EP0698415A1 - Centrifuge for solid-liquid separation - Google Patents
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- EP0698415A1 EP0698415A1 EP95111091A EP95111091A EP0698415A1 EP 0698415 A1 EP0698415 A1 EP 0698415A1 EP 95111091 A EP95111091 A EP 95111091A EP 95111091 A EP95111091 A EP 95111091A EP 0698415 A1 EP0698415 A1 EP 0698415A1
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- centrifuge
- drum
- shaft
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B7/00—Elements of centrifuges
- B04B7/02—Casings; Lids
- B04B7/04—Casings facilitating discharge
Definitions
- the invention relates to a centrifuge for solid-liquid separation of a suspension with a driven shaft, on which a centrifuge drum is arranged, the outer peripheral region of which is remote from the shaft is closed, at least during the centrifuging process, so that a filter cake can form in the outer peripheral region , and an outlet is provided on the centrifuge drum through which a filtrate can be removed.
- Centrifuges of this type are used, for example, for thickening sludge or for clarifying turbidity.
- a certain amount of a suspension is fed into a centrifuge drum via an inlet, in which centrifugal force separates the solids from the liquid.
- the solids accumulate during the centrifuging process in the outer area of the interior of the centrifuge drum and form a so-called filter cake or solid cake. Due to the lower mass of the liquid particles, an almost solid-free liquid layer forms on the filter cake.
- the filtrate can be discharged via an outlet located radially on the inside of the filter drum.
- the suspension is fed during the rotation of the centrifuge drum at least until a fill level is reached at which the filtrate exits through the outlet of the centrifuge drum.
- the suspension feed must be stopped at the latest when the filter cake reaches the filtrate outlet.
- the problem here is that when the solid layer reaches the filtrate outlet there is often still a residual liquid on part of the filter cake surface. This is particularly the case if, due to the shape of the centrifuge drum, a process-related depression forms in the surface of the filter cake, in which residual liquid can collect.
- the suspension feed in some centrifuges is stopped at a time when there is still a residual liquid layer on the filter cake.
- This residual liquid is discharged with the filter cake after completion of the centrifugation process, as a result of which the residual liquid is moistened again. This residual liquid thus worsens the degree of dehumidification of the filter cake and also reduces the proportion of the filtrate recovered.
- the invention has for its object to provide a centrifuge for solid-liquid separation, in which a particularly good dehumidification of the filter cake or a particularly high proportion of filtrate can be achieved.
- a displacement means can be introduced into the interior of the centrifuge drum before the filter cake is discharged.
- the displacement means can be introduced during the centrifugation process or at the end when the centrifuge drum is at a standstill.
- the expanding fluid displaces the residual liquid on the filter cake and drives it out to the outlet.
- the displacement means exerts additional pressure on the filter cake, which causes an additional squeezing effect.
- the displacement means is a fluid which can be introduced under pressure into the interior of the centrifuge drum.
- the fluid can be a gas, in particular compressed air, or a liquid, for example a low-viscosity solvent.
- the displacement means is a displacement body which can be changed in shape and which can be increased in volume to expel residual liquid.
- a precisely defined space can be occupied within the centrifuge drum and thus a precisely defined amount of residual liquid can be displaced.
- an expandable displacement body can generate additional high pressure on the filter cake. After the residual liquid has been displaced, the displacer can assume its smaller shape again.
- a lever mechanism can be provided within the displacement body.
- the displacement body has a cover, that the cover is arranged along the shaft in the interior of the centrifuge drum and that the cover is inflatable by a pressure medium.
- the cover consists of a tear-resistant, pressure-tight material, which can have a bellows structure, for example.
- the pressure medium is a fluid which can be introduced into the shell, for example, via pressure channels along the shaft to increase the volume. When using compressed air as the pressure medium, it can be released to the ambient air through a valve after the volume has been increased. On the other hand, if hydraulic fluid is used as the pressure medium, it is in a closed circuit via supply and discharge channels.
- the displacement body is precisely matched in its outer shape to the expected filter cake formation, so that it can essentially fill the entire space between the filter cake and the shaft inside the centrifuge drum. This displaces all of the residual liquid.
- the sleeve consists of an elastic material, in particular rubber.
- the cover can adapt particularly flexibly to different filter cake surface shapes and sizes.
- compressed air introduced into the casing can be pressed out by the casing pressure without an additional pumping device.
- a displacement fluid flows into the suspension inlet Interior of the centrifuge can be introduced and that in addition a shape-changing displacement body is arranged in the interior of the centrifuge.
- This double use of displacement agents means that the residual liquid can be removed from the surface of the filter cake in a particularly extensive manner.
- either the displacement fluid or the displacement body can be introduced first, or both displacement means can be used simultaneously.
- the centrifuge drum has two drum halves and that at least one drum half is axially displaceable on the shaft to form an opening gap.
- the drum halves are held in a collapsed position during the centrifugation process to form a closed centrifuge drum.
- one or the two drum halves are moved in the axial direction in order to form an opening gap. Through this opening gap, the filter cake falls out of the drum under the influence of gravity or is spun out by rotating the two drum halves.
- the drum halves have conical inner walls which widen towards the opening gap. This inclination of the inner walls of the drum halves makes it easier to eject the filter cake from the centrifuge drum.
- the inner walls can also have other rotationally symmetrical shapes that widen outward in the radial direction.
- the axially displaceable drum half can be moved by means of a hydraulic device. Double-acting hydraulic cylinders in particular can be used here.
- the displaceable drum half has an annular recess adjoining the shaft, which is divided into two pressure spaces by an annular shoulder of the shaft, and that hydraulic channels are provided in the shaft, which lead to the pressure spaces.
- An advantageous development of the invention consists in that a filter cake collecting chamber is assigned to the opening gap and a filtrate collecting chamber is assigned to the filtrate outlet.
- the two chambers are arranged next to each other and each surround the opening gap or the filtrate outlet in the entire circumferential direction.
- Common conveying devices such as pumps or screw conveyors, are located within the two chambers and transport the filtrate and filter cake out of the centrifuge.
- the process space of the centrifuge is surrounded by a closed housing.
- the process chamber essentially has the centrifuge drum, the filter cake collecting chamber and the filtrate collecting chamber. Only through openings for supply and disposal lines are provided in the housing.
- the shaft bearings and the rotary drive are also expediently accommodated outside the housing.
- FIG. 1 A centrifuge 10 according to the invention is shown in FIG. 1, which has a shaft 14 with a centrifuge drum 11.
- the centrifuge drum 11 essentially consists of a fixed drum half 12 and a displaceable drum half 13.
- the fixed drum half 12 has a filtrate outlet 24 on its closed end face, which comprises several through bores.
- the filtrate outlet 24 extends from the interior of the centrifuge drum 11 outwards into a filtrate collecting chamber 17.
- a filter cake collecting chamber 16 is arranged next to the filtrate collecting chamber 17.
- the two collecting chambers 16 and 17 form a closed housing 15 around the filter drum 11.
- the other essential components of the centrifuge 10, such as the bearings 18 and 19 and the drive (not shown), are arranged outside the housing 15 in a maintenance-friendly manner.
- the housing 15 and the bearings 18 and 19 are arranged in a frame 33.
- a displacement body 20 is arranged along the shaft 14, which has a sleeve 21 which is attached to the shaft 14 by means of a sleeve attachment 26.
- a pressure medium can be introduced into the displacement body 20 via a pressure channel 22 in the shaft 14.
- the displacement body 20 In the operating position of the centrifuge 10 shown in FIG. 1, the displacement body 20 has assumed a volume-enlarged form in order to displace residual liquid 36, which still remained in the centrifuge drum 11 at the end of centrifuging.
- the fill level 25 at the end of a centrifugation process is shown schematically with a dotted line.
- the boundary layer 34 between a filter cake 35 formed and a residual liquid 36 is shown by a dash-dot line.
- the displacement body 20 expands into the area of the residual liquid 36, displaces it and presses the residual liquid out of the centrifuge drum 11 through the filtrate outlet 24.
- the displacement of the residual liquid 36 in this embodiment according to the invention is further increased by the fact that compressed air can also be introduced into the centrifuge drum 11 through a suspension inlet 23 running in the shaft 14 with radial inlet channels 38. In this way, any remaining liquid 36 can be displaced from the centrifuge drum 11.
- the radial inlet channels 38 have an inclined position and merge flush into a distribution surface 39 on the displaceable drum half 13. This ensures that the suspension runs in as swirl-free as possible.
- the inlet channels 38 are arranged in an area of the centrifuge drum 11 which is remote from the filtrate outlet.
- the displaceable drum half 13 has, in its area remote from the interior of the centrifuge drum 11, a recess 29 which adjoins the shaft 14.
- a shoulder 37 of the shaft 14 projects into the recess 29 and divides the recess 29 pressure-tightly into two separate pressure chambers 30 and 31.
- the two pressure chambers 30 and 31 are connected to a hydraulic device via hydraulic channels 32, wherein the drum half 13 can be displaced on the shaft 14 by acting on one 30 or the other pressure chamber 31.
- the hydraulic device not shown, is coupled to the suspension inlet, the rotary drive and the loading of the displacement body via a conventional control in order to ensure a safe functional sequence.
- FIG. 2 shows the centrifuge 10 from FIG. 1 in an operating position in which the drum halves 12 and 13 have moved apart to discharge the filter cake.
- the displacement body 20 assumes its smaller shape, the tubular, elastic sleeve 21 lying closely against the shaft 14.
- an opening gap 27 is formed, through which the filter cake is thrown into the filter cake collecting chamber 16 when the centrifuge drum 11 rotates.
- conical inner walls 28 are provided on the drum halves 12 and 13. The diameter of the drum halves 12 and 13 widens towards the opening gap 27.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Fest-Flüssig-Trennung einer Suspension mit einer angetriebenen Welle, auf der eine Zentrifugentrommel angeordnet ist, deren von der Welle entfernt liegender äußerer Umfangsbereich zumindest während des Zentrifugiervorganges geschlossen ist, so daß sich im äußeren Umfangsbereich ein Filterkuchen bilden kann, und an der Zentrifugentrommel ein Auslaß vorgesehen ist, durch welchen ein Filtrat abführbar ist.The invention relates to a centrifuge for solid-liquid separation of a suspension with a driven shaft, on which a centrifuge drum is arranged, the outer peripheral region of which is remote from the shaft is closed, at least during the centrifuging process, so that a filter cake can form in the outer peripheral region , and an outlet is provided on the centrifuge drum through which a filtrate can be removed.
Derartige Zentrifugen werden beispielsweise zur Eindickung von Schlämmen oder zum Klären von Trüben eingesetzt. Über einen Zulauf wird eine bestimmte Menge einer Suspension in eine Zentrifugentrommel geleitet, in der unter Einfluß der Zentrifugalkraft eine Trennung der Feststoffe von der Flüssigkeit stattfindet. Der Feststoff lagert sich während des Zentrifugiervorganges im äußeren Bereich des Innenraums der Zentrifugentrommel an und bildet einen sogenannten Filterkuchen oder Feststoffkuchen. Aufgrund der geringeren Masse der Flüssigkeitsteilchen bildet sich auf dem Filterkuchen eine nahezu feststoffreie Flüssigkeitsschicht.Centrifuges of this type are used, for example, for thickening sludge or for clarifying turbidity. A certain amount of a suspension is fed into a centrifuge drum via an inlet, in which centrifugal force separates the solids from the liquid. The solids accumulate during the centrifuging process in the outer area of the interior of the centrifuge drum and form a so-called filter cake or solid cake. Due to the lower mass of the liquid particles, an almost solid-free liquid layer forms on the filter cake.
Da die Schicht der trübstofffreien Flüssigkeit, auch Filtrat oder Klare genannt, sich in radialer Richtung weiter innen in der Zentrifugentrommel bildet, kann das Filtrat über einen an der Filtertrommel radial innen liegenden Auslaß abgeführt werden.Since the layer of the cloud-free liquid, also known as filtrate or clear, forms in the radial direction further inside in the centrifuge drum, the filtrate can be discharged via an outlet located radially on the inside of the filter drum.
Die Suspension wird dabei während der Rotation der Zentrifugentrommel mindestens so lange zugeführt, bis ein Füllstand erreicht wird, bei dem Filtrat über den Auslaß der Zentrifugentrommel austritt. Die Suspensionszuführung muß spätestens dann beendet werden, wenn der Filterkuchen an den Filtratauslaß heranreicht.The suspension is fed during the rotation of the centrifuge drum at least until a fill level is reached at which the filtrate exits through the outlet of the centrifuge drum. The suspension feed must be stopped at the latest when the filter cake reaches the filtrate outlet.
Hierbei besteht das Problem, daß sich beim Heranreichen der Feststoffschicht an den Filtratauslaß oftmals noch eine Restflüssigkeit auf einem Teil der Filterkuchenoberfläche befindet. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn sich aufgrund der Form der Zentrifugentrommel eine verfahrensbedingte Mulde in der Oberfläche des Filterkuchens bildet, in der sich Restflüssigkeit sammeln kann.The problem here is that when the solid layer reaches the filtrate outlet there is often still a residual liquid on part of the filter cake surface. This is particularly the case if, due to the shape of the centrifuge drum, a process-related depression forms in the surface of the filter cake, in which residual liquid can collect.
Um eine Verschmutzung des Filtrats durch Filterkuchenteile, welche am Ende des Zentrifugiervorganges durch den Filtratauslaß austreten könnten, grundsätzlich zu vermeiden, wird der Suspensionszulauf bei einigen Zentrifugen bereits zu einem Zeitpunkt gestoppt, bei dem sich noch eine Restflüssigkeitsschicht auf dem Filterkuchen befindet. Diese Restflüssigkeit wird nach Abschluß des Zentrifugiervorganges mit dem Filterkuchen ausgetragen, wodurch dieser durch die Restflüssigkeit wieder angefeuchtet wird. Diese Restflüssigkeit verschlechtert somit den Entfeuchtungsgrad des Filterkuchens und reduziert auch den Anteil der zurückgewonnenen Filtratmenge.In order to avoid contamination of the filtrate by filter cake parts, which could escape through the filtrate outlet at the end of the centrifuging process, the suspension feed in some centrifuges is stopped at a time when there is still a residual liquid layer on the filter cake. This residual liquid is discharged with the filter cake after completion of the centrifugation process, as a result of which the residual liquid is moistened again. This residual liquid thus worsens the degree of dehumidification of the filter cake and also reduces the proportion of the filtrate recovered.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge zur Fest-Flüssig-Trennung zu schaffen, bei der eine besonders gute Entfeuchtung des Filterkuchens oder ein besonders hoher Anteil an Filtrat erzielbar ist.The invention has for its object to provide a centrifuge for solid-liquid separation, in which a particularly good dehumidification of the filter cake or a particularly high proportion of filtrate can be achieved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Austragen des Filterkuchens ein Verdrängungsmittel in den Innenraum der Zentrifugentrommel einbringbar ist. Das Verdrängungsmittel kann dabei noch während des Zentrifugiervorganges oder auch am Ende bei Stillstand der Zentrifugentrommel eingebracht werden. Durch das expandierende Verdrängungsmittel wird die Restflüssigkeit auf dem Filterkuchen verdrängt und zum Auslaß hin ausgetrieben. Zudem übt das Verdrängungsmittel einen zusätzlichen Druck auf den Filterkuchen aus, wodurch ein zusätzlicher Auspreßeffekt bewirkt wird.The object is achieved in that a displacement means can be introduced into the interior of the centrifuge drum before the filter cake is discharged. The displacement means can be introduced during the centrifugation process or at the end when the centrifuge drum is at a standstill. The expanding fluid displaces the residual liquid on the filter cake and drives it out to the outlet. In addition, the displacement means exerts additional pressure on the filter cake, which causes an additional squeezing effect.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Verdrängungsmittel ein Fluid ist, welches unter Druck in den Innenraum der Zentrifugentrommel einleitbar ist. Das Fluid kann ein Gas, insbesondere Druckluft, oder eine Flüssigkeit, beispielsweise ein leichtflüssiges Lösungsmittel sein. Durch ein Fluid kann die gesamte Restflüssigkeit unabhängig von der Form des gebildeten Filterkuchens aus der Zentrifugentrommel ausgetrieben werden.An advantageous development of the invention consists in that the displacement means is a fluid which can be introduced under pressure into the interior of the centrifuge drum. The fluid can be a gas, in particular compressed air, or a liquid, for example a low-viscosity solvent. By means of a fluid, the entire residual liquid can be expelled from the centrifuge drum regardless of the shape of the filter cake formed.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zentrifuge besteht darin, daß das Verdrängungsmittel ein formveränderlicher Verdrängungskörper ist, welcher zum Austreiben von Restflüssigkeit volumenvergrößerbar ist. Durch einen festen Verdrängungskörper kann ein genau bestimmter Raum innerhalb der Zentrifugentrommel eingenommen und somit eine genau definierte Menge an Restflüssigkeit verdrängt werden. Zudem kann mit einem expandierbaren Verdrängungskörper ein zusätzlicher hoher Druck auf den Filterkuchen erzeugt werden. Nach dem Verdrängen der Restflüssigkeit kann der Verdrängungskörper wieder seine volumenkleinere Form annehmen. Zur Veränderung der Form des Verdrängungskörpers kann beispielsweise ein Hebelmechanismus innerhalb des Verdrängungskörpers vorgesehen sein.Another advantageous development of the centrifuge according to the invention is that the displacement means is a displacement body which can be changed in shape and which can be increased in volume to expel residual liquid. By means of a fixed displacement body, a precisely defined space can be occupied within the centrifuge drum and thus a precisely defined amount of residual liquid can be displaced. In addition, an expandable displacement body can generate additional high pressure on the filter cake. After the residual liquid has been displaced, the displacer can assume its smaller shape again. To change the shape of the displacement body, for example, a lever mechanism can be provided within the displacement body.
Hierbei ist es eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung, daß der Verdrängungskörper eine Hülle aufweist, daß die Hülle entlang der Welle im Innenraum der Zentrifugentrommel angeordnet ist und daß die Hülle durch ein Druckmedium aufblasbar ist. Die Hülle besteht dabei aus einem reißfesten druckdichten Material, welches beispielsweise eine Faltenbalgstruktur aufweisen kann. Das Druckmedium ist ein Fluid, welches beispielsweise über Druckkanäle entlang der Welle zur Volumenvergrößerung in die Hülle einleitbar ist. Bei Verwendung von Druckluft als Druckmedium kann dieses nach der Volumenvergrößerung durch ein Ventil an die Umgebungsluft abgegeben werden. Hingegen befindet sich bei Verwendung von einer Hydraulikflüssigkeit als Druckmedium dieses über Zu- und Ableitungskanäle in einem geschlossenen Kreislauf.It is a particularly advantageous development of the invention that the displacement body has a cover, that the cover is arranged along the shaft in the interior of the centrifuge drum and that the cover is inflatable by a pressure medium. The cover consists of a tear-resistant, pressure-tight material, which can have a bellows structure, for example. The pressure medium is a fluid which can be introduced into the shell, for example, via pressure channels along the shaft to increase the volume. When using compressed air as the pressure medium, it can be released to the ambient air through a valve after the volume has been increased. On the other hand, if hydraulic fluid is used as the pressure medium, it is in a closed circuit via supply and discharge channels.
Der Verdrängungskörper ist dabei in seiner äußeren Form auf die erwartete Filterkuchenausbildung genau abgestimmt, so daß dieser im wesentlichen den gesamten Raum zwischen dem Filterkuchen und der Welle innerhalb der Zentrifugentrommel ausfüllen kann. Hierdurch wird die gesamte Restflüssigkeit verdrängt.The displacement body is precisely matched in its outer shape to the expected filter cake formation, so that it can essentially fill the entire space between the filter cake and the shaft inside the centrifuge drum. This displaces all of the residual liquid.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es von Vorteil, daß die Hülle aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, besteht. Hierbei kann sich die Hülle besonders flexibel an unterschiedliche Filterkuchen-Oberflächenformen und -größen anpassen. Zudem kann in die Hülle eingeleitete Druckluft ohne eine zusätzliche Pumpvorrichtung durch den Hüllendruck ausgepreßt werden.In a further embodiment of the invention, it is advantageous that the sleeve consists of an elastic material, in particular rubber. The cover can adapt particularly flexibly to different filter cake surface shapes and sizes. In addition, compressed air introduced into the casing can be pressed out by the casing pressure without an additional pumping device.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß nach Beendigung der Suspensionszuführung über einen Suspensionszulauf ein Verdrängungsfluid in den Innenraum der Zentrifuge einleitbar ist und daß zusätzlich ein formveränderbarer Verdrängungskörper im Innenraum der Zentrifuge angeordnet ist. Durch diesen doppelten Einsatz von Verdrängungsmitteln kann die Restflüssigkeit besonders umfassend von der Oberfläche des Filterkuchens entfernt werden. Je nach Zweckmäßigkeit kann hierbei entweder das Verdrängungsfluid oder der Verdrängungskörper zuerst eingebracht oder beide Verdrängungsmittel gleichzeitig eingesetzt werden.Another advantageous development of the invention consists in that after the suspension supply has ended, a displacement fluid flows into the suspension inlet Interior of the centrifuge can be introduced and that in addition a shape-changing displacement body is arranged in the interior of the centrifuge. This double use of displacement agents means that the residual liquid can be removed from the surface of the filter cake in a particularly extensive manner. Depending on the expediency, either the displacement fluid or the displacement body can be introduced first, or both displacement means can be used simultaneously.
Bei einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es von Vorteil, daß die Zentrifugentrommel zwei Trommelhälften aufweist und daß wenigstens eine Trommelhälfte zur Bildung eines Öffnungsspaltes auf der Welle axial verschiebbar ist. Die Trommelhälften werden während des Zentrifugiervorganges in einer zusammengeschobenen Position gehalten, um eine geschlossene Zentrifugentrommel zu bilden. Zum Austragen, insbesondere zum Ausschleudern, des Filterkuchens nach dem Abschluß des Zentrifugierens werden eine oder die beiden Trommelhälften in axialer Richtung verfahren, um einen Öffnungsspalt zu bilden. Durch diesen Öffnungsspalt fällt der Filterkuchen unter Schwerkrafteinwirkung aus der Trommel oder wird durch Rotation der beiden Trommelhälften ausgeschleudert.In a further embodiment of the invention, it is advantageous that the centrifuge drum has two drum halves and that at least one drum half is axially displaceable on the shaft to form an opening gap. The drum halves are held in a collapsed position during the centrifugation process to form a closed centrifuge drum. To discharge, in particular to eject, the filter cake after centrifugation has been completed, one or the two drum halves are moved in the axial direction in order to form an opening gap. Through this opening gap, the filter cake falls out of the drum under the influence of gravity or is spun out by rotating the two drum halves.
Erfindungsgemäß ist es hierbei vorteilhaft, daß die Trommelhälften konisch verlaufende Innenwände aufweisen, welche sich zum Öffnungsspalt hin erweitern. Durch diese Schrägstellung der Innenwände der Trommelhälften wird das Ausschleudern des Filterkuchens aus der Zentrifugentrommel erleichtert. Die Innenwände können auch andere rotationssymmetrische, sich in radialer Richtung nach außen erweiternde Formen aufweisen.According to the invention, it is advantageous here that the drum halves have conical inner walls which widen towards the opening gap. This inclination of the inner walls of the drum halves makes it easier to eject the filter cake from the centrifuge drum. The inner walls can also have other rotationally symmetrical shapes that widen outward in the radial direction.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die axial verschiebbare Trommelhälfte mittels einer Hydraulikeinrichtung verfahrbar ist. Hierbei können insbesondere doppelt wirkende Hydraulikzylinder verwendet werden.An advantageous development of the invention is that the axially displaceable drum half can be moved by means of a hydraulic device. Double-acting hydraulic cylinders in particular can be used here.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß die verschiebbare Trommelhälfte eine an die Welle angrenzende ringförmige Eindrehung aufweist, welche durch einen ringförmigen Absatz der Welle in zwei Druckräume unterteilt ist, und daß in der Welle Hydraulikkanäle vorgesehen sind, welche zu den Druckräumen führen. Durch Beaufschlagen des einen oder anderen Druckraumes mit einer Hydraulikflüssigkeit kann die Verschiebebewegung der einen Trommelhälfte auf der Welle ausgeführt werden. Die Gleitfläche des Wellenabsatzes an der Eindrehung der Trommelhälfte ist dabei in üblicher Weise mit einer Dichtung druckdicht abgedichtet. Ein separater Hydraulikzylinder zur Verschiebung der Trommelhälfte auf der Welle ist hierbei nicht notwendig.In another embodiment according to the invention, it is advantageous that the displaceable drum half has an annular recess adjoining the shaft, which is divided into two pressure spaces by an annular shoulder of the shaft, and that hydraulic channels are provided in the shaft, which lead to the pressure spaces. By loading one or the other pressure chamber with a hydraulic fluid, the displacement movement of one drum half on the shaft can be carried out. The sliding surface of the shaft shoulder at the turn of the drum half is sealed pressure-tight in the usual way with a seal. A separate hydraulic cylinder for moving the drum half on the shaft is not necessary.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß dem Öffnungsspalt eine Filterkuchen-Auffangkammer und dem Filtratauslaß eine Filtrat-Auffangkammer zugeordnet ist. Die beiden Kammern sind dabei nebeneinander angeordnet und umgeben jeweils den Öffnungsspalt bzw. den Filtratauslaß in der gesamten Umfangsrichtung. Innerhalb der beiden Kammern befinden sich übliche Fördereinrichtungen, wie Pumpen oder Förderschnecken, welche das Filtrat und den Filterkuchen aus der Zentrifuge abtransportieren.An advantageous development of the invention consists in that a filter cake collecting chamber is assigned to the opening gap and a filtrate collecting chamber is assigned to the filtrate outlet. The two chambers are arranged next to each other and each surround the opening gap or the filtrate outlet in the entire circumferential direction. Common conveying devices, such as pumps or screw conveyors, are located within the two chambers and transport the filtrate and filter cake out of the centrifuge.
Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß zumindest der Verfahrensraum der Zentrifuge von einem geschlossenen Gehäuse umgeben ist. Der Verfahrensraum weist dabei im wesentlichen die Zentrifugentrommel, die Filterkuchen-Auffangkammer und die Filtrat-Auffangkammer auf. Im Gehäuse sind lediglich Durchführöffnungen für Ver- und Entsorgungsleitungen vorgesehen. Zweckmäßigerweise sind auch die Wellenlagerungen und der Rotationsantrieb außerhalb des Gehäuses untergebracht.In another embodiment according to the invention, it is advantageous that at least the process space of the centrifuge is surrounded by a closed housing. The process chamber essentially has the centrifuge drum, the filter cake collecting chamber and the filtrate collecting chamber. Only through openings for supply and disposal lines are provided in the housing. The shaft bearings and the rotary drive are also expediently accommodated outside the housing.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert. Die Zeichnung zeigt in stark schematisierter Weise eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zentrifuge, wobei
- Fig. 1
- eine schematische Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge am Ende eines Zentrifugiervorganges und
- Fig. 2
- eine stark schematisierte Querschnittsansicht der Zentrifuge von Fig. 1 mit auseinandergefahrenen Zentrifugenhälften
- Fig. 1
- is a schematic cross-sectional view of a centrifuge according to the invention at the end of a centrifugation process and
- Fig. 2
- a highly schematic cross-sectional view of the centrifuge of Fig. 1 with the centrifuge halves moved apart
Eine erfindungsgemäße Zentrifuge 10 ist in Fig. 1 dargestellt, welche eine Welle 14 mit einer Zentrifugentrommel 11 aufweist. Die Zentrifugentrommel 11 besteht bei dieser Ausführungsform im wesentlichen aus einer feststehenden Trommelhälfte 12 und einer verschiebbaren Trommelhälfte 13. Die feststehende Trommelhälfte 12 weist an ihrer geschlossenen Stirnseite einen Filtratauslaß 24 auf, der mehrere Durchlaßbohrungen umfaßt.A
Der Filtratauslaß 24 erstreckt sich vom Innenraum der Zentrifugentrommel 11 nach außen in eine Filtrat-Auffangkammer 17. Neben der Filtrat-Auffangkammer 17 ist eine Filterkuchen-Auffangkammer 16 angeordnet. Die beiden Auffangkammern 16 und 17 bilden ein geschlossenes Gehäuse 15 um die Filtertrommel 11. Die weiteren wesentlichen Komponenten der Zentrifuge 10, wie die Lager 18 und 19 und der nicht dargestellte Antrieb, sind in wartungsfreundlicher Weise außerhalb des Gehäuses 15 angeordnet. Das Gehäuse 15 und die Lager 18 und 19 sind dabei in einem Gestell 33 angeordnet.The
Innerhalb der Zentrifugentrommel 11 ist entlang der Welle 14 ein Verdrängungskörper 20 angeordnet, welcher eine Hülle 21 aufweist, die mittels einer Hüllenbefestigung 26 an der Welle 14 angebracht ist. Über einen Druckkanal 22 in der Welle 14 kann ein Druckmedium in den Verdrängungskörper 20 eingeleitet werden.Within the
In der in Fig. 1 dargestellten Betriebsposition der Zentrifuge 10 hat der Verdrängungskörper 20 eine volumenververgrößerte Form angenommen, um Restflüssigkeit 36 zu verdrängen, welche am Ende des Zentrifugierens noch in der Zentrifugentrommel 11 verblieben ist. Die Füllhöhe 25 am Ende eines Zentrifugiervorganges ist mit einer gepunkteten Linie schematisch dargestellt. Die Grenzschicht 34 zwischen einem gebildeten Filterkuchen 35 und einer Restflüssigkeit 36 ist durch eine Strich-Punkt-Linie dargestellt.In the operating position of the
Funktionsgemäß expandiert der Verdrängungskörper 20 in den Bereich der Restflüssigkeit 36, verdrängt diese und drückt die Restflüssigkeit durch den Filtratauslaß 24 aus der Zentrifugentrommel 11.In terms of function, the
Das Verdrängen der Restflüssigkeit 36 wird bei diesem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel noch dadurch verstärkt, daß durch einen in der Welle 14 verlaufenden Suspensionszulauf 23 mit radialen Einlaufkanälen 38 zusätzlich auch Druckluft in die Zentrifugentrommel 11 eingebracht werden kann. Hierdurch kann noch zusätzlich eventuell verbliebene Restflüssigkeit 36 aus der Zentrifugentrommel 11 verdrängt werden. Die radialen Einlaufkanäle 38 weisen eine Schrägstellung auf und gehen bündig in eine Verteilfläche 39 an der verschiebbaren Trommelhälfte 13 über. Hierdurch wird ein möglichst verwirbelungsfreier Einlauf der Suspension gewährleistet. Zum effektiven Einsatz der Druckluft sind die Einlaufkanäle 38 in einem vom Filtratauslaß entfernt liegenden Bereich der Zentrifugentrommel 11 angeordnet.The displacement of the
Die verschiebbare Trommelhälfte 13 weist in ihrem vom Innenraum der Zentrifugentrommel 11 entfernt liegenden Bereich eine Eindrehung 29 auf, welche an die Welle 14 angrenzt. In die Eindrehung 29 ragt ein Absatz 37 der Welle 14 hinein und teilt die Eindrehung 29 druckdicht in zwei getrennte Druckräume 30 und 31.The
Über Hydraulikkanäle 32 sind die beiden Druckräume 30 und 31 mit einer Hydraulikeinrichtung verbunden, wobei durch Beaufschlagen des einen 30 oder des anderen Druckraums 31 die Trommelhälfte 13 auf der Welle 14 verschoben werden kann. Die nicht dargestellte Hydraulikeinrichtung ist über eine übliche Steuerung mit dem Suspensionszulauf, dem Rotationsantrieb und dem Beaufschlagen des Verdrängungskörpers gekoppelt, um einen sicheren Funktionsablauf zu gewährleisten.The two
In Fig. 2 ist die Zentrifuge 10 aus Fig. 1 in einer Betriebsposition dargestellt, bei der die Trommelhälften 12 und 13 zum Austragen des Filterkuchens auseinandergefahren sind. In dieser Betriebsposition nimmt der Verdrängungskörper 20 seine volumenkleinere Form an, wobei die schlauchförmige, elastische Hülle 21 eng an der Welle 14 anliegt.FIG. 2 shows the
Durch das Auseinanderfahren der beiden Trommelhälften 11 und 13 wird ein Öffnungsspalt 27 gebildet, durch welchen der Filterkuchen bei Rotation der Zentrifugentrommel 11 in die Filterkuchen-Auffangkammer 16 abgeschleudert wird. Um das Austragen des Filterkuchens zu erleichtern, sind konische Innenwände 28 an den Trommelhälften 12 und 13 vorgesehen. Der Durchmesser der Trommelhälften 12 und 13 erweitert sich dabei zum Öffnungsspalt 27 hin.By moving the two
Durch das gezeigte Ausführungsbeispiel ist verdeutlicht, daß durch Einsatz eines erfindungsgemäßen Verdrängungsmittels nach Abschluß des eigentlichen Zentrifugiervorganges noch verbliebene Restflüssigkeit ausgetrieben werden kann, wodurch ein besserer Entfeuchtungsgrad des Filterkuchens und eine höhere Rückgewinnungsquote am Filtrat erreichbar ist.The embodiment shown makes it clear that by using a displacement agent according to the invention, remaining liquid can still be expelled after completion of the actual centrifuging process, as a result of which a better degree of dehumidification of the filter cake and a higher recovery rate on the filtrate can be achieved.
Claims (12)
dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Austragen des Filterkuchens (35) ein Verdrängungsmittel in den Innenraum der Zentrifugentrommel (11) einbringbar ist.Centrifuge for solid-liquid separation of a suspension with a driven shaft, on which a centrifuge drum is arranged, the outer peripheral region of which is remote from the shaft is closed, at least during the centrifuging process, so that a filter cake can form in the outer peripheral region, and on the Centrifuge drum an outlet is provided through which a filtrate can be removed,
characterized,
that a displacement means can be introduced into the interior of the centrifuge drum (11) before the filter cake (35) is discharged.
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdrängungsmittel ein Fluid ist, welches unter Druck in den Innenraum der Zentrifugentrommel (11) einleitbar ist.Centrifuge according to claim 1,
characterized,
that the displacement means is a fluid which can be introduced under pressure into the interior of the centrifuge drum (11).
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verdrängungsmittel ein formveränderlicher Verdrängungskörper (20) ist, welcher zum Austreiben von Restflüssigkeit (36) volumenvergrößerbar ist.Centrifuge according to claim 1,
characterized,
that the displacement means is a shape-changing displacement body (20) which can be increased in volume to expel residual liquid (36).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdrängungskörper (20) eine Hülle (21) aufweist,
daß die Hülle (21) entlang der Welle (14) im Innenraum der Zentrifugentrommel (11) angeordnet ist und daß die Hülle (21) durch ein Druckmedium aufblasbar ist.Centrifuge according to claim 3,
characterized,
that the displacement body (20) has a casing (21),
that the sleeve (21) is arranged along the shaft (14) in the interior of the centrifuge drum (11) and that the sleeve (21) is inflatable by a pressure medium.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülle (21) aus einem elastischen Material, insbesondere Gummi, besteht.Centrifuge according to claim 4,
characterized,
that the sheath (21) consists of an elastic material, in particular rubber.
dadurch gekennzeichnet,
daß nach Beendigung der Suspensionszuführung über einen Suspensionszulauf (23) ein Verdrängungsfluid in den Innenraum der Zentrifugentrommel (11) einleitbar ist und
daß zusätzlich ein formveränderlicher Verdrängungskörper (20) im Innenraum der Zentrifugentrommel (11) angeordnet ist.Centrifuge according to one of claims 1 to 5,
characterized,
that after the suspension supply has ended, a displacement fluid can be introduced into the interior of the centrifuge drum (11) via a suspension inlet (23) and
that an additionally variable displacement body (20) is arranged in the interior of the centrifuge drum (11).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zentrifugentrommel (11) zwei Trommelhälften (12, 13) aufweist und
daß wenigstens eine Trommelhälfte (13) zur Bildung eines Öffnungsspaltes (27) auf der Welle (14) axial verschiebbar ist.Centrifuge according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the centrifuge drum (11) has two drum halves (12, 13) and
that at least one drum half (13) is axially displaceable on the shaft (14) to form an opening gap (27).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trommelhälften (12, 13) konisch verlaufende Innenwände (28) aufweisen, welche sich zum Öffnungsspalt (27) hin erweitern.Centrifuge according to claim 7,
characterized,
that the drum halves (12, 13) have conical inner walls (28) which widen towards the opening gap (27).
dadurch gekennzeichnet,
daß die axial verschiebbare Trommelhälfte (13) mittels einer Hydraulikeinrichtung verfahrbar ist.Centrifuge according to claim 7 or 8,
characterized,
that the axially displaceable drum half (13) can be moved by means of a hydraulic device.
dadurch gekennzeichnet,
daß die verschiebbare Trommelhälfte (13) eine an die Welle (14) angrenzende ringförmige Eindrehung (29) aufweist, welche durch einen ringförmigen Absatz (37) der Welle (14) in zwei Druckräume (30, 31) unterteilt ist und
daß in der Welle (14) Hydraulikkanäle (32) vorgesehen sind, welche zu den Druckräumen (30, 31) führen.Centrifuge according to one of claims 7 to 9,
characterized,
that the displaceable drum half (13) has an annular recess (29) adjacent to the shaft (14), which is divided into two pressure chambers (30, 31) by an annular shoulder (37) of the shaft (14) and
that in the shaft (14) hydraulic channels (32) are provided which lead to the pressure chambers (30, 31).
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Öffnungsspalt (27) eine Filterkuchen-Auffangkammer (16) und dem Filtratauslaß (24) eine Filtrat-Auffangkammer (17) zugeordnet ist.Centrifuge according to one of claims 7 to 10,
characterized,
that the opening gap (27) is associated with a filter cake collecting chamber (16) and the filtrate outlet (24) is a filtrate collecting chamber (17).
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest der Verfahrensraum der Zentrifuge (10) von einem geschlossenen Gehäuse (15) umgeben ist.Centrifuge according to one of claims 1 to 11,
characterized,
that at least the process chamber of the centrifuge (10) is surrounded by a closed housing (15).
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