WO2013076074A1 - Diskontinuierliche zentrifuge mit ausräumer zum ausräumen eines produktes - Google Patents

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WO2013076074A1
WO2013076074A1 PCT/EP2012/073092 EP2012073092W WO2013076074A1 WO 2013076074 A1 WO2013076074 A1 WO 2013076074A1 EP 2012073092 W EP2012073092 W EP 2012073092W WO 2013076074 A1 WO2013076074 A1 WO 2013076074A1
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WO
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centrifuge
hub
drum
arms
centrifuge drum
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PCT/EP2012/073092
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Inventor
Hans-Heinrich Westendarp
Dirk SPANGENBERG
Original Assignee
Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag
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Priority to US14/236,102 priority patent/US9764337B2/en
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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
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B04B11/05—Base discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B—CENTRIFUGES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/12—Suspending rotary bowls ; Bearings; Packings for bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • B04B2011/084—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof with cables for cake removal

Definitions

  • the invention relates to a discontinuous centrifuge with a rotatable centrifuge drum, with a drive spindle, with a jacket and with a bottom, with a hub of the centrifuge drum, which hub has several arms for direct or indirect connection of the jacket of the centrifuge drum with the drive spindle of the centrifuge drum, with a scavenger for scavenging a product at clearance speed from the inner wall of the shell of the rotatable centrifuge drum, the scraper having a member which is pivotable about an axis, which axis is parallel to the axis of rotation of the centrifuge drum, the element having a cutting edge over almost the entire height of the centrifuge drum runs and after pivoting has contact with the product,
  • Discontinuous centrifuges are also used in particular for the separation of sugar crystals from sugar crystal suspensions.
  • a starting material is supplied from above, for example a magma with enriched crystal suspensions, and then treated in the centrifuge drum in such a way that a product, for example a crystallizate, settles on the inner surface of a jacket of the centrifuge drum.
  • the syrup exits through a working sieve, which lies on the mantle.
  • the crystal layers are removed from the inner surface of the jacket of the centrifuge drum by means of a spreader which extends over the entire height of the centrifuge drum and can be pivoted about an axis parallel to the centrifuge drum so that it can be cut into the sugar layers (or layers of another) Product) on the inside of the shell retracts and the crystals successively peeled off from the shell in this way.
  • the crystal layers peeled off in this way then fall downwards on their bottom due to gravity inside the centrifuge drum and are then removed there through a centric opening.
  • a hub having a plurality of arms which connect the shell of the centrifuge above the ground to a shaft or drive spindle which provides the drive for the rotation of the centrifuge drum and in the axis of the centrifuge drum runs.
  • this hub is three-dimensional stiffened and reinforced by means of internals, inclined arms and other elements. Since the scraper with its cutting edge or the paring knife and the elements of the hub with their arms would interfere with each other, the scraper is moved axially parallel to the axis by about 200 mm during the centrifuging process.
  • the scraper Before the peeling process, the scraper then moves vertically or axially parallel to the lowest point back towards the bottom of the centrifuge drum and is then only then pivoted about the pivot axis in the sugar layers.
  • a centrifuge for completely different purposes is known.
  • a scraper / knife device is proposed as a scavenger for a pendulum-mounted centrifuge for detaching a hard cake.
  • a plurality of scrapers are mounted on an arm which extends parallel to the shaft of the centrifuge drum, and engage in knives projecting from the cylinder wall.
  • an inner housing is provided. The entire concept is not suitable for sugar centrifuges.
  • the object of the invention is therefore to propose a discontinuous centrifuge, which is able to carry out a clearing process from an inner side of a jacket of a centrifuge drum with a reduced expenditure on equipment.
  • This object is achieved in a generic discontinuous centrifuge drum by means of the invention in that the arms of the hub have upper surfaces which lie below the drum base.
  • the discontinuous centrifuge according to the invention has the significant advantage that the scraper does not have to be designed to be movable in the vertical direction. A drive for a movement in the vertical direction for the Ausippor is no longer necessary. He only has to be able to perform his pivotal movement.
  • the scraper does not have to be partially lifted out of the drum to avoid collisions and obstructions. This means that any ineffective idle time, which has previously increased the cycle time and thus reduced the effectiveness of the machines, is eliminated.
  • the design of the drum hub is particularly favorable when it comes to three arms. Then, in particular, the ratio of the opening area relative to the mechanical stiffening elements of the centrifuge drum is optimal.
  • the opening area can be closed by means of a closure device.
  • the disc is not placed in one piece, but is divided into segments so that the segments fill the space between the arms of the hub and allow a free relative movement of the segments to the arms.
  • a centrifuge concept which is suspended and creates a pendulum option.
  • Such discontinuous centrifuges are also referred to as pendulum pendulum centrifuges. They are characterized, inter alia, by the fact that the Ausippor is movable relative to the centrifuge drum and the jacket, as it is not hung with or at least not part of the same suspension mechanism. By the invention but also occurs in these cases, no disturbance of the scraper with its clearing bar and his Räumpflug or paring knife and the centrifuge drum with his coat, bottom and the hub on the other hand. It is particularly advantageous beyond that the Ausipporkonstruzzy invention can absorb very high forces. This is particularly advantageous because it is easily possible in this way, the cutting edge of the scraper opposite to the direction of rotation of the drum and the sugar layer drive into it. High torques can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a discontinuous centrifuge in an embodiment of the invention; an enlarged view of the area of a hub of the centrifuge of Figure 1; a perspective view of the hub of Figure 2;
  • Figure 4 is a perspective view of the hub of Figure 3, inserted in a bottom of a centrifuge drum;
  • Figure 5 is a view of a floor area without the hub.
  • a centrifuge such as a sugar centrifuge
  • a centrifuge drum 10 is seen in a vertical central section.
  • the centrifuge drum 10 has a drive spindle 11, which also forms the vertically arranged axis of the centrifuge drum 10 and the rotary drive for the entire centrifuge drum 10 provides.
  • the drive spindle 1 1 is indicated only schematically.
  • the direction of rotation 12 is additionally marked by an arrow.
  • the centrifuge drum 10 also has a jacket 13, which is rotated by the rotary drive 1 1 in a rotary motion.
  • the jacket 13 is substantially cylindrical and covered on its inner wall by a not-shown working screen.
  • the sugar crystals remain on the inside of the jacket 13 in the form of a crystallizate 14 and form a kind of sugar layer there.
  • the bottom 15 is arranged substantially perpendicular to the axis of the centrifuge drum 10. However, the bottom 15 has openings 16 through which the crystals 14 can escape from the centrifuge drum 10 due to its gravity. These openings 16 are closed during the centrifuging process and are only then opened.
  • a Ausippor 20 is provided.
  • the scraper 20 has a scraper bar 21 and an element 22 arranged on the scraper bar 21, for example a paring knife 22 or a razor.
  • the peeling blade 22 or the ragging flight are pivotable relative to the raking bar about the axis formed by the raking bar 21.
  • the peeling blade 22 and the Räumpflug parallel to the axis of the centrifuge drum 10 and thus vertically. They extend over the whole or almost the entire height of the shell 13th
  • This pivotal movement causes the paring knife 22 can move into the crystallizate 14.
  • the centrifuge drum 10 rotates at clearance speed. This clearing speed is significantly lower than the rotational speed of the centrifuge drum 10 during the centrifuging operation.
  • the swiveling in of the element 22 or peeling blade causes the element 22 to successively peel off the layers of the crystallizate 14.
  • the sugar crystals of the crystallizate fall 14 due to their gravity within the centrifuge drum 1 1 down in the direction of the bottom 15 and there through the no longer closed openings 16th
  • the connection of the drive spindle 1 1 to the jacket 13 is made via a hub 30.
  • the hub is connected in the illustrated embodiment with an externa ßeren region of the bottom 15, which in turn adjoins the jacket 13 and is connected thereto.
  • the bottom 15 thus serves here for further transmission of the driving forces that are transmitted to it from the hub 30.
  • the hub 30 encloses in the illustrated embodiment, the drive spindle 1 1 and has a plurality of arms 31st
  • Free spaces (not visible in FIG. 1) between the arms 31, through which the sugar crystals of the crystallizate 14 can also pass downwards after passing through the openings 16 in the bottom 15, can be made.
  • the arms 31 are formed on an upper surface 32 so as to have a recessed portion 33.
  • FIG. 1 shows the section so far not technically exact, as in a preferred embodiment with three arms 31 in the sectional view not a symmetrical arrangement of two arms 31 would be seen.
  • the illustration is here in order to represent the core of the invention schematically meaningful.
  • the area of the hub 30 is shown enlarged.
  • the recessed portion 33 is formed rounded on the top 32 of the arms 31 of the hub 30.
  • a chamfer is made so that the top sides 32 of the arms 31 in the direction of the jacket 13 to the center about the drive spindle 1 1 towards an angle between 1 0 and 10 ° fall, preferably by an angle of 2 ° to 4 °.
  • This angle does not have to be constant, as can be clearly seen in particular in FIG.
  • the embodiment according to the invention is particularly suitable for a discontinuous pendulum pendulum centrifuge, as it proves to be advantageous for a sugar centrifuge here.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the hub 30 from FIG. 2. It can be seen how centrally around the (not shown) drive spindle 1 1, an inner region of the hub 30 is provided, projecting from which three arms 31 each at an angle of 120 ° to each other outwardly.
  • the three arms 31 converge on the outside again into an annular element of the hub 30, on which the bottom 15 (not shown) is then attached. It can be clearly seen here that this hub 30 is capable of transmitting the rotational movement of the drive spindle 1 1 to the jacket 13 of the centrifuge drum 10. In this case, no area of the arms 31 of the hub 30 projects beyond the bottom 15 (not shown, but which is easily imaginable).
  • FIG. 4 now shows the interaction of the hub 30 with the floor 15.
  • the floor 15 covers those areas below the jacket 13 which are not occupied by the arms 31.
  • bottom closure 40 During the filling process of the magma and during the centrifuging process, the bottom closure 40 is arranged so that the bottom 15 is completely closed.
  • the bottom closure 40 is displaced relative to form the openings 16 and the crystals 14 can accelerate through the openings 16 in the bottom 15 fall.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Eine diskontinuierliche Zentrifuge besitzt eine drehbare Zentrifugentrommel (10) mit einer Antriebsspindel (11), mit einem Mantel (13) und mit einem Boden (15). Eine Nabe (30) der Zentrifugentrommel (10) weist mehrere Arme (31) zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung des Mantels (13) der Zentrifugentrommel (10) mit der Antriebsspindel (11) der Zentrifugentrommel (10) auf. Ein Ausräumer (20) dient zum Ausräumen eines Produktes (14) von der Innenwand des Mantels (13) der drehbaren Zentrifugentrommel (10). Der Ausräumer (20) weist ein Element (22) auf, welches um eine Achse schwenkbar ist, welche Achse parallel zur Drehachse der Zentrifugentrommel (10) steht. Das Element (22) weist eine Schneide auf, die über nahezu die gesamte Höhe der Zentrifugentrommel (10) verläuft und nach dem Schwenken Kontakt zum Produkt (14) hat. Der Ausräumer (20) ist vertikal unverfahrbar aufgebaut. Die Arme (31) der Nabe (30) weisen obere Flächen (32) auf, welche unterhalb des Trommelbodens (15) liegen. Der Ausräumer (20) ist unabhängig von der pendelnden Aufhängung der Zentrifugentrommel (10) angebracht.

Description

Diskontinuierliche Zentrifuge mit Ausräumer zum Ausräumen eines
Produktes Die Erfindung betrifft eine diskontinuierliche Zentrifuge mit einer drehbaren Zentrifugentrommel, mit einer Antriebsspindel, mit einem Mantel und mit einem Boden, mit einer Nabe der Zentrifugentrommel, welche Nabe mehrere Arme zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung des Mantels der Zentrifugentrommel mit der Antriebsspindel der Zentrifugentrommel aufweist, mit einem Ausräumer zum Ausräumen eines Produktes bei Räumdrehzahl von der Innenwand des Mantels der drehbaren Zentrifugentrommel, wobei der Ausräumer ein Element aufweist, welches um eine Achse schwenkbar ist, welche Achse parallel zur Drehachse der Zentrifugentrommel steht, wobei das Element eine Schneide aufweist, die über nahezu die gesamte Höhe der Zentrifugentrommel verläuft und nach dem Schwenken Kontakt zum Produkt hat,
Diskontinuierliche Zentrifugen werden insbesondere auch für die Trennung von Zuckerkristallen aus Zuckerkristallsuspensionen eingesetzt. Von oben wird ein Ausgangsstoff zugeführt, beispielsweise ein Magma mit angereicherten Kristallsuspensionen, und dann in der Zentrifugentrommel so behandelt, dass sich auf der Innenfläche eines Mantels der Zentrifugentrommel ein Produkt, beispielsweise hier ein Kristallisat, absetzt. Der Sirup tritt dabei durch ein Arbeitssieb aus, welches auf dem Mantel liegt.
Dieses Kristallisat bzw. diese Kristallschichten müssen dann aus der Zentrifugentrommel ausgeräumt werden, damit diese für den nächsten Einsatz bzw. die nächste Charge bereit ist. Aus der DE 36 14 965 A1 ist eine Schleudertrommel für eine diskontinuierlich arbeitende Flachbodenzentrifuge bekannt. An einem Trommelmantel ist ein Trommelboden befestigt. Der ebene Trommelboden fällt teilweise in Richtung der Nabe der Zentrifuge ab, um ein Austragen des Kristallisats durch Öffnungen im Boden zu ermöglichen. Sehr bewährt hat sich für den Ausräumvorgang eine diskontinuierliche Zentrifuge, wie sie in der EP 0 953 380 B1 beschrieben ist. Die Kristallschichten werden von der Innenfläche des Mantels der Zentrifugentrommel mittels eines Ausräumers entfernt, der über die gesamte Höhe der Zentrifugentrommel erstreckt ist und um eine zur Zentrifugentrommel parallele Achse so verschwenkt werden kann, dass er mit einer Schneide in die Zuckerschichten (bzw. Schichten eines anderen Produkts) auf der Innenseite des Mantels einfährt und das Kristallisat auf diese Weise sukzessive von dem Mantel abschält. Die auf diese Weise abgeschälten Kristallschichten fallen dann aufgrund der Schwerkraft innerhalb der Zentrifugentrommel nach unten auf deren Boden und werden dort dann durch eine zentrische Öffnung abgeführt.
Dabei ist zu berücksichtigen, dass im unteren Bereich der Zentrifugentrommel eine Nabe mit mehreren Armen vorgesehen ist, die den Mantel der Zentrifuge über dem Boden mit einer Welle oder Antriebsspindel verbindet, welche den Antrieb für die Drehung der Zentrifugentrommel bereit stellt und in der Achse der Zentrifugentrommel verläuft. Um die erheblichen Kräfte von dieser Spindel auf die sich hochtourig drehende Zentrifugentrommel bzw. über den Boden auf den Mantel übertragen zu können, ist diese Nabe dreidimensional mittels Einbauten, schräg verlaufenden Armen und weiteren Elementen versteift und verstärkt. Da der Ausräumer mit seiner Schneide bzw. dem Schälmesser und die Elemente der Nabe mit ihren Armen sich gegenseitig stören würden, wird der Ausräumer während des Zentrifugiervorganges achsparallel um etwa 200 mm nach oben gefahren. Vor dem Schälvorgang fährt der Ausräumer dann vertikal bzw. achsparallel bis zum untersten Punkt wieder in Richtung zum Boden der Zentrifugentrommel und wird danach dann erst um die Schwenkachse in die Zuckerschichten geschwenkt. Aus der DE 10 2009 039 729 A1 ist eine Zentrifuge für ganz andere Zwecke bekannt. Dort wird für eine pendelnd gelagerte Zentrifuge zum Ablösen eines Festkuchens eine Schaber-/Messervorrichtung als Ausräumer vorgeschlagen. Eine Vielzahl von Schabern sind an einem Arm gelagert, welcher sich parallel zur Welle der Zentrifugentrommel erstreckt, und greifen in Messer ein, die von der Zylinderwandung vorspringen. Außerdem ist ein Innengehäuse vorgesehen. Die gesamte Konzeption ist für Zuckerzentrifugen nicht geeignet.
Aus der BR-MU 8800278-0 U ist der Vorschlag bekannt, dieses vertikale Einfahren eines Ausräumers zusätzlich mittels einer Verriegelungsvorrichtung abzusichern, damit sichergestellt werden kann, dass der Einschwenkvorgang erst dann stattfindet, wenn sich der Ausräumer in der richtigen Position befindet. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, den Senkhub möglichst gering auszuführen. Eine solche zusätzliche Verriegelungsvorrichtung erhöht den Aufwand recht erheblich. Es besteht neben den zusätzlichen Kosten auch ein entsprechender Zeitaufwand, der für das Verriegeln und zu gegebener Zeit auch für das Entriegeln dieser Verriegelungsvorrichtung erforderlich wird. Darüber hinaus handelt es sich um eine mit Kraft belastete Vorrichtung, die einem zusätzlichen Verschleiß und auch der Gefahr von Fehlfunktionen unterliegt.
In einem weiteren, aus der EP 1 954 397 B1 bekannten Vorschlag für eine derartige diskontinuierliche Zentrifuge wird vorgeschlagen, statt eines über die gesamte Länge der Zentrifugentrommel in Achsrichtung reichenden Ausräumers zwei einzelne, spatenförmige Ausräumer übereinander einzusetzen. Dabei sollen die beiden Teilausräumer zusätzlich zueinander versetzt sein und in einer recht komplizierten Form relativ zueinander jeweils einen oberen und einen unteren Teil der Zentrifugentrommel abstreifen. Der vertikale Hub in der Achsrichtung der Zentrifugentrommel soll dabei für die beiden spatenförmigen Ausräumerteile unabhängig steuerbar sein und auch beschränkt sein.
Diese Konzeption ist ausgesprochen aufwändig und bedarf eines erheblichen apparativen Aufbaus, um die getrennte Bewegung und Steuerung der beiden spatenförmigen Ausräumer zu gewährleisten. Die Nutzer derartiger diskontinuierlicher Zentrifugen sind jedoch an einer möglichst reibungslosen und wenig fehleranfälligen Betriebsform der Zentrifugentrommel interessiert. Der apparative Aufwand sollte möglichst gering sein und die Zahl der relativ zueinander beweglichen Teile so gering wie möglich.
Darüber hinaus wäre es wünschenswert, wenn möglichst wenig Zeitverlust durch uneffektive Sicherungsmaßnahmen und dergleichen von der eigentlichen Einsatzzeit abgehen würde. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine diskontinuierliche Zentrifuge vorzuschlagen, die in der Lage ist, einen Ausräumvorgang von einer Innenseite eines Mantels einer Zentrifugentrommel mit einem reduzierten apparativen Aufwand durchzuführen. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen diskontinuierlichen Zentrifugentrommel mittels der Erfindung dadurch gelöst, dass die Arme der Nabe obere Flächen aufweisen, welche unterhalb des Trommelbodens liegen.
Mit einer derartigen Konfiguration wird überraschend eine wesentlich verbesserte diskontinuierliche Zentrifuge, insbesondere diskontinuierliche Zuckerzentrifuge, bereitgestellt.
Die erfindungsgemäße diskontinuierliche Zentrifuge hat nämlich den wesentlichen Vorteil, dass der Ausräumer nicht mehr in Vertikalrichtung beweglich gestaltet werden muss. Ein Antrieb für eine Bewegung in vertikaler Richtung für den Ausräumer ist nicht mehr erforderlich. Er muss lediglich noch seine Schwenkbewegung durchführen können.
Der Ausräumer muss nicht mehr teilweise aus der Trommel gehoben werden, um Kollisionen und Behinderungen zu vermeiden. Das bedeutet, dass jegliche uneffektive Nebenzeit, die bisher die Chargendauer erhöht und damit die Effektivität der Maschinen gesenkt hat, entfällt.
Dies wird überraschend dadurch möglich, dass das Vorsehen von Einbauten und Verstrebungen im unteren Bereich einer Zentrifugentrommel vermieden wird. Die bisher dort befindlichen Versteifungen werden in den Bereich unterhalb des Bodens der Zentrifugentrommel verlegt.
Dies war bisher für nicht möglich gehalten worden. Wie jedoch Versuche zeigen, kann dies durch eine geschickte Lage der Arme einer Nabe ermöglicht werden, und zwar gerade dann, wenn die oberen Flächen dieser Arme unterhalb des Bodens liegen.
Gleichwohl kann mit einem einzigen Ausräumer gearbeitet werden, ohne eine komplizierte, anfällige und teure Aufteilung des Ausräumers in mehrere einzelne Teile.
Die Geometrie des Räumpfluges, die Position des Räumpfluges und die Ausführung der Verbindung der Zentrifugentrommel zur Trommelachse werden also so verändert, dass der Räumpflug bzw. das Schälmesser während der gesamten Charge in der Trommel verbleiben können.
Das Design der Trommelnabe ist besonders dann günstig, wenn es sich um drei Arme handelt. Dann wird insbesondere auch das Verhältnis der Öffnungsfläche relativ zu den mechanischen Versteifungselementen der Zentrifugentrommel optimal.
Die Öffnungsfläche kann mittels einer Verschlusseinrichtung geschlossen werden.
Bevorzugt ist es weiter, wenn die Scheibe nicht einstückig aufgelegt ist, sondern in Segmente so aufgeteilt ist, dass die Segmente den Freiraum zwischen den Armen der Nabe ausfüllen und eine freie Relativbewegung der Segmente zu den Armen erlauben.
Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, dass eine Zentrifugenkonzeption eingesetzt wird, die aufgehängt ist und eine Pendelmöglichkeit schafft. Derartige diskontinuierliche Zentrifugen werden auch als Hänge-Pendel-Zentrifugen bezeichnet. Sie zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass der Ausräumer relativ zur Zentrifugentrommel und zum Mantel beweglich ist, da er nicht mit aufgehängt wird oder jedenfalls nicht mit Teil des gleichen Aufhängemechanismus ist. Durch die Erfindung tritt aber auch in diesen Fällen keine Störung des Ausräumers mit seiner Räumstange und seinem Räumpflug oder Schälmesser und der Zentrifugentrommel mit seinem Mantel, Boden und der Nabe andererseits ein. Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, dass die erfindungsgemäße Ausräumerkonstruktion besonders hohe Kräfte aufnehmen kann. Dies ist gerade deshalb von Vorteil, weil es auf diese Weise problemlos möglich wird, die Schneide des Ausräumers entgegengesetzt zur Drehrichtung der Trommel und der Zuckerschicht in diese hineinfahren zu lassen. Hohe Drehmomente sind dadurch erreichbar.
Weitere bevorzugte Maßnahmen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Figurenbeschreibung erörtert.
Im Folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen: eine schematische Schnittdarstellung einer diskontinuierlichen Zentrifuge in einer Ausführungsform der Erfindung; eine vergrößerte Darstellung des Bereiches einer Nabe der Zentrifuge aus Figur 1 ; eine perspektivische Darstellung der Nabe aus Figur 2;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung der Nabe aus Figur 3, eingesetzt in einem Boden einer Zentrifugentrommel; und
Figur 5 eine Ansicht eines Bodenbereiches ohne die Nabe.
In der schematischen Darstellung in der Figur 1 sieht man in einem lotrechten Mittelschnitt eine Zentrifuge, etwa einer Zuckerzentrifuge, mit einer Zentrifugen- trommel 10. Die Zentrifugentrommel 10 besitzt eine Antriebsspindel 1 1 , die auch die vertikal angeordnete Achse der Zentrifugentrommel 10 bildet und den Drehantrieb für die gesamte Zentrifugentrommel 10 bereitstellt. In der Figur 1 ist die Antriebsspindel 1 1 lediglich schematisch angedeutet. Die Drehrichtung 12 ist durch einen Pfeil zusätzlich markiert.
Die Zentrifugentrommel 10 weist ferner einen Mantel 13 auf, der durch den Drehantrieb 1 1 in eine Drehbewegung versetzt wird. Der Mantel 13 ist im Wesentlichen zylindrisch und auf seiner Innenwandung durch ein nicht näher dargestelltes Arbeitssieb abgedeckt.
In die Zentrifugentrommel 10 wird ein Magma aufgegeben, dass insbesondere Zuckerkristalle noch mit ihrem Muttersirup aufweist. Dieses Magma wird von der hochtourig angetriebenen Zentrifugentrommel 10 abgeschleudert, wobei die Zuckerkristalle das Arbeitssieb nicht durchdringen, dagegen der Sirup durch das Arbeitssieb austritt und aus nicht dargestellten Bohrungen im Mantel 13 nach au ßen austritt.
Nach weiteren Arbeitsschritten, beispielsweise einer Waschung der auf diese Weise abgesetzten Kristalle mit einer reinen Flüssigkeit, bleiben auf der Innenseite des Mantels 13 die Zuckerkristalle in Form eines Kristalisats 14 haften und bilden dort eine Art Zuckerschicht.
Nach unten ist die Zentrifugentrommel 10 durch einen Boden 15 abgeschlossen. Der Boden 15 ist im Wesentlichen senkrecht zur Achse der Zentrifugentrommel 10 angeordnet. Der Boden 15 weist allerdings Öffnungen 16 auf, durch die das Kristallisat 14 aus der Zentrifugentrommel 10 aufgrund seiner Schwerkraft austreten kann. Diese Öffnungen 16 sind während des Zentrifugier- vorganges geschlossen und werden erst danach geöffnet.
Um das an der Innenwand des Mantels 13 haftende Kristallisat 14 von dort entfernen zu können, ist ein Ausräumer 20 vorgesehen. Der Ausräumer 20 weist eine Räumstange 21 und ein an der Räumstange 21 angeordnetes Element 22, beispielsweise ein Schälmesser 22 oder einen Räumpflug auf. Das Schäl- messer 22 oder der Räumpflug sind relativ zur Räumstange um die von der Räumstange 21 gebildete Achse schwenkbar.
Das Schälmesser 22 bzw. der Räumpflug verlaufen parallel zur Achse der Zentrifugentrommel 10 und somit vertikal. Sie erstrecken sich über die ganze oder nahezu die ganze Höhe des Mantels 13.
Diese Schwenkbewegung führt dazu, dass das Schälmesser 22 in das Kristallisat 14 einfahren kann. Während des Abschälvorgangs dreht sich die Zentrifugentrommel 10 mit Räumdrehzahl. Diese Räumdrehzahl ist deutlich geringer als die Drehzahl der Zentrifugentrommel 10 während des Zentrifugenvorgangs. Dadurch führt das Einschwenken des Elements 22 beziehungsweise Schälmessers dazu, dass das Element 22 sukzessiv die Schichten des Kristallisats 14 abschält. Nach dem Abschälvorgang fallen die Zuckerkristalle des Kristallisats 14 aufgrund ihrer Schwerkraft innerhalb der Zentrifugentrommel 1 1 nach unten in Richtung auf den Boden 15 und dort durch die nun nicht mehr verschlossenen Öffnungen 16.
Die Verbindung von der Antriebsspindel 1 1 zum Mantel 13 wird über eine Nabe 30 vorgenommen. Die Nabe ist dabei in der dargestellten Ausführungsform mit einem äu ßeren Bereich des Bodens 15 verbunden, der seinerseits an den Mantel 13 angrenzt und mit diesem verbunden ist. Der Boden 15 dient also hier zur weiteren Übertragung der Antriebskräfte, die ihm von der Nabe 30 übermittelt werden. Die Nabe 30 umschließt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Antriebsspindel 1 1 und besitzt mehrere Arme 31 .
Zwischen den Armen 31 sind Freiräume (in der Figur 1 nicht zu erkennen), durch die auch die Zuckerkristalle des Kristallisats 14 nach Durchtreten der Öffnungen 16 im Boden 15 nach unten hindurch fallen können.
Man sieht, dass anders als in der EP 0 953 380 B1 , der BR-MU 8800278-U und der EP 1 954 397 B1 die Arme 31 der Nabe 30 vollständig unterhalb des Bodens 15 verlaufen. Die Nabe 30 ragt durch den Boden 15 lediglich unmittelbar im Anschluss an die Antriebsspindel 1 1 nach oben in den Innenraum der Zentrifugentrommel 10.
Die Arme 31 sind auf einer Oberseite 32 so ausgebildet, dass sie einen zurückgenommenen Bereich 33 aufweisen.
Die Schnittdarstellung in der Figur 1 zeigt den Schnitt insoweit nicht technisch exakt, als bei einer bevorzugten Ausführungsform mit drei Armen 31 in der Schnittdarstellung nicht eine symmetrische Anordnung zweier Arme 31 zu sehen wäre. Die Darstellung erfolgt hier, um den Kern der Erfindung schematisch sinnvoller darstellen zu können.
In der Figur 2 sieht man den Bereich der Nabe 30 vergrößert dargestellt. Sehr gut sieht man, dass der zurückgenommene Bereich 33 auf der Oberseite 32 der Arme 31 der Nabe 30 abgerundet ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Abschrägung so vorgenommen, dass die Oberseiten 32 der Arme 31 in Richtung vom Mantel 13 zur Mitte um die Antriebsspindel 1 1 hin um einen Winkel zwischen 1 0 und 10 ° abfallen, vorzugsweise um einen Winkel von 2 ° bis 4°.
Dieser Winkel muss nicht konstant sein, wie man insbesondere in der Figur 2 gut erkennt.
Zum Verständnis sei zusätzlich erwähnt, dass die erfindungsgemäße Ausführungsform insbesondere für eine diskontinuierliche Hänge-Pendel- Zentrifuge geeignet ist, wie sie sich für eine Zuckerzentrifuge hier als vorteilhaft erweist. Das bedeutet, dass die Antriebsspindel mit der Zentrifugentrommel 10 samt Boden 15, Nabe 30 und Mantel 13 pendelnd aufgehängt ist. Nicht mit aufgehängt ist dagegen der Ausräumer 20 mit der Räumstange 21 und dem Schälmesser 22. Das bedeutet, dass eine Relativbewegung der Zentrifugentrommel 10 und des Ausräumers 20 möglich ist. Diese Relativbewegung wird aber vollständig durch den zurückgenommenen Bereich 33 auf der Oberseite 32 der Arme 31 berücksichtigt, so dass der Ausräumer 20 mit seinem untersten Bereich hier um einige Grade bei einer Relativschwenkbewegung bzw. Pendelbewegung der Zentrifugentrommel 10 sich bewegen kann, ohne dass es zu einer Kollision oder zu einem Eingriff des Ausräumers 20 in ein mechanisches Element der Zentrifugentrommel 10 kommen kann.
In der Figur 3 ist eine perspektivische Darstellung der Nabe 30 aus der Figur 2 dargestellt. Man sieht, wie zentral um die (nicht dargestellte) Antriebsspindel 1 1 ein innerer Bereich der Nabe 30 vorgesehen ist, von dem aus drei Arme 31 jeweils in einen Winkel von 120 ° zueinander nach außen ragen.
Die drei Arme 31 laufen außen wieder in ein ringförmiges Element der Nabe 30 zusammen, auf dem der Boden 15 (nicht dargestellt) dann befestigt ist. Man kann hier gut erkennen, dass diese Nabe 30 in der Lage ist, die Drehbewegung der Antriebsspindel 1 1 auf den Mantel 13 der Zentrifugentrommel 10 zu übertragen. Dabei ragt kein Bereich der Arme 31 der Nabe 30 über den (nicht dargestellten aber gut vorstellbaren) Boden 15 nach oben hinweg.
In der Figur 4 sieht man nun das Zusammenspiel der Nabe 30 mit dem Boden 15. Der Boden 15 überdeckt diejenigen Bereiche unterhalb des Mantels 13, die nicht von den Armen 31 eingenommen werden.
Darunter befindet sich noch ein Bodenverschluss 40. Während des Einfüllvorgangs des Magmas und während des Zentrifugiervorgangs ist der Bodenverschluss 40 so angeordnet, dass der Boden 15 vollständig geschlossen ist.
Während des Abschälvorgangs des Ausräumers 20, zu dem das Kristallisat 14 nach unten auf den Boden 15 fällt, wird der Bodenverschluss 40 so relativ verschoben, dass sich die Öffnungen 16 bilden und das Kristallisat 14 beschleunigt durch die Öffnungen 16 im Boden 15 fallen kann.
Dies ist in der Figur 5 deutlich zu sehen, in der zur Vereinfachung die Nabe 30 mit den Armen 31 weggelassen ist.
Bezugszeichenliste
10 Zentrifugentrommel
1 1 Antriebsspindel der Zentrifugentrommel 10
12 Drehrichtung der Zentrifugentrommel 10
13 Mantel
14 Kristallisat auf der Innenseite des Mantels 13
15 Boden
16 Öffnungen im Boden 15
20 Ausräumer
21 Räumstange des Ausräumers 20
22 Element, insbesondere Schälmesser oder Räumpflug des Ausräumers 20 30 Nabe
31 Arme der Nabe 30
32 Oberseite der Arme 31
33 zurückgenommener Bereich der Oberseite 32 40 Bodenverschluss

Claims

Ansprüche
Diskontinuierliche Zentrifuge
- mit einer drehbaren Zentrifugentrommel (10), mit einer Antriebsspindel (1 1 ), mit einem Mantel (13) und mit einem Boden (15),
bei der die drehbare Zentrifugentrommel (10) mit ihrer Antriebsspindel (1 1 ), dem Mantel (13) und dem Boden (15) pendelnd aufgehängt ist,
- mit einer Nabe (30) der Zentrifugentrommel (10), welche Nabe (30) mehrere Arme (31 ) zur mittelbaren oder unmittelbaren Verbindung des Mantels (13) der Zentrifugentrommel (10) mit der Antriebsspindel (1 1 ) der Zentrifugentrommel (10) aufweist,
bei der die Arme (31 ) der Nabe (30) obere Flächen (32) aufweisen, welche unterhalb des Trommelbodens (15) liegen,
- mit einem Ausräumer (20) zum Ausräumen bei Räumdrehzahl eines Produktes (14) von der Innenwand des Mantels (13) der drehbaren Zentrifugentrommel (10),
wobei der Ausräumer (20) ein Element (22) aufweist, welches um eine Achse schwenkbar ist, welche Achse parallel zur Drehachse der Zentrifugentrommel (10) steht,
wobei das Element (22) eine Schneide aufweist, die über nahezu die gesamte Höhe der Zentrifugentrommel (10) verläuft und nach dem Schwenken Kontakt zum Produkt (14) hat,
wobei der Ausräumer (20) unabhängig von der pendelnden Aufhängung der Zentrifugentrommel (10) angebracht ist, und
wobei der Ausräumer (20) vertikal unverfahrbar aufgebaut ist.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die oberen Flächen (32) der Arme (31 ) der Nabe (30) einen zurückgenommenen Bereich (33) aufweisen, in welchem die obere Fläche (32) von dem Mantel (13) oder einem an den Mantel (13) angrenzenden äußeren Bereich des Bodens (15) in Richtung zur Spindel (1 1 ) abfällt, insbesondere um einen Winkel zwischen 1 ° und 10°, vorzugsweise um einen Winkel zwischen 2° und 4°.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nabe (30) drei Arme (31 ) aufweist, wobei bevorzugt die drei Arme (31 ) voneinander in jeweils gleichem Winkel beabstandet sind.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verhältnis der Breite der Arme (31 ) zur Höhe der Arme (31 ) kleiner ist als 1 :1 .
Diskontinuierliche Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Nabe (30) so ausgebildet ist, dass eine Verschlussfläche in Form einer flachen Scheibe gebildet ist.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Scheibe in Segmente so aufgeteilt ist, dass die Segmente den Freiraum zwischen den Armen (31 ) der Nabe (30) ausfüllen. Diskontinuierliche Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Flächen des Bodens (15) und/oder der Nabe (30) mit haftreduzierenden Werkstoffen beschichtet sind.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ausräumer (20) so ausgebildet ist, dass das Element (22), insbesondere ein Schälmesser (22), im Bereich seines unteren Endes schmal zuläuft.
Diskontinuierliche Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass das Element (22), insbesondere das Schälmesser (22), des Ausräumers (20) einen Querschnitt besitzt, der die Form eines Tragflügels aufweist.
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