DE3816210A1 - Vollmantel-schneckenzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 nach Patent 36 38 652.

Im Hauptpatent wurden bereits die Probleme dargelegt, die sich bei der Verarbeitung von Suspensionen mit chemisch aggressiven Stoffen und/oder hohen Abrieb verursachenden Partikeln, wie beispielsweise Sand, ergeben. Es wurde dort auch bereits ausgeführt, daß man die außerhalb der Zentrifuge ortsfest aufgegebene Suspension durch eine entsprechend lang ausgebildete ortsfeste Rohrleitung bis in den Einlaufraum der Schnecke führt. Dabei treten vielfach große Rohrlängen, die hinsichtlich ihrer Halterung bzw. ihrer Gefahr, starke Schwingungen auszuführen, Probleme bereiten. Eine Lagerung eines solchen langen ortsfesten Einlauf­ rohres in dessen Endbereich in der Schneckennabe könnte zwar diese Problematik beseitigen, doch ist ein solches Lager innerhalb der Schneckennabe stärker Verschmutzungen ausgesetzt und für Wartungsarbeiten nur sehr schwer zugänglich.

lm Rahmen des Hauptpatentes wurde allgemein für den Übergangsbereich zwischen einem ortsfesten Rohrabschnitt und einem mit der Schnecke umlaufenden Rohrabschnitt eine Abdichtung in Form eines Gleitlagers vorgeschlagen, dessen beide Lagerschalen im Gleitangriffsbereich aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Solche keramischen Lager sind den eingangs geschilderten Beanspruchungen durch chemisch aggressive Stoffe und Abrieb gegenüber praktisch unempfindlich, so daß die Problematik der Verschmutzung und eines häufigen, umständlichen Aus­ wechselns insoweit entgegengewirkt wird.

Im Rahmen des Hauptpatentes ist im Ausführungsbeispiel der Übergang zwischen einem verhältnismäßig kurzen, ortsfesten Einlaufrohrabschnitt in einer mit der Schnecke umlaufenden Einlaufrohrabschnitt geschildert, welcher Übergang durch das keramische Gleitlager abgedichtet ist. Eine solche Abdichtung kann dabei auch an anderer Stelle im Zuführungswege der ortsfest aufgegebenen Suspension bis in den Trennraum der Zentrifuge angeordnet werden.

Im Rahmen der vorliegenden Zusatzanmeldung wird der Fall eines besonders langen, ortsfesten Rohrabschnittes betrachtet, der in den Einlaufraum der Zentrifuge mündet. Dabei stellt sich die Aufgabe, das freie Ende des langen ortsfesten Rohres innerhalb der Zentrifuge gegen Schwingungen und dergleichen abzustützen, was gemäß Anspruch 1 dadurch erreicht wird, daß dieses freie Ende des ortsfesten Rohrabschnittes eine der beiden keramischen Lagerschalen trägt, deren andere an einem schneckenfesten Teil gehalten ist, so daß der Einlaufraum der Schnecke als mit der Schnecke um­ laufender Rohrabschnitt anzusehen ist. Auch hier wird das keramische Lager durch die Suspension beaufschlagt, so daß die Vorteile dieses keramischen Lagers auch in dieser weit im Inneren der Schnecke gelegenen Einbau­ art zum Tragen kommen.

In besonders bevorzugter Ausführung wird dabei noch Sorge dafür getragen, daß eine lnspektion dieses im Inneren der Schnecke, d.h. im Bereich des Einlaufraumes der Schnecke, der in den Trennraum mündet, gelegenen keramischen Lagers in einfacher Weise ohne Demontage des Dekanters erfolgen kann.

Da das keramische Gleitlager vorzugsweise über einen von der aufgegebenen Suspension gespeisten Schmierfilm gleitet, wird in weiterhin bevorzugter Ausführung dafür gesorgt, daß bei ausbleibender Suspensionszufuhr der hydrodynamische Schmierfilm durch ein anderes Schmier­ mittel aufrechterhalten wird.

Schließlich läßt sich die Halterung des Endbereiches des lang ausgebildeten ortsfesten Rohrabschnittes mit einer Möglichkeit kombinieren, Waschflüssigkeit in den Trennraum einzuleiten.

Diese und andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit den in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen, auf die besonders Bezug genommen wird und deren nach­ stehende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Vollmantel-Schnecken­ zentrifuge der in Rede stehenden Art nach einem ersten Aus­ führungsbeispiel;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnitt­ darstellung des Schneckenbereiches im Gebiet des Einlaufraumes nach einem weiteren Ausführungsbei­ spiel;

Fig. 3 einen der Darstellung gemäß Fig. 2 vergleichbaren Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 4 einen der Darstellung gemäß Fig. 2 vergleichbaren Schnitt eines vierten Ausführungsbeispieles und;

Fig. 5 einen der Darstellung gemäß Fig. 2 vergleichbaren Schnitt eines letzten Ausführungsbeispieles.

Die in üblicher Weise mit einem Mantel 1 und einer Schnecke 2 ausgerüstete Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach den Ausführungsbeispielen ist lediglich hinsicht­ lich der an der Zuführseite der Suspension befindlichen Stirnseite bzw. Lagerung und in dem Einlaufbereich in den zwischen den Mantel 1 und der Schnecke 2 gebildeten Trennraum 3 wiedergegeben. Die Schnecke 2 ist bei 4 an dem Mantel gelagert, dieser wiederum bei 5 an einem ortsfesten Bauteil 6, das hier als Lager­ bock angesehen werden kann. Diese in Fig. 1 wiederge­ gebene Ausführung ist in den übrigen Figuren lediglich hinsichtlich des Einlaufraumbereiches innerhalb der Zentrifuge vergrößert wiedergegeben.

Der Rohrabschnitt 31 für die Zuführung der Suspension ist von der nicht dargestellten ortsfesten Eingabe­ stelle der Suspension im rechten Anschlußbereich der Fig. 1 als ortsfest stehendes Rohr bis in den Einlauf­ raum 32 der Schnecke 2 hineingeführt und mit seinem dortigen Endbereich 34 an einem Bolzen 35 abgestützt, der seinerseits in eine in der der Einlaufseite abge­ wandten Stirnbegrenzungswandung 36 des Einlaufraumes 32 vorgesehene Bohrung 37 eingreift. Radial zwischen dem Bolzen 35 und der inneren Endwandung des Endab­ schnittes 34 des lang ausgebildeten ortsfesten Ein­ laufrohres 31 ist das Gleitlager 12 mit den beiden Lagerschalen 14 und 15 angeordnet, so daß eine Ab­ stützung zwischen dem Bolzen 35 und dem Endbereich 34 des Rohres 31 gegeben ist. Die Suspension tritt in Richtung des Pfeiles rechts in das lang ausge­ bildete Einlaufrohr 31 ein und verläßt dieses durch die Austrittsöffnung 33, die in den Einlaufraum 32 führt, von wo aus die Suspension in üblicher Weise durch Öffnungen in der Schneckennabe in den Trennraum 3 gelangt. Aufgrund der durch das Einlaufrohr 31 aufge­ gebenen Suspension und deren Aufenthalt in dem Einlauf­ raum 32 der Schnecke 2 ist das Gleitlager 12 von beiden Stirnseiten her der Suspension ausgesetzt. Wie im Haupt­ patent bereits beschrieben, dient die Suspension der Bildung eines hydrodynamischen Schmierfilmes für das Gleitlager, andererseits sind dessen Laufflächen der von der Suspension ausgehenden Beanspruchung ausge­ setzt. Weitere Ausführungen darüber und über das Lager als solches wie dessen besondere Ausgestaltung enthält auch das Hauptpatent, auf die dortigen Ausführungen wird besonders Bezug genommen. Von den erteilten Unter­ lagen des Hauptpatentes liegt dieser Anmeldung eine Kopie bei.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kann man davon ausgehen, daß das mit dem Gleitlager 12 und dem Bolzen 35 vormontierte Einlaufrohr 31 in die gezeigte Lage von außerhalb der insoweit vormontierten Maschine in Längsrichtung des Rohres 31 eingeführt wird, wobei der Bolzen 35 über eine beliebige Ausbildung verdreh­ fest in die Bohrung 37 eingreift. Durch den umgekehrten Montagevorgang läßt sich das Lager leicht inspizieren bzw. auswechseln, ohne daß die Zentrifuge als solche demontiert werden muß.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist die Halterung des Endbereiches 34 des Einlaufrohres 31 an einem Bolzen 35 in ähnlicher Weise getroffen wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Hier ist allerdings ein Sechskant vorgesehen, der es erlaubt, die Lagerschale 14 von dem Bolzen abzuziehen.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist nämlich eine besondere Schmiermittelzufuhr über eine Leitung 39 für den Fall vorgesehen, daß die Suspensionszufuhr unterbrochen wird. Während also die durch die Austritts­ öffnung 33 in den Einlaufraum 32 eintretende Suspension die Bildung des hydrodynamischen Schmierfilmes zwischen den Lagerschalen 14 und 15 spätestens von der dem Ein­ lauf abgewandten Stirnseite sicherstellt, wird bei Unterbrechung der Suspensionszufuhr durch die Leitung 39 ein wie auch immer geartetes Schmiermittel zuge­ führt, das den hydrodynamischen Schmierfilm zwischen den Lagerschalen 14 und 15 aufrechterhält.

lm Bereich des Gleitlagers können dabei ein oder mehrere Temperaturfühler vorgesehen sein, durch welche bei Anstieg der Temperatur des Gleitlagers die besondere Schmiermittelzufuhr zu dem Gleitlager selbsttätig einge­ schaltet wird. Natürlich kann man hier auch eine Not­ abschaltung der Zentrifuge vorsehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Ab­ stützung des Endbereiches 34 des Einlaufrohres 31 über das Gleitlager 12 bzw. deren Lagerschalen 14 und 15 in ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 getroffen, jedoch ist der Bolzen, an dem die innere Lagerschale 14 beispielsweise über einen Ausgleichskörper 16 gehalten ist, als Hohlbolzen 38 ausgebildet, der also eine axial durchgehende Bohrung aufweist. Die der Einlaufseite zugewandte Öffnung dieser durchgehenden Bohrung ist auf einen Einlauf zu gerichtet, der ähnlich demjenigen der Notlaufschmierflüssigkeit gemäß Fig. 2 ausgebildet ist, im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 3 jedoch der Zuführung einer Waschflüssigkeit dient, die somit die Schmierung des Lagers 12 sicherstellt und gleichtzeitig eine Wasch­ flüssigkeit in den Innenraum der Schnecke zuführt, der sich an die dem Suspensionseinlauf abgewandte Stirnseitenwandung 36 der Einlaufkammer 32 anschließt. Dieser Raum weist in der Schneckennabe kleine Durch­ trittsbohrungen 41, durch welche die Waschflüssigkeit in den Trennraum der Zentrifuge gelangt, und zwar in dessen konischen Mantelbereich, um Feststoffe abzu­ waschen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist die Zuführung von Waschflüssigkeit mit Hilfe eines Wasch­ flüssigkeitszuführrohres getroffen, daß in sich starr ist und als Verbindung zwischen dem Gleitlager 12 und dem Endbereich 34 des Einlaufrohres 31 insoweit dient, als die Innenwandung des Endbereiches 34 des Einlauf­ rohres 31 über radiale Stege 42 an der Außenmantel­ wandung des Waschflüssigkeitszuführrohres 40 abgestützt ist. Diese Abstützung erfolgt im Nahbereich des Gleit­ lagers 12, das im Durchtrittsbereich des Wasch­ flüssigkeitszuführrohres durch die der Einlaufseite abgewandten stirnseitige Trennwand 36 des Einlaufrohres 32 angeordnet ist. Dabei ist die äußere Lagerschale 15 an der Innenwandung einer entsprechenden Bohrung in der Trennwand abgestützt, während die innere Lager­ schale 14 an der Außenmantelwandung des Waschflüssig­ keitszuführrohres abgestützt ist. Hier bildet also das Gleitlager 12 eine Dichtung zwischen dem Raum, in dem die Waschflüssigkeit eingeleitet wird, und dem Einlaufraum, in den das Einlaufrohr 31 stirnseitig mündet.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dagegen ist wieder ein sehr einfacher Fall der Suspensionszuführung gezeigt, bei welchem Notlaufschmierung und Wasch­ flüssigkeitszufuhr nicht vorgesehen sind. In diesem Falle ist das Gleitlager 12 im Durchtrittsbereich des Einlaufrohres 31 durch diejenige stirnseitige Trenn­ wandung 43 des Einlaufraumes 32 der Schnecke 2 ange­ ordnet, die dem Suspensionseinlauf zugewandt liegt. Die Außenschale des Gleitlagers 12 ist an der lnnen­ wand einer entsprechenden Bohrung in der stirnseitigen Trennwand 43 abgestützt, während die innere Lagerschale 14 an der äußeren Mantelfläche des Einfuhrrohres 31 angreift.

Claims (10)

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge, insbesondere Gegenstromzentrifuge, für die Trennung einer Suspension mit einer Rohrleitung für die Zu­ führung der Suspension von einer ortsfesten Ein­ gabestelle außerhalb der Zentrifuge in den zwischen Schnecke und Mantel gebildeten Trenn­ raum der Zentrifuge, welche Rohrleitung in einen von außerhalb der Zentrifuge her zuführenden, ortsfesten Rohrabschnitt und einen an diesen anschließenden, mit der Schnecke umlaufenden Rohrabschnitt unterteilt ist und im Übergangs­ bereich zwischen dem ortsfesten Rohrabschnitt und dem umlaufenden Rohrabschnitt mindestens eine Abdichtung nach Art eines Gleitlagers auf­ weist, dessen beide Lagerschalen im Gleitan­ griffsbereich aus einem keramischen Werkstoff bestehen, nach Patent 36 38 652, da­ durch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Rohrabschnitt (31) bis in den als mit der Schnecke (2) umlaufender Rohrabschnitt ausgebildeten Einlaufraum (32) der Schnecke ge­ führt ist und in seinem dortigen Endbereich (34) über die beiden im Gleitangriffsbereich aus einem keramischen Werkstoff bestehenden Lagerschalen (14, 15) an einem schneckenfesten Teil (35 bis 37, 41) abgestützt ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Werkstoff des Gleitlagers (12) aus Siliciumcarbid besteht.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß sich zwischen den aneinander gleitenden Lager­ schalenflächen des Gleitlagers (12) und der Anwesenheit eines flüssigen Mediums ein hydro­ dynamischer Schmierfilm aufbaut.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (12) mit dem lnnenraum des Einlaufrohres (31) in Verbindung steht und durch das über das Einlaufrohr (31) in den Trennraum (3) der Zentrifuge (2) eingeleitete Schleudermedium geschmiert wird.

5. Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Ersatzflüssigkeit zur Schmierung des Gleit­ lagers (12) vorgesehen ist, die bei Unter­ brechung der Zugabe des Schleudermediums selbst­ tätig zugeführt wird.

6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schmierflüssigkeit zur Versorgung des Gleitlagers (12) eine separate Leitung (39, 40) vorgesehen ist.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Gleitlagers (12) ein oder mehrere Temperaturfühler vorgesehen sind, die bei Anstieg der Temperatur des Gleitlagers über einen bestimmten Wert die Schmiermittelversorgung des Gleitlagers selbsttätig einschalten oder die Zentrifuge abschalten.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenkörper im konischen Bereich der Zentrifuge mit einem Hohlraum zur Einleitung von Waschflüssigkeit versehen ist und daß im Übertrittsbereich der stationären Zuleitung für die Waschflüssigkeit auf den umlaufenden Schneckenkörper das Gleitlager (12) als Dichtung angeordnet ist.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Waschflüssigkeitszuführrohr (40) als stationäres Rohr über das Gleitlager (12) mit den keramischen Lagerschalen (14, 15) in der Schnecke gelagert ist und daß das für die Ein­ leitung der Suspension dienende Einlaufrohr (31) sich auf dem Waschflüssigkeitszuführrohr abstützt.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufrohr (31) in der dem Suspensions­ einlauf zugewandten Stirntrennwandung (43) des Einlaufraumes (32) der Zentrifuge (2) über das Gleitlager (12) abgestützt ist.