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Abdichtung zwischen mit hoher Drehzahl rotierenden Trommeln, insbesondere
von Siebzentrifugen, und einem feststehenden Gehäuse Bei den bekannten Vorrichtungen
zum Zentrifugieren von Stoffen, z. B. zum Trennen von festen Stoffen und Flüssigkeiten
oder zum Trennen von Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes voneinander,
besteht das noch nicht zufriedenstellend gelöste Problem, den rotierenden Trommelkörper
gegen das feststehende Gehäuse der Zentrifuge od. dgl, abzudichten.
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Bei Siebzentrifugen für kontinuierliche Arbeitsweise ist auf einem
rotierenden Trommelkörper ein Sieb mit feiner Lochung aufgelegt. Im Innern dieses
Trommelkörpers ist eine Austragschnecke angeordnet. Werden in derartigen Zentrifugen
Kristallbrei, Faserbrei oder dergleichen Gemische von festen und flüssigen Stoffen
behandelt, so wird das Filtrat durch das Sieb nach außen geschleudert, während die
festen Bestandteile auf dem Sieb zurückgehalten und durch die Austragschnecke ausgetragen
werden. Das Filtrat gelangt in den Raum zwischen dem Sieb und dem nichtrotierenden
Gehäuse der Zentrifuge und wird aus diesem Auffangraum durch Ableitungen abgezogen.
Dieser Raum ist von dem darunterliegenden Raum, in den die festen Bestandteile durch
die Austragschnecke gefördert werden, durch einen nichtrotierenden Zwischenboden
getrennt. Zwischen diesem und dem Trommelkörper besteht ein feiner Spalt. Im Betrieb
beobachtet man, daß durch diesen Spalt Flüssigkeit aus dem Auffangraum für die Flüssigkeit
in den Auffangraum für die festen Stoffe übertritt. Dadurch entsteht ein Verlust
an Filtrat. Außerdem benetzt dieses Filtrat im Auffangraum für die festen Stoffe
die Flächen, auf die das von der Austragschnecke abgeschleuderte
feste
Gut, z. B. Salz, auftrifft. Die Flüssigkeit verklebt dadurch einen Teil des Salzes,
so daß Anbackungen und schließlich Verstopfungen des Salzaustrages eintreten. Bisher
nahm man an, daß das im Auffangraum für die Flüssigkeit abgeschiedene Filtrat durch
Wirbelbewegung oder ähnliche Strömungserscheinungen bis zu dem Spalt und durch diesen
hindurch gelange. Man hat versucht, durch besondere Ausgestaltung des Trommelkörpers
und des diesen umgebenden Gehäuses das Eindringen von Flüssigkeiten in den Auffangraum
für die festen Stoffe zu unterbinden. Indessen haben diese Versuche zu keinem brauchbaren
Ergebnis geführt.
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Es wurde nun erkannt, daß das Eindringen von Filtrat durch den Spalt
in den Auffangraum für die festen Stoffe auf folgende Vorgänge zurückzuführen ist:
Das Filtrat wird in feinster Vernebelung in den den Siebmantel des Trommelkörpers
umgebenden Raum abgeschleudert. Gleichzeitig wird jedoch auch Luft, die sich zwischen
den Gängen der Austragschnecke und dem Trommelkörper befindet, -infolge der Schleuderwirkung
durch das Sieb in den Auffangraum für das Filtrat gedrückt. In dieseln entsteht
dadurch ein Überdruck von einigen Millimetern WS. Demgemäß fließt ständig mit Flüssigkeitsnebeln
beladene Luft aus dem Auffangraum für das Filtrat durch den Spalt in den Auffangraum
für die festen Stoffe. Bei und nach dem Durchtritt durch den Spalt scheiden sich
die Flüssigkeitsnebel aus der Luft ab, und die abgeschiedene Flüssigkeit benetzt
die Wände des Auffangraumes für die festen Stoffe und diese selbst.
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Es sind Zentrifugen für die Zerlegung von Flüssigkeiten in einen leichten
und einen schweren Bestandteil bekannt, bei denen aus dem oberen zylindrischen Teil
der rotierenden Trommel der leichte Anteil in einen Raum oberhalb einer Trennwand
und der schwere Anteil in einem Raum, der unterhalb dieser Trennwand liegt, abgeschleudert
wird. Hierbei hat man, um den Übertritt von Flüssigkeitsspritzern aus dem oberen
Raum in den unteren durch den Ringspalt zwischen der Innenkante der Trennwand und
dem zylindrischen Teil der Zentrifugentrommel zu verhindern, in der Trennwand schon
eine größere Anzahl von öffnungen vorgesehen, durch die Luft aus dem oberen Auffangraum
für die leichtere Flüssigkeit in einen durch eine horizontale und eine aufrechte
Wand gebildeten Raum austrat, der unter dem oberen Teil der Trennwand vorgesehen
war. Die durch die Öffnungen eingeführte Luft strömte dann teils in den unteren
Auffangraum, teils in den oberen Auffangraum. Der letzte Teilstrom sollte Flüssigkeitsspritzer
in den oberen Raum zurückführen, die gelegentlich zwischen der Innenkante der Trennwand
und dem oberen zylindrischen Teil der Trommel nach unten gelangten. Außerdem sollten
durch die Öffnungen die Flüssigkeitsanteile in den oberen Auffangraum zurücklaufen,
die von den Einbauten unter der Trennwand aufgefangen wurden. Diese Anordnung verhindert
indessen nicht, daß mit Feuchtigkeit beladene Luft aus einem Zentrifugenteil in
einem anderen gelangt, in dem die Feuchtigkeit nicht erwünscht ist. Im Gegenteil
wird durch die in der Trennwand vorgesehenen Öffnungen der Luftübertritt noch gefördert.
Diese Einrichtung ist also in keiner Weise geeignet, die erfindungsgemäße Aufgabe
zu lösen.
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Durch die Erfindung werden diese Störungen dadurch beseitigt, daß
in den Spalt zwischen dem umlaufenden Trommelkörper und dem feststehenden Gehäuseteil,
der den Auffangraum für die Flüssigkeit von dem Auffangraum für die festen Stoffe
trennt, ein gas- oder dampfförmiges Mittel eingeführt wird. Dieses Mittel wird mit
einem solchen Druck angewendet und derart eingeleitet, daß es sich in dem Spalt
verteilt und diesen ausfüllt. Es kann nach der einen oder nach beiden Seiten aus
dem Spalt austreten und verhindert so den Durchtritt von mit Flüssigkeitsnebeln
beladener Luft aus dem Auffangraum für die Flüssigkeit in den Auffangraum für die
festen Stoffe oder schränkt diesen Durchtritt auf ein unschädliches Maß ein.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung gemäß
der Erfindung schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform, bei der ein gas- oder dampfförmiges
Mittel von außen in den Spalt eingeführt wird; Abb. 2 gibt eine Ausgestaltung wieder,
bei der das gas- oder dampfförmige Mittel von der Zentrifuge selbst in dem Spalt
bewegt wird; Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie A-B in Abb. i und Abb. 4 ein
Schnitt hach der Linie C-D in Abb. 2. Der Trommelkörper i der Zentrifuge rotiert
z. B. mit einer Drehzahl von 3000 U/min, während die Austragschnecke 2 eine
etwas geringere Drehzahl von beispielsweise 29oo U/min hat. Der Antrieb und das
Getriebe, das diesen Unterschied in der Drehzahl bewirkt, sowie der untere Teil
der Zentrifuge mit dem Salzaustrag sind der besseren Übersicht wegen in der Zeichnung
nicht dargestellt.
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Im Betrieb wird das durch die Eintragevorrichtung 3 ankommende Gut
gegen die Trommel i geschleudert. Der flüssige Anteil des Gutes wird durch das Siebblech
5 in Richtung des Pfeiles 6 an das nichtrotierende Gehäuse 31 geworfen, das dieses
mit dem Deckel 32 nach außen abschließt und den Auffangraum 8 für die Flüssigkeit
bildet. Die auf dem Sieb 5 abgeschiedenen festen Stoffe werden von der Austragschnecke
2 in Richtung des Pfeiles 4 abwärts transportiert und am unteren Ende der Aüsträ,gschnecke
in.- Richtung des Pfeiles 7 in den Auffangraum 9 abgeschleudert. Der Auffangraum
8 ist von dem Auffangraum 9 durch den Zwischenboden 33 getrennt. Zwischen diesem
und dem umlaufenden Trommelkörper besteht der Spalt 34. Um zu verhindern, daß mit
Flüssigkeitsteilchen beladene Luft aus dem Raum 8 durch den Spalt 34 in den Raum
9 übertritt, wird erfindungsgemäß in : dem Zwischenboden 33 eine
Ringkammer
io vorgesehen, die durch die ringsum laufende Öffnung 35 mit dem Spalt 34 in Verbindung
steht. Das gas- oder dampfförmige Mittel, das sich in der Ringkammer io befindet,
wird unter einem so hohen Druck gehalten, daß Luft nicht oder nicht in störenden
Mengen aus dem Raum 8 in den Raum 9 übertreten kann, sondern das gas-oder dampfförmige
Mittel aus der Ringkammer io ständig in den Spalt 34 und durch diesen weiter in
die Räume 8 und 9 strömt. Die Zuführung des erforderlichen gas- oder dampfförmigen
Mittels, z. B. Luft, in die Ringkammer io erfolgt durch eine Anzahl von Rohren i
i aus einem Ringraum 12, in den die Luft durch den Stutzen 14 aus einer Zuleitung
15 gelangt.
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Die Praxis hat gezeigt, daß durch diese Anordilung ein störungsfreier
kontinuierlicher Betrieb von Siebzentrifugen und anderen Zentrifugen ermöglicht
wird. In der Ausführungsform der Erfindung nach Abb. 2 und q. ist in dem Ringstück
21 des Trommelkörpers i, der in derselben Weise ausgebildet sein kann wie bei der
Vorrichtung nach Abb. i, das Sieb 25 mittels des Ringes 22 befestigt. In dem Ringstück
22 sind senkrechte Bohrungen 23 und waagerechte Nuten 24 vorgesehen, die miteinander
in Verbindung stehen, so daß jede Bohrung 23 mit der zugehörigen Nut 24 einen Kanal
bildet, durch den Luft aus dem Raum unter dem Ringstück 22 in den Ringkanal 26 gelangen
kann, der in dem Ringstück 27 des feststehenden Trommelgehäuses vorgesehen ist.
Bei der Rotation der Trommel i wird infolge der Schleuderwirkung Luft durch die
Kanäle 23, 2,4 in den Ringraum 26 gefördert. In diesem befindet sich die Luft unter
einem höheren Druck als die Luft in den Räumen 17 und 29, in denen die flüssigen
bzw. festen Stoffe, die durch die Siebzentrifuge getrennt worden sind, aufgefangen
werden. Demgemäß strömt aus dem Ringraum 26 Luft (oder ein anderes gas- oder dampfförmiges
Mittel) durch die Schlitze 30 und 28 in die Räume 17 und 29. Dadurch wird
verhindert, daß mit Flüssigkeitsnebel beladene Gase oder Dämpfe aus dem Raum 17
durch den Spalt zwischen dem innlaufenden und dem feststehenden Zentrifugenteil
in den Raum 29 gelangen können und die festen Bestandteile im Raum 29 wieder mit
Flüssigkeit in Berührung kommen, von der sie in der Zentrifuge getrennt worden sind.
Der Ringraum 26 kann auch in dem Ringstück 2i oder 22 vorgesehen sein.