EP1468744A1 - Schubzentrifuge mit rotierbarem Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemisches - Google Patents

Schubzentrifuge mit rotierbarem Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemisches Download PDF

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EP1468744A1
EP1468744A1 EP04405167A EP04405167A EP1468744A1 EP 1468744 A1 EP1468744 A1 EP 1468744A1 EP 04405167 A EP04405167 A EP 04405167A EP 04405167 A EP04405167 A EP 04405167A EP 1468744 A1 EP1468744 A1 EP 1468744A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixture
acceleration
funnel
drum
stage
Prior art date
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Granted
Application number
EP04405167A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1468744B1 (de
Inventor
Harald Dr. Reinach
Roy Geiger
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.)
Ferrum AG
Original Assignee
Ferrum AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Ferrum AG filed Critical Ferrum AG
Priority to EP04405167A priority Critical patent/EP1468744B1/de
Publication of EP1468744A1 publication Critical patent/EP1468744A1/de
Application granted granted Critical
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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
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06—Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a pusher centrifuge according to the preamble of independent claim 1.
  • Centrifuges for drying moist substances or moist substance mixtures Centrifuges in a variety of embodiments are widely used and become used in various fields. So come for example to Drying of high purity pharmaceutical discontinuous products Centrifuges, such as peeler centrifuges, are preferred for use, in particular then, when continuously separating large quantities of a solid-liquid mixture to be used, continuously operating pusher centrifuges advantageous become. Depending on the requirement, one or more stages are involved Pusher centrifuges, as well as so-called double-thrust centrifuges used.
  • a solid-liquid mixture for example a suspension or a moist salt or salt mixture
  • a mixture distributor one quickly rotating drum, which is designed as a filter, fed, so that on reason the centrifugal forces exerted the liquid phase through the filter screen is deposited while inside the drum wall, a solid cake becomes.
  • the rotating drum in the rotating drum is a substantially disc-shaped, arranged synchronously with rotating moving floor, depending on the number of Sieve either the sliding floor or a sieve in the axial direction in the Drum oscillates with a certain amplitude, leaving part of the dried Solid cake is pushed out at one end of the drum.
  • the known from the prior art pusher centrifuges are usually continuously operating filter centrifuges.
  • There are one-stage and multi-stage Pusher centrifuges known the multi-stage pusher centrifuge from a outer screen drum and at least one in the outer screen drum arranged screening stage, which is also designed as a screen drum consists.
  • a plurality of screening stages can be arranged concentrically in one another, so that two, three and multi-stage pusher centrifuges are feasible, with all screening stages be driven very quickly synchronously about a common axis of rotation.
  • a two-stage pusher centrifuge performs the innermost stage, which is also the first Stage is called, in addition to the rotational movement about the axis of rotation a Oscillation movement in the direction of the axis of rotation.
  • This oscillatory Movement is hydraulic via a thrust piston with reversing mechanism generated.
  • the solid cake in ring sections according to the Stroke length of the oscillation, pushed from the first to the second stage and leaves Finally, the pusher centrifuge via an outlet opening.
  • the solid cake in the sieve drum continuously with the addition of Washing liquid washed on the solid cake.
  • a single-stage pusher centrifuge comprises except the outer screen drum no further screening steps.
  • a well-known two-stage pusher centrifuge after the previously described Principle operates, is described in detail for example in DT 25 42 916 A1, while a known method for operating a pusher centrifuge, in particular a single-stage pusher centrifuge, taken, inter alia, EP 0466751 B1 can be.
  • Stage i. the innermost screening stage, essentially for the pre-dewatering of the Mixture, as well as to form a solid cake
  • the outer Screen drum mainly serves as a drying stage.
  • Pusher centrifuges partly massive disadvantages. So that is through the inlet pipe in the mixture distributor introduced mixture when hitting the screen drum in accelerated to the full peripheral speed of the drum in no time. Especially with sensitive substances, this can lead to grain breakage lead, that is, for example, solid grains in one of the centrifuge fed suspension in the abrupt acceleration process in Uncontrolled way burst into smaller pieces, causing negative influences on the Quality of the produced solid cake may have, if for example the Particle size of the grains in the final product plays a role.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved pusher centrifuge to propose that the disadvantages known from the prior art largely avoids.
  • the invention thus relates to a pusher centrifuge for separating a mixture in a solid cake and in a liquid phase.
  • the inventive Pusher centrifuge comprises an outer rotatable about a rotation axis Sieve drum, a arranged in the drum mixing mixture with a Push floor device and a feed device, wherein the Moving floor device is arranged and designed so that the solid cake is displaceable by means of the sliding floor device and with the feed device the mixture can be introduced via the mixture distributor into a void, the at Moving the solids cake by the push floor device is formed.
  • the Mixture distributor comprises at least one funnel for pre-acceleration of Mixture, wherein the funnel is arranged rotatably about a drive axis and by means of a drive with a predetermined speed is rotatable about the drive axis.
  • the pusher centrifuge according to the invention serves to separate a mixture into a mixture Solid cake and in a liquid phase and includes as essential components a rotatable about an axis of rotation about a drum axis outer screen drum, which is housed in a housing.
  • the inventive Pusher centrifuge as single-stage, two-stage or higher-level pusher centrifuge be designed.
  • the drum axis stands with a drum drive in itself known manner in operative connection, so that the outer screen drum through the Drum drive is set in fast rotation about the axis of rotation.
  • Within the outer screen drum is at higher levels, i. in two or more stages Pusher centrifuges arranged at least one further screening stage.
  • either the screening stage and / or the moving floor device along the Rotary axis is arranged to move back and forth, so that the solid cake by means of the sliding floor device is displaceable.
  • Both the outer sieve drum as also if, as with multistage pusher centrifuges, the further screening stage, have sieve openings through which in a known manner with rapid rotation Liquid phase from the solid cake or from the mixture, as further is described in more detail below, in single-stage pusher centrifuges on a inner peripheral surface of the screen drum, or on an inner Sieb threadn simulation the Sieve level in multi-stage pusher centrifuges, can be applied, by the occurring Centrifugal forces can be discharged to the outside.
  • the Screening drum and / or the screening stage in a conventional manner as a skeletal Support drum to be designed to form the corresponding screen surfaces with special filter sheets are lined at their periphery, i.
  • the skeletal Support drum can, for example, with one or more filter screens with different or equal sized filter openings for the deposition of Liquid phase be configured.
  • the mixture distributor Inside the sieve drum is the mixture distributor with the push floor device and the feeding device, which allows to be continuously through the Feed supplied mixture on the inner peripheral surface of the Screening drum or, in the case of multistage pusher centrifuges, to the screening surface area of the Sieve by introducing into the void, which is when moving the Solid cake arises, distribute.
  • a peripheral area while the push floor device is as Ring area formed that with the ring area in single-stage pusher centrifuges in the screening drum, and in multi-stage pusher centrifuges in the screening stage, deposited solid cake by a later described in more detail Oscillation of the push floor device and / or the screening stage, in single-stage Pusher centrifuges from the screening drum, or in multi-stage pusher centrifuges in the screening drum or in another possibly existing screening stage, displaceable is.
  • the Mixture either a funnel designed as a funnel for Pre-acceleration of the mixture, which is substantially expanding to Schubêtvorrides out, and / or one as Pre-acceleration funnel designed funnel for pre-acceleration of the Mixture that extends in the direction of the substantially Feed device extends, wherein the inlet funnel and / or the Pre-acceleration funnel about a drive axle with a predefinable speed is rotatable by means of a drive.
  • the inlet funnel and / or the Pre-acceleration funnel for controlled pre-acceleration of the introduced Mixture, regardless of the rotational speed of the outer screen drum rotatable about the drive axis at a predefinable speed.
  • the mixture unlike that of the prior art known pusher centrifuges, in the region of the inlet funnel and / or in the area of the pre-acceleration funnel is not abrupt, i. in the shortest possible time to the full Rotation speed of the outer screen drum is accelerated, are Example of grain breakage and other harmful effects on the mixture preventable.
  • the various embodiments of the Pusher centrifuge according to the invention in particular also mechanically very sensitive fabrics, even at extremely high rotational speeds of Sieve drum processable.
  • both the inlet funnel and the extend Pre-acceleration hopper preferably under a substantially constant Opening angle conically widening in the direction of the sliding floor device or to Infeed device out.
  • the inlet funnel and / or the Vorbevantung funnel in a predetermined range but also one have curved course, wherein the opening angle of the inlet funnel and / or the pre-acceleration angle of the pre-acceleration hopper in the direction enlarged or reduced to the sliding floor device. That can in particular be advantageous if the inlet funnel or the pre-acceleration funnel, as will be described in more detail later, as a prefilter screen or as Pre-acceleration screen is designed for the pre-separation of liquid phase.
  • the inlet funnel irrespective of the speed of the outer sieve drum, be driven by the drive to the drive axle, while the Moving floor device rotatable synchronously with the sieve drum about the axis of rotation can be arranged.
  • the mixture distributor for pre-acceleration of Mixture include a pre-acceleration funnel, which is preferred, but not necessary, rotatably connected to the sliding floor device, so that the Pre-acceleration funnel rotates synchronously with the sieve drum.
  • the pre-acceleration hopper in another embodiment also may be missing, or also, as the inlet funnel, on its own drive can dispose of.
  • the oscillatory movement for moving the solids cake completes this process for example, in a single-stage pusher centrifuge, the mixture manifold alone, while in a multi-stage pusher centrifuge a screening stage a corresponding can perform oscillatory motion.
  • it is in the operating state either an oscillatory relative movement between the moving floor device and in the axial direction immovable screen drum and / or between a or several possibly existing further screening stages and / or the between the push floor device and / or one or more possibly existing further screening stages.
  • the oscillatory movement of the moving floor device and / or the screening stage preferably takes place via a push rod, wherein in a first Half-period of the oscillatory motion with the outer ring area of the the sieve drum deposited solid cake in ring sections whose width the stroke length of the oscillation movement of the moving floor device and / or the Sieve is determined, is pushed out of the sieve drum.
  • a second Half-period of the oscillatory motion creates the void in the Sieve drum and / or in the screening stage, so that in the white space new mixture can be introduced.
  • the inlet is funnel than Pre-filter screen for pre-separation of liquid phase formed from the mixture.
  • liquid phase there are also mixtures with a very high content of liquid phase, for example more than 50% Liquid phase or more than 70% liquid phase or even more than 90% Liquid phase easily processable.
  • a high Content of liquid phase always a uniform distribution of the to be dried Mixture over the peripheral surface of the screening stage, or the screening drum guaranteed.
  • additional pre-drainage facilities such as static Thickeners, curved sieves or hydrocyclones superfluous.
  • the inlet funnel as a pre-filter for Pre-separation of liquid phase is formed, it may be of particular advantage be when the inlet funnel has a curved course and the Opening angle of the inlet funnel in the direction of the sliding floor device out enlarged or reduced. It is known that different products under otherwise identical operating conditions of the pusher centrifuge, for example in Dependence on the particle size and / or the viscosity and / or other Properties or parameters, such as the temperature of the mixture Different drainage are good.
  • the inlet funnel or the Prefilter filter has a curved course, wherein the opening angle of the Prefilter increased in the direction of the sliding floor device towards. That means, the Inlet funnel or the prefilter sieve expands towards the Moving floor device similar to the horn of a trumpet. This will be the Stripping force, with which the mixture is accelerated from the inlet funnel, with decreasing distance to the moving floor device disproportionately larger, so that the mixture, which is already relatively strongly drainable in the prefilter sieve and so that poor sliding properties in the prefilter shows faster, the prefilter sieve leave as, for example, in a substantially conical, with constant opening angle expanding prefilter screen.
  • Vorbeuggung funnel have a curved course, wherein the Pre-acceleration angle of the pre-acceleration funnel in the direction of Infeed device enlarged or reduced.
  • the derivation of the liquid phase from the collecting means may include done in different ways.
  • a multi-stage pusher centrifuge is the Pre-filter screen by means of one or more mounting supports on a screening stage arranged, wherein the mixture distributor comprises a pre-acceleration funnel, which is arranged rotatably about a rotation axis and by means of a rotary drive can be driven independently of the rotational speed of the outer screen drum is.
  • the mounting posts are preferably in the form of suitably shaped Spokes, thin rods and / or pipes are formed, so that in Operating state of the solid cake easily from the screening stage or from the Sieve drum is removable.
  • At least one of Mounting posts so formed and on an outer edge of a screening stage be arranged that collected in the collecting liquid phase through the Fixing support in a sieve opening of the screening stage is conveyed and through the Sieve opening is separable from the screening stage.
  • the mounting bracket itself at a suitable location openings for the discharge of Be provided liquid phase or at the screening stage at a suitable location be provided additional openings for discharging the liquid phase.
  • the prefilter by means of one or more Fixing supports is arranged instead of at a screening stage on the screening drum.
  • This can be particularly advantageous in single-stage pusher centrifuges of Be a case.
  • the prefilter sieve can be replaced by one or more Fastening supports also at the same time at two or more screening stages and / or be arranged the screen drum, wherein the corresponding screening stages or the Screen drum perform no oscillatory relative movement against each other.
  • the prefilter sieve may also be referred to as Zweicarensieb be designed with a coarse filter and a fine screen.
  • the first Filter stage forms the coarse filter, which contained in the mixture particles, the larger are as the filter openings of the coarse screen holds back.
  • the fine sieve stops correspondingly finer particles back, while at least a portion of the liquid phase, and very small particles, which also have to be removed, from the screening stage, or from the screening drum in single-stage pusher centrifuges, directly drained.
  • the configuration of the prefilter sieve as a two-stage sieve has the particular advantage that the fine sieve by large and / or heavy particles, which in the incoming Mixture may be included, is not mechanically stressed so much, so that the Fine sieve, for example, very small pores for filtering very small particles and in particular also of mechanically less resistant Materials can be made.
  • the mixture distributor a Vorbevantung funnel include, for example, substantially extending conically towards the feed device and extends in the special, for example, rotatably connected to the push floor device can.
  • the mixture distributor comprises an inlet funnel for Pre-acceleration of the mixture, wherein the inlet funnel about a drive axis is rotatably mounted and by means of a drive, regardless of the Rotation speed of the outer screen drum, with a predefined speed is rotatable about the drive axis.
  • the pre-acceleration funnel also be designed as Vorbeschreibungssieb, wherein the Vorbeuggungssieb substantially conically widening in the direction of Feed device extends out.
  • the pre-acceleration funnel is configured as a pre-acceleration screen
  • Part of the liquid phase in Vorbevantungssieb is separable from the mixture and the mixture is in the pre-acceleration screen to a predeterminable Rotation speed pre-accelerated, so that of the Feed introduced mixture before reaching the drum at Single-stage pusher centrifuges, or in multi-stage pusher centrifuges before reaching the screening stage, can be accelerated to a predetermined peripheral speed.
  • the mixture unlike that of the prior art known pusher centrifuges, not in the region of the pre-acceleration funnel abrupt, i. not in the shortest possible time to the full rotational speed of Grain drum is accelerated, for example, grain break and others damaging effects on the mixture preventable.
  • This is in particular also mechanically very sensitive substances, even at extremely high levels Rotation speeds of the screen drum processable.
  • the pre-acceleration hopper and / or the inlet funnel with respect on the axis of rotation of the screen drum have an opening angle smaller than Is 90 °, is in the pre-acceleration screen and / or in the inlet funnel the Flow velocity of the mixture compared to the velocity in free fall, i.e. without Vorbe instructung funnel and / or without inlet funnel, in the direction of Peripheral surface of the screening stage or the sieve drum selectively changeable, so that the Mixture in the region of the pre-acceleration funnel and / or the inlet funnel with increasing approach to the outer ring area in both radial Direction as well as in the circumferential direction of the screen drum is gradually accelerated.
  • the mixture is in the region of the pre-acceleration funnel and / or the inlet funnel in a particularly gentle way gradually to a predeterminable peripheral speed accelerated, in order then to reach the Peripheral surface of the outer screening drum or the screening stage finally the full To achieve rotation speed of the outer screen drum.
  • the value of the opening angle of the inlet funnel and / or the value of Vorbevantungswinkels the Vorbevantungstrichters can in relation to on the axis of rotation, for example, between 0 ° and 45 °, in detail between 0 ° and 10 ° or between 10 ° and 45 °, in particular between 25 ° and 45 °, preferably between 15 ° and 35 °.
  • the value of the opening angle and / or the Pre-acceleration angle is greater than 45 °.
  • the pre-acceleration funnel is configured as a pre-acceleration screen
  • the pre-acceleration can be advantageous as Zweilabnsieb be configured with a coarse filter and a fine filter.
  • the Mixture can thereby also in the field of Vorbeuggungssiebs, analogous to the arrangement of a two-stage sieve at the inlet funnel with the already detailed explained advantages are filtered in two stages.
  • the inlet funnel and / or the pre-acceleration funnel as skeletal Be configured supporting body, for forming the prefilter and / or the Vorbeuggungssiebs may be equipped with special filter films, i. of the skeletal support body can, for example, with one or more filter screens, the possibly for the deposition in different stages of different sizes Filter openings may be equipped.
  • filter sieves are used as filter sieves or For example, screen plates in question.
  • the filter screens can be advantageous different way provided with filter openings of different sizes become.
  • the aforementioned screen plates can, inter alia punched, drilled, lasered, electron beam punched or water jet cut
  • other techniques come into question.
  • the sieves themselves Depending on the requirements, you can choose from different, in particular corrosion resistant materials, such as plastic, Composite materials or different steels such as 1.4462, 1.4539 or 2.4602 or made of other suitable materials.
  • the filter screens can wear with suitable layers be provided, for example, with hard chrome layers, tungsten carbide (WC), Ceramics or hardened differently.
  • the strength of the filter sheets is typically 0.2 mm to 5 mm, although significantly different sheet thicknesses possible are.
  • the mixture should not be deposited liquid phase, because, for example, the Part of liquid phase in the incoming mixture is not high enough, a Pre-filtration of the mixture in the pre-acceleration funnel and / or in Feeding funnel naturally omitted.
  • the pre-acceleration screen Collecting means for discharging from the pre-acceleration screen Be provided liquid phase.
  • the liquid phase for example, by a Drain opening in the push floor device in an area between a rear drum wall, which is perpendicular to the axis of rotation, and a wall of the Housing, which separates the drum from the drum drive done.
  • the im Collecting agent collected, deposited on Vorfiltersieb liquid phase is thus through the drain opening in the push floor device and then through the Sieve opening from the screening drum in a particularly simple manner dischargeable.
  • in the area of the inlet funnel may be arranged, described in detail, other suitable devices for Removal of the liquid phase can be provided from the screen drum.
  • the pre-acceleration funnel or the Vorbeuggungssieb be driven separately via a rotary drive.
  • the Pre-acceleration funnel is then preferably designed and arranged such that the pre-acceleration hopper by means of a rotary drive about an axis of rotation is rotatable with a predetermined speed.
  • the rotation axis for Example arranged inside the push rod concentric to this and be driven independently of this by the rotary drive.
  • the Push bottom device preferably rotatably connected to the outer screen drum and with respect to rotation about the axis of rotation of the pre-acceleration screen decoupled.
  • the moving floor device rotates synchronously, for example with the outer screen drum, during the pre-acceleration hopper independently is drivable by the rotational speed of the outer screen drum.
  • the sliding floor device synchronously rotated with the pre-acceleration funnel, that is, push floor device and pre-acceleration funnel together with a predetermined speed and regardless of the speed of the outer screen drum, are drivable.
  • other ways of coupling rotary actuator and pre-acceleration funnel and / or push floor device possible, for example via suitable gear arrangements or any other suitable Wise.
  • the pre-acceleration funnel For controlling and / or regulating the rotational speed of Rotary drive and thus the pre-acceleration funnel can be suitable means be provided to the rotary drive, for example, depending on various operating parameters of the pusher centrifuge or depending on the to control and / or regulate the processing mixture or other factors.
  • the inventive pusher centrifuge and corresponding sensors to measure relevant operating parameters.
  • Fig. 1 shows in section in a schematic representation essential components a first embodiment of a pusher centrifuge according to the invention, which as a funnel for pre-acceleration of the mixture one by one Has drive shaft rotatably arranged inlet funnel. It is in Fig. 1 exemplified schematically a two-stage pusher centrifuge. It understands itself that the representation of FIG. 1 is to be understood as an example and the Description, of course, also for single-stage pusher centrifuges and also for more than two-stage pusher centrifuges applies in an analogous manner and accordingly is transferable.
  • the thrust centrifuge according to the invention which in the following with the total Reference numeral 1 is designated, serves to separate a mixture 2 in one Solid cake 3 and in a liquid phase 4 and includes as essential Components one about a rotational axis 5 about a drum axis 51 rotatable outer screen drum 6, which is housed in a housing G.
  • the Drum axis 51 is connected to a drum drive, not shown, in itself known manner in operative connection, so that the screen drum 6 through the Drum drive in fast rotation about the axis of rotation 5 is displaceable.
  • multi-stage pusher centrifuges 1 such as For example, in Fig.
  • a mixture distributor 7 with a push floor device 8 and a Feed device 9 is provided, either the screening stage 14 or as For example, shown in Fig. 3, the sliding floor device 8 along the Rotary axis 5 is arranged back and forth, so that the solid cake 3rd is displaceable by means of the sliding floor device 8.
  • a Inlet pipe 9 may include, for pre-acceleration in the inlet funnel 101st einspeisbar, which is essentially conically widening in the direction of Schubêtvoriques 8 extends, wherein the inlet funnel 101 to a Drive shaft 11, 111 rotatably mounted and by means of a drive 12, 121 with a predetermined speed about the drive axis 111 is rotatable. It can suitable, not shown here means be provided to the drive 121st for example, depending on the mixture to be processed 2 or in Dependence on suitable operating parameters of the pusher centrifuge 1 to control and / or to regulate.
  • the pusher bottom device 8 is so as a ring portion 81 formed so that with the annular region 81 in single-stage pusher centrifuges 1 of in the screening drum 6, and in multi-stage pusher centrifuges 1 in the screening stage 14, deposited solid cake 3 by a detailed below Oscillation along the axis of rotation 5 of the sliding floor device 8 and / or the Level 14, in single-stage pusher centrifuges 1 from the screening drum 6, or at multi-stage pusher centrifuges 1 in the screening drum 6 or in another not illustrated screening stage 14, is displaceable.
  • the push floor device 8 rotates in that shown in Fig. 1 Embodiment of an inventive pusher centrifuge 1 synchronously with the Sieve drum 6 about the axis of rotation 5.
  • the oscillatory motion, by the Double arrow is indicated in Fig. 1, performs in the example shown here the Sieve stage 14, while the push floor device 8 does not oscillate.
  • the oscillatory motion is preferably by means of a Not shown here Um Kunststoffmechanismus generated and a push rod P transmitted, wherein in a first half-period of the oscillatory motion with the outer ring portion 81 of the sliding floor device 8 deposited Solid cake 3 in ring sections whose width by the stroke length of Oscillation movement is determined, is pushed out of sieve drum 6. While a second half period of the oscillatory motion creates the void R in the screen drum 6, so that in the void R new mixture 2 can be introduced.
  • the mixture distributor 7 additionally comprises a the push floor device 8 rotatably connected pre-acceleration funnel 102, which is essentially conically widening in the direction of the feed device 9 extends.
  • FIG. 2a and 2b is an example and schematically each an embodiment a funnel 10 shown.
  • a pre-acceleration funnel 102 is shown.
  • FIG. 2b the example shown in FIG Geometry of a funnel 10 both on the inlet funnel 101 and on the Pre-acceleration funnel 102.
  • the outer ring portion 81 has a specifiable height a, depending on the mixture to be processed 2 and / or the Operating conditions under which the inventive pusher centrifuge 1 about 1% to 40% of the drum radius r, preferably about 5% to 10%, in particular 5% to 20% of the drum radius r.
  • the funnel 10 may be formed as a multi-stage funnel 10, wherein the funnel 10 for pre-acceleration of the mixture 2, at different angles ⁇ 1 , ⁇ 2 mutually inclined partial surfaces may have, wherein the relative size the partial surface and their inclination angle ⁇ 1 , ⁇ 2 may depend, for example, on the mixture 2 to be processed or on the operating parameters of the pusher centrifuge 1.
  • both the inlet funnel 101 and the pre-acceleration funnel 102 according to FIG. 2b can be configured as a multi-stage funnel.
  • the inlet funnel 101 as a prefilter 1011 is designed for the pre-separation of liquid phase 4, it can from be particularly advantageous if the inlet funnel 101 has a curved course and the opening angle ⁇ of the inlet funnel 101 as shown in Figs. 2c and 2d shown schematically, enlarged in the direction of the sliding floor device 8 out or reduced.
  • the pusher centrifuge 1 for example in Dependence on the particle size and / or the viscosity and / or other Properties or parameters, such as the temperature of the mixture 2, Different drainage are good.
  • the inlet funnel 101 or the prefilter 1011 has a curved course, wherein the Opening angle ⁇ of the prefilter screen 1011 in the direction of the sliding floor device 8 enlarged.
  • Such a special embodiment of an inlet funnel 101 is shown schematically in Fig. 2c. That is, the inlet funnel 101 or the Pre-filter screen 1011 expands toward the push floor device 8 similarly the horn of a trumpet.
  • the Vorbeuggungsstrichter 102 and the pre-acceleration screen 1021 a have curved course, wherein the pre-acceleration angle ⁇ of the Vorbevantungstrichters 102 towards the feed device 9 out enlarged or reduced.
  • Pusher centrifuge 1 In practice, it can be of great importance to accelerate itself or the rotational speed to which the mixture 2 im Vorbevantung funnel 102 is accelerated to control targeted.
  • the pre-acceleration hopper 102 is so designed and arranged that the pre-acceleration hopper 102 by means of a Rotary drive 122 about a rotation axis 112 with a predetermined speed, regardless of the speed of the screen drum 6, is rotatable.
  • the rotation axis 112 may be exemplified as shown in Fig. 3, for example, within the Be arranged push rod P.
  • suitable, not shown here Means be provided to the drive 12, for example, depending on the to be processed mixture 2 or depending on suitable Operational parameters of the pusher centrifuge 1 to control and / or to regulate.
  • an inlet funnel 101 may additionally be provided, which in addition by means of a separate drive 121 about a drive axis 111 with a predeterminable speed can be driven.
  • a splash guard 91 which can be mounted on supports 911 on the push floor device 8 and in which the feed device 9 opens, also missing.
  • Pre-acceleration hopper 102 may be preferred, but not necessary for example, in one direction of the oscillatory motion with another Rotate rotational speed, as in the opposite oscillatory motion.
  • the Rotational frequency of the pre-acceleration hopper 102 are selected so that the Pre-acceleration hopper 102 rotates synchronously with the outer screen drum 6, so that between the outer ring portion 81 and the solid cake 3, on the Peripheral surface 62 of the screening drum 6 is deposited, when moving no Realtivmony with respect to the rotation around the Drechchse 5 is present, while the Rewind, ie in the phase of Osillationsterrorism in the space R with new mixture 2, the pre-acceleration hopper 102, for example rotates slower than the outer screen drum 6.
  • the in Fig. 3 Pusher centrifuge 1 shown of course, as a multi-stage Pusher centrifuge 1 be designed and as a multi-stage pusher centrifuge, such as will be described in more detail below, be operated
  • Fig. 3a shows a further embodiment according to FIG. 3 with a Blind bottom 811 designed outer ring portion 81, which synchronously with the Vorbevantungstrichter 102 oscillates, and at the same speed as the outer screen drum 6 rotates, in the present embodiment shown generally different from the speed of the pre-acceleration hopper 102 is.
  • the blind bottom 811 via at least one securing strut 812 rotatably with the outer screening drum.
  • the attachment strut 812 via a thrust element 813 that, for example, the rotary axis 5 can comprise a ring or else as simple support strut 813 may be formed by means of a decoupling socket 814 shear-resistant coupled with the push rod P.
  • the Decoupling socket 814 for decoupling the rotational movement of the Schubelemnts 813 from the rotational movement of the pre-acceleration hopper 102 for example a ball bearing mechanism include or otherwise suitable for Decoupling of the relative rotational movements designed and arranged.
  • the decoupling socket 814 may also be shown as not shown in Fig. 3a
  • Decoupling element 814 may be formed, for example, suitably between Push rod P and sliding floor device 8 may be arranged and formed can.
  • the pre-acceleration hopper 102 completely independent of the speed of the outer sieve drum 6 with a mixture to be processed on the second tunable rotational frequency drivable and on the other hand rotates the blind floor 811, which transports the solid cake 3 in the axial direction with the same Speed as the sieve drum 6, so that between the blind bottom 811 and sieve drum 6 relative to the rotation about the rotation axis 5 no relative movement takes place.
  • the rotational speed for example, depending on a current operating state of Pusher centrifuge 1, as already described above, be variable.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of an inventive Pusher centrifuge 1, in which the inlet funnel 101 as a prefilter screen 1011 to Pre-separation of liquid phase 4 from the mixture 2 is formed and around the Drive axle 111 by means of the drive 121 with a predetermined speed is drivable.
  • a significant advantage of this embodiment consists in this case in that a part of the liquid phase 4 is already in the prefilter sieve 1011 from the mixture 2 is separable and the mixture 2 in the prefilter 1011 to a predeterminable Rotation speed is pre-accelerated, so that the of the Feed device 9 introduced mixture 2 before reaching the screen drum 6, at single-stage pusher-type centrifuges 1, or in multi-stage pusher-type centrifuges 1 Reaching the screening stage 14, to a predetermined peripheral speed is acceleratable. This does not require the entire amount of liquid phase 4, the contained in the mixture 2, to the full peripheral speed of the screen drum. 6 be accelerated because part of the liquid phase 4 already on the prefilter 1011 deposited and from screening drum 6 or from the screening stage 14 separable is.
  • mixtures 2 with a very high content of liquid phase 4 easy to process.
  • a high content of Liquid phase 4 always a uniform distribution of the mixture to be dried. 2 over the peripheral surface 142 of the screening stage 142 and over the peripheral surface 62 of the Screen drum 6 guaranteed.
  • additional pre-drainage devices such as For example, static thickeners, curved screens or hydrocyclones superfluous. there are smallest particles contained in the mixture 2 by the effect of Pre-filtration much more effectively separated from the solid cake 3.
  • the derivation of the liquid phase 4, the pre-filter 1011 in the collecting means 13th was deposited, preferably via a conduit means 131, the e.g. a suitably designed and arranged in the pusher centrifuge 1 suitably Piping 131 may include.
  • the collecting means 13 has to carry out the conduit means 131 in the interior of the collecting means 13 a, via a the feeding device 9 facing side circular-shaped Opening groove 132, so that the rotational movement of the prefilter screen 1011 through the conduit means 131 is not hindered.
  • the prefilter sieve 1011 can also be used as a two-stage sieve be designed a coarse filter and a fine screen.
  • the first filter stage forms the Coarse sieve, which contained in the mixture 2 particles that are larger than that Retains filter openings of the coarse filter.
  • the fine sieve keeps correspondingly finer Particles back, while at least part of the liquid phase 4, as well as very small Particles, which must also be removed, from the screening stage 14, or from the Sieve drum 6 in single-stage pusher centrifuges 1, are directly drained.
  • the Design of the prefilter screen 1011 as a two-stage screen has in particular the Advantage that the fine sieve by large and / or heavy particles, in the incoming mixture 2 may be included, not mechanically so heavily loaded So, for example, the fine screen has very small pores for filtering very much may have small particles and in particular also mechanically little resistant materials can be made.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a pusher centrifuge 1 according to the invention in which the separately drivable Vorbeschreibungstrichter 102 as Vorbevantungssieb 1021 for pre-separation of liquid phase 4 from the Mixture 2 is configured.
  • the pre-acceleration screen 1021 is here designed as a two - stage sieve with a coarse sieve and a fine sieve, what the previously already described in detail on the example of the prefilter screen 1011 advantages brings with it.
  • the pre-acceleration screen 1021 need not be considered Be designed two-stage screen.
  • the pre-acceleration funnel 102 or the pre-acceleration screen 1021 points while with respect to the rotation axis 5, a pre-acceleration angle ⁇ , which in Reference to the axis of rotation 5, for example, between 0 ° and 45 °, in detail between 0 ° and 10 ° or between 10 ° and 45 °, in particular between 25 ° and 45 °, preferably between 15 ° and 35 °.
  • a pre-acceleration angle ⁇ which in Reference to the axis of rotation 5, for example, between 0 ° and 45 °, in detail between 0 ° and 10 ° or between 10 ° and 45 °, in particular between 25 ° and 45 °, preferably between 15 ° and 35 °.
  • the value of the opening angle ⁇ and / or the Pre-acceleration angle ⁇ is greater than 45 °.
  • the inlet funnel 101 is configured as a prefilter screen 1011 and by means of one or more fastening supports 15 on the screening drum 6 arranged.
  • the mounting posts 15 are preferably in the form of suitable formed spokes 15, thin rods 15 or tubes 15, so that in the Operating state of the solid cake 3 easily from the screening stage 14 or from the Sieve drum 6 is removable.
  • the prefilter sieve 1011 by means of one or a plurality of mounting posts 15 also be arranged on a screening stage 14 or even at several screening stages 14 or at a screening stage 14 and at the screening drum 6, wherein the respective drums preferably no Perform oscillatory relative movement against each other.
  • Pre-acceleration hopper 102 may be preferred, but not necessary or Vorbeuggungssieb 1021, for example, in a direction of Oscillation movement of the screening stage 14 at a different rotational speed rotate, as in the opposite oscillation movement of the screening stage 14.
  • the rotational frequency of the pre-acceleration hopper 102 are selected so that the Vorbevantung funnel 102 rotates synchronously with the screening stage 14, so that between the outer ring portion 81 and the solid cake 3, on the Peripheral surface of the screening stage 14 is deposited, when moving no Relative movement with respect to the rotation around the Dreachse 5 is present during the Rewind, ie in the phase of Osillationsmos in the space R with new mixture 2, the pre-acceleration hopper 102, for example rotates slower than the screening stage 14.
  • FIG. 5a finally, an embodiment according to FIG. 5 with a Blind bottom 811 shown schematically, wherein the pre-acceleration screen 1021 for the sake of clarity, is not shown as a two-stage screen.
  • both the pre-acceleration screen 1021 and the prefilter screen can be used 1011 be designed as a one, two or multi-stage screen.
  • the embodiment according to FIG. 5 a has a blank bottom 811 designed outer ring portion 81, which synchronously with the outer Screening drum 6 rotates, however, from the pre-acceleration hopper 102 with respect to Is decoupled rotational movement, so that the pre-acceleration funnel 102 or the Vorbevantungssieb 1021 at a different speed than the blindfloor 811 is rotatable about the axis of rotation 5.
  • a blank bottom 811 designed outer ring portion 81 which synchronously with the outer Screening drum 6 rotates, however, from the pre-acceleration hopper 102 with respect to Is decoupled rotational movement, so that the pre-acceleration funnel 102 or the Vorbeuggungssieb 1021 at a different speed than the blindfloor 811 is rotatable about the axis of rotation 5.
  • the blind bottom 811 via at least one mounting strut 812th rotatably connected to the outer screen drum 6, wherein the Mounting strut 812 through a suitably placed opening 143 in the screening stage 14 is guided, so that the fastening strut 812 of the oscillatory motion of the Level 14 is decoupled.
  • the embodiment gemäs Fig. 5a also applicable to higher-level than two-stage pusher centrifuges 1 analog transferable.
  • the pre-acceleration hopper 102 completely independent of the speed of the outer sieve drum 6 with a mixture to be processed on the second tunable rotational frequency drivable and on the other hand rotates the blind floor 811, which transports the solid cake 3 in the axial direction with the same Speed as the sieve drum 6 and the screening stage 14, so that between the blind floor 811 and screening stage 14 with respect to the rotation about the rotation axis 5 none Relative movement takes place.
  • too Rotation speed for example, depending on a current Operating state of the pusher centrifuge 1, as already described above, variable be.
  • inter alia grain breakage is avoidable, so that in particular also substances that are particularly sensitive to abrupt Changes in a centrifugal or radial acceleration react, under Compliance with the highest quality standards are processed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schubzentrifuge (1) zur Trennung eines Gemischs (2) in einen Feststoffkuchen (3) und in eine Flüssigphase (4). Die erfindungsgemässe Schubzentrifuge (1) umfasst dabei eine um eine Drehachse (5) rotierbare äussere Siebtrommel (6), einen in der Siebtrommel (6) angeordneten Gemischverteiler (7) mit einer Schubbodenvorrichtung (8) und einer Einspeiseeinrichtung (9), wobei die Schubbodenvorrichtung (8) so angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Feststoffkuchen (3) mittels der Schubbodenvorrichtung (8) verschiebbar ist und mit der Einspeiseeinrichtung (9) das Gemisch (2) über den Gemischverteiler (7) in einen Leerraum (R) einbringbar ist, der beim Verschieben des Feststoffkuchens (3) durch die Schubbodenvorrichtung (8) entsteht. Der Gemischverteiler (7) umfasst mindestens einen Trichter (10) zur Vorbeschleunigung des Gemischs (2), wobei der Trichter (10) um eine Antriebsachse (11) drehbar angeordnet und mittels eines Antriebs (12) mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse (11) rotierbar ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Schubzentrifuge gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1.
Zur Trocknung feuchter Substanzen oder feuchter Substanzgemische sind Zentrifugen in den verschiedensten Ausführungsformen weit verbreitet und werden auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt. So kommen beispielsweise zur Trocknung hochreiner pharmazeutischer Produkte diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen, wie Schälzentrifugen, bevorzugt zum Einsatz, während insbesondere dann, wenn kontinuierlich grosse Mengen eines fest-flüssig Gemischs getrennt werden sollen, kontinuierlich arbeitende Schubzentrifugen vorteilhaft eingesetzt werden. Dabei kommen je nach Anforderung ein- oder mehrstufige Schubzentrifugen, sowie sogenannte Doppelschubzentrifugen zum Einsatz.
Bei den verschiedenen Typen der zuletzt genannten Klasse von Schubzentrifugen wird ein fest-flüssig Gemisch, beispielsweise eine Suspension oder ein feuchtes Salz oder Salzgemisch, durch ein Einlaufrohr über einen Gemischverteiler einer schnell rotierenden Trommel, die als Filtersieb ausgestaltet ist, zugeführt, so dass auf Grund der wirkenden Fliehkräfte die flüssige Phase durch das Filtersieb ausgeschieden wird, während im Inneren an der Trommelwand ein Feststoffkuchen abgeschieden wird. Dabei ist in der rotierenden Trommel ein im wesentlichen scheibenförmiger, synchron mitrotierender Schubboden angeordnet, wobei je nach Anzahl der Siebstufen entweder der Schubboden oder eine Siebstufe in axialer Richtung in der Trommel mit einer gewissen Amplitude oszilliert, so dass ein Teil des getrockneten Feststoffkuchens an einem Ende der Trommel herausgeschoben wird. Bei der entgegengesetzten Bewegung des Schubbodens wird ein an den Schubboden angrenzender Bereich der Trommel freigegeben, der dann durch das Einlaufrohr und über den Gemischverteiler wieder mit neuem Gemisch beschickt werden kann. Dabei können je nach eingesetztem Typ mit modernen Hochleistungs-Schubzentrifugen problemlos Durchsatzmengen in einer Grössenordnung von 100 Tonnen pro Stunde erreicht werden, wobei Trommeldurchmesser bis zu 1000 mm und mehr durchaus üblich sind und typische Rotationsfrequenzen der Trommel, abhängig vom Trommeldurchmesser von bis zu 2000 Umdrehungen pro Minute und mehr erreicht werden können. Dabei bedingt in der Regel ein grösserer Trommeldurchmesser wegen der auftretenden starken Fliehkräfte eine kleinere maximale Rotationsfrequenz der Trommel. Selbstverständlich können die Betriebsparameter, wie z.B. die Rotationsfrequenz der Trommel, die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Gemisch oder auch der Trommeldurchmesser oder der Typ der eingesetzten Schubzentrifuge auch von dem zu trocknenden Material selbst, dem Gehalt an Flüssigkeit usw. abhängen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen sind in der Regel kontinuierlich arbeitende Filterzentrifugen. Dabei sind einstufige und mehrstufige Schubzentrifugen bekannt, wobei die mehrstufige Schubzentrifuge aus einer äusseren Siebtrommel und mindestens einer in der äusseren Siebtrommel angeordneten Siebstufe, die ebenfalls als Siebtrommel ausgestaltet ist, besteht. Dabei können mehrere Siebstufen ineinander konzentrisch angeordnet sein, so dass zwei, drei und mehrstufige Schubzentrifugen realisierbar sind, wobei alle Siebstufen sehr schnell synchron um eine gemeinsame Drehsachse angetrieben werden. Ein zu trennendes fest-flüssig Gemisch gelangt im Betriebszustand kontinuierlich durch ein fest stehendes Einlaufrohr in einen in der innersten Siebstufe angeordneten, ebenfalls synchron mitrotierenden, Gemischverteiler und wird auf der innersten Siebstufe über deren ganzen Siebumfang gleichmässig verteilt. Der grösste Teil der Flüssigkeit wird hier bereits abzentrifugiert und es bildet sich ein Feststoffkuchen.
Bei einer zweistufigen Schubzentrifuge führt die innerste Stufe, die auch als erste Stufe bezeichnet wird, neben der Rotationsbewegung um die Drehachse eine Oszillationsbewegung in Richtung der Drehachse aus. Diese oszillatorische Bewegung wird hydraulisch über einen Schubkolben mit Umsteuermechanismus generiert. Dadurch wird der Feststoffkuchen in Ringabschnitten, entsprechend der Hublänge der Oszillation, von der ersten zur zweiten Stufe geschoben und verlässt die Schubzentrifuge schliesslich über eine Austrittsöffnung. In der Praxis wird dabei der Feststoffkuchen in der Siebtrommel kontinuierlich unter Zugabe von Waschflüssigkeit auf den Feststoffkuchen gewaschen.
Dagegen umfasst eine einstufige Schubzentrifuge ausser der äusseren Siebtrommel keine weiteren Siebstufen. Hier oszilliert zur Förderung des Feststoffkuchens in der Siebtrommel der Schubboden, der gleichzeitig synchron mit der äusseren Siebtrommel mitrotiert.
Eine bekannte zweistufige Schubzentrifuge, die nach dem zuvor geschilderten Prinzip arbeitet, ist beispielsweise in der DT 25 42 916 A1 eingehend beschrieben, während ein bekanntes Verfahren zum Betrieb einer Schubzentrifuge, insbesondere einer einstufigen Schubzentrifuge, unter anderem der EP 0 466 751 B1 entnommen werden kann. Dabei dient bei zwei- und mehrstufigen Schubzentrifugen die erste Stufe, d.h. die innerste Siebstufe, im wesentlichen zur Vorentwässerung des Gemisch, sowie zur Bildung eines Feststoffkuchens, während die äussere Siebtrommel hauptsächlich als Trockenstufe dient. Dadurch, dass mittels der ersten Siebstufe eine Vorentwässerung möglich ist, wird mit mehrstufigen Schubzentrifugen ein deutlich erhöhtes Flüssigkeitsschluckvermögen als mit einstufigen Schubzentrifugen erreicht, so dass Gemische mit niedrigeren Einlaufkonzentrationen, d.h. mit höherem Flüssigkeitsgehalt verarbeitet werden können. Dieser Vorteil gegenüber einstufigen Schubzentrifugen wird natürlich zumindest teilweise dadurch kompensiert, dass mehrstufige Schubzentrifugen selbstverständlich viel aufwendiger von Ihrem Aufbau, damit natürlich auch aufwendiger in der Wartung und in der Anschaffung sind.
Für spezielle Einsatzbereiche sind Sonderausführungen, im speziellen auch von zwei- und mehrstufigen Schubzentrifugen, insbesondere für hochabrasive Schleudergüter, wie z.B. Kohle und Rohphosphat bekannt, die besondere Verschleissschutzmassnahmen, wie verschleissfeste Siebe, erfordern. Auch Sonderausführungen für intensive Waschprozesse und zur Durchführung spezieller Waschverfahren, wie beispielsweise die Gegenstromwaschung bei Nitrozellulose, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Auch Gasdichte Ausführungen ein- und mehrstufiger Schubzentrifugen zum Betrieb unter Schutzgasathmosphäre kommen zum Einsatz.
Obwohl ein- und mehrstufige Schubzentrifugen seit langem, wie oben kurz skizziert, auch für Spezialanwendungen in verschiedensten Ausführungsvarianten wohlbekannt sind, weisen die bekannten ein- und mehrstufigen Schubzentrifugen dennoch verschiedene gravierende Nachteile auf. Auch wenn beispielsweise mit den bekannten mehrstufigen Schubzentrifugen niedrigere Einlaufkonzentrationen, d.h. Gemische mit erhöhtem Flüssigkeitsgehalt besser verarbeitet werden können als mit gewöhnlichen einstufigen Schubzentrifugen, darf die Einlaufkonzentration des zu verarbeitenden Gemischs nicht beliebig klein sein. D.h., wenn der Anteil an Flüssigkeit im Gemisch zu hoch ist, beispielsweise 50% oder 70% oder 80% oder gar mehr als 90% Flüssigphase beträgt, muss das Gemisch häufig in mehr oder weniger aufwendigen Verfahren voreingedickt werden. Bei zu hohem Flüssigkeitsgehalt wird nämlich eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs über den Umfang der Siebtrommel zunehmend erschwert. Das kann einerseits zu sehr schädlichen Vibrationen der Siebtrommel und damit zu vorzeitigem Verschleiss von Lagern und Antrieb führen; im schlimmsten Fall sogar zu einem Sicherheitsproblem im Betrieb werden. Andererseits bewirkt ein ungleichmässig über den Umfang der Siebtrommel verteilter Feststoffkuchen Probleme beim Waschen. Daher stehen zur Vorentwässerung zum Beispiel statische Eindicker, Bogensiebe oder die bestens bekannten Hydrozyklone zur Verfügung. Es liegt auf der Hand, dass der Einsatz solcher Vorentwässerungssysteme sowohl verfahrenstechnisch als auch apparativ sehr aufwendig und damit teuer ist.
Ein weiterer gravierender Nachteil bei der Verarbeitung von Gemischen kleiner Einlaufkonzentration besteht darin, dass praktisch die gesamte Menge an Flüssigkeit, die mit dem Gemisch zugeführt wird, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt werden muss, bevor sie durch das Filtersieb der Siebtrommel ausgeschieden wird. Das gleiche trifft auf kleinste Partikel im Gemisch zu, die ebenfalls durch das Sieb vom Feststoffkuchen abgeschieden werden sollen. Das ist energetisch äusserst ungünstig und beeinflusst das Betriebsverhalten der Zentrifuge deutlich negativ.
Die zuvor und im folgenden hauptsächlich für mehrstufige Schubzentrifugen exemplarisch dargestellten Nachteile gelten selbstverständlich auch, in der Regel sogar noch in verschärfter Form, für einstufige Schubzentrifugen.
Aber selbst bei der Verarbeitung von Gemischen mit deutlich höherer Feststoffkonzentration haben die aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen zum Teil massive Nachteile. So wird das durch das Einlaufrohr in den Gemischverteiler eingebrachte Gemisch beim Auftreffen auf die Siebtrommel in kürzester Zeit auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der Trommel beschleunigt. Insbesondere bei empfindlichen Substanzen kann das unter anderem zu Kornbruch führen, das heisst, dass beispielsweise Feststoffkörner, die in einer der Zentrifuge zugeführten Suspension verteilt sind, bei dem abrupten Beschleunigungsvorgang in unkontrollierter Weise in kleinere Stücke zerbersten, was negative Einflüsse auf die Qualität des produzierten Feststoffkuchens haben kann, wenn beispielsweise die Partikelgrösse der Körner im Endprodukt eine Rolle spielt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Schubzentrifuge vorzuschlagen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile weitgehend vermeidet.
Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Die jeweiligen abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Die Erfindung betrifft somit eine Schubzentrifuge zur Trennung eines Gemischs in einen Feststoffkuchen und in eine Flüssigphase. Die erfindungsgemässe Schubzentrifuge umfasst dabei eine um eine Drehachse rotierbare äussere Siebtrommel, einen in der Siebtrommel angeordneten Gemischverteiler mit einer Schubbodenvorrichtung und einer Einspeiseeinrichtung, wobei die Schubbodenvorrichtung so angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Feststoffkuchen mittels der Schubbodenvorrichtung verschiebbar ist und mit der Einspeiseeinrichtung das Gemisch über den Gemischverteiler in einen Leerraum einbringbar ist, der beim Verschieben des Feststoffkuchens durch die Schubbodenvorrichtung entsteht. Der Gemischverteiler umfasst mindestens einen Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs, wobei der Trichter um eine Antriebsachse drehbar angeordnet und mittels eines Antriebs mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse rotierbar ist.
Ein- und mehrstufige Schubzentrifugen, sowie deren Funktionsprinzipien, sind in den verschiedensten Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt, so dass im folgenden hauptsächlich lediglich die erfindungswesentlichen Merkmale detailliert beschrieben werden müssen.
Die erfindungsgemässe Schubzentrifuge dient zur Trennung eines Gemischs in einen Feststoffkuchen und in eine Flüssigphase und umfasst als wesentliche Komponenten eine um eine Drehachse über eine Trommelachse rotierbare äussere Siebtrommel, die in einem Gehäuse untergebracht ist. Dabei kann die erfindungsgemässe Schubzentrifuge als einstufige, zweistufige oder höherstufige Schubzentrifuge ausgelegt sein. Die Trommelachse steht mit einem Trommelantrieb in an sich bekannter Weise in Wirkverbindung, so dass die äussere Siebtrommel durch den Trommelantrieb in schnelle Rotation um die Drehachse versetzbar ist. Innerhalb der äusseren Siebtrommel ist bei höherstufigen, d.h. bei zwei- oder mehrstufigen Schubzentrifugen mindestens eine weitere Siebstufe angeordnet. Desweiteren ist in der Siebtrommel ein Gemischverteiler mit einer Schubbodenvorrichtung vorgesehen, wobei entweder die Siebstufe und / oder die Schubbodenvorrichtung entlang der Drehachse hin- und herbewegbar angeordnet ist, so dass der Feststoffkuchen mittels der Schubbodenvorrichtung verschiebbar ist. Sowohl die äussere Siebtrommel, als auch, wenn wie bei mehrstufigen Schubzentrifugen vorhanden, die weitere Siebstufe, weisen Sieböffnungen auf, durch die in bekannter Weise bei schneller Rotation Flüssigphase aus dem Feststoffkuchen bzw. aus dem Gemisch, das, wie weiter unten noch detaillierter beschrieben wird, bei einstufigen Schubzentrifugen auf eine innere Umfangsfläche der Siebtrommel, bzw. auf eine innere Siebstufenfläche der Siebstufe bei mehrstufigen Schubzentrifugen, aufbringbar ist, durch die auftretenden Fliehkräfte nach aussen abführbar ist.
Insbesondere kann in einem für die Praxis besonders wichtigen Beispiel die Siebtrommel und / oder die Siebstufe in an sich bekannter Weise als skelettartige Stütztrommel ausgestaltet sein, die zur Bildung der entsprechenden Siebflächen mit speziellen Filterfolien an ihrem Umfang ausgekleidet sind, d.h. die skelettartige Stütztrommel kann beispielsweise mit einem oder mehreren Filtersieben mit unterschiedlich oder gleich grossen Filteröffnungen zur Abscheidung der Flüssigphase ausgestaltet sein.
Innerhalb der Siebtrommel ist der Gemischverteiler mit der Schubbodenvorrichtung und der Einspeiseeinrichtung angeordnet, der es gestattet, kontinuierlich durch die Einspeiseeinrichtung zugeführtes Gemisch auf die innere Umfangsfläche der Siebtrommel bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen auf die Siebstufenfläche der Siebstufe durch Einbringen in den Leerraum, der beim Verschieben des Feststoffkuchens entsteht, zu verteilen.
An einem peripheren Bereich ist dabei die Schubbodenvorrichtung so als Ringbereich ausgebildet, dass mit dem Ringbereich bei einstufigen Schubzentrifugen der in der Siebtrommel, und bei mehrstufigen Schubzentrifugen der in der Siebstufe, abgelagerte Feststoffkuchen durch eine später noch genauer beschriebene Oszillation der Schubbodenvorrichtung und / oder der Siebstufe, bei einstufigen Schubzentrifugen aus der Siebtrommel, bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen in die Siebtrommel oder in eine weitere eventuell vorhandene Siebstufe, verschiebbar ist.
Wesentlich für die erfindungsgemässe Schubzentrifuge ist es dabei, dass der Gemischverteiler entweder einen als Einlauftrichter ausgebildeten Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs umfasst, der sich im wesentlichen erweiternd zur Schubbodenvorrrichtung hin erstreckt, und / oder einen als Vorbeschleunigungstrichter ausgestalteten Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs umfasst, der sich im wesentlichen erweiternd in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin erstreckt, wobei der Einlauftrichter und / oder der Vorbeschleunigungstrichter um eine Antriebsachse mit einer vorgebbaren Drehzahl mittels eines Antriebs rotierbar ist. Damit ist der Einlauftrichter und / oder der Vorbeschleunigungstrichter zur kontrollierten Vorbeschleunigung des eingebrachten Gemischs, unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse rotierbar.
Dadurch, dass das Gemisch, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen, im Bereich des Einlauftrichters und / oder im Bereich des Vorbeschleunigungstrichters nicht abrupt, d.h. in kürzester Zeit auf die volle Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel beschleunigt wird, sind zum Beispiel Kornbruch und andere schädigende Einwirkungen auf das Gemisch vermeidbar. Damit sind in den verschiedenen Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Schubzentrifuge, insbesondere auch mechanisch sehr empfindliche Stoffe, auch bei extrem hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Siebtrommel verarbeitbar.
Dabei erstrecken sich sowohl der Einlauftrichter als auch der Vorbeschleunigungstrichter bevorzugt unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel konisch erweiternd in Richtung zur Schubbodenvorrichtung bzw. zur Einspeiseeinrichtung hin.
Für spezielle Anwendungen, beispielsweise in Abhängigkeit von den Eigenschaften des zu entwässernden Gemischs, kann der Einlauftrichter und / oder der Vorbeschleunigungstrichter in einem vorgebbaren Bereich jedoch auch einen gekrümmten Verlauf haben, wobei sich der Öffnungsswinkel des Einlauftrichters und / oder der Vorbeschleunigungswinkel des Vorbeschleunigungstrichters in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin vergrössert oder verkleinert. Das kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn der Einlauftrichter bzw. der Vorbeschleunigungstrichter, wie später noch genauer beschrieben wird, als Vorfiltersieb bzw. als Vorbeschleunigungssieb zur Vorabscheidung von Flüssigphase ausgebildet ist.
Bei einem einfachen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schubzentrifuge kann der Einlauftrichter, unabhängig von der Drehzahl der äusseren Siebtrommel, um die Antriebsachse durch den Antrieb antreibbar sein, während die Schubbodenvorrichtung synchron mit der Siebtrommel um die Drehachse rotierbar angeordnet sein kann. Dabei kann der Gemischverteiler zur Vorbeschleunigung des Gemischs einen Vorbeschleunigungstrichter umfassen, der bevorzugt, jedoch nicht notwendig, drehfest mit der Schubbodenvorrichtung verbunden ist, so dass der Vorbeschleunigungstrichter synchron mit der Siebtrommel rotiert. Es versteht sich, dass der Vorbeschleunigungstrichter in einem anderen Ausführungsbeispiel auch fehlen kann, oder ebenfalls, wie der Einlauftrichter, über einen eigenen Antrieb verfügen kann.
Die oszillatorische Bewegung zur Verschiebung des Feststoffkuchens vollführt dabei beispielsweise bei einer einstufigen Schubzentrifuge der Gemischverteiler allein, während bei einer mehrstufigen Schubzentrifuge eine Siebstufe eine entsprechende oszillatorische Bewegung ausführen kann. In jedem Fall besteht im Betriebszustand entweder eine oszillatorische Relativbewegung zwischen der Schubbodenvorrichtung und der in axialer Richtung unbeweglichen Siebtrommel und / oder zwischen einer oder mehrerer eventuell vorhandener weiterer Siebstufen und / oder der zwischen der Schubbodenvorrichtung und / oder einer oder mehrerer eventuell vorhandener weiterer Siebstufen. Die oszillatorische Bewegung der Schubbodenvorrichtung und /oder der Siebstufe erfolgt bevorzugt über eine Schubstange, wobei in einer ersten Halbperiode der oszillatorischen Bewegung mit dem äusseren Ringbereich der auf der Siebtrommel abgelagerte Feststoffkuchen in Ringabschnitten, deren Breite durch die Hublänge der Oszillationsbewegung der Schubbodenvorrichtung und / oder der Siebstufe bestimmt ist, aus der Siebtrommel geschoben wird. Während einer zweiten Halbperiode der oszillatorischen Bewegung entsteht der Leerraum in der Siebtrommel und / oder in der Siebstufe, so dass in den Leerraum neues Gemisch einbringbar ist.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Einlauf trichter als Vorfiltersieb zur Vorabscheidung von Flüssigphase aus dem Gemisch ausgebildet. Dadurch, dass bereits ein Teil der Flüssigphase im Vorfiltersieb vom einlaufenden Gemisch abtrennbar ist und das Gemisch im Vorfiltersieb auf eine vorgebbare Rotationsgeschwindigkeit vorbeschleunigbar ist, so dass das von der Einspeiseeinrichtung eingebrachte Gemisch vor Erreichen der Siebtrommel, bei einstufigen Schubzentrifugen, bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen vor Erreichen der Siebstufe, auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar ist, muss einerseits nicht die gesamte Menge an Flüssigphase, die im Gemisch enthalten ist, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel beschleunigt werden, da ein Teil der Flüssigphase bereits über das Vorfiltersieb abgeschieden und direkt aus der Siebtrommel bzw. aus der Siebstufe abscheidbar ist. Somit sind auch Gemische mit einem sehr hohen Gehalt an Flüssigphase, beispielsweise von mehr als 50% Flüssigphase oder mehr als 70% Flüssigphase oder sogar von mehr als 90% Flüssigphase problemlos verarbeitbar. Insbesondere ist so auch bei einem hohem Gehalt an Flüssigphase stets eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs über die Umfangsfläche der Siebstufe, bzw. der Siebtrommel gewährleistet. So sind selbst bei sehr hohen Konzentrationen an Flüssigphase im Gemisch zusätzliche Einrichtungen zur Vorentwässerung, wie zum Beispiel statische Eindicker, Bogensiebe oder Hydrozyklone überflüssig. Darüber hinaus können auch kleinste im Gemisch enthaltene Partikel durch den Effekt der Vorfiltrierung viel effektiver vom Feststoffkuchen abgeschieden werden.
Insbesondere dann, aber nicht nur dann, wenn der Einlauftrichter als Vorfiltersieb zur Vorabscheidung von Flüssigphase ausgebildet ist, kann es von besonderem Vorteil sein, wenn der Einlauftrichter einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Öffnungsswinkel des Einlauftrichters in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin vergrössert oder verkleinert. Es ist nämlich bekannt, dass unterschiedliche Produkte unter sonst gleichen Betriebsbedingungen der Schubzentrifuge, beispielsweise in Abhängigkeit von der Korngrösse und / oder der Viskosität und / oder anderer Eigenschaften oder Parameter, wie zum Beispiel der Temperatur des Gemischs unterschiedlich gut entwässerbar sind.
Liegt beispielsweise ein Gemisch vor, das bei gegebenen Betriebsparametern relativ leicht zu entwässern ist, kann es von Vorteil sein, dass der Einlauftrichter bzw. das Vorfiltersieb einen gekrümmten Verlauf hat, wobei sich der Öffnungswinkel des Vorfiltersiebs in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin vergrössert. Das heisst, der Einlauftrichter bzw. das Vorfiltersieb erweitert sich in Richtung zur Schubbodenvorrichtung ähnlich wie das Horn einer Trompete. Damit wird die Abtriebskraft, mit der das Gemisch aus dem Einlauftrichter beschleunigt wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung überproportional grösser, so dass das Gemisch, das bereits im Vorfiltersieb relativ stark entwässerbar ist und damit schlechte Gleiteigenschaften im Vorfiltersieb zeigt, schneller das Vorfiltersieb verlassen kann, als beispielsweise bei einem im wesentlichen sich konusförmig, mit konstantem Öffnungswinkel sich erweiternden Vorfiltersieb.
Andererseits können auch Gemische vorliegen, die bei gegebenen Betriebsparametern relativ schlecht zu entwässern sind. In diesem Fall empfiehlt es sich, einen Einlauftrichter bzw. ein Vorfiltersieb mit einem gekrümmten Verlauf einzusetzen, wobei sich der Öffnungswinkel des Vorfiltersiebs in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin verkleinert. Das hat zur Folge, dass die Abtriebskraft, mit der das Gemisch aus dem Einlauftrichter beschleunigt wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung langsamer zunimmt, als beispielsweise bei einem sich unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel konisch erweiternden Einlauftrichter. Dadurch entsteht im Vorbeschleunigungssieb eine gewisse Stauwirkung, so dass das Gemisch länger im Vorfiltersieb verbleibt und daher bereits im Vorfiltersieb zu einem höheren Grad entwässerbar ist.
Ganz analog zu dem vorher gesagten kann selbstverständlich auch der Vorbeschleunigungstrichter einen gekrümmten Verlauf haben, wobei sich der Vorbeschleunigungswinkel des Vorbeschleunigungstrichters in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin vergrössert oder verkleinert.
Die vorher im Zusammenhang mit dem gekrümmten Einlauftrichter erläuterten Vorteile und dessen Funktionsweise sind für den Fachmann problemlos analog auf einen gekrümmten Vorbeschleunigungstrichter übertragbar, und müssen daher hier nicht wiederholt werden.
Bevorzugt sind dabei Auffangmittel zur Sammlung und Ableitung der vom Vorfiltersieb abgeschiedenen Flüssigphase aus der sehr schnell rotierenden Siebtrommel vorgesehen, die insbesondere so ausgestaltet und angeordnet sein können, dass die am Vorfiltersieb abgeschiedene Flüssigphase möglichst nicht auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel beschleunigt wird.
Dabei kann das Ableiten der Flüssigphase aus dem Auffangmittel, das geeignet ausgestaltete und geeignet angeordnete Auffanggefässe und Einrichtungen zum Ableiten der Flüssigkeit, z.B. in Form von Abflussrohren umfassen kann, auf unterschiedliche Weise erfolgen.
In einem speziellen Ausführungsbeispiel einer mehrstufigen Schubzentrifuge ist das Vorfiltersieb mittels einer oder mehrerer Befestigungsstützen an einer Siebstufe angeordnet, wobei der Gemischverteiler einen Vorbeschleunigungstrichter umfasst, der um eine Rotationsachse drehbar angeordnet und mittels eines Drehantriebs unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel antreibbar ist. Die Befestigungsstützen sind dabei bevorzugt in Form von geeignet geformten Speichen, dünnen Stangen und / oder Rohren ausgebildet, so dass im Betriebszustand der Feststoffkuchen problemlos aus der Siebstufe bzw. aus der Siebtrommel entfernbar ist. Dabei kann insbesondere mindestens eine der Befestigungsstützen so ausgebildet und an einem äusseren Rand einer Siebstufe angeordnet sein, dass die im Auffangmittel gesammelte Flüssigphase durch die Befestigungsstütze in eine Sieböffnung der Siebstufe beförderbar ist und durch die Sieböffnung aus der Siebstufe abscheidbar ist. Dabei können selbstverständlich auch an der Befestigungsstütze selbst an geeigneter Stelle Öffnungen zur Abführen von Flüssigphase vorgesehen sein oder auch an der Siebstufe an geeigneter Stelle zusätzliche Öffnungen zum Abführen der Flüssigphase vorgesehen sein.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass vollkommen analog zu der zuvor geschilderten Ausführungsvariante das Vorfiltersieb mittels einer oder mehrerer Befestigungsstützen anstatt an einer Siebstufe an der Siebtrommel angeordnet ist. Das kann insbesondere in vorteilhafter Weise bei einstufigen Schubzentrifugen der Fall sein. Darüberhinaus kann das Vorfiltersieb mittels einer oder mehrerer Befestigungstützen auch gleichzeitig an zwei oder mehreren Siebstufen und / oder der Siebtrommel angeordnet sein, wobei die entsprechenden Siebstufen bzw. die Siebtrommel keine oszillatorische Relativbewegung gegeneinander ausführen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann das Vorfiltersieb auch als Zweistufensieb mit einem Grobsieb und einem Feinsieb ausgestaltet sein. Die erste Filterstufe bildet das Grobsieb, welches im Gemisch enthaltene Partikel, die grösser sind als die Filteröffnungen des Grobsiebs zurückhält. Das Feinsieb hält entsprechend feinere Partikel zurück, während zumindest ein Teil der Flüssigphase, sowie sehr kleine Partikel, die ebenfalls entfernt werden müssen, aus der Siebstufe, bzw. aus der Siebtrommel bei einstufigen Schubzentrifugen, direkt abführbar sind. Die Ausgestaltung des Vorfiltersiebs als Zweistufensieb hat insbesondere den Vorteil, dass das Feinsieb durch grosse und / oder schwere Partikel, die im einlaufenden Gemisch enthalten sein können, mechanisch nicht so stark belastet wird, so dass das Feinsieb beispielsweise sehr kleine Poren zur Filterung von sehr kleinen Partikeln aufweisen kann und insbesondere auch aus mechanisch wenig widerstandsfähigen Materialien gefertigt sein kann.
Bei einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge kann der Gemischverteiler einen Vorbeschleunigungstrichter umfassen, der sich beispielsweise im wesentlichen konisch erweiternd in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin erstreckt und im speziellen beispielsweise drehfest mit der Schubbodenvorrichtung verbunden sein kann. Dabei umfasst der Gemischverteiler einen Einlauftrichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs, wobei der Einlauftrichter um eine Antriebsachse drehbar angeordnet ist und mittels eines Antriebs, unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel, mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse rotierbar ist. Dabei kann der Vorbeschleunigungstrichter auch als Vorbeschleunigungssieb ausgestaltet sein, wobei sich das Vorbeschleunigungssieb im wesentlichen konisch erweiternd in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin erstreckt.
Wenn der Vorbeschleunigungstrichter als Vorbeschleunigungssieb ausgestaltet ist, ist ein Teil der Flüssigphase im Vorbeschleunigungssieb vom Gemisch abtrennbar und das Gemisch ist im Vorbeschleunigungssieb auf eine vorgebbare Rotationsgeschwindigkeit vorbeschleunigbar, so dass das von der Einspeiseeinrichtung eingebrachte Gemisch vor Erreichen der Siebtrommel bei einstufigen Schubzentrifugen, bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen vor Erreichen der Siebstufe, auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar ist. Dadurch muss einerseits nur noch ein kleinerer Anteil der gesamten Menge an Flüssigphase, die noch im Gemisch enthalten ist, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel beschleunigt werden, da ein Teil der Flüssigphase bereits über das Vorbeschleunigungssieb abgeschieden und direkt aus Siebtrommel bzw. aus der Siebstufe nach aussen abführbar ist. Somit sind auch Gemische mit einem extrem hohen Gehalt an Flüssigphase problemlos verarbeitbar. Insbesondere ist so auch bei extrem hohem Gehalt an Flüssigphase stets eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs über die Umfangsfläche der Siebstufe bzw. der Siebtrommel gewährleistet. So sind selbst bei sehr hohen Konzentrationen an Flüssigphase im Gemisch zusätzliche Einrichtungen zur Vorentwässerung, wie zum Beispiel statische Eindicker, Bogensiebe oder Hydrozyklone überflüssig. Dabei sind auch kleinste im Gemisch enthaltene Partikel durch den Effekt einer zweiten Vorfiltrierung viel effektiver vom Feststoffkuchen abscheidbar.
Dadurch, dass das Gemisch, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen, im Bereich des Vorbeschleunigungstrichters nicht abrupt, d.h. nicht in kürzester Zeit auf die volle Rotationsgeschwindigkeit der Siebtrommel beschleunigt wird, sind zum Beispiel Kornbruch und andere schädigende Einwirkungen auf das Gemisch verhinderbar. Damit sind insbesondere auch mechanisch sehr empfindliche Stoffe, auch bei extrem hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Siebtrommel verarbeitbar.
Dadurch, dass der Vorbeschleunigungstrichter und / oder der Einlauftrichter in Bezug auf die Drehachse der Siebtrommel einen Öffnungwinkel aufweisen, der kleiner als 90° ist, ist im Vorbeschleunigungssieb und / oder im Einlauftrichter die Fliessgeschwindigkeit des Gemischs im Vergleich zur Geschwindigkeit im freien Fall, d.h. ohne Vorbeschleunigungstrichter und / oder ohne Einlauftrichter, in Richtung zur Umfangsfläche der Siebstufe bzw. der Siebtrommel gezielt veränderbar, so dass das Gemisch im Bereich des Vorbeschleunigungstrichters und / oder des Einlauftrichters mit zunehmender Annäherung an den äusseren Ringbereich sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung der Siebtrommel allmählich beschleunigbar ist. Das heisst, das Gemisch ist im Bereich des Vorbeschleunigungstrichters und / oder des Einlauftrichters auf besonders schonende Weise nach und nach auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar, um dann bei Erreichen der Umfangsfläche der äusseren Siebtrommel bzw. der Siebstufe schliesslich die volle Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel zu erreichen.
Der Wert des Öffnungswinkels des Einlauftrichters und / oder der Wert des Vorbeschleunigungswinkels des Vorbeschleunigungstrichters kann dabei in Bezug auf die Drehachse beispielsweise zwischen 0° und 45° liegen, im einzelnen zwischen 0° und 10°oder zwischen 10° und 45°, insbesondere zwischen 25° und 45°, bevorzugt zwischen 15° und 35°. Selbstverständlich ist es im speziellen auch möglich, dass der Wert des Öffnungswinkels und / oder des Vorbeschleunigungswinkels grösser als 45° ist. Ganz generell kann festgestellt werden, dass in der Regel in Bezug auf die Drehachse ein eher spitzer Winkel von Vorteil ist, wobei ein optimaler Wert des entsprechenden Öffnungswinkels und / oder des Vorbeschleunigungswinkels unter anderem vom Wert des Haftreibwinkels des zu entwässernden Produkts bestimmt ist.
Falls der Vorbeschleunigungstrichter als Vorbeschleunigungssieb ausgestaltet ist, kann selbstverständlich auch das Vorbeschleunigungssieb vorteilhaft als Zweistufensieb mit einem Grobfilter und einem Feinfilter ausgestaltet sein. Das Gemisch kann dadurch auch im Bereich des Vorbeschleunigungssiebs, analog zu der Anordnung eines Zweistufensiebs am Einlauftrichter mit den bereits eingehend erläuterten Vorteilen in zwei Stufen gefiltert werden.
An dieser Stelle sei ausdrücklich betont, dass selbstverständlich sowohl das Vorfiltersieb, als auch das Vorbeschleunigungsieb im speziellen aus mehr als zwei Siebstufen aufgebaut sein kann.
Insbesondere kann in einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel der Einlauftrichter und / oder der Vorbeschleunigungstrichter als skelettartiger Stützkörper ausgestaltet sein, der zur Bildung des Vorfiltersiebs und / oder des Vorbeschleunigungssiebs mit speziellen Filterfolien ausgestattet sein kann, d.h. der skelettartige Stützkörper kann beispielsweise mit einem oder mehreren Filtersieben, die eventuell zur Abscheidung in verschiedenen Stufen unterschiedlich grosse Filteröffnungen aufweisen können, ausgestattet sein.
Dabei kommen ganz allgemein als Filtersiebe unter anderem Spaltsiebe oder beispielsweise Siebbleche in Frage. Die Filtersiebe können dabei vorteilhaft auf unterschiedliche Weise mit Filteröffnungen unterschiedlicher Grösse versehen werden. Insbesondere die zuvor erwähnten Siebbleche können unter anderem gestanzt, gebohrt, gelasert, Elektronenstrahl gelocht oder Wasserstrahl geschnitten sein, wobei grundsätzlich auch andere Techniken in Frage kommen. Die Siebe selbst können dabei je nach Anforderung aus verschiedenen, insbesondere korrosionsbeständigen Werkstoffen, wie beispielsweise aus Kunststoff, Verbundwerkstoffen oder unterschiedlichen Stählen wie 1.4462, 1.4539 oder 2.4602 oder aus anderen geeigneten Materialien gefertigt sein. Zum Schutz gegen Verschleiss können die Filtersiebe darüber hinaus mit geeigneten Schichten versehen sein, zum Beispiel mit Hartchrom Schichten, Wolfram-Carbid (WC), Keramik oder anders gehärtet sein. Die Stärke der Filterbleche beträgt dabei typischerweise 0,2 mm bis 5 mm wobei auch deutlich andere Blechstärken möglich sind.
Wenn beispielsweise die speziellen Eigenschaften des zu verarbeitenden Gemischs es erfordern, dass im Vorbeschleunigungstrichter und / oder im Einlauftrichter aus dem Gemisch keine Flüssigphase abgeschieden werden soll, weil beispielsweise der Anteil an Flüssigphase im einlaufenden Gemisch nicht hoch genug ist, kann eine Vorfiltrierung des Gemischs im Vorbeschleunigungstrichter und / oder im Einlauftrichter selbstverständlich auch entfallen.
Darüber hinaus kann insbesondere auch am Vorbeschleunigungssieb ein Auffangmittel zum Abführen von am Vorbeschleunigungssieb abgeschiedener Flüssigphase vorgesehen sein. So kann die Flüssigphase beispielsweise durch eine Ablauföffnung in der Schubbodenvorrichtung in einen Bereich zwischen einer hinteren Trommelwand, die senkrecht auf der Drehachse steht, und einer Wand des Gehäuses, die die Siebtrommel vom Trommelantrieb trennt, erfolgen. Die im Auffangmittel gesammelte, am Vorfiltersieb abgeschiedene Flüssigphase ist somit durch die Ablauföffnung in der Schubbodenvorrichtung und dann durch die Sieböffnung aus der Siebtrommel auf besonders einfache Weise abführbar.
Selbstverständlich können in einem speziellen Ausführungsbeispiel, wie weiter oben bereits am Beispiel des Auffangmittels, das im Bereich des Einlauftrichters angeordnet sein kann, eingehend beschrieben, andere geeignete Vorrichtungen zum Abführen der Flüssigphase aus der Siebtrommel vorgesehen sein.
Wie bereits erwähnt, kann auch der Vorbeschleunigungstrichter bzw. das Vorbeschleunigungssieb über einen Drehantrieb separat antreibbar sein. Der Vorbeschleunigungstrichter ist dann bevorzugt so ausgestaltet und angeordnet, dass der Vorbeschleunigungstrichter mittels eines Drehantriebs um eine Rotationsachse mit einer vorgebbaren Drehzahl rotierbar ist. Dabei kann die Rotationsachse zum Beispiel innerhalb der Schubstange konzentrisch zu dieser angeordnet und unabhängig von dieser durch den Drehantrieb antreibbar sein. Dabei ist die Schubbodenvorrichtung bevorzugt mit der äusseren Siebtrommel drehfest verbunden und bezüglich der Rotation um die Drehachse vom Vorbeschleunigungssieb entkoppelt. Das heisst, die Schubbodenvorrichtung rotiert beispielsweise synchron mit der äusseren Siebtrommel, während der Vorbeschleunigungstrichter unabhängig von der Rotationsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel antreibbar ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass die Schubbodenvorrichtung synchron mit dem Vorbeschleunigungstrichter rotiert, das heisst, dass Schubbodenvorrichtung und Vorbeschleunigungstrichter gemeinsam mit einer vorgebbaren Drehzahl und unabhängig von der Drehzahl der äusseren Siebtrommel, antreibbar sind. Selbstverständlich sind auch andere Möglichkeiten der Kopplung von Drehantrieb und Vorbeschleunigungstrichter und / oder Schubbodenvorrichtung möglich, beispielsweise über geeignete Getriebeanordnungen oder auf jede andere geeignete Weise. Zur Steuerung und / oder Regelung der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebs und damit des Vorbeschleunigungstrichters können geeignete Mittel vorgesehen sein, um den Drehantrieb beispielsweise in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern der Schubzentrifuge oder in Abhängigkeit des zu verarbeitenden Gemischs oder anderer Faktoren zu steuern und / oder zu regeln. Dazu kann die erfindungsgemässe Schubzentrifuge auch entsprechende Sensoren zur Messung von relevanten Betriebsparametern umfassen.
Es versteht sich von selbst, dass die Merkmale der zuvor exemplarisch beschriebenen besonders bevorzugten Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Schubzentrifuge, je nach Anforderung, auch beliebig in vorteilhafter Weise kombinierbar sind und sowohl bei einstufigen als auch bei mehrstufigen Schubzentrifugen entsprechend realisierbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
im Schnitt eine erfindungsgemässe Schubzentrifuge mit rotierbarem Einlauftrichter;
Fig. 2
ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 mit Vorbeschleunigungstrichter;
Fig. 2a
ein Ausführungsbeispiel eines Trichters;
Fig. 2b
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Trichters;
Fig. 2c
einen Trichter mit gekrümmtem Verlauf;
Fig. 2d
einen anderen Trichter gemäss Fig. 2c;
Fig. 3
im Schnitt eine erfindungsgemässe Schubzentrifuge mit rotierbarem Vorbeschleunigungstrichter;
Fig. 3a
ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 mit Blindboden;
Fig. 4
ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 mit Vorfiltersieb;
Fig. 5
ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 mit Vorfiltersieb und Vorbeschleunigungssieb;
Fig. 5a
ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 mit Blindboden.
Fig. 1 zeigt im Schnitt in einer schematischen Darstellung wesentliche Komponenten eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge, welche als Trichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs einen um eine Antriebsachse drehbar angeordneten Einlauftrichter aufweist. Dabei ist in Fig. 1 beispielhaft eine zweistufige Schubzentrifuge schematisch dargestellt. Es versteht sich, dass die Darstellung der Fig. 1 exemplarisch zu verstehen ist und die Beschreibung selbstverständlich auch für einstufige Schubzentrifugen und auch für mehr als zweistufige Schubzentrifugen in analoger Weise gilt und entsprechend übertragbar ist.
Die erfindungsgemässe Schubzentrifuge, die im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird, dient zur Trennung eines Gemischs 2 in einen Feststoffkuchen 3 und in eine Flüssigphase 4 und umfasst als wesentliche Komponenten eine um eine Drehachse 5 über eine Trommelachse 51 rotierbare äussere Siebtrommel 6, die in einem Gehäuse G untergebracht ist. Die Trommelachse 51 steht mit einem nicht dargestellten Trommelantrieb in an sich bekannter Weise in Wirkverbindung, so dass die Siebtrommel 6 durch den Trommelantrieb in schnelle Rotation um die Drehachse 5 versetzbar ist. Innerhalb der äusseren Siebtrommel 6 ist bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1, wie beispielsweise in Fig. 1 anhand einer zweistufigen Schubzentrifuge exemplarisch dargestellt, mindestens eine weitere Siebstufe 14 angeordnet. Desweiteren ist in der Siebtrommel 6 ein Gemischverteiler 7 mit einer Schubbodenvorrichtung 8 und einer Einspeiseeinrichtung 9 vorgesehen, wobei entweder die Siebstufe 14 oder wie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt, die Schubbodenvorrichtung 8 entlang der Drehachse 5 hin- und herbewegbar angeordnet ist, so dass der Feststoffkuchen 3 mittels der Schubbodenvorrichtung 8 verschiebbar ist. Sowohl die äussere Siebtrommel 6 als auch, wenn wie bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1 vorhanden die Siebstufe 14, weisen dabei Sieböffnungen 61, 141 auf, durch die in bekannter Weise bei schneller Rotation Flüssigphase 4 aus dem Feststoffkuchen 3 bzw. aus dem Gemisch 2, das, wie weiter unten noch detaillierter beschrieben wird, bei einstufigen Schubzentrifugen 1 gemäss Fig. 3 auf eine innere Umfangsfläche 62 der Siebtrommel 6, bzw. auf eine innere Siebstufenfläche 142 der Siebstufe 14 bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1, aufbringbar ist, durch die auftretenden Fliehkräfte nach aussen abführbar ist.
Innerhalb der Siebtrommel 6 ist der Gemischverteiler 7 mit einer Schubbodenvorrrichtung 8 und einer Einspeiseeinrichtung 9 angeordnet, der es gestattet, kontinuierlich durch die Einspeiseeinrichtung 9 zugeführtes Gemisch 2 auf die innere Umfangsfläche 62 der Siebtrommel 6 bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen auf die Siebstufenfläche 142 der Siebstufe 14 durch Einbringen in einen Leerraum R, der beim Verschieben des Feststoffkuchens 3 entsteht, zu verteilen.
Das Gemisch 2 ist dabei mittels der Einspeiseeinrichtung 9, die beispielsweise ein Einlaufrohr 9 umfassen kann, zur Vorbeschleunigung in den Einlauftrichter 101 einspeisbar, der sich im wesentlichen konisch erweiternd in Richtung zur Schubbodenvorrichtung 8 hin erstreckt, wobei der Einlauftrichter 101 um eine Antriebsachse 11, 111 drehbar angeordnet und mittels eines Antriebs 12, 121 mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse 111 rotierbar ist. Dabei können geeignete, hier nicht dargestellte Mittel vorgesehen sein, um den Antrieb 121 beispielsweise in Abhängigkeit von dem zu verarbeitenden Gemisch 2 oder in Abhängigkeit von geeigneten Betriebsparametern der Schubzentrifuge 1 zu steuern und / oder zu regeln.
Dadurch, dass das Gemisch 2, anders als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen, im Bereich des Einlauftrichters 10, 101 nicht abrupt, d.h. in kürzester Zeit auf die volle Rotationsgeschwindigkeit der Siebtrommel 6 beschleunigt wird, sind zum Beispiel Kornbruch und andere schädigende Einwirkungen auf das Gemisch 2 verhinderbar. Damit sind in der erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1, insbesondere auch mechanisch sehr empfindliche Stoffe, auch bei sehr hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Siebtrommel 6 verarbeitbar.
An einem peripheren Bereich ist die Schubbodenvorrichtung 8 so als Ringbereich 81 ausgebildet, dass mit dem Ringbereich 81 bei einstufigen Schubzentrifugen 1 der in der Siebtrommel 6, und bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1 der in der Siebstufe 14, abgelagerte Feststoffkuchen 3 durch eine weiter unten genauer beschriebene Oszillation entlang der Drehachse 5 der Schubbodenvorrichtung 8 und / oder der Siebstufe 14, bei einstufigen Schubzentrifugen 1 aus der Siebtrommel 6, bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1 in die Siebtrommel 6 oder in eine weitere nicht dargestellte Siebstufe 14, verschiebbar ist.
Die Schubbodenvorrichtung 8 rotiert dabei in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1 synchron mit der Siebtrommel 6 um die Drehachse 5. Die oszillatorische Bewegung, die durch den Doppelpfeil in Fig. 1 angedeutet wird, vollführt in dem hier gezeigten Beispiel die Siebstufe 14, während die Schubbodenvorrichtung 8 nicht oszilliert. Somit besteht im Betriebszustand eine oszillatorische Relativbewegung zwischen der oszillierenden Siebstufe 14 und der in axialer Richtung unbeweglichen Schubbodenvorrichtung 8 bzw. der Siebtrommel 6. Die oszillatorische Bewegung wird bevorzugt mittels eines hier nicht gezeigten Umsteuermechanismus generiert und über eine Schubstange P übertragen, wobei in einer ersten Halbperiode der oszillatorischen Bewegung mit dem äusseren Ringbereich 81 der Schubbodenvorrichtung 8 abgelagerter Feststoffkuchen 3 in Ringabschnitten, deren Breite durch die Hublänge der Oszillationsbewegung bestimmt ist, aus Siebtrommel 6 geschoben wird. Während einer zweiten Halbperiode der oszillatorischen Bewegung entsteht der Leerraum R in der Siebtrommel 6, so dass in den Leerraum R neues Gemisch 2 einbringbar ist.
Bei dem in Fig. 2 für mehrstufige Schubzentrifugen 1 exemplarisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen zweistufigen Schubzentrifuge 1 ist die Schubbodenvorrichtung 8 mit der Siebtrommel 6 durch Befestigungsmittel 82 starr gekoppelt und rotiert daher synchron mit der Siebtrommel 6 und der Siebstufe 14 um die Drehachse 5. Dabei umfasst der Gemischverteiler 7 zusätzlich einen mit der Schubbodenvorrichtung 8 drehfest verbundenen Vorbeschleunigungstrichter 102, der sich im wesentlichen konisch erweiternd in Richtung zur Einspeiseeinrichtung 9 hin erstreckt. Dadurch, dass der Gemischverteiler 7 zusätzlich zum Einlauftrichter 101 noch den Vorbeschleunigungstrichter 102 umfasst, sind auch mechanisch extrem empfindliche Gemische 2 verarbeitbar, da die Beschleunigung des Gemischs 2 auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der äusseren Siebtrommel 6 in mehreren Stufen geschieht und damit ausserordentlich schonend vonstatten geht.
In den Fig. 2a und 2b ist beispielhaft und schematisch je ein Ausführungsbeispiel eines Trichters 10 dargestellt. Dabei ist in den beiden Abbildungen zur Illustration je ein Vorbeschleunigungstrichter 102 dargestellt. Wie jedoch die Bezugszeichen 10, 101 und 102 in Fig. 2b andeuten, bezieht sich das in Fig. 2b gezeigte Beispiel für die Geometrie eines Trichters 10 sowohl auf den Einlauftrichter 101 als auch auf den Vorbeschleunigungstrichter 102.
Fig.2a zeigt einen Vorbeschleunigungstrichter 102 mit äusserem Ringbereich 81 zur Verschiebung eines Festoffkuchens 3. Der äussere Ringbereich 81 hat dabei eine vorgebbare Höhe a, die je nach zu verarbeitendem Gemisch 2 und / oder den Betriebsbedingungen, unter denen die erfindungsgemässe Schubzentrifuge 1 betrieben wird, ca. 1 % bis 40% des Trommelradius r, bevorzugt ca. 5% bis 10%, insbesondere 5% bis 20% des Trommelradius r beträgt.
Dabei kann wie in Fig. 2b schematisch dargestellt, der Trichter 10 auch als mehrstufiger Trichter 10 ausgebildet sein, wobei der Trichter 10 zur Vorbeschleunigung des Gemischs 2 mehrere, unter verschiedenen Winkeln ϕ1, ϕ2 zueinander geneigte Teilflächen aufweisen kann, wobei die relative grösse der Teilfläche sowie ihre Neigungswinkel ϕ1, ϕ2 beispielsweise vom zu verarbeitenden Gemisch 2 oder von den Betriebsparametern der Schubzentrifuge 1 abhängen können. Dabei kann sowohl der Einlauftrichter 101, als auch der Vorbeschleunigungstrichter 102 gemäss Fig. 2b als mehrstufiger Trichter ausgebildet sein.
Insbesondere dann, aber nicht nur dann, wenn der Einlauftrichter 101 als Vorfiltersieb 1011 zur Vorabscheidung von Flüssigphase 4 ausgebildet ist, kann es von besonderem Vorteil sein, wenn der Einlauftrichter 101 einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Öffnungsswinkel α des Einlauftrichters 101 wie in den Fig. 2c und 2d schematisch dargestellt, in Richtung zur Schubbodenvorrichtung 8 hin vergrössert oder verkleinert. Es ist nämlich bekannt, dass unterschiedliche Gemische 2 unter sonst gleichen Betriebsbedingungen der Schubzentrifuge 1, beispielsweise in Abhängigkeit von der Korngrösse und / oder der Viskosität und / oder anderer Eigenschaften oder Parameter, wie zum Beispiel der Temperatur des Gemischs 2, unterschiedlich gut entwässerbar sind.
Liegt beispielsweise ein Gemisch 2 vor, das bei gegebenen Betriebsparametern relativ leicht zu entwässern ist, kann es von Vorteil sein, dass der Einlauftrichter 101 bzw. das Vorfiltersieb 1011 einen gekrümmten Verlauf hat, wobei sich der Öffnungswinkel α des Vorfiltersiebs 1011 in Richtung zur Schubbodenvorrichtung 8 hin vergrössert. Ein solches spezielles Ausführungsbeispiel eines Einlauftrichters 101 ist in Fig. 2c schematisch dargestellt. Das heisst, der Einlauftrichter 101 bzw. das Vorfiltersieb 1011 erweitert sich in Richtung zur Schubbodenvorrichtung 8 ähnlich wie das Horn einer Trompete. Damit wird die Abtriebskraft, mit der das Gemisch 2 aus dem Einlauftrichter 101 beschleunigt wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung 8 überproportional grösser, so dass das Gemisch 2, das bereits im Vorfiltersieb 1011 relativ stark entwässerbar ist und damit schlechte Gleiteigenschaften im Vorfiltersieb 1011 zeigt, schneller das Vorfiltersieb 1011 verlassen kann, als beispielsweise bei einem im wesentlichen sich konusförmig, mit konstantem Öffnungswinkel α sich erweiterndem Vorfiltersieb 1011.
Andererseits können auch Gemische 2 vorliegen, die bei gegebenen Betriebsparametern relativ schlecht zu entwässern sind. In diesem Fall empfiehlt es sich, einen Einlauftrichter 101 bzw. ein Vorfiltersieb 1011 mit einem gekrümmten Verlauf einzusetzen, wobei sich der Öffnungswinkel α des Vorfiltersiebs 1011 in Richtung zur Schubbodenvorrichtung 8 hin verkleinert. Das hat zur Folge, dass die Abtriebskraft, mit der das Gemisch 2 aus dem Einlauftrichter 101 beschleunigt wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung 8 langsamer zunimmt, als beispielsweise bei einem sich unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel α konisch erweiternden Einlauftrichter 101. Dadurch entsteht im Vorfiltersieb 1011 eine gewisse Stauwirkung, so dass das Gemisch 2 länger im Vorfiltersieb 1011 verbleibt und daher bereits im Vorfiltersieb 1011 zu einem höheren Grad entwässerbar ist.
Ganz analog zu dem vorher gesagten kann selbstverständlich auch der Vorbeschleunigungstrichter 102 bzw. das Vorbeschleunigungssieb 1021 einen gekrümmten Verlauf haben, wobei sich der Vorbeschleunigungswinkel β des Vorbeschleunigungstrichters 102 in Richtung zur Einspeiseeinrichtung 9 hin vergrössert oder verkleinert.
In der Praxis kann es von grosser Wichtigkeit sein, den Beschleunigungsvorgang selbst bzw. die Rotationsgeschwindigkeit, auf die das Gemisch 2 im Vorbeschleunigungstrichter 102 beschleunigbar ist, gezielt zu kontrollieren. Das ist beispielsweise mit der in Fig. 3 dargestellten weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1 besonders vorteilhaft erreichbar. Bei der Ausführungsvariante gemäss Fig. 3 ist der Vorbeschleunigungstrichter 102 so ausgestaltet und angeordnet, dass der Vorbeschleunigungstrichter 102 mittels eines Drehantriebs 122 um eine Rotationsachse 112 mit einer vorgebbaren Drehzahl, unabhängig von der Drehzahl der Siebtrommel 6, rotierbar ist. Die Rotationsachse 112 kann dabei wie in Fig. 3 exemplarisch dargestellt zum Beispiel innerhalb der Schubstange P angeordnet sein. Dabei können geeignete, hier nicht dargestellte Mittel vorgesehen sein, um den Antrieb 12 beispielsweise in Abhängigkeit von dem zu verarbeitenden Gemisch 2 oder in Abhängigkeit von geeigneten Betriebsparametern der Schubzentrifuge 1 zu steuern und / oder zu regeln.
Bei dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Gemischverteiler 7 kein Einlauftrichter 101 vorgesehen, so dass das Gemisch 2 aus der Einspeiseeinrichtung 9 unmittelbar in den Vorbeschleunigungstrichter 102 einbringbar ist. Selbstverständlich kann auch in einem anderen Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 zusätzlich ein Einlauftrichter 101 vorgesehen sein, der darüber hinaus mittels eine separaten Antriebs 121 um eine Antriebsachse 111 mit einer vorgebbaren Drehzahl antreibbar sein kann. Darüberhinaus kann ein Spritzschutz 91, der auf Stützen 911 an der Schubbodenvorrichtung 8 befestigt sein kann und in welchen die Einspeiseeinrichtung 9 mündet, auch fehlen.
Bevorzugt, aber nicht notwendig, kann dabei der Vorbeschleunigungstrichter 102 beispielsweise in einer Richtung der Oszillationsbewegung mit einer anderen Drehgeschwindigkeit rotieren, als bei der entgegengesetzten Oszillationsbewegung. So kann beispielsweise beim Verschieben des Feststoffkuchens 3 die Rotationsfrequenz des Vorbeschleunigungstrichters 102 so gewählt werden, dass der Vorbeschleunigungstrichter 102 synchron mit der äusseren Siebtrommel 6 rotiert, so dass zwischen dem äusseren Ringbereich 81 und dem Feststoffkuchen 3, der auf der Umfangsfläche 62 der Siebtrommel 6 abgelagert ist, beim Verschieben keine Realtivbewegung bezüglich der Rotation um die Dreachse 5 vorliegt, während beim Rücklauf, also in der Phase der Osillationsbewegung in der der Leerraum R mit neuem Gemisch 2 beschickt wird, der Vorbeschleunigungstrichter 102 zum Beispiel langsamer rotiert als die äussere Siebtrommel 6. Im übrigen kann die in Fig. 3 dargestellte Schubzentrifuge 1 selbstverständlich auch als mehrstufige Schubzentrifuge 1 ausgestaltet sein und auch als mehrstufige Schubzentrifuge, wie weiter unten noch näher beschrieben wird, analog betrieben werden.
Fig. 3a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 mit einem als Blindboden 811 ausgestalteten äusseren Ringbereich 81, der synchron mit dem Vorbeschleunigungstrichter 102 oszilliert, und mit der gleichen Drehzahl wie die äussere Siebtrommel 6 rotiert, die im vorliegenden dargestellten Ausführungsbeispiel im allgemeinen verschieden von der Drehzahl des Vorbeschleunigungstrichters 102 ist. Dazu kann wie in Fig. 3a schematisch dargestellt der Blindboden 811 über mindestens eine Besfestigungsstrebe 812 drehfest mit der äusseren Siebtrommel 6 verbunden sein, wobei die Befestigungsstrebe 812 bezüglich der nicht oszillierenden Siebtrommel 6 in Richtung der Drehachse frei beweglich ist, das heisst die Befestigungsstrebe 812 ist bezüglich der Oszillationsbewegung von der äusseren Siebtrommel 6 entkoppelt. Um zu gewährleisten, dass der Blindboden 811 mit dem Vorbeschleunigungstrichter 102 synchron oszillieren kann, wobei der Blindboden 811 jedoch gleichzeitig von der Rotationsbewegung des Vorbeschleunigungstrichters 102 entkoppelt sein muss, ist die Befestigungsstrebe 812 über ein Schubelement 813, dass beispielsweise ringförmig die Drehachse 5 umfassen kann oder auch als einfache Stützstrebe 813 ausgebildet sein kann, mittels einer Entkopplungsbuchse 814 Schubfest mit der Schubstange P gekoppelt. Dabei kann die Entkopplungsbuchse 814 zur Entkopplung der Drehbewegung des Schubelemnts 813 von der Drehbewegung des Vorbeschleunigungstrichters 102 beispielsweise einen Kugellagermechanismus umfassen oder in anderer Weise geeignet zur Entkopplung der relativen Drehbewegungen ausgestaltet und angeordnet sein. Insbesondere kann die Entkopplungsbuchse 814 auch als in Fig. 3a nicht gezeigtes Entkopplungselement 814 ausgebildet sein, das beispielsweise geeignet zwischen Schubstange P und Schubbodenvorrichtung 8 angeordnet und ausgebildet sein kann.
Die Vorteile der Ausführungsvariante gemäss Fig. 3a liegen auf der Hand. Einerseits ist der Vorbeschleunigungstrichter 102 völlig unabhängig von der Drehzahl der äusseren Siebtrommel 6 mit einer auf das zu verarbeitende Gemisch 2 abstimmbaren Rotationsfrequenz antreibbar und andererseits rotiert der Blindboden 811, der den Feststoffkuchen 3 in axialer Richtung transportiert mit der gleichen Drehzahl wie die Siebtrommel 6, so dass zwischen Blindboden 811 und Siebtrommel 6 bezüglich der Rotation um die Drehachse 5 keine Relativbewegung stattfindet. Selbstverständlich kann auch in diesem Fall die Rotationsgeschwindigkeit beispielsweise in Abhängigkeit von einem momentanen Betriebszustand der Schubzentrifuge 1, wie oben bereits beschrieben, variierbar sein.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1, bei welcher der Einlauftrichter 101 als Vorfiltersieb 1011 zur Vorabscheidung von Flüssigphase 4 aus dem Gemisch 2 ausgebildet ist und um die Antriebsachse 111 mittels des Antriebs 121 mit einer vorgebbaren Drehzahl antreibbar ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht dabei darin, dass ein Teil der Flüssigphase 4 bereits im Vorfiltersieb 1011 vom Gemisch 2 abtrennbar ist und das Gemisch 2 im Vorfiltersieb 1011 auf eine vorgebbare Rotationsgeschwindigkeit vorbeschleunigbar ist, so, dass das von der Einspeiseeinrichtung 9 eingebrachte Gemisch 2 vor Erreichen der Siebtrommel 6, bei einstufigen Schubzentrifugen 1, bzw. bei mehrstufigen Schubzentrifugen 1 vor Erreichen der Siebstufe 14, auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar ist. Dadurch muss nicht die gesamte Menge an Flüssigphase 4, die im Gemisch 2 enthalten ist, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel 6 beschleunigt werden, da ein Teil der Flüssigphase 4 bereits über das Vorfiltersieb 1011 abgeschieden und aus Siebtrommel 6 bzw. aus der Siebstufe 14 abscheidbar ist. Somit sind auch Gemische 2 mit einem sehr hohen Gehalt an Flüssigphase 4 problemlos verarbeitbar. Insbesondere ist so auch bei einem hohem Gehalt an Flüssigphase 4 stets eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs 2 über die Umfangsfläche 142 der Siebstufe 142 bzw. über die Umfangsfläche 62 der Siebtrommel 6 gewährleistet. So sind selbst bei sehr hohen Konzentrationen an Flüssigphase 4 im Gemisch 2 zusätzliche Einrichtungen zur Vorentwässerung, wie zum Beispiel statische Eindicker, Bogensiebe oder Hydrozyklone überflüssig. Dabei sind auch kleinste im Gemisch 2 enthaltene Partikel durch den Effekt der Vorfiltrierung viel effektiver vom Feststoffkuchen 3 abscheidbar.
Bevorzugt sind dabei, wie beispielhaft in Fig. 4 dargestellt, Auffangmittel 13 zur Sammlung und Ableitung der Flüssigphase 4 aus dem Vorfiltersieb 1011 vorgesehen.
Die Ableitung der Flüssigphase 4, die am Vorfiltersieb 1011 in das Auffangmittel 13 abgeschieden wurde, geschieht bevorzugt über eine Leitungseinrichtung 131, die z.B. eine geeignet ausgestaltete und in der Schubzentrifuge 1 geeignet angeordnete Rohrleitung 131 umfassen kann. Das Auffangmittel 13 weist dabei zur Durchführung der Leitungseinrichtung 131 in den Innenraum des Auffangmittels 13 eine, über eine der Einspeiseeinrichtung 9 zugewandten Seite verlaufende kreisscheibenförmige Öffnungsnut 132 auf, so dass die Rotationsbewegung des Vorfiltersiebs 1011 durch die Leitungseinrichtung 131 nicht behindert wird.
Dabei kann das Vorfiltersieb 1011 selbstverständlich auch als Zweistufensieb mit einem Grobsieb und einem Feinsieb ausgestaltet sein. Die erste Filterstufe bildet das Grobsieb, welches im Gemisch 2 enthaltene Partikel, die grösser sind als die Filteröffnungen des Grobsiebs zurückhält. Das Feinsieb hält entsprechend feinere Partikel zurück, während zumindest ein Teil der Flüssigphase 4, sowie sehr kleine Partikel, die ebenfalls entfernt werden müssen, aus der Siebstufe 14, bzw. aus der Siebtrommel 6 bei einstufigen Schubzentrifugen 1, direkt abführbar sind. Die Ausgestaltung des Vorfiltersiebs 1011 als Zweistufensieb hat insbesondere den Vorteil, dass das Feinsieb durch grosse und / oder schwere Partikel, die im einlaufenden Gemisch 2 enthalten sein können, mechanisch nicht so stark belastet wird, so dass das Feinsieb beispielsweise sehr kleine Poren zur Filterung von sehr kleinen Partikeln aufweisen kann und insbesondere auch aus mechanisch wenig widerstandsfähigen Materialien gefertigt sein kann.
In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1 dargestellt, bei welcher der separat antreibbare Vorbeschleunigungstrichter 102 als Vorbeschleunigungssieb 1021 zur Vorabscheidung von Flüssigphase 4 aus dem Gemisch 2 ausgestaltet ist. Insbesondere ist das Vorbeschleunigungssieb 1021 hier als Zweistufensieb mit einem Grobsieb und einem Feinsieb ausgestaltet, was die zuvor bereits am Beispiel des Vorfiltersiebs 1011 ausführlich beschriebenen Vorteile mit sich bringt. Selbstverständlich muss das Vorbeschleunigungssieb 1021 nicht als Zweistufensieb ausgelegt sein.
Der Vorbeschleunigungstrichter 102 bzw. das Vorbeschleunigungssieb 1021 weist dabei in Bezug auf die Drehachse 5 einen Vorbeschleunigungswinkel β auf, der in Bezug auf die Drehachse 5 beispielsweise zwischen 0° und 45° liegen, im einzelnen zwischen 0° und 10°oder zwischen 10° und 45°, insbesondere zwischen 25° und 45°, bevorzugt zwischen 15° und 35°. Selbstverständlich ist es im speziellen auch möglich, dass der Wert des Öffnungswinkels α und / oder des Vorbeschleunigungswinkels β grösser als 45° ist. Dadurch ist im Vorbeschleunigungssieb 1021 die Fliessgeschwindigkeit des Gemischs 2 im Vergleich zur Geschwindigkeit im freien Fall in Richtung zur Umfangsfläche 142 der Siebstufe 14 gezielt veränderbar, so dass das Gemisch 2 im Bereich des Vorbeschleunigungstrichters 102 bzw. des Vorbeschleunigungssiebs 1021 mit zunehmender Annäherung an den äusseren Ringbereich 81 sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung der Siebtrommel 6 allmählich beschleunigbar ist. Das heisst, das Gemisch 2 ist im Bereich des Vorbeschleunigungssiebs 1021 auf besonders schonende Weise nach und nach auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar, um dann bei Erreichen der Umfangsfläche 62 bzw. der Umfangsfläche 142 der Siebstufe 14, schliesslich die volle Rotationsgeschwindigkeit der Siebtrommel 6 zu erreichen.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel einer mehrstufigen Schubzentrifuge 1 ist der Einlauftrichter 101 als Vorfiltersieb 1011 ausgestaltet und mittels einer oder mehrerer Befestigungsstützen 15 an der Siebtrommel 6 angeordnet. Die Befestigungsstützen 15 sind dabei bevorzugt in Form von geeignet geformten Speichen 15, dünnen Stangen 15 oder Rohren 15 ausgebildet, so dass im Betriebszustand der Feststoffkuchen 3 problemlos aus der Siebstufe 14 bzw. aus der Siebtrommel 6 entfernbar ist. Dabei ist mindestens eine der Befestigungsstützen 15 so ausgebildet und an einem äusseren Rand der Siebtrommel 6 angeordnet, dass die im Auffangmittel 13 gesammelte Flüssigphase 4 durch die Befestigungsstütze 15 in eine Sieböffnung 61 der Siebtrommel 6 beförderbar ist und durch die Sieböffnung 61 aus der Siebtrommel 6 abscheidbar ist. Dabei können selbstverständlich auch an der Befestigungsstütze 15 selbst an geeigneter Stelle Öffnungen zur Abführen von Flüssigphase 4 vorgesehen sein.
Selbstverständlich kann je nach Ausführungsform der erfindungsgemässen Schubzentrifuge 1 bzw. je nach Anforderung das Vorfiltersieb 1011 mittels einer oder mehrerer Befestigungsstützen 15 auch an einer Siebstufe 14 angeordnet sein oder sogar an mehreren Siebstufen 14 oder an einer Siebstufe 14 und an der Siebtrommel 6 angeordnet sein, wobei die entsprechenden Trommeln bevorzugt keine oszillatorische Relativbewegung gegeneinander ausführen.
Bevorzugt, aber nicht notwendig, kann dabei der Vorbeschleunigungstrichter 102 bzw. das Vorbeschleunigungssieb 1021 beispielsweise in einer Richtung der Oszillationsbewegung der Siebstufe 14 mit einer anderen Drehgeschwindigkeit rotieren, als bei der entgegengesetzten Oszillationsbewegung der Siebstufe 14. So kann beispielsweise beim Verschieben des Feststoffkuchens 3 die Rotationsfrequenz des Vorbeschleunigungstrichters 102 so gewählt werden, dass der Vorbeschleunigungstrichter 102 synchron mit der Siebstufe 14 rotiert, so dass zwischen dem äusseren Ringbereich 81 und dem Feststoffkuchen 3, der auf der Umfangsfläche der Siebstufe 14 abgelagert ist, beim Verschieben keine Relativbewegung bezüglich der Rotation um die Dreachse 5 vorliegt, während beim Rücklauf, also in der Phase der Osillationsbewegung in der der Leerraum R mit neuem Gemisch 2 beschickt wird, der Vorbeschleunigungstrichter 102 zum Beispiel langsamer rotiert als die Siebstufe 14.
In Fig. 5a ist schliesslich ein Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 mit einem Blindboden 811 schematisch dargestellt, wobei das Vorbeschleunigungssieb 1021 der Übersichtlichkeit halber nicht als Zweistufensieb dargestellt ist. Selbstverständlich kann auch hier sowohl das Vorbeschleunigungssieb 1021, als auch das Vorfiltersieb 1011 als Ein-, Zwei- oder Mehrstufensieb ausgestaltet sein.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5a weist einen als Blindboden 811 ausgestalteten äusseren Ringbereich 81 auf, der synchron mit der äusseren Siebtrommel 6 rotiert, jedoch vom Vorbeschleunigungstrichter 102 bezüglich der Rotationsbewegung entkoppelt ist, so dass der Vorbeschleunigungstrichter 102 bzw. das Vorbeschleunigungssieb 1021 mit einer anderen Drehzahl als der Blindboden 811 um die Drehachse 5 rotierbar ist. Dazu kann, wie in Fig. 5a schematisch dargestellt, der Blindboden 811 über mindestens eine Befestigungsstrebe 812 drehfest mit der äusseren Siebtrommel 6 verbunden sein, wobei die Befestigungsstrebe 812 durch eine geeignet plazierte Öffnung 143 in der Siebstufe 14 geführt ist, so dass die Befestigungsstrebe 812 von der Oszillationsbewegung der Siebstufe 14 entkoppelt ist. Selbstverständlich ist das Ausführungsbeispiel gemäs Fig. 5a auch auf höherstufige als zweistufige Schubzentrifugen 1 analog übertragbar.
Die Vorteile der Ausführungsvariante gemäss Fig. 5a liegen auf der Hand. Einerseits ist der Vorbeschleunigungstrichter 102 völlig unabhängig von der Drehzahl der äusseren Siebtrommel 6 mit einer auf das zu verarbeitende Gemisch 2 abstimmbaren Rotationsfrequenz antreibbar und andererseits rotiert der Blindboden 811, der den Feststoffkuchen 3 in axialer Richtung transportiert mit der gleichen Drehzahl wie die Siebtrommel 6 bzw. die Siebstufe 14, so dass zwischen Blindboden 811 und Siebstufe 14 bezüglich der Rotation um die Drehachse 5 keine Relativbewegung stattfindet. Selbstverständlich kann auch in diesem Fall die Rotationsgeschwindigkeit beispielsweise in Abhängigkeit von einem momentanen Betriebszustand der Schubzentrifuge 1, wie oben bereits beschrieben, variierbar sein.
Es versteht sich von selbst, dass die zuvor erläuterten und in den Abbildungen schematisch dargestellten Ausführungsvarianten auch beliebig miteinander zu weiteren Ausführungsbeispielen kombinierbar sind, um speziellen Anforderungen in der Praxis gerecht zu werden.
Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Schubzentrifuge, die ein- oder mehrstufig ausgeführt sein kann, kann das eingebrachte Gemisch im Einlauftrichter und / oder im Vorbeschleunigungstrichter auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit vorbeschleunigt werden, so dass das Gemisch beim Auftreffen auf die Siebtrommel oder die Siebstufe nicht in kürzester Zeit von einer Umfangsgeschwindigkeit Nahe bei Null auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel beschleunigt wird. Dadurch ist unter anderem Kornbruch vermeidbar, so dass insbesondere auch Substanzen, die besonders empfindlich auf abrupte Änderungen einer Zentrifugal- oder Radialbeschleunigung reagieren, unter Einhaltung höchster Qualitätsansprüche verarbeitet werden.
Dadurch, dass sowohl der Einlauftrichter als auch der Vorbeschleunigungstrichter als Siebe zur Vorabscheidung von Flüssigphase ausgestaltet sein können, können darüberhinaus insbesondere auch sehr niedrigere Einlaufkonzentrationen verarbeitet werden, die beispielsweise 50% oder 70% oder 80% oder gar mehr als 90% Anteil an Flüssigphase entsprechen, da ein erheblicher Teil der im Gemisch enthaltenen Flüssigphase bereits im Vorfiltersieb und / oder im Vorbeschleunigungssieb abtrennbar ist. Insbesondere durch den kombinierten Einsatz von Vorfiltersieb und Vorbeschleunigungssieb ist es möglich, Gemische mit fast beliebig grossem Flüssigkeitsgehalt zu verarbeiten, ohne dass das Gemisch in aufwendigen Verfahren voreingedickt werden muss. So ist auch bei extrem hohem Flüssigkeitsgehalt stets gewährleistet, dass eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs über die innere Umfangsfläche der inneren Siebstufe bzw. der äusseren Siebtrommel erfolgt. Damit werden sehr schädliche Vibrationen der Siebtrommel und damit der vorzeitige Verschleiss von Lagern und Antrieb verhindert und Sicherheitsproblemen im Betrieb wird wirksam vorgebeugt. Darüber hinaus werden Probleme beim Waschen des Feststoffkuchens durch dessen ungleichmässige Verteilung über die Umfangsfläche der Siebtrommel weitestgehend vermieden. Der Einsatz von sowohl verfahrenstechnisch als auch apparativ sehr aufwendiger Vorentwässerungssysteme wird ebenfalls vermieden, was selbstverständlich zu erheblichen Kostenersparnissen im Betrieb führt.
Bei Einsatz der zuvor erwähnten Filtersysteme muss auch nicht mehr die gesamte Menge an Flüssigphase, die mit dem Gemisch zugeführt wird, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel beschleunigt werden. Das ist insbesondere mit Blick auf den Energieverbrauch der erfindungsgemässen Schubzentrifuge äusserst günstig und beeinflusst darüber hinaus das Betriebsverhalten der Zentrifuge insgesamt deutlich positiv.
Durch entsprechende unterschiedliche Ausgestaltungen der verschiedenen Filterflächen und insbesondere durch den Einsatz des Vorbeschleunigungstrichters und / oder des Einlauftrichters mit eigenem Antrieb ist es möglich, auch mechanisch sehr empfindliche Gemische, selbst bei hohen Drehzahlen der Siebtrommel unter Einhaltung höchster Qualitätsstandarts zu verarbeiten.

Claims (14)

  1. Schubzentrifuge zur Trennung eines Gemischs (2) in einen Feststoffkuchen (3) und in eine Flüssigphase (4), umfassend, eine um eine Drehachse (5) rotierbare äussere Siebtrommel (6), einen in der Siebtrommel (6) angeordneten Gemischverteiler (7) mit einer Schubbodenvorrichtung (8) und einer Einspeiseeinrichtung (9), wobei die Schubbodenvorrichtung (8) so angeordnet und ausgestaltet ist, dass der Feststoffkuchen (3) mittels der Schubbodenvorrichtung (8) verschiebbar ist, und mit der Einspeiseeinrichtung (9) das Gemisch (2) über den Gemischverteiler (7) in einen Leerraum (R) einbringbar ist, der beim Verschieben des Feststoffkuchens (3) durch die Schubbodenvorrichtung (8) entsteht, wobei der Gemischverteiler (7) mindestens einen Trichter (10) zur Vorbeschleunigung des Gemischs (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Trichter (10) um eine Antriebsachse (11) drehbar angeordnet und mittels eines Antriebs (12) mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse (11) rotierbar ist.
  2. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, wobei der Gemischverteiler (7) einen Einlauftrichter (101) zur Vorbeschleunigung des Gemischs (2) umfasst, der sich unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel (α) konisch erweiternd in Richtung zur Schubbodenvorrichtung (8) hin erstreckt.
  3. Schubzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einlauftrichter (101) einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Öffnungswinkel (α) des Einlauftrichters (101) in Richtung zur Schubbodenvorrichtung (8) hin vergrössert.
  4. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einlauftrichter (101) einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Öffnungswinkel (α) des Einlauftrichters (101) in Richtung zur Schubbodenvorrichtung (8) hin verkleinert.
  5. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gemischverteiler (7) einen Vorbeschleunigungstrichter (102) umfasst, der sich unter einem im wesentlichen konstanten Vorbeschleunigungswinkel (β) konisch erweiternd in Richtung zur Einspeiseeinrichtung (9) hin erstreckt.
  6. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Vorbeschleunigungstrichter (102) einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Vorbeschleunigungswinkel (β) des Vorbeschleunigungstrichters (102) in Richtung zur Einspeiseeinrichtung (9) hin vergrössert.
  7. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Vorbeschleunigungstrichter (102) einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Vorbeschleunigungswinkel (β) des Vorbeschleunigungstrichters (102) in Richtung zur Einspeiseeinrichtung (9) hin verkleinert.
  8. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einlauftrichter (101) um eine Antriebsachse (111) drehbar angeordnet ist und mittels eines Antriebs (121) mit einer vorgebbaren Drehzahl um die Antriebsachse (111) rotierbar ist.
  9. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Vorbeschleunigungstrichter (102) so ausgestaltet und angeordnet ist, dass der Vorbeschleunigungstrichter (102) mittels eines Drehantriebs (122) um eine Rotationsachse (112) mit einer vorgebbaren Drehzahl rotierbar ist.
  10. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Einlauf trichter (101) als Vorfiltersieb (1011) zur Vorabscheidung von Flüssigphase (4) aus dem Gemisch (2) ausgebildet ist.
  11. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Vorbeschleunigungstrichter (102) als Vorbeschleunigungssieb (1021) zur Vorabscheidung von Flüssigphase (4) aus dem Gemisch (2) ausgestaltet ist.
  12. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorfiltersieb (1011) und / oder das Vorbeschleunigungssieb (1021) als Zweistufensieb mit einem Grobsieb und einem Feinsieb ausgestaltet ist.
  13. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Auffangmittel (13) zur Sammlung und Ableitung der Flüssigphase (4) aus dem Vorfiltersieb (1011) und / oder aus dem Vorbeschleunigungssieb (1021) vorgesehen sind.
  14. Schubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorfiltersieb (1011) an einer Siebstufe (14) und / oder an der Siebtrommel (6) angeordnet ist.
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