EP0706829B1 - Schleudertrommel - Google Patents

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EP0706829B1
EP0706829B1 EP95115891A EP95115891A EP0706829B1 EP 0706829 B1 EP0706829 B1 EP 0706829B1 EP 95115891 A EP95115891 A EP 95115891A EP 95115891 A EP95115891 A EP 95115891A EP 0706829 B1 EP0706829 B1 EP 0706829B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
valve
closing
outlet
control
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95115891A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0706829A1 (de
Inventor
Siegfried Dr.-Ing König
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flottweg GmbH
Original Assignee
Flottweg GmbH
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Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6530589&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0706829(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Flottweg GmbH filed Critical Flottweg GmbH
Publication of EP0706829A1 publication Critical patent/EP0706829A1/de
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Publication of EP0706829B1 publication Critical patent/EP0706829B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B04B1/14—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 with periodical discharge

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal drum of a self-draining centrifuge with a hydraulically operated, axially movable piston valve, the one Seals solids space against at least one solids outlet, the piston valve via one with a locking medium, preferably locking water fillable lock chamber is held in its closed position, preferably one hydraulically movable piston valve, which is arranged in an outlet chamber is and the closing chamber seals against an outlet, whereby the piston valve on an energy accumulator arranged in the outlet chamber, preferably supports one or more compression springs and a passage opening has, through which lock chamber and outlet chamber connectable are, and a control line, via which control fluid to the energy storage opposite effective area of the piston valve can be fed.
  • DE-PS 19 09 996 discloses a centrifugal drum of a clarifier with a rotor body, in which a separation space and a set of plate inserts are arranged.
  • the wall of the rotor body has outlet openings on, which are closed by a piston valve, the Movement of the spool with a control liquid, for example water is performed.
  • the control liquid is a via a fixed line Space fed to the bottom of the spool.
  • the room has an outlet, which can be closed by means of a ring valve supported on springs is.
  • This ring valve is arranged in one chamber and can be opened in a second Control line with control liquid are applied so that the ring valve the outlet opening of the space located below the piston valve opens.
  • this known centrifugal drum has another control line with the one below the ring valve arranged space is connected.
  • this space is previously filled with control liquid via the control line, so that with further inflow of control fluid via the in the ring valve arranged bore the pressure in this room increases and the ring valve after a short opening time pushes back into the starting position.
  • centrifugal drum enables accelerated partial emptying the drum, however, can be by the simultaneous supply of Closing and opening water a complete emptying with safe keeping of the Discharge openings not closed.
  • centrifuges are required to perform full emptying in this way can that the solids space can be kept safely open to any Rinsing the plate pack to remove solid deposits to be able to perform.
  • centrifugal drums there are also a variety of designs of centrifugal drums previously known to use control systems with chambers that at a When completely drained, take up the entire closing water liquid and at Partial drains can be prefilled. These chambers are over throttled Outlets opened, so that the operation of such centrifugal drums exactly dosed control water supply presupposes, which is often complicated in practice is and requires complex control water treatment. Besides, it is structurally complex, the corresponding paths and closing speeds to master the spool in such centrifugal drums, so that among other things, complex control valves must be used, the one additional opening of the chamber to the outside to create inertia minimize these remarks.
  • control valves are however very limited, because of the limited executable Bore cross sections only a restricted escape of the control fluids is possible.
  • the scope of such Centrifugal drum several control valves are provided, which in addition should avoid tilting of the valve spool.
  • centrifugal drum is known for example from DE-PS 32 40 093, which is provided with a valve slide, which is used in the more common Partial emptying constantly via a pressure medium, namely one Closing liquid is pressed into its closed position.
  • a pressure medium namely one Closing liquid is pressed into its closed position.
  • the invention has for its object to design a centrifugal drum of the type mentioned in such a way that partial emptying with accelerated closing and large lifting height of the piston valve are possible and optionally completely controllable full emptying of the drum without the negative influence of a Collection chamber on the outflow of the closing liquid and in particular without being able to carry out the pre-filling in the event of partial emptying.
  • a centrifugal drum according to the invention that the outlet chamber is sealed by means of a preferably hydraulically controllable control slide against at least one outlet opening into which the flowing medium flowing into the outlet chamber flows freely when the solids space is completely emptied, the control slide mechanically over at least an energy store is held in its closed position.
  • a full drain should now be carried out become, during the above process without Closing medium supply of the controllable control slide by means of a Control liquid controlled so that it releases the outlet opening, via which can drain the closing medium arranged in the outlet chamber.
  • the drum now remains open until the control liquid supply is over stopped the piston valve and then the closing chamber again is filled with locking liquid.
  • the energy store presses namely the Compression springs return the control spool to its original position, so that the Outlet opening of the outlet chamber is sealed and in the Exhaust chamber increasing fluid pressure sealing the piston valve against the Outlet pushes.
  • the closing water remaining in the outlet chamber can then flow out through a throttled outlet.
  • control slide is substantially U-shaped in cross section and with its Legs forms part of the housing. Accordingly, the spool has an essentially pot-shaped design and encompasses with his Legs the area of the housing in which the outlet chamber is arranged.
  • control slide and the piston valve are through coordinated calibration of feed channels for opening the Control spool on the one hand and the movement of the piston valve on the other, in Connection with the dimensioning of the radius R via a common control water supply controllable.
  • the radius R is the dimension the supply chamber for the control liquid.
  • This feed chamber can be in shape an overflow weir be formed that the two feed channels to the Control spool on the one hand and to the piston valve on the other hand separates.
  • control slide and the piston valve can be controlled via separate control water supply lines.
  • a centrifugal drum shown in the drawing has a centric Inlet 1 for a solid-liquid mixture to be separated, via which the solid-liquid mixture arrives in a centrifugal space 2, which consists of a separation space 4 and a solid space 6 is composed.
  • the solid space 6 is designed as a double cone and in its lower area by one Piston slide 8 limits one provided in the drum jacket 9 Solid outlet for the solids closes or releases when the Piston slide 8 axially from the closed position shown in the drawing is moved within the centrifugal space 2.
  • the centrifugal drum has a drum cover 3 in its upper region closed, which is connected by a locking ring 5 to the drum shell 9 is.
  • a Locking liquid namely locking water via a fixed control water supply line 30 and a channel 28 acted upon closing chamber provided in whose outer peripheral region are arranged outlet channels 11, which Connect the lock chamber 10 to an outlet chamber 12.
  • An annular valve in the form of a piston valve 16 is arranged in the outlet chamber 12, which is supported on springs 21.
  • the piston valve 16 is thus can be moved parallel to the piston slide 8 in the axial direction of the centrifugal drum stored in the outlet chamber 12.
  • the piston valve 16 supporting springs 21 are supported on a ring member 19 which with the Drum shell 9 is screwed tight.
  • sealing bodies 23 are arranged, which are the outlet channels seal from the closing chamber 10 against the outlet chamber 12.
  • the piston valve 16 by means of the springs 21 against the inner surface of the Drum shell 9 pressed, in which the outlet channels 11 are arranged.
  • the centrifugal drum also has a control water supply line 32, which via channels 24 and 27 control water between the piston valve 16 and the Drum casing 9 promotes, so that hydraulic pressure builds up in this area which is larger than that by the springs on the underside of the Piston valve 16 applied pressure so that the piston valve 16 by acting with control water via the control water supply line 32 and the channels 24 and 27 moved in the axial direction of the centrifugal drum into the outlet chamber becomes.
  • the piston valve 8 in its Control water holding the closed position can thus enter the outlet channel 11 into the Outlet chamber 12 and through passages 22 in the piston valve 16 in a below of the piston valve 16 arranged chamber 17 suddenly flow.
  • the repression the control water from the lock chamber 10 takes place here by the pressure built up in the separation chamber 2, which acts on the piston slide 8 and moved this down.
  • the spool 8 Through this movement of the spool 8 the ejection openings 7 released so that solids via the ejection opening 7 can emerge from the centrifugal drum.
  • the chamber 17 arranged below the piston valve 16 has a smaller one Volume than the closing chamber 10, so that the chamber 17 is only a part of the escaping locking water escaping from the locking chamber 10.
  • the Closing water flowing under the piston valve 16 thus builds on the underside of the piston valve 16 a pressure supporting the spring 21, which the Piston valve 16 returns to its closed position.
  • By closing the Outlet channel 11 and the constant supply of closing water increases Pressure in the closing chamber 10 so that the closing water Piston slide 8 also transferred to its closed position and this the Ejection opening 7 closes.
  • the closing water flowing into the outlet chamber 12 during the partial emptying flows through throttled outlets after the opening process is completed 13 from.
  • the centrifugal drum also has an axially movable control slide 20 on the springs 25 against a sealing ring 14, for example made of polyamide, is pressed.
  • the springs 25 are supported in one, one in cross section U-shaped recess from the ring, which is fixed to the drum shell 9 is screwed.
  • the control slide 20 closes the chamber 17th between the piston valve 16 and a ring member 19 which is fixed to the Drum shell 9 is connected and on which the springs 21 of the Support piston valve 16.
  • control slide 20 is in cross section formed essentially U-shaped, with its legs part of the outer surface the centrifugal drum and have throttled outlets 15 and 18, which allow the control fluid to flow out.
  • a channel 26 for Supply of control water Between the drum jacket 9 and the control slide 20 is a channel 26 for Supply of control water arranged, the channel 26 to a control water supply line 31 is connected.
  • a pressure generated that is greater than the pressure acting on the spool 20 Springs 25 so that the spool 20 in the axial direction towards the springs 25 is moved.
  • This movement of the control slide 20 gives an annular gap in the Area of the sealing ring 14 free, so that located in the chamber 17 Control water can flow through this annular gap. The chamber 17 is thus ineffective.
  • control fluid is supplied via the control water supply 32 and the channels 24 and 27 of the outlet chamber 12 are supplied.
  • the Outlet chamber 12 creates a hydraulic pressure that the piston valve 16 after below, i.e. moves against the force of the springs 21 and the outlet channels 11 opens.
  • the pressure in the closing chamber 10 drops and the pressure on the piston valve in the centrifugal chamber 2 shifts the Piston slide 8 displacing what is arranged in the locking chamber Closing water in the axial direction such that the discharge openings 7 be released.
  • control and / or Locking water supply line 31 control and / or locking water into channel 26 passed so that between the spool 20 and the Drum shell 9 screwed ring part 19, a pressure is built up after Overcoming the force from the springs 25, the spool 20 in this way moves that the annular gap is opened in the area of the sealing ring 14, so that existing or inflowing closing water in the chamber 17 can flow out this annular gap. If one now carries out the procedure of above-mentioned partial emptying, it can be seen that the Chamber 17 is ineffective, so that closing water flowing into this chamber does not cause the piston valve to move out of the Open position is transferred to its closed position.
  • the illustrated embodiment of the centrifugal drum according to the invention sees separate control or closing water supply lines 30 and 31 for the control slide 20 and the piston valve 16 before.
  • the Control slide 20 and the piston valve 16 by coordinated calibration of supply channels 24, 26 and 27 for the opening of the control slide 20 on the one hand and the movement of the piston valve 16 on the other hand with the dimensioning of the radius R via a common control water supply are controllable.
  • a so-called overflow weir arranged by a Partition plate between the two feed channels 26 and 27 is formed and the the inflow of the control water into one or the other feed channel controls.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleudertrommel einer selbstentleerenden Zentrifuge mit einem hydraulisch betätigten, axial beweglichen Kolbenschieber, der einen Feststoffraum gegen zumindest einen Feststoffauslaß abdichtet, wobei der Kolbenschieber über eine mit einem Schließmedium, vorzugsweise Schließwasser befüllbare Schließkammer in seiner Schließstellung gehalten ist, einem vorzugsweise hydraulisch bewegbaren Kolbenventil, welches in einer Auslaßkammer angeordnet ist und die Schließkammer gegen einen Auslaß abdichtet, wobei sich das Kolbenventil auf einem in der Auslaßkammer angeordneten Kraftspeicher, vorzugsweise einer oder mehrerer Druckfedern abstützt und eine Durchlassöffnung aufweist, durch welche Schließkammer und Auslaßkammer verbindbar sind, und einer Steuerleitung, über welche Steuerflüssigkeit auf die dem Kraftspeicher gegenüberliegende wirksame Fläche des Kolbenventils zuführbar ist.
Derartige Schleudertrommeln sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die DE-PS 19 09 996 eine Schleudertrommel einer Klärzentrifuge mit einem Rotorkörper, in welchem ein Trennraum und ein Satz Tellereinsätze angeordnet sind. Die Wandun des Rotorkörpers weist Auslaßöffnungen auf, welche von einem Kolbenschieber verschlossen werden, wobei die Bewegung des Kolbenschiebers mit einer Steuerflüssigkeit, beispielsweise Wasser ausgeführt wird. Die Steuerflüssigkeit wird über eine feststehende Leitung einem Raum an der Unterseite des Kolbenschiebers zugeführt. Der Raum hat eine Auslaßöffnung, welche mittels eines auf Federn abgestützten Ringventils verschließbar ist. Dieses Ringventil ist in einer Kammer angeordnet und kann über eine zweite Steuerleitung mit Steuerflüssigkeit derart beaufschlagt werden, daß das Ringventil die Auslaßöffnung des unterhalb des Kolbenventils angeordneten Raumes öffnet.
Mit einer derartigen Schleudertrommel kann sowohl eine Teilentleerung als auch eine Vollentleerung des Trennraumes über die Auslaßöffnungen in der Rotorwandung durchgeführt werden. Bei der Vollentleerung wird das Ringventil derart mit Steuerflüssigkeit beaufschlagt, daß es in die unterhalb des Ringventils angeordnete Kammer entgegen der Kraft der Federn gedrückt wird, wodurch die Steuerflüssigkeit unterhalb des Kolbenschiebers aufgrund des auf den Kolbenschieber drückenden Druckes des Schleuderraumes ausströmt. Über eine in dem Ringventil angeordnete Bohrung gelangt die Steuerflüssigkeit in den unterhalb des Ringventils angeordneten Raum, von wo aus sie über einen Auslaß entweichen kann. Dieser Auslaß ist als Drosselstelle ausgebildet. Wird die oberhalb des Ringventils auftreffende Steuerflüssigkeit über Auslässe abgeleitet, so übersteigt der Federdruck den Flüssigkeitsdruck, so daß das Ringventil in seine Ausgangsposition zurückgeführt wird und den unterhalb des Kolbenschiebers angeordneten Steuerraum abdichtet.
Um eine Teilentleerung durchzuführen weist diese vorbekannte Schleudertrommel eine weitere Steuerleitung auf, die mit dem unterhalb des Ringventils angeordneten Raum verbunden ist. Bei einer Teilentleerung des Feststoffraumes wird dieser Raum zuvor über die Steuerleitung teilweise mit Steuerflüssigkeit gefüllt, so daß bei weiterem Einströmen von Steuerflüssigkeit über die im Ringventil angeordnete Bohrung der Druck in diesem Raum ansteigt und das Ringventil nach kurzer Öffnungszeit wieder in die Ausgangsposition zurückdrückt.
Diese vorbekannte Schleudertrommel ermöglicht zwar eine beschleunigte Teilentleerung der Trommel, läßt jedoch durch die gleichzeitige Zuführung von Schließ- und Öffnungswasser eine Vollentleerung mit sicherer Offenhaltung der Austragsöffnungen nicht zu. Im praktischen Betrieb von selbstentleerenden Zentrifugen ist es jedoch erforderlich Vollentleerungen derart durchführen zu können, daß der Feststoffraum sicher offengehalten werden kann, um eventuelle Durchspülungen des Tellerpaketes zur Entfernung von Feststoffablagerungen durchführen zu können.
Es sind darüberhinaus eine Vielzahl von Ausführungen von Schleudertrommeln vorbekannt, die Steuersysteme mit Kammern verwenden, die bei einer Vollentleerung die gesamte Schließwasserflüssigkeit aufnehmen und bei Teilentleerungen vorgefüllt werden. Diese Kammern sind über gedrosselte Auslässe geöffnet, so daß die Betriebsweise derartiger Schleudertrommeln exakt dosierte Steuerwasserzuführungen voraussetzt, was in der Praxis oft kompliziert ist und aufwendige Steuerwasseraufbereitungen erfordert. Außerdem ist es konstruktiv aufwendig, die entsprechenden Wege und Schließgeschwindigkeiten des Kolbenschiebers bei derartigen Schleudertrommeln zu beherrschen, so daß unter anderem aufwendige Steuerventile eingesetzt werden müssen, die eine zusätzliche Öffnung der Kammer zur Außenseite schaffen, um die Trägheit dieser Ausführungen zu minimieren. Die Verwendung derartiger Steuerventile ist jedoch sehr eingeschränkt, da aufgrund der begrenzt ausführbaren Bohrungsquerschnitte nur ein gedrosseltes Entweichen der Steuerflüssigkeiten möglich ist. Alternativ hierzu können am Umfang einer derartigen Schleudertrommel mehrere Steuerventile vorgesehen werden, die darüberhinaus ein Verkanten des Ventilschiebers vermeiden sollen.
Eine derartige Schleudertrommel ist beispielsweise aus der DE-PS 32 40 093 bekannt, die mit einem Ventilschieber versehen ist, der bei den häufiger vorkommenden Teilentleerungen konstant über ein Druckmedium, nämlich eine Schließflüssigkeit in seine Schließstellung gedrückt wird. Bei der Betriebsweise dieser vorbekannten Schleudertrommel muß demzufolge der Druck konstant aufrechterhalten werden, was konstruktiv entsprechend dimensionierte Kanäle und die ständige Zufuhr von Schließflüssigkeit erfordert.
Schließlich ist es bekannt - USA-3 494 546 - für die unterschiedlichen Betriebsweisen Teilenteleerung und Vollentleerung zwei in axialer Richtung gestaffelt angeordnete Ringventile vorzusehen, die jeweils über eigene zugeordnete Kanäle den Druck in der Schließkammer - Raum unterhalb des Kolbenventils - dadurch beeinflussen, dass entweder je Entleerungsart ein zugeordnetes Ringventil oder für die Teilentleerung ein zugeordnetes Ringventil und für die Vollentleerung beide Ringventile betätigt werden. Die das Schließwasser bei geöffnetem Ventilsitz abführenden Abströmkanäle beider Ringventile münden in permanent nach außerhalb der Schleudertrommel geöffnete Räume, so dass keine wahlweise zu schließende und zu öffnende Auslasskammer vorhanden ist.
Ausgehend von dem voranstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schleudertrommel der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass Teilentleerungen mit beschleunigtem Schließvorgang und großer Hubhöhe des Kolbenschiebers möglich sind und wahlweise von außen steuerbare Vollentleerungen der Trommel ohne den negativen Einfluß einer Auffangkammer auf den Abfluß der Schließflüssigkeit und insbesondere ohne deren Vorfüllung bei einer Teilentleerung durchführen zu können.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung sieht bei einer erfindungsgemäßen Schleudertrommel vor, daß die Auslaßkammer mittels eines, vorzugsweise hydraulisch steuerbaren Steuerschiebers gegenüber zumindest einer Auslaßöffnung abgedichtet ist, in die bei einer Vollentleerung des Feststoffraumes das in die Auslaßkammer einströmende Fließmedium unbehindert abfließt, wobei der Steuerschieber mechanisch über zumindest einen Kraftspeicher in seiner Schließstellung gehalten wird.
Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, daß die Auslaßkammer durch einen hydraulisch steuerbaren Steuerschieber verschlossen ist, zu dessen Öffnung es eines Fluiddruckes bedarf, dessen Schließvorgang nach Reduzierung des Fluiddruckes jedoch mechanisch über einen Kraftspeicher, vorzugsweise mehrere Druckfedern erfolgt. Bei der erfindungsgemäßen Schleudertrommel erfolgt die Teilentleerung in an sich bekannter Vorgehensweise, d.h. daß das in der Schließkammer unterhalb des Kolbenschiebers vorhandene Schließmedium in die Auslaßkammer unterhalb des Kolbenventils abfließt, bis die Auslaßkammer gefüllt ist und der ansteigende Flüssigkeitsdruck in der Auslaßkammer das Kolbenventil in seine Schließstellung zurückführt und somit das sich vor dem Kolbenventil durch ständige Zufuhr stauende Schließmedium den Kolbenschieber vor den Feststoffauslaß drückt. Soll nunmehr eine Vollentleerung durchgeführt werden, so wird während des voranstehend genannten Vorgangs ohne Schließmediumzufuhr der steuerbare Steuerschieber mittels einer Steuerflüssigkeit derart angesteuert, daß er die Auslaßöffnung freigibt, über welche das in der Auslaßkammer angeordnete Schließmedium abfließen kann. Die Trommel bleibt jetzt solange geöffnet, bis die Steuerflüssigkeitszufuhr über dem Kolbenventil gestoppt und im Anschluß daran die Schließkammer wieder mit Schließflüssigkeit gefüllt wird. Wird nun der den Steuerschieber ausrückende Druck in der Steuerleitung reduziert, drückt der Kraftspeicher, nämlich die Druckfedern den Steuerschieber in seine Ausgangslage zurück, so daß die Auslaßöffnung der Auslaßkammer abgedichtet wird und der in der Auslaßkammer ansteigende Fluiddruck das Kolbenventil abdichtend gegen den Auslaß schiebt. Das in der Auslaßkammer verbleibende Schließwasser kann dann über einen gedrosselten, Auslaß ausströmen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steuerschieber in Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und mit seinen Schenkeln einen Teil des Gehäuses bildet. Demzufolge weist der Steuerschieber eine im wesentlichen topfförmige Ausgestaltung auf und umgreift mit seinen Schenkeln den Bereich des Gehäuses, in dem die Auslaßkammer angeordnet ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Steuerschieber und das Kolbenventil durch aufeinander abgestimmte Kalibrierung von Zuführkanälen für die Öffnung des Steuerschiebers einerseits und die Bewegung des Kolbenventils andererseits, in Verbindung mit der Dimensionierung des Radius R über eine gemeinsame Steuerwasserzuleitung steuerbar. Bei dem Radius R handelt es sich um die Abmessung der Zufuhrkammer für die Steuerflüssigkeit. Diese Zufuhrkammer kann in Form eines Überlaufwehres ausgebildet sein, das die beiden Zuführkanäle zu dem Steuerschieber einerseits und zu dem Kolbenventil andererseits trennt.
Schließlich ist es alternativ vorgesehen, daß der Steuerschieber und das Kolbenventil über getrennte Steuerwasserzuleitungen ansteuerbar sind. Bei dieser Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, daß entsprechende Steuerwassermengen in unterschiedlicher Größe zur Steuerung des Kolbenventils bzw. des Steuerschiebers einstellbar sind.
Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung in der eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleudertrommel dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung den Hauptteil einer Hälfte einer Schleudertrommel im Axialschnitt.
Eine in der Zeichnung dargestellte Schleudertrommel weist einen zentrischen Einlauf 1 für ein zu trennendes Feststoff-Flüssigkeitsgemisch auf, über welchen das Feststoff-Flüssigkeitsgemisch in einen Schleuderraum 2 gelangt, der sich aus einem Trennraum 4 und einem Feststoffraum 6 zusammensetzt. Der Feststoffraum 6 ist als Doppelkonus ausgebildet und in seinem unteren Bereich von einem Kolbenschieber 8 begrenzt, der einen im Trommelmantel 9 vorgesehenen Feststoffauslaß für die Feststoffe verschließt bzw. freigibt, wenn der Kolbenschieber 8 aus der in der Zeichnung dargestellten Schließstellung axial innerhalb des Schleuderraumes 2 verschoben ist.
Die Schleudertrommel ist in ihrem oberen Bereich mit einem Trommeldeckel 3 verschlossen, der durch einen Verschlußring 5 mit dem Trommelmantel 9 verbunden ist.
Zwischen dem Trommelmantel 9 und dem Kolbenschieber 8 ist eine mit einer Schließflüssigkeit, nämlich Schließwasser über eine feststehende Steuerwasserzuleitung 30 und einem Kanal 28 beaufschlagbare Schließkammer vorgesehen, in deren äußeren Umfangsbereich Auslaßkanäle 11 angeordnet sind, die die Schließkammer 10 mit einer Auslaßkammer 12 verbinden.
In der Auslaßkammer 12 ist ein Ringventil in Form eines Kolbenventils 16 angeordnet, welches sich auf Federn 21 abstützt. Das Kolbenventil 16 ist somit parallel zum Kolbenschieber 8 in axialer Richtung der Schleudertrommel verschiebbar in der Auslaßkammer 12 gelagert. Die das Kolbenventil 16 abstützenden Federn 21 stützen sich auf einem Ringteil 19 ab, der mit dem Trommelmantel 9 fest verschraubt ist.
Auf dem Kolbenventil 16 sind Dichtkörper 23 angeordnet, die die Auslaßkanäle aus der Schließkammer 10 gegenüber der Auslaßkammer 12 abdichten. Hierzu wird das Kolbenventil 16 mittels der Federn 21 gegen die Innenfläche des Trommelmantels 9 gedrückt, in der die Auslaßkanäle 11 angeordnet sind.
Die Schleudertrommel weist ferner eine Steuerwasserzuleitung 32 auf, welche über Kanäle 24 und 27 Steuerwasser zwischen das Kolbenventil 16 und den Trommelmantel 9 fördert, so daß in diesem Bereich ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, der größer ist als der durch die Federn auf die Unterseite des Kolbenventils 16 aufgebrachte Druck, so daß das Kolbenventil 16 durch Beaufschlagung mit Steuerwasser über die Steuerwasserzuleitung 32 und die Kanäle 24 und 27 in axialer Richtung der Schleudertrommel in die Auslaßkammer verschoben wird.
Das in der Schließkammer 10 vorhandene, den Kolbenschieber 8 in seiner Schließstellung haltende Steuerwasser kann somit über den Auslaßkanal 11 in die Auslaßkammer 12 und über Durchlässe 22 im Kolbenventil 16 in eine unterhalb des Kolbenventils 16 angeordnete Kammer 17 schlagartig einströmen. Die Verdrängung des Steuerwassers aus der Schließkammer 10 erfolgt hierbei durch den im Trennraum 2 aufgebauten Druck, der auf den Kolbenschieber 8 wirkt und diesen nach unten bewegt. Durch diese Bewegung des Kolbenschiebers 8 werden die Auswurföffnungen 7 freigegeben, so daß Feststoffe über die Auswurföffnung 7 aus der Schleudertrommel austreten können.
Die unterhalb des Kolbenventils 16 angeordnete Kammer 17 hat ein geringeres Volumen als die Schließkammer 10, so daß die Kammer 17 nur einen Teil des aus der Schließkammer 10 entweichenden Schließwassers aufnehmen kann. Das unter das Kolbenventil 16 strömende Schließwasser baut somit auf der Unterseite des Kolbenventils 16 einen die Feder 21 unterstützenden Druck auf, der das Kolbenventil 16 in seine Schließstellung zurückführt. Durch das Verschließen des Auslaßkanals 11 und der ständig erfolgenden Zufuhr von Schließwasser steigt der Druck in der Schließkammer 10 an, so daß das Schließwasser den Kolbenschieber 8 ebenfalls in seine Schließstellung überführt und dieser die Auswurföffnung 7 verschließt.
Die voranstehend dargestellte Vorgehensweise beschreibt eine Teilentleerung des Feststoffraumes 6 bei der der Kolbenschieber 8 nur für Bruchteile von Sekunden öffnet.
Das während der Teilentleerung in die Auslaßkammer 12 einströmende Schließwasser fließt nach Beendigung des Öffnungsvorganges über gedrosselte Auslässe 13 ab.
Die Schleudertrommel weist ferner einen axial beweglichen Steuerschieber 20 auf, der über Federn 25 gegen einen Dichtungsring 14, beispielsweise aus Polyamid, gedrückt wird. Die Federn 25 stützen sich hierbei in einem, eine im Querschnitt U-förmige Ausnehmung aufweisenden Ring ab, der fest mit dem Trommelmantel 9 verschraubt ist. Der Steuerschieber 20 verschließt die Kammer 17 zwischen dem Kolbenventil 16 und einem Ringteil 19, welches fest mit dem Trommelmantel 9 verbunden ist und auf dem sich die Federn 21 des Kolbenventils 16 abstützen.
Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist der Steuerschieber 20 im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet, wobei seine Schenkel Teil der Außenfläche der Schleudertrommel sind und gedrosselte Auslässe 15 und 18 aufweisen, die ein Ausströmen der Steuerflüssigkeit ermöglichen.
Zwischen dem Trommelmantel 9 und dem Steuerschieber 20 ist ein Kanal 26 zur Zufuhr von Steuerwasser angeordnet, wobei der Kanal 26 an eine Steuerwasserzuleitung 31 angeschlossen ist. Durch die Zufuhr von Steuerwasser zwischen den Steuerschieber 20 den Ringteil 19 und den Trommelmantel 9 wird ein Druck erzeugt, der größer ist als der Druck der auf den Steuerschieber 20 wirkenden Federn 25, so daß der Steuerschieber 20 in axialer Richtung auf die Federn 25 zu bewegt wird. Diese Bewegung des Steuerschiebers 20 gibt einen Ringspalt im Bereich des Dichtungsringes 14 frei, so daß in der Kammer 17 befindliches Steuerwasser über diesen Ringspalt abfließen kann. Die Kammer 17 ist somit unwirksam. Nach Beendigung der Zufuhr des Steuerwassers über die Steuerwasserzufuhrleitung 31 und den Kanal 26 fließt zwischen dem Steuerschieber 20 und dem Trommelmantel 9 verbleibendes Steuerwasser über den gedrosselten Auslaß 18 ab und die Federn 25 verschieben den Steuerschieber 20 wieder in die Schließstellung, so daß der Steuerschieber 20 mit seinem Schenkelende am Dichtring 14 dichtend anliegt.
Mit Beginn des Separiervorganges in der Schleudertrommel wird die Schließkammer 10 über die feststehende Schließwasserzuleitung 30 und den Kanal 28 mit Schließwasser gefüllt, um den Kolbenschieber 8 in seine Schließstellung zu überführen.
Nach Ansammlung einer bestimmten Feststoffmenge im Feststoffraum 6 kann eine Teil- oder eine Vollentleerung durchgeführt werden.
Zu Einleitung einer Teilentleerung wird Steuerflüssigkeit über die Steuerwasserzuleitung 32 und die Kanäle 24 und 27 der Auslaßkammer 12 zugeführt. In der Auslaßkammer 12 entsteht ein hydraulischer Druck, der das Kolbenventil 16 nach unten, d.h. gegen die Kraftwirkung der Federn 21 verschiebt und die Auslaßkanäle 11 öffnet. Hierdurch fällt der Druck in der Schließkammer 10 ab und der auf dem Kolbenschieber auflastende Druck im Schleuderraum 2 verschiebt den Kolbenschieber 8 unter Verdrängung des in der Schließkammer angeordneten Schließwassers in axialer Richtung derart, daß die Auswurföffnungen 7 freigegeben werden.
Das aus dem Auslaßkanal 11 austretende Schließwasser gelangt über die Durchlässe 22 in dem Kolbenventil 16 in die unter dem Kolbenventil 16 angeordnete Kammer 17. Diese Kammer 17 kann jedoch nicht die gesamte Menge des Schließwassers aufnehmen, wobei Schließwasser über die gedrosselten Auslässe 13 und 15 verzögert abfließt, so daß auf das Kolbenventil 16 ein die Federkraft der Feder 21 unterstützender Druck durch das in die Kammer 17 einströmende Schließwasser wirkt, der ein beschleunigtes Schließen des Auslaßkanals durch Verschieben des Kolbenventils 16 in seine Schließstellung bewirkt. Da über die Kanäle 29 und 28 von der feststehenden Schließwasserzuleitung ständig Schließwasser der Schließkammer 10 zugeführt wird, wird die Auswurföffnung 7 in Bruchteilen von Sekunden durch den Kolbenschieber 8 erneut verschlossen. Demzufolge kann auf diese Weise eine Teilentleerung der Schleudertrommel durchgeführt werden.
Bei einer Vollentleerung der Schleudertrommel wird über die Steuer- und/oder Schließwasserzufuhrleitung 31 Steuer- und/oder Schließwasser in den Kanal 26 geleitet, so daß zwischen dem Steuerschieber 20 und dem mit dem Trommelmantel 9 verschraubten Ringteil 19 ein Druck aufgebaut wird, der nach Überwindung der Kraft aus den Federn 25 den Steuerschieber 20 derart verschiebt, daß der Ringspalt im Bereich des Dichtungsringes 14 geöffnet wird, so daß in der Kammer 17 vorhandenes oder einströmendes Schließwasser über diesen Ringspalt ausströmen kann. Führt man nunmehr die Vorgehensweise der voranstehend genannten Teilentleerung durch, so ist zu erkennen, daß die Kammer 17 unwirksam ist, so daß in diese Kammer einströmendes Schließwasser nicht dazu führt, daß das Kolbenventil in Bruchteilen von Sekunden aus der Öffnungsstellung in seine Schließstellung überführt wird. Darüberhinaus wird diese Vorgehensweise dadurch unterstützt, daß der Schließkammer 10 kein weiteres Schließwasser zugeführt wird, so daß eine dauerhafte Öffnung des Kolbenschiebers 8 für den Zeitraum gewährleistet ist, in dem über die Schließwasserzufuhrleitung 30 Schließwasser zwischen den Steuerschieber 20 und den Trommelmantel 9 zugeführt wird und die Öffnungswasserzufuhr zur Auslaßkammer 12 vorher gestoppt wurde.
Die dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schleudertrommel sieht getrennte Steuer- oder Schließwasserzuleitungen 30 und 31 für den Steuerschieber 20 und das Kolbenventil 16 vor. Es ist aber auch denkbar, daß der Steuerschieber 20 und das Kolbenventil 16 durch aufeinander abgestimmte Kalibrierung von Zuführkanälen 24, 26 und 27 für die Öffnung des Steuerschiebers 20 einerseits und die Bewegung des Kolbenventils 16 andererseits in Verbindung mit der Dimensionierung des Radius R über eine gemeinsame Steuerwasserzuleitung steuerbar sind. In diesem Fall kann im Bereich der Steuerwasserzuleitungen ein sogenanntes Überlaufwehr angeordnet sein, das durch eine Trennplatte zwischen den beiden Zuführkanälen 26 und 27 ausgebildet ist und die das Einströmen des Steuerwassers in den einen bzw. den anderen Zuführkanal steuert.

Claims (4)

  1. Schleudertrommel einer selbstentleerenden Zentrifuge mit einem hydraulisch betätigten, axial beweglichen Kolbenschieber (8), der einen Feststoffraum (6) gegen zumindest einen Feststoffauslaß (7) abdichtet, wobei der Kolbenschieber (8) über eine mit einem Schließmedium, vorzugsweise Schließwasser, befüllbare Schließkammer (10) in seiner Schließstellung gehalten ist, einem vorzugsweise hydraulisch bewegbaren Kolbenventil (16), welches in einer Auslasskammer (17) angeordnet ist und die Schließkammer (10) gegen einen Auslaß abdichtet, wobei sich das Kolbenventil (16) auf einem in der Auslasskammer (17) angeordneten Kraftspeicher, vorzugsweise einer oder mehrerer Druckfedern (21), abstützt und eine Durchlassöffnung (22) aufweist, durch welche Schließkammer (10) und Auslasskammer (17) verbindbar sind, und einer Steuerleitung (24), über welche Steuerflüssigkeit auf die dem Kraftspeicher (21) gegenüberliegende wirksame Fläche des Kolbenventils (16) zuführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Auslaßkammer (17) mittels eines, vorzugsweise hydraulisch steuerbaren Steuerschiebers (20) gegenüber zumindest einer Auslaßöffnung abgedichtet ist, über welche bei einer Vollentleerung des Feststoffraumes (6) das in die Auslaßkammer (17) einströmende Schließmedium abfließt, wobei der Steuerschieber (20) mechanisch über zumindest einen Kraftspeicher (25) in seiner Schließstellung gehalten wird.
  2. Schleudertrommel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Steuerschieber (20) im Querschnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und mit seinem Schenkeln einen Teil des Gehäuses bildet.
  3. Schleudertrommel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Steuerschieber (2) und das Kolbenventil (16) durch aufeinander abgestimmte Kalibrierung von Zuführkanälen (24, 26, 27) für die Öffnung des Steuerschiebers (20) einerseits und die Bewegung des Kolbenventils (16) andererseits, in Verbindung mit der Dimensionierung des Radius R über eine gemeinsame Steuerwasserzuleitung steuerbar sind.
  4. Schleudertrommel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Steuerschieber (20) und das Kolbenventil (16) über getrennte Steuerwasserzuleitungen (30, 31) ansteuerbar sind.
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