DE3829158A1 - Selbstentleerender trommelseparator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstentleerenden Trom­ melseparator zum Trennen von fluiden Medien unterschied­ licher Dichte, dessen Trommel ein Unterteil und ein Ober­ teil mit zum Auswurf einer separierten schwereren Phase peripher angeordneten Auswurföffnung bzw. -öffnungen und mit einem innenliegenden Verschlußorgan aufweist, welches mittels einstellbarer Steuerimpulse eines durch die Welle der Trommel zuführbaren Hydraulikmediums über wenigstens ein damit ansteuerbares Ventil sowohl in eine Verschlußposition als auch in eine Öffnungsposition steu­ erbar ist.

Selbstentleerende Trommelseparatoren der eingangs genannten Art sind bekannt und beispielsweise in einer Veröffent­ lichung der Zeitschrift "INGENIEUR-TECHNIK", 47. Jahrg., Heft 1, 1975, Seiten 14 bis 20, insbesondere Seite 17, Abb. 4 und 5 beschrieben.

Hierbei übergreift das Trommelunterteil mit einer ring­ förmigen Wandung das darin eingepaßte Oberteil, wobei diese Trommelteile von einer mit dem Unterteil verschraub­ baren Ringmutter zusammengehalten sind.

Die Wandung des Trommelunterteils weist an der Peripherie in Abständen angeordnete Auswurföffnungen für die sepa­ rierte schwerere Phase auf. Diese Öffnungen sind durch ein radial innenliegendes Steuerorgan in Form eines Ring­ schiebers öffenbar oder verschließbar.

Der Ringschieber begrenzt bei dieser Bauart einerseits den Trennraum einschließlich des Feststoffraums der Trom­ mel und bildet andererseits im Zusammenwirken mit dem Trommelunterteil eine Schließkammer.

Beim Einlassen von Steuerflüssigkeit in die Schließkam­ mer wird durch Zentrifugalbeschleunigung der Steuerflüs­ sigkeit ein hydraulischer Druck aufgebaut und preßt den axialbeweglichen Ringschieber gegen die Hauptdeckeldich­ tung der Trommel und verschließt auf diese Weise den Trenn­ raum. Dabei wird der hydraulische Steuerdruck in der Schließkammer durch Beeinflussung des Gleichgewichts von Zufluß und Abfluß der Steuerflüssigkeit beliebig einge­ stellt, in dem Sinne, daß bei vergleichsweise erhöhtem Zufluß der Druck ansteigt und bei verringertem Zufluß sowie dazu vergleichsweise erhöhtem Abfluß der Druck er­ niedrigt wird.

Dieser Steuermechanismus führt jedoch dazu, daß die Öffnungs- und Schließbewegungen des Ringschiebers mit Verzögerung erfolgen, weshalb deren Bewegungsabläufe nicht unmittelbar und folglich nicht exakt beherrschbar sind. Auch ist es aus demselben Grunde nicht möglich, den Schließvorgang des Schiebers mit kontrollierbarer Schließkraft und/oder programmierbarer Geschwindigkeit und/oder mit vorgegebenem Öffnungs- bzw. Schließweg ausführen zu lassen.

Infolge dieser Schwierigkeiten und technischen Grenzen ist es dann nicht mehr möglich, den Auswurf der schwe­ reren Phase unter exakt beherrschbaren Bedingungen durch­ zuführen, was sich nachteilig auf die Funktion bzw. Trenn­ qualität des Separators auswirkt.

Eine verbesserte Bauweise und Funktion eines selbstent­ leerenden Trommelseparators zur Überwindung der vorbeschie­ benen Schwierigkeiten wurde mit der Bauart gemäß der DE-OS 30 09 669 vorgeschlagen.

Bei dem bekannten Separator ist die Zentrifugentrommel zweiteilig mit einem Ringspalt, welcher durch einen radi­ al außenliegenden Schieber geöffnet bzw. geschlossen wird. Hierfür ist zwischen Ringschieber und Trenngefäß eine Druckkammer angeordnet, die in Schließrichtung des Ring­ schiebers wirkt und über eine durch die Rotationswelle der Zentrifuge geführte Druckleitung mit einer außerhalb der Zentrifuge vorgesehenen hydraulischen Steuereinrich­ tung in Verbindung steht. Mit dieser Ausbildung ist man in der Lage, den Zu- und Abfluß des Druckmediums zur Druckkammer und damit den Schließ- und Öffnungsvorgang des Ringschiebers mit exakt steuerbaren hydraulischen Im­ pulsen annähernd verzögerungslos zu beherrschen. Dabei wird der Ringschieber mit vorgegebener Kraft und Geschwindigkeit in Schließrichtung bewegt, während die Bewegung in Öffnungsrichtung durch Druckentlastung einge­ leitet und dabei von einer kräftigen Öffnungsfeder unter­ stützt wird. Auf diese Weise kann vorteilhaft die Bewe­ gung des Ringschiebers und somit das für die Qualität des Trennergebnisses maßgebliche Öffnen und Schließen des Ringspaltes in zeitlich programmierbaren, schnellen und kurzfristigen Intervallen, beispielsweise <0,1 sec durchgeführt werden.

Aus der Zeitschrift "CHEM.-ING.-TECH. 51, (1979), Nr. 5, S. 479 bis 484, Verlag CHEMIE GmbH, D-6940 Weinheim, 1979, ist in dem Aufsatz "Diversifikation von Separatoren mit Düsen-, selbstreinigenden und Vollmantel-Trommeln" auf Seite 481 unter 2.3.1 "Wirkungsweise des Ringventils" ein Düsenseparator mit Ringventil beschrieben, der entsprechend einem selbstreinigenden Separator jederzeit, also auch während der Arbeitszyklen, bei voller Drehzahl entleert werden kann. Der kontinuierliche Prozeß wird durch die Schnelligkeit der Reinigung aufrecht erhalten.

Im Bereich des Trommelunterteils und zwischen diesem und einem äußeren Flanschring ist das als Kolbenschieber aus­ gebildete Ringventil angeordnet und wird hydraulisch mit Hilfe des vorbeschriebenen Steuermechanismus im Gleichge­ wicht zwischen Zu- oder Abfluß von Steuerflüssigkeit ge­ steuert. Über ein Ventil wird dabei die Schließkammer unterhalb des axial beweglichen Ringkolbens mit Steuer­ flüssigkeit bis zur Überlaufbohrung aufgefüllt.

Der in der Schließkammer erzeugte Flüssigkeitsdruck preßt den Ringkolben mit seinen Dichtungselementen gegen die Trommelentleerungsbohrungen und schließt diese ab. Das Ringventil sitzt radial-außerhalb der am Umfang des Trom­ melunterteils verteilt angeordneten Auswurfbohrungen. Dies hat zur Folge, daß die konzentrierte Feststoffsus­ pension nur dann befriedigend ausgetragen werden kann, wenn sie soweit fließfähig bleibt, daß sie durch die ver­ hältnismäßig engen Spalte und Kanäle ausgetragen werden kann, ohne diese zu verstopfen.

In vielen Fällen ist dies jedoch zum Nachteil nicht mög­ lich, und bei bindigeren und schwerer fließfähigen Stof­ fen würden sich Verstopfungen in den Austragskanälen er­ geben, wobei die Grenze der Funktionsfähigkeit des Düsen­ separators mit außenliegendem Verschlußorgan erreicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen selbst­ entleerenden Trommelseparator zum Trennen von fluiden Medien unterschiedlicher Dichte der eingangs genannten Art gegenüber dem Stand der Technik weiter zu entwickeln, um die vorgenannten Schwierigkeiten und technischen Gren­ zen zu überwinden und die Maschine auf einfache Weise mit wenigen und unkompliziert herstellbaren bzw. montierbaren Bauteilen so zu verbessern, daß ein darin radial-innerhalb der Auswurföffnungen angeordnetes Verschlußorgan bei opti­ maler Führung zur Vermeidung von Verkantungen eine möglichst geringe Masse aufweist, um dadurch schnellen und/oder kurz­ zeitig aufeinanderfolgenden Steuerimpulsen des Hydraulik­ steuersystems möglichst verzögerungslos und exakt folgen zu können, um dadurch äußerst schnelle und mit beherrsch­ barer Zeit, Kraft und Weg durchführbare Schließ- und Öffnungs­ bewegungen ausführen zu können, die einen optimalen Trenn­ effekt auch bei schwierig separierbaren Suspensionen er­ möglichen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem selbst­ reinigenden bzw. selbstentleerenden Trommelseparator der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß das Verschlußorgan als axial verschiebbarer Ringkolben mit einem in dessen unterem Bereich angeordneten Fußteil in Form eines radial nach innen gerichteten Ringflansches mit horizontalen Wirkdruckflächen ausgebildet ist, welche in einen als Ringkanal ausgebildeten hydrauli­ schen Arbeitsraum unter Bildung einer hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit hineinragen, wobei sie den Arbeitsraum in eine oberhalb des Ringflansches ausgebil­ dete obere Ringkammer und in eine unterhalb des Ring­ flansches ausgebildete untere Ringkammer unterteilen und die untere Ringkammer mit dem Ventil durch einen Zu­ flußkanal und einen Abflußkanal für das Hydraulikmedium in Verbindung steht.

Mit großem Vorteil ergibt die Bauweise nach der Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem genannten Stand der Technik, weil der Ringkolben infolge seiner Ausgestaltung mit ver­ gleichsweise geringer Masse und somit Gewicht und infolge Bildung einer hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit mit dem nach innen gerichteten Ringflansch in dem als Ring­ kammer ausgebildeten hydraulischen Arbeitsraum in der Lage ist, schnellen und vorzugsweise kurzzeitigen Steuerimpulsen annähernd verzögerungslos zu folgen und dabei sehr schnelle und mit beherrschbarer Kraft, Weg und Geschwindigkeit durchführbare Öffnungs- und Schließbewegungen auszuführen. Eine Ausgestaltung sieht vor, daß die obere Ringkammer und die untere Ringkammer durch einen Überlauf miteinander in Verbindung stehen, wobei dieser Überlauf entweder als Ringspalt zwischen Ringflansch und Ringkanal ausgebildet oder aber der Ringflansch im Ringkanal mit einer Dichtung abdichtbar geführt und der Überlauf mit am inneren Umfangs­ bereich des Ringflansches in gleichbleibenden Umfangsabstän­ den angeordneten Bohrungen ausgebildet sein kann.

Eine vergleichsweise unkomplizierte Fertigung und Montage des Separators wird entsprechend einem weiteren Ausbil­ dungsvorschlag dadurch erreicht, daß der Ringkolben in einem von zylinderförmigen äußeren Wandbereichen des Trom­ melunterteils und zylinderförmigen inneren Wandbereichen eines das Trommelunterteil mit dem Trommeloberteil zusam­ menhaltenden äußeren Verbindungsringes und dessen als Flansch ausgebildetem Fußteil begrenzten ringförmigen Raum mit S-förmigem Querschnitt angeordnet und geführt ist.

Dabei ist vorgesehen, daß der ringförmige Raum im unteren Bereich in den Ringkanal einmündet und diesen mit ein­ schließt.

Eine sehr vorteilhafte Entlastung des Ringkolbens von der für seine Festigkeit und Formsteifheit erforderliche Masse an Material wird dadurch erreicht, daß dieser im mittleren Bereich vergleichsweise dünnwandig und lediglich im oberen Bereich zur Erzielung vorgesehener Stabilität und Maßhaltig­ keit unter extremer Zentrifugalbeschleunigung sowohl der eigenen Masse als auch des Trommelinhalts von Flüssigkeit und Sedimenten mit einem Verstärkungsringwulst ausgebildet ist.

Dabei ist ebenfalls der am unteren Bereich des Ringkolbens vorgesehene Ringflansch aus Gründen der Stabilisierung und Festigkeit vergleichsweise dickwandig-massiv mit der Wirkung eines Verstärkungsringes ausgebildet.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Separators sind entsprechend den Merkmalen der Ansprüche 9 bis 14 vorge­ sehen.

Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in bevor­ zugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnun­ gen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ent­ nehmbar sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Querschnitt des Trommelseparators in einer mit der Rotationsachse zusammenfallenden Schnittebene;

Fig. 2 einen Querschnitt eines Teils des Separators im Bereich der Auswurföffnungen und der Steuer­ ventile, in vergrößerter Darstellung, ebenfalls in einer mit der Rotationsachse zusammenfallen­ den Ebene;

Fig. 2a einen Ausschnitt der Fig. 2 mit Darstellung eines Ventils bei abgesenktem Ringkolben und geöffnetem Auswurfspalt;

Fig. 3 einen Teil von Verbindungsring und Trommelun­ terteil im Schnitt gem. III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Teil von Verbindungsring und Trommelunter­ teil, im Schnitt gem. IV-IV in Fig. 2.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten selbstentleerenden Trommelseparator besteht die Zentrifugentrommel 12 aus einem Unterteil 13 und einem Oberteil 14, die gemäß einem in der Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und im Detail ge­ zeigten Ausführungsbeispiel an ihrer Peripherie durch den Verbindungsring 16 und diesen mit dem Trommeloberteil 14 verbindende, als Dehnschrauben ausgebildet Zuganker 31 verbunden sind.

Der Verbindungsring 16 weist einen Fußteil 17 auf, der mit einem radial-einwärts gerichteten Flansch 32 ausgebildet ist. Auf diesen Flansch 32 stützt sich das Trommelunterteil 13 mit der Schulter 33 kraftschlüssig ab. Zusätzlich sind Flansch 32 und Schulter 33 in gleichbleibenden Umfangsab­ ständen miteinander durch Schraubenbolzen 48 fest verbunden. Der Verbindungsring 16 weist an seiner Oberseite in Umfangs­ richtung eine Folge von Ausnehmungen 34 und dazwischen zinnenartig stehengebliebene Abstandshalter 35 auf. Diese Ausnehmungen 34 bilden im Zusammenhang mit einem zwischen Trommeloberteil 14 und Trommelunterteil 13 ausgebildeten peripheren Ringspalt 36 die Auswurföffnungen für das von Zeit zu Zeit aus dem Sedimentationsraum 42 der Trommel auszutragende, spezifisch schwerere Trenngut aus.

Als Verschlußorgan ist ein axial verschiebbarer Ring­ kolben 1 vorgesehen. Dieser ist mit einem in seinem un­ teren Bereich 2 angeordneten Fußteil in Form eines nach innen gerichteten Ringflansches 3 mit horizonta­ len Wirkdruckflächen 4 a bzw. 4 b ausgebildet. Diese ra­ gen in einen als Ringkanal ausgebildeten hydraulischen Arbeitsraum 5 unter Bildung einer hydraulischen Zylinder/ Kolben-Einheit hinein, wobei sie den Arbeitsraum 5 in eine oberhalb des Ringflansches 3 bzw. seiner Wirkdruckfläche 4 a ausgebildete obere Ringkammer 5 a und in eine unter­ halb des Ringflansches 3 bzw. unterhalb seiner Wirkdruck­ fläche 4 b ausgebildete untere Ringkammer 5 b unterteilen. Die untere Ringkammer 5 b ist mit dem Ventil 6 bzw. dessen Ventilbohrung 27 durch einen Zuflußkanal 7 und einen Ab­ flußkanal 8 für das Hydraulikmedium verbunden.

Die obere Ringkammer 5 a und die untere Ringkammer 5 b stehen durch einen Überlauf 9 miteinander in Verbindung. Dieser Überlauf 9 ist erforderlich, um beispielsweise nach dem Absenken des Ringkolbens 1, wobei der Ringspalt 36 geöff­ net wird und Sediment ausgeschleudert wird, bei der an­ schließenden Verschlußbewegung des Ringkolbens 1, wobei sich das Volumen der oberen Ringkammer 5 a in der Auf­ wärtsbewegung des Ringkolbens 1 bzw. seines Ringflansches 3 verringert, eine Abfluß- und Ausgleichsmöglichkeit für die dabei zu verdrängende hydraulische Steuerflüssigkeit, in aller Regel Wasser oder Anteile des spezifisch leichte­ ren Trennfluids, zu gewährleisten.

Außer der in der Fig. 2 gezeigten Ausbildung des Überlaufs als Ringspalt 9 könnte der Überlauf auch dadurch hergestellt sein, daß der Ringflansch 3 im Ringkanal 5 mit einer Dich­ tung (nicht dargestellt) gegenüber dem Wandbereich 11 a ab­ dichtbar geführt und der Überlauf 9 mit am inneren Umfangs­ bereich des Ringflansches 3 in gleichbleibenden Abständen angeordneten Bohrungen 10 ausgebildet ist.

Wie aus der Fig. 2 weiter zu entnehmen ist, befindet sich der Ringkolben 1 in einem von zylinderförmigen äußeren Wandbereichen 11 a, 11 b des Trommelunterteils 13 und zylinder­ förmigen inneren Wandbereichen 15 a, 15 b des Verbindungsringes 16 und dessen als Flansch 32 ausgebildeten Fußteil 17 be­ grenztem ringförmigem Raum 18 mit S-förmigem Querschnitt und ist darin axial beweglich geführt.

Dieser Raum 18 mündet im unteren Bereich in den Ringkanal 5 und schließt diesen folglich mit ein.

Der Ringkolben 1 ist in seinem mittleren Bereich 19 vergleichs­ weise dünnwandig und im oberen Bereich 20 mit einem Verstär­ kungsring 21 ausgebildet. Auch ist der Ringkolben 1 am unte­ ren Bereich mit dem vergleichsweise dickwandigen Ringflansch 3 massiv mit der Wirkung einer Verstärkung ausgebildet.

Durch diese Formgebung wird mit großem Vorteil erreicht, daß der Ringkolben 1 einerseits eine vergleichsweise ge­ ringe Masse und damit ein vergleichsweise niedriges Ei­ gengewicht aufweist, andererseits aber in der Lage ist, die auf ihn einwirkenden, durch Flieh- bzw. Massenkräfte erzeugten Beanspruchungen zu kompensieren und eine genü­ gend hohe Eigensteifigkeit und damit Führungssicherheit aufzuweisen.

Der Ringkolben 1 ist in an sich bekannter Weise durch Dichtungen 40 a, 40 b, 40 c gegenüber dem Arbeitsraum 5 hy­ draulisch abgedichtet.

Dabei ist der Verstärkungsring 21 des Ringkolbens 1 mit Abstand berührungslos gegenüber dem Wandbereich 15 b des Verbindungsringes 16 angeordnet und geführt.

Die Ventile 6, von denen vorzugsweise wenigstens zwei ge­ genüberliegend und/oder drei und mehr in gleichen Winkel­ abständen am Umfang des Fußteils 17 verteilt angeordnet sind, sind mit jeweils einem Zuflußkanal 7 und jeweils einem Abflußkanal 8 einer als Ventilgehäuse ausgebildeten Bohrung 27 in Verbindung und bilden somit Teile des hydrau­ lischen Steuersystems. Dieses umfaßt gem. Fig. 1 und 2 den Impulserzeuger bzw. die hydraulische Programmeinheit 47 mit dem Drehanschluß 45, dem in der Welle 22 verlaufen­ den Kanalteil 46 und den davon abzweigenden Steuerleitungen 30 zu den einzelnen Ventilen 6. Im übrigen zeigt die Fig. 1 die Lagerung 44 a, 44 b der Welle 22, das Aufgaberohr 41, den Verteiler 43 und den Sedimentationsraum 42.

Die Anordnung der Ventile 6 im Verbindungsring 16 ist einerseits funktionell zweckmäßig wegen der hierdurch erleichterten Fertigungs- und Montagebedingungen, und ermöglicht andererseits für das Trommelunterteil eine sehr unkomplizierte und fertigungstechnisch günstige Formgebung und damit wirtschaftliche Herstellung, weil das Trommelunterteil nicht mit Ventilen bestückt ist.

Mit großem Vorteil ist weiterhin die das Hydraulikmedium von der Welle 22 zu den Ventilen 6 bzw. deren Bohrungen 27 führende und jeweils vom Kanal 46 in der Welle 22 ab­ zweigende Leitung 30 jeden Ventiles streckenweise als außerhalb des Trommelunterteils 13 geführte Hydraulik- Rohrarmatur 24 und streckenweise als Bohrung 23 im Trom­ melunterteil 13 ausgeführt.

Der Verlauf der Steuerleitung ist damit weitestgehend von Krümmungen mit schädlichen Widerständen bei kurzzei­ tigen Steuerimpulsen entlastet und kann sowohl mit wesent­ lich geringerem Fertigungsaufwand hergestellt, als auch mit größeren Leitungsquerschnitten ausgebildet sein.

Dabei ist weiter vorgesehen, daß im Bereich der Steuerlei­ tung im Trommelunterteil 13 eine Ringnut 25 ausgebildet und gegen den Verbindungsring 16 zu mittels Dichtungen 26 a, 26 b abgeschlossen bzw. abgedichtet ist.

Die Bohrung bzw. Bohrungen 23 der Steuerleitung 30 im Trommelunterteil 13 münden in diese Ringnut 25 ein. Aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 entsprechend einer Schnittebene III-III in der Fig. 2 ist die Ausbildung eines Anschlußkanals 28 zwischen Ringnut 25 und der Ventil­ bohrung 27 in Form einer Bohrung erkennbar.

Mit dieser Anordnung wird eine sehr unkomplizierte und fertigungstechnisch wirtschaftlich machbare Ausgestaltung der gesamten Steuerleitung 46/30 von der Welle 22 bis zu den Ventilen 6 bzw. 27 geschaffen, wobei mit Vorteil auch die Leitungswiderstände für das Steuermedium minimiert sind. Wie die Fig. 4 eines Schnittes durch den Verbindungsring 16 und das Trommelunterteil 13 gemäß der Schnittebene IV- IV erkennen läßt, mündet der die Ventilbohrungen 27 mit dem hydraulischen Arbeitsraum 5 des Ringkolbens 1 verbindende Zuflußkanal 7 in eine jeweils einem Ventil zugeordnete Hinterschneidung 29 ein, welche sich vom unteren Bereich des Arbeitsraumes bzw. dessen unterer Ringkammer 5 b radial nach außen erstreckt. Dadurch wird mit Vorteil erreicht, daß im Schließvorgang des Ringkolbens 1 einströmendes Steu­ ermedium radial einwärts in den hydraulischen Arbeitsraum 5 bzw. dessen untere Ringkammer einströmt und sich dabei im gesamten Umfang des Ringkanals 5 mit gleichmäßigem Druck­ aufbau ausbreiten und verteilen kann. Hierdurch wird weiter mit großem Vorteil erreicht, daß der Ringkolben 1 unter der Wirkung des im Ringkanal 5 sich aufbauenden Arbeits­ druckes ohne Gefahr einer Verkantung in Schließrichtung angehoben wird.

Weiterhin ist vorgesehen, daß der Abflußkanal 8 eine mit der Rotationsachse x-x der Trommel 12 parallel verlaufende Bohrung ist und aus dem radial am weitesten auswärts gelege­ nen Bereich des den Arbeitsraum bildenden Ringkanals 5 ausmündend durch das Ventilgehäuse bzw. dessen Bohrung 27 zur Unterseite des Verbindungsringes 16 verlaufend aus­ gebildet ist. Hierdurch ergibt sich einerseits ein sehr kurzer Weg dieses Kanals 8 und damit ein Minimum an hydrau­ lischem Widerstand sowie eine sehr unkomplizierte Fertigung desselben.

Das Ventil 6 ist in der Fig. 2 in der Verschlußposition des Ringkolbens 1 gezeigt. Diese Stellung wird durch einen entsprechend hohen Druckimpuls des Steuermediums erzwungen, welches den Kolben 37 des Ventils 6 an dessen Rückseite mit einem so großen Druck beaufschlagt, daß hierdurch so­ wohl die am Kolben 37 wirksame Fliehkraft, als auch die Stützkraft der Stützfeder 38 überwunden und der Kolben 37 nach innen gegen den Anschlag des Verschlußstopfens 39 versetzt wird. Der Kolben 37 gibt infolge seiner neuen Po­ sition gem. Fig. 2 den Durchgang des Zuflußkanals 7 über die Hinterschneidung 29 zum Hydraulikraum der unteren Ringkammer 5 b frei.

Der sich im Ringkanal der unteren Ringkammer 5 b aufbauende hydraulische Wirkdruck zwingt damit den Ringkolben 1 zur Bewegung nach oben gegen die Deckeldichtung 40 des Trom­ meloberteils 14 und verschließt damit den Ringspalt 36 und sperrt den Auswurf von Sediment.

Sobald nun der Druck in der Steuerleitung 30 entsprechend abfällt, wird ein Druckzustand erreicht, bei welchem die Summe von Stützkraft der Feder 38 und Fliehkraft des Kolbens 37 eine Größenordnung erreicht, die genügt, um den Kolben 37 gegen den durch Zentrifugalbeschleunigung in der Steuerleitung 30 noch erhaltenen Restdruck der Steuerflüs­ sigkeit in die andere Position nach außen zu versetzen. Diese Position des Ventils 6 bzw. dessen Kolbens 37 ist in der Fig. 2a dargestellt. Dabei ist der Zuflußkanal 7 für die Hydraulikflüssigkeit gesperrt und der Abflußkanal 8 ge­ öffnet; die dabei weiterhin auf den Ringkolben 1 wirkenden hydraulischen Kräfte einerseits des im Innern der Trommel 12 befindlichen Klärteiches und andererseits eines sich in der oberen Ringkammer 5 a ausbildenden Flüssigkeitsringes mit Druck auf die obere Wirkdruckfläche 4 a des Ringflansches 3 bei gleichzeitiger Entleerung der unteren Ringkammer 5 b haben zur Folge, daß der Ringkolben 1 spontan abwärts be­ wegt wird und dabei den Ringspalt 36 öffnet.

Infolge der unmittelbaren Verbindung zwischen einer (nicht dargestellten) Programmierungseinheit im Zusammenwirken mit der Hydraulikeinheit 47 über die Steuerleitung 30 zu den Ventilen 6 können diese mit sehr kurzzeitig wirkenden wechselnden hydraulischen Steuerimpulsen spontan in die unterschiedlichen Steuerpositionen versetzt werden. Dabei ergeben sich ebenso spontane und schnelle sowie annähernd kraftschlüssige Folgebewegungen des Ringkolbens 1 mit kontrollierbarem Weg, kontrollierbarer Kraft und kontrollierbarer Geschwindigkeit.

Infolge der überraschend unkomplizierten Ausgestaltung des Steuersystems und des damit zusammenwirkenden Ringkolbens 1 sowie der Anordnung desselben zwischen Trommelunterteil 13 und Verbindungsring 16 sowie der vorteilhaft mit geringen Leitungswiderständen ausgebildeten Steuerleitung für das hydraulische Steuermedium und der damit erreichten Kontrol­ lierbarkeit der Öffnungs- und Schließbewegungen des Ring­ kolbens 1 kann von einer optimalen Lösung der eingangs ge­ stellten Aufgabe gesprochen werden.

Claims (14)

1. Selbstentleerender Trommelseparator zum Trennen von fluiden Medien unterschiedlicher Dichte, dessen Trommel ein Unterteil und ein Öberteil mit zum Auswurf einer separierten schwereren Phase peripher angeordneten Aus­ wurföffnung bzw. -öffnungen und mit einem innenliegenden Verschlußorgan aufweist, welches mittels einstellbarer Steuerimpulse eines durch die Trommelwelle zuführbaren Hydraulikmediums über wenigstens ein damit ansteuerbares Ventil sowohl in eine Verschlußposition als auch in eine Öffnungsposition steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußorgan als axial verschiebbarer Ringkolben (1) mit einem in dessen unterem Bereich (2) angeordneten Fußteil in Form eines radial nach innen gerichteten Ring­ flansches (3) mit horizontalen Wirkdruckflächen (4 a, 4 b) ausgebildet ist, welche in einen als Ringkanal ausgebil­ deten hydraulischen Arbeitsraum (5) unter Bildung einer hydraulischen Zylinder/Kolben-Einheit hineinragen, wobei sie den Arbeitsraum (5) in eine oberhalb des Ringflansches (3) ausgebildete obere Ringkammer (5 a) und in eine unter­ halb des Ringflansches (3) ausgebildete untere Ringkammer (5 b) unterteilen und die untere Ringkammer (5 b) mit dem Ventil (6) durch einen Zuflußkanal (7) und einen Abfluß­ kanal (8) für das Hydraulikmedium in Verbindung steht.

2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Ringkammer (5 a) und die untere Ringkammer (5 b) durch einen Überlauf (9) miteinander in Verbindung stehen.

3. Separator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überlauf als Ringspalt (9) zwischen Ringflansch (3) und Ringkanal (5) ausgebildet ist.

4. Separator nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ringflansch (3) im Ringkanal (5) mit einer Dichtung abdichtbar geführt und der Überlauf (9) mit am inneren Umfangsbereich des Ringflansches (3) in gleichbleibenden Abständen angeordneten Bohrungen (10) ausgebildet ist.

5. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (1) in einem von zylinderförmigen äußeren Wandbereichen (11 a, 11 b) des Trommelunterteils (13) und zylinderförmigen inneren Wandbereichen (15 a, 15 b) eines das Trommelunterteil (13) mit dem Trommel­ oberteil (14) zusammenhaltenden äußeren Verbindungs­ ringes (16) und dessen als Flansch ausgebildeten Fußteil (17) begrenzten ringförmigem Raum (18) mit S-förmigem Querschnitt angeordnet und geführt ist.

6. Separator nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Raum (18) im unteren Bereich in den Ringkanal (5) einmündet und diesen mit einschließt.

7. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (1) im mittleren Bereich (19) vergleichsweise dünnwandig und im oberen Bereich (20) mit einem Verstärkungsring (21) ausgebildet ist.

8. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der am unteren Bereich des Ring­ kolbens (1) vorgesehene Ringflansch (3) vergleichsweise dickwandig-massiv mit der Wirkung eines Verstärkungsringes ausgebildet ist.

9. Separator nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verstärkungsring (21) des Ring­ kolbens (1) mit Abstand berührungslos gegenüber dem Wandbereich (15 b) des Verbindungsringes (16) angeord­ net und geführt ist.

10. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (6 a, 6 b usw.) mit je einem Zuflußkanal (7) und je einem Abflußkanal (8) in einer als Ventilgehäuse ausgebildeten Bohrung (27) im Verbindungsring (16) angeordnet sind.

11. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das Hydraulikmedium von der Welle (22) zu den Ventilen (6) führende Steuerleitung (30) streckenweise als außerhalb des Trommelunterteils (13) geführte Hydraulik-Rohrarmatur (24) und streckenweise als Bohrung (23) im Trommelunterteil (13) ausgebildet ist.

12. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Trommelunterteil (13) eine Ring­ nut (25) ausgebildet und gegen den Verbindungsring (16) zu mittels Dichtungen (26 a, 26 b) abgeschlossen ist, daß die Bohrung bzw. Bohrungen (23) der Steuerleitung (30) in diese Ringnut (25) einmünden, und daß zwischen der Ringnut (25) und den als Ventilgehäuse ausgebildeten Bohrungen (27) jeweils eine als Anschlußkanal für das Hydraulikmedium ausgebildete Bohrung (28) vorgesehen ist.

13. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der die als Ventilgehäuse ausgebildete Bohrung (27) mit dem hydraulischen Arbeitsraum (5) des Ringkolbens (1) verbindende Zuflußkanal (7) in eine vom unteren Bereich des Arbeitsraums (5) sich radial nach auswärts erstreckende Hinterschneidung (29) einmündet.

14. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abflußkanal (8) eine mit der Rotationsachse (x-x) der Trommel parallel verlaufende Bohrung ist und aus dem radial am weitesten auswärts gelegenen Bereich des den Arbeitsraum bildenden Ringkanals (5) ausmündend durch das Ventilgehäuse bzw. dessen Bohrung (27) zur Unterseite des Verbindungsringes (16) verlaufend ausgebildet ist.