DE4132029A1 - Wehrscheibe zum einstellen des fluessigkeitsstandes in vollmantelschleudertrommeln von schneckenzentrifugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wehrscheibe zum Ein­ stellen des Flüssigkeitsstandes in Vollmantelschleuder­ trommeln von Schneckenzentrifugen.

Ein derartiges Wehr ist beispielsweise bekannt aus der DE 37 28 901 C1, wobei das Wehr aus zwei mit Abstand zu­ einander angeordneten Wehrscheiben besteht, die durch ei­ nen hydraulisch betätigbaren Schieber wahlweise aktiviert werden können, um zwei unterschiedliche Flüssigkeitsspie­ gel im Trommelinnenraum einzustellen. Ein derartiges Wehr ist konstruktiv sehr aufwendig und entsprechend kostenin­ tensiv. Dieser Aufwand ist gerechtfertigt, wenn dadurch der Einsatzbereich der Schneckenzentrifuge auf Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften erweitert wird, ohne einen Wehrscheibenwechsel vornehmen zu müssen.

Bei Schneckenzentrifugen ist der Innendurchmesser der Wehrscheibe in der Regel erheblich größer als der Durch­ messer der Zentrifugentrommel im Bereich der Feststoffaus­ trittsöffnungen. Die in der Zentrifugentrommel abgetrennte Flüssigkeit kann daher auch dann nicht aus den Feststoff­ öffnungen austreten, wenn dieser Weg noch nicht durch in der Zentrifugentrommel abgeschiedene Feststoffe versperrt ist, wie dies beispielsweise beim Anfahren der Zentrifu­ gentrommel der Fall ist.

Je mehr sich jedoch die beiden vorgenannten Durchmesser annähern, um so eher besteht beim Anfahren der Trommel die Gefahr des Flüssigkeitsdurchschlages auf der Feststoffsei­ te. Dies ist jedoch in den meisten Fällen nicht zulässig und kann nur durch eine verringerte Anfahrleistung verhin­ dert werden, was oft nicht möglich ist, oder durch einen vergrößerten Innendurchmesser der Wehrscheibe, der dann jedoch für den Betrieb der Schneckenzentrifuge nicht opti­ mal ist.

Für spezielle Anwendungsfälle werden jedoch auch Zentrifu­ gentrommeln konzipiert, bei denen die Feststoffaustritts­ öffnungen auf einem größeren Durchmesser angeordnet sind als der Innendurchmesser der Wehrscheibe. In diesem Fall ist dann der Flüssigkeitsdurchschlag beim Anfahren auf der Feststoffseite überhaupt nicht zu verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wehrscheibe so auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand zwei unterschiedliche Flüssigkeitsspiegel in der Zentrifu­ gentrommel der Schneckenzentrifuge einstellbar sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Wehrscheibe mindestens ein Drallabflußraum vorgesehen ist, dessen Sym­ metrieachse parallel und mit radialem Abstand zur Rotati­ onsachse der Zentrifugentrommel verläuft, und dessen Zu­ laufkanal einen größeren radialen Abstand von der Rotati­ onsachse der Zentrifugentrommel besitzt als dessen Ablauf­ kanal, der auf einem Radius angeordnet ist, der größer ist als der Radius, auf dem die Feststoffe aus der Zentrifu­ gentrommel abgelassen werden, wobei der Zulaufkanal mit dem Trommelinnenraum und der Ablaufkanal mit einer Ablauf­ kammer der Zentrifugentrommel in Verbindung steht.

Die Wirkung von Drallabflußräumen ist beispielsweise aus der DE 38 11 619 C1 bekannt. Bei Anordnung derartiger Drallabflußräume im Zentrifugalfeld bildet sich in ihnen bei vollständiger Füllung ein Abflußdrall aus, der der sie durchströmenden Flüssigkeit einen großen Widerstand entge­ gensetzt. Bei nicht vollständiger Füllung ist der Durch­ flußwiderstand der Drallabflußräume dagegen wesentlich ge­ ringer. Dieser Effekt wird bei der Wehrscheibe mit Drall­ abflußräumen ausgenutzt.

Beim Anfahren der Zentrifugentrommel wird diese mit einer Produktleistung beschickt, bei der eine Flüssigkeitsmenge abgetrennt wird, die kleiner ist als die maximale Durch­ flußleistung der ungefüllten Drallabflußräume. Der sich im Trommelinnenraum einstellende Flüssigkeitsspiegel liegt dann radial auswärts, bezogen auf den Radius, auf dem die Feststoffe aus der Zentrifugentrommel abgelassen werden. Ein Flüssigkeitsdurchschlag ist daher nicht möglich.

Sobald sich der Feststoffverschluß gebildet hat, wird ent­ weder die Produktleistung soweit erhöht, daß die Durch­ flußleistung der ungefüllten Drallabflußräume überschrit­ ten wird, oder es wird der Flüssigkeitsspiegel in der Ab­ laufkammer durch ein darin vorgesehenes Schälorgan soweit radial einwärts geschoben, daß die Drallabflußräume sich vollständig füllen. Dadurch erhöht sich der Durchflußwi­ derstand der Drallabflußräume, so daß nur noch eine Teil­ menge der abgetrennten Flüssigkeit durch sie hindurch­ strömt, während die restliche Flüssigkeit über den Innen­ durchmesser der Wehrscheibe in die Ablaufkammer gelangt.

Der Flüssigkeitsspiegel in der Ablaufkammer kann anschlie­ ßend wieder radial auswärts verschoben bzw. die Zulauflei­ stung zur Zentrifugentrommel verringert werden, ohne daß der Drall in den Drallabflußräumen zusammenbricht. Im Trommelinnenraum ist jetzt ein Flüssigkeitsspiegel vorhan­ den, der dem Innendurchmesser der Wehrscheibe entspricht. Erst wenn die Produktleistung soweit heruntergefahren wird, daß die Durchflußleistung der gefüllten Drallabfluß­ räume unterschritten wird, bricht der Drall zusammen, und die Zentrifugentrommel kann wieder in der Ausgangseinstel­ lung betrieben werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung, sind die Drallab­ flußräume mit auswechselbaren Deckscheiben versehen, in denen die Ablaufkanäle angeordnet sind. Dadurch läßt sich die Durchsatzleistung der Drallabflußräume auf einfache Weise durch Auswechseln der Deckscheiben verändern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Mit 1 ist in der Fig. die Zentrifugentrommel bezeichnet, deren Trommelinnenraum 2 durch eine Wehrscheibe 3 von der mit einem Schälorgan 4 versehenen Ablaufkammer 5 getrennt ist. Die Wehrscheibe 3 ist mit Drallabflußräumen 6 verse­ hen, die mit dem Trommelinnenraum 2 über Zulaufkanäle 7 und mit der Ablaufkammer 5 über Ablaufkanäle 8 verbunden sind. Während die Zulaufkanäle 7 in einen radial äußeren Bereich der Drallabflußräume 6 münden, gehen die Ablaufka­ näle 8 von einem zentralen Bereich aus. Die Ablaufkanäle 8 sind in auswechselbaren Deckscheiben 9 der Drallabflußräu­ me 6 vorgesehen.

Beim Anfahren der Schneckenzentrifuge sind die Drallab­ flußräume 6 zunächst leer. Die Produktleistung zur Zentri­ fugentrommel 1 wird nun so eingestellt, daß die abgetrenn­ te Flüssigkeitsmenge die maximale Durchsatzleistung der ungefüllten Drallabflußräume nicht übersteigt. Der Flüs­ sigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 erreicht zunächst die Zulaufkanäle 7 der Drallabflußräume 6 und bei weiterem Anstieg deren Ablaufkanäle 8, über die die Flüssigkeit dann in die Ablaufkammer 5 gelangt. Ein in der Ablaufkam­ mer 5 vorgesehenes Schälorgan 4 ist dabei so eingestellt, daß der Flüssigkeitsspiegel in der Ablaufkammer 5 radial auswärts vom Ablaufkanal 8 liegt. Da die Drallabflußräume 6 nicht vollständig gefüllt sind, kann sich in ihnen kein Abflußdrall ausbilden, so daß nur ein geringer Durchfluß­ widerstand vorhanden ist. Die gesamte Flüssigkeitsmenge kann daher über den Ablaufkanal 8 in die Ablaufkammer 5 fließen, so daß die Position des Ablaufkanals 8 für den sich im Trommelinnenraum 2 einstellenden Flüssigkeitsspie­ gel maßgebend ist.

Sobald sich genügend Feststoff in der Zentrifugentrommel 1 angesammelt hat, um einen Feststoffverschluß zu bewirken, kann durch Erhöhung des Gegendruckes am Schälorgan 4 der Flüssigkeitsspiegel in der Ablaufkammer 5 soweit radial einwärts verschoben werden, daß sich die Drallabflußräume 6 vollständig auffüllen. Der sich ausbildende Drall führt zu einer signifikanten Erhöhung des Durchflußwiderstandes der Drallabflußräume 6, wodurch nur noch eine Teilmenge der Flüssigkeit vom Trommelinnenraum 2 über den Ablaufka­ nal 8 zur Ablaufkammer 5 gelangt, während die restliche Flüssigkeit über den Innendurchmesser der Wehrscheibe 3 fließt. Diese Aufteilung der Flüssigkeitsströme bleibt auch erhalten, wenn anschließend der Flüssigkeitsspiegel in der Ablaufkammer 5 wieder abgesenkt wird, so daß im Trommelinnenraum 2 der innere Flüssigkeitsspiegel erhalten bleibt.

Erst wenn die Zulaufleistung soweit heruntergefahren wird, daß die Durchflußleistung der gefüllten Drallabflußräume 6 unterschritten wird, bricht der Drall zusammen. In der Zentrifugentrommel 1 stellt sich dann wieder der äußere Flüssigkeitsspiegel ein.

Die Durchsatzleistung der Drallabflußräume 6 im gefüllten und ungefüllten Zustand läßt sich leicht variieren durch die Wahl der Durchmesser der Zu- und Ablaufkanäle 7, 8 so­ wie durch die Anzahl der in der Wehrscheibe 3 vorgesehenen Drallabflußräume 6. Die maximale Zahl der in der Wehr­ scheibe unterzubringenden Drallabflußräume wird durch die gewählten Dimensionierungen von Wehrscheibe und Drallab­ flußräumen begrenzt.

Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß die maximale Durch­ satzleistung des gefüllten Drallabflußraumes etwa zwei Drittel der Leistung des ungefüllten Drallabflußraumes be­ trägt. Legt man die Drallabflußräume 6 nun so aus, daß die ungefüllten Drallabflußräume die gesamte Flüssigkeitsmenge durchlassen, die bei voller Produktzufuhr anfällt, so kann die Zentrifugentrommel mit dieser Leistung angefahren wer­ den, wobei sich der äußere Flüssigkeitsspiegel einstellt.

Nachdem sich der Feststoffverschluß gebildet hat, wird durch kurzzeitiges Androsseln des Schälorgans 4 die Fül­ lung der Drallabflußräume 6 bewirkt. Jetzt fließt bei gleicher Zulaufleistung ein Drittel der abgetrennten Flüs­ sigkeit über den Innendurchmesser der Wehrscheibe 3, wo­ durch sich der innere Flüssigkeitsspiegel einstellt. Beide Flüssigkeitsspiegel lassen sich somit bei derselben Pro­ duktleistung einstellen.

Claims (2)

1. Wehrscheibe zum Einstellen des Flüssigkeitsstandes in Vollmantelschleudertrommeln von Schneckenzentrifugen, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Wehrscheibe (3) minde­ stens ein Drallabflußraum (6) vorgesehen ist, dessen Sym­ metrieachse parallel und mit radialem Abstand zur Rotati­ onsachse der Zentrifugentrommel (1) verläuft, und dessen Zulaufkanal (7) einen größeren radialen Abstand zur Rota­ tionsachse der Zentrifugentrommel (1) besitzt als dessen Ablaufkanal (8), der auf einem Radius angeordnet ist, der größer ist als der Radius, auf dem die Feststoffe aus der Zentrifugentrommel (1) abgelassen werden, wobei der Zu­ laufkanal (7) mit dem Trommelinnenraum (2) und der Ablauf­ kanal (8) mit einer Ablaufkammer (5) der Zentrifugentrom­ mel (1) in Verbindung steht.

2. Wehrscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallabflußräume (6) mit auswechselbaren Deckschei­ ben (9) versehen sind, in denen die Ablaufkanäle (8) vorgese­ hen sind.