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Absetzzentri fuge
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Die Erfindung betrifft eine Absetzzentrlfuge, auch Schnekkenaustragszentrifugq
genannt, die eine innere Schneckentrommel und eine Außentrommel, ein die zu trennende
Trübe einführendes Rohr, eine den abgesetzten Rückstand fördernde Schnecke, eine
Ablaßöffnung für den Absetzrückstand und eine die Flüssigkeit ablassende Uffnung
aufweist.
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Zum Phasentrennen von Trüben und Suspensionen wurden bisher zahlreiche
Zentrifugenkonstruktionen und Zentrifugaitrommeln entwickelt. Von diesen stellt
die selbstentleerende Zentrifuge mit der Förderschnecke den Grundtyp dar, in deren
Trommel der Prozess der Phasentrennung mit der kontinuierlichen Bewegung und Strömung
der Flüssigkeit und der Absetzphase simultan vor sich geht. Die charakteristische
Eigenartigkeit dieses Grundtyps besteht darin, daß die in der Trommel auftretende
Phasenströmung von den erzeugenden Umständen beeinträchtigt wird. Als Ergebnis dieser
Störwirkung muß die- Wirksamkeit des Absetzens bzw. die Qualität der Trennung verbessert
werden. Die die Phasen- bzw. Flüssigkeitsströmung störende Wirkung kann einerseits
auf die gegenüber der der Trommel abweichende Dreh- und Förderbewegung der Schlammförderschnecke,
anderseits auf die bei der Trübezufuhr bzw. bei der Beschleunigungsstelle der Trübe
entstehenden Störwirkungen zurückgeführt werden.
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Als Ergebnis der erwähnten Störwirkung präzipitiert ein bedeutender
Teil der in die Zentrifugal trommel eingeführten TRübe nicht an der Innenwand der
Trommel, sondern verläßt die Trommel mit der geklärten Flüssigkeitsphase, wobei
diese verunreinigt wird. Die Rührwirkung zeigt sich bei Trüben mit geringer Dichte
und geringem Inhalt an Feststoffen.
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Um die Störwirkung ausgleichen zu können, entwickelte man in letzter
Zeit Zentrifugen mit doppeltem Trommelmantel aber mit gleicher Achse; eine solche
Lösung ist z.B. in dem französischen Patent FR-PS 2 024 473 und in dem dänischen
Patent 175 774 beschrieben.
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Die gemeinsame Eigenartigkeit dieser Anlagen liegt darin, daß durch
die bedeutende Verlängerung der Absetzungsbahn der Flüssigkeitsphase eine Ausscheidung
des Präzipitats geringer Masse und verhältnismäßig niedriger Dichte wirksamer wird,
wogegen aber die Kontinuität der Präzipitätsströmung unterbrochen, die Strömungsrichtung
geändert werden; bei der Umlenkungsstelle der Strömung wird - bei einer Schlammabscheidung
hoher Dichte und Masse - das Absetzen des Präzipitats gefördert, was wiederum zu
Betriebsstörungen oder sogar zu einem Bruch führen kann.
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Bei der Richtungsänderung der Strömung gelangt die in der inneren
Schneckentrommel sich absetzende Schlammmasse nur teilweise zu der Schlammförderschnecke.
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Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt eine Abscheidezentrifuge zu entwickeln,
bei der auch bei Abscheidungen großer Dichte und Masse die Kontinuität der Strömung
aufrechterhalten werden kann, die gesamte abgeschiedene Menge zu der Förderschnecke
gelangt und der Absetzrückstand keineswegs an dem Trommelmantel präzipitiert.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in der einachsigen, als
Doppeltrommel ausgestalteten, zylindrisch-konisch oder konisch-konisch gestalteten
Absetzzentrifuge der von der Schneckentrommel umgrenzte Innenraum in zwei Teile
unterteilt werden kann, das die Trübe zuführende Rohr, das in den Innenraum hineinragt,
gegen ein solches anderer Länge austauschbar ist, wodurch der Absetzrückstand ohne
etwaigen Richtungsbruch zu strömen fähig ist und Uber die Durchlaßöffnung zu der
Förderschnecke gelangt. In einem gegebenen Kraftfeld besteht
eine
der Voraussetzungen der Trennung der Flüssigkeit und des Absetzrückstandes darin,
daß die der Entfernung des Rückstandes dienende Ftirderschnecke die ganze RUckstandsmasse
entfernt; eine andere Bedingung besteht darin, daß die Flüssigkeit auf eine-r möglichst
langen Bahn störungsfrei strömen kann.
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Die erfindungsgemäße Absetzzentrifuge, die eine innere Schneckentrommel
und eine Zu dieser koaxiale Außentrommel, ein die zu trennende TrUbe zuführendes
Rohr, eine den Absetzrückstand fördernde Schnecke, eine Ablaßöffnung zur Entleerung
des Rückstandes und eine die Flüssigkeit ablassende Uffnung aufweist, ist derart
ausgestaltet, daß der von der den Abfluß der Flüssigkeit ermöglichenden Schneckentrommel
umgrenzte Innenraum von einer Wand in zwei Teile unterteilt ist; die Trennwand ist
mit einer Bohrung versehen, die das Hineinragen des die Trübe zuführenden Rohrs
- das austauschbar und von unterschiedlichen Längen ist - zuläßt; desweiteren sind
der erste Innenraumteil, der näher an der den Rückstand ablassenden oeffnung liegt,
sowie der zwischen der Schneckentrommel und der Außentrommel vorhandene äußere Raum
über eine Durchlaßöffnung miteinander verbunden, die das von einem Richtungsbruch
freie Ausströmen des Rückstandes zu der Förderschnecke ermöglicht.
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Das austauschbare, zur Einführung von Trüben mit einer Absetzgeschwindigkeit
unter 10-3 m/sec dienende Rohr ist in den von der Ablaßöffnung weiter wegliegenden
Innenraumteil eingeführt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das austauschbare,
zur Einführung von Trüben mit einer Absetzgeschwindigkeit über 10 3 m/sec dienende
Rohr in den näher an der Ablaßöffnung liegenden Innenraumteil eingeführt. Die erfindungsgemäße
Absetzzentrifuge weist bedeutende Vorteile auf. In der Zentrifuge können auch
Trüben
von hoher Dichte und mit einer großen Masse an Feststoffen abgesetzt werden. Die
Absetzphase kann unmittelbar und ohne etwaigen Richtungsbruch zu der Förderschnecke
geleitet werden. Der jeweiligen Absetzgeschwindigkeit entsprechend kann das die
Trübe zuführende Rohr einfach ausgetauscht werden.
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Im Hinblick darauf, daß die Absetzphase ohne Richtungsbruch frei strömen
kann, kann die Präzipitation der Absetzphase und dadurch die Verstopfung vermieden
werden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Präzipitat von der Flüssigkeitsphase
vollkommen abgetrennt werden kann und vollkommen durch die Ablaßöffnung entleert
wird, wobei die Flüssigkeit den möglichst längsten Weg zurücklegend über die Flüssigkeitsablaßöffnung
abgeleitet wird.
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Die Erfindung wird anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels,
mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt
der Absetzzentrifuge mit einem der Trübeeinführung dienenden kurzen Rohr und Fig.
2 den Längsschnitt der Absetzzentrifuge mit einem der Trübezufuhr dienenden langen
Rohr.
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In der dargestellten Ausführungsform weist die Absetzzentrifuge eine
kegelige Außentrommel 1 und eine koaxial in dieser angeordnete, ebenfalls kegelige
Schneckentrommel 3 auf, an deren Außenumfang die Förderschnecke 2 ausgebildet ist.
Die beiden TRommeln 1, 3 können mit Drehzahl differenz gleichsinnig angetrieben
sein, so daR die Förderschnecke 2 zu dem im Durchmesser kleineren Ende der Trommeln
1, 3 hin fördert, wo die Abführöffnungen 10 zum Abführen des Rückstandes angeordnet
sind.
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Die Antriebswelle der Schneckentrommel ist ebenfalls
an
diesem Trommel ende eingeführt. An dem entgegengesetzten Trommelende, wo die Abführöffnungen
12 für die Flüssigkeit in der Stirnwand der Außentrommel 1 ausgebildet sind, ist
in der Schneckentrommel 3 ein zu der Stirnwand hin offener Innenrad 4 ausgebildet,
der etwa in der Längsmitte der Schneckentrommel 3 von einer Trennwand 7 begrenzt
ist, an deren anderen Seite in der Schneckentrommel 3 eine kürzere Kammer 5 ausgebildet
ist und die eine zentrale Bohrung 8 aufweist. Am Umfang der Kammer 5 sind die zu
dem Außenraum 11 zwischen den Trommeln 1, 3, in dem die Förderschnecke 2 verläuft,
führenden Durchlaßöffnungen 9 ausgebildet. Die Trübe wird durch das Zuführrohr 6
zugeführt welches durch die Hohlwelle der Außentrommel 1 an deren im Durchmesser
größeren Ende h i ndurchverl äuft.
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Gemäß Fig. 1 ist das der Trübezufuhr dienende Rohr 6 im Längsschnitt
dargestellt; das Rohr 6 ragt bei der Ausführungsform aus Fig. 1 in den konischen
Innenraum 4 hinein und mündet dort im Abstand von der Trennwand 7 und der den Innenraum
4 mit dem Innenraum 5 verbindenden Bohrung 8. Der abgetrennte Rückstand wird von
der Förderschnecke 2 zu dem den kleineren Durchmesser aufweisenden Trommelende gefördert
und verläßt das System über die in der Außentrommel 1 ausgebildeten Ablaßöffnungen
10, während die Flüssigkeit über die Ablaßöffnungen 12 am anderen Trommelende abgeführt
wird.
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Bei der Ausführungsform aus Fig. 2 ist das der Trübezufuhr dienende
kürzere Rohr 6 aus Fig. 1 gegen das längere Rohr 6a ausgewechselt, das durch die
Bohrung 8 in der Trennwand 7 in den näher an den Ablaßöffnungen 10 liegenden Innenraum
5 hineinragt. In diesem Fall werden Trüben mit einer Geschwindigkeit über 10 3 m/sec
unmittelbar in den Innenraum 5 eingeführt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung
werden Trüben mit einer Geschwindigkeit unter 10 3 präzipitlert.
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Die Trübe strömt durch das Rohr 6 bzw. 6a in den Innenraum 5. Ober
die Durchlaßöffnungen 9 gelangt die Absetzphase ohne etwaigen Richtungsbruch zu
der Förderschnecke 2, die die Absetzphase zu der Ablaßöffnung 10 fördert.
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Die Flüssigkeit wird in der der Förderrichtung der Absetzphase entgegengesetzten
Richtung zu der an dem- gegenüberliegenden Ende der Außentrommel 1 vorhandenen Flüssigkeitsablaßöffnung
12 geleitet.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich, mündet dort das der Trübezufuhr dienende
Rohr 6 in den Innenraum 4. Die Trübe mit einer Geschwindigkeit unter 10 3 m/sec
wird ebenfalls hierhin geleitet. Die Flüssigkeit fließt an der Innentrommel 3 herab
und wird aus dem Außenraum 11 über die Flüssigkeitsablaßöffnung 12 abgeführt. Wie
aus Fig.
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2 ersichtlich, strömt hier die Flüssigkeit in einer oder mehreren
Gängen der Förderschnecke 2 bis zu der Abflußöffnung 12.
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Die erfindungsgemäße Lösung dient hauptsächlich zur Trennung von Trüben,
aber sie kann auch zur Trennung von flüssigen Materialien mit unterschiedlichen
Absetzgeschwindigkeiten verwendet werden.