EP0496248B1 - Filterzentrifuge - Google Patents

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EP0496248B1
EP0496248B1 EP92100474A EP92100474A EP0496248B1 EP 0496248 B1 EP0496248 B1 EP 0496248B1 EP 92100474 A EP92100474 A EP 92100474A EP 92100474 A EP92100474 A EP 92100474A EP 0496248 B1 EP0496248 B1 EP 0496248B1
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EP
European Patent Office
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valve
chamber
drum
centrifuge
annular chamber
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Expired - Lifetime
Application number
EP92100474A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0496248A1 (de
Inventor
Guntram Krettek
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BWS Technologie GmbH
Original Assignee
Dorr Oliver Deutschland GmbH
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering

Definitions

  • the invention relates to a filter centrifuge for separating suspensions or the like with a centrifugal drum and a drum base in which a centrifuge shaft is fastened, and with a separating device consisting of a jacket sieve arranged coaxially to the centrifugal drum and forming a filtrate space and a side sieve arranged in the drum bottom an end discharge chamber is assigned, which is connected to an annular chamber connected to the end wall and having an adjustable scoop tube.
  • the suspension or washing liquid standing on the filter cake is set in motion from the interior of the centrifugal drum through the front side screen, throttled or brought to a standstill and thus guided past the filter cake to discharge the liquid.
  • a filter centrifuge is known (DE-OS 26 03 610) with which it is possible to influence the outflow via the side screen.
  • the process of draining suspension or washing liquid from the interior of the centrifugal drum through the side screen is started, throttled or brought to a standstill.
  • the jacket filtrate is discharged separately.
  • the process of building up a filter layer is difficult optimize because suspension liquid flows out during the filling process.
  • the invention has for its object to provide a device with which the jacket and the side filtrate can be removed separately and controlled.
  • the filtrate chamber is connected to the annular chamber and at least one drain chamber is provided with a float valve which controls the liquid outflow from the drain chamber into the annular chamber and which is adjustable as a function of the position of the scoop tube.
  • annular liquid level is set, by means of which the control valve adjusts itself automatically such that the jacket filtrate flows together with the side filtrate or only the jacket filtrate flows into the annular chamber.
  • Another advantage of the invention is the fact that the drain through the side screen during start-up is closed, so that the entire liquid phase of the suspension is passed through the jacket sieve. This facilitates and accelerates the build-up of the filter layer on the jacket sieve and thus the filling process.
  • the float valve is automatically actuated by adjusting the scoop pipe and the drain through the side sieve is thus opened. Now the excess liquid can also drain off.
  • the drain through the side screen is closed again so that the washing process can be initiated.
  • the entire washing liquid flows through the filter layer and over the jacket sieve.
  • the drains are opened through the side screen and the jacket screen to dry the centrifuged material. The residual filtrate can be removed.
  • a particularly advantageous embodiment of the float valve is seen according to the invention in that an overflow opening to the annular chamber and at least one valve chamber with floatable valve pistons are provided in the region of the larger diameter of the drain chamber, which is guided through a valve opening with valve seats and is provided with valve disks.
  • the scoop tube can be adjusted to the jacket of the centrifugal drum with a minimum or a maximum distance. This results in a minimum or a maximum liquid ring which automatically raises or lowers the valve piston more or less. This will open or close the drain through the side screen.
  • the scoop tube can be actuated from the outside with the simplest means, so that the outflow of the liquid phase from the suspension to be treated can also be controlled with the simplest means.
  • FIG. 1 shows a section through a filter centrifuge 1 with the separating device 11 according to the invention.
  • a centrifuge housing 2 the centrifugal drum 3 with drum cover 3a is rotatably mounted by means of a drive 4 and a centrifuge shaft 4a.
  • the housing 2 Opposite the drive, the housing 2 is provided with a removable cover 5, which has an opening 6 for introducing the discharge device 8 with the adjusting device 9.
  • the filter cake 7 is scraped off with the discharge device 8 and discharged to the outside via the nozzle 10.
  • the centrifugal drum 3 is formed from a drum shell 12 and a drum base 14.
  • the drum jacket 12 is provided at the drive end to form the separating device 11 with an additional jacket 13 forming an extension.
  • the features shown below belong to the separating device 11.
  • a filter chamber wall 32 forming a filter chamber 33 is attached at the end of the additional jacket 13.
  • the drum base 14 is provided in the region of the larger diameter with an outlet chamber 15 which is provided with a side filter 16 on the inside of the centrifuge.
  • the side filter 16 is designed such that it extends into the area of the filter cake 7.
  • the drain chamber 15 has a valve base 17 with a central valve opening 18, which is assigned an upper valve seat 19 and a lower valve seat 20.
  • a valve chamber 21 is formed with the valve base 17, into which a valve piston 22 with an upper valve seat 23 and a lower one Valve seat 24 extends into it.
  • the valve piston 22 is provided with a float body 25 which is guided on a rod 26 connected to the drum jacket 13.
  • the valve chamber 21 is connected to the annular chamber 33 by means of an overflow opening 27.
  • the drum jacket 13 is designed such that it forms an annular chamber 30, from which a bore 31 extends into the valve chamber 21.
  • the drum jacket 12, 13 is provided with a support screen 28 covering the chamber 30, forming a filtrate space 30a, and a jacket screen 29.
  • the filtrate space 30a communicates with the annular chamber 30.
  • a bore is provided in the drum jacket 13, which is closed with a plug 34 after the assembly.
  • a stop 35 is attached within the drain chamber 15.
  • An adjustable scoop tube 36 is arranged within the annular chamber 33 and is provided with a connecting piece 36a leading to the outside.
  • the side filter 16 with the drain chamber 15, the valve chamber 21, the valve piston 22 and the other associated devices are arranged inside the drum base 14.
  • the side filter 16 with the associated devices can also be arranged in the drum cover 3a.
  • the scoop tube 36 is set on the line 39. If the suspension is now introduced, the filtrate flows through the jacket filter 29 into the annular chamber 33 and is discharged from there via the scoop pipe 36 with the nozzle 36a. The filter cake 7 builds up on the jacket filter 29 until it has reached the surface 41. A liquid ring 43 with the surface 44 has also been set above the filter cake 7. If this state is reached, the scoop tube 36 is moved onto the line 37, so that the liquid ring 42 increases up to the surface 38 within the annular chamber 33. As a result of this liquid ring 42, the valve piston 22 floats upward, thus opening the valve opening 18 so that the entire liquid phase can flow out via the outlet chamber 15 and the annular chamber 33.
  • the scoop tube 36 is lowered again onto the line 39, as a result of which the valve opening 18 closes again.
  • the filter cake 7 can now be washed by introducing a washing water, the washing water being filtered off only by the filter cake 7.
  • the valve opening 18 is opened again, so that the residual liquid can be removed from the centrifuge as described above.
  • the liquid level 38 can be adjusted such that it lies below the sieve 29.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen oder dergleichen mit einer Schleudertrommel und einem Trommelboden, in dem eine Zentrifugenwelle befestigt ist, und mit einer Trennvorrichtung, bestehend aus einem koaxial zur Schleudertrommel angeordneten, einen Filtratraum bildenden Mantelsieb sowie einem im Trommelboden angeordneten Seitensieb, dem eine stirnseitige Ablaufkammer zugeordnet ist, die mit einer mit der Stirnwand verbundenen, ein verstellbares Schöpfrohr aufweisenden Ringkammer verbunden ist.
  • Mit derartigen Vorrichtungen wird die auf dem Filterkuchen aufstehende Suspensions- oder Waschflüssigkeit aus dem Innenraum der Schleudertrommel durch das stirnseitige Seitensieb in Gang gesetzt, gedrosselt oder zum Stillstand gebracht und damit zum Abführen der Flüssigkeit am Filterkuchen vorbeigeführt.
  • Zu diesem Zweck ist eine Filterzentrifuge bekannt (DE-OS 26 03 610), mit der eine Einflußnahme auf den über das Seitensieb erfolgenden Abfluß ermöglicht wird. Der Vorgang des Abflusses von Suspensions- oder Waschflüssigkeit aus dem Innenraum der Schleudertrommel durch das Seitensieb wird in Gang gesetzt, gedrosselt oder zum Stillstand gebracht. Darüberhinaus wird das Mantelfiltrat gesondert abgeführt. Außer den getrennten Abführleitungen für Mantel- und Seitenfiltrat läßt sich der Vorgang zum Aufbauen einer Filterschicht nur schlecht optimieren, weil während des Füllvorganges Suspensionsflüssigkeit abfließt.
  • Bei einer weiteren Vorrichtung zum Trennen von Suspensionen (EP 0255623 A2) ist es bekannt, sowohl dem Mantelsieb als auch dem Seitensieb jeweils eine Ringkammer mit einem Schöpfrohr zuzuordnen. Außer dem baulichen Mehraufwand mit einem vergrößerten Schwungmoment sind zwei getrennte Abläufe erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Mantel- und das Seitenfiltrat getrennt und gesteuert abgeführt werden können.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Filtratraum mit der Ringkammer verbunden ist und mindestens eine Ablaufkammer mit einem den Flüssigkeitsabfluß von der Ablaufkammer in die Ringkammer steuemden Schwimmerventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Stellung des Schöpfrohres einstellbar ist.
  • Je nach Stellung des Schöpfrohres stellt sich ein ringförmiger Flüssigkeitsstand ein, mittels dessen sich das Steuerventil derart selbsttätig einstellt, daß einmal das Mantelfittrat gemeinsam mit dem Seitenfiltrat oder nur das Mantelfiltrat in die Ringkammer fließt.
  • Mit dieser Maßnahme wird einerseits eine kurze Filtrationsdauer und andererseits eine kurze Trockenschleuderzeit erreicht, denn mittels der Ventilsteuerung kann einmal das Seitenfiltrat während der Hauptfiltration abgezogen und zum anderen während des Waschvorganges das Waschwasser nur durch den Filterkuchen geführt werden.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß beim Anfahrbetrieb der Abfluß durch das Seitensieb geschlossen ist, so daß die gesamte flüssige Phase der Suspension durch das Mantelsieb geführt wird. Dies erleichtert und beschleunigt den Aufbau der Filterschicht auf dem Mantelsieb und damit den Füllvorgang. Sobald sich auf dem Mantelsieb eine ausreichende Filterschicht mit darüber stehender Suspension aufgebaut hat, wird durch Einstellung des Schöpfrohres das Schwimmerventil automatisch betätigt und damit der Abfluß durch das Seitensieb geöffnet. Nun kann auch die überstehende Flüssigkeit abfließen. Ist die maximale Filterschicht erreicht, wird der Abfluß durch das Seitensieb wieder geschlossen, so daß der Waschvorgang eingeleitet werden kann. Dabei fließt die gesamte Waschflüssigkeit durch die Filterschicht und über das Mantelsieb ab. Zum Trocknen des Schleudergutes werden die Abflüsse durch das Seitensieb und das Mantelsieb geöffnet. Das Restfiltrat kann abgeführt werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für das Schwimmerventil wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß im Bereich des größeren Durchmessers der Ablaufkammer eine Überlauföffnung zur Ringkammer und mindestens eine Ventilkammer mit aufschwimmbaren Ventilkolben vorgesehen sind, der durch eine Ventilöffnung mit Ventilsitzen geführt und mit Ventiltellern versehen ist.
  • Das Schöpfrohr kann zum Mantel der Schleudertrommel mit einem minimalen oder einem maximalen Abstand eingestellt werden. Hierdurch stellt sich ein minimaler oder ein maximaler Flüssigkeitsring ein, der den Ventilkolben automatisch mehr oder weniger anhebt bzw. absenkt. Dadurch wird der Abfluß durch das Seitensieb geöffnet oder geschlossen. Das Schöpfrohr läßt sich mit einfachsten Mitteln von außen betätigen, so daß auch der Abfluß der flüssigen Phase aus der zu behandelnden Suspension mit einfachsten Mitteln gesteuert werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig.1
    einen Schnitt durch die Filterzentrifuge
    Fig. 2
    eine vergrößerte Darstellung der Ringkammer mit dem Schwimmerventil.
  • Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Filterzentrifuge 1 mit der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 11. In einem Zentrifugengehäuse 2 ist die Schleudertrommel 3 mit Trommeldeckel 3a mittels eines Antriebes 4 und einer Zentrifugenwelle 4a drehbar gelagert. Dem Antrieb gegenüberliegend ist das Gehäuse 2 mit einer abnehmbaren Abdeckung 5 versehen, die eine Öffnung 6 zum Einführen der Austragseinrichtung 8 mit der Verstelleinrichtung 9 aufweist. Mit der Austragseinrichtung 8 wird der Filterkuchen 7 abgeschabt und über den Stutzen 10 nach außen abgeführt. Die Schleudertrommel 3 ist aus einem Trommelmantel 12 und einem Trommelboden 14 gebildet. Der Trommelmantel 12 ist am antriebsseitigen Ende zur Bildung der Trennvorrichtung 11 mit einem eine Erweiterung bildenden Zusatzmantel 13 versehen. Zur Trennvorrichtung 11 gehören die nachfolgend aufgezeigten Merkmale. Am Ende des Zusatzmantels 13 ist eine eine Filterkammer 33 bildende Filterkammerwand 32 angebracht. Der Trommelboden 14 ist im Bereich des größeren Durchmessers mit einer Ablaufkammer 15 versehen, die zum Zentrifugeninneren mit einem Seitenfilter 16 versehen ist. Das Seitenfilter 16 ist derart ausgebildet, daß es sich bis in den Bereich des Filterkuchens 7 erstreckt. Die Ablaufkammer 15 weist einen Ventilboden 17 mit einer zentralen Ventilöffnung 18 auf, der ein oberer Ventilsitz 19 und ein unterer Ventilsitz 20 zugeordnet ist. Mit dem Ventilboden 17 ist eine Ventilkammer 21 gebildet, in die ein Ventilkolben 22 mit einem oberen Ventilsitz 23 und einem unteren Ventilsitz 24 hineinreicht. Der Ventilkolben 22 ist mit einem Schwimmerkörper 25 versehen, der auf einer mit dem Trommelmantel 13 verbundenen Stange 26 geführt ist. Die Ventilkammer 21 ist mittels einer Überlauföffnung 27 mit der Ringkammer 33 verbunden. Der Trommelmantel 13 ist derart ausgebildet, daß er eine Ringkammer 30 bildet, von der eine Bohrung 31 in die Ventilkammer 21 reicht. Der Trommelmantel 12, 13 ist mit einem die Kammer 30 überdeckenden, einen Filtratraum 30a bildenden Stützsieb 28 und einem Mantelsieb 29 versehen. Der Filtratraum 30a steht mit der Ringkammer 30 in Verbindung. Zur Montage des Ventilkolbens 22 ist im Trommelmantel 13 eine Bohrung vorgesehen, die nach der Montage mit einem Stopfen 34 verschlossen wird. Zur Begrenzung der oberen Stellung des Ventilkolbens 22 ist innerhalb der Ablaufkammer 15 ein Anschlag 35 angebracht. Innerhalb der Ringkammer 33 ist ein verstellbares Schöpfrohr 36 angeordnet, das mit einem nach außen führenden Stutzen 36a versehen ist. Wird das Schöpfrohr 36 mit seiner Mittelachse innerhalb der Ringkammer 33 auf eine Linie 37 eingestellt, bildet sich ein Flüssigkeitsring 42 mit der Oberfläche 38. Wird das Schöpfrohr 36 dagegen auf eine Linie 39 eingestellt, dann bildet sich ein Flüssigkeitsring 42 mit der Oberfläche 40. Die Oberfläche des Filterkuchens ist mit 41 bezeichnet.
  • In der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel sind das Seitenfilter 16 mit der Ablaufkammer 15, die Ventilkammer 21, der Ventilkolben 22 sowie die weiteren zugehörigen Einrichtungen innerhalb des Trommelbodens 14 angeordnet. Aus baulichen Zwecken kann das Seitenfilter 16 mit den dazugehörigen Einrichtungen auch im Trommeldeckel 3a angeordnet werden.
  • Die Wirkungsweise der Erfindung wird wie folgt beschrieben.
  • Das Schöpfrohr 36 wird auf die Linie 39 eingestellt. Wird jetzt die Suspension eingeführt, dann fließt das Filtrat über das Mantelfilter 29 in die Ringkammer 33 und wird von dort über das Schöpfrohr 36 mit dem Stutzen 36a abgeführt. Der Filterkuchen 7 baut sich auf dem Mantelfilter 29 auf bis er die Oberfläche 41 erreicht hat. Oberhalb des Filterkuchens 7 hat sich noch ein Flüssigkeitsring 43 mit der Oberfläche 44 eingestellt. Ist dieser Zustand erreicht, wird das Schöpfrohr 36 auf die Linie 37 eingefahren, so daß sich innerhalb der Ringkammer 33 der Flüssigkeitsring 42 bis zur Oberfläche 38 vergrößert. Infolge dieses Flüssigkeitsringes 42 schwimmt der Ventilkolben 22 nach oben, gibt damit die Ventilöffnung 18 frei, so daß die gesamte flüssige Phase über die Ablaufkammer 15 und die Ringkammer 33 abfließen kann. Ist der Flüssigkeitsring 43 abgebaut, wird das Schöpfrohr 36 wieder auf die Linie 39 abgesenkt, wodurch sich die Ventilöffnung 18 wieder schließt. Jetzt kann der Filterkuchen 7 durch Einführen eines Waschwassers gewaschen werden, wobei das Waschwasser nur durch den Filterkuchen 7 abfiltriert wird. Zum Trockenschleudern des Filterkuchens 7 wird die Ventilöffnung 18 wieder geöffnet, so daß die Restflüssigkeit aus der Zentrifuge, wie zuvor beschrieben, abgeführt werden kann.
  • Dabei kann der Flüssigkeitsspiegel 38 derart eingestellt werden, daß er unterhalb des Siebes 29 liegt.
  • Für den Fall, daß die gesamte Flüssigkeit aus der Zentrifuge abgezogen ist und sich demzufolge das Schwimmerventil geschlossen hat, ist ein erneutes Öffnen des Schwimmerventils nicht möglich. Damit sich das Schwimmerventil wieder öffnet, wird eine gesonderte Spülflüssigkeit über nicht dargestellte Einrichtungen von außen in die Ringkammer eingeführt.

Claims (6)

  1. Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen oder dergleichen mit einer Schleudertrommel (3) und einem Trommelboden (14), in dem eine Zentrifugenwelle (4a) befestigt ist, und mit einer Trennvorrichtung (11), bestehend aus einem koaxial zur Schleudertrommel (3) angeordneten, einen Filtratraum (30a) bildenden Mantelsieb (29) sowie einem im Trommelboden (14) angeordneten Seitensieb, dem eine stirnseitige Ablaufkammer (15) zugeordnet ist, die mit einer mit der Stirnwand verbundenen, ein verstellbares Schnöpfrohr (36) aufweisenden Ringkammer (33) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtratraum (30a) mit der Ringkammer (33) verbunden ist und mindestens eine Ablaufkammmer (15) mit einem den Flüssigkeitsabfluß von der Ablaufkammer (15) in die Ringkammer (33) steuernden Schwimmerventil (25) vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Stellung des Schöpfrohres (36) einstellbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des größeren Durchmessers der Ablaufkammer (15) eine Überlauföffnung (27) zur Ringkammer (33) und mindestens eine Ventilkammer (21) mit einem aufschwimmbaren Ventilkolben (22) vorgesehen sind, der durch eine Ventilöffnung (18) mit Ventilsitzen (19, 20) geführt und mit Ventiltellem (23, 24) versehen ist.
  3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ventilteller (24) mit einem Schwimmkörper (25) versehen ist, der in einem fest mit der Schleudertrommel (3) verbundenen Bolzen (26) geführt ist.
  4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Ventilteller (23) ein Anschlag (35) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufkammer (15) als einteilige, ringförmige Kammer oder als mehrteilige Einzelkammer mit entsprechenden Seitensieben (16) ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (11) im Trommelboden (14) und/oder im Trommeldeckel (3a) vorgesehen ist.
EP92100474A 1991-01-19 1992-01-14 Filterzentrifuge Expired - Lifetime EP0496248B1 (de)

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DE4101498 1991-01-19

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Publication Number Publication Date
EP0496248A1 EP0496248A1 (de) 1992-07-29
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EP0496248A1 (de) 1992-07-29
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