DE3904151A1 - Zentrifuge - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Trennung einer
Feststoff-Flüssigkeitssuspension in Phasen unterschiedlicher
Dichte mit einer um eine horizontale Achse in Rotation antreibbaren
Vollmanteltrommel und einer darin mit Differenzdrehzahl
antreibbaren Schnecke zum Fördern der schweren Phase
in Austragsrichtung, wobei die Trommel an dem in Förderrichtung
gelegenen Ende einen sich konisch verjüngenden Bereich
mit einer Austrittsöffnung für die schwere Phase und am
entgegengesetzten Ende eine Stirnwand mit einer Einrichtung
und Mitteln zum Austrag der leichten Phase aufweist, und weiterhin
ein Organ zum Zuführen von zu trennender Suspension
in die Trommel entlang ihrer Achse vorgesehen ist und die Schnecke
am Übergangsbereich der Trommel zum konisch verjüngten Bereich
eine kreisringförmige Stauscheibe trägt, die mit der
Trommelinnenwand unter Ausbildung eines peripheren Durchtritts-
und Drosselspalts für die schwere Phase zusammenwirkt und
die Trommel in einen im wesentlichen zylinderförmigen Trennbereich
und einen im wesentlichen konischen Austrittsbereich
unterteilt.
Die Konzentration von beispielsweise biologischem Überschußschlamm
aus einer Feststoff-Flüssigkeitssuspension mit Hilfe
von Vollmantelzentrifugen erfordert besondere Maßnahmen für
den Austrag des Konzentrates. Denn dieser Überschußschlamm,
selbst in seiner im künstlichen Schwerefeld unter Anwendung
hoher Sedimentationsbeschleunigungen aufkonzentrierten Form,
verhält sich immer noch wie eine Flüssigkeit vergleichsweise
hoher Viskosität. Das bedeutet, daß dieser Schlamm sich nicht
durch eine Förderschnecke über einen konisch verjüngten Austragsbereich
der Zentrifuge zum Austrag herausfördern läßt.
Zur Beherrschung dieser Aufgabe haben sich im Laufe der Jahre
unterschiedliche Vorrichtungen und Austragsverfahren herausgebildet,
die auf der Anwendung unterschiedlicher physikalischer
Effekte beruhen.
Eine dieser Austragsarten ist der Einsatz von Austragsdüsen,
die im Vollmantel der Zentrifuge und vorzugsweise am Übergangsbereich
vom zylinderförmigen Bereich der Trommel zum
Konus angeordnet sind. Eine mit der Förderschnecke verbundene
und mit dieser mit Differenzgeschwindigkeit gegenüber der
Trommel umlaufende Steuerscheibe mit am Umfang angeordneten
Steuerelementen soll bei dieser Ausgestaltung eine intermittierende
Öffnung der Düsen bewirken und damit eine Regelbarkeit
des Schlammaustrages ermöglichen.
Ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Ausgestaltung
einer Zentrifuge ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift
30 05 885 bekannt. Im Trommelmantel des Austragsbereiches
für den Feststoff der schweren Phase sind Düsen vergesehen,
deren Öffnungen mit mechanisch betriebenen Steuereinrichtungen
in Wirkverbindung stehen, derart, daß die Düsenöffnungen
im Trommelmantel während der Relativbewegung der Förderschnecke
gegenüber dem Trommelmantel abwechselnd überdeckt oder freigegeben
werden.
Dabei ist jedoch eine Mengenregelung des Konzentrataustrages
allein durch die Einstellung der Differenzdrehzahl der Förderschnecke
und damit der mechanisch betriebenen Steuereinrichtung
nicht möglich, weil bei geringer Differenzdrehzahl
die Öffnungszeit vergleichsweise lang ist, jedoch zugleich
auch das Intervall der Öffnungszeiten entsprechend lang ist,
wogegen bei höherer Differenzdrehzahl die Öffnungszeit zwar
vergleichsweise kürzer ist, dafür jedoch die Öffnung in wesentlich
kürzeren Zeitintervallen erfolgt.
Als weiterer Nachteil besteht hier die Gefahr von Düsenverstopfungen,
wenn die Düsenquerschnitte relativ klein sind.
Zudem sind die Austrittsbohrungen der Düsen starkem Verschleiß
ausgesetzt, weshalb beispielsweise in den Düsenhalter Hartmetall
oder auch keramische bzw. mineralische Steine eingesetzt
werden. Dies erfordert hohe Fertigungskosten.
Eine andere Art des Schlammaustrages besteht darin, daß das
Konzentrat durch Anwendung von hydraulischem Druck ausgetragen
wird. Die Zentrifuge sieht in diesem Fall im Übergangsbereich
zwischen Zylinder und Konus eine mit der Förderschnecke
verbundene sogenannte Stauscheibe vor, welche ihrerseits am
Außendurchmesser nur einen relativ schmalen Spalt zum Vollmantel
aufweist. Dabei werden die Überlaufwehre für das Zentrat
so eingestellt, daß der Überlaufdurchmesser kleiner ist
als der Austragsdurchmesser für den Schlamm im Konus. Hierdurch
wird infolge Aufbau eines hydraulischen Druckes im zylindrischen
Vollmantelteil der vorkonzentrierte Überschußschlamm
durch den Spalt zwischen Stauscheibe und Vollmantel
hydraulisch hindurchgedrückt und anschließend über den konischen
Austragsteil der Zentrifuge ausgetragen.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Bauart ist aus der Deutschen
Offenlegungsschrift 23 44 507 bekannt, wobei das physikalische
Grundprinzip der Druckverteilung der unterschiedlichen
Phasen in der Trommel aus einer schematischen Darstellung in
der Fig. 5 besonders deutlich hervorgeht. Bei dieser Bauart
der Trommel wird der Schlammaustrag mit Hilfe einer ringförmigen
Prallwand durch eine damit von der Förderschnecke unabhängig
wirksame Einrichtung ermöglicht, die auf die sedimentierte
schwere Phase auf der von der Austrittsöffnung entfernten
Seite der Prallwand einen hydraulischen Druck ausübt, so
daß zwischen der Trennzone und der Ausbringzone der Trommel
eine Druckdifferenz entsteht, welche den Austrag des Schlammes
bewirkt.
Diese an sich einfache mit der beonderen Ausgestaltung der
Zentrifuge erreichte Austragsart für den vorkonzentrierten
Schlamm weist jedoch den Nachteil auf, daß eine Einstellbarkeit
bzw. Steuerung einerseits des Konzentrationsverhältnisses
im Schlamm und andererseits des Reinheitsgrades im Zentrat
praktisch nur begrenzt bzw. nicht möglich ist. Außerdem sind
beim Anfahren und während des Betriebes Durchbrüche des Zentrates
möglich. Das heißt, daß die gewünschte Konzentration
des Schlammes bei Aufgabeschwankungen nicht konstant gehalten
werden kann.
Ein weiteres Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung
für den Austrag einer flüssigen Schlammphase aus einer Vollmantelzentrifuge
besteht darin, daß man die Aufgabesuspension
unter Druck einem sowohl eintrittsseitig als auch austrittsseitig
mittels Dichtungen mediendicht abgeschotteten Dekanter
zentral zuführt und die beiden Phasen, Konzentrat und Zentrat,
ebenfalls zentral abführt. Physikalisch sorgt bei dieser Methode
konstanter Drall mit einem annähernden Druckgleichgewicht
der radialen Auswärts- und Einwärtsströmung beim radialen
Eintrag der Suspension und radialen Austrag der Phasen
in Verbindung mit einem von außen induzierten Förder-Druckgefälle
für einen problemlosen Austrag der beiden getrennten
Phasen. Durch Drosselung der einen oder anderen Phase läßt
sich die Konzentration des Feststoffes beeinflussen.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Zentrifugengattung ist aus der
DE-OS 33 17 047 bekannt.
Diese zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge von zylindrischer
Bauart, die am Ende des Trennraumes eine Drosselscheibe
mit einem Ringspalt gegenüber der Trommelinnenwand aufweist.
Im Abstand vor der Trennscheibe sind Klarphasenkanäle radial
in der Schnecke angeordnet und münden in eine axial vorgesehene
Klarphasenaustragsleitung, die aus der Zentrifugentrommel
herausgeführt und außerhalb derselben ein Regelorgan aufweist.
Am Austragsende ist hinter der Drosselscheibe ein Sedimentkanal
ebenfalls radial zur Zentrifugenachse angeordnet, der in eine
koaxial zur Klarphasenaustragsleitung angeordnete Sedimentaustragsleitung
mündet. Diese führt ebenfalls aus der Zentrifugentrommel
heraus. Im außerhalb liegenden Bereich der
Sedimentaustragsleitung ist eine Meßzelle zur Ermittlung des
Trockensubstanzgehaltes angeordnet. Meßzelle und Regelorgan
sind über eine Impulsleitung verbunden.
Diese Ausführung ist vom dynamischen Standpunkt gesehen von
Vorteil, da sie eine vergleichsweise niedrige Antriebsleistung
erfordert. Die radial einwärts beschleunigten Strömungen
im Dekanter können jedoch bei der Umlenkung an der Austragsseite
für die Aufrechterhaltung einer sauberen Phasentrennung
schädliche Turbulenzen verursachen, weswegen entsprechende
Zentrifugen für eine vorgesehene Durchsatzleistung
vergleichsweise gegenüber anderen Bauarten überdimensioniert
ausgeführt werden müssen. Dadurch wird ein Teil der Antriebsleistung
relativiert.
Weiterhin unterliegen die zur Durchführung des entsprechenden
Sedimentationsverfahrens erforderlichen Dichtungen hohem
Verschleiß.
Eine weitere Möglichkeit zum Austrag von flüssigem Schlammkonzentrat
aus dem Sedimentationsteich kann mit der Förderhilfe
einer Mammutpumpe erreicht werden. Hierbei wird Druckluft
zentral über eine Drehdurchführung in die Trommel zugeführt,
die dann in bekannter Weise beispielsweise durch eine
Perforation in die mit der Schnecke verbundenen radialen
Steigrohre einströmt und durch Vermischung mit dem Schlamm
eine Gewichtsverminderung bewirkt, durch welche das Konzentrat
radial einwärts gefördert wird. Die erforderliche Vorspannung
der Druckluft richtet sich dabei nach der zur Überwindung
des Schwerefeldes erforderlichen Größe und Hubhöhe.
Ein Ausführungsbeispiel für diese Bau- und Funktionsart ist
aus der Deutschen Offenlegungsschrift 37 44 093 ersichtlich.
Schwierigkeiten bei diesem Verfahren bzw. Bauart bestehen in
der Bereitstellung und Einführung von Druckluft durch eine
Drehdurchführung und das Erfordernis einer außerordentlich
feinfühligen und dadurch komplizierten Mengen- und Druckregelung
der Förderluft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten
Schwierigkeiten und technischen Grenzen bekannter Zentrifugenbauarten
zu überwinden und dabei eine besonders einfache Bauart
anzugeben, welche infolge ihrer Funktion eine beachtliche
Energieeinsparung beim Antrieb ermöglicht, zugleich aber eine
wirkungsvolle, einfache und saubere Einstellung bzw. Regelung
in der Phasentrennung sowie einen problemlosen Austrag der
vorkonzentrierten schlammförmigen schweren Phase ermöglicht.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung wird bei einer dem gattungsbildenden
Oberbegriff von Anspruch 1 entsprechenden Zentrifuge
mit einer Ausgestaltung entsprechend den Merkmalen
im Kennzeichnungsteil des Hauptanspruchs erreicht.
Durch die Schaffung des inneren Ringkanales mit kreisringförmigem
Überlaufwehr für die leichte Phase und Ausstattung
dieses Ringkanals mit in dessen Boden angeordneten Düsen, wobei
die Überlauföffnung im Durchmesser größer ist, als die
Austragsöffnung im konischen Trommelteil, kann sich in der
Anlaufphase der Zentrifuge bei definiertem Klarphasenablauf
eine sedimentierte schwere Phase bilden, ohne daß zunächst,
wie bei der vorgenannten Zentrifuge mit Stauscheibe gemäß
DE-OS 23 44 507, ein Klarphasendurchbruch zur Austragsseite
hin stattfindet. Damit ist ein wesentlicher Nachteil der Zentrifugen
mit dem sogenannten "Superpool" beseitigt.
Erfindungswesentlich ist weiterhin die Auslegung und Bemessung
der Düsen im Ringkanal so getroffen, daß sie im Vollastbetrieb
der Zentrifuge weniger Flüssigkeitsvolumen der leichten
Phase austragen, als in der Zeiteinheit im Trennraum der
Zentrifuge anfällt. Weil dabei die Flüssigkeitshöhe im Sedimentationsteich
anfällt. Weil dabei die Flüssigkeitshöhe im Sedimentationsteich
soweit ansteigt, bis klares Zentrat die Überlaufhöhe
der Überlaufkanten der Austragsöffnungen in der
Stirnwand erreicht hat, arbeitet ab dann der mit den Düsen
versehene Ringkanal bei konstanter Druckhöhe nach Art einer
"Danaide". Gleichzeitig wird damit in dem vor der Stauscheibe
befindliche zylinderförmigen Sedimentationsraum ein hydraulischer
Druck aufgebaut, welcher einen problemlosen Austrag
der vorkonzentrierten flüssigen Schlammphase ermöglicht, weil
der Überlaufdurchmesser der Wehrplatten für die leichte Phase
entsprechend kleiner ist als der Austragsdurchmesser im konischen
Trommelteil.
Durch die Abstufung der beiden Überlauföffnungen für die
leichte Phase im Verhältnis zum Durchmesser der Austrittsöffnung
für den Flüssigschlamm wird ein stabiles Gleichgewicht
in der Verteilung der Druckstufen der einzelnen Phasen erreicht.
Weiterhin ist hierfür die erfindungswesentliche Maßnahme
getroffen, daß der Ringkanal bei voller Durchsatzleistung
der Zentrifuge stets eine konstante Füllhöhe aufweist,
indem die Düsen so dimensioniert sind, daß sie etwa 80 bis
90% des pro Zeiteinheit anfallenden Zentrates austragen,
während die restlichen 10 bis 20% unter Einstellung einer
maximalen Druckhöhe im Sedimentationsraum über die Überlaufwehre
in der Stirnwand die Trommel verlassen.
Unter Berücksichtigung der erfindungswesentlichen Ausgestaltung,
daß das erste Überlaufwehr im Durchmesser nur geringfügig
größer ist, als der Druchmesser der Austrittsöffnung am
Konusende, ist erkennbar, daß der entsprechenden Einstellung
des Austragsdurchmessers der Stirnwandüberläufe eine
maßgebende Bedeutung für die Austragsfunktion zuzuordnen ist.
Dabei können die Stirnwandüberlaufkanten in an sich bekannter
Weise im Winkel zum Radiuskreis angeordnet sein, wodurch sich
mit der Höhe des Überlaufs bei der ausgeschleuderten Zentratmenge
ein stabiler Gleichgewichtszustand einstellt.
Ein weiterer Vorteil bei der Anordnung der Düsen ist dadurch
gegeben, daß diese im Gegensatz zu bekannten Bauarten von
Düsenzentrifugen nicht für den Austrag der Feststoffkonzentration
verwendet werden, sondern bei der vorliegenden Erfindung
dem Austrag der Klarphase dienen. Dadurch wird der Verschleiß
signifikant reduziert.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Bauart der Zentrifuge
liegt darin, daß ähnliche Maschinen, welche über ein
entsprechendes Teichvolumen verfügen, in der vorbeschriebenen
Weise nachgerüstet werden können. Dabei ist es gleichgültig,
ob es sich um sogenannte Gleichstrom- oder Gegenstrom-Zentrifugen
handelt.
Eine Ausgestaltung sieht vor, daß das Organ zum Zuführen
der Feststoff-Flüssigkeitssuspension mit einer Einrichtung
zur Einstellung der pro Zeiteinheit zugeführten Menge an
Suspension in Verbindung steht bzw. mit einer solchen ausgebildet
ist. Diese kann nach Maßgabe des Reinheitsgrades der
leichten Phase eingestellt werden, wodurch in einfacher und
zweckmäßiger Weise auch bei schwankender Konzentration in
der Aufgabesuspension eine saubere Phasentrennung mit der erforderlichen
Konzentration im Schlammaustrag erreicht wird.
Eine wesentliche Energieeinsparung wird dadurch erreicht,
daß die Düsen nach einem weiteren Vorschlag bzw. deren Austrittsachsen
im Winkel zur Radialen entgegen der Trommellaufrichtung
und vorzugsweise im spitzen Winkel zu einer Tangente
an die Trommelwandung angeordnet sind. Durch den hierbei erzielten
Impuls beim Austritt des Austragsstrahles an den Düsen
wird Drehmoment rekuperiert und damit die Antriebsleistung
der Zentrifuge erheblich reduziert.
Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Merkmalen der
Ansprüche 4 bis 7 vorgesehen.
Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in einer bevorzugten
Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen
weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar
sind.
Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zentrifuge nach der
Erfindung,
Fig. 2 die Zentrifuge im Querschnitt entsprechend der
Schnittebene II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Teilansicht von außen gegen die Stirnwand
der Zentrifuge.
Die Zentrifuge besitzt zur Trennung einer Feststoff-Flüssigkeitssuspension
in Phasen unterschiedlicher Dichte eine um
eine horizontale Achse in Rotation antreibbare Vollmanteltrommel
1. Darin befindet sich eine mit Differenzdrehzahl antreibbare
Schnecke 18 zum Fördern der schweren Phase in Austragsrichtung
28. Die Trommel 1 besitzt an dem in Austragsrichtung
28 gelegenen Ende einen sich konisch verjüngenden
Bereich mit einer Austrittsöffnung 7 für die schwere Phase.
Am entgegengesetzten Ende befindet sich die Stirnwand 2 mit
in deren Bereich angeordneten Mitteln zum Austrag der leichten
Phase. Weiterhin ist ein Organ 14 zum Zuführen von zu
trennender Suspension in die Trommel entlang ihrer Achse z-z
vorgesehen. Am Übergang vom zylindrischen Bereich 20 zum konischen
Bereich 21 trägt die Schnecke 18 eine kreisringförmige
Stau- bzw. Drosselscheibe 29. Diese bildet mit der Trommelinnenwand
einen peripheren Durchtritts- und Drosselspalt 30.
In der Trommel 1 ist im axialen Abstand zur Stirnwand 2 ein
Wehr 3 mit einer inneren kreisringförmigen Überlauföffnung 4
für die leichte Phase angeordnet und mit der Trommelwandung 5
mediendicht unter Bildung eines Ringkanales 6 zwischen Wehr 3
und Stirnwand 2 verbunden.
Der Durchmesser der Überlauföffnung 4 ist größer bis gleichgroß
im Vergleich zum Durchmesser der Austrittsöffnung 7 der
schweren Phase. Das erfindungswesentliche Verhältnis der unterschiedlichen
Öffnungen 4 für den Klarphasenüberlauf des
Wehres 3 und 7 für die schwere Phase am Ende des konischen Bereiches
21 sind in Fig. 3 dargestellt.
Der Ringkanal 6 weist in seinem Grunde Austragsorgane 8 für die
leichte Phase auf. Diese sind hinsichtlich ihrer Auslaßquerschnitte
und Anzahl so bemessen, daß sie im Vollastbetrieb der
Zentrifuge weniger Flüssigkeitsvolumen der leichten Phase austragen,
als in der Zeiteinheit im Trennraum 9 der Zentrifuge
anfällt.
In der Stirnwand 2 sind weitere Austragsöffnungen 11 für die
leichte Phase angeordnet und mit radial einstellbaren Wehrplatten
12 versehen, deren Überlaufkanten 17 bei der Rotation
der Stirnwand 2 den Bereich einer imaginären kreisförmigen
Überlauföffnung 13 bestreichen. Der Durchmesser dieser Überlauföffnung
13 ist kleiner, als der Durchmesser der Überlauföffnung
4 des Wehres 3 sowie kleiner als der Durchmesser der
Austrittsöffnung 7 für die schwere Phase.
Dies hat die erfindungswesentliche Funktion zur Folge, daß bei
Erreichen der Füllhöhe im Sedimentationsraum 9 der Zentrifuge
im Vollastbetrieb zu beiden Seiten der Stau- und Drosselscheibe
29 ein hydraulischer Drucksprung hervorgerufen wird, der
letztlich den problemlosen Austritt der schweren flüssigen
Schlammphase über die Austrittsöffnung 7 bewirkt.
Dabei kann die Durchmesserdifferenz zwischen der vergleichsweise
kleineren Überlauföffnung 13 der Stirnwand 2 und der
vergleichsweise größeren Austrittsöffnung 7 für die schwere
Phase zwischen 1 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und
5 mm betragen.
Auch kann die Durchmesserdifferenz zwischen der vergleichsweise
größeren Überlauföffnung 4 des Wehres 3 und der vergleichsweise
kleineren Austrittsöffnung 7 für die schwere
Phase zwischen 1 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und
5 mm betragen.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß Schnittebene II-II in
Fig. 1 durch den Ringkanal 6 mit Anordnung von zwei gegenüberliegenden
Düsen 8 sowie den Räumorganen 19. Ferner zeigt die
Fig. 2 das kreisringförmige Wehr 3 in Ansicht mit der Überlauföffnung
4.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht der Stirnwand 2 mit den Austragsöffnungen
11, welche teilweise von den Wehrplatten 12 abgedeckt
sind, wobei der Überlauf für die klare Phase in etwa
dem Durchmesser 13 der entsprechenden Überlauföffnung entspricht.
Ferner sind die Durchmesserkreise 7 der Austrittsöffnung
für die schwere Phase und 4 des Überlaufwehres 3 rein
schematisch eingezeichnet. Weiter zeigt die Fig. 3 die Anordnung
einer Düse 8, deren Austrittsachse x-x im Winkel α zur
Radialen angeordnet ist. Der austretende Strahl wird entgegen
der Trommellaufrichtung 16 ausgetragen und verleiht der
Trommel 1 in Trommellaufrichtung 16 einen positiven Drallimpuls.
Dadurch wird Antriebsenergie zurückgewonnen. Weil die
Düsen 8 so angeordnet sind, daß der Düsenstrahl in der Achse
x-x im spitzen Winkel β zu einer Tangente y-y an die Trommelwandung
5 ausgetragen wird, wird nahezu der gesamte Austrittsimpuls
des Strahles zur Energierückgewinnung der Antriebsleistung
der Trommel umgesetzt.
Weil dabei auch noch im Gegensatz zu bekannten Düsenseparatoren
die Düsen 8 nicht zum Schlammaustrag, sondern zum Austrag
der leichten Phase, des Zentrates, vorgesehen sind, unterliegen
sie praktisch keinem nennenswerten Verschleiß.
Da weiterhin durch die Düsen 8 zirka 80% bis 90% des Zentrates
ausgeschleudert werden, wird durch den entsprechenden
Austrittsimpuls vergleichsweise überraschend viel an Antriebsenergie
rekuperiert.
Schließlich zeigt die Fig. 1 eine Regelanordnung, wobei im
Auslauf 23 der leichten Phase eine Einrichtung mit einem
Signalgeber 24 zur Überwachung des Reinheitsgrades der leichten
Phase angeordnet und über eine Signalleitung 25 einer Recheneinheit
mit einem Steuerimpulsgeber 26 aufgeschaltet ist.
Dieser stellt mittels eines Steuerimpulses den Stellmotor
27 des Mengeneinstellorgans 15 im Zuführorgan 14 für die
zugeführte Suspension ein und regelt damit die pro Zeiteinheit
der Zentrifuge zugeführte Menge an Suspension nach Maßgabe
des Reinheitsgrades des Zentrats.
Auf diese Weise läßt sich überraschend problemlos und vorteilhaft
bei schwankenden Feststoffkonzentrationen in der Rohsuspension
ein gleichmäßig qualifizierter Austrag der zu trennenden
Phasen erreichen.
Claims (7)
1. Zentrifuge zur Trennung einer Feststoff-Flüssigkeitssuspension
in Phasen unterschiedlicher Dichte mit einer
um eine horizontale Achse in Rotation antreibbaren Vollmanteltrommel
und einer darin mit Differenzdrehzahl antreibbaren
Schnecke zum Fördern der schweren Phase in
Austragsrichtung, wobei die Trommel an dem in Förderrichtung
gelegenen Ende einen sich konisch verjüngenden Bereich mit
einer Austrittsöffnung für die schwere Phase und am entgegengesetzten
Ende eine Stirnwand mit einer Einrichtung
und Mitteln zum Austrag der leichten Phase aufweist, und
weiterhin ein Organ zum Zuführen von zu trennender Suspension
in die Trommel entlang ihrer Achse vorgesehen ist und die
Schnecke am Übergangsbereich der Trommel zum konisch verjüngten
Bereich eine kreisringförmige Stauscheibe trägt,
die mit der Trommelinnenwand unter Ausbildung eines peripheren
Durchtritts- und Drosselspalts für die schwere Phase
zusammenwirkt und die Trommel in einen im wesentlichen
zylinderförmigen Trennbereich und einen im wesentlichen
konischen Austrittsbereich unterteilt,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) in der Trommel (1) im axialen Abstand zur Stirnwand (2) ein Wehr (3) mit einer inneren kreisringförmigen Überlauföffnung (4) für die leichte Phase angeordnet und mit der Trommelwandung (5) mediendicht unter Bildung eines Ringkanals (6) zwischen Wehr (3) und Stirnwand (2) verbunden ist,
- b) der Durchmesser der Überlauföffnung (4) größer bis gleichgroß im Vergleich zum Durchmesser der Austrittsöffnung (7) der schweren Phase ist,
- c) der Ringkanal (6) Austragsorgane (8) für die leichte Phase aufweist und diese hinsichtlich ihrer Auslaßquerschnitte und Anzahl so bemessen sind, daß sie im Vollastbetrieb der Zentrifuge weniger Flüssigkeitsvolumen der leichten Phase austragen, als in der Zeiteinheit im Trennraum (9) der Zentrifuge anfällt,
- d) in der Stirnwand (2) weitere Austragsöffnungen (11) für die leichte Phase angeordnet und mit radial einstellbaren Wehrplatten (12) versehen sind, deren Überlaufkanten (17) bei der Rotation der Stirnwand (2) den Bereich einer imaginären kreisförmigen Überlauföffnung (13) bestreichen, wobei der Durchmesser derselben kleiner ist, als der Durchmesser der Überlauföffnung (4) des Wehres (3) sowie kleiner als der Durchmesser der Austrittsöffnung (7) für die schwere Phase.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Organ (14) zum Zuführen der Feststoff-Flüssigkeitssuspension
mit einer Einrichtung (15) zur Einstellung
der pro Zeiteinheit zugeführten Menge an Suspension
in Verbindung steht bzw. mit einer solchen ausgebildet
ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düsen (8) bzw. deren Austrittsachsen (x-x) im
Winkel (α) zur Radialen entgegen der Trommellaufrichtung
(16) und vorzugsweise im spitzen Winkel (β) zu
einer Tangente (y-y) an die Trommelwandung (5) angeordnet
sind.
4. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserdifferenz zwischen der vergleichsweise
kleineren Überlauföffnung (13) der Stirnwand (2)
und der vergleichsweise größeren Austrittsöffnung (7)
für die schwere Phase zwischen 1 mm und 15 mm, vorzugsweise
zwischen 2 mm und 5 mm beträgt.
5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserdifferenz zwischen der vergleichsweise
größeren Überlauföffnung (4) des Wehres (3) und der vergleichsweise
kleineren Austrittsöffnung (7) für die schwere
Phase zwischen 1 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 2 mm und
5 mm beträgt.
6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß im Ringkanal (6) mit dem Schneckenkörper
(18) umlaufende, an dessen Welle (22) befestigte
Räumorgane (19) vorhanden sind.
7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß im Auslauf (23) der leichten Phase
eine Einrichtung mit einem Signalgeber (24) zur Überwachung
des Reinheitsgrades der leichten Phase angeordnet
und über eine Signalleitung (25) einer Recheneinheit
mit einem Impulsgeber (26) aufgeschaltet ist, welcher über
einen Stellimpuls den Stellmotor (27) des Mengeneinstellorgans
(15) im Zuführorgan (14) für die Suspension und
damit die pro Zeiteinheit der Zentrifuge zugeführte Menge
an Suspension nach Maßgabe des Reinheitsgrades des Zentrats
einstellt.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE3904151A DE3904151A1 (de) | 1989-02-11 | 1989-02-11 | Zentrifuge |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE3904151A DE3904151A1 (de) | 1989-02-11 | 1989-02-11 | Zentrifuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3904151A1 true DE3904151A1 (de) | 1990-08-16 |
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DE3904151A Withdrawn DE3904151A1 (de) | 1989-02-11 | 1989-02-11 | Zentrifuge |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3904151A1 (de) |
Cited By (17)
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