EP0472554B1 - Stülpfilterzentrifuge - Google Patents
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- B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
- B04B3/02—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering discharging solid particles from the bowl by means coaxial with the bowl axis and moving to and fro, i.e. push-type centrifuges
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- B04B3/025—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering discharging solid particles from the bowl by means coaxial with the bowl axis and moving to and fro, i.e. push-type centrifuges with a reversible filtering device
Definitions
- the invention relates to an inverting filter centrifuge with a drum which is supported in a housing and has radial filter passages, with a cover which closes the free end face thereof, the drum and cover being axially displaceable relative to one another, with a filling opening provided on the cover for suspension to be filtered and with a the filler tube penetrating the filler opening, the filler opening of the cover being closable by a closure element which rotates together with the drum.
- the locking element at the filling opening of the lid is merely a splash guard which prevents liquid from splashing out of the drum.
- inverting filter centrifuges it is sometimes advantageous to pressurize the drum with a gas which is under pressure (for example superheated steam) in order to increase the hydraulic pressure in the centrifugal field of the drum or to blow the filter cake through for the purpose of drying it or for steam washing to undergo. Furthermore, it may alternatively also be desirable to pressurize the drum.
- a gas which is under pressure for example superheated steam
- the object is achieved either in that the filling tube is designed to be retractable from the filling opening of the lid and the filling opening can be closed tightly by a closing element arranged on the lid, or in that a movable closing element is provided which is tight from the inside of the drum via the filling opening of the Lid and the end of the filling tube can be placed.
- the invertible filter centrifuge shown in FIG. 1 comprises a housing 1, which is only schematically indicated and encloses the entire machine tightly, in which a hollow shaft 3 is rotatably mounted in bearings 4 on a stationary machine frame 2.
- the right-hand end (not shown) of the hollow shaft 3 projecting beyond the bearing 4 is connected to a drive motor (also not shown) by means of which the hollow shaft 3 can be set in rapid circulation.
- a shaft 5 is arranged in the interior of the hollow shaft 3 in a rotationally fixed but displaceable manner.
- the shaft 5 rotates together with the hollow shaft 3, but is axially displaceable in the latter.
- a pot-shaped centrifugal drum 7 is flanged with its bottom 8 in a self-supporting and rotationally fixed manner.
- the drum 7 has radially extending through openings 11 on its circular cylindrical side wall 9.
- the drum 7 is open on its end face opposite the bottom 8.
- On the flange-like opening edge 12 surrounding this open end face, the one edge 14 of an essentially tubular filter cloth 15 is tightly clamped by means of a retaining ring 13.
- the other edge 16 of the filter cloth 15 is correspondingly tightly connected to a base piece 17 which is rigidly connected to the displaceable, displaceable shaft 5 which freely penetrates the base 8.
- a centrifugal chamber cover 19 is rigidly fastened via stud bolts 18, leaving a space free, which tightly closes the centrifugal space of the drum 7 by resting on its opening edge and together with the base part 17 by axially pushing the shaft 5 out of the hollow shaft 3 free of the Drum 7 can be lifted off.
- the drum 7 can also be axially displaceable relative to the stationary cover 19 for the same purpose.
- a filling tube 21 is arranged, which serves to supply a suspension to be broken down into its solid and liquid components into the centrifugal space of the drum 7.
- the free end of the filling tube 21 is inserted into the interior of the drum through a central filling opening 22 of the cover 19 and is drawn back into the position shown in FIG. 1 after the drum has been filled.
- the filling opening 22 is formed by a pinch valve 25, which is known per se and is formed by a hose 23 lockable. Via a line 26 penetrating the shaft 5, the stud 18 and the cover 19, the interior of the hose 23 can be filled with a hydraulic or pneumatic pressure medium, as a result of which the pinch valve 25 is closed in a pressure-tight manner. This state is shown in Fig. 2.
- the filling tube 21 in the position shown in FIG. 1 can penetrate into a bore 27 in the shaft 5 through the now opened pinch valve 25 in a space-saving manner.
- the pinch valve 25 is designed such that there is practically no friction between the hose 23 and the filling tube 21 in its open state.
- the pinch valve 25 described can also be replaced by a valve of a different type, for example a ball valve or a slide valve, as long as it is ensured that such a sealing element, which rotates together with the drum 7, closes the drum tightly at the filling opening 22 and, when open, prevents the filling tube from penetrating 21 allowed without friction.
- a valve of a different type for example a ball valve or a slide valve
- the inverting filter centrifuge initially assumes the position shown in FIG. 1.
- the displaceable shaft 5 is retracted into the hollow shaft 3, as a result of which the bottom piece 17 connected to the shaft 5 lies in the vicinity of the bottom 8 of the centrifugal drum 7 and the filter cloth 15 is inserted into the drum in such a way that it lies inside the drum.
- the centrifugal chamber cover 19 has placed itself tightly on the opening edge of the drum 7.
- the suspension to be filtered is introduced through the filler tube 21 which is pushed through the open pinch valve.
- the pinch valve 25 is closed and the drum is possibly rotated more rapidly.
- the liquid components of the suspension pass through the openings 11 of the drum and are derived from a baffle plate 28.
- the solid particles of the suspension are stopped by the filter cloth 15.
- an overpressure can be generated inside the drum 7 via a line 29 formed in the shaft 5. If necessary, the formation of negative pressure in the interior of the drum is also possible via this line 29. In other cases, the change in the internal pressure in the drum 7 can also be omitted. Nevertheless, it can be important to seal the fill opening 22 tightly by means of the pinch valve 25 or another closure element.
- the inverting filter centrifuge After the dropping of the solid particles under the influence of the centrifugal force, the inverting filter centrifuge is brought back into its operating position according to FIG. 1 by pushing back the shaft 5, the filter cloth 15 turning back in the opposite direction. In this way, the centrifuge can be operated with a continuously rotating centrifugal drum 7 and the pressure conditions in the drum 7 can be set as desired.
- FIG. 3 shows a modified embodiment of an inverting filter centrifuge. Corresponding parts in FIG. 3 are designated by the same reference numerals as in FIG. 1.
- the shaft 5 is also designed as a hollow shaft.
- a piston rod-shaped closure element 32 is displaceable into the interior of the drum 7 in such a way that it closes the filling opening 22 tightly from the inside of the drum.
- a line 33 is formed in the closure element 32, with the aid of which a negative or positive pressure can be generated inside the drum 7.
- the closure element 32 can be actuated hydraulically or pneumatically in a manner known per se. To produce a pressure-tight closure, the end of the closure element 32 which bears against the inside of the centrifugal chamber cover 19 has a seal 34.
- the closure element 32 is formed at its free front end as a sleeve 35, in the interior of which the end of the filling tube 21 protruding into the drum 7 can penetrate.
- FIG. 3 The embodiment of an inverting filter centrifuge according to FIG. 3 works in the same way as previously described with reference to the embodiment according to FIG. 1.
- the filling tube 21 does not need to be pushed back and forth in the embodiment according to FIG. 3, but can be rigidly connected to the machine frame 2.
- the closure element 32 is withdrawn (to the right in FIG. 3) so that the opening of the filler tube 21 is exposed.
- the closure element 32 assumes the position shown in FIG. 3.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Stülpfilterzentrifuge mit einer in einem Gehäuse frei tragend gelagerten, radiale Filterdurchlässe aufweisenden Trommel, mit einem deren freien Stirnseite verschließenden Deckel, wobei Trommel und Deckel relativ zueinander axial verschieblich sind, mit einer am Deckel vorgesehenen Einfüllöffnung für zu filtrierende Suspension und mit einem die Einfüllöffnung durchdringenden Füllrohr, wobei die Einfüllöffnung des Deckels durch ein zusammen mit der Trommel umlaufendes Verschlußelement verschließbar ist.
- Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge dieserArt (DE-A 34.30. 507) ist das Verschlupelement an der Einfüllöffnung des Deckels lediglich ein Spritzschutz, der das Herausspritzen von Flüssigkeit aus der Trommel verhindert.
- Bei solchen Stülpfilterzentrifugen ist es manchmal vorteilhaft, die Trommel mit einem unter Überdruck stehenden Gas (beispielsweise Heißdampf) zu beaufschlagen, um den im Fliehkraftfeld der Trommel stehenden, hydraulischen Druck zu erhöhen oder um den Filterkuchen zum Zwecke seiner Trocknung durchzublasen oder auch um ihn einer Dampfwäsche zu unterziehen. Ferner kann es alternativ auch erwünscht sein, die Trommel unter Unterdruck zu setzen.
- Eine derartige Druckvariation im Innenraum der Trommel ist bei einer gattungsgemäßen Stülpfilterzentrifuge nicht möglich, da dort das die Einfüllöffnung durchdringende Füllrohr nicht druckdicht abgedichtet ist.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Stülpfilterzentrifuge so zu verbessern, daß der von der Trommel umschlossene Schleuderraum mit Über- oder Unterdruck beaufschlagt werden kann.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entweder dadurch gelöst, daß das Füllrohr von der Einfüllöffnung des Deckels zurückziehbar ausgebildet und die Einfüllöffnung durch ein am Deckel angeordnetes Verschlußelement dicht verschließbar ist oder dadurch, daß ein bewegliches Verschlußelement vorgesehen ist, das von der Trommelinnenseite her dicht über die Einfüllöffnung des Deckels und das Ende des Füllrohrs aufsetzbar ist.
- Die nachstehende Beschreibung bevorzugterAusführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
- Figur 1 eine schematische Teilschnittansicht einer Stülpfilterzentrifuge;
- Figur 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Figur 1 und
- Figur 3 eine schematische Teilschnittansicht ähnlich Figur 1 einer anderen Ausführungsform einer Stülpfilterzentrifuge.
- Die in Figur 1 dargestellte Stülpfilterzentrifuge umfaßt ein lediglich schematisch angedeutetes, die gesamte Maschine dicht umschließendes Gehäuse 1, in dem auf einem stationären Maschinengestell 2 eine Hohlwelle 3 in Lagern 4 drehbar gelagert ist. Das rechts gelegene, (nicht dargestellte), über das Lager 4 hinausragende Ende der Hohlwelle 3 ist mit einem (ebenfalls nicht dargestellten) Antriebsmotor verbunden, über weichen die Hohlwelle 3 in raschem Umlauf versetzbar ist.
- Im Innern der Hohlwelle 3 ist drehfest, jedoch verschiebbar eine Welle 5 angeordnet. Die Welle 5 läuft gemeinsam mit der Hohlwelle 3 um, ist jedoch in dieser axial verschieblich.
- An dem in Fig. 1 links gelegenen, über das Lager 4 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3 ist freitragend und drehfest eine topfförmige Schleudertrommel 7 mit ihrem Boden 8 angeflanscht. An ihrer kreiszylindrischen Seitenwand 9 weist die Trommel 7 radial verlaufende Durchlaßöffnungen 11 auf. An ihrer dem Boden 8 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Trommel 7 offen. An dem diese offene Stirnseite umgebenden, flanschartigen Öffnungsrand 12 ist mittels eines Halterings 13 der eine Rand 14 eines im wesentlichen schlauchförmig ausgebildeten Filtertuchs 15 dicht eingespannt. Der andere Rand 16 des Filtertuches 15 ist in entsprechender Weise dicht mit einem Bodenstück 17 verbunden, welches starr mit derverschiebbaren, den Boden 8 frei durchdringenden, verschiebbaren Welle 5 verbunden ist.
- An dem Bodenstück 17 ist über Stehbolzen 18 unter Freilassung eines Zwischenraums starr ein Schleuderraumdeckel 19 befestigt, der den Schleuderraum der Trommel 7 durch Auflage an deren Öffnungsrand dicht verschliept und gemeinsam mit dem Bodenstück 17 durch axiales Herausschieben der Welle 5 aus der Hohlwelle 3 frei von der Trommel 7 abgehoben werden kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann zu dem gleichen Zweck auch die Trommel 7 relativ zum stationären Deckel 19 axial verschieblich sein.
- An der in Fig. 1 links gelegenen Vorderseite der Stülpfilterzentrifuge ist ein Füllrohr 21 angeordnet, welches zum Zuführen einer in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden Suspension in den Schleuderraum der Trommel 7 dient.
- Das freie Ende des Füllrohrs 21 wird hierzu durch eine zentrale Einfüllöffnung 22 des Deckels 19 in das Trommelinnere eingeführt und nach der Befüllung der Trommel wieder in die in Fig. 1 dargestellte Position zurückgezogen.
- Die Einfüllöffnung 22 ist durch ein von einem Schlauch 23 gebildetes, an sich bekanntes Quetschventil 25 verschließbar. Über eine die Welle 5, den einen Stehbolzen 18 und den Deckel 19 durchdringende Leitung 26 kann der Innenraum des Schlauches 23 mit einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel gefüllt werden, wodurch das Quetschventil 25 druckdicht geschlossen ist. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.
- Beim Öffnen der Trommel 7, also beim Abheben des Deckels 19 vom Trommelrand durch Verschieben der Welle 5 kann das in der Position gemäß Fig. 1 befindliche Füllrohr 21 durch das nunmehr geöffnete Quetschventil 25 hindurch platzsparend in eine Bohrung 27 der Welle 5 eindringen. Das Quetschventil 25 ist so ausgebildet, daß in seinem Öffnungszustand praktisch keine Reibung zwischen dem Schlauch 23 und dem Füllrohr 21 vorliegt.
- Das beschriebene Quetschventil 25 kann auch durch ein Ventil andererArt ersetzt werden, beispielsweise ein Kugelventil oder ein Schieberventil, solange gewährleistet ist, daß ein solches, gemeinsam mit der Trommel 7 umlaufendes Verschlußelement die Trommel an der Einfüllöffnung 22 dicht verschließt und im Öffnungszustand ein Eindringen des Füllrohres 21 ohne Reibschluß gestattet.
- Im Betrieb nimmt die Stülpfilterzentrifuge zunächst die in Fig. 1 gezeichnete Stellung ein. Die verschiebbare Welle 5 ist in die Hohlwelle 3 zurückgezogen, wodurch das mit der Welle 5 verbundene Bodenstück 17 in der Nähe des Bodens 8 der Schleudertrommel 7 liegt und das Filtertuch 15 derart in die Trommel eingestülpt ist, daß es in deren Innerem liegt. Der Schleuderraumdeckel 19 hat sich dabei dicht auf den Öffnungsrand der Trommel 7 aufgelegt. Bei rotierender Trommel 7 und geöffnetem Quetschventil 25 wird über das durch das geöffnete Quetschventil hindurchgeschobene Einfüllrohr 21 zu filtrierende Suspension eingeführt. Nach Zurückziehung des Füllrohrs 21 wird das Quetschventil 25 geschlossen und die Trommel gegebenenfalls in raschere Rotation versetzt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension treten durch die Öffnungen 11 der Trommel hindurch und werden von einem Prallblech 28 abgeleitet. Die Feststoffteilchen der Suspension werden vom Filtertuch 15 aufgehalten.
- Während dieses Vorganges kann über eine in der Welle 5 ausgebildete Leitung 29 ein Überdruck im Innern der Trommel 7 erzeugt werden. Bedarfsweise ist auch die Ausbildung von Unterdruck im Trommelinnern über diese Leitung 29 möglich. In anderen Fällen kann die Veränderung des Innendrucks in der Trommel 7 auch unterbleiben. Dennoch kann es wichtig sein, die Einfüllöffnung 22 durch das Quetschventil 25 oderein anderes Verschlußelement dicht zu verschließen.
- Nach Beendigung des Filtriervorganges wird bei weiterhin rotierender Schleudertrommel 7 und nunmehr geöffnetem Quetschventil 25 (sowie gegebenenfalls abgeschalteter Druck- oder Unterdruckquelle) die Welle 5 nach links verschoben, wodurch sich das Filtertuch 15 nach außen umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen nach auswärts in das Gehäuse 1 abgeschleudert werden. Von da aus können sich leicht abgefördert werden. In dieser Stellung der Trommel 7 dringt das Füllrohr 21 durch das jetzt geöffnete Quetschventil 25 reibungsfrei in die Bohrung 27 der Welle 5 ein.
- Nach beendetem Abwurf der Feststoffteilchen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft wird die Stülpfilterzentrifuge durch Zurückschieben der Welle 5 wieder in ihre Betriebsstellung entsprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 15 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Zentrifuge mit ständig rotierender Schleudertrommel 7 möglich und die Druckverhältnisse in der Trommel 7 können beliebig eingestellt werden.
- Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Stülpfilterzentrifuge. In Fig. 3 sind einanderentsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet. Im Unterschied zu Fig. 1 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Welle 5 ebenfalls als Hohlwelle ausgebildet. In der Innenbohrung 31 dieser Hohlwelle 5 ist ein kolbenstangenförmiges Verschlußelement 32 in das Innere der Trommel 7 hinein derart verschieblich, daß es die Einfüllöffnung 22 von der Innenseite der Trommel her dicht verschließt. Im Verschlußelement 32 ist eine Leitung 33 ausgebildet, mit deren Hilfe im Innern der Trommel 7 ein Unter- oder Überdruck erzeugt werden kann. Das Verschlußelement 32 kann hydraulisch oder pneumatisch in an sich bekannter Weise betätigt werden. Zur Herstellung eines druckdichten Verschlusses weist das an der Innenseite des Schleuderraumdeckels 19 anliegende Ende des Verschlußelements 32 eine Dichtung 34 auf.
- Wie dargestellt, ist das Verschlußelement 32 an seinem freien Vorderende als Hülse 35 ausgebildet, in deren Innenraum das in die Trommel 7 hinein vorstehende Ende des Füllrohrs 21 eindringen kann.
- Die Ausführungsform einer Stülpfilterzentrifuge nach Fig. 3 arbeitet in der gleichen Weise wie zuvor anhand der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beschrieben. Im Gegensatz zu Fig. 1 braucht bei der Ausführungsform nach Fig. 3 jedoch das Füllrohr 21 nicht hin- und herverschoben zu werden, sondern kann insoweit starr mit dem Maschinengestell 2 verbunden sein. Beim Befüllen der Trommel mit Suspension ist das Verschlußelement 32 (in Fig. 3 nach rechts) zurückgezogen, so daß die Öffnung des Einfüllrohres 21 freiliegt. Während der Druckbeaufschlagung des Trommelinneren über die Leitung 33 nimmt das Verschlußelement 32 die in Fig. 3 dargestellte Stellung ein.
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß das Füllrohr (21) von der Einfüllöffnung (22) des Deckels (19) zurückziehbar ausgebildet und bei zurückgezogenem Füllrohr (21) die Einfüllöffnung durch das am Deckel angeordnete Verschlußelement (25) druckdicht verschließbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bewegliches Verschlußelement (32) vorgesehen ist, das während des Schleudervorgangs von der Trommelinnenseite her druckdicht über die Einfüllöffnung (22) des Deckels (19) und das Ende des Füllrohrs (21) aufsetzbar ist.
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