DE3905341A1 - Zentrifugalapparat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifu­ galapparat, wie er zum Entwässern, Mischen, Klassieren, Granulieren und dergleichen Verwendung findet.

Zentrifugalapparate erlauben die Durchführung verschiede­ ner Operationen der Stofftrennung und/oder -vereinigung unter Einwirkung einer hohen Beschleunigung. Dadurch erge­ ben sich viel höhere Leistungen als unter der relativ geringen Erdbeschleunigung. Es wurde bereits vorgeschla­ gen, die Trommeln von Zentrifugalapparaten aus nicht star­ rem Werkstoff, etwa Gummi oder textilen Gebilden herzu­ stellen, wobei in den rotierenden Trommelmantel Druckglie­ der einwirken. Ein solcher Vorschlag sieht keine Vorrich­ tung für die Beschickung und/oder Entleerung vor, DP 12 26 862. Ein anderer Vorschlag sieht als Trommelmantel Fahrzeug-Gummireifen vor. Zum Entleeren wird vorgechla­ gen, einen Rüssel in das rotierende Gut eintauchen zu las­ sen, PA 12 96 945. Dieser Vorschlag hat den Nachteil, daß sich ein Fahrzeugreifen an den Flanken stark verformt und dadurch unzulässig erwärmt, also letztlich versagt. Bei stetiger Fahrweise, die meist angestrebt wird, müssen einige solcher Reifen mit je einem Rüssel hintereinander geschaltet werden. Dies führt zu starkem Verschleiß und ist bei nicht flüssigen Stoffen kaum zu realisieren.

Ein neuerer Vorschlag sieht eine Trommel aus flexiblem textilem Gewebe vor. Der Austrag des Gutes erfolgt durch einige große Öffnungen im Mantel, DE-OS 35 37 662. Hier können sich Schwierigkeiten beim Getrennthalten der Phasen außerhalb der Trommel ergeben. Auch kann die Trommel durch die Löcher in ihrer Festigkeit geschwächt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kontinu­ ierlich arbeitenden Zentrifugalapparat mit nicht starrer Wandung so zu gestalten, daß ein gesicherter Austrag des Gutes aus der rotierenden Trommel ohne nennenswerten Ver­ schleiß bzw. Beschädigung der Trommel, des Gutes und des Rüssels erfolgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Zentrifugalapparat gelöst. Beim erfin­ dungsgemäßen Zentrifugalapparat kommt es zwischen Trommel­ mantel und dem Rüssel zu keinem Kontakt, so daß eine gegenseitige Beschädigung ausgeschlossen ist.

Ferner wirkt auf das Gut keine Beschleunigung ein, so daß auch keine Pressung des Gutes vorliegt; deshalb erfolgt der Eintritt des Gutes in den Rüssel ohne gegenseitige Be­ schädigung.

Schließlich ist die Abmessung der abgeschälten, axial ste­ tig zugeführten Gutsträhne wegen der hohen Umfangsge­ schwindigkeit sehr gering. Das reduziert ebenfalls Beschä­ digung des Rüssels und erlaubt zudem einen kleinen Bauauf­ wand.

Die Erfindung wird durch weitere Merkmale vorteilhaft aus­ gestaltet; dies führt zu folgenden angeführten Wirkungen der Ansprüche:

Anspruch 2: Hierdurch ist es möglich, die optimale Posi­ tion des Rüssels einzustellen.

Anspruch 3: Hierdurch ist es möglich, die Flugbahn des Gutes dem Prozeß optimal anzupassen.

Anspruch 4: Hierdurch ist es möglich, die Beanspruchung des Gutes und/oder des Austragsvorganges dem Zustand der jeweiligen axialen Position anzupassen.

Anspruch 5: Hierdurch ist es möglich, daß sich die Um­ fangsgeschwindigkeit von Rolle und Trommelmantel anein­ der anpassen und dadurch Schlupf mit Verschleiß vermie­ den wird.

Anspruch 6: Hierdurch wird vermieden, daß Rollen im Bereich der Stirnscheiben auf den Trommelmantel einwirken, da dort eine kritische Stelle bezüglich des Verschleißes vorliegt.

Anspruch 7: Hierdurch wird der Trommelmantel besser sta­ bilisiert.

Anspruch 8: Hierdurch ist es möglich, den Rüssel in axia­ ler Richtung beliebig tief innerhalb des Trommelmantels einzusetzen.

Anspruch 9: Dies verringert den Bauaufwand.

Anspruch 10: Dies verringert die Kontaktfläche zwischen Rollen/Trommelmantel und damit den Verschleiß und die Be­ anspruchung des Gutes. Gleichzeitig kommt es nicht zum Stau von Flüssigkeit und/oder Feststoff, der durch den Trommelmantel nach außen dringt.

Anspruch 11: Dies ermöglicht das Überfahren von äußeren Umfangsstegen auf dem Trommelmantel.

Anspruch 12: Hierdurch wird der axiale Tranport des Gutes in Richtung auf den Rüssel unterstützt. Gleichzeitig kommt es nicht zum Stau von Flüssigkeit und/oder Feststoff, der durch den Trommelmantel nach außen dringt.

Anspruch 13: Hierdurch ist es möglich, den Innenraum des Trommelmantels von Antriebselementen freizuhalten und da­ mit den Rüssel optimal zu placieren.

Anspruch 14: Dies verbessert die Zugänglichkeit des Trom­ melmantel-Innenraumes.

Anspruch 15: Dies ermöglicht das Spannen des Trommelman­ tels.

Anspruch 16: Dies ist eine konstruktiv vorteilhafte Lösung für den synchron Antrieb der beiden Stirnscheiben.

Anspruch 17: Hierdurch wird der synchrone Antrieb der Stirnscheiben mit geringem Bauaufwand erreicht.

Anspruch 18: Dies ist eine konstruktiv einfache Lösung für den Antrieb der Stirnscheiben.

Anspruch 19: Hierdurch wird die Spannung des Trommelman­ tels eingestellt, z. B. so, daß es zu einer optimalen Flugphase des Gutes kommt.

Anspruch 20: Dies ermöglicht eine platzsparende Lagerung für die Stirnscheiben.

Anspruch 21: Hierdurch wird das Aufnehmen der Axialkraft erleichtert.

Anspruch 22: Dies schafft eine einfache und lösbare Be­ festigung des Trommelmantels auf den Stirnscheiben.

Anspruch 23: Hierdurch wird die Verweilzeit des Gutes vom Eintrag bis zum Erfassen durch den Rüssel den Anforderun­ gen der Behandlung angepaßt.

Anspruch 24: Dies bewirkt eine gleichmäßige Struktur des Gutes in der Flugphase beim Einfangen durch den Rüssel.

Ansruch 25: Hierdurch kann ein quasi endloser Trommelman­ tel hergestellt werden, der keine störende Längsnaht auf­ weist.

Anspruch 26: Hierdurch wird einer Verformung des Trommel­ mantels infolge Axialspannung entgegengewirkt.

Anspruch 27: Hierdurch wird die Anpassung des Trommelman­ tels an den Entwässerungsvorgang und die mechanische Bean­ spruchung gelöst.

Anspruch 28: Dies verhindert das Anhaften des Gutes am Trommelmantel, so daß das Gut im Bereich der Andrückrolle vollständig in die Flugphase übergeht und ganz vom Rüssel erfaßt werden kann.

Anspruch 29: Dies ermöglicht eine einfache Befestigung des Trommelmantels an den Stirnscheiben.

Anspruch 30: Dies ermöglicht ein Abdichten des Trommelman­ tels gegen die Stirnscheiben.

Anspruch 31: Hierdurch wird sowohl eine axiale als auch radiale Vorspannung des Trommelmantels erreicht.

Anspruch 32: Hierdurch ist es möglich, das vorentwässerte Gut von weiteren, insbesondere gelösten Stoffen zu be­ freien.

Anspruch 33: Dies bewirkt eine Trennung von Phasen oder Komponenten aus dem Aufgabegut nach dem Durchtritt durch den Trommelmantel.

Anspruch 34: Hierdurch ist eine sichere Befestigung und ein rascher Wechsel des Trommelmantels möglich.

Anspruch 35: Dies ermöglicht, Rollen zu verwenden, die axial über den Trommelmantel hinausragen, wodurch tote Ecken bzw. Kanten vermieden werden.

Anspruch 36: Dadurch werden verstopfte Poren im Trommel­ mantel gereinigt.

Anspruch 37: Hierdurch wird die Intensität der Reinigung von Poren im Trommelmantel eingestellt.

Die Erfindung wird anhand der in den Zeichnun­ gen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch einen Zen­ trifugalapparat gemäß der Erfindung mit Trommelmantel (1), Austragsrolle (5), Stirnscheiben (11), Zahnriemen (12), Vorgelegewelle (13), Antriebsmotor (19), Rahmen (20), Spannvorrichtung (21), Guteintrag (22) und Gutaustrag (23).

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Zen­ trifugalapparat mit Rolle (2), Rüssel (3) zum Gutaustrag, Gut (4), Austrags­ rolle (5), Verstellbereich (6), Zahnrie­ men (12) und Vorgelegewelle (13).

Fig. 3 zeigt den Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Zentrifugalapparates mit Längsprofil (7) der Austragsrolle (5), Scheibenelementen (8) der Austrags­ rolle, Förderschneckenaustrag (9), Axialspannvorrichtung (16), Vierpunktla­ ger (17), schraubenförmigen Stegen (18) an der Innenseite des Trommelmantels, Guteintrag (22) und elastischem Ring (24) zwischen Stirnscheiben und Trommel­ mantel.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt durch den Zentri­ fugalapparat der Fig. 3 mit Rolle (2), Rüssel (3), Gut (4), Austragsrolle mit Längsprofil und Scheibenelementen (8), Förderschneckenaustrag (9), Drahtgetrie­ be (14), Radbelag (15) und Guteintrag (22).

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf den Trommelman­ tel (1), die Rolle mit schraubenförmiger Oberfläche (10) und den Umfangssteg (25).

Fig. 6 zeigt ausschnittsweise als Ausführungs­ beispiel die Befestigung der Enden des Trommelmantels an Felgenringen (11), die mit einem Spannbord (26) versehen sind, der mit an den Trommelmantelenden ange­ brachten Spreizringelementen (29) zusam­ menwirkt.

Fig. 7 zeigt ausschnittsweise die Befestigung der Enden des Trommelmantels (1) an Fel­ genringen (11), die mit einem gegebenen­ falls aufblasbaren Ring (27) aus elasti­ schem Werkstoff versehen sind.

Fig. 8 zeigt, daß die Enden des Trommelmantel (1) innen einen Ring (28) aus elasti­ schem Werkstoff oder ein Innengewinde aufweisen, das mit den Stirnscheiben zusammenwirkt.

Fig. 9 zeigt ausschnittsweise eine Axialspann­ vorrichtung für den Trommelmantel (1), der über Ring (30) und Schraubenbolzen an die Stirnscheibe (11) gespannt ist.

Fig. 10 zeigt eine Reinigungsdüse (31), aus der ein Fluid von außen nach innen durch den mittels der Rolle (2) eingedrückten flexiblen Trommelmantel (1) strömt.

Eine typische Ausführung dieser Erfindung steht fol­ gende Daten vor: Vielverheißte Erdbeschleunigung 100 bis 1000, Durchmesser des Trommelmantels 0,2 bis 1,0 m, Antriebsleistung 1 bis 10 kW, Einsatzgebiet: Gra­ nulate, Sande, Klärschlämme, kristallisierte Produk­ te, Suspensionen usw.

Claims (37)

1. Zentrifugalapparat mit flexiblem Trommelmantel, der im wesentlichen die Form eines Zylinderman­ tels aufweist, in dessen Drehkreis Rollen ein­ wirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag des Gutes aus dem Trommelmantel über einen Rüs­ sel erfolgt und daß stetig entlang des Trommel­ mantels bewegtes Gut aus der Flugphase in den Rüssel gelangt.

2. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ganze oder ein Teil des Rüssels schwenkbar ist.

3. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle und/oder Aus­ tragsrolle in ihrer radialen, angularen und/ oder axialen Position verstellbar ist.

4. Zentrifugalapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle bzw. Austragsrol­ le in Längsrichtung ein Profil aufweist.

5. Zentrifugalapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle bzw. Austragsrol­ le aus Ring- oder Scheibenelementen aufgebaut ist.

6. Zentrifugalapparat nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle bzw. Austragsrolle kürzer als die Trommel ist.

7. Zentrifugalapparat nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rol­ len mit nicht gleichen Abständen angeordnet sind.

8. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Rüssel ein Förderschneckenaustrag anschließt.

9. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Rüssel ein Fallschacht anschließt.

10. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Rollen mit Stegen versehen ist.

11. Zentrifugalapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege unterbrochen sind.

12. Zentrifugalapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege einer oder mehrerer Rollen schraubenwendelförmig ausgebil­ det sind.

13. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Trommelman­ tels über eine oder beide Stirnscheiben erfolgt.

14. Zentrifugalapparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnscheibe über ein schwenkbares oder klappbares Lagerelement gela­ gert ist.

15. Zentrifugalapparat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement in axialer Richtung verstellbar ist.

16. Zentrifugalapparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnscheiben über Rie­ men, insbesondere Zahnriemen angetrieben sind.

17. Zentrifugalapparat nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Stirnschei­ ben von einer Vorgelegewelle aus erfolgt.

18. Zentrifugalapparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnscheiben über ein Radgetriebe angetrieben sind.

19. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Axialspannvorrichtung für den Trommelmantel vorhanden ist.

20. Zentrifugalapparat nach den Ansprüchen 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnschei­ ben auf Vierpunkt-Kugellagern gelagert sind.

21. Zentrifugalapparat nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn­ scheiben am Umfang einen Spannbord aufweisen.

22. Zentrifugalapparat nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirn­ scheiben ein aufblasbares Ringband aufweisen.

23. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Trommelmantels ein oder mehrere schraubenförmige Stege angebracht sind.

24. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel in Um­ fangsrichtung endlos ist.

25. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel aus einem schraubenförmig gewickelten Band be­ steht.

26. Zentrifugalapparat nach Anspruch 1 oder 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelman­ tel aus dicht geschlagenem, insbesondere aus Tressen-Gewebe besteht.

27. Zentrifugalapparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trommelmantel innen eine oder mehrere Lagen textiler Gebilde und außen schraubenförmig gewickelte Fäden aufweist.

28. Zentrifugalapparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trommelmantel eine kalandrierte Oberfläche aufweist.

29. Zentrifugalapparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß ein oder beide Enden des Trommelman­ tels ein Innengewinde aufweisen.

30. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Trommelmantels innen Ringe aus elatischem Werkstoff aufweisen.

31. Zentrifugalapparat nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kanten des Trommel­ mantels ein Spreizringelement angebracht ist.

32. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Trommelmantels Spüldüsen zum Aufge­ ben von Flüssigkeit vorhanden sind.

33. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Trommelmantels ein Umfangs­ steg vorhanden ist.

34. Zentrifugalapparat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Enden des Trommelmantels Fel­ genringe befestigt sind.

35. Zentrifugalapparat nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Felgenringe mit Ringen aus elastischem Werkstoff versehen sind.

36. Zentrifugalapparat nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Reinigungsdüsen vorhanden sind, aus dere Fluid von außen nach innen durch den Trommelmantel strömt.

37. Zentrifugalapparat nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsdüsen perio­ disch in axialer Richtung bewegbar sind.