EP0391043A2 - Zentrifuge zum kontinuierlichen Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a centrifuge for the continuous separation of substances of different densities, in particular for the separation of solid-liquid mixtures, with an essentially cylindrical drum shell and with nozzles arranged in the thick matter discharge area, through the openings of which the thick matter is discharged, with opening and closing the nozzle openings, adjusting members are provided which interact with an adjusting device arranged outside the centrifuge drum.
- This known device for opening and closing the nozzles is not only relatively complicated in terms of its construction, but also a repair, in particular the replacement of worn setting elements for new ones, is associated with a relatively high amount of work, time and cost, since this is the centrifuge not only shut down, but also the centrifuge drum in the thick matter discharge area must be opened.
- the supply of the pressure fluid brings to the adjusting members arranged inside the centrifuge drum, in particular in the Area of the rotary union, sealing problems with it, which are difficult to master.
- the object of the invention is to considerably simplify the removal of thick matter from the centrifuge, regardless of the speed of the screw conveyor and / or the differential speed between the screw conveyor and the centrifuge drum, while avoiding the disadvantages described above.
- the setting members for opening and closing the nozzle openings are arranged on the outside of the centrifuge drum and are operatively connected to the adjusting device via mechanical connecting elements.
- the fact that the adjusting elements for opening and closing the nozzle openings on the outside of the centrifuge drum are not only considerably easier to maintain and check the function of the adjusting elements, but it is also considerably easier to replace worn adjusting elements with new ones, since the centrifuge drum is not removed and must be opened.
- the setting members are not operatively connected to the adjusting device via mechanical connecting elements.
- the adjusting member consists of an annular disk which is axially displaceably arranged on the drive shaft of the centrifuge drum and which rotates with the centrifuge drum and which is in operative connection with a displacing device arranged on the bearing housing of the centrifuge.
- This adjusting member which is axially displaceably arranged on the drive shaft of the centrifuge drum, is particularly characterized by its simple design and high operational reliability.
- the centrifuge drum (1) of the solid-bowl screw centrifuge in the thick matter discharge area (2) is provided with an annular disc (4) which can be axially displaced on the drive shaft (3) of the centrifuge drum and which, during operation of the centrifuge, is equipped with the centrifuge drum ( 1) rotates.
- the annular disc (4) is operatively connected via a sliding bearing (5) to an adjusting device (6) which is arranged on the bearing housing (7), in which the drive shaft (3) of the centrifuge drum (1) and in it the screw conveyor (8 ) is rotatably mounted.
- the adjusting device (6) can be designed as a double-acting hydraulic piston-cylinder unit, the piston rod (9) of which is connected at the outer end to a plate-shaped member (10) which engages the outer bearing ring of the sliding bearing (5).
- the adjusting device (6) can, however, also very advantageously be designed as an electric motor with a screw spindle arranged on the rotor, which engages in a corresponding adjusting thread in the link (10) - for the purpose of axially adjusting the annular disc (4) (arrow 11).
- the outer edge (12) of the The annular disc (4) forms with the end wall (13) of the centrifuge drum (1) an annular gap (14) through which the thick material (15) separated from the liquid in the centrifuge drum during operation exits in the direction of the arrow (16).
- the annular gap (14) can be adjusted continuously with the help of the washer (4), which serves as an adjusting element for opening and closing the annular nozzle openings, by axially shifting its width into the position (17) shown in dashed lines in FIG. 2.
- the axially displaceable annular disc (4) for controlling the exit annular gap (14) for the thick matter (15) can be kept regulated in a certain gap width position as required, or can be opened or closed continuously via a time pulse control.
- the adjusting member shown in Fig. 3 consists of one or more bolts (18) with a beveled end face (19) which the opening (20) in the end wall (21) arranged Releases or closes nozzles (22) for the discharge of the thick matter (23) from the centrifuge drum (24).
- the bolt (18) which serves as an adjusting and closing member, is detachably connected to an annular arm (25) which, as a mechanical connecting element with the adjusting device on the drive shaft of the centrifuge drum, is axially adjustable (arrow 26) and radially arranged.
- the adjusting device to which the ring arm (25) carrying the bolt (18) is connected corresponds to the adjusting device (5, 6, 9, 10) shown in FIG. 1 and was therefore not shown in detail in FIG. 3.
- the adjusting member (27) which is also releasably connected to an arm (28) which is axially adjustable on the drive shaft of the centrifuge drum and is detachably connected radially outwards, is conical.
- the opening (31) of the nozzle (32) arranged in the end wall (29) of the centrifuge drum (30) is also opened and closed in the same way as in the thick matter discharge device shown in FIG. 3.
- the nozzles (33) in the drum jacket (34) are arranged distributed uniformly over the circumference and are designed to be plate-shaped for opening and closing the nozzle openings (35) te adjusting members (36) are provided which are fastened in a ring (37) surrounding the drum.
- Push rods (38) engage on the ring (37), which in turn are firmly connected to arms (39) which are axially adjustable on the drive shaft of the centrifuge drum (34) and extend radially outwards.
- the setting members designed according to the invention and which are operatively connected to the adjusting device very advantageously enable an accurate, optimal and stepless setting of the thick material discharge openings depending on the concentration of the thick material thickened in the centrifuge.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum kontinuierlichen Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte, insbesondere zum Trennen von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen, mit im wesentlichen zylindrisch ausgebildetem Trommelmantel und mit im Dickstoffaustragsbereich angeordneten Düsen, durch deren Öffnungen der Dickstoff ausgetragen wird, wobei zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnungen Einstellorgane vorgesehen sind, die mit einer außerhalb der Zentrifugentrommel angeordneten Verstelleinrichtung zusammenwirken.
- Aus der deutschen Offenlegungsschrift 36 20 912 ist eine Zentrifuge zum kontinuierlichen Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte obiger Bauart bekannt, bei der die Einstellorgane, die das Öffnen und Schließen der Düsen bewerkstelligen,innerhalb der Zentrifugentrommel angordnet sind. Als Verstellmedien sind hierbei ferner Kolben-Zylindereinheiten vorgesehen, an die in der Stirnwand und in der Antriebswelle der Zentrifugentrommel angeordnete nach außen führende, als Druckflüssigkeitsleitungen dienende Bohrungen angeschlossen sind, die von außen mit Druckflüssigkeit beschickt werden. Diese bekannte Vorrichtung zum Öffnen und Schließen der Düsen ist im konstruktiven Aufbau nicht nur verhältnismäßig kompliziert, sondern auch eine Reparatur, insbesondere das Auswechseln von verschlissenen Einstellorganen gegen neue, ist mit einem verhältnismäßig hohen Arbeits-, Zeit- und Kostenaufwand verbunden, da hierfür die Zentrifuge nicht nur stillgesetzt, sondern auch die Zentrifugentrommel im Dickstoffaustragbereich geöffnet werden muß. Darüber hinaus bringt die Zufuhr der Druckflüssigkeit zu den innerhalb der Zentrifugentrommel angeordneten Einstellorganen, insbesondere im Bereich der Drehdurchführung, Dichtprobleme mit sich, die nur schwierig zu beherrschen sind.
- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Vermeidung der vorhin geschilderten Nachteile den Dickstoffaustrag aus der Zentrifuge unabhängig von der Drehzahl der Förderschnecke und/oder der Differenzdrehzahl zwischen Förderschnecke und Zentrifugentrommel erheblich zu vereinfachen.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Einstellorgane zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnungen außen an der Zentrifugentrommel angeordnet sind und über mechanische Verbindungselemente mit der Verstelleinrichtung in Wirkverbindung stehen. Dadurch, daß die Einstellorgane zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnungen außen an der Zentrifugentrommel angeordnet sind, werden nicht nur Wartung und Funktionskontrolle der Einstellorgane erheblich erleichtert, sondern es wird auch das Auswechseln von verschlissenen Einstellorganen gegen neue wesentlich vereinfacht, da hierfür die Zentrifugentrommel nicht ausgebaut und geöffnet werden muß. Ferner treten dadurch, daß gemäß der Erfindung die Einstellorgane über mechanische Verbindungselemente mit der Verstelleinrichtung in Wirkverbindung stehen keinerlei Dichtungsprobleme auf. Auch entfallen hierdurch im Vergleich zu bekannten Zentrifugen ähnlicher Bau art komplizierte und kostspielige Bohrungen in der Antriebswelle und in der Stirnwand der Zentrifugentrommel für die Druckflüssigkeitszufuhr zur Betätigung der Einstellorgane, was zu einer erheblichen Verringung der Herstellungs- und Wartungskosten der Dickstoffaustragsvorrichtung führt.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Einstellorgan aus einer auf der Antriebswelle der Zentrifugentrommel axial verschiebbar angeordneten, mit der Zentrifugentrommel umlaufenden Ringscheibe, die mit einer auf dem Lagergehäuse der Zentrifuge angeordneten Verschiebeeinrichtung in Wirkverbindung steht. Dieses auf der Antriebswelle der Zentrifugentrommel axial verschiebbar angeordnete Einstellorgan zeichnet sich besonders durch seine einfache Ausgestaltung und hohe Betriebssicherheit aus.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung von in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
- Es zeigen:
- Fig. 1 eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit im Dickstoffaustragsbereich angeordnetem Einstellorgan und Verschiebeeinrichtung gemäß der Erfindung im Teillängsschnitt;
- Fig. 2 Einstellorgan und Verschiebeeinrichtung im Teillängsschnitt gemäß Fig. 1 im vergrößerten Maßstab;
- Figuren 3, 4 + 5 weitere Ausgestaltungen der Düseneinstellorgane gemäß der Erfindung im Teillängsschnitt und in vergrößertem Maßstab.
- Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist die Zentrifugentrommel (1) der Vollmantel-Schneckenzentrifuge im Dickstoffaustragsbereich (2) mit einer auf der Antriebswelle (3) der Zentrifugentrommel axial verschiebbaren Ringscheibe (4) versehen, die im Betrieb der Zentrifuge mit der Zentrifugentrommel (1) umläuft. Die Ringscheibe (4) steht über ein Verschiebelager (5) mit einer Verstelleinrichtung (6) in Wirkverbindung, die auf dem Lagergehäuse (7) angeordnet ist, in dem die Antriebswelle (3) der Zentrifugentrommel (1) und in ihr die Förderschnecke (8) drehbeweglich gelagert ist. Die Verstelleinrichtung (6) kann hierbei als doppeltwirkende hydraulische Kolben-Zylindereinheit ausgebildet sein, dessen Kolbenstange (9) am äußeren Ende mit einem plattenförmigen Glied (10) verbunden ist, das am äußeren Lagerring des Verschiebelagers (5) angreift. Die Verstelleinrichtung (6) kann aber auch sehr vorteilhaft als Elektromotor mit am Rotor angeordneten Schraubenspindel ausgebildet sein, die in ein entsprechendes Stellgewinde im Glied (10) - zwecks axialer Verstellung der Ringscheibe (4) (Pfeil 11) - eingreift. Der Außenrand (12) der Ringscheibe (4) bildet mit der Stirnwandung (13) der Zentrifugentrommel (1) einen Ringspalt (14), durch den der im Betrieb der Zentrifuge in der Zentrifugentrommel von der Flüssigkeit getrennte Dickstoff (15) in Pfeilrichtung (16) austritt. Der Ringspalt (14) kann hierbei mit Hilfe der Ringscheibe (4) die als Einstellorgan zum Öffnen und Schließen der ringförmigen Düsenöffnungen dient durch axiales Verschieben in seiner Weite bis in die in der Fig. 2 gestrichelt dargestellte Lage (17) stufenlos verstellt werden. Dies ermöglicht eine optimale Steuerung des Dickstoffaustrages aus der Zentrifugentrommel, und zwar nicht nur in Abhängigkeit der der Zentrifuge zugeführten Feststoff- und/oder Dickstoffkonzentration, sondern hierdurch kann auch in besonders einfacher Weise - unabhängig vom Betriebszustand der Zentrifuge - Einfluß auf den jeweils gewünschten Schlammeindikkungsgrad von außen her genommen werden. Die axial verschiebbare Ringscheibe (4) zum Steuern des Austrittsringspaltes (14) für den Dickstoff (15) kann je nach Bedarf sowohl in einer bestimmten Spaltweitenposition geregelt gehalten, oder aber über eine Zeitimpuls-Steuerung stufenlos geöffnet oder geschlossen werden.
- Das in Fig. 3 dargestellte Einstellorgan besteht aus einem oder mehreren Bolzen (18) mit abgeschrägter Stirnfläche (19), die die Öffnung (20) der in der Stirnwandung (21) angeordneten Düsen (22) für den Austrag des Dickstoffs (23) aus der Zentrifugentrommel (24) freigibt oder schließt. Der hierbei als Einstell- und Verschließorgan dienende Bolzen (18) ist mit einem Ringarm (25) lösbar verbunden, der als mechanisches Verbindungselement mit der Verstelleinrichtung auf der Antriebswelle der Zentrifugentrommel axial verstellbar (Pfeil 26) und radial verlaufend angeordnet ist. Die Verstelleinrichtung, an die der Bolzen (18) tragende Ringarm (25) angeschlossen ist, entspricht der in Fig. 1 dargestellten Verstelleinrichtung (5, 6, 9, 10) und wurde daher in Fig. 3 nicht näher dargestellt.
- Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Einstellorgan (27), welches ebenfalls mit einem auf der Antriebswelle der Zentrifugentrommel axial verstellbar und radial nach außen verlaufendem Arm (28) lösbar verbunden ist, kegelförmig ausgebildet. Das Öffnen und Schließen der in der Stirnwandung (29) der Zentrifugentrommel (30) angeordneten Öffnung (31) der Düse (32) erfolgt auch hierbei in gleicher Weise wie bei der in Fig. 3 dargestellten Dickstoffaustragsvorrichtung.
- Gemäß Fig. 5 sind die Düsen (33) im Trommelmantel (34) gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet und zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnungen (35) plattenförmig ausgebildete te Einstellorgane (36) vorgesehen, die in einem, die Trommel umschließenden Ring (37) befestigt sind. An den Ring (37) greifen Schieberstangen (38) an, die ihrerseits mit auf der Antriebswelle der Zentrifugentrommel (34) axial verstellbar und radial nach außen verlaufenden Armen (39) fest verbunden sind.
- Alle diese in den Zeichnungsfiguren dargestellten erfindungsgemäß ausgebildeten, außen an der Zentrifugentrommel angeordneten und über mechanische Verbindungselemente mit der Verstelleinrichtung in Wirkverbindung stehenden Einstellorgane zum Öffnen und Schließen der Düsenöffnungen, zeichnen sich besonders dadurch aus, daß sie in ihrem konstruktiven Aufbau sehr einfach ausgebildet, stets betriebssicher und jederzeit sehr leicht von außen zugängig sind, und daß sie im Bedarfsfall schnell ausgewechselt werden können. Ein weiterer und ganz besonderer Vorteil der außen an der Zentrifuge angeordneten Einstellorgane gemäß der Erfindung besteht darin, daß Verstopfungen der Düsen hierdurch mit Sicherheit vermieden werden. Darüber hinaus besteht aber auch die Möglichkeit einer mechanischen Verbindung, insbesondere von bereits bestehenden innerhalb der Zentrifugentrommel angeordneten Einstellorganen mit der außerhalb der Trommel befindlichen Verstelleinrichtung, und zwar über einfache Gestänge und Winkelhebel, die vorzugsweise an der Stirnwand der Trommel angeordnet werden. Im übrigen ermöglichen die erfindungsgemäß ausgebildeten, der Verstelleinrichtung in Wirkverbindung stehenden Einstellorgane sehr vorteilhaft eine genaue, optimale und stufenlose Einstellung der Dickstoff-Austragsöffnungen in Abhängigkeit der Konzentration des in der Zentrifuge eingedickten Dickstoffes.
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