DE3430506C3 - Filterzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bekannten Filterzentrifugen dieser Art (DE 27 10 624 A1, Fig. 7, Bezugszeichen 59, 61, 62 mit zugehörigem Text) bestehen die Dichtstreifen aus starrem Werkstoff und liegen in Radialebenen der Trommel senkrecht zu deren Drehachse. Hierdurch entsteht eine unnachgiebige Anordnung, die dazu führt, daß bei einem unrunden, radial leicht vibrierenden Lauf der Trommel eine starke schleifende Reibung zwischen der Kante des Dichtstreifens und der Trommelaußenwand stattfindet, die zu starken, lokalen Erhitzungen des Dichtstreifens führt. Die Erhitzung kann dabei so stark sein, daß der Werkstoff, aus dem der Dichtstreifen besteht, explosionsartig verpufft.

Aus Knott, O. "Systematik in der Konstruktion von Maschinen und Apparaten für die chemische Industrie", in: "Konstruktion", 1967, S. 217-222; Trutnovsky, K., "Berührungsdichtungen an ruhenden und bewegten Maschinenteilen", Berlin/Göttingen/Heidelberg 1958, S. 156/157 und Trutnovsky, K., "Konstruktive Möglichkeiten der Abdichtung von Lagern" in: "Schmiertechnik", 1963, S. 143-147 und 203-205 sind Ringdichtungen, insbesondere Wellen-Ringdichtungen bekannt, die mehr oder weniger freiliegend an den die abzudichtenden, rotierenden Teile umgebenden, stationären Teilen angeordnet sind und als in sich geschlossene, einstückige Profil-Teile ohne Stoßstelle ausgebildet sind. Die Fertigung, Anbringung und Auswechselung solcher einstückiger, ringförmiger Dichtungen ist verhältnismäßig schwierig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Filterzentrifuge den Dichtstreifen so auszubilden, daß keine lokalen Erhitzungen an ihm auftreten und er dennoch leicht gefertigt, angebracht und ausgewechselt werden kann.

Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Filterzentrifuge durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Filterzentrifuge und

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelansicht im Bereich des Kreises A in Fig. 1.

Die auf der Zeichnung dargestellte Filterzentrifuge umfaßt ein die gesamte Maschine dicht umschließendes Gehäuse 1, in dem auf einem stationären Maschinenge­ stell 2 eine Hohlwelle 3 in Wälzlagern 4, 5 drehbar gelagert ist. An das in Fig. 1 rechts gelegene, über das Lager 5 hinausragende Ende der Hohlwelle 3 ist ein Druckmittelzylinder 6 abgedichtet angeflanscht. Mit diesem Zylinder 6 ist ein Antriebsrad 7 drehfest verbunden, über welches die Hohlwelle 3 und der Zylin­ der 6 gemeinsam, z. B. mittels eines Keilriemens von einem Elektromotor, in raschen Umlauf versetzbar sind. Die Hohlwelle 3 weist eine axial verlaufende Keilnut 8 auf, in welcher ein Keilstück 9 verschieblich ist. Das Keilstück 9 ist starr mit einer in dem hohlen Innenraum 11 der Welle 3 verschiebbaren, weiteren Welle 12 verbunden. Die Welle 12 läuft daher gemeinsam mit der Hohlwelle 3 um, sie ist jedoch in dieser axial verschieblich. Die Wellen 3 und 12 verlaufen in einem auch der Halterung der Lager 4, 5 dienenden, buchsenförmigen Gehäuse 13, das auf dem Maschinengestell 2 abgestützt ist.

An dem links gelegenen, über das Lager 4 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3 ist drehfest eine topfförmige Schleudertrommel 16 mit ihrem Boden 17 angeflanscht. An ihrer zylindrischen Seitenwand weist die Trommel 16 radial verlaufende Filtratdurchlässe 18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Trommel 16 offen. An dem diese offene Stirnseite umgebenden, flanschartigen Öffnungsrand 19 ist mittels eines Halteringes 21 (vgl. auch Fig. 2) der eine Rand eines im wesentlichen zylindrischen, d. h. endlos ringförmig ausgebildeten Filtertuches 22 dicht einge­ spannt. Der andere Rand dieses Filtertuches 22 ist in entsprechender Weise dicht mit einem Bodenstück 23 verbunden, welches starr an der verschiebbaren, den Boden 17 frei durchdringenden Welle 12 befestigt ist. An dem Bodenstück 23 ist über Stehbolzen 24 unter Frei­ lassung eines Zwischenraumes starr ein Schleuderraum­ deckel 25 gehalten, der in Fig. 1 den Schleuderraum der Trommel 16 durch Auflage an deren Öffnungsrand dicht verschließt. Der Schleuderraumdeckel 25 kann gemeinsam mit dem Bodenstück 23 durch axiales Heraus­ schieben der Welle 12 aus der Hohlwelle 3 frei von der Trommel 16 abgehoben werden. An der in Fig. 1 links ge­ legenen Vorderseite der Filterzentrifuge ist ein Füll­ rohr 26 starr angeordnet, welches zum Zuführen einer in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden Suspension in den Schleuderraum der Trommel 16 dient. Dieses Füllrohr 26 kann beim Ab­ heben des Schleuderraumdeckels 25 und des Bodenstücks 23 in eine Bohrung 27 der verschiebbaren Welle 12 ein­ dringen.

Auf einem mit dem Druckmittelzylinder 6 fest ver­ bundenen und zusammen mit diesem umlaufenden Ver­ schlußstück 28 ist mittels Drehlager 29, 31 ein Maschinenteil 32 drehbar gelagert. Das Maschinenteil 32 ist z. B. durch eine starre Druckmittelleitung 30 am Rotieren gehindert, verharrt also bei sich drehendem Verschlußstück 28 in Ruhe. Die Leitung 30, weitere, nicht dargestellte Druckmittelleitungen, das Maschinenteil 32 und das Verschlußstück 28 ver­ mitteln die Zu- und Abfuhr des Druckmittels, beispielsweise einer Hydraulikflüssig­ keit, zum Zwecke einer Hin- und Herbewegung der ver­ schiebbaren Welle 12, deren hinteres Teil als Kolben­ stange in den Druckmittelzylinder 6 eindringt und dort mit einem doppelt wirkenden Kolben 34 verschraubt ist.

Im Betrieb nimmt die Filterzentrifuge die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein. Die verschiebbare Welle 12 ist in der Hohlwelle 3 und im Druckmittelzylinder 6 zurückgezogen, wodurch das mit der Welle 12 verbundene Bodenstück 23 in der Nähe des Bodens 17 der Trommel 16 liegt und das Filtertuch 22 derart in die Trommel 16 eingestülpt ist, daß es im Innern der Trommel 16 liegt. Der Schleuderraumdeckel 25 hat sich dabei dicht auf den Öffnungsrand der Schleudertrommel 16 aufgelegt. Bei rotierender Schleudertrommel 16 wird über das Füll­ rohr 26 zu filtrierende Suspension eingeführt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension treten in Rich­ tung der Pfeile 35 durch die Filtratdurchlässe 18 der Schleuder­ trommel 16 hindurch und werden von einer an der Trommel 16 befestigten, mit umlaufenden, als Prallblech dienenden, ringförmigen Abschirmung 36 in eine Abführleitung 37 überführt. Die Feststoffteilchen der Suspension werden vom Filtertuch 22 zurückgehalten. Bei weiterhin rotierender Schleudertrommel 16 wird nun die Welle 12 (nach links) verschoben, wodurch sich das Filtertuch 22 nach außen umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen nach auswärts in das Gehäuse 1 der Zentrifuge abgeschleudert werden. Von da aus können sie leicht abgefördert werden. In dieser Betriebsstellung der Zentrifuge dringt das Füllrohr 26 durch Öffnungen, welche im Deckel 25 und im Bodenstück 23 vorgesehen sind, in die Bohrung 27 der Welle 12 ein. Nach beendetem Abwurf der Feststoffteilchen unter dem Einfluß der Zentrifugal­ kraft wird die Filterzentrifuge durch Zurückschieben des Kolbens 34 wieder in die Betriebsstellung ent­ sprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt.

Es ist erforderlich, den Filtratraum, in dem das Filtrat durch die Filtratdurchlässe 18 aus der Trommel 16 austritt, gegenüber dem Raum, in den die Feststoff­ teilchen abgeschleudert werden, abzutrennen. Diesem Zweck dient ein die Trommel 16 außen umgebender, mit dem Gehäuse 1 fest verbundener Ringflansch 39. In Nuten des Ringflansches 39 sind (vgl. Fig. 2) zwei in sich ringförmig geschlossene Dichtstreifen 41, 42 eingelassen, die mit einer freien Kante ebenfalls die Außenseite der Trommel 16 umgeben, und zwar bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die Außen­ seite des bereits erwähnten Halterings 21. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Dichtstreifen 41, 42 zur Drehachse der Trommel 16 schräg und konisch ver­ laufend am Ringflansch 39 abgestützt. Hierdurch können sich diese Dichtstreifen 41, 42 elastisch nachgiebig an die Außenwand der Trommel 16 anlegen. Wenn diese also unrund, d. h. mit geringen radialen Vibrationen umläuft, können die freien Kanten der Dichtstreifen 41, 42 leicht ausweichen, so daß es nicht zu lokalen Überhitzungen kommen kann.

Sie werden als Band in die Nuten am Ring­ flansch 39 eingelegt, wobei die Stoßstelle des Bandes dann im unteren Bereich des Gehäuses 1 ange­ ordnet wird.

Die Dichtstreifen 41, 42 können aus Kunststoff gefertigt sein, beispielsweise aus PTFE oder aus einem Gemisch von PTFE mit Kohlenstoff. Da es für die Ausweichbewegung der Dichtstreifen 41, 42 günstig ist, wenn sie aus einem leicht biegeelastischen Streifenmaterial bestehen, kann man für die Herstellung dieser Streifen auch einen elastomeren Werkstoff nehmen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel finden zwei Dichtstreifen 41, 42 Anwendung. Je nach dem An­ wendungsfall können auch mehr oder weniger als zwei Dichtstreifen eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Filterzentrifuge mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, radiale Filtratdurchlässe aufweisenden Schleudertrommel, mit einem die Schleudertrommel außen umgebenden, mit dem Gehäuse fest verbundenen Ring­ flansch und mit mindestens einem in eine Nut des Ringflansches eingelassenen und dort abgestützten, ringförmig geschlossenen Dichtstreifen, der mit einer freien Kante die Außenseite der Schleudertrommel umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtstreifen (41, 42) zur Drehachse der Schleudertrommel (16) schräg und konisch verlaufend in die Nut des Ringflansches (39) eingelassen und dort abgestützt ist und hierdurch nachgiebig an der Außenseite der Trommel (16) zur Anlage gelangen kann, und daß der Dichtstreifen (41, 42) als die Trommel (16) umgebendes Band mit einer Stoßstelle ausgebildet ist.

2. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstelle des die Trommel (16) umgebenden, den Dichtstreifen (41, 42) bildenden Bandes unten liegt.

3. Filterzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtstreifen (41, 42) aus einem Kunststoff besteht.

4. Filterzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtstreifen (41, 42) aus einem PTFE-Kohlenstoff-Gemisch besteht.

5. Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtstreifen (41, 42) aus einem elastomeren Werkstoff besteht.