DE4041923A1

DE4041923A1 - Vollmantel-schneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE4041923A1
Application number: DE19904041923
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dr Schilp; Wolfgang Epper
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Baker Hughes Deutschland GmbH
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-07-02
Also published as: JPH0623300A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentri fuge zur Trennung einer Trübe oder eines Schlammes in eine möglichst weitgehend mit Feststoffen angereicherte, flüssigkeitsarme Phase und eine möglichst feststofffreie Phase, bestehend aus einer um eine horizontale Achse ro tierenden zylinderförmigen, in einen konischen Austrags teil übergehenden Zentrifugentrommel und einer in deren Innern mit Differenzdrehzahl umlaufenden Förderschnecke und mit einem elektrischen und/oder hydraulischen Zentri fugenantrieb.

Bei der Trennung einer Trübe in die vorgenannten unter schiedlichen Phasen und insbesondere bei vergleichsweise geringem Wichteunterschied zwischen Feststoff und Flüs sigkeit sowie bei schwankenden Feststoffgehalten in der Aufgabe, werden fallweise unbefriedigende Trennergebnisse erreicht. Dabei kann z. B. die Klarphase Verunreinigungen durch Anteile der schwereren Phase enthalten und umge kehrt. Wenn bei solchen Betriebsverhältnissen die Zen trifuge im Arbeitsbereich an der oberen Leistungsgrenze gefahren wird, kann es außerdem leicht zu Verstopfern kommen, die zur Betriebsunterbrechung führen.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde beispiels weise mit der DE-OS 25 51 789 eine Vollmantel-Schnecken zentrifuge mit einer Einrichtung zur Regelung der Diffe renzdrehzahl zwischen Zentrifugentrommel und Förder schnecke vorgeschlagen. Die bekannte Regeleinrichtung ist mit vergleichsweise hohem technischen Aufwand verbunden und führt infolge Rücklauf von regelungsbedingt im Kreis lauf geförderten Druckflüssigkeitsmengen zu hohen Ener gieverlusten.

Es wurde bereits zur Verbesserung des Austrags der schwe reren Phase versucht, diesen dadurch zu erleichtern, daß die auf der Schneckentrommel angeordneten Schneckengänge in Richtung zum Austragsende der Trommel einen sich ste tig verkleinernden Abstand voneinander aufweisen (DE-AS 11 94 779).

Aber auch diese Maßnahme allein bewirkt keine durchgrei fende Verbesserung der Arbeitsweise einer Zentrifuge, insbesondere dann nicht, wenn die verengten Schneckenwen del sich außerhalb des Spiegels des Klärteiches befinden, wie dies bei der bekannten Vorrichtung der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kombina tion der Elemente einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge der eingangs genannten Art so auszulegen, daß bei der Trennung einer schwierig zu trennenden Trübe oder eines Schlammes in eine möglichst weitgehend mit Feststoffen angereicherte, flüssigkeitsarme Phase und eine möglichst feststofffreie Phase, insbesondere bei schwankenden Fest stoffgehalten in der Aufgabe, ein optimales Trennergebnis bei vergleichsweise hoher Auslastung und vergleichsweise günstiger spezifischer Antriebsleistung erreicht wird und die Zentrifuge dabei im Arbeitsbereich an der oberen Lei stungsgrenze gefahren werden kann, ohne daß eine akute Verstopfungsgefahr gegeben ist.

Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einer Vollmantel- Schneckenzentrifuge der im Oberbegriff von Anspruch 1 ge nannten Art mit der Erfindung durch die Kombination der folgenden Merkmale:

- Die Schneckengänge der Förderschnecke weisen zumin dest im Bereich des konischen Teils der Zentrifugen trommel untereinander kleinere Abstände auf als im Bereich des zylindrischen Trommelmantelteils;
- der Zentrifugenantrieb weist eine Steuerung auf, die bei Annäherung an oder Überschreitung einer vorgege benen maximalen Drehmomentenschwelle der Förder schnecke (6) die Drehzahldifferenz zwischen Zentri fugentrommel und Förderschnecke erhöht;
- der Zentrifugenantrieb weist eine Drehzahlsteuerung auf, die derart einstellbar ist, daß sich im Bereich der Trommelinnenwandung ein Zentrifugaldruck von wenigstens 20 bar einstellt.

Mit Vorteil werden durch die erfindungsgemäße Kombination der Funktionselemente einer Vollmantel-Schneckenzentri fuge der eingangs erwähnten Art die beim Stand der Tech nik bestehenden Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwunden, insbesondere bei schwierigen Trennaufgaben infolge trennunwilliger Beschaffenheit der Aufgabetrübe sowie bei schwankenden Feststoffgehalten.

Eine Ausgestaltung der Vollmantel-Schneckenzentrifuge sieht vor, daß die Zentrifugentrommel und die Förder schnecke von je einem Hydraulikmotor angetrieben werden. Bei einem derartigen Antriebssystem ergeben sich vorteil haft unkomplizierte und preisgünstig ausführbare Regelme chanismen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Erläuterung einer in der Zeichnung schematisch dargestellten Vollmantel-Schneckenzentrifuge ersichtlich.

Wie die Zeichnung zeigt, weist die Zentrifuge (1) eine Zentrifugentrommel (2) sowie eine Förderschnecke (6) mit je einem Hydraulikmotor (4 und 5) auf. Der Hydraulikmotor (4) ist mit der Schneckenwelle der Förderschnecke (6) ge koppelt und treibt diese an, während Hydraulikmotor (5) über Keilriemen (7) und ein mit der Zentrifugentrommel (2) in Verbindung stehendes Gehäuseteil deren Antrieb übernimmt.

Aus der Zeichnung ist weiter ersichtlich, daß die Schneckengänge (3) der Förderschnecke (6) zumindest im Bereich des konischen Teils (1′) der Zentrifugentrommel (1) untereinander kleinere Abstände aufweisen, als im Be reich des zylindrischen Trommelmantelteils (1′′). Weiterhin weist der Zentrifugenantrieb eine Steuerung (10) auf, die bei Annäherung an oder Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Drehmomentenschwelle der Förder schnecke (6) die Drehzahldifferenz zwischen Zentrifugen trommel (1) und Förderschnecke (6) erhöht. Beim darge stellten Beispiel einer solchen Steuerung sind an die Hydraulikmotoren (4 und 5) Druckflüssigkeitszuleitungen (8 und 9) angeschlossen und mit in einem Steuerblock (10) angeordneten Steuerventilen (11 und 12) verbunden. Die Steuerventile (11 und 12) können als Dreiwege-Ventile ausgebildet sein. Hierbei steht Steuerventil (12) über eine Druckleitung (13) mit einer Hydraulikpumpe (14) in Verbindung, welche über eine Saugleitung (15) Druckflüs sigkeit aus einem Behälter (16) entnimmt. Die Hydraulik pumpe (14) wird vom Motor (17) angetrieben. Die Hydrau likmotore (4 und 5) sind mit Flüssigkeitsableitungen (19 und 20) über eine Sammelleitung (21) in den Behälter (16) zurückgeführt.

Die Steuerung ist mit ihren Ventilen (11 und 12) derart ausgebildet und einstellbar, daß bei Annäherung an oder Überschreitung einer vorgegebenen maximalen Drehmomenten schwelle der Förderschnecke (6) die Drehzahldifferenz zwischen Zentrifugentrommel (1) und Förderschnecke (6) erhöht wird.

Gleichzeitig läßt sich mit der Einstellbarkeit des Druck medien-Durchsatzes durch die Ventile (11 und 12) die Drehzahl des Zentrifugenantriebes derart einstellen, daß sich im Bereich der Trommelinnenwandung ein Zentrifugal druck von wenigstens 20 bar einstellt. Hierfür kann bei spielsweise eine Drehzahl an der oberen Festigkeitsgrenze der Zentrifuge im Bereich zwischen 1500 und 2500 g einge stellt werden.

Der mit dieser Betriebsweise erzielbare maximale Sedimen tationseffekt wird durch die zum Austragsbereich hin enger werdenden Schneckenwendel (3) wirksam unterstützt, weil durch die damit verursachte Verringerung der Förder geschwindigkeit eine Erhöhung des hydraulischen Druckes im Austragsbereich des Sedimentationsteiches gegenüber der schwereren Phase erreicht wird. Dabei kann die Zen trifuge sowohl im Gleichstrom als auch im Gegenstrom be trieben werden.

Mit der erfindungsgemäßen Kombination der Funktionsele mente erreicht die Vollmantel-Schneckenzentrifuge ein überraschend gutes Trennergebnis. Damit gelingt es erst mals, eine schwierig zu trennende Aufgabetrübe (22) bzw. Schlamm in eine weitgehend mit Feststoffen angereicherte, flüssigkeitsarme Phase (23) und eine möglichst fest stofffreie Klarphase (24) zu trennen, wobei die Zentrifuge ohne Gefahr von Stopfern an der oberen Auslastungsgrenze gefahren werden kann.

Claims

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge zur Trennung einer Trübe oder eines Schlammes in eine möglichst weitge hend mit Feststoffen angereicherte, flüssigkeitsarme Phase und eine möglichst feststofffreie Phase, be stehend aus einer um eine horizontale Achse rotie renden zylinderförmigen, in einen konischen Aus tragsteil übergehenden Zentrifugentrommel und einer in deren Innern mit Differenzdrehzahl umlaufenden Förderschnecke und mit einem elektrischen und/oder hydraulischem Zentrifugenantrieb, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

- die Schneckengänge (3) der Förderschnecke (6) weisen zumindest im Bereich des konischen Teils (1′) der Zentrifugentrommel (1) untereinander kleinere Abstände auf, als im Bereich des zylindrischen Trommelmantelteils (1′′);
- der Zentrifugenantrieb weist eine Steuerung (10) auf, die bei Annäherung an oder Über schreitung einer vorgegebenen maximalen Drehmo mentenschwelle der Förderschnecke (6) die Dreh zahldifferenz zwischen Zentrifugentrommel (1) und Förderschnecke (6) erhöht;
- der Zentrifugenantrieb weist eine Drehzahl steuerung (11, 12) auf, die derart einstellbar ist, daß sich im Bereich der Trommelinnenwan dung ein Zentrifugaldruck von wenigstens 20 bar einstellt.

2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Zentrifugentrommel (1) und die Förderschnecke (6) von je einem Hydraulikmo tor (4, 5) angetrieben werden.