EP2481483B1

EP2481483B1 - Stülpfilterzentrifuge

Info

Publication number: EP2481483B1
Application number: EP12000480.9A
Authority: EP
Inventors: Johannes Gerteis
Original assignee: Contecma Cs GmbH
Current assignee: Contecma Cs GmbH
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-01-25
Also published as: EP2481483A3; EP2481483A2; DE102011010072A1; DE102011010072B4

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Stülpfilterzentrifuge, mit einer in einem Maschinengestell drehbar gelagerten, freitragend in ein mit dem Maschinengestell verbundenes Gehäuse hineinragende, radiale Durchlassöffnungen aufweisenden Filtertrommel, die einen mit Normal-, Über- oder Unterdruck beaufschlagbaren Schleuderraum radial umschließt, mit einem den Schleuderraum auf der Stirnseite verschließenden Schleuderraumdeckel, mit einer am Schleuderraumdeckel vorgesehenen Einfüllöffnung für einzubringende Medien (Suspension, Waschflüssigkeit, usw.), und mit einem die Einfüllöffnung bei geschlossenem Schleuderraum mittels eines Dichtsystems abgedichtet durchdringenden Füllrohr, wobei das um seine Längsachse drehbar gelagerte Füllrohr um diese Längsachse in Umlauf versetzbar ist, mit einem unter Freilassung eines Abstands starr mit dem Schleuderraumdeckel verbundenen, die andere Seite des Schleuderraums abgrenzenden Schubboden, wobei die Filtertrommel und der Schubboden, relativ zueinander bewegt werden, um ein Filtertuch umzustülpen, und abgetrennten Feststoff aus dem Schleuderraum in einen Feststoffsammelraum auszutragen.

Stand der Technik

In der gattungsbildenden EP 0 551 252 B1 ist eine Stülpfilterzentrifuge beschrieben, bei der das Füllrohr um seine Längsachse drehbar gelagert und mittels einer eigenen Antriebseinrichtung in Umlauf versetzbar ist. Das Füllrohr und die Filtertrommel laufen annähernd synchron um, wobei eine aufblasbare Membrane als Abdichtung zwischen dem Füllrohr und dem Schleuderraumdeckel vorgesehen ist. Die Antriebseinrichtung für das umlaufende Füllrohr ist außerhalb des Feststoffsammelraums auf der Verlängerung der Füllleitung angebracht.
Nachteilig ist bei dieser Ausführung die sich infolge der vorgesehenen üblichen, friktionsbehafteten Wellenlippendichtungen einstellende Schwergängigkeit und der damit verbundene, die Lebensdauer reduzierende Abrieb, insbesondere wenn der Schleuderraum mit Überdruck beaufschlagt wird, und sich dadurch die Wellenlippendichtungen verstärkt an die Dichtflächen anpressen. Daraus resultierend wird für die Drehbewegung des umlaufenden Füllrohrs eine erhebliche Kraft benötigt, die wiederum am Füllrohr eine eigene aufwändige Antriebseinrichtung bedingt.
Der unvermeidliche Verschleiß an der aufblasbaren Membran kann nur dann in Grenzen gehalten werden, wenn das Füllrohr vor seiner Koppelung, mittels der eigenen Antriebseinrichtung, annähernd synchron zum Schleuderraumdeckel umläuft.
Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge ( DE 37 40 411 C2 ) sind zwischen der stationären Füllleitung und der Durchlassöffnung eine kombinierte Dreh- und Gleitdichtung angeordnet, die es gestattet, im Schleuderraum mit Über- oder Unterdruck zu arbeiten.
Nachteilig ist bei dieser Ausführung, dass die kombinierte Dreh- und Gleitdichtung, unmittelbar in der Durchlassöffnung des Schleuderraumdeckels angeordnet ist, und dadurch infolge der unvermeidlich schleifenden Dichtelemente ein starker Abrieb im Bereich der Filtertrommel entsteht, der zu Verunreinigungen des abgetrennten Produktes im Feststoffsammelraum oder im Schleuderraum führt.
Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge ( DE 39 16 266 C1 ) ist die Öffnung im Schleuderraumdeckel beim Arbeiten mit Über- oder Unterdruck mit einem Quetschventil, oder mit einem kolbenstangenförmigen, axial verschiebbaren, von innen her wirkenden Verschlusselement verschlossen, und das Füllrohr während dieser Zeit der Druckgaszufuhr entweder durch Verschieben entkoppelt oder durch das Verschlusselement abgedeckt.
Nachteilig ist bei dieser Ausführung, dass das Quetschventil beim Befüllen des Schleuderraums mit Suspension oder Waschflüssigkeit geöffnet beziehungsweise das Verschlusselement zurückgezogen sein muss, so dass keine Sicherheit gegen Überfülllspritzer gegeben ist, und während dieser Zeit auch nicht mit Über- oder Unterdruck in der Filtertrommel gearbeitet werden kann. Des Weiteren sind sowohl beim axial verschiebbaren Füllrohr bei seiner vorderen Hindurchführung durch die Wand des Feststoffsammelraumes, wie auch beim axial verschiebbaren Verschlusselement an seiner Eindringstelle in die Welle, in der Patentschrift nicht dargestellte Dichtungen nötig. Diese durch die Axialbewegung unvermeidlich schleifenden Dichtelemente, bedingen insbesondere durch die Anhaftung von Feststoffkristallen an der Außenumfangsfläche des Füllrohrs beziehungsweise des Verschlusselements, entweder einen Abrieb im Bereich der Filtertrommel oder im Bereich des Feststoffsammelraums und führen zur Verunreinigung des Filterkuchens im Schleuderraum oder des abgetrennten Produkts im Feststoffsammelraum.
Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge ( DE 43 37 618 C1 ) wird die Abdichtung zwischen Füllrohr und der drehbaren Filtertrommel durch einen Dichtkopf realisiert, der auf einem axial verschiebbaren Füllrohr ortsfest am freien Ende des Füllrohres angebracht ist und um diese drehbar gelagert ist. Der Dichtkopf ist gegenüber dem Außenumfang des Füllrohres mit einer Lippendichtung abgedichtet und ist mit dem Schleuderraumdeckel im dichtenden Zustand relativ zueinander im drehfesten Eingriff. Der Dichtkopf weist über einen Teil seiner Axialerstreckung eine konische Außenfläche auf, deren Konuswinkel dem Konuswinkel der ebenfalls konisch ausgebildeten Innenumfangsfläche der Einfüllöffnung angepasst ist, so dass die konische Außenfläche und die konische Innenumfangsfläche abdichtend zusammenwirken. Zwischen der konischen Außenfläche und der Innenumfangsfläche befindet sich eine als O-Ring ausgebildete Dichtung. Zwischen dem Dichtkopf und dem Außenumfang des Füllrohres befinden sich zum Feststoffsammelraum hin weitere Lippendichtungen.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass schleißende Dichtungen zu einem Abrieb in den abgetrennten Feststoff führen. Durch Anhaftungen von Produkt auf der Oberfläche des Füllrohres und der Ausführung der axialen Bewegung des Füllrohres entstehen Verschleiß sowie eine thermische Überbeanspruchung bei temperatursensiblen Produkten. Durch Produktablagenrngen auf den für die Dichtfunktion ausgeführten konischen Flächen des Dichtkopfes und der Einlassöffnung wird ein Spalt erzeugt, der die erwünschte Dichtfunktion nicht herstellt.
Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge ( DE 197 05 788 C1 ) ist der Dichtkopf fest mit dem Schleuderraumdeckel verbunden, jedoch gegenüber diesem drehbar gelagert. Innerhalb der Zuführung, die als starre Füllleitung mit einem umgebenden Mantelrohr ausgebildet ist, befinden sich ein Vierpunktlager zur Realisierung der radialen Drehbewegung, sowie Dichtelemente zum Schleuderraum und zum Feststoffsammelraum. Zur Abdichtung der axialen Bewegung während des Umstülpvorgangs befinden sich an der vorderen Hindurchführung des Mantelrohres durch die Wand des Feststoffsammelraums schleißende Dichtungen. An dem Schleuderraum zugewandten Ende des Mantelrohres befindet sich ein Fördergewinde in Richtung des Schleuderraums.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass durch Anlagerungen von Feststoff auf dem Mantelgehäuse bei der Ausführung der axialen Bewegung ein Abrieb und infolge eine Undichtigkeit am Feststoffsammelraum gegenüber der Umgebung entsteht, und dieser Raum nicht gasdicht abgeschlossen ist. Durch die schleißenden Dichtungen im Dichtkopf sowie den Lippendichtungen, die am Mantelrohr in Richtung des Schleuderraums angebracht sind, entsteht ein Abrieb, der sowohl die Suspension als auch den ausgetragenen Feststoff verunreinigt.
Bei einer bekannten Stülpfilterzentrifuge ( EP 0 753 349 A2 ) ist ein Dichtkopf zur Aufrechthaltung eines Überdruckes im Schleuderraum gegenüber dem Feststoffsammelraum mit seiner konischen Außenfläche an eine konische Durchtrittsöffnung im Schleuderraumdeckel gepresst. Die axiale Bewegung der Füllleitung wird durch eine Kolben / Zylindereinheit realisiert, die die vordere Wand des Feststoffsammelraumes durchdringt. Im Dichtkopf sind die mit der Filtertrommel mit rotierenden Teile gegenüber den Teilen, die fest mit der radial nicht beweglichen Füllleitung verbunden sind, hinsichtlich ihrer Bewegbarkeit über zwei Gleitringdichtungen entkoppelt. Die zwischen der Gleitringdichtung und der Füllleitung sowie einem eingebauten Leitrohr zur Befüllung der Filtertrommel mit Suspension entstandenen Hohlräume werden mit einem Sperrgas versehen, wobei das Sperrgas im Kreislauf geführt werden kann.
Nachteilig bei dieser Ausführung ist, dass schleißende Dichtungen im Bereich des Feststoffsammelraumes vorliegen. Beim Versagen der Wirkung der Gleitringdichtung kann sowohl aus dem Schleuderraum als auch aus dem Feststoffsammelraum Produkt in den Spalt der Gleitringdichtung gelangen, so dass diese ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen kann. Das Verschließen der Einfüllöffnung durch den Dichtkopf kann nur bei nicht rotierender Trommel erfolgen, so dass die Einsetzbarkeit und Flexibilität der Zentrifuge eingeschränkt ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich durch den an der Dichtstelle zwischen der Füllleitung und dem Feststoffsammelraum entstehenden Abrieb beim Verschieben der Füllleitung.

Darstellung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Stülpfilterzentrifuge, die mit Überdruck / Unterdruck oder unter normaler Atmosphäre im Schleuderraum betrieben wird, so zu verbessern, dass einfache Lippendichtungen, die starre Medienzufuhr einerseits gegen die Umgebung, und andererseits gegen das gemeinsam mit dem Schleuderraum umlaufende Füllrohr dergestalt abgrenzen, dass auch bei Überdruck im Schleuderraum keine die Dichtungslebenszeit verkürzende zusätzliche Belastung der Dichtlippen auftritt.
Die Aufgabe wird durch eine Stülpfilterzentrifuge mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Lösungsgedanken, die Dichtlippen im gesamten Abdichtungssystem so anzuordnen, dass sowohl bei der Druckgaszufuhr wie auch bei Überdruck im Schleuderraum jeweils, die Dichtlippe(n) nicht belastet sondern entlastet werden. Dadurch wird unabhängig von der Betriebsweise des Schleuderraums, ob er mit Überdruck / Unterdruck oder unter normaler Atmosphäre arbeitet, ein verschleißarmer Betrieb und infolgedessen eine hohe Dichtungslebensdauer erzielt.
Die erfindungsgemäße Stülpfilterzentrifuge hat den weiteren Vorteil, dass angepasst an das Druckrückhaltepotenzial (Öffnungsdruck) der Dichtlippen sowie dem im Schleuderraum geforderten Überdruck, die Anzahl der erforderlichen Dichtlippen wählbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Zusammenhang mit den Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Schnittansicht einer Stülpfilterzentrifuge in der Arbeitsphase des Zentrifugierens, und, mittels unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt, in der Arbeitsphase des Feststoffabwurfs;
Fig. 2: schematisch eine vergrößerte Teilschnittansicht im Bereich des strichpunktiert gezeichneten Kreises A in Fig. 1;
Fig. 3: eine schematische Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3 - 3 in Fig. 2;
Fig. 4: schematisch eine vergrößerte Teilschnittansicht im Bereich des strichpunktiert gezeichneten Kreises B in Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführunasform

Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Stülpfilterzentrifuge umfasst ein den gesamten Verfahrensraum dicht umschließendes Gehäuse 1, das an ein stationäres Maschinengestell 2 angeschlossen ist, in dem eine Hohlwelle 3 in Hauptlagern 4 und 5 drehbar gelagert ist. Das in Fig. 1 rechts gelegene, über das Hauptlager 5 hinausragende Ende der Hohlwelle 3 ist mit einem Antriebsrad 7 drehfest verbunden, über welches die Hohlwelle 3, zum Beispiel mittels eines Keilriemens 6, von einem Motor 8 in Umlauf versetzbar ist.
Die zwischen den Hauptlagern 4 und 5 starr durchgehende Hohlwelle 3 weist eine axial gerichtete Keilnute 10 auf, in welcher ein Keilstück 9 axial verschiebbar ist. Dieses Keilstück 9 ist starr mit einer im Innern der Hohlwelle 3 verschiebbaren Schubwelle 12 verbunden. Die Schubwelle 12 läuft daher gemeinsam mit der Hohlwelle 3 um, ist jedoch in dieser axial verschiebbar.
Die Hohlwelle 3 und die Schubwelle 12 verlaufen in einem auch der Halterung der Hauptlager 4 und 5 dienenden Tragkörper 13, der auf dem Maschinengestell 2 abgestützt ist. Das vom Hauptlager 5 abgestützte Ende der drehbar gelagerten Schubwelle 12 ist am rechten Ende mit einer nicht dargestellten Verschiebeeinrichtung verbunden.
An dem in Fig. 1 links gelegenen, über das Hauptlager 4 und eine Radialdichtung 11 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3, ist eine Filtertrommel 16 mit ihrem Boden 17 drehfest angeflanscht. An ihrer zylindrischen Außenwand weist die Filtertrommel 16 radial verlaufende Durchlassöffnungen 18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüberliegenden Seite ist die Filtertrommel 16 offen. An einem diese offene Stirnseite umgebenden, flanschartigen Offnungsrand 19 ist mittels eines Halterings 21 der eine Rand eines im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Filtertuchs 22 dicht eingespannt. Der andere Rand des Filtertuchs 22 ist in entsprechender Weise dicht mit einem Schubboden 23 verbunden, welcher starr mit der verschiebbaren, den Boden 17 frei durchdringenden Schubwelle 12 verbunden ist.
An dem Schubboden 23 ist über Stehbolzen 24 unter Freilassung eines Zwischenraums starr ein Schleuderraumdeckel 25 befestigt, der einen Schleuderraum 14, der Filtertrommel 16, mittels einer Schleuderraumdichtung 20 dicht verschließt, und gemeinsam mit dem Schubboden 23 durch axiales Herausschieben der Schubwelle 12 aus der Hohlwelle 3, die Filtertrommel 16 öffnet, in Fig. 1 mittels unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt.
Das Gehäuse 1 ist um eine, nicht dargestellte, vertikale Achse schwenkbar. Das Gehäuse 1 kann in eine ebenfalls nicht dargestellte Offenstellung verschwenkt werden, so dass ein völlig unbehinderter Zugang zur Filtertrommel 16, einem Feststoffsammelraum 32, einem Filtratsammelraum 31 und eine die beiden Räume abgrenzende Trennwand 33 möglich ist. Das Gehäuse 1 ist mittels bekannten Elementen aus dem Maschinenbau, zum Beispiel Schrauben oder Schnellverschluss, unter Zwischenschaltung einer Dichtung, mit dem Maschinengestell 2 verbunden.
An der in Fig. 1 links gelegenen Seite ist ein Füllrohr 26 vorgesehen, welches zum Zuführen von Medien (zum Beispiel: eine in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegende Suspension, Waschflüssigkeit, Dampf, usw.) in den Schleuderraum 14 in der Filtertrommel 16 dient. Hierzu weist der Schleuderraumdeckel 25 eine zentrale Einfüllöffnung 28 auf, durch welche hindurch das freie Ende des Füllrohrs 26 in den Schleuderraum 14 eintritt.
Wie in Fig. 1 links gezeigt und in Fig. 4 vergrößert dargestellt, ist das Füllrohr 26 in einem stationär fest mit dem Gehäuse 1 verbundenen jedoch außerhalb dieses Gehäuses gelegenen Lagerblock 40, mit Hilfe von Drehlagern 41 freitragend und um seine Längsachse drehbar gelagert. Mit dem Lagerblock 40 ist ein die starre Medienzufuhr beendendes Mundstück 65 das von einer Einlassöffnung 43 durchdrungen ist fest verbunden, wobei sich das Mundstück 65 in eine topfartige Erweiterung an der linken Seite des umlaufenden Füllrohrs 26 erstreckt, wodurch ein Durchgang für die in den Schleuderraum 14 zu verbringenden Medien entsteht. Durch den ringförmigen Spalt zwischen dem starren Mundstück 65 und dem umlaufenden Füllrohr 26 erstrecken sich Dichtlippen die den Schleuderraum 14 gegen die Umgebung abgrenzen. Wobei wenigstens eine erste Dichtlippe 34 und eine Dichtlippenreihe 48 so angeordnet sind, dass sich zwischen der ersten Dichtlippe 34 und der Dichtlippenreihe 48 eine Einlasszone 44 und zwischen der Dichtlippenreihe 48 und mindestens einer letzten Dichtlippe 42 eine Abflusszone 45 ergibt.
Von der Einlassöffnung 43 gelangen die Medien durch das Mundstück 65 unmittelbar in das umlaufende Füllrohr 26 und von diesem in den Schleuderraum 14.
In der in Fig. 4 gezeigten beispielhaften Ausführung sind die Dichtlippen im Bereich des Mundstück 65 in einer Dichtlippeneinheit 66 zusammengefasst, die ihrerseits in der topfartigen Erweiterung des Füllrohrs 26 angeordnet- und drehfest mit Füllrohr 26 verbunden ist. Als Dichtlippen können herkömmlich Lippendichtungen eingesetzt werden, wobei insbesondere handelsübliche "Radialwellendichtungen mit PTFE-Dichtlippen" geeignet sind.
Durch eine im Mundstück 65 angeordnete Zuleitung 46 die in der Einlasszone 44 endet, kann Druckgas Ober die Einlasszone 44 und das Füllrohr 26 in den Schleuderraum 14 verbracht werden.
In der in Fig. 4 gezeigten beispielhaften Ausführung sind die radial umlaufenden Dichtlippen von der Einlasszone 44 abgewandt angeordnet, und liegen durch ihre Form und das gewählte Material radial pressend vollumfänglich am starren Mundstück 65 an, solange die Einlasszone 44 keinem Überdruck unterliegt.
Abhängig vom Überdruck in der Einlasszone 44 wird die radiale Pressung der Dichtlippen teilweise- oder total aufgehoben. Bei der gewählten Anordnung hat eine einzelne Dichtlippe nur ein begrenztes Druckrückhaltepotenzial, das sich durch Form und Material systemimmanent ergibt, da die Dichtlippen ab einem bestimmten Überdruck soweit entlastet werden, dass die Abdichtungsfunktion aufgehoben wird.
Um den Überdruck in der Einlasszone 44 gegen die Abflusszone 45 abzudichten sind infolge des begrenzten Druckrückhaltepotenzials einer einzelnen Dichtlippe, in der Regel in der Dichtlippenreihe 48 mehrere Dichtlippen vonnöten.
Obwohl die einzelnen Dichtlippen bei Überdruck in der Einlasszone 44 entlastet werden, wird durch die Dichtungsanzahl an den Dichtstellen Reibung erzeugt. Um die Lebensdauer der Dichtungen nicht zu beeinträchtigen wird die Dichtfläche, an der durch die Relativbewegung zu den Dichtlippen die Reibung und somit Wärme entsteht, gekühlt. In dem durch Kühlflüssigkeit, die über eine Zufuhrleitung 51 einem Ringkanal 50 zufließt und über eine Abflussleitung 52 abfließt, die Wärme abgeführt wird.
Bei Druckgaszufuhr über die Einlasszone 44, wobei eine geringe Druckgasmenge pro Zeiteinheit ausreichend ist, lüftet das Druckgas auf der rechten Seite die, die Einlasszone 44 gegen den Schleuderraum 14 abgrenzende erste Dichtlippe 34 und gibt somit einen Durchgang zum Schleuderraum 14 frei. Dabei ist auf der linken Seite die Einlasszone 44 mit der Dichtlippenreihe 48, die in Fig. 1 und Fig. 4 beispielhaft mit vier Lippen dargestellt ist, gegen die Abflusszone 45 abgegrenzt. Druckgas (Schleichgas) das die Dichtlippenreihe 48 bei nicht ordnungsgemäßer Funktion der Dichtungen überwindet, gelangt in die Abflusszone 45 und fließt weiter, über eine Ableitung 47 drucklos hin zu einer nicht dargestellten Abgasabführung. Die Abflusszone 45 ist auf der, der Dichtlippenreihe 48 gegenüber liegenden rechten Seite durch die Anordnung der letzten Dichtlippe 42 gegen ihr direktes Umfeld abgegrenzt, und damit gegen die Umgebung, die über einen Durchgang 49 im Lagerblock 40 mit dem direkten Umfeld korrespondiert.
Die aus der Abflusszone 45 über die Ableitung 47 abströmende Gasmenge kann mittels einer nicht dargestellten Messeinrichtung ermittelt- und daraus auf den Zustand der Dichtungen rückgeschlossen werden.
Bei einer weiteren nicht dargestellten beispielhaften Ausführung sind die Dichtlippen fest mit dem starren Mundstück 65 verbunden und die nach außen gewandten Lippen liegen mit Vorspannung, schleifend an der Innenwand der topfartigen Erweiterung an der linken Seite des Füllrohrs 26 an.
Über einen nicht dargestellten, vorzugsweise als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor, einem Riemen 53 und eine drehfest auf dem Füllrohr 26 sitzende Riemenscheibe 54, kann das Füllrohr 26 in Rotation versetzt werden.
Eine übliche Wellendichtung 59 dichtet den Lagerblock 40 gegen den Feststoffsammelraum 32 ab.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist ein Entlüftungsrohr 55 links mit dem Mundstück 65 starr verbunden, durchdringt die Einlassöffnung 43 und ragt anschließend frei auskragend, soweit schwingungsbedingt möglich, in das Füllrohr 26 hinein.
Abhängig von der zu filtrierenden Suspension kann es jedoch vorteilhaft sein, den Schleuderraum 14 über das Entlüftungsrohr 55 direkt mit einem Entlüftungsanschluss 56 zu verbinden. In diesem Fall wird mittels eines, strichpunktiert dargestellten Verlängerungsrohrs 62, dessen Mantel entweder vollumfänglich- oder infolge von Durchbrüchen nur teilweise geschlossen ist, die Einlassöffnung 43 verlängert. Das Entlüftungsrohr 55 wird nunmehr mittels mehreren radial- und axial verteilten Stützstreben 63, an der Innenwand des Verlängerungsrohrs 62 schwingungsstabil abgestützt, was nunmehr eine Verlängerung des Entlüftungsrohrs 55 bis hin zum Schleuderraum 14, ebenfalls strichpunktiert dargestellt, ermöglicht.
Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, ist in den Schleuderraumdeckel 25 zentral eine Buchse 27 fest eingesetzt die zusammen mit der Filtertrommel 16 umläuft. Die Buchse 27 weist beidseitig hin zu ihren offenen Enden jeweils einen Einführkonus 39 auf. In der Nähe des freien Endes des Füllrohrs 26 ist innerhalb einer Aussparung im Füllrohr 26 ein ringförmig geschlossenes Dichtsystem 29 angeordnet, das je nach Ausführung aus einer oder mehreren elastischen Dichtung(en) 30 besteht.
Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführung, mit einer elastischen Dichtung 30. Bei der dargestellten elastischen Dichtung 30 ist die Dichtfläche, mit der sie an einer Innenfläche 57 der Buchse 27 anliegt, in ihrer Längserstreckung eben ausgebildet. In anderen nicht dargestellten Ausführungsvarianten kann die Dichtfläche in ihrer Längserstreckung wellenförmig, oder anderweitig konturiert sein.
Die ringförmige(n) elastische(n) Dichtung(en) 30 hat(haben) gegenüber dem Querschnitt, der sich aus dem Innendurchmesser der Buchse 27 und dem Außendurchmesser der Aussparung im Füllrohr 26 ergibt ein Übermaß, so dass sich die Dichtung(en) 30 bei geschlossenem Schleuderraum 14 zwischen dem Füllrohr 26 beziehungsweise seiner runden Außenfläche 58 und der runden Innenfläche 57 der Buchse 27 verspannt(verspannen), und so eine druckfeste Abdichtung des Schleuderraums 14 herstellt(herstellen). Infolge der Verspannung kann(können) die Dichtung(en) 30, bei geschlossenem Schleuderraum 14, durch Reibschluss die Drehbewegung der Filtertrommel 16 über den Schleuderraumdeckel 25 auf das Füllrohr 26 übertragen und den nicht dargestellten Antriebsmotor unterstützen, der das Füllrohr 26, über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54 antreibt.
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine abgewandelte Ausführung bei der sowohl die Innenfläche 57 der Buchse 27, wie auch die Außenfläche 58 an der Aussparung im Füllrohr 26 konturiert, im dargestellten Beispiel vieleckig (sechseckig), ausgebildet ist. Die ringförmige(n), sich jedoch bei ihrem Einbau dem vieleckigen Verlauf der Oberflächen anpassende(n) elastische(n) Dichtung(en) 30 hat(haben) gegenüber dem Querschnitt, der sich aus dem Innenvieleck der Buchse 27 und dem Außenvieleck der Aussparung im Füllrohr 26 ergibt, ein Übermaß, so dass sich die Dichtung(en) 30 bei geschlossenem Schleuderraum 14 zwischen dem Füllrohr 26 und der Innenwand der Buchse 27 verspannt(verspannen), und so eine druckfeste Abdichtung des Schleuderraums 14 entsteht. Infolge der Verspannung kann(können) die Dichtung(en) 30, bei geschlossenem Schleuderraum 14, durch Reibschluss und indirekten Formschluss die Drehbewegung der Filtertrommel 16 über den Schleuderraumdeckel 25 auf das Füllrohr übertragen und den nicht dargestellten Antriebsmotor unterstützen, der das Füllrohr 26, über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54 antreibt.
Bei Einsatz von mehreren elastischen Dichtungen 30 kann die Anordnung der Dichtungen auch gemischt werden, so dass die eine(n) elastische(n) Dichtung(en) 30 hinsichtlich ihrer Anlageflächen an runden Flächen (Außenfläche 58 und Innenfläche 57) und die andere(n) an konturierten Flächen anliegen kann(können).
Die in Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele sind so modifizierbar, dass jeweils als elastische Dichtung(n) 30 auch handelsübliche O-Ringe einsetzbar sind.
Bei einer weiteren nicht dargestellten beispielhaften Ausführung wird die ansonsten runde Innenfläche 57 der Buchse 27 mit Ausnehmungen-, und die ansonsten runde Außenfläche 58 der Aussparung im Füllrohr 26 mit Vertiefungen konturiert. Die zugeordnete elastische Dichtung 30 wird als ein Formteil, das diese konturellen Gegebenheiten widerspiegelt, ausgebildet. Das elastische Formteil hat, wie die zuvor beschriebenen Ausführungsvarianten, gegenüber dem Querschnitt, der sich aus der mit Ausnehmungen versehenen Buchse 27 und der mit Vertiefungen versehenen Aussparung im Füllrohr 26 ein Übermaß, so dass das elastische Formteil bei geschlossenem Schleuderraum 14 zwischen dem Füllrohr 26 und der Innenwand der Buchse 27 verspannt, und so eine druckfeste Abdichtung des Schleuderraums 14 entsteht. Durch die Verspannung kann das Formteil, bei geschlossenem Schleuderraum 14, durch Reibschluss und Formschluss die Drehbewegung der Filtertrommel 16 über den Schleuderraumdeckel 25 auf das Füllrohr übertragen und den nicht dargestellten Antriebsmotor unterstützen, der das Füllrohr 26, über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54 antreibt.
In Fig. 2 wird beispielhaft eine weitere Variante einer Übertragung der Drehbewegung vom Schleuderraumdeckel 25 auf das Füllrohr 26 mittels eines oder mehreren mechanischen Mitnehmers 60 gezeigt, strichpunktiert dargestellt. Der(die) Mitnehmer 60 greift(greifen) am Füllrohr 26 in (eine) längs zum Füllrohr 26 verlaufende Nute(n) 61 ein. Dadurch wird durch Formschluss die Drehbewegung der Filtertrommel 16 über den Schleuderraumdeckel 25, sowohl bei geschlossenem wie auch geöffnetem Schleuderraum 14 auf das Füllrohr 26 übertragen, und der nicht dargestellte Antriebsmotor unterstützt, der das Füllrohr 26, über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54 antreibt.
Bei weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispielen greift(greifen) der(die) Mitnehmer 60 das Füllrohr 26 zum Beispiel über (eine) längs zum Füllrohr 26 verlaufende Abflachung(en), oder über (eine) längs zum Füllrohr 26 verlaufende(en) Erhöhung(en) an der Füllrohraußenfläche an, um durch Formschluss die Drehbewegung der Filtertrommel 16 über den Schleuderraumdeckel 25, sowohl bei geschlossenem wie auch geöffnetem Schleuderraum 14 auf das Füllrohr 26 zu übertragen. Um dadurch den nicht dargestellten Antriebsmotor zu unterstützen, der das Füllrohr 26, über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54 antreibt.
Im Betrieb nimmt die Stülpfilterzentrifuge zunächst die in Fig. 1 mittels durchgezeichneter Linie dargestellte Betriebsstellung ein. Die verschiebbare Schubwelle 12 ist in die Hohlwelle 3 zurückgezogen, wodurch der mit der Schubwelle 12 verbundene Schubboden 23 in der Nähe des Boden 17 der Filtertrommel 16 liegt, und das Filtertuch 22 derart in die Filtertrommel 16 eingestülpt ist, dass es in deren Innerem liegt. Der Schleuderraumdeckel 25 hat sich dabei mit seiner Schleuderraumdichtung 20, dichtend in den Haltering 21 am Öffnungsrand 19 der Filtertrommel 16 eingeschoben.
Bei verhältnismäßig langsam umlaufender Filtertrommel 16 wird durch die Ein-lassöffnung 43 und das im Schleuderraum 14 mündende Füllrohr 26 die zu filtrierende Suspension oder Waschflüssigkeit eingeführt, und über das Entlüftungsrohr 55 das während dem Füllvorgang im Schleuderraum 14 verdrängte Gas, sowie das über die Einlasszone 44 zufließende Gas, abgeführt.
Zum störungsfreien Füllen des Schleuderraums 14 beim Einbringen der Suspension oder der Waschflüssigkeit wird der Schleuderraum 14 drucklos gehalten, in dem das Entlüftungsrohr 55 über den Entlüftungsanschluss 56 und über ein nicht dargestelltes während des Füllvorgangs aber offenem Ventil, mit einer Abgasabführung verbunden ist.
Verfahrenstechnisch kann es jedoch vorteilhaft sein bereits beim Füllen, so wie auch später beim Schleudern, den Schleuderraum 14 unter statischem Überdruck zu halten. Dies wird ermöglicht in dem nach dem Entlüftungsanschluss 56 vor dem nicht dargestellten Ventil eine, ebenfalls nicht dargestellte, im Bedarfsfall zu schaltbare Druckregelung installiert wird. Und somit das während dem Füllvorgang im Schleuderraum 14 verdrängte Gas, sowie das über die Einlasszone 44 dem Schleuderraum 14 permanent zufließende Gas, erst nach Erreichen des durch die Druckregelung vorgegebenen Drucks abfließt Der hierdurch im Schleuderraum 14 hervorgerufene Innendruck erhöht den im Fliehkraftfeld der rotierenden Filtertrommel 16 entstehenden hydraulischen Druck und wirkt sich hierdurch insgesamt auf das Filtrationsergebnis vorteilhaft aus. Wobei sinnvollerweise die Druckregelung variierbar gestaltet wird, folglich der Druck im Schleuderraum 14 jeweils auf die spezifischen Gegebenheiten einstellbar ist, und dadurch der aus der Suspension abzutrennende Feststoff optimal entfeuchtet wird.
Nach Beendigung des Einfüllvorgangs wird die Filtertrommel 16 in relativ raschen Umlauf versetzt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension, treten in Richtung der Pfeile 35 durch die Durchlassöffnungen 18 der Filtertrommel 16 hindurch in den Filtratsammelraum 31 und werden von dort in eine Filtrataustrittsöffnung 37 geleitet. Die Feststoffteilchen der Suspension werden vom Filtertuch 22 aufgehalten.
Nach Beendigung des Filtriervorganges wird bei weiterhin rotierender Filtertrommel 16 nun die Schubwelle 12 nach links verschoben, in Fig. 1 mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt, wodurch sich das Filtertuch 22 nach außen umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen nach außen in Richtung der Pfeile 38 in den Feststoffsammelraum 32 abgeworfen werden. Von da aus können sie leicht durch eine Feststoffaustrittsöffnung 36 weiter befördert werden. In dieser geöffneten Stellung der Filtertrommel 16 dringt das Füllrohr 26, frei in eine Öffnung 15 der Schubwelle 12 ein. Nach beendetem Abwurf der Feststoffteilchen unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft, wird die Filterzentrifuge durch Zurückschieben der Schubwelle 12 wieder in Betriebsstellung entsprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt. Auf diese Weise ist ein Betrieb der Zentrifuge mit ständig umlaufender Filtertrommel 16 möglich.
Bei geöffneter Filtertrommel 16, in Fig. 1 mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt, kann das Füllrohr 26 über den Riemen 53 und die Riemenscheibe 54, mittels des nicht dargestellten Antriebsmotor auf eine weitgehend synchrone Drehzahl zur Filtertrommel 16 gebracht werden, so dass beim Überführen in die Betriebsstellung entsprechend Fig. 1, die elastische Dichtung 30 in die Buchse 27 einfährt und somit die Einfüllöffnung 28 verschließt. Dadurch entsteht eine drehfeste Verbindung zwischen Filtertrommel 16 und Füllrohr 26 und folglich wird ein unerwünschter Abrieb an der die Einfüllöffnung 28 verschließenden elastischen Dichtung 30 vermieden.
Insbesondere dann, wenn die Drehzahlen von Filtertrommel 16 und Füllrohr 26 mittels drehzahlgeregelten Antriebsmotoren durch abgleichen und nachregeln der Drehzahlen nahezu zur Deckung gebracht werden.
Während des Betriebs der Zentrifuge wird durch die Zuleitung 46 der Einlasszone 44 eine limitierte Druckgasmenge pro Zeiteinheit zugeführt, wobei die, die Einlasszone 44 gegen den Schleuderraum 14 abgrenzende erste Dichtlippe 34, der Einlasszone 44 ab- und dem Schleuderraum 14 zugewandt angeordnet ist, somit gelüftet/entlastet wird, und demzufolge das Druckgas Ober das Füllrohr 26 in den Schleuderraum 14 strömt. Dabei werden auf der anderen Seite der Einlasszone 44, die einzelnen Dichtlippen in der Dichtlippenreihe 48, die der Einlasszone 44 ab- und der Abflusszone 45 zugewandt angeordnet sind und die Einlasszone 44 gegen die Abflusszone 45 abgrenzen, ebenfalls gelüftet/ entlastet.
Der Druck des der Einlasszone 44 zu fließenden Druckgases ist höher als der im Schleuderraum 14 gegebenenfalls gewünschte/vorgegebene Überdruck, und zwar mindestens um das Druckrückhaltepotenzial der den Schleuderraum 14 gegen die Einlasszone 44 abgrenzenden ersten Dichtlippe (34).
Durch nicht völlig ausschließbare Undichtigkeit (Funktionsmängel) in der Dichtlippenreihe 48, in die Abflusszone 45 gelangendes Gas, fließt drucklos über die Ableitung 47 hin zu der Abgasabführung ab. Da die der Umgebung zugewandte Seite der Abflusszone 45 durch die der Abflusszone 45 zugewandte letzte Dichtlippe 42 in der Dichtlippeneinheit 66, ein Abfließen in die Umgebung versperrt.
Der Druck in der Einlasszone 44 baut sich im Verlauf der Dichtlippenreihe 48 hin zur Abflusszone 45, konzeptionsbedingt selbstregelnd von Dichtlippe zu Dichtlippe, jeweils um das systemimmanente Druckrückhaltepotenzial der gewählten Dichtlippen ab. Wobei funktionsgemäß das Druckrückhaltepotenzial der die Dichtlippenreihe 48 abschließenden und die Abflusszone 45 auf der (rechten) Seite begrenzenden Dichtlippe nur teilweise genutzt werden kann.
Die Dichtlippenanzahl in der Dichtlippenreihe 48 ist abgestimmt auf den jeweiligen Bedarfsfall. Wobei einerseits die Eigenschaften (Dichtlippen- Form / Material) und das draus resultierende Druckrückhaltepotenzial der gewählten Dichtlippen, sowie andererseits der geforderte Überdruck im Schleuderraum 14, die entscheidenden Parameter sind. In der Praxis sind jedoch in den meisten Bedarfsfällen vier Dichtlippen in der Dichtlippenreihe 48 ausreichend.
Unabhängig von der Betriebsweise, ob bei einem Schleuderzyklus der Schleuderraum 14 unter normaler Atmosphäre oder mit beliebig hohem Überdruck betrieben wird, werden die Dichtlippen in der Dichtlippeneinheit 66 entlastet oder laufen zumindest drucklos. Infolgedessen laufen die Dichtlippen bei jeder Betriebsweise verschleißarm und es wird eine dementsprechende hohe Dichtungslebensdauer erreicht. Trotz der verschleißarmen Betriebsweise müssen, wenn auch in großen Intervallen, zur gegebenen Zeit die Dichtungen getauscht werden.
Zur Ermittlung eines optimalen Zeitpunkts für den Dichtungswechsel wird die aus der Abflusszone 45 über die Ableitung 47 pro Zeiteinheit abströmende Gasmenge mittels einer Messeinrichtung ermittelt und daraus der Zustand der Dichtungen abgeleitet. Auf diese Art und Weise kann der Dichtungswechsel auf die betrieblichen Gegebenheiten abgestimmt- und der optimale Zeitpunkt vorausschauend eingeplant werden. Wobei vorteilhafterweise eine vorbereitete, mit neuen Dichtungen ausgerüstete, komplette Dichtlippeneinheit 66 gewechselt wird.
Obwohl während des Betriebs der Zentrifuge, durch die Zuleitung 46 permanent der Einlasszone 44 Druckgas zu geführt wird, welches die den Schleuderraum 14 abgrenzende erste Dichtlippe 34 lüftend in den Schleuderraum 14 weiter strömt und somit bei einem ordnungsgemäßen Betrieb weder Suspension noch Waschflüssigkeit in die Einlasszone 44 eindringt, kann bei/nach einer Störung durch die Zuleitung 46, der Einlasszone 44 statt Druckgas, Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden. Dabei säubert die Reinigungsflüssigkeit die Einlasszone 44 beim Durchströmen und fließt entweder hin zum Schleuderraum 14 ab, oder aber sie kann aus der Einlasszone 44 durch einen nicht dargestellten separaten Entsorgungskanal, der offen oder geschlossen sein kann, ablaufen. Vorteilhafterweise kann bei einem separaten Entsorgungskanal der trotz dem verschleißarmen Betrieb, der die Einlasszone 44 begrenzenden Dichtungen, eventuell anfallender marginale Abrieb ausgeschleust werden.
Bei weiteren Betriebsvarianten ist es auch möglich, durch die Einlassöffnung 43 und das im Schleuderraum 14 mündende Füllrohr 26, unter Druck stehender Dampf in den Schleuderraum 14 einzuleiten und hierdurch den am Filtertuch 22 haftenden Filterkuchen einer Dampfwäsche zu unterziehen. Ebenfalls ist es möglich dem anliegenden Feststoff einen Wirkstoff mittels Extraktion zu entziehen. Weiterhin ist es auch möglich, statt eines Überdrucks im Schleuderraum 14 ein Unterdruck zu erzeugen, beispielsweise dadurch, dass über die Einlassöffnung 43 der Schleuderraum 14 mit einer nicht dargestellten Saugeinrichtung verbunden ist. Ein derartig zeitweise eingebrachter Unterdruck kann sich beispielsweise günstig auf das Filtrationsverhalten des Filterkuchens auswirken.
Das während dem Füllvorgang abzuführende Gas kann alternativ, anstatt über das Entlüftungsrohr 55 auch über eine in der Schubwelle 12 angeordnete Rohrleitung 64 abgeführt werden, in Fig. 1 rechts strichpunktiert dargestellt. Des Weiteren kann die Waschflüssigkeit, die für das Waschen des im Schleuderraum 14 befindlichen Feststoffs benötigt wird, teilweise auch über die Rohrleitung 64 zugeführt werden, so dass gleichzeitig die Rohrleitung 64, sowie die Öffnung 15 in der Schubwelle 12, von dem sich dort eventuell abgesetzten Feststoff gesäubert werden.
Aufgrund der mit dem Schleuderraum 14 umlaufenden Stehbolzen 24 entstehen im Schleuderraum 14 beim Füllen erhebliche Turbulenzen die vorteilhafterweise dazu beitragen, dass sich die Suspension gleichmäßig auf dem Filtertuch 22 niederschlägt und sich infolge dessen ein homogener Feststoffkuchen aufbaut.
Durch die Turbulenzen ergibt sich aber auch, dass beim Füllen das im Schleuderraum 14 befindliche und laufend über die Einlasszone 44 zuströmende Gas mit Suspensions- beziehungsweise Waschflüssigkeits- Aerosolen / Tropfen angereichert wird, und in dem über das Entlüftungsrohr 55 abströmenden Gas zwangsläufig mitgeführt werden. Um zu verhindern, dass das abströmende Gas mitgeführte Suspension / Waschflüssigkeit weiterbefördert, zum Beispiel hin zu einer Abgassammelstelle, wo Fremdstoffe höchst unerwünscht sind, können Maßnahmen ergriffen werden.
Beispielsweise wird das abströmende Gas vom Entlüftungsanschluss 56 über einen, nicht dargestellten, Auffangbehälter in dem sich die im Gas mitgeführte Suspension / Waschflüssigkeit absetzen kann, weitergeleitet. Von diesem Auffangsbehälter wird die sich in ihm ansammelnde Suspension, mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Pumpe, irgendwo abhängig von dem jeweiligen spezifischen Prozess, in dem zur Einlassöffnung 43 führenden Suspensionsstrang (Reaktor, Vorlagebehälter, Zuleitung, usw.) eingespeist.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann nach Beendigung des Füllvorgangs, die im Auffangsbehälter angesammelte Suspension / Waschflüssigkeit unter Druck gesetzt- und über das Entlüftungsrohr 55 zurück in den Schleuderraum 14 gedrückt werden. Des Weiteren sind je nach Erfordernis auch beide Methoden, die angesammelte Suspension im Auffangsbehälter abzupumpen und in den Schleuderraum 14 zurückzudrücken, anwendbar.
Die Waschflüssigkeit die für das Waschen des im Schleuderraum 14 befindlichen Feststoff benötigt wird, kann außer über die Einlassöffnung 43 teilweise auch über das Entlüftungsrohr 55, sowie dem gegebenenfalls vorgeschalteten Auffangbehälter zugeführt werden, so dass gleichzeitig das Entlüftungsrohr 55 gereinigt- und die Öffnung 15 in der Schubwelle 12 durch Ausspritzen von dem sich dort eventuell abgesetzten Feststoff gesäubert wird.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht ist die zentrale Einfüllöffnung 28 im Schleuderraumdeckel 25 bei geschlossenem Schleuderraum 14 durch das Dichtsystem 29 verschlossen, so dass der Schleuderraum 14 mit Über- oder Unterdruck beaufschlagbar ist.
Bei jedem Schleuderzyklus wird die Stülpfilterzentrifuge in zwei Betriebsstellungen, die eine mit geschlossenen Schleuderraum 14, in Fig. 1 mittels durchgezeichneter Linie-, und die andere mit geöffneten Schleuderraum 14, in Fig. 1 mittels unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt, überführt.
Beim Überführen in die unterschiedlichen Betriebsstellungen, gleitet(gleiten) die elastische(n) Dichtung(n) 30 aus der Einfüllöffnung 28 hinaus oder in die Einfüllöffnung 28 hinein, abhängig davon ob der Schleuderraum 14 geöffnet oder geschlossen wird.
Da die ringförmige(n) elastische(n) Dichtung(en) 30 gegenüber dem Querschnitt, der sich aus dem Innendurchmesser der Buchse 27 und dem Außendurchmesser der Aussparung im Füllrohr 26 ergibt, ein Übermaß aufweist(aufweisen), so dass die elastische(n) Dichtung(en) 30 bei geschlossenem Schleuderraum 14, zwischen dem Füllrohr 26 und der Innenwand der Buchse 27 verspannt Ist (sind), vergrößert sich ihr Außendurchmesser beim Verlassen der Einfüllöffnung 28. Da sich die elastische(n) Dichtung(en) 30 wenn sie nicht mehr umschlossen ist(sind), entspannt(entspannen).
Beim Zurückführen der entspannten elastischen Dichtung(en) 30 wird(werden) ihr(e) vergrößerter(vergrößerten) Außendurchmesser, beim Einfahren in die Einfüllöffnung 28 über einen Einführkonus, schonend von ihrem entspanntenin dann wieder verspannten Zustand überführt.
Beim Überführen der elastischen Dichtung(en) 30 von ihrem entspannten- in dann wieder verspannten Zustand wird ein, die Übertragung der Drehbewegung von der Filtertrommel 16 über die Buchse 27 auf das Füllrohr 26 bewirkender Reibschluss aufgebaut.
Es hat sich gezeigt, dass eine ständig zusammen mit der Filtertrommel 16 um seine Längsachse umlaufendes Füllrohr 26 unzweckmäßig sein kann, wenn sich bei sehr leicht sedimentierenden Suspensionen deren Feststoffteilchen, bereits während des Einfüllens der Suspension in den Schleuderraum 14, an der Wand des umlaufenden Füllrohrs 26 im erheblichen Umfang absetzen können. In solchen seltenen Fällen kann es vorteilhaft sein das Füllrohr 26 während dem Füllvorgang stillzusetzen.
Dies kann beispielsweise mit einer nicht dargestellten Konfiguration erreicht werden, die gegenüber der in Fig. 1 und 4 gezeigten Ausführung dergestalt modifiziert ist, dass der Lagerblock 40 nicht starr, sondern längsverschiebbar am Gehäuse 1 befestigt ist, und infolge dessen auch das axial mit dem Lagerblock 40 starr verbundene Füllrohr 26 gemeinsam mit dem Lagerblock 40 in seiner Längsachse verschiebbar ist.
Bei dieser Konfiguration ist es nunmehr möglich bei geschlossenem Schleuderraum 14, für die Dauer des Füllvorgangs, das Füllrohr 26 soweit nach rechts in den Schleuderraum 14 zu verschieben, dass sich die in Fig. 1 beziehungsweise Fig. 2 gezeigte elastische Dichtung 30 nicht mehr in der Einfüllöffnung 28, sondern im Schleuderraum 14 befindet Alternativ ist es genauso möglich, während dem Füllen das Füllrohr 26 soweit nach links in den Feststoffsammelraum 32 zu verschieben, dass sich die in Fig. 1 beziehungsweise Fig. 2 gezeigte elastische Dichtung 30, im Feststoffsammelraum 32 befindet, wobei in diesem Fall das Füllrohr 26 soweit zu verlängern ist, dass es nach dem Verschieben immer noch in den Schleuderraum 14 hineinragt.
Bei beiden Alternativausführungen ergibt sich zwischen dem Außendurchmesser des Füllrohrs 26 und der Einfüllöffnung 28 ein Spalt, so dass in jeder dieser Füllpositionen das Füllrohr 26 berührungs- und damit reibungsfrei durch die Einfüllöffnung 28 in den Schleuderraum 14 hineinragt und somit während dem Füllen stillsetzbar ist.
Des Weiteren kann das zuvor beschriebene, während dem Füllvorgang erforderliche Entlüften des Schleuderraums 14, bei dieser Anordnung direkt durch den zwischen dem Außendurchmesser des Füllrohrs 26 und der Einfüllöffnung 28 bestehenden Spalt erfolgen.
Nach Beendigung des Füllvorgangs wird der Lagerblock 40 und somit das Füllrohr 26 mit der elastischen Dichtung 30 wieder in die Ausgangsposition überführt. Folglich ist der Schleuderraum 14 wieder druckfest verschlossen und der Schleuderzyklus kann wie zuvor beschrieben fortgesetzt werden.

Claims

Stülpfilterzentrifuge, mit einer in einem Maschinengestell (2) drehbar gelagerten, freitragend in ein mit dem Maschinengestell (2) verbundenen Gehäuse (1) hineinragenden, radiale Durchlassöffnungen (18) aufweisenden Filtertrommel (16), die einen mit Normal-, Ober- oder Unterdruck beaufschlagbaren Schleuderraum (14) radial umschließt, mit einem den Schleuderraum (14) auf der Stirnseite verschließenden Schleuderraumdeckel (25), mit einem unter Freilassung eines Abstands starr mit dem Schleuderraumdeckel (25) verbundenen, die andere Seite des Schleuderraums (14) abgrenzenden Schubboden (23), wobei die Filtertrommel (16) und der Schubboden (23) axial relativ zueinander bewegbar sind, um ein Filtertuch (22) umzustülpen und abgetrennten Feststoff aus dem Schleuderraum (14) in einen Feststoffsammelraum (32) auszutragen, mit einer am Schleuderraumdeckel (25) vorgesehenen Einfüllöffnung (28) für einzubringende Medien (Suspension, Waschflüssigkeit, usw.) und mit einem die Einfüllöffnung (28) bei geschlossenem Schleuderraum (14) mittels eines Dichtsystems (29) abdichtend durchdringenden, um seine Längsachse drehbar gelagerten, Ober eine starre Medienzufuhr beschickbaren Füllrohr (26),
dadurch gekennzeichnet, dass sich ein die starre Medienzufuhr beendendes Mundstück (65) das von einer Einlassöffnung (43) durchdrungen ist in das drehbar gelagerte Füllrohr (26) erstreckt, wodurch ein Durchgang für die in den Schleuderraum (14) zu verbringenden Medien entsteht, zwischen Mundstück (65) und dem Füllrohr (26) ein ringförmiger Spalt gebildet ist, durch den sich Dichtlippen (Lippendichtungen) erstrecken, die den Schleuderraum (14) gegen die Umgebung abgrenzen, wobei die Dichtlippen so angeordnet sind, dass sich zwischen wenigstens einer ersten Dichtlippe (34) und einer Dichtlippenreihe (48) eine Einlasszone (44) und zwischen der Dichtlippenreihe (48) und mindestens einer letzten Dichtlippe (42) eine Abflusszone (45) ergibt, im Mundstück (65) eine Zuleitung (46) für Druckgas vorgesehen ist, welche in der Einlasszone (44) endet und somit zufließendes Druckgas, unter anderem auch zur Erzeugung eines Überdrucks im Schleuderraum (14), auf seinem Weg hin zum Schleuderraum (14) die erste Dichtlippe (34), die den Schleuderraum (14) gegen die Einlasszone (44) abgrenzt, infolge ihrer Anordnung lüftet und demzufolge entlastet, und dass die Dichtlippen in der Dichtlippenreihe (48) welche die Einlasszone (44) hin zu der Abflusszone (45) abgrenzen so angeordnet sind, dass in der Einlasszone (44) anliegender Überdruck die Dichtlippen lüftet und folglich entlastet.
Stülpfilterzentrifuge nach Anspruche 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein in der Einlasszone (44) herrschender Überdruck infolgedessen, dass die Dichtlippen von der Einlasszone (44) abgewandt angeordnet sind, im Verlauf der Dichtlippenreihe (48) von Dichtlippe zu Dichtlippe, hin zur Abflusszone (45), selbstregelnd jeweils um das Druckrückhaltepotenzial der Dichtlippe reduziert.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Dichtlippen in der Dichtlippenreihe (48), von dem für den Schleuderraum (14), beziehungsweise die Einlasszone (44) vorgegebenen Überdruck abhängen, wobei die Anzahl der Dichtlippen in der Dichtlippenreihe (48) so gewählt wird, dass der Überdruck vor der die Dichtlippenreihe (48) abschließenden und die Abflusszone (45) auf der einen (rechten) Seite begrenzenden Dichtlippe, kleiner ist als das Druckrückhaltepotenzial dieser Dichtlippe.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas, das die Dichtlippen in der Dichtlippenreihe (48) überwindet und in die Abflusszone (45) eindringt, drucklos über eine Ableitung (47) hin zu einer Abgasabführung entweicht, da die letzte Dichtlippe (42) welche auf der anderen (linken) Seite die Abflusszone (45) begrenzt und somit die Abflusszone (45) gegen die Umgebung abgrenzt, ein Abfluss in die Umgebung verhindert, wobei die aus der Abflusszone (45) über die Ableitung (47) pro Zeiteinheit abströmende Gasmenge mittels einer Messeinrichtung ermittelt werden kann, um daraus auf das korrekte bzw. nur begrenzte Funktionieren des Abdichtungssystems zu schließen.
Stülpfilterzentrifuge nach den Ansprüchen 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen in einer Dichtlippeneinheit (66), die drehfest mit dem Füllrohr (26) verbunden ist, zusammengefasst sind.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllrohr (26) oder alternativ die Dichtlippeneinheit (66) mit herkömmlichen Lippendichtungen, insbesondere handelsüblichen "Radialwellendichtungen mit PTFE-Dichtlippen" bestückt ist, die radial mit dem Füllrohr (26) umlaufen und somit am radial starren Mundstück schleifen.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippen durch ihre Form und dass gewählte Material, bei normalem atmosphärischem Druck, radial pressend vollumfänglich an den abzudichtenden Flächen anliegen.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des der Einlasszone (44) zufließenden Druckgases höher ist als der gegebenenfalls im Schleuderraum (14) gewünschte/vorgegebene Überdruck und zwar mindestens um das Druckrückhaltepotential der den Schleuderraum (14) gegen die Einlasszone (44) abgrenzenden ersten Dichtlippe (34).
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die über die Einlasszone (44) dem Schleuderraum (14) zufließende Druckgasmenge limitiert ist.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass unabhängig vom Druck im Schleuderraum (14), ob er mit Überdruck / Unterdruck oder normalen Atmosphäre bertrieben wird, eine definierte (geringe) Druckgasmenge permanent von der Einlasszone (44) zum Schleuderraum (14) fließt, und somit die erste Dichtlippe (34) die den Schleuderraum (14) gegen die der Einlasszone (44) abgrenzt permanent lüftetet und somit entlastet.
Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleuderraum (14) und somit das in ihm befindliche Medium sowohl beim Füllen wie auch beim Schleudern zusätzlich, zum im Fliehkraftfeld der rotierenden Filtertrommel (16) entstehenden hydraulischen Druck, auch noch mittels Druckgas unter statischen Überdruck setzbar ist.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein gewünschter/geforderter Überdruck im Schleuderraum (14) in einem vorgegebenen Druckbereich beliebig einstellbar ist, indem das dem Schleuderraum (14) aus der der Einlasszone (44) zufließende-, sowie das im Schleuderraum (14) durch die Medienzufuhr verdrängte Gas, über ein Entlüftungsrohr (55), einen Entlüftungsanschluss (56), und weiter führend über eine anschließende wahlweise zu schaltbare Druckregelung, abgeleitet wird.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlüftungsrohr (55) im Schleuderraum (14) mündet und in einem die Einlassöffnung (43) weiter führenden Verlängerungsrohr (62) abgestützt ist, wobei sich das Verlängerungsrohr (62) bis hin zum Schleuderraum (14) erstrecken kann.
Stülpfilterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Schleuderraum (14) durch das Entlüftungsrohr (55) abströmende Gas über einen Auffangbehälter geführt wird, in dem sich die mit dem abströmenden Gas mitgeführten Suspensions-/ Waschflüssigkeitsaerosole / Tropfen absetzen können.
Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die im Auffangbehälter sich ansammelnde Suspension / Waschflüssigkeit in den Schleuderraum (14) zurück befördert wird.
Stülpfilterzentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Reibung der Dichtlippen auf ihrer Dichtfläche erzeugte Wärme, mittels Kühlflüssigkeit die einen nahe der Dichtfläche im radial starren Mundstück (65) angeordneten Ringkanal (50) durchströmt, abgeführt wird.