DE3301099C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfeuchtung von Schlamm im Zentrifugalfeld einer Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge mit innerhalb ihrer Zentrifugentrommel am Innenrotor angeordneten Rührelementen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 17 82 428 ist eine Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge bekannt, bei der am Schneckenkörper im Bereich der Austragsschnecke ein oder mehrere Rührelemente angeordnet sind, deren Enden in die Flüssigkeit eintauchen. Durch diese Rührelemente soll im Betrieb dieser Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge im Trennraum eine Auflockerung und Durchwirbelung der mit dem Grobkorn abgesetzten Feinstoffe erreicht und diese mit der Flüssigkeit aus der Schnecken-Zentrifuge ausgetragen werden. Um die am Grobkorn anhaftenden Feinstoffe loszuwaschen, sind hierbei die Rührelemente auch noch mit Kanälen versehen, durch die Flüssigkeit oder Gase hindurchgeführt und in den Trennraum eingebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entfeuchtung des Schlammes wesentlich zu verbessern. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zusätzlich zu diesen Rührelementen am Innenrotor am Außenrotor weitere Rührelemente angeordnet sind, wobei die weiteren Rührelemente am Außenrotor radial nach innen ragend angeordnet sind. Durch diese zusätzliche Anordnung von Rührelementen am Außenrotor wird der Schlamm einer besonders intensiven mechanischen Beanspruchung ausgesetzt und dadurch der Schlamm bei verhältnismäßig geringer Pressung auf eine besonders niedrige Restfeuchte gebracht. Dies beruht vor allem darauf, daß es durch diese intensive mechanische Beanspruchung des Schlammes zu lokalen Verdichtungen und dabei zur Ausbildung von Scherfugen im Schlamm kommt, durch welche die Flüssigkeit sehr leicht radial nach innen in der Zentrifuge abfließen kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung sind die weiteren Rührelemente als Rührblätter mit verstellbarem Anstellwinkel ausgebildet. Durch diese Maßnahmen kann die Zentrifuge gemäß der Erfindung hinsichtlich der Auflockerung des Transportes in der Zentrifugentrommel und der Entfeuchtung optimal auf den jeweils zu entwässernden Schlamm eingestellt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind alle Rührelemente in der Zentrifuge im Bereich des Überganges vom zylindrischen zum konischen Mantelteil angeordnet. Auf diese Weise wird der Feststoff-Flüssigkeits-Trennprozeß im zylindrischen Mantelteil nicht beeinträchtigt und die Entwässerung der bereits im konischen Mantelteil von der Flüssigkeit getrennten Feststoffe intensiviert.

Um die Entfeuchtung des Schlammes wirksam zu unterstützen, sind in vorteilhafter Weiterbildung die Rührelemente zwischen den Schneckenblättern angeordnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge mit einseitigem Feststoff und Flüssigkeitsaustrag,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge gemäß der Erfindung mit einander-gegenüberliegendem Feststoff-Flüssigkeitsaustrag,

Fig. 3 Ausführungsbeispiele für Agitator-Elemente, die zwischen den Schneckenblättern einer Förderschnecke angeordnet sind, und

Fig. 4 eine abgewandelte Förderschnecke, bei welcher die Schnecken­ blätter in ihrem äußeren Umfangsbereich Agitator-Elemente aufweisen.

Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 ist ein Außenrotor 10 bei­ derseitig in Wälzlagern 20 drehbar gelagert angeordnet. Der Außen­ rotor 10 weist eine Vollmantel-Trommel 12 auf, die verhältnismäßig schwach konisch ausgebildet ist. An diese Trommel schließt sich auf der einen Seite, zu welcher sich der Konus öffnet, ein tief­ konischer Teil 13 an. Dieser tiefkonische Teil 13 könnte auch als Doppelkonus bezeichnet werden, der im wesentlichen einen ringförmigen Raum bildet, der zu wesentlichen Teilen weiter radial nach außen reicht als der Innenraum des Außenrotors 10. Innerhalb des Außenrotors 10 ist konzentrisch ein Innenrotor 11 drehbar gelagert. Der Innenrotor 11 ist gemäß der Darstellung in der Fig. 1 über beiderseitige Gleitlager 21 in der Welle des Außenrotors 10 drehbar gelagert. Sowohl der Außenrotor 10 als auch der Innen­ rotor 11 tragen turbinenschaufelartige Rührelemente 14 bzw. 15, die als Agitator-Elemente auf den Schlamm einwirken. Die Rührelemente 14 sind in den Außenrotor 10 von außen eingeschraubt und in ihrem Anstellwinkel verstellbar. Die Rührelemente 15 des Innenrotors 11 sind an dessen Grundkörper ange­ schweißt.

Der voreingedickte Schlamm wird über eine Pumpe durch ein fest­ stehendes Einlaufrohr 16, welches in einem mit dem Maschinen­ rahmen verbundenen Klemmstück 17 befestigt ist, in den Innen­ raum der Maschine eingeführt. Der Schlamm tritt durch eine Öffnung 18 in den Zwischenraum zwischen dem Innenrotor 11 und dem Außenrotor 10 ein. Die beiden Rotoren laufen mit einer Differenzdrehzahl um, die durch ein Planetengetriebe erzeugt werden kann.

Da die als Leitbleche, als Schaufeln oder als Bolzen ausgebildeten Rührelemente kammartig von außen und innen ineinander greifen, wird der Schlamm zwischen diesen Rührelementen geschert. Dabei wird Flüssigkeit abgetrennt, die wegen ihres geringeren spezifischen Gewichtes die Tendenz hat, radial nach innen zu strömen. Die aus dem Schlamm abgeschiedene Flüssigkeit bildet auf der radial inneren Seite des Schlammes eine Flüssigkeits­ schicht, deren Innendurchmesser durch eine kreisringförmige Stauscheibe 30 eingestellt werden kann.

Der Schlamm wird durch die Fliehkraft zu der weiter geöffneten Seite des Konus hin transportiert und tritt in den tiefkonischen Teil 13 ein. Der Schlammtransport kann durch geeignete Wahl der Anordnung und Form der Rührelemente 14 und 15 beschleunigt oder auch verzögert werden.

An dem umlaufenden Rand des Doppelkonus, welcher den tiefkonischen Teil 13 des Außenrotors 10 bildet, wird der stark eingedickte Schlamm entweder kontinuierlich durch eine Anzahl von Düsen 19 oder diskontinuierlich durch einen gesteuerten Kreisringschieber ausgetragen.

Die Rührelemente 15 im Innenrotor 11 können auch bis in den Doppel­ konusraum reichen und in den Schlamm hineinragen.

Um einen völligen Durchbruch des eingedickten Schlammes durch die Düsen 19 zu vermeiden, können an sich bekannte Methoden zur Messung des Schlammspiegels angewandt werden.

Der Weg des Schlammes durch die Vorrichtung wird grundsätzlich durch die in der Fig. 1 eingezeichneten Pfeile angedeutet, welche innerhalb des Einlaufrohres 16 nach links, durch die Öffnung 18 hindurch schräg nach links-oben und oberhalb der Düse 19 nach oben weisen.

Die Flüssigkeit, welche sich radial innerhalb des Schlammes angesammelt hat, fließt gemäß dem nach rechts-oben weisenden Pfeil über die Stauscheibe 30 ab.

Wenn der Austrag durch Düsen vermieden werden soll und der ge­ scherte Schlamm eine ausreichend hohe Konsistenz angenommen hat, sind auch Ausführungsformen verwendbar, bei denen der Schlamm durch entsprechende Rührelemente 14 und 15 entlang dem Konus aufwärts gefördert wird. Eine entsprechende Anordnung ist in der Fig. 2 in einem schematischen Längsschnitt darge­ stellt. Die Fig. 2 veranschaulicht eine rein konische Gegen­ strom-Maschine, bei welcher auf derjenigen Seite, auf der die Flüssigkeit austritt, noch eine Windung oder mehrere Windungen einer normalen Schnecke angeordnet sind. Die Schneckenblätter sind in der Fig. 2 mit 22 bezeichnet.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der Fig. 2 für Bauteile, welche ähnlichen Bauteilen in der Fig. 1 entsprechen, die­ selben Bezugszeichen verwendet werden wie in der Fig. 1.

Analog zu den bekannten Ausführungen einer Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge, die auch als Gleichstrom-Maschine ausgebildet sein kann, kann auch bei der in der Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtung der Schlamm, welcher voreingedickt ist, der Maschine auf derjenigen Seite zugeführt werden, die gegenüber von dem Feststoffaustrag an­ geordnet ist. Der Schlamm folgt somit dem Weg, der durch den nach links weisenden Pfeil in dem Einlaufrohr 16 und durch den nach unten weisenden Pfeil unterhalb einer Austragöffnung 31 dargestellt ist.

Die aus dem Schlamm abgeschiedene Flüssig­ keit wird über die Stauscheibe 30 gemäß dem nach rechtsunten weisenden Pfeil abgezogen.

Die im Außenrotor 10 eingeschraubten Rührelemente 14 können von außen in ihrem Anstellwinkel zur Mantellinie des Konus verstellt werden. Die am Innenrotor 11 befestigten Rührelemente 15 können entweder fest angeschweißt sein oder ebenfalls derart verdreh­ bar gehalten sein, daß auch ihr Anstellwinkel verändert werden kann. Der noch weiter zu entfeuchtende Schlamm tritt durch ein feststehendes Einlaufrohr 16 in den Innenrotor 11 ein und tritt durch diesen über die Öffnung 18 in den Trennraum ein, d. h. in denjenigen Raum, der zwischen dem Innenrotor 11 und dem Außenrotor 10 angeordnet ist. Der Innenrotor ist wie bei der Anordnung nach Fig. 1 innerhalb der Hohlwelle des Außen­ rotors über Gleitlager 21 drehbar gelagert.

Eine alternative Ausführung der Rührelemente wird in den Fig. 3 und 4 veranschaulicht. Die ent­ sprechende gerätetechnische Ausführung sieht vor, eine herkömmliche Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge, die als Gegenstrom-Zentrifuge oder auch als Gleichstrom-Zentrifuge arbeiten kann, durch konstruktive Änderungen so umzurüsten oder nachzurüsten, daß neben dem Schlammtransport durch die Schnecke noch eine zusätzliche me­ chanische Einwirkung auf den Schlamm durch spezielle Einbauten ausgeübt wird, wie sie in der Fig. 3 schematisch veranschau­ licht sind.

Zwischen den Schneckenblättern 25 sind Rührelemente 23 a bzw. 23 b jeweils an radialen Bolzen 24 angebracht. Die Rührelemente 23 a fördern den Schlamm abwechselnd vor und zurück, während die Rührelemente 23 b den Schlamm in einer Richtung weiterbe­ wegen. Auch an die Schneckenblätter 25 angebrachte Laschen 26, wie sie im rechten Teil der Fig. 3 dargestellt sind, haben den oben beschriebenen Scher-Effekt.

Die angestrebte mechanische Beanspruchung des Schlammes, insbesondere durch Scherung, kann auch dadurch herbeigeführt werden, daß die Schnecke im Bereich ihres äußeren Umfangs unterbrochen wird. Die Fig. 4 zeigt in dem linken Teil ein Schneckenblatt 25 a, welches radiale Einschnitte oder Schlitze 29 a aufweist. Zwischen den Schlitzen werden Agitatorblätter 27 gebildet, welche derart wirken, daß der Schlamm durch die Schlitze 29 a hindurch zurückgedrückt wird. Dabei wird durch eine bewußt herbeigeführte Scherwirkung mechanisch derart auf den Schlamm eingewirkt, daß die gemäß der Erfindung angestrebte Entwässerung erreicht wird.

Zur Verbesserung der Förderwirkung können die zwischen den Schlitzen 29 b gebildeten Bereiche derart gebogen werden, daß geschränkte Agitatorblätter 28 entstehen. Dadurch ergibt sich im äußeren Umfangsbereich des Schneckenblattes 25 b eine turbinenschaufel­ artige Anordnung.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Entfeuchtung von Schlamm im Zentrifugalfeld einer Vollmantel-Schnecken-Zentrifuge mit innerhalb ihrer Zentrifugentrommel am Innenrotor angeordneten Rührelementen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu diesen Rührelementen (15, 23 a, 23 b) am Innenrotor (11), am Außenrotor (10) weitere Rührelemente (14) angeordnet sind, wobei die weiteren Rührelemente (14) am Außenrotor (10) radial nach innen ragend angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Rührelemente (14) als Rührblätter mit verstellbarem Anstellwinkel ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rührelemente (14, 15, 23 a, 23 b) in der Zentrifuge im Bereich des Überganges vom zylindrischen zum konischen Mantelteil angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührelemente (23 a, 23 b) zwischen den Schneckenblättern (25) angeordnet sind.