DE3426526A1 - Pneumatische austragvorrichtung fuer eine schaelzentrifuge - Google Patents
Pneumatische austragvorrichtung fuer eine schaelzentrifugeInfo
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Description
Weber, Hellfeld & Tönnies d-sooo München 71
PATENTANWÄLTE ,, Hofbrunnstrasse 47
' Telefon: (0 89) 7 9150 50
Telex: 5-212877
Telefax: (0 89) 7 91 52 56
K 259 - Web/re
Krauss-Maffei AG
Krauss-Maffei-Straße 2
Krauss-Maffei-Straße 2
8000 München 50
Pneumatische Austragvorrichtung für eine Schälzentrifuge
European Patent Attorney . Rechtsanwalt
Dipl.-Phys. Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Dipl.-Ing. Dipl.-Oek.
O. E. WEBER, München A. v.HELLFELD.München JAN G. TÖNNIES, Kiel
Die Erfindung betrifft eine pneumatische Austragvorrichtung für eine Schälzentrifuge gemäß dem Oberbegriff
des Hauptanspruches.
Eine derartige pneumatische Austragvorrichtung ist insbesondere aus der DE-PS 20 56 893 bekannt. Die darin beschriebene
Austragvorrichtung ist als bewegliche Schälvorrichtung ausgebildet, welche, um das gesamte,in der
Schälzentrifuge befindliche Schälgut ausführen zu können, auf- und abbewegt werden muß. Neben dieser axialen Bewegung
muß der innerhalb der Zentrifugentrommel am vorderen Ende der Austragleitung angeordnete Schälkopf auch in radialer
Richtung zugestellt werden, um soviel wie möglich vom Schälgut abzutragen, welches an der Innenseite der
Trommel angelagert ist. Bei der auftretenden Axialbewegung und der dieser überlagerten radialen Zustellbewegung
entstehen/u.a. verursacht durch den Abrieb in den
Lagern der Austragvorrichtung,erhebliche Dichtungsprobleme. Dieses Problem der Abdichtung ist insbesondere beim Einsatz
derartiger Schälzentrifugen im pharmazeutischen oder
chemischen Bereich von außerordentlicher Bedeutung, da beispielsweise schon ein Tropfen Öl, welcher an einer undichten
Stelle in das Schälgut gelangt, welches beispielsweise von einem Arzneimittel gebildet wird, die gesamte
Charge des in der Trommel befindlichen Arzneimittels unbrauchbar werden läßt.
Die bekannte pneumatische Austragvorrichtung ist weiterhin insoweit nachteilig, als durch das Erfordernis der
Hin- und Herbewegung nur ein geringer Gesamt-Austragungswirkungsgrad erreicht wird. Weiterhin wird,aufgrund der
Tatsache, daß das Schälgut nicht vollständig aus der Trommel ausgeführt werden kann, die verbleibende Restschicht
durch das ständige Überstreichen des Messers, ins-
besondere bei einer hohen Restfeuchte, zugesetzt. Als Folge davon filtriert diese Restschicht bei den nachfolgenden
Chargen sehr schlecht aus und muß unter Umständen von Hand ausgeräumt werden.
Schließlich ist bei der bekannten Austragvorrichtung nachteilig, daß infolge der zeitraubenden axialen Bewegung
nur ein relativ geringer Materialaustrag pro Zeiteinheit möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße pneumatische Austragvorrichtung zu schaffen, welche
die bei Axialbewegungen des Schälmessers üblicherweise auftretenden Probleme vermeidet und zugleich eine außerordentlich
hohe Austragsleistung ermöglicht.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale
gelöst.
Nach einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird durch die Anordnung des Schälmessers über die gesamte Trommelbreite ein außerordentlich hoher Austragungswirkungsgrad
erreicht. Damit ist es nämlich möglich, bei der vollen Leistungsdrehzahl den Trommelinhalt auszutragen. Weiterhin
wird eine Axialbewegung der Austragsvorrichtung vermieden, so daß große Dichtungsprobleme von vorneherein
nicht auftreten. Die Gefahr des Eindringens von Abrieb und Verunreinigungen in das Schälgut wird somit auf ein
Minimum reduziert. Mit dem über die gesamte Trommelbreite angeordneten Schälmesser ist es darüber hinaus auch möglich,
durch eine entsprechende Regelung die Schnittgeschwindigkeit über den Radius der Trommel beim Abtrennen
des Schälgutes in Richtung Trommelmantel konstant zu halten.
Beim Erreichen der Endlage nahe des Trommelmantels wird der Schälkopf durch eine entsprechende Umsteuerung sofort
zurückgezogen, so daß ein Zusetzen der verbleibenden Restschicht vermieden wird. Beim Ausfiltrieren weiterer
Chargen bleibt somit die verbleibende Restschicht filtratdurchlässig„
Die erfindungsgemäße pneumatische Austragvorrichtung
zeichnet sich aber nicht nur dadurch aus, daß sie in der Lage ist, viel Schälgut abzutragen, sondern auch dadurch,
daß sie einen außerordentlich hohen Austragungswirkungsgrad aufweist. Dieser hohe Austragungswirkungsgrad wird
nach einem Grundgedanken der Erfindung dadurch erreicht, daß im Innenraum des Schälkopfes ein Füllkörper angeordnet
ist, welcher die Förderströmung in einem kritischen Schälgut-Absetzbereich, in welchem die Schälgut-Teilchen
stark dazu neigen, sich im Schälkopf abzusetzen, derart beeinflußt, daß die Absauggeschwindigkeit an und vor dieser
Stelle erhöht ist, so daß die vom Schälmesser abgetrennten und nach unten fallenden Schälgutteilchen von der Förderströmung
aufgenommen und mitgerissen werden. Der erfindungsgemäße Füllkörper kann dabei, im Falle eines geänderten
Schälgutes und der damit geänderten Strömungsbedingungen, ausgetauscht und durch einen neuen in Gestalt
und Größe geeigneten Füllkörper ersetzt werden. Der Füllkörper kann auch so ausgebildet sein, daß er während des
Betriebes an die geänderten Strömungsbedingungen angepaßt werden kann.
Insbesondere weist der erfindungsgemäße Füllkörper an der
dem Schälgutstrom zugewandten Seite eine Produktleitfläche auf, welche den Schälgutstrom nach unten führt. Bei entsprechend
geändertem Schälgut kann der Füllkörper jedoch auch so verändert werden, daß sich der Produktstrom im
freien Fall nach unten bewegt und dabei die Produktleitfläche nicht berührt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Produktleitfläche der Abwurfparabel des
Schälgutes angeglichen. Für ein bestimmtes Schälgut kann es vorteilhaft sein, am unteren Ende der Produktleitfläche
eine Abreißkante vorzusehen, welche zu einer intensiven Verwirbelung der Schälgutteilchen mit der Förderströmung
und somit zu einer Erhöhung der Austragsleistung führt. Die Produktleitfläche ist an ihrem unteren Ende mit
einer Absaugekanal-Teilfläche verbunden, die halbparabelförmig
ausgebildet ist und zusammen mit einer äußeren Umlenkbahn eine Verlängerung der Austragsleitung bildet.
Der durch die Absaugekanal-Teilfläche und die äußere Umlenkbahn begrenzte Strömungsquerschnitt ist kreisförmig,
so daß es keine Stellen gibt, an denen sich Schälgut absetzen und den Austragkanal verstopfen könnte. Als besonders
vorteilhafte Ausbildungsmöglichkeit des Füllkörpers sei erwähnt, daß nicht nur die Produktleitfläche auf den
Schälgutstrom zu und von diesem wegbewegt werden kann, sondern daß auch die Absaugekanal-Teilfläche in ihrer
Relativstellung zur Förderströmung veränderbar ist. Durch eine derartige Veränderung der Absaugkanal-Teilfläche
hinsichtlich ihrer Lage zur Förderströmung kann bewirkt werden, daß die Absauggeschwindigkeit sich ändert. Beispielsweise
ist eine Erhöhung der Absauggeschwindigkeit dann angezeigt, wenn schwerere Schälgutteilchen aus einem
senkrechten Stromtrocknerkanal zurückfallen könnten. Mit einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit kann somit
erreicht werden, daß auch die schwereren Teilchen von der Strömung mitgerissen werden, und somit eine Verstopfung
des Austragsquerschnittes verhindert wird.
Als besondere Einrichtung weist der erfindungsgemäße
Füllkörper in der Produktleitfläche angeordnete Fluidisierungsdüsen
auf. Diese Fluidisierungsdüsen erzeugen für den Fall, daß bei höheren Schälgeschwindigkeiten das
Schälgut gegen die Produktführungsfläche geschleudert
wird und an dieser haften bleibt, ein Gaspolster, auf welchem das Schälgut ähnlich wie bei einer Wirbelschicht
nach unten geleitet wird.
Mit der erfindungsgemäßen pneumatischen Austragvorrichtung
ist es auch möglich, den Massenstrom in Abhängigkeit von der Restfeuchte entsprechend zu dosieren. Weiterhin kann
unter Verwendung der pneumatischen Austragvorrichtung nach der Erfindung auch ein der Zentrifuge nachgeschalteter
Trockner in einem bevorzugten Betriebsbereich arbeiten, da seine Verdampfungsleistung insoweit konstant
bleibt, als das Produkt aus Massenstrom und Schälgutanfangsfeuchte konstant gehalten werden kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Schematisch einen Vertikalschnitt durch eine Trommel einer Vertikal-Schälzentrifuge mit
einem in der Trommel befindlichen Schälkopf, in welchem ein Füllkörper angeordnet ist sowie
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Schälkopf aus Fig.1 mit einem im Innenraum des Schälkopfes
angeordneten erfindungsgemäßen Füllkörper.
Figur 1 zeigt schematisch den Vertikalschnitt einer Trommel 1 einer Vertikal-Schälzentrifuge. Die Trommel weist
-JtT-
einen Mantel 3, einen Boden 5, eine Nabe 7 und einen Bord 9 auf. Der Innenrand des Bordes 9 begrenzt eine
Öffnung 11, durch welche eine Austragleitung 13 und ein an
der Austragleitung 13 angeordneter Kopf 15 in den Trommelinnenraum
17 eingeführt sind. Die Austragleitung 13 ist zusammen mit dem Schälkopf 15 mit einer außerhalb der
Trommel 1 angeordneten, nicht dargestellten Vorrichtung im Trommelinnenraum 17 in radialer Richtung der Trommel 1 verschwenkbar
.
Der Schälkopf 15 umfaßt im einzelnen eine der Mantelinnenwand benachbarte Schälfläche 19, ein an der Vorderkante
der Schälfläche befestigtes Schälmesser 21, eine der Schälfläche
19 gegenüberliegend angeordnete Trichterfläche 23,
eine obere Führungswand 25 und einen an der oberen Führungswand 25 angeordneten Füllkörper 2 7 gemäß der Erfindung,
welcher sich im wesentlichen nach unten in Richtung einer Rampe 29 erstreckt. Aus der Figur 1 ist deutlich zu ersehen,
daß sich der Schälkopf 15 mit dem an seiner Vorderseite angeordneten Schneidmesser im wesentlichen über die gesamte
Trommelbreite erstreckt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß hier, wie im Zentrifugenbau allgemein
üblich, das Maß, welches die Erstreckung des Mantels 3 zwischen dem Bord 9 und dem Boden 5 bestimmt, als Trommelbreite bezeichnet wird.
Wie bereits erwähnt, ist der Schälkopf 15 im Trommelinnenraum
in radialer Richtung verschwenkbar, so daß beim Austragen das an der Vorderseite des Schälkopfes 15 befestigte
Schälmesser 21 gegen das Schälgut gedreht wird, welches sich an der Innenseite des Mantels 3 angelagert hat und zusammen
mit der Trommel 1 in Richtung des Pfeiles 31 dreht. Infolge der Verschwenkbewegung des Schälkopfes sticht das Schälmesser
21 in die Schälgutschicht ein, das so abgetrennte Schälgut fällt in Form einer Wurfparabel in den Schälkopf,
wird von einer Saugluftströmung mitgerissen und in Richtung des Pfeiles 33 abgeführt.
Der erfindungsgemäße Füllkörper 27 und dessen Wirkung auf
die Saugströmung wird in Figur 2 näher erläutert.
In Figur 2 ist gezeigt, daß der Schälkopf 15 in seinem
Innenraum den Füllkörper 27 aufweist, welcher an der Führungswand 25 befestigt ist, sich nach unten in Richtung
der Rampe 29 erstreckt und die mit den Pfeilen 35 bezeichnete Förderströmung einengt. Mit den Pfeilen 37 ist angedeutet,
wie das Schälmesser 21 in das Schälgut einschneidet und dieses abtrennt. Das Schälgut fallt anschließend in
Richtung der gestrichelten Linien in den Schälkopf hinein. Das abgetrennte Schälgut wird bereits während des Falls
nach unten von der mit den Pfeilen 35 verdeutlichten Förderströmung durchsetzt, welche infolge des Düseneffektes
zwischen dem Füllkörper 27 und der Rampe 29 und/oder deren Fortführung in der äußeren Umlenkbahn 39 so stark ist, daß
die Schälgutteilchen bereits während des Fluges mitgerissen und in Richtung des Pfeiles 33 ausgetragen werden. Durch
die besondere Anordnung des Füllkörpers 2 7 und des dadurch bewirkten Düseneffektes wird erreicht, daß sich insbesondere
in einem kritischen Schälgut-Absetzbereich 41, die herabfallenden
Schälgut-Teilchen nicht im Schälkopf absetzen können, sondern von der Förderströmung aufgenommen und mitgerissen
werden. Die Förderströmung kann insbesondere bei feuchtem Schälgut von einem Trocknungsgas gebildet sein.
Der Füllkörper 2 7 ist mit einer an den Schälgutstrom angrenzenden Produktleitfläche 43 und mit einer die Förderströmung
im Absaugkanal begrenzenden Absaugkanal-Teilfläche 45 ausgebildet. Beide Flächen sind in ihrem unteren
Bereich miteinander verbunden. Die Produktleitfläche 43 kann an ihrem unteren Ende mit einer Abreißkante 47 ausgebildet
sein, um die Verwirbelung des Schälgutes mit der Förderströmung weiter zu fördern und den Wirkungsgrad der
gesamten Absaugung zu erhöhen. Für den Fall, daß Schälgut an der Produktleitfläche 43 anhaften sollte, sind innerhalb
des Füllkörpers 2 7 Fluidisierungsdusen 49 angeordnet, welche zwischen die Produktleitfläche 43 und das Schälgut
Gas einblasen, um so das Anhaften des Schälgutes zu verhindern. Sowohl die Produktleitfläche 43 als auch die
Absaugkanal-Teilfläche 45 können bei Änderung des auszutragenden Produktes in ihrer äußeren Form verändert werden.
So kann die Produktleitfläche 43 in Richtung auf den Schälgutstrom
zu- oder von diesem wegbewegt werden und die Absaugkanal-Teilfläche
45 kann in die Förderströmung 35 hinein- oder aus dieser herausbewegt werden. Eine Veränderung der
Förderströmung 35 durch die Absaugkanal-Teilflache 45
ist insbesondere dann angezeigt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in einem vertikalen Teil der Austragvorrichtung
erhöht werden soll. Diese Maßnahme wird dann vorgenommen, wenn sich zeigt, daß die Teilchen während ihres
Abtransportes agglomerieren, dadurch schwerer werden und in den Schälkopf zurückfallen würden.
3426b2o
Neben dieser Möglichkeit, die angeströmten Flächen 43 und des Füllkörpers 27 zu variieren, kann der Füllkörper
gegebenenfalls auch ausgetauscht und durch einen anderen Füllkörper ersetzt werden, welcher den durch ein neues
Schälgut vorgegebenen Bedingungen abgeänderte äußere Umfangsflachen aufweist. Der Füllkörper kann darüber
hinaus auch während des Betriebes in Lage und Form verändert werden.
- Leerseite -
Claims (23)
1. ' Pneumatische Austragvorrichtung für eine Schälzentrifuge,
insbesondere für eine Vertikal-Schälzentrifuge, mit einem Absauggebläse und einer daran angeordneten,
beweglichen Austragleitung,mit einem mit einer Austragleitung verbundenen Schälkopf und einem am
Schälkopf angeordneten Schälmesser und mit einem Gaszuführgebläse,
welches mit einer Trommel verbunden ist derart, daß beim Austragen von Schälgut eine den Schälkopf
durchlaufende Schälgut-Förderströmung gebildet ist, welche zur Aufnahme und Abführung abgeschälter
Teilchen dient, dadurch gekennzeichnet , daß sich das Schälmesser (21) über die gesamte Trommelbreite erstreckt, daß im Innenraum des Schälkopfes
(15) wenigstens ein Füllkörper (27) angeordnet ist und daß der Füllkörper (27) so ausgebildet und angeordnet
ist, daß in einem kritischen Schälgut-Absetzbereich (41), in welchem die Schälgut-Teilchen stark
dazu neigen, sich im Schälkopf (15) abzusetzen, die Schälgut-Förderströmung (35) im Schälkopf (15) derart
verengt ist, daß zumindest in dem kritischen Schälgut-Absetzbereich (41) die Strömungsgeschwindigkeit so
hoch ist, daß alle Schälgut-Teilchen aus dem Schälkopf (15) betriebssicher abgeführt werden.
2. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Schälmesser
(21) an der Vorderkante einer seitlichen, dem Schälgut zugewandten Schälfläche (19) des Schälkopfes (15)
angeordnet ist.
3„ Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllkörper
(27) an einer oberen Führungswand (25) des Schälkopfes (15) austauschbar befestigt ist.
4. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Füllkörper
(27) zwischen der seitlichen SchälflMche (19) und einer im Abstand zur seitlichen Schälfläche
(19) angeordneten seitlichen Trichterfläche (23) des Schälkopfes (15) erstreckt, und daß der Füllkörper(27)im
Abstand über einer unteren Rampe (29) des Schälkopfes (15) endet.
5. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllkörper
(27) eine Produktleitfläche (43) aufweist, die dem Schälgut zugewandt ist, welches durch das Schälmesser
(21) abgetrennt ist.
6. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Produktleit·
fläche (43) einer Wurfparabel mit einem Parabelscheitel am oberen Schälmesserende angenähert und
nach unten geöffnet ausgebildet ist.
7. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Produktleitfläche
(43) als schiefe Ebene mit negativer
Steigung ausgebildet ist.
8. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Produktleitfläche
(43) im Abstand vom Schälmesser (21) vertikal von der Führungswand (25) nach unten absteht,
9. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeic h η e tf daß die Produktleitfläche
(43) in Richtung auf den Schälgutstrom zu- oder von dem Schälgutstrom wegbewegbar ist.
10. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß die Produktleitfläche (43) am unteren Ende eine Abreißkante (47)
aufweist.
11. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet , daß der Füllkörper (27) am unteren Ende der Produktleitfläche (43)
abgerundet ausgebildet ist.
12. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Füllkörper
(27) eine an die Produktleitfläche (15) anschließende, einen Teil der Austragleitung (13) bildende Absaugkanal-Teilfläche
(45) aufweist.
13- Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet , daß die Absaugkanal-Teilfläche
(45) halbparabelförmig mit dem Scheitelpunkt am unteren Ende des Füllkörpers (27)
und nach oben geöffnet ausgebildet ist.
Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet , daß die Absaugkanal-Teilfläche (45) zusammen mit einer äußeren
Umlenkbahn (39) eine Verlängerung der Austragleitung (13) mit kreisförmigem Strömungsguerschnitt
begrenzt.
15„ Pneumatiche Austragvorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet , daß die Absaugkanal-Teilfläche
(45) zur Änderung des Strömungsguerschnittes in Richtung auf die äußere Umlenkbahn
(39) zu- oder von der äußeren Umlenkbahn (39) wegbewegbar ist.
16. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
daß der Füllkörper (27) in der Breitenerstreckung veränderbar ist„
17. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
daß der Füllkörper (27) innerhalb des Schälkopfes (15)
drehbar angeordnet ist.
18. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net , daß der Füllkörper (27) innerhalb des Schälkopfes
(15) während des Betriebes verstellbar ist.
19. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in der Produktleitfläche (43) wenigstens eine
Fluidisierungsdüse (49) angeordnet ist.
20. Pneumatische Austragvorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet , daß die Austrittsöffnung der Fluidisierungsdüse (49) im wesentlichen
in die Richtung weist, in welcher die Schälgut-Teilchen gemäß der Wurfparabel an der Fluidisierungsdüse
(49) vorbeifliegen.
21. Pneumatische Austragvorrichtung nach den Ansprüchen
1 9 und 20, dadurch gekennzeichnet , daß die Austrittsöffnung der Fluidisierungsdüse (49) nach
unten gerichtet ist.
22. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Oberfläche des Füllkörpers (27) aus einem elastisch verformbaren Material besteht.
23. Pneumatische Austragvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ,
daß das untere Ende des Füllkörpers (27) zur Einstellung eines vorgebbaren Abstandes zu einer
unteren Rampe (29) des Schälkopfes (15) ausfahrbar und einziehbar ausgebildet ist.
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