DE3723864C2

DE3723864C2 -

Info

Publication number: DE3723864C2
Application number: DE19873723864
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 4740 Oelde De Kuelker
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1987-07-18
Filing date: 1987-07-18
Publication date: 1991-02-21
Also published as: DE3723864A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantel-Schnecken zentrifuge mit einer horizontal gelagerten Trommel, an de ren einem Ende Feststoffaustragsöffnungen und an deren an derem Ende ein Überlaufwehr zum Einstellen des Flüssig keitsspiegels in der Trommel vorgesehen sind, wobei in der Trommel eine zu dieser mit Differenzdrehzahl umlaufende Förderschnecke angeordnet ist, deren Wendeln den sich an der Trommelperipherie absetzenden Feststoff zu den Fest stoffaustragsöffnungen fördern, und für die Zuführung ei nes Flüssigkeits-Feststoffgemisches in der Nabe der För derschnecke eine Verteilerkammer vorgesehen ist, die mit Einläufen von Leitkanälen in Verbindung steht, die sich radial auswärts erstrecken und deren Austritte tangential in Drehrichtung der Trommel ausgerichtet sind, wobei die Einläufe der Leitkanäle tangential entgegen der Drehrich tung der Trommel ausgerichtet und so ausgebildet sind, daß das Flüssigkeits-Feststoffgemisch auf einer halbkreisför migen Bahn in Drehrichtung der Trommel umgelenkt wird.

Eine derartige Schleudertrommel ist beispielsweise bekannt aus der DE 31 47 404 A1, wobei die Austritte oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Trommel enden und die Leitka näle so ausgelegt sind, daß die der Schleudertrommel zuge führte Flüssigkeit die gleiche Umfangsgeschwindigkeit beim Eintritt in die Flüssigkeitsoberfläche besitzt wie diese selbst. Dadurch soll erreicht werden, daß die Trommel mit einem möglichst kleinen Energieaufwand betrieben werden kann.

Zur Erzeugung der Differenzdrehzahl zwischen der Förder schnecke und der Trommel kann die Schneckendrehzahl größer oder kleiner als die Trommeldrehzahl gewählt werden.

Ist die Schneckendrehzahl kleiner als die Trommeldrehzahl, so dreht sich der sich innerhalb der Trommel absetzende Feststoff mit der Trommel schneller als die Förderschnecke und wird dabei zu den Feststoffaustragsöffnungen hin ge fördert. Da die Flüssigkeit zum entgegengesetzten Ende der Schleudertrommel bewegt werden muß, muß ihre Strömungsge schwindigkeit kleiner sein als die Umfangsgeschwindigkeit der Förderschnecke, damit diese Strömungsrichtung erzielt wird. Wegen dieser relativ geringen Strömungsgeschwindig keit der Flüssigkeit in den Schneckenwendeln bildet sich bei diesen sogenannten nacheilenden Förderschnecken eine laminare Flüssigkeitsströmung aus, die den Absetzprozeß der Feststoffteilchen begünstigt.

Im Gegensatz dazu kann es bei den voreilenden Förder schnecken zu einer turbulenten Flüssigkeitsströmung in den Schneckenwendeln kommen, da die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit größer sein muß als die Umfangsgeschwin digkeit der Förderschnecke, wodurch der Absetzprozeß nega tiv beeinflußt wird. Dieser Effekt wird jedoch teilweise dadurch kompensiert, daß bei den voreilenden Förderschnec ken das zugeführte Produkt zunächst in Richtung der Fest stoffaustragsöffnungen gefördert wird, bis es eine höhere Strömungsgeschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Förderschnecke angenommen hat. Dadurch verlängert sich der Weg, den die Flüssigkeit bis zum Überlaufwehr zurück zulegen hat, und damit auch die Länge der Klärzone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Klär- und Trenneffekt der bekannten Vollmantel-Schneckenzentrifuge zu verbessern.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Drehzahl der Förderschnecke kleiner ist als die der Trommel und der Austritt des Leitkanals bis in den Flüssigkeitsspiegel hineinreicht und der Leitkanal im Bereich des Einlaufs erheblich breiter und niedriger ist als im Bereich des Austritt, so daß das Flüssigkeits- Feststoffgemisch eine gegenüber dem Leitkanal erhöhte Um fangsgeschwindigkeit erhält.

Der bis unter den Flüssigkeitsspiegel reichende Leitkanal rotiert mit der Umfangsgeschwindigkeit der Förderschnecke. Die Strömungsgeschwindigkeit des über den Leitkanal zuge führten Flüssigkeits-Feststoffgemisches addiert sich damit zu der Umfangsgeschwindigkeit der Förderschnecke, so daß das Flüssigkeits-Feststoffgemisch zunächst wie bei der voreilenden Förderschnecke mit einer erhöhten Umfangsge schwindigkeit in die Flüssigkeitsoberfläche eintritt. Die se erhöhte Umfangsgeschwindigkeit bewirkt, daß die Flüs sigkeit zunächst die Wendeln der Förderschnecke in Rich tung der Feststoffaustragsöffnungen durchläuft, bis sie ihre Geschwindigkeit soweit abgebaut hat, daß sie wieder langsamer wird als die der Förderschnecke. Durch diese Vorbeschleunigung in Richtung der Feststoffaustragsöffnun gen wird wie bei der voreilenden Förderschnecke eine grö ßere Absetzfläche erzielt. Dieser vorteilhafte Effekt ad diert sich somit zu dem Vorteil der laminaren Flüssig keitsströmung der nacheilenden Förderschnecken.

Der Einlauf kann beispielsweise den gesamten Abstand zwischen zwei Schneckenwendeln ausfüllen. Er muß dann aber so niedrig sein, daß er nicht bis in den Flüs sigkeitsspiegel hineinragt und dadurch nicht die freie Strömung in den Schneckenwendeln behindert. Da der Aus tritt aber vorteilhaft bis in die Flüssigkeitsoberfläche hineinragt, muß in diesem Bereich der Leitkanal wesentlich schmaler sein, damit die Flüssigkeit zwischen zwei Wendeln genügend Platz hat, um an dem Leitkanal vorbeizuströmen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird zwischen dem Einlauf und dem Austritt des Leitkanals mindestens ein Winkel von 45 Grad gebildet. Dadurch wird eine so große Länge des Leitkanals erzielt, daß sich im Leitkanal mit Sicherheit eine laminare Strömung ausbildet.

Eine besonders geringe Beeinflussung der Flüssigkeitsströ mung wird dann erreicht, wenn der Austritt des Leitkanals die Form eines Dreiecks hat, dessen Basis radial einwärts gerichtet ist. Bei dieser Ausbildung des Austrittes ragt nur die Spitze des Dreiecks in die Flüssigkeitsoberfläche, so daß nur eine sehr geringe Beeinflussung der Flüssig keitsströmung in den Schneckenwendeln bewirkt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt der Leitkanal über seine gesamte Länge an der Seite einer Wendel an, die zu den Feststoffaustragsöffnungen hin gerichtet ist. An dieser Seite der Wendel liegt zwangsläufig der Feststoff an, während an der gegenüberliegenden Seite die Flüssig keit in entgegengesetzter Richtung zum Flüssigkeitswehr strömt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vollmantel-Schnec kenzentrifuge,

Fig. 2 den Schnitt II-II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Teilansicht der Förderschnecke im Bereich der Leitkanäle.

Mit 1 ist in der Fig. 1 die Trommel bezeichnet, die die Förderschnecke 2 mit ihren Schneckenwendeln 3 konzentrisch umgibt. Die Trommel 1 ist an ihrem einen Ende mit Fest stoffaustragsöffnungen 4 und an ihrem entgegengesetzten Ende mit einem Überlaufwehr 5 versehen. In der Nabe 6 der Förderschnecke 2 ist eine Verteilerkammer 7 vorgesehen, in die über ein Einlaufrohr 8 das Flüssigkeits-Feststoffge misch eingeführt werden kann. Die Verteilerkammer 7 steht mit Einläufen 9 von Leitkanälen 10 in Verbindung, deren Austritte 11 bis in den Flüssigkeitsspiegel hineinreichen.

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, wie der Einlauf 9 und der Leitkanal 10 zusammen eine halbkreisförmige Bahn erzeugen, die es dem Feststoff-Flüssigkeitsgemisch erlaubt, zunächst entgegen der Drehrichtung der Trommel in den Einlauf tan gential einzuströmen, wonach es dann auf der halbkreisför migen Bahn um 180 Grad umgelenkt wird und zum Austritt 11 des Leitkanals 10 gefördert wird. Durch die wirkenden Be schleunigungskräfte erhält dabei das Feststoff-Flüssig keitsgemisch eine gegenüber dem Leitkanal erhöhte Umfangs geschwindigkeit, mit der es dann in Drehrichtung in die Schneckenwendeln 3 einströmt.

Das der Verteilerkammer 7 zugeführte Flüssigkeits-Fest stoffgemisch wird beim Eintritt in die Leitkanäle 10 zu nächst schonend durch die tangentiale Anordnung der Ein läufe 9 auf die Umfangsgeschwindigkeit der Verteilerkammer 7 beschleunigt, bis die erste Hälfte der halbkreisförmigen Bahn der Einläufe 9 erreicht ist. Die in einer dünnen Schicht durch die Leitkanäle 10 strömende Flüssigkeit wird anschließend in der zweiten Hälfte der halbkreisförmigen Bahn umgelenkt in die Drehrichtung der Trommel 1 und tritt dann erst in den Flüssigkeitsspiegel in der Trommel ein. Ein Eintrittsstoß der aus den Leitkanälen 10 austretenden Flüssigkeit in die Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels wird durch das Einleiten des Feststoff-Flüssigkeitsgemi sches unterhalb des Flüssigkeitsspiegels vermieden.

Fig. 3 veranschaulicht, wie die besondere Form des Leitka nals 10 ein ungehindertes Fördern des Feststoffes S sowie das Vorbeiströmen der Flüssigkeit L innerhalb der Schnec kenwendeln 3 ermöglicht.

Claims

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer horizontal ge lagerten Trommel, an deren einem Ende Feststoffaustrags öffnungen und an deren anderem Ende ein Überlaufwehr zum Einstellen des Flüssigkeitsspiegels in der Trommel vorge sehen sind, wobei in der Trommel eine zu dieser mit Diffe renzdrehzahl umlaufende Förderschnecke angeordnet ist, de ren Wendeln den sich an der Trommelperipherie absetzenden Feststoff zu den Feststoffaustragsöffnungen fördern, und für die Zuführung eines Flüssigkeits-Feststoffgemisches in der Nabe der Förderschnecke eine Verteilerkammer vorgese hen ist, die mit Einläufen von Leitkanälen in Verbindung steht, die sich radial auswärts erstrecken und deren Aus tritte tangential in Drehrichtung der Trommel ausgerichtet sind, wobei die Einläufe der Leitkanäle tangential entge gen der Drehrichtung der Trommel ausgerichtet und so aus gebildet sind, daß das Flüssigkeits-Feststoffgemisch auf einer halbkreisförmigen Bahn in Drehrichtung der Trommel umgelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Förderschnecke (2) kleiner ist als die der Trommel (1) und der Austritt (11) des Leitkanals (10) bis in den Flüs sigkeitsspiegel hineinreicht und der Leitkanal (10) im Bereich des Einlaufs (9) erheblich breiter und niedriger ist als im Bereich des Austritts (11), so daß das Flüssigkeits-Feststoffgemisch eine gegenüber dem Leit kanal (10) erhöhte Umfangsgeschwindigkeit erhält.

2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlauf (9) und dem Aus tritt (11) des Leitkanals (10) mindestens ein Winkel von 45 Grad gebildet wird.

3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt (11) des Leitkanals (10) die Form eines Dreiecks hat, dessen Basis radial einwärts gerichtet ist.

4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkanal (10) über seine gesamte Länge an der Seite einer Schneckenwendel (3) an liegt, die zu den Feststoffaustragsöffnungen (4) gerichtet ist.