EP0936948B1 - Centrifuge with an inside-out flow filter - Google Patents
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- EP0936948B1 EP0936948B1 EP97912208A EP97912208A EP0936948B1 EP 0936948 B1 EP0936948 B1 EP 0936948B1 EP 97912208 A EP97912208 A EP 97912208A EP 97912208 A EP97912208 A EP 97912208A EP 0936948 B1 EP0936948 B1 EP 0936948B1
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- B04B3/02—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering discharging solid particles from the bowl by means coaxial with the bowl axis and moving to and fro, i.e. push-type centrifuges
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- B04B7/00—Elements of centrifuges
- B04B7/02—Casings; Lids
- B04B7/06—Safety devices ; Regulating
Definitions
- the invention relates to an inverting filter centrifuge for separation of liquid-solid mixtures with a rotating drive Centrifugal drum, with one on the centrifugal drum arranged, reversible filter cloth, with a filtrate housing for receiving and discharging the liquid-solid mixture by centrifuging in the centrifugal drum liquid filter, with the filter cloth a solid housing for receiving and discharging the liquid-solid mixture while rotating the centrifugal drum with the filter cloth separated solid (Filter cake) and with the edge of the centrifugal drum in the Area of the filtrate housing and the solid housing surrounding Annular gap.
- a gas inlet connector 51 provided on the solid housing 11 a compressed gas source (pressure pump) connected in the direction of the arrow a gaseous medium, for example air or a introduces inert gas into the solid housing 11.
- the one in the solid housing 11 overpressure used can be, for example, 5 to 50, preferably 10 to 30 mbar.
- the filtrate housing 10 has a further nozzle 52, which in the simplest case is open to the atmosphere.
- That discharged from the solid housing 11 via the exhaust line 59 Gas can be reprocessed. If you are with a sealing gas flow works in the opposite direction, so the gas not from the solid housing 11, but from the filtrate housing 10 subtracts - with closed valves 54, 57 the valve 55 opened and the gas also for the purpose of processing inserted into the exhaust pipe 59. In this case for example the introduction of the gas via the pipe socket 51 into the solid housing 11, the pipe socket 52 is tightly closed.
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- Centrifugal Separators (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Stülpfilterzentrifuge zum Trennen von Flüssigkeits-Feststoff-Gemischen mit einer rotierend angetriebenen Schleudertrommel, mit einem an der Schleudertrommel angeordneten, umstülpbaren Filtertuch, mit einem Filtratgehäuse zur Aufnahme und Abführung des von dem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch durch Zentrifugieren bei in die Schleudertrommel eingestülptem Filtertuch abgetrennten flüssigen Filtrats, mit einem Feststoffgehäuse zur Aufnahme und Abführung des vom Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch unter Weiterrotieren der Schleudertrommel mit ausgestülptem Filtertuch abgetrennten Feststoffs (Filterkuchen) und mit einem den Rand der Schleudertrommel im Bereich des Filtratgehäuses und des Feststoffgehäuses umgebenden Ringspalt.The invention relates to an inverting filter centrifuge for separation of liquid-solid mixtures with a rotating drive Centrifugal drum, with one on the centrifugal drum arranged, reversible filter cloth, with a filtrate housing for receiving and discharging the liquid-solid mixture by centrifuging in the centrifugal drum liquid filter, with the filter cloth a solid housing for receiving and discharging the liquid-solid mixture while rotating the centrifugal drum with the filter cloth separated solid (Filter cake) and with the edge of the centrifugal drum in the Area of the filtrate housing and the solid housing surrounding Annular gap.
Eine Stülpfilterzentrifuge dieser Art ist aus DE-37 40 411 A1 bekannt.An inverting filter centrifuge of this type is known from DE-37 40 411 A1 known.
Um beim Arbeiten mit einer solchen Zentrifuge einen möglichst großen Trenneffekt zu erreichen, wird die Schleudertrommel meistens mit der höchstmöglichen Drehzahl betrieben, was zu sehr hohen Umfangsgeschwindigkeiten am Trommelrand führt. Da bei diesen Zentrifugen aufgrund unvermeidlicher Unwuchten Taumelbewegungen der Schleudertrommel auftreten, wird bisher zwischen der sich drehenden Schleudertrommel und dem stationären Gehäuse im Bereich von Filtrat- und Feststoffraum ein Ringspalt vorgesehen, der auch eine flexible, elastische Dichtung enthalten kann (DE-34 30 506 C2). Wenn nun die Schleudertrommel innerhalb eines solchen Ringspaltes in rasche Umdrehungen versetzt wird, muß der Ringspalt mindestens so groß sein, daß die bei maximaler Unwucht entstehende Taumelbewegung der Trommel nicht zu einer Berührung der rotierenden Schleudertrommel mit stationären Gehäuseteilen führt. Bei Verwendung einer Dichtung im Ringspalt darf diese infolge der großen Umfangsgeschwindigkeit der Schleudertrommel und der bei Berührung auftretenden Wärmeentwicklungen nur leicht an rotierenden Maschinenteilen anliegen.In order to work with such a centrifuge as possible The centrifugal drum is usually used to achieve a large separation effect operated at the highest possible speed, which is too much high peripheral speeds at the edge of the drum. There with these centrifuges due to unavoidable imbalance the centrifugal drum occur so far between the rotating centrifugal drum and the stationary housing an annular gap is provided in the area of the filtrate and solids space, which also contain a flexible, elastic seal can (DE-34 30 506 C2). If now the centrifugal drum inside such an annular gap is set in rapid revolutions, the annular gap must be at least so large that at maximum Imbalance resulting tumbling movement of the drum not to one Touching the rotating centrifugal drum with stationary Housing parts leads. When using a seal in the annular gap due to the high peripheral speed of the Centrifugal drum and the heat generated when touched only touch lightly on rotating machine parts.
Dieser im Hinblick auf die Taumelbewegungen der Trommel erforderliche Ringspalt hat zur Folge, daß zwischen dem Filtratgehäuse und dem Feststoffgehäuse keine absolute Abdichtung möglich ist.This is necessary in view of the tumbling movements of the drum The result of the annular gap is that between the filtrate housing and the solid housing no absolute sealing possible is.
Da die Schleudertrommel bei ihrer Rotation wie ein Ventilator wirkt, entsteht im Filtratgehäuse, in welchem die geschlossene Trommel während des Filtriervorganges umläuft, gegenüber dem Feststoffgehäuse ein Überdruck, der grundsätzlich für einen Gasaustausch zwischen Filtrat- und Feststoffgehäuse sorgt. Die beim Zentrifugieren durch die Bohrungen im Trommelmantel und durch das Filtertuch hindurch austretende Flüssigkeit wird im Filtratgehäuse fein verteilt, d.h. das dort vorhandene Gas wird mit Flüssigkeitsaerosolen angereichert, die über den Ringspalt in das Feststoffgehäuse gelangen können. Obwohl häufig zwischen dem Filtratgehäuse und dem Feststoffgehäuse eine externe sogenannte "Gaspendelleitung" vorgesehen ist, die für einen Druckausgleich zwischen den beiden Gehäusen sorgt, kann es dennoch infolge der im Filtratgehäuse herrschenden Turbulenzen über den Ringspalt zu einem unerwünschten Flüssigkeitsübertritt in das Feststoffgehäuse kommen. Des weiteren können an sich natürlich auch über die Gaspendelleitung Flüssigkeitsaerosole in das Feststoffgehäuse gelangen, sowie mit filtrierter Flüssigkeit gesättigtes Gas, das dann in unerwünschter Weise im Feststoffgehäuse zur Auskondensation gelangen kann.Because the centrifugal drum rotates like a fan acts, arises in the filtrate housing, in which the closed Drum rotates during the filtering process, compared to the Solid housing an overpressure, which is basically for one Gas exchange between the filtrate and solid housing ensures. The when centrifuging through the holes in the drum jacket and liquid emerging through the filter cloth is in the Filtrate housing finely divided, i.e. the gas present there becomes enriched with liquid aerosols that pass through the annular gap can get into the solid housing. Although often between the filtrate housing and the solid housing an external so-called "Gas suspension line" is provided for pressure equalization between the two cases, it can still due to the turbulence prevailing in the filtrate housing Annular gap to an undesirable fluid transfer into the Solid housing come. Furthermore, in itself, of course also via the gas suspension line liquid aerosols into the Solid housing, as well as with filtered liquid saturated gas, which then undesirably in the solid housing can lead to condensation.
Andererseits wird bei der Umstülpung des Filtertuches und der anschließend erfolgenden Feststoffentfernung von diesem Tuch das das Filtertuch tragende Bodenstück wie ein Plungerkolben in das Feststoffgehäuse hineinbewegt. Dadurch entsteht in diesem Gehäuse gegenüber dem Filtratgehäuse ein Überdruck, zumindest so lange das Filtertuch noch mit Feststoff belegt ist und daher über das Filtertuch ein Druckabbau nicht stattfinden kann. Nach dem Umstülpen des Filtertuchs wird der trockene Feststoff in das Feststoffgehäuse abgeworfen. Dabei wird das Gas in diesem Gehäuse durch staubförmige Anteile des Feststoffes mit Feststoffaerosolen angereichert. Selbst wenn, wie bereits erwähnt, eine für einen Druckausgleich sorgende Gaspendelleitung vorhanden ist, kann aufgrund der im Feststoffgehäuse während des ebenfalls bei rotierender Schleudertrommel ausgeführten Feststoffabwurfes herrschenden Turbulenzen ein unerwünschter Feststoffübertritt durch den Ringspalt in das Filtratgehäuse stattfinden. Des weiteren können auch wiederum Feststoffaerosole über die Gaspendelleitung in das Filtratgehäuse gelangen.On the other hand, when turning the filter cloth and the then remove solids from this cloth the bottom piece carrying the filter cloth like a plunger in moved the solid housing into it. This creates in this Housing overpressure over the filtrate housing, at least as long as the filter cloth is still covered with solid and therefore pressure reduction cannot take place via the filter cloth. To turning the filter cloth inside out will turn the dry solid into the solid housing dropped. The gas is in this Housing through dust-like portions of the solid with solid aerosols enriched. Even if, as already mentioned, a gas compensation line is provided for pressure equalization is, due to the in the solid housing during the also when the centrifugal drum rotates prevailing turbulence an undesirable transfer of solids through the annular gap into the filtrate housing. Solid aerosols can also be used get into the filtrate housing via the gas suspension line.
Ein Übertritt von Filtrat in das Feststoffgehäuse und umgekehrt von Feststoffen in das Filtratgehäuse ist wegen der damit verbundenen Kontamination höchst unerwünscht, war jedoch bisher wegen des Ringspaltes zwischen Schleudertrommel und Maschinengehäuse unvermeidlich, selbst wenn der Ringspalt eine Dichtung enthielt.An overflow of filtrate into the solid housing and vice versa of solids in the filtrate housing is due to the associated Contamination was highly undesirable, but was previously because of the annular gap between the centrifugal drum and the machine housing inevitable even if the annular gap is a seal contained.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Stülpfilterzentrifuge so zu verbessern, daß ein die Reinheit der separierten Produkte störender Übergang von gasförmigen, flüssigen und festen Stoffen zwischen Filtrat- und Feststoffgehäuse nach beiden Richtungen hin sicher verhindert ist.It is an object of the invention to provide a generic inverting filter centrifuge to improve so that the purity of the separated Products disruptive transition from gaseous, liquid and solid substances between the filtrate and solid housing is prevented in both directions.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Stülpfilterzentrifuge von der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Stülpfilterzentrifuge Schutzeinrichtungen in Form von Sperrgaserzeugungseinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe in dem den Trommelrand umgebenden Ringspalt ein nach zwei Richtungen hin wirksamer Sperrgasstrom erzeugbar ist, der einen unerwünschten Übertritt von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen in Richtung zum Filtratgehäuse und/oder Feststoffgehäuse hin wirksam verhindert, indem direkt im Filtrat- oder Feststoffgehäuse ein über-oder Unterdruck erzeugbar ist.The task becomes with a generic inverting filter centrifuge solved by the invention in that on the inverting filter centrifuge Protective devices in the form of sealing gas generating devices are provided with the help of the drum edge surrounding annular gap is effective in two directions Purge gas flow can be generated, which is an undesirable Conversion of gaseous, liquid and / or solid substances into Direction towards the filtrate housing and / or solid housing effectively prevented by directly in the filtrate or Solid housing a positive or negative pressure can be generated.
Die Erfindung beruht also auf dem allgemeinen Lösungsgedanken, am Ringspalt zwischen dem Filtratgehäuse und dem Feststoffgehäuse einen gasförmigen Mediumstrom zu etablieren, der einen unerwünschten Stoffaustausch zwischen diesen Gehäusebereichen ausschließt.The invention is therefore based on the general idea of a solution, at the annular gap between the filtrate housing and the solid housing to establish a gaseous medium flow, the one undesirable mass transfer between these housing areas excludes.
In der eingangs genannten DE-37 40 411 kann ein Über- oder Unterdruck direkt in der Schleudertrommel und nicht im Filtratoder Feststoffgehäuse erzeut werden. Der in der Schleudertrommel erzeugte Druck kann sich im normalen Betriebszustand der Stülpfilterzentrifuge, d. h. bei beladenem Filtertuch, nicht im umgebenden Filtratgehäuse auswirken, so daß die Verhinderung eines Übertritts von gasförmigen, flüssigen und/oder festen Stoffen zwischen Filtrat- und Feststoffgehäuse hierdurch nicht möglich ist.In the DE-37 40 411 mentioned above, an overpressure or underpressure directly in the centrifugal drum and not in the filtrate or Solid housing can be generated. The one in the centrifugal drum generated pressure can change in the normal operating state Inverting filter centrifuge, d. H. with a loaded filter cloth, not in surrounding filtrate housing so that the prevention a transfer of gaseous, liquid and / or solid This means that substances between the filtrate and solid housing are not is possible.
Aus DE-83 31 079 U1 ist eine Zentrifuge anderer Art (Schneckenzentrifuge) bekannt, bei welcher auf einen Bereich zwischen der äußeren Schleudertrommelfläche und einem Feststoffauffanggehäuse ein Sperrgas aufbringbar ist, welches einen Austritt von Feststoff verhindern soll. Die Aufbringung des Sperrgases erfolgt mit einer Ringdüse, die, sich bei Stülpfilterzentrifugen als ungünstig erweist. Die Verhinderung eines Austritts von Fremdstoffen aus einem Filtratgehäuse ist in der genannten Druckschrift nicht beschrieben.DE-83 31 079 U1 is a different type of centrifuge (Screw centrifuge) known in which on an area between the outer centrifugal drum surface and a solids collection housing a sealing gas can be applied, which one Should prevent leakage of solid. The application of the Sealing gas is carried out with an annular nozzle, which, in inverted filter centrifuges proves to be unfavorable. Preventing one Foreign matter escapes from a filtrate housing in the not described.
Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch eine Stülpfilterzentrifuge mit geschlossener Schleudertrommel;
- Fig. 2
- die Stülpfilterzentrifuge aus Fig. 1 mit geöffneter Schleudertrommel;
- Fig. 3 und 4
- Teilansichten im Bereich des strichpunktierten Kreises X in Fig. 1;
- Fig. 5
- eine abgewandelte Ausführungsform einer Stülpfilterzentrifuge mit geöffneter Schleudertrommel;
- Fig. 6 und 7
- Teilansichten abgewandelter Ausführungsformen von Stülpfilterzentrifugen im Bereich des strichpunktierten Kreises X in Fig. 1 und
- Fig. 8
- eine weiterhin abgewandelte Ausführungsform einer Stülpfilterzentrifuge mit geschlossener Trommel.
- Fig. 1
- schematically an inverting filter centrifuge with closed centrifugal drum;
- Fig. 2
- the inverting filter centrifuge from Figure 1 with an open centrifugal drum.
- 3 and 4
- Partial views in the area of the dot-dash circle X in Fig. 1;
- Fig. 5
- a modified embodiment of an inverting filter centrifuge with an open centrifugal drum;
- 6 and 7
- Partial views of modified embodiments of inverting filter centrifuges in the area of the dot-dash circle X in FIG. 1 and
- Fig. 8
- a further modified embodiment of an inverting filter centrifuge with a closed drum.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Stülpfilterzentrifuge umfaßt
ein schematisch angedeutetes, den (in diesen Figuren jeweils
rechts gelegenen, nicht sichtbaren) Antriebsteil der Zentrifuge
umschließendes Maschinengehäuse 1, in dem auf einem stationären
Maschinengestell 2 eine Hohlwelle 3 in Lagern 4, 5 drehbar abgestützt
ist. Die Hohlwelle 3 kann über einen (nicht dargestellten)
Motor in raschen Umlauf versetzt werden. Sie erstreckt
sich über das Maschinengestell 2, das Lager 4 und eine
das Maschinengehäuse 1 an dessen Vorderseite abschließende, mit
dem Maschinengestell 2 dicht verbundene Trennwand 6 hinaus und
weist eine (ebenfalls nicht dargestellte) axial verlaufende
Keilnut auf, in welcher ein Keilstück 9 axial verschieblich
ist. Dieses Keilstück 9 ist starr mit einer im Innern der Hohlwelle
3 verschiebbaren Welle 12 verbunden. Die Welle 12 läuft
daher gemeinsam mit der Hohlwelle 3 um, ist jedoch in dieser
axial verschieblich.The inverted filter centrifuge shown in FIGS. 1 and 2 comprises
a schematically indicated, (in each of these figures
right, not visible) drive part of the centrifuge
enclosing
An dem über die Trennwand 6 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3
ist eine topfförmige Schleudertrommel 16 mit ihrem Boden 17
drehfest angeflanscht. An ihrer kreiszylindrischen Seitenwand
weist die Schleudertrommel 16 radial verlaufende Durchlaßöffnungen
18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüberliegenden Stirnseite
ist die Schleudertrommel 16 offen. An einem flanschartigen
Öffnungsrand 19 ist mittels eines Halteringes 21 der eine
Rand eines im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Filtertuchs
22 dicht eingespannt. Der andere Rand des Filtertuchs
22 ist in entsprechender Weise dicht mit einem Bodenstück 23
verbunden, welches starr mit der verschiebbaren, den Boden 17
frei durchdringenden Welle 12 verbunden ist.At the end of the
An dem Bodenstück 23 ist über Stehbolzen 24 unter Freilassung
eines Zwischenraumes starr ein Schleuderraumdeckel 25 befestigt,
der in Fig. 1 den Innenraum der Schleudertrommel 16
durch Auflage an deren öffnungsrand 19 dicht verschließt und in
Fig. 2 gemeinsam mit dem Bodenstück 23 durch axiales Herausschieben
der Welle 12 aus der Hohlwelle 3 frei von der Schleudertrommel
16 abgehoben ist. In Fig. 1 ist das Filtertuch 22
zur Innenseite der Schleudertrommel 16 eingestülpt, in Fig. 2
ist dieses Tuch nach außen umgestülpt.At the
An das Maschinengehäuse 1 schließen im Bereich der Schleudertrommel
16 ein Filtratgehäuse 10 sowie ein Feststoffgehäuse 11
an. Beide Gehäuse sind durch entsprechende Wände in sich dicht
abgeschlossen. In der Nähe des Öffnungsrandes 19 der Schleudertrommel
16 sind das Filtratgehäuse 10 und das Feststoffgehäuse
11 durch eine ringförmige Stirnwand 14 voneinander abgetrennt.
Die Öffnung dieser ringförmigen Stirnwand 14 umgibt unter Freilassung
eines Ringspalts 15 den äußeren Rand der Schleudertrommel
16. Dieser Ringspalt ist so groß, daß die Schleudertrommel
bei hoher Drehzahl kleinere Taumelbewegungen ausführen kann,
ohne die Innenseite der in der ringförmigen Stirnwand 14 ausgebildeten
Öffnung zu berühren. Außerdem könnten im Ringspalt 15
an sich bekannte, kreisförmig in sich geschlossene Dichtungen
41 angeordnet sein, die aus elastischem, hoch flexiblem Material
bestehen, in die Trennwand 14 eingelassen sind und lose am
äußeren Rand der Trommel 16 schleifen, so daß diese ihre Taumelbewegungen
in dem erforderlichen Maße ausführen kann (Fig.
4).Connect to the
Das Filtratgehäuse 10 dient der Aufnahme und Abführung eines
flüssigen Filtrats, welches die Durchlaßöffnungen 18 der
Schleudertrommel 16 und das Filtertuch 22 durchdrungen hat. Zur
Abführung des Filtrats ist eine an das Filtratgehäuse 10 angeschlossene
Abführleitung 7 mit Absperrventil 71 vorgesehen.
Über eine Abführleitung 8 des Feststoffgehäuses 11 kann nach
Umstülpung des Filtertuchs 22 ein auf diesem Tuch abgelagerter,
als Feststoff vorliegender Filterkuchen abgeführt werden, wobei
die Leitung 8 durch ein Absperrventil 81 dicht verschließbar
ist.The
An der (auf der Zeichnung links gelegenen) Vorderseite der
Stülpfilterzentrifuge ist ein Füllrohr 26 angeordnet, welches
zum Zuführen einer in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile
zu zerlegenden Suspension in den Innenraum der Schleudertrommel
16 dient (Fig. 1) und in dem in Fig. 2 dargestellten
Betriebszustand in eine Bohrung 27 der verschiebbaren Welle 12
eindringt, wobei die Verschiebung der Welle 12 und damit das
Öffnen und Schließen der Schleudertrommel 16 über (nicht dargestellte,
auf der Zeichnung ebenfalls rechts gelegene) Antriebsmotoren,
z.B. hydraulisch, erfolgt.On the front of the (on the left of the drawing)
Inverting filter centrifuge, a filling
Im Schleuderbetrieb, also während des Zentrifugierens, nimmt
die Stülpfilterzentrifuge die in Fig. 1 gezeichnete Stellung
ein. Die verschiebbare Welle 12 ist in die Hohlwelle 3 zurückgezogen,
wodurch das mit der Welle 12 verbundene Bodenstück 23
in der Nähe des Bodens 17 der Schleudertrommel 16 liegt und das
Filtertuch 22 derart in die Trommel eingestülpt ist, daß es in
deren Inneren die Durchlaßöffnungen 18 überdeckt. Der Schleuderraumdeckel
25 hat sich dabei dicht auf den Öffnungsrand 19
der Schleudertrommel 16 aufgelegt. Bei rasch rotierender
Schleudertrommel 16 wird über das Füllrohr 26 kontinuierlich zu
filtrierende Suspension eingeführt. Die flüssigen Bestandteile
der Suspension treten als Filtrat durch das Filtertuch 22 und
die Durchlaßöffnungen 18 hindurch in das Filtratgehäuse 10 ein
und werden dort von einem Prallblech 36 in die mit dem Filtratgehäuse
10 verbundene Abführleitung 7 geleitet. Die Feststoffteilchen
der Suspension werden in Form eines Filterkuchens vom
Filtertuch 22 zurückgehalten.In centrifuging mode, i.e. during centrifugation
the inverting filter centrifuge the position shown in Fig. 1
on. The
Bei weiterhin - gewöhnlich langsamer - rotierender Schleudertrommel
16 und nach Abschaltung der Suspensionszufuhr am Füllrohr
26 wird nun entsprechend Fig. 2 die Welle 12 (nach links)
verschoben, wodurch sich das Filtertuch 22 nach außen umstülpt
und die an ihm haftenden Feststoffteilchen des Filterkuchens
nach auswärts in Richtung der Pfeile 38 in das Feststoffgehäuse
11 abgeschleudert werden. Über die Abführleitung 8 werden die
Bestandteile des Filterkuchens abgefördert.With the centrifuge drum still rotating, usually slower
16 and after switching off the suspension supply on the filling
In der Stellung nach Fig. 2 ist das Füllrohr 26 durch entsprechende
Öffnungen im Deckel 25 bzw. im Bodenstück 23 in die Bohrung
27 der Welle 12 eingedrungen. Nach beendetem Abwurf der
den Filterkuchen bildenden Feststoffteilchen unter dem Einfluß
der Zentrifugalkraft wird die Filterzentrifuge durch Zurückschieben
der Welle 12 wieder in die Betriebstellung gemäß Fig.
1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegengesetzter
Richtung zurückstülpt. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Zentrifuge
mit ständig rotierender Schleudertrommel 16 möglich. In the position shown in FIG. 2, the filling
Wie eingangs bereits erwähnt, wirkt die rotierende Schleudertrommel
16 im Filtratraum 10 wie ein Ventilator, der zu einem
aus dem Filtratgehäuse 10 in das Feststoffgehäuse 11 gerichteten
Druckgefälle und somit zu einer Gasströmung aus dem Filtratgehäuse
10 in das Feststoffgehäuse 11 führt, wodurch über
den Ringspalt 15 unerwünschte Stoffe, insbesondere Flüssigkeitsaerosole
und verdampfte Flüssigkeit, in das Feststoffgehäuse
11 gelangen können. Um dies zuverlässig zu verhindern,
sind Mittel oder Schutzeinrichtungen vorgesehen, um im Feststoffgehäuse
11 einen ständigen Gasüberdruck zu erzielen, mit
dessen Hilfe ein ständiger Strom eines gasförmigen Sperrmediums,
z.B. Luft, durch den Ringspalt hindurch erzeugbar ist, der
einen unerwünschten Übertritt von insbesondere gasförmigen und
flüssigen Stoffen aus dem Filtratgehäuse 10 in das Feststoffgehäuse
11 verhindert. Zu diesem Zweck wird beispielsweise an
einen am Feststoffgehäuse 11 vorgesehenen Gaseinlaßstutzen 51
eine Druckgasquelle (Druckpumpe) angeschlossen, die in Pfeilrichtung
ein gasförmiges Medium, beispielsweise Luft oder ein
inertes Gas in das Feststoffgehäuse 11 einführt. Der im Feststoffgehäuse
11 verwendete Überdruck kann beispielsweise 5 bis
50, vorzugsweise 10 bis 30 mbar betragen. Das Filtratgehäuse 10
weist einen weiteren Stutzen 52 auf, der im einfachsten Falle
zur Atmosphäre hin offen ist. Somit kann über den Ringspalt 15
unter Ausbildung einer entsprechend gerichteten Gasströmung ein
Druckausgleich stattfinden, wobei die Gasströmung einen Übertritt
von Fremdteilchen aus dem Flüssigkeitsgehäuse 10 in das
Feststoffgehäuse 11 verhindert.As already mentioned at the beginning, the rotating centrifugal drum works
16 in the
Wenn - vgl. Fig. 2 - die Schleudertrommel 16 geöffnet wird,
dringt das mit dem Filtertuch 22 verbundene Bodenstück 23 wie
ein Plungerkolben in das Feststoffgehäuse 11 ein und erzeugt in
diesem zumindest momentan einen kräftigen Überdruck, der über
den Ringspalt 15 zu einem Gasaustausch aus dem Feststoffgehäuse
11 in das Filtratgehäuse 10 führt, wobei wiederum unerwünschte
Fremdstoffe mitgenommen werden können, nämlich in diesem Falle
in erster Linie Feststoffaerosole. Um dies zu verhindern, wird
nun über die Rohrstutzen 51, 52 - vgl. die jeweils zugeordneten
Pfeile in Fig. 2 - ein gegenüber Fig. 1 in umgekehrter Richtung
durch den Ringspalt 15 fließender Gasstrom erzeugt, der einen
solchen unerwünschten Stoffübertritt ausschließt. In diesem
Falle wird also mit dem Rohrstutzen 52 eine Druckgasquelle
(Druckpumpe) verbunden, während der Rohrstutzen 51 ins Freie
münden kann. Es genügt wiederum die Erzeugung einer geringfügigen
Druckdifferenz in dem oben genannten Wertebereich.If - cf. 2 - the
Bei dem Arbeiten sowohl nach Fig. 1 als auch nach Fig. 2 sind
die Absperrventile 71, 81 in den Abführleitungen 7 bzw. 8 je
nach Bedarf geschlossen.When working according to both Fig. 1 and Fig. 2 are
the shut-off
Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, sind das Filtratgehäuse 10 und das
Feststoffgehäuse 11 durch eine außerhalb der Gehäuse verlaufende
"Gaspendelleitung" 53 miteinander verbunden, die im dargestellten
Falle ein Absperrventil 54 enthält. Bei bekannten
Stülpfilterzentrifugen fehlt dieses Absperrventil 54, so daß
beim normalen Arbeiten mit der Zentrifuge bei Auftreten von
Druckunterschieden der oben erwähnten Art ein Druckausgleich
zwischen Filtratgehäuse 10 und Feststoffgehäuse 11, und zwar
nach beiden Richtungen hin, erfolgen kann. Dabei können wegen
des fehlenden Absperrventils 54 natürlich Fremd-teilchen von
dem einen Gehäuse in das andere Gehäuse gelangen. Deshalb wird
bei dem oben beschriebenen Erzeugen eines Überdrucks in einem
der Gehäuse 10 oder 11 zwecks Vermeidung eines unerwünschten
Fremdstoffübertritts das Absperrventil 54 in der Gaspendelleitung
53 vorgesehen und während der Erzeugung dieses Überdrucks
geschlossen gehalten.1 and 2 show the
Zur Verdeutlichung sind die Verhältnisse in Fig. 3 und 4 noch
einmal schematisch und übersichtlich dargestellt. Fig. 3 zeigt
entsprechend dem Kreisbereich X in Fig. 1 den Ringspalt 15 zwischen
Trennwand 14 und dem Rand der Schleudertrommel 16. Bei
den Arbeitsbedingungen gemäß Fig. 1, also bei geschlossener
Schleudertrommel 16 wird ein in Richtung des Pfeiles I in das
Filtratgehäuse 10 hinein gerichteter Gas-strom erzeugt, wobei
als Sperrmedium beispielsweise Luft dienen kann. Wenn umgekehrt
gemäß Fig. 2 der Feststoff von dem umgestülpten Filtertuch 22
abgeworfen wird, wird eine Strömung gasförmigen Sperrmediums
durch den Ringspalt 15 in Richtung des Pfeiles II hervorgerufen.
Entsprechendes gilt für einen Ringspalt 15 mit zwei ringförmig
die Schleudertrommel 16 umschließenden Dichtstreifen 41,
wie in Fig. 4 dargestellt.3 and 4 are still for clarification
once shown schematically and clearly. Fig. 3 shows
corresponding to the circular area X in Fig. 1, the
Statt an den Stutzen 51 (Fig. 1) bzw. an den Stutzen 52 (Fig.
2) Druckpumpen anzuschließen, können die jeweils zugehörigen,
dem Gasauslaß dienenden Rohrstutzen 52 bzw. 51 auch jeweils an
Unterdruckleitungen (Saugpumpen) angeschlossen werden. An der
Wirkungsweise, nämlich der Erzeugung einer Strömung aus einem
gasförmigen Sperrmedium im Ringspalt 15 ändert sich hieran
nichts.Instead of on the socket 51 (FIG. 1) or on the socket 52 (FIG.
2) To connect pressure pumps, the corresponding,
the
Die Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer
Stülpfilterzentrifuge, bei welcher jedoch gegenüber der Ausführungsform
nach Fig. 1 und 2 lediglich Aufbau und Anordnung der
Gaspendelleitung 53 geändert sind. Außer dem Absperrventil 54
in der Gaspendelleitung 53 umfaßt diese Leitung noch ein weiteres
Absperrventil 55. Außerdem weist die Leitung 53 eine weitere
Abzweigung 56 in das Feststoffgehäuse 11 auf mit einem zusätzlichen
Absperrventil 57 und einem Staub- oder Feststoffilter
58.5 shows a modified embodiment of a
Inverting filter centrifuge, in which, however, compared to the
Im Prinzip kann mit der Stülpfilterzentrifuge gemäß Fig. 5 in
der gleichen Weise wie mit der Stülpfilterzentrifuge nach Figur
1 und 2 gearbeitet werden. Wenn jedoch beim Feststoffaustrag,
also bei geöffneter Schleudertrommel 16 (Fig. 5) das Sperrmedium
durch den Ringspalt 15 in Richtung vom Filtratgehäuse 10
zum Feststoffgehäuse 11 fließt, kann es günstig sein, die beiden
Absperrventile 54 und 55 zu schließen sowie zusätzlich den
Rohrstutzen 51 dicht abzusperren, so daß aus ihm kein Gas austreten
kann. In diesem Falle wird dann das Absperrventil 57 geöffnet.
Das über den Rohrstutzen 52 zugeführte gasförmige
Sperrmedium fließt aus dem Filtratgehäuse 10 über den Ringspalt
15 in das Feststoffgehäuse 11, von da über das geöffnete Absperrventil
57 in den Staubfilter 58, wo Feststoffteilchen zurückgehalten
werden, und schließlich über die Gaspendelleitung
53 in eine Abgasleitung 59. Die Abgasleitung 59 kann ein Druckhalteventil
61 enthalten, das der Aufrechterhaltung eines bestimmten
Druckes im Gesamtsystem dient.In principle, the inverting filter centrifuge according to FIG. 5 in
the same way as with the inverting filter centrifuge according to the figure
1 and 2 can be worked. However, when solids discharge,
thus with the
Wie bereits erläutert, kann die Strömung des gasförmigen Sperrmediums
im Ringspalt 15 in der gewünschten Richtung entweder
durch Überdruck oder durch Unterdruck in einem der das Filtratgehäuse
bzw. das Feststoffgehäuse bildenden Räume erzeugt werden.
Auch Kombinationen von Über- und Unterdruck in diesen Räumen
kommen in Frage.As already explained, the flow of the gaseous barrier medium
in the
Das über die Abgasleitung 59 aus dem Feststoffgehäuse 11 abgeführte
Gas kann wieder aufbereitet werden. Wenn man mit
einer Sperrgasströmung in umgekehrter Richtung arbeitet, also
das Gas nicht aus dem Feststoffgehäuse 11, sondern aus dem Filtratgehäuse
10 abzieht, wird - bei geschlossenen Ventilen 54,
57 das Ventil 55 geöffnet und das Gas ebenfalls zwecks Aufbereitung
in die Abgasleitung 59 eingeführt. In diesem Falle kann
beispielsweise die Einleitung des Gases über den Rohrstutzen 51
in das Feststoffgehäuse 11 erfolgen, wobei der Rohrstutzen 52
dicht verschlossen wird.That discharged from the
Anstatt das gasförmige Sperrmedium unter Ausbildung eines entsprechenden
Druckgefälles entweder in das Filtratgehäuse 10
oder das Feststoffgehäuse 11 einzuleiten, kann es auch direkt
dem Ringspalt 15 zugeführt und von da unmittelbar in den betreffenden
Gehäuseraum umgelenkt werden. Besonders günstig ist
es, wenn man entsprechend Fig. 6 das zugeführte Gas sowohl in
das Filtratgehäuse 10 als auch in das Feststoffgehäuse 11 einleitet
und hierdurch eine doppelte Abdichtwirkung gegen übertretende
Fremdstoffteilchen erzielt. Die Fig. 6 zeigt hierzu
schematisch zwei Gaszuführuhgs-Leitungen 62, 63 in der Trennwand
14. In der Praxis gehen zahlreiche solche Leitungen 62, 63
radial innerhalb der Trennwand 14 z.B. von einer gemeinsamen
Ringleitung aus und münden im Ringspalt 15, wo sie die gewünschten
Sperrgasströmungen in den Richtungen I bzw. II erzeugen.
Die Ringleitung ist mit einer Gasquelle (Pumpe) (nicht
dargestellt) verbunden.Instead of the gaseous barrier medium with the formation of a corresponding one
Pressure drop either into the
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist statt
der beiden Leitungen 62, 63 lediglich eine einzige Leitung 64
in der Trennwand 14 vorgesehen, die wiederum z.B. als radialer
Abzweig von einer die Schleudertrommel 16 umschließenden, mit
einer Pumpe verbundenen Ringleitung gedacht werden kann. In
diesem Falle gehen die beiden Strömungen des Sperrmediums in
den Richtungen I und II jeweils von einer einzigen Öffnung nach
entgegengesetzten Richtungen hin aus.In the modified embodiment according to FIG. 7 takes place
of the two
Der Ringspalt 15 in Fig. 7 enthält wiederum zwei ringförmige,
die Trommel 16 umschließende Dichtstreifen 41, die in der
Trennwand 14 befestigt sind. Die Einleitung des Sperrmediums
über die Leitung 64 erfolgt zwischen die Dichtstreifen 41. Es
ist auch möglich, die Einleitung des gasförmigen Sperrmediums
in den Ringspalt 15 entsprechend Fig. 6 und 7 nicht nach beiden
Richtungen I und II hinzulenken, sondern je nach dem Arbeitszustand
der Stülpfilterzentrifuge entweder nur nach der Richtung
I oder nur nach der Richtung II hin.The
Man kann die in den Fig. 6 und 7 dargestellten, in die Richtungen
I und II fließenden Gasströme entweder durch Überdruck
in den Leitungen 62, 63, 64, erzeugen oder auch durch Unterdruck
in den jeweiligen, die Strömungen aufnehmenden Räumen,
nämlich entweder dem Filtratgehäuse 10 oder dem Feststoffgehäuse
11.One can see those shown in Figs. 6 and 7 in the directions
I and II flowing gas flows either by overpressure
generate in the
Die Fig. 8 schließlich zeigt eine letzte Ausführungsform einer
Stülpfilterzentrifuge. Wenn es verfahrens- und sicherheitstechnisch
zulässig ist sowie unter Kostengesichtspunkten zweckmäßig
erscheint, kann das für die Sperrgasströmung erforderliche
Druckgefälle auch ohne zusätzliche Gasaufgabe, wie in den bisherigen
Ausführungsformen beschrieben, realisiert werden. So
kann, wie Fig. 8 zeigt, beispielsweise eine Saugpumpe P in die
Gaspendelleitung 53 eingeschaltet werden, die über einen
Flüssigkeitsabscheider 91 und das geöffnete Absperrventil 55
gasförmiges Medium aus dem Filtratgehäuse 10 absaugt, bei geschlossenem
Absperrventil 57 und geöffnetem Absperrventil 54 in
das Feststoffgehäuse 11 einspeist und somit einen ständigen, in
sich geschlossenen Strom an Sperrmedium durch den Ringspalt 15
hindurch (Pfeil I in Fig. 3 und 4) aufrecht erhält. Der Rohrstutzen
51 wird in diesem Falle verschlossen.8 finally shows a last embodiment of a
Inverting filter centrifuge. If it is procedural and safety-related
is permissible and appropriate from a cost point of view
appears, the necessary for the sealing gas flow
Pressure drop even without additional gas feed, as in the previous ones
Described embodiments can be realized. So
8, for example, a suction pump P into the
Beim Abwurf des Feststoffes, also bei geöffneter Schleudertrommel
wird ebenfalls mit Hilfe einer in der Leitung 53 angeordneten
Pumpe P eine Gasströmung in entgegengesetzter Richtung erzeugt
(Pfeile II in Fig. 3 und 4).When dropping the solids, i.e. with the centrifugal drum open
is also arranged with the help of a
Die Erfindung könnte auch als Verfahren formuliert werden, etwa
in dem Sinn, daß im Ringspalt 15 ein Strom aus einem gasförmigen
Sperrmedium erzeugt wird, der einen Übertritt von Fremdstoffen
zwischen Filter- und Feststoffgehäuse 10, 11 verhindert.The invention could also be formulated as a method, for example
in the sense that in the annular gap 15 a stream from a gaseous
Barrier medium is generated, which is a transfer of foreign substances
between filter and
Claims (13)
- Invertible filter centrifuge for separating liquid-solids mixtures comprising a rotatingly driven centrifugal drum (16), an invertible filter cloth (22) arranged on the centrifugal drum (16), a filtrate housing (10) for receiving and discharging the liquid filtrate separated from the liquid-solids mixture by means of centrifugation with a filter cloth (22) turned inwards into the centrifugal drum (16), a solids housing (11) for receiving and discharging the solids (filter cake) separated from the liquid-solids mixture during further rotation of the centrifugal drum (16) with a filter cloth (22) turned outwards, and an annular gap (15) surrounding the edge of the centrifugal drum (16) in the area of the filtrate housing (10) and the solids housing (11), characterized in that protection means (51, 52, 62, 63, 64, P) in the form of blocking gas generating means are provided on the invertible filter centrifuge, with the aid of which a flow of blocking gas effective in two directions is generatable in the annular gap (15) surrounding the edge of the drum, said flow of blocking gas preventing any undesired transfer of gaseous, liquid and/or solid substances in the direction towards the filtrate housing (10) and/or solids housing (11) by an overpressure or underpressure being generatable directly in the filtrate housing or solids housing.
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized in that the protection means comprise a pump (P).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 2, characterized in that the pump (P) is connected to the filtrate and solids housings (10, 11) via pipe and control means (51, 52, 53, 54, 55, 57) and optionally generates overpressure in one of these housings (10; 11) so that the blocking gas flows through the annular gap (15) into the respective other housing.
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 2, characterized in that the pump (P) is connected to the annular gap (15) surrounding the edge of the drum via pipe and control means (62, 63, 64) and generates the flow of blocking gas directly in said gap.
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 4, characterized in that the pump (P) generates two flows (I, II) of a blocking gas in the annular gap (15), one of said flows being directed into the filtrate housing (10) and the other into the solids housing (11).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized in that the blocking gas is air or an inert gas.
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized in that a seal (41) is arranged in the annular gap (15) between the edge of the rotating centrifugal drum (16) and a stationary machine housing part (14).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized in that an exhaust gas pipe (59) is provided, into which the blocking gas flowing out of the filtrate housing or solids housing (10, 11) is introducible.
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 8, characterized in that the exhaust gas pipe (59) contains a pressure-maintaining valve (61).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized in that a gas-shuttle pipe (53) with a check valve (54) is provided between filtrate housing (10) and solids housing (11).
- Invertible filter centrifuge as defined in claims 2 and 10, characterized in that the pump (P) is arranged in the gas-shuttle pipe (53).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized by a solids filter (58) for the flow of blocking gas exiting from the solids housing (11).
- Invertible filter centrifuge as defined in claim 1, characterized by a liquid separator (91) for the flow of blocking gas exiting from the filtrate housing (10).
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