DE8331079U1

DE8331079U1 - Trennzentrifuge

Info

Publication number: DE8331079U1
Application number: DE8331079U
Authority: DE
Original assignee: Flottweg Werk Dr Georg Bruckmayer GmbH and Co KG
Current assignee: Flottweg Werk Dr Georg Bruckmayer GmbH and Co KG
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-04-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Zentrifugen der hier in Frage stehenden Art, insbesondere Vollmantel-Schneckenzentrifugen, arbeiten mit hohen Umlaufgeschwindigkeiten der den Trennraum einfassenden Trommel, weil die Leistung der Zentrifuge nach Durchsatzmenge und/ oder Trennungsvermögen von Suspensionsphasen verhältnismäßig gering differierender spezifischer Gewichte von hohen Zentrifugalkräften abhängt.

Diese hohen Umlaufgeschwindigkeiten der Trommel gegenüber den angrenzenden Randbereichen des bzw. der ortsfesten Auffanggehäuse fUr die getrennten Suspensionsphasen, beispielsweise Feststoff- und FlUssigkeitsphase, verbieten den Einsatz von gleitend aneinander angreifenden Dichtungen, weshalb berUhrungsfreie Spaltabdichtungseinrichtungen vorgesehen wurden, beispielsweise durch Bordscheiben oder dergleichen, die jedoch den Austritt staubartigen Feststoffes und/oder nebeiförmiger Flüssigkeit nicht genügend verhindern können. Dies ist insbesondere in Einsatzbereichen der Lebensmittel-, Pharmazie- und Nuklearindustrie von großem Nachteil, weil dort neben Verschmutzungserscheinungen auch Infektions- und Verseuchungsgefahren drohen. Diese Probleme treten bei unter Normalbedingungen arbeitenden Zentrifugen und bei gasdicht gekapselten Zentrifugen auf, bei letzteren insoweit hinsichtlich der Verschmutzung in erhöhtem Maße, weil Ablagerungen der staub- und/oder nebeiförmigen Suspensionsphase in den gasdichten Gehäusen auftreten.

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Dipl.-Ing. OtIo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimtislr. 81, D-8 München 81

Flottveg-Werk - 5 - Dr. Ceorg Bruckmayer GmbH A Co. KO

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge der eingangs genannten Art in NormalausfUhrung und in gasund/od«r druckdichter Ausführung zur Verfugung zu stellen, bei welcher der Austritt von staub- und/oder nebeiförmigen Trennphasen der jeweils zu trennenden Suspension vermieden wird. Ausgehend von einer Zentrifuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird mit Hilfe von durch die DUsenausbildung in den durch diese abzudichtenden Ringspaltbereich unter Druck eingeleitetes Gas oder ?lüssigkeit ein Druc-kgradient entgegen dem Austrittsbestreben von staub- und/oder nebeiförmigem Stoff der jeweils abgetrennten Suspensionsphase zur Verfugung gestellt, so daß dieser Stoff das oder die Auffanggehäuse nicht durch die Ringspaltbereiche zwischen Auffanggehäuse und Trommelmantel entweichen kann. Der Druckgradient in Richtung des Innenraumes des Auffanggehäuse«, ist dabei durch Wahl des Gas- oder Fluiddruckes, durch Wahl der Austrittsstrahlrichtung der DUsenausbilduilg und/oder durch Wahl der Begrenzung der radialen Spaltbreite zwischen den radial inneren Randbereichen des Auffanggehäuses und den angrenzenden Außenflächen des Trommelmantels, d.h. dort eventuell vorgesehener besonderer Außenf lächen-ausbiidungen, bestimmbar, vorzugsweise einstellbar, je nach den herrschenden Betriebsbedingungen hinsichtlich der Druckdifferenzen zwischen Innen- und Außenraum des Auffanggehäuses bzw. der Zulässigkeit von Druck- und Gas- bzw. Fluideinleitung in der?, Innenräum des Auffanggehäuses.

Bei einer NormalausfUhrung der Zentrifuge, d.h. ohne eine druck- bzw. gasdichte Kapselung, wird man das durch die Düse ausströmende Gas bzw. Fluid mehr oder weniger einfach abführen können. Für den Fall einer gas- und/oder druck-

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D!|)l.-lng. Cito Flügel, Dlpl.-lng. Manfred Sligor, Hulonliinwillto, Cosimiislr. 81, l)-8 München Kl Flottweg-Werk - 6 - Or. Georg BrUckmayer GmbH & Co. KG

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dichten Kapselung der Zentrifuge wird man das unter Druck zügefUhrte Gas bzw. F¹IuId aus dem Raum zwischen dem Kapselgehäu-•8 und der Trommel abzuführen haben, bevorzugt dadurch« daß der Einsaugeingang der insoweit als Umwälzpumpe ausgebildeten Oruckqueile an diesem gekapselten innenraui« angeschlossen wird. Man kann auch eine solche Umwälzpumpendruckquelle im Inneren des Kapselfcehäuees vorsehen.

Die praktische Ausführung der jeweils benötigten DUsenausbildung läßt einige Möglichkeiten offen, so in Form einer Vielzahl von Einzeldlisen, die um den abzudichtenden Ringspalt herum angeordnet sind. Dabei ergeben sich jedoch unter Umständen Reinigungsprobleme. In bevorzugter Ausführung wird eine DUsenausbildung in Form eines rings um den abzudichtenden Bereich geführten Schlitzes vorgesehen, wobei auf gleichmäßige Druckzufuhr zu achten ist, weshalb eine solche schlitzförmige DUsenausbildung vorzugsweise an einen Ringkanal angeschlossen ist, der entsprechend groß bemessen ist, und/oder es müssen mehrere Einspeiseanschlüsse liber den Umfang verteilt vorgesehen werden.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß vorgesehenen DUsenausbildung könnte als Aufbau einer Art "Druckvorhang¹¹ im bzw. vor dem abzudichtenden Ringspaltbereich beschrieben werden. Je nach den Betriebsverhältnissen der Zentrifuge wird es zu vermeiden sein, Druck in das Feststoffgehäuse einzuleiten, weil dies auf den Zentrifugenbetrieb zurückschlagen könnte. In einem solchen Falle wäre der Aufbau eines Druckvorhanges anzustreben, der gerade genUgend Gegendruck gegen den Staub- bzw. Tröpfchenaustritt aus dem betrachteten Auffanggehäuse zur- Verfugung stellt, im übrigen aber nach außen entweicht. Dabei geht die Vorstellung dahin, einen etwa radial gerichteten Druckstrahl des durch die Düsenausbildung zugefUhrten Gases bzw. Fluides auf eine kreisförmige Trommelmantel-Außenfläche zu richten. Je

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Dipl.-lng. OUo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Palcnlanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81 Flottieg-Werk - 7 - 12.281 Dr. Georg Bruckmayer GmbH & Co. KG

nach Betriebsart kann aber auch eine gewisse Druckkomponente in Richtung des Innenraumes des Auffanggehäuses wünschenswert oder möglicherweise auch erforderlich sein. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man die radiale Spaltoreite zwischen der DUsenausbildung und der Trommelmantel-Außenfläche in dem vom Auffanggehäuse her gesehen nach aussen gewandten Bereich variiert, beispielsweise durch Zwischenringe oder dergleichen. Ist diese Spaltbreite geringer als diejenige zwischen dem betrachteten Randbereich des Auffanggehäuses und der zugeordneten Trommelmantel-Außenfläche bzw. der Flügelscheibe bei einem Feststoffaustrag, so ist eine größere Strömungskomponente zum Gehäuseinneren hin gegeben.

Die jeweilige Düsenausbildung, die mit einem ringförmigen Speisekanal und/oder Über den Umfang verteilt vorgesehenen EinspeiseanschlUssen vorzugsweise einstückig ausgebildet sein kann, ist praktisch aus jedem Material herstellbar, vom gedrehten Metallteil, Über eine Ausführung in Blech oder auch Kunststoff.

Weitere bevorzugte Ausfuhrungen der Erfindung ergeben sich aus UnteraneprUchen im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausfuhrungsbeispiel, dessen nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

Fig. 2

eine Teilansicht bereichsweise aufgeschnifcten einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge im Bereich des Feststoffaustrittes}

eine axiale Seitenansicht auf das Beispiel gemäß Fig. 1 mit nur angedeutetem Feetstöff-Auffanggehäuse und nur hinsichtlich der Trommelmantel-Außenkontur im abzudichtenden Ringspaltbereich.

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Dipl.-Ing. Olio flügel, DipL-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimaslr. 81, D-8 München 81 Flottweg-Werk - 8 - Or. Georg Bruckmayer GmbH & Co. KG

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Die seitliche Teilansicht im Feststoff-Austragbereich eines AusfUhrungsbeispieles einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge zeigt eine insgesamt mit.1 bezeichnete Trommel, die im obet-?n Bereich insoweit aufgeschnitten dargestellt ist, daß man den Schneckenkörper 2 erkennen kann. Ein Auffanggehäuse 3 isb derart angeordnet, daß es den Schleuderaustritt 4, beispielsweise in Gestalt einer oder mehrerer über den Umfang verteilter Öffnungen, umgreift. Der von dem Schneckenkörper bzw. deren Wendel aus dem Trennraum Über eine sich konisch verengende Trisnnstrecke angeförderte Feststoff wird durch den Austritt 4 abgeschleudert und von dem Auffanggehäuse 3 aufgefangen. Nicht dargestellte Räumwerkzeuge wie beispielsweise eine Flügelscheibe sorgen dafür, daß FeststofFansammlungen im Auffanggehäuse vermieden werden. Der Feststoff tritt nach unten aus dem Auffanggehäuse in ein entsprechendes Behältnis liber. Der ausgetragene Feststoff kann entsprechend trocken sein oder aber im Auffanggehäuse derart nachtrocknen, daß zumindest staubförmige Anteile des Feststoffes entstehen, die das Bestreben haben, durch die Ringspaltbereiche 5 zwischen dein radial inneren Randbereichen 6 des Auffanggehäuses 3 und dein jeweils gegenüberliegenden ringförmigen Tronimelmantel-Außenflachen 8 des Trommelmantels 7 auszutretan.

Um dies zu verhindern, sind an den seitlichen Außenbereichen 9 des Auffanggehäusea 3 ringförmige DUsenkörper 10 vorgesehen, die jeweils eine DUsenausbildung 11 in Gestalt eines ringförmig durchgehenden Schlitzes 12 aufweisen. Die Strahlrichtung der DUsenausbildungen bzw. der Schlitze, die je nach Größenordnung des Druckgradienten in Richtung des Innenraumes des Auffanggehäuses 3 entsprechend ausgebildet ist oder eingestellt werden kann, verlauft hier etwa senkrecht auf die gegenüberliegende Trommelmantel-Außenfläche zu. Die Schlitze 12 sind eingangsseitig an einen durchgehend ring-

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Dipl.-ing. OHo MQgCl, Uipl.-Inij. Manfred Säger, Hnlenlunwälte, Cosiinaslr. 81, IJ-8 ΜΓιιιιΊκίι 81 Flottweg-Werk - 9 - 12.281

Dr. Georg Bruckmayer GmbH & Co. RG

förmig im Düsenkörper 10 ausgebildeten Speisekanal angeschlossen bzw. bilden einen schlitzförmigen Ausgang für diesen. Wie Fig. 2 erkennen läßt, sind im Außenumfangsbereich der Düsenkörper 10 Verbindungsleitungen 14 vorgesehen, in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet, in welche in nicht näher dargestellter Weise hier ein Sperrgas unter Druck eingespeist wirfi» Die Verbindungsleitung 14 kann auch für beide DUsenkörper 10 gemeinsam ausgebildet und mit entsprechenden Abzweigungen versehen sein. Mit der Verbindungsleitung stehen über den Umfang verteilt angeordnete Einspeiseanschlüsse - hier 3 - in Verbindung, so daß der in dem großvolumig ausgebildeten Speisekanal 13 herrschende Druck möglchst überall gleich groß eingestellt werden kann. Wie die obere Hälfte der Fig.l erkennen läßt, sind die Einspeiseanschlüsse von radial außerhalb her durch ilen radial äußeren Teil der Oüsenkörper hindurchgeführt und münden in den Speisekanal 13.

Das von einer nicht dargestellten üruckquelie unte-* entsprechendem Druck zugeführte Sperrgas gelangt über die Verbindungsleitungen und die EinepeiseanschlUsse in die Speisokanäle und von dort durch die jeweils zugeordneten, die DU-senausbildungen 11 bildenden Schlitze 12 unter entsprechend der DUsenausbildung entsprechender Beschleunigung auf die jeweils gegenüberliegende Trommelmantel-Außenfläche 8 und verteilt sich dort - je nach Ausbildung der DUscrtr i eh Linif, bzw. der radialen breite des Ringspaltbereiches 5 im Verhältnis zu demjenigen zwischen dem radial inneren Abschluß des DUsenkörpers 10 und der gegenüberliegenden Trommelmantel-Außenfläche jeweils mengenanteilsmäßig In den einen oder den anderen dieser Ringspaltbereiche. Diese Mengenanteile können durch Variierung der radialen Spaltbreite zwischen der radial inneren Abachlußflache des OUsenkörpers 10 und der gegenüberliegenden Außenmantelfläche beispielsweise durch entsprechend einzusetzende Sporringe bestimmt, werden.

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Dipl.-lng. QlIo Flügel, Uipl.-Ing. Manfred Säger, Pulcnlunwfllle, Cosiinustr. 81, D-8 München 81

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Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist ein solches für den Normalbetrieb, d.h. ohne druck- und/oder gasdichte Kapselung. Wird eine solche vorgesehen, so ist dafür zu sorgen, daß das zugeführte Sperrgas oder dergleichen die Druckverhältnisse innerhalb des druck- bzw. gasdichten Kapselgehäuses nicht verändert, was man einfach dadurch erreichen kann, daß man die den DUsenausbildungen zugeführte Gas- bzw. Fluidmenge aus dem Innenraum des Kapselgehäuses wieder abzieht. Hierfür eignet sich dann eine Druckquelle in Form einer Umwälzpumpe.

Das dargestellte AusfUhri-ngsbeispiel bezieht sich auf die Ringspaltabdichtung zwischen einem Feststoff-Auffanggehäuse und dem Keststof faustragbereich des Troiiiineimariteis. In gJ eicher Weise können aber auch Auffanggehäuse für ein oder mehrere FlUssigkeitsphasen vorgesehen sein. Die dafür vorzusehenden Maßnahmen entsprechen grundsätzlich denjenigen, die vorstehend im Zusammenhang mit dem Feststoffaustrag geschildert wurden.

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ANSPRÜCHE

1. Trsnnzentrifuge mit einer rotatorisch antreibbaren, einen die zu trennende Suspension aufnehmenden Trennraum umfassenden, über Lager an einem ortsfest anzuordnenden Sockel gehaltenen Trommel, die wenigstens einen an einem definierten Umfangsbereich ihres Mantels vorgesehenen Abschleuderaustritt flir eine Trennphase der Suspension aufweist, der von einem sockelfest angeordneten Auffanggehäuse umgeben iut, deren dem Tunnelmantel zugewandten Randbereiche axial beidseits des Abschleuderaustritts ausgebildete ringförmige Trommelmantel-Außenflächen Über Spaltdichtungseinrichtungen berührungsfrei umfassen, insbesondere Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem feststoff- und wenigstens einem Flüesigphasen-Abschleuderaustritt, dadurch gekennzeichnet, daß als Spaltdichtungeeinrichtungen den Ringspaltbereichen (5) zwischen den Randbereichen 66) des Auffanggehäuses (3) und den gegenüberliegenden ringförmigen Trommelmantel-Außenflächen (8) des Trommelmantels (7) austrittsseitig zugewandte DUsenausbildungen (11) vorgesehen sind, die eingangsseitig an eine Druckquelle fllr ein Gas, insbesondere Luft, Inertgas und dergleichen, oder flir ein Fluid, insbesondere Wasser, anschließbar sind.

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Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81

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2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenausbildungen (11) an den seitlichen Außenbereichen (9) des Auffanggehäuses (3) angeordnet bzw. ausgebildet sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die DUsenausbildung^n (11) jeweils eingangsse.itig mit einem - vorzugsweise über den gesamten ringförmigen Umfassungsbereich geführten - Speisekanal (13) in Verbindung stehen, der seinerseits eingangsseitig an die Druckquelle angeschlossen ist.

4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die DUsenausbi 1 Uiiiif>t''i (II) jeweils als ringförmig durchgehender Schlitz (12) ausgebildet sind.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die DUeenausbildungen jeweils aus einer Vielzahl über den Umfang des Ringsppltbereiches angeordneter Einzeldlisen bestehen.

6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckquelle-Verbindungslbitung (14) jeweils übet' eine Mehrzahl von EirtSpelseanschlüssen (15) an die DUoervausbildung bzw. den Speisekanal (13) angeschlossen ist.

7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1. bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die UUsenausbiiüuiig (11) hinsichtlich ihrer Ausgangsstrahlriohtung auf den diesbezüglichen Ringspaltbereich (5) einstellbar angeordnet ist.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 4» 6 und 7, d a -

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Dlpl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-lng. Munfrcd Sfigor, I'ulonUinwilllc, Cusimiistr. 81,1)-K Miinchcn 81

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durch gekennzeichnet, daß in den ringförmig durchgehenden Schlitz (12) Leitringscheiben einsetzbar sind, mit denen die Sohlitzbreite und/oder Ausgangastrahlrlchtung der schlitzförmigen DUeenauebildung einstellbar ist.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch

gekennzeichnet, daß radial ein- oder beidseitig der Austrittsöffnungen (12) der kreisförmig angeordneten DUsenausbildungen (11) wahlweise unterschiedlich kalibrierte Spaltbegrenzungeringe auswechselbar angebracht sind.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem die Trommel gas- und/oder druckdicht umgebenden Gehäuse, daaurch gekennzeichnet, daß der Ansaugeingang der Druckquelle an den Innenraum zwischen dem Gehäuse und der Trommel angeschlossen ist.

11. Zentrifuge nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet, daß die Druckquelle im Innenraum des Gehäuses angeordnet ist.