DE3326310A1

DE3326310A1 - Vollmantelzentrifuge mit einer foerderschnecke

Info

Publication number: DE3326310A1
Application number: DE19833326310
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. 4740 Oelde Günnewig
Original assignee: Westfalia Separator GmbH; Westfalia Separator AG
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-02-07
Also published as: SE8403652D0; US4509942A; SE463399B; SE8403652L; FR2549394B1; DE3326310C2; FR2549394A1

Description

Westfalia Separator AG -3- OdZDO IU

Vollmantelzentrifuge mit einer Förderschnecke

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantelzentrifuge mit einer Förderschnecke zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, bei der das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch über einen mit einem Zulauf versehenen Einlaufraum in der Förderschnecke zugeführt und die abgeschleuderten Feststoffe ganz oder teilweise durch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mantel der Trommel angeordnete Öffnungen ausgetragen werden.

Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise bekannt aus der DE-OS 29 30 581. Ein Nachteil dieser bekannten Zentrifuge ist, daß aufgrund der gewählten Durchmesser der Öffnungen eine konstante Menge aus diesen Öffnungen abfließt. Je nach Feststoffanteil im Zulauf der Zentrifuge fließt daher der Feststoff aus den Öffnungen mit unterschiedlicher Konsistenz ab, oder die Zentrifuge muß stillgesetzt werden, um den Durchmesser der Öffnungen der Feststoffmenge anzupassen. Bei nur geringen Feststoffmengen müssen die Öffnungen aber sehr klein gewählt werden, so daß sie sehr leicht verstopfen können.

In der DE-OS 29 42 451 wird daher vorgeschlagen, eine Steuervorrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnungen vorzusehen, die mit einem Antrieb ausgestattet ist. Bei der Steuervorrichtung handelt es sich um eine Stauscheibe, die auf dem Schneckenkörper der Förderschnecke angeordnet ist und mit den Öffnungen in Wirkungsverbindung steht, wobei sie so ausgebildet ist, daß sie bei der Differenzdrehzahl der Schnecke zum Trommelmantel die Öffnungen abwechselnd überdeckt oder freigibt. Eine derartige Steuereinrichtung ist konstruktiv sehr aufwendig und bedarf eines gesonderten Antriebs. Es genügt nicht, die Differenzdrehzahl zu ändern,

Westfalia Separator AG - 4 -

um die Austragsmenge zu beeinflussen, sondern die Differenzdrehzahl muß vielmehr ungleichförmig sein_r d. h. bei geschlossenen Öffnungen schneller und bei offenen langsamer oder umgekehrt. Eine derart komplizierte Steuereinrichtung ist jedoch für die Praxis wenig geeignet. Außerdem ist bei pastösen Feststoffen ein Verschluß der Öffnungen durch die Stauscheibe nicht möglich, so daß die Einsatzmöglichkeit der Steuervorrichtung begrenzt ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte Vollmantelzentrifuge so auszubilden, daß die Konzentration der aus den Öffnungen ablaufenden Feststoffe auf einfache Art bei allen Feststoffarten geregelt werden kann und komplizierte, teuere Steuer- und Antriebselemente nicht erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein zweiter mit einem Zulauf und Kanälen versehener Einlaufraum vorgesehen ist, der den Öffnungen zugeordnet ist.

Zur Regulierung der Konzentration der aus den Öffnungen austretenden Feststoffe wird über den Zulauf dauernd ein Teil der aus den Öffnungen austretenden Feststoffe in den zweiten Einlaufraum zurückgeführt und fließt über die Kanäle direkt in den Bereich der Öffnungen und vermischt sich hier mit den sedimentierten Feststoffen. Die Öffnungen können dabei auch bei Schleudergütern mit geringem Feststoffanteil großzügig dimensioniert sein, um ein Verstopfen zu verhindern.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstrekken sich die Kanäle des zweiten Einlaufraumes bis unmittelbar in die Nähe der im Trommelmantel befindlichen Öffnungen. Die zurückgeführten Feststoffe brauchen damit die geklärte Phase nicht zu durchdringen, so daß eine mögliche Trübung derselben vermieden wird. Dies ist besonders wichtig bei schwer sedimentierenden Feststoffen.

Westfalia Separator AG - 5 -

Um ein Aufwirbeln bereits im Bereich der Öffnungen sedimentierter Peststoffe durch die aus den Kanälen austretenden Feststoffe zu verhindern, können die Kanäle in einen Ringkanal münden, der die Öffnungen miteinander verbindet. Dieser Ringkanal kann beispielsweise dadurch gebildet werden, daß die Kanäle am Austritt über einen umlaufenden Ring miteinander verbunden sind, der eine ringförmige Aussparung des Trommelmantels im Bereich der Öffnungen so abdeckt, daß sich Zulaufkanäle zum Ringkanal ergeben, durch die abgeschleuderte Feststoffe in den Ringkanal gelangen und sich dort mit den rückgeführten Feststoffen vermischen, ohne die bereits geklärte Phase zu beeinflussen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform können die Kanäle direkt in den Öffnungen enden. Dazu kann konzentrisch zum zweiten Einlaufraum eine Auffangkammer angeordnet sein, die mit radialen Rohren versehen ist, die mit den Öffnungen im Trommelmantel in formschlüssiger Verbindung stehen. Damit ist es möglich, die rückgeführten Feststoffe mit den abgeschleuderten Feststoffen unmittelbar in den Öffnungen zu vermischen, wodurch eine besonders genaue Zudosierung ermöglicht wird. Da die Kanäle jetzt mit der Trommeldrehzahl umlaufen, wird ein Rühreffekt derselben, bezogen auf den abgeschleuderten Feststoff, vermieden und damit der Absetzvorgang nicht gestört.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Öffnungen in Mündungsstücken vorgesehen, die in den Trommelmantel eingesetzt werden. Sie können so leicht bei Verschleiß oder bei Wahl eines anderen Öffnungsdurchmessers ausgewechselt werden.

In Verbindung mit der konzentrischen Auffangkammer ermöglichen die auswechselbaren Mündungsstücke eine leichte Montage der Förderschnecke und eine zentrische Fixierung der Auffangkammer.

Westfalia Separator AG - 6 -

Bei Verwendung des Erfindungsgegenstandes in Verbindung mit rein zylindrisch ausgebildeten Trommeln, bei denen die Mündungsstücke sinnvollerweise an dem Ende des Trommelmantels angeordnet werden müssen, auf das die Förderrichtung der Förderschnecke gerichtet ist, können Auffangkammer, Kanäle und Öffnungen besonders vorteilhaft in der entsprechenden Stirnplatte der Trommel angeordnet sein. Der Zutritt der abgeschleuderten Feststoffe zu den Öffnungen kann dabei durch einzelne Bohrungen, die jeweils mit den Kanälen in Verbindung stehen, erfolgen oder durch einen Ringkanal in der Stirnplatte, der zur Förderschnecke hin offen ist und in den die Kanäle und Öffnungen münden.

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

Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt der Vollmantelzentrifuge,

Fig. 2 einen Detailschnitt des zweiten Einlaufraumes mit Kanälen, die in einen Ringkanal münden,

Fig. 3 einen Detailschnitt des zweiten Einlaufraumes mit Kanälen, die direkt in den Öffnungen münden,

Fig. 4 einen Detailschnitt des zweiten Einlaufraumes mit Kanälen, die in der Stirnplatte der Trommel angeordnet sind.

Die Fig. 1 zeigt eine Vollmantelzentrifuge, bestehend aus einer zylindrisch-konisch ausgebildeten Trommel 1, in der eine zum Trommelmantel 2 mit Differenzdrehzahl umlaufend antreibbare Förderschnecke 3 angeordnet ist. Diese Förderschnecke 3 weist Wendeln 4 auf, die an der Innenwandung des Trommelmantels 2 angepaßt sind. Die Differenzdrehzahl-

Westfalia Separator AG - 7 -

regelung zwischen Förderschnecke und Troitimelmantel erfolgt durch ein mit der Förderschnecke 3 und dem Trommelmantel 2 verbundenes Cyclogetriebe 5. Die Trommel 1 ist in einem Gehäuse 6, bestehend aus Gehäusemantel 7 und Gehäusedeckel 8, rotierend gelagert. Der Antrieb des Trommelmantels und der Förderschnecke über das Cyclogetriebe 5 erfolgt dabei über einen nicht dargestellten Elektromotor, der über Keilriemen 9, 10 den Cycloantrieb und damit auch den Trommelmantel 2 und die Förderschnecke 3 auf festgelegte Drehzahlen bringt.

Über den Zulauf 11, den Einlaufraum 12 und Auslaßöffnungen 13 gelangt das Schleudergut in die Trommel 1. Für die Rückführung von Feststoff ist in der Förderschnecke 3 ein zweiter Einlaufraum 14 vorgesehen, der mit Kanälen 15 in Verbindung steht, die sich im Bereich der Öffnungen 16 in den Mündungsstücken 17 bis in die Nähe des Trommelmantels 2 erstrecken. Dem Einlaufraum 14 ist ein separater Zulauf 18 zugeordnet. Die abgeschleuderten Feststoffe werden zum Teil durch die Förderschnecke 3 zu den Austragsöffnungen 19 gefördert und verlassen das Gehäuse durch die Austragsöffnung 20. Die flüssige Phase verläßt die Trommel über Wehr 21 und tritt am Ablauf 22 aus. Die leichteren, schwer förderbaren Feststoffe sedimentieren erst auf dem Weg der flüssigen Phase zum Wehr 21 und werden über die Öffnungen 16 und Ablauf 23 abgeführt.

Zur Regelung der aus den Öffnungen 16 ablaufenden Feststoffkonzentration wird ein Teil der aus dem Ablauf 23 austretenden Feststoffe über den Zulauf 18 wieder in die Trommel zurückgeführt und gelangt über den zweiten Einlaufraum 14 und Kanäle 15 unmittelbar in den Bereich der Öffnungen 16. Ein derartiger Vorgang läßt sich auch auf einfache Weise automatisieren.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind die Kanäle 15 an ihrem Austritt 24 durch einen umlaufenden Ring 25 miteinander verbunden, der eine ringförmige Aussparung 26 im Trommelmantel

Westfalia Separator AG - 8 -

2 im Bereich der Öffnungen 16 so abdeckt, daß sich ein mit Zulaufkanälen 27 versehener Ringkanal 28 ergibt.

In Fig. 3 ist konzentrisch zum zweiten Einlaufraum 14 eine Auffangkammer 29 angeordnet, die mit radialen Rohren 30 versehen ist, in denen die Kanäle 15 vorgesehen sind. Die Rohre 30 stehen mit den Mündungsstücken 17 in formschlüssiger Verbindung, so daß die Kanäle 15 direkt in die Öffnungen 16 münden. Die abgeschiedenen Feststoffe treten durch Bohrungen 31 in den Mündungsstücken 17 ebenfalls in die Öffnungen 16 ein und vermischen sich erst hier mit den rückgeführten Feststoffen. Die Mündungsstücke 17 arretieren und zentrieren die Auffangkammer 29 mit ihren radialen Rohren 30, so daß zusätzliche Führungen und Arretierungen entfallen können. Da die Kanäle 15 in den Rohren 30 nicht wie bei den Ausführungen gemäß Fig. 1 und 2 mit der Schneckendrehzahl umlaufen, sondern mit der Trommeldrehzahl, müssen die Wendeln 4 an dieser Stelle unterbrochen sein. Für die Montage ist es erforderlich, die Auffangkammer 29 zu teilen.

Bei Anwendung der Erfindung auf nur zylindrische Trommelmantel, bei denen der Feststoff nur durch die Öffnungen 16 ausgetragen wird, erübrigt sich eine Teilung der Auffangkammer 29, da dann sinnvollerweise Kanäle 15 und Öffnungen 16 an dem Ende des Trommelmantels 2 angeordnet werden müssen, auf das die Förderrichtung der Schnecke 3 gerichtet ist. Die Auffangkammer 29, die Kanäle 15 und die Öffnungen 16 können dann entsprechend Fig. 4 beispielsweise in der Stirnwand 3 2 der Trommel 1 angeordnet sein, wobei die Kanäle 15 über Bohrungen 3 3 mit dem Innenraum der Trommel 1 in Verbindung stehen. Statt der Bohrungen 33 kann auch ein Ringkanal 34 vorgesehen sein, der Kanäle 15 und Öffnungen 16 miteinander verbindet. Die Zuführung des Schleudergutes erfolgt über den Zulauf 11, den Einlaufraum 12 und die Auslaßöffnungen 13, während die Feststoffe über Zulauf 18 und den zweiten Einlaufraum 14 zugeführt werden.

Westfalia Separator AG

Bezugszeichenliste

1 Trommel

2 Trommelmantel

3 Förderschnecke

4 Wendel

5 Cyclogetriebe

6 Gehäuse

7 Gehäusemantel

8 Gehäusedeckel

9 Keilriemen

10 Keilriemen

11 Zulauf

12 Einlaufraum

13 Auslaßöffnungen

14 Zweiter Einlaufraum

15 Kanal

16 Öffnung

17 Mündungsstück

18 Zulauf

19 Austragsöffnung

20 Austragsöffnung

21 Wehr

22 Ablauf

23 Ablauf

24 Austritt

25 Ring

26 Aussparung

27 Zulaufkanal

28 Ringkanal

29 Auffangkammer

30 Rohr

31 Bohrung

32 Stirnwand

33 Bohrung

34 Ringkanal

Claims

Westfalia Separator AG VoI!mantelzentrifuge mit einer Förderschnecke PATENTANSPRÜCHE

1)!Vollmantelzentrifuge mit einer Förderschnecke zum Tren- \ /nen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, bei der das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch über einen mit einem Zulauf versehenen Einlaufraum in der Förderschnecke zugeführt und die abgeschleuderten Feststoffe ganz oder teilweise durch unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Mantel der Trommel angeordnete Öffnungen ausgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter mit einem Zulauf (18) und Kanälen (15) versehener Einlaufraum (14) vorgesehen ist, der den Öffnungen (16) zugeordnet ist.

2) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kanäle (15) im Bereich der Öffnungen (16) bis in die Nähe des Trommelmantels (2) erstrecken.

3) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (15) in einen Ringkanal (28) münden, der die Öffnungen (16) miteinander verbindet.

4) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ringkanals (28) die Kanäle (15) am Austritt (24) über einen umlaufenden Ring (25) miteinander verbunden sind, der eine ringförmige Aussparung (26) im Trommelmantel (2) so abdeckt, daß sich Zulaufkanäle (27) zum Ringkanal (28) für die abgeschleuderten Feststoffe ergeben.

Westfalia Separator AG - 2 -

5) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (15) direkt in den Öffnungen (16) enden, wobei die Kanäle in radialen Rohren (30) verlaufen, die von einer konzentrisch zum zweiten Einlaufraum (14) angeordneten Auffangkammer (29) ausgehen.

6) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (30) mit den Öffnungen (16) in formschlüssiger Verbindung stehen.

7) Vollmantelzentrifuge nach einem oder mehreren der An-

sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (16) in Mündungsstücken (17) vorgesehen sind, die in den Trommelmantel (2) eingesetzt werden.

8) Vollmantelzentrifuge nach den Ansprüchen 5, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierung und Fixierung der mit Rohren (30) versehenen Auffangkammer (29) durch die auswechselbaren Mündungsstücke (17) erfolgt.

9) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangkammer (29), die Kanäle (15) und die Öffnungen (16) in einer Stirnplatte (32) der

20 Trommel (1) angeordnet sind.

10) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt der abgeschleuderten Feststoffe zu den Öffnungen (16) über Bohrungen (33) in der Stirnplatte (32) erfolgt.

11) Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zutritt der abgeschleuderten Feststoffe zu den Öffnungen (16) über einen Ringkanal (34) in der Stirnplatte (32) erfolgt, der mit den Öffnungen (16) und den Kanälen (15) in Verbindung steht.