld

4/3

Westfalia Separator AG, Werner—Habig-Straße,

4740 Oelde 1

Zentrifuge mit einer selbstentleerenden Schleudertrommel

(Zusatz zu P 32 08 808.6-23)

Gegenstand der Hauptanmeldung P 32 08 808.6-23 ist eine Zentrifuge mit einer selbstentleerenden Schleudertrommel, in deren Trommelmantel vom Feststoffraum ausgehende, durch einen Kolbenschieber verschließbare Auswurföffnungen vorgesehen sind, dem Kolbenschieber eine mit Schließflussigkeit beaufschlagbare Schließkammer zugeordnet ist, in deren Umfangsbereich mittels eines hydraulisch gesteuerten Ventils verschließbare Auslaßkanäle vorgesehen sind, durch die Schließflüssigkeit bei geöffnetem Ventil in eine mit gedrosselten Ablaßbohrungen ausgerüstete Kammer einführbar ist, wobei die dem Ventilkörper zugeordneten Steuerkammern flüssigkeitsdicht von der Kammer, in die die Auslaßkanäle

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einmünden, getrennt sind und das Fassungsvermögen der Kammer für eine Teilmenge der von der Schließkammer aufgenommenen Schließflüssigkeit ausgelegt ist.

Mit der Zentrifuge nach der Hauptanmeldung können nur Teilentleerungen vorgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Gegenstand der Hauptanmeldung dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln auch eine Gesamtentleerung des Feststoffraumes vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kammer mit wenigstens einem Ablaufkanal versehen ist, in dem ein Ventil mit einem hydraulisch umsteuerbaren Ventilkolben vorgesehen ist.

Sofern der Ventilkolben die Verschlußstellung einnimmt, können mit der Zentrifuge Teilentleerungen des Feststoff raumes durchgeführt werden.

Nimmt der Ventilkolben die Öffnungsstellung ein, so kann eine Gesamtentleerung des Feststoffraumes der Zentrifuge vorgenommen werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Ventilkolben oder sind mehrere Ventilkolben mit einem in axialer Richtung sich über die gesamte Länge erstreckenden kalibrierten Kanal versehen, durch den Steuerwasser in die Kammer eingeführt werden kann.

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Hierdurch wird das Aufnahmevolumen der Kammer für die Schließflüssigkeit verändert, so daß auch die Teil-Faage, die bei einer Öffnungsbewegung des Kolbenschiebers aus dem Feststoffraum entweicht, beeinflußt wird.

Es besteht somit bei der erfindungsgemäßen Zentrifuge die Möglichkeit, eine Gesamtentleerung des Feststoffraumes durchzuführen, eine Teilentleerung vorzunehmen, die dem Aufnahmevolumen der konstruktiv vorgesehenen Kammer entspricht oder aber die zu entleerenden Teilmengen durch Einfüllen von Steuerwasser in die Kammer zu bestimmen.

Weitere Kennzeichen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung vorteilhafter beispielsweiser Ausführungsformen. Es zeigen:

Fig. 1

bis 3 Teildarstellungen verschiedener Zentrifugenausführungen im Vertikalschnitt.

Das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch wird über einen mittigen Einlauf 1 dem Schleuderraum 2 zugeführt, der sich aus einem Trennraum 3 und einem Feststoffraum 4 zusammensetzt. Der Feststoffraum 4 wird einseitig von einem Kolbenschieber 5 begrenzt, der bei seinen axialen Bewegungen im Trommelmantel 6 vorgesehene AuswurfÖffnungen für die Feststoffe freigibt bzw. verschließt.

BAD ORiGIMAL

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Die Trommel weist ferner einen Trommeldeckel 8 auf, der durch einen Verschlußring 9 gegenüber dem Trommelmantel 6 festgelegt ist. Die Trommel ist ferner mit einem Führungsring 10 ausgerüstet, der am Trommelunterteil durch Schrauben festgelegt ist.

Zwischen dem Kolbenschieber 5 und dem Trommelmantel bzw. dem Trommelunterteil ist eine mit Schließflüssigkeit beaufschlagbare Schließkammer 11 vorgesehen, in deren Umfangsbereich zu einer Kammer 12 führende Auslaßkanäle 13 angeordnet sind, die durch einen hydraulisch umsteuerbaren Ventilkörper 14 verschließbar sind. Die Kammer 12 ist mit gedrosselten Auslaßbohrungen ausgerüstet. Der Ventilkörper 14 weist einen Ringkolben 16 auf, von dem aus sich nockenartige Ausleger 17 in die Kammer 12 erstrecken, wobei jeder nockenartige Ausleger einen Dichtteller 18 trägt, durch den die untere Öffnung eines Auslaßkanals 13 flüssigkeitsdicht verschlossen werden kann.

Aus den Zeichnungen ergibt sich, daß der Ringkolben des Ventilkörpers 14 die gesamte Innenwand der Kammer 12 bildet. Dem Ventilkörper 14 sind Steuerkammern 19,20 zugeordnet, die flüssigkeitsdicht von der Kammer 12 getrennt sind. In die Steuerkammer 20 mündet ein Überlaufkanal 21 ein. Die Steuerkammern 19,20 werden über Kanäle 22,23 mit Flüssigkeit gespeist. Die Kanäle 22 enden in einer Auffangrinne 24. Eine weitere Auffangrinne 25 steht über Kanäle 26 mit der Schließkammer in Verbindung.¹

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Vor dem Öffnen des Einlaufs 1 für das zu separierende Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch wird der Ventilkörper IG in die Verschlußstellung gebracht. Anschließend wird die Schließkammer 11 über Bohrungen 27, die Auffangrinne 25 und Kanäle 26 mit Schließflüssigkeit beaufschlagt, durch die der Kolbenschieber 5 in die Schließstellung bewegt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 ist die Kammer 12 mit wenigstens einem Ablaufkanal 28 ausgerüstet, in dem ein Ventil mit einem hydraulisch umsteuerbaren Ventilkolben 29 vorgesehen ist.

Das Ventil ist im Führungsring 10 unterhalb der Kammer 12 angeordnet. Die Längsachse des Ventilkolbens 29 verläuft parallel zur Rotationsachse der Schleudertrommel.

Der Ventilkolben 29 kann durch Beaufschlagung mit der in der Kammer 12 befindlichen Schließflüssigkeit in die Öffnungsstellung bewegt werden. Durch Steuerwasser, das durch die Kanäle 30 und 31 zugeführt wird, wird der Ventilkolben 29 in die Verschlußstellung gebracht, die in der Fig. 1 aufgezeigt ist.

Der Ventilkolben 29 ist mit einem in axialer Richtung sich über seine gesamte Länge erstreckenden, kalibrierten Kanal 32 ausgerüstet, der die untere Steuerkammer 33 mit der Kammer 12 verbindet und durch den Steuerwasser in die Kammer 12 eingeführt werden kann, um das Fassungsvermögen der Kammer 12 für die Schließflüssigkeit zu verringern.

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— 9 _

Sofern der Kammer 12 mehrere Ablaufkanäle 28 und mehrere Ventilkolben 29 zugeordnet werden, kann einer dieser Ventilkolben oder es können mehrere dieser Ventilkolben mit einem kalibrierten Kanal 39 versehen werden.

Zur Durchführung einer Gesamtentleerung wird die Steuerkammer 33 nicht mit Steuerwasser beaufschlagt, durch die in die Kammer 12 einströmende Schließflüssigkeit wird der Ventilkolben 29 in die Öffnungsstellung bewegt und gibt den Ablaufkanal 28 frei. Durch eine entsprechende Anzahl ausreichend dimensionierter Ventilkolben und Ablaufkanäle wird ein Druckaufbau in der Kammer 12 vermieden, so daß die Schließflüssigkeit aus der Schließkammer 11 vollständig abgelassen werden kann.

Der Gesamtquerschnitt der Ablaufkanäle 28 ist vorteilhaft gleich dem oder größer als der Gesamtquerschnitt der zur Kammer 12 führenden, von der Schließkammer 11 ausgehenden Auslaßkanäle 13.

Bei dem Ausführungsbeispiel in der Fig. 2 erstreckt sich die Längsachse des Ventilkolbens 34 radial zur Rotationsachse der Schleudertrommel. Der Ventilkolben 34 muß ein so geringes Gewicht aufweisen und so gelagert sein, daß er durch die aus der Kammer 12 abfließende Schließflüssigkeit in die Öffnungsstellung bewegt werden kann. Um den Ventilkolben 34 in die Verschlußstellung zu bringen, die in der Fig. 2 aufgezeigt ist, wird Steuerwasser durch die Kanäle 30,31 zugeführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 ist der Ventilkolben 35 so angeordnet, daß er mit seiner Längsachse

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sich radial zur Rotationsachse der Schleudertrommel erstreckt. Der Schließkolben 35 wird unter dem Einfluß der Fliehkraft, die bei der Rotationsbewegung der Schleudertrommel entsteht, in der Verschlußstellung gehalten. Sofern eine Gesamtentleerung des Feststoff raumes vorgenommen werden soll, wird die dem Ventilkolben 35 zugeordnete Steuerkammer 36 über die Kanäle 37,38 mit Steuerwasser beaufschlagt und der Ventilkolben 35 in die Öffnungsstellung bewegt.

Nach der Ansammlung einer bestimmten Feststoffmenge im Feststoffraum 4 erfolgt eine Teil- oder Gesamtentleerung. ZurEinleitung dieser Entleerung wird Steuerflüssigkeit durch die Bohrungen 39, die Auffangrinne 24 und durch Kanäle 22,23 in die Steuerkammern 19,20 des Ventilkörpers 14 geleitet. Da der Flüssigkeitsdruck in der Steuerkammer 19 wesentlich größer ist als in der Steuerkammer 20, bewegt sich der Ventilkörper 14 in die Öffnungsstellung, so daß die unter Zentrifugalkraft stehende Schließflüssigkeit in Sekundenbruchteilen aus der Schließkammer 11 durch die Auslaßkanäle 13 in die Kammer 12 fließt. Sofern zum Zwecke einer Teilentleerung die Ventilkolben 29,34,35 in der Verschlußstellung gehalten werden, wirkt die von der Kammer 12 aufgenommene Schließflüssigkeit nach dem Auffüllen der Kammer als Sperrflüssigkeit für die Auslaßkanäle 13, so daß der Kolbenschieber 5 in die Verschlußstellung bewegt wird, sobald der Druck im Schleuderraum 2 aufgrund der ausgetragenen Feststoffmenge so weit abgefallen ist, daß die in der Schließkammer 11 durch die verbleibende Schließflüssigkeit erzeugte Kraft überwiegt. Durch eine

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fortgesetzte Zufuhr von Schließflüssigkeit erreicht der Flüssigkeitsdruck in der Schließkammer sehr schnell wieder seinen vollen Wert und hält den Kolbenschieber in der Verschlußstellung.

Da während der Teilentleerung der Einlauf für das zu separierende Feststoff-Flüssigkeits-Gemisch geöffnet bleibt, nimmt nach dem Verschließen der Auswurföffnungen 7 der während der Teilentleerung abgefallene Druck im Trennraum 3 und im Feststoffraum 4 wieder zu.

Nachdem der Teilentleerungsvorgang beendet ist, wird durch eine Unterbrechung der Zufuhr der Steuerflüssigkeit durch die Bohrungen 39 und durch die Kanäle 22 in die Steuerkammer 19 der Flüssigkeitsdruck in dieser Steuerkammer abgebaut, aus der die Steuerflüssigkeit über Drosselbohrungen 40 abfließen kann. Der Flüssigkeitsdruck in der Steuerkammer 20 überwiegt, so daß der Ventilkörper 14 in die Verschlußstellung bewegt wird und die Funktion der Sperrflüssigkeit übernimmt.

Bei einer Gesamtentleerung des Feststoffraumes werden die Ventilkolben 29,34 und 35 in die Öffnungsstellung bewegt, so daß die gesamte der Kammer 12 zugeführte Schließflüssigkeit ablaufen kann.

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1 Einlauf

2 Schleuderraum

3 Trennraum

4 Feststoffraum

5 Kolbenschieber

6 Trommelmantel

7 Auswurföffnung

8 Trommel deckel

9 Verschlußring

10 Führungsring

11 Schließkammer

12 Kammer

13 Auslaßkanal

14 Ventil körper

15 Auslaßbohrung

16 Ringkolben

17 Ausleger

18 DichtteTler

19 Steuerkammer

20 Steuerkammer

21 Überlaufkanal

22 Kanal

23 Kanal

24 Auffangrinne

25 Auffangrinne

26 Kanal

27 Bohrung

28 Ablaufkanal

29 Ventil kolben

30 Kanal

31 Kanal

32 Kanal

33 Steuerkammer

34 Ventilkolben

35 Ventilkolben

36 Steuerkammer

37 Kanal

38 Kanal

39 Bohrung

40 Drosselbohrung

Claims

Westfalia Separator AG Paten tansprüche

1. ^Zentrifuge mit einer selbstentleerenden Schleudertrommel, in deren Trommelmantel vom Feststoffraum ausgehende, durch einen Kolbenschieber verschließbare Auswurföffnungen vorgesehen sind, dem Kolbenschieber eine mit Schließflüssigkeit beaufschlagbare Schließkammer zugeordnet ist, in deren Umfangsbereich mittels eines hydraulisch gesteuerten Ventils verschließbare Auslaßkanäle vorgesehen sind, durch die Schließflüssigkeit bei geöffnetem Ventil in eine mit gedrosselten Ablaßbohrungen ausgerüstete Kammer einführbar ist, wobei die dem Ventilkörper zugeordneten Steuerkammern flüssigkeitsdicht von der Kammer, in die die Auslaßkanäle einmünden, getrennt sind, das Fassungsvermögen der Kammer für eine Teilmenge der von der Schließkammer aufgenommenen Schließflüssigkeit ausgelegt ist, nach Patent »....

(Patentanmeldung P 32 08 808.6-23), dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) mit wenigstens einem Ablaufkanal (28) versehen ist, in dem ein Ventil mit einem hydraulisch umsteuerbaren Ventilkolben (29,34,35) vorgesehen ist.

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2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil im Führungsring (10) unterhalb der Kammer (12) angeordnet ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (29) durch Beaufschlagung mit der in der Kammer (12) befindlichen Schließflüssigkeit in die Öffnungsstellung bewegbar ist*

4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilkolben (29) oder mehrere Ventilkolben mit einem in axialer Richtung sich über seine gesamte Länge erstreckenden, kalibrierten Kanal (32) versehen ist bzw. versehen sind, der die untere Steuerkammer (33) mit der Kammer (12) verbindet und durch den Steuerwasser in die Kammer (12) einführbar ist.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Ablaufkanäle (28) gleich dem oder größer ist als der Gesamtquerschnitt der zur Kammer (12) führenden, von der Schließkammer (11) ausgehenden Auslaßkanäle (13).

6. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Ventilkolbens (29) parallel zur Rotationsachse der Schleudertrommel verläuft.

7. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Längsachse des Ventilkolbens (34,35) sich radial zur Rotationsachse der Schleudertrommel erstreckt.

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8. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (35) durch Zuführung von Steuerwasser in die Öffnungsstellung und durch Fliehkraft in die Verschlußstellung bringbar ist.