DE2157900A1 - Selbstreinigende Zentrifuge - Google Patents

Description

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uv. c. vveizei _{η (556/71)} Dipl.-Ing. E.Tergau 1 '

Patentanwälte ««rnnnn

2157900 Nürnberg, den 22.11.1971

N. V. Machinefabriek Reineveld, DeIft (Niederlande) und Martin Bar am, DK-2660 Brjindby Strand (Dänemark)

Selbstreinigende Zentrifuge

Die vorliegende Erfindung betrifft eine selbstreinigende Zentrifuge mit einer konisch verlaufenden geschlossenen Trommel, wo der auseeparierte Trockenstoff an der Innenwand entlang einer Ausschleuderöffnung zugeführt wird und die flüssige Phase aus anderen Öffnungen die Trommel verläßt. Um den Trockenstoff sozusagen "aufwärts" zu transportieren, ist eine solche Zentrifuge mit einer innen konzentrisch gelagerten Schnecke oder Schraube ausgestattet, deren Gewindeperipherie in geringem Abstand von der Rotorinnenfläche verläuft. Rotor und Schnecke drehen sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, um die Bewegungsarbeit zu erzielen.

Die wesentlichen Nachteile dieser Zentrifuge sind, daß die Herstellung der Schnecke teuer ist, daß für Rotor- und Schneckenantrieb teure Differentialgetriebe gebraucht werden, daß die Gewindeperipherie der Schnecke schnell verschleißt und teure und langwierige Reparaturen die Folge sind, daß in der Zentrifuge immer eine Restschicht

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unausgeräumten Trockenstoffes liegen bleibt, meistens von der Schnecke unvorteilhaft zermahlene Partikel und daß die Zentrifuge mit großer Lärmentwicklung arbeitet.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Zentrifuge zu schaffen, welche keine der erwähnten Nachteile hat, wodurch auch der Vorteil erzielt wird, daß neue Anwendungsgebiete für die rentable Zentrifugierung er— P schlossen werden können.

Nach der Erfindung ist die Innenwand der Trommel von ringförmigen elastischen Membranabschnitten bedeckt, die an den Rändern abdichtend auf der Trommelwand anschliessen, Weiterhin ist in der Trommelwand unter jedem Abschnitt eine Öffnung vorgesehen. Die Öffnungen sind jeweils mit einem Druckmittelzu- und abführungsrohr verbunden, welche mit Mitteln zur Steuerung der Zu- und Abfuhr von Druck— ^ mitteln versehen sind. Die ringförmigen Membranabschnitte werden bei Beaufschlagung mit Druckmittel in einer bestimmten Reihenfolge von der Trommeloberfläche weggedrückt derart, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche der ringförmigen Abschnitte in Richtung auf die Trockenstoffaus— tragung schräg verläuft. Eine derartige Zentrifuge besteht nur aus verhältnismäßig billigen Teilen, ist leicht

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zu bedienen und arbeitet ohne verschleissende Reibungen geräusch- und vibrationsarm. Außerdem ist eine solche Zentrifuge ohne Restbestände wirklich "selbstreinigend". In jedem Abschnitt wird bei Beaufschlagung mit Druckmittel der Trockenstoff zum nächsten Abschnitt hin weggeschoben.

Weiter ist die Innenwand der Trommel mit ringförmigen nach innen offenen Kanälen versehen. Die Membranabschnitte schließen abdichtend an den Rand der Kanäle an, wobei die Membranabschnitte am Boden der Kanäle anliegen, wenn kein Druckmittel zugeführt wird. Bei einer solchen Ausführung der Zentrifuge erhält man eine bessere Fixierung des Trockenstoffes.

Nach der Erfindung können die ringförmigen Abschnitte in zwei oder mehr Gruppen unterteilt sein. Jede Gruppe kann mit einem gemeinsamen Druckmittelzuführungsrohr verbunden sein derart, daß die Gruppen wahlweise mit Druckmittel beaufschlagt werden können. Man hat nun die Möglichkeit, den Trockenstoff von jedem Abschnitt der einen Gruppe auf einen Abschnitt der anderen Gruppe zu schieben. Die eine Gruppe kann z. B. die gleichzahligen und die andere Gruppe die ungleichzahligen Abschnitte bilden._

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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann nur der am weitesten von der Trock-enstoffaus tragung entfernt liegende ringförmige Abschnitt unmittelbar mit einem Druckmittelzuführungsrohr verbunden sein. Weiter kann jeder Abschnitt über eine Verbindung mit beschränktem Durchlaß mit dem benachbarten. Abschnitt verbunden sein. Bei einer solchen Ausführung kann man erreichen, daß der nächste Abschnitt nur unter Druck kommt, wenn der eine Abschnitt völlig unter Druck gebracht worden ist. Bei einer solchen Ausführung hat man bei jeder Beaufschlagung eine wellenartige Verschiebung des Trockens toffes.

Weiter können nach der Erfindung die einzelnen Membranabschnitte zu einem durch die ganze Länge der Zentri— fugierungstrommel verlaufenden Membranmantel zusammengefaßt sein. Eine derartige Ausführung ist vorteilhaft, wenn es sich um relativ kleine Zentrifugen handelt. Nach der Erfindung kann die Membran zwischen den ringförmigen Abschnitten mit· der Trommelwand verbunden sein.

Auch kann nach der Erfindung die Membran zwischen den ringförmigen Abschnitten ein Teil aufweisen, das weniger elastisch als das Material der Abschnitte ist. Bei Druckbeaufschlagung der Abschnitte bleibt dann die ab-

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dichtende Verbindung dank der Elastizität aufrechterhalten.

Schließlich kann nach der Erfindung die Zentrifuge aus einzelnen ringförmigen Segmenten bestehen,, welche auf passende Weise zu Zentrifugeneinheiten von bestimmter Länge zusammengefügt werden. Diese Ausführung kann im Falle von leLativ großen. Zentrifugen von Vorteil sein.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Zentrifugenrotor mit halbseitig eingelegtem Pulsieielement,

Fig. 2 eine konstruktive Einzelheit des Gegenstandes von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 ein Teil der Zentrifuge nach Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform,

Fig. 4 ein Teil der Zentrifuge nach Fig., 1 in noch einer anderen Ausführungsform» ~-^T*;^;"

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Der Rotor besteht im wesentlichen aus einem konisch verlaufenden Körper 1 mit Endstücken 2 und 3. Der Rotor 1, 2, 3 dreht sich um Wellen 4, 5 mit nicht gezeigten Lagerungen bekannter Art und wird durch bekannte Mittel angetrieben. Die Innenwand des Körpers 1 ist mit ringförmigen, offenen Kanälen 6 versehen. In jedem Kanal ist eine ringförmige Membran 7 aus geeignetem elastischem und biegsamem Stoff flüssigkeitsdicht befestigt. In der Zeichnung sind die einzelnen Membrane 7 zu einem durchgehenden Meiribrankörper 8 vereinigt gezeigt. Jeder Ringkanal 6 steht mit einem Steuerflüssigkeitsrohr 9 in Verbindung. Die Rohie 9 sind zwei Gruppen zugeordnet, nämlich der gleichzahligen Gruppe 10 und der ungleichzahligen Gruppe 11, welche mit Eingangskammern 12 bzw. 13 und mit stillstehenden Einspritzrohren 14 bzw. 15, samt Entlastungsventilen 16 und 17 in Verbindung stehen. Das zu zentrifugierende Material wird durch das stillstehende Rohr in den Rotor eingeführt. Die gereinigte Phase verläßt W den Rotor durch Öffnungen 19 und der Trockenstoff wird durch Öffnungen 20 aus der Zentrifuge geschleudert.

Die Zeichnung zeigt den Membranmantel 8, wobei die einzelnen Kanalmembranen 7 abwechselnd gegen einen Kanal 6 anliegen oder von diesem auf Grund des hydrostatischen

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Druckes einer Steuerflüssigkeit verdrängt sind. Die einzelne Kanalmembran 7 hat mindestens eine in Richtung der Schlammaustragung schräg nach außen,verlaufende Oberfläche .21, wenn die Membran hydrostatisch belastet ist. Von dieser Fläche 21 gleitet jede Trockenstoffablagerung in den nächstgelegenen Kanal 6 mit darin eingebetteter nicht belasteter Membran 7. Aus dem letzten Kanal 6 wird der Trockenstoff direkt in die Öffnung' 20 entleert.

Die Zentrifuge gemäß der Erfindung arbeitet auf folgende Weise: Bei Beginn der Arbeit sind alle Membranteile 7 belastet und ragen somit in den Zentrifugenraum. Dadurch wirken sie wie Accelerationsschaufeln. Nach einiger Zeit schließt man die Steuerflüssigkeitszufuhr z. B. zu dem gleichzahligen System. Die vorhandene Steuerflüssigkeit strömt durch das Entlastungsventil 16 aus, die entsprechenden Membranteile 7 sinken in die Kanäle 6, wie es die Zeichnung illustriert. Dadurch wird.der "gleichzahlige Schlamm" in die ungleichzahligen Kanäle befördert; der Schlamm im letzten Kanal 6, 7 erreicht die Ausschleuderöffnung und verläßt die Zentrifuge. Danach öffnet man den Steuerzufluß zu dem gleichzahligen System und schließt den Steuerzufluß des ungleichzahligen Systems und so weiter. Auf diese Weise wird der Trockenstoff stufenweise aus der Zentrifuge entfernt

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Pig. 2 zeigt eine Membraneinheit 7, 8, wie sie beispielsweise mit einem Expandierring 22 wasserdicht in der Rotorwand verankert werden kann.

In Fig. 3 ist die glatte Trommel 1 mit einer Verkleidung 23 versehen. Die Verkleidung besteht aus demselben Material wie die Membranteile 7 und 8; sie sind miteinander verbunden durch Schweißnähte 24. Die Verkleidung 23 braucht nur an den Enden mit den Endteilen 2 und 3 verbunden zu werden. Man braucht keine kostspielige Bearbeitung der Innenwand der Trommel 1.

In der Ausführung nach Fig. 4 hat man nur eine aführungsleitung 25, die mit der Eingangskammer 12 verbunden ist. Weiter ist diese Leitung verbunden mit dem ersten Kanal 6, während"die Kanäle 6 und 7 miteinander durch Kanäle 26 verbunden sind* Die Kanäle 26 weisen einen beschränkten Durchlaß auf.

Wenn die Leitung 50 mit Druckmittel versehen wird, kommt das Druckmittel zuerst in den Kanal 6. Die Kanäle 26 sind so dimensioniert, daß die erste Membran 7 nach innen gedrückt wird, bevor der nächste Membranteil in dieselbe Form gebracht wird. Die Membranteile 7 werden also in Axialrichtung wellenartig nach innen gedrückt. Diese Welle verschiebt den Trockenstoff zur Austragungsoffnung 20. Wenn die

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Zufuhr von Druckmittel geschlossen wird, kann das Druckmittel durch das Ventil 17 wegströmen. Die Membranteile 7 werden sich dann wieder in die Kanäle 6 einlegen.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   Selbstreinigende Zentrifuge mit einer konisch verlaufenden geschlossenen Trommel, in der der ausseparierte Trockenstoff an der Innenwand entlang einer Ausschleuderöffnung zugeführt wird und die flüssige Phase aus anderen Öffnungen die Trommel verläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Trommel (1) von ringförmigen elastischen Membranabschnitten (7) bedeckt ist, die an den Rändern abdichtend auf der Trommelwand (1) anschließen, daß in der Trommelwand unter jedem Abschnitt eine Öffnung (9) vorgesehen ist, welche jeweils mit einem Druckmittelzu- und abfuhrrohr (10,11) verbunden sind, die ihrerseits mit Mitteln zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckmittel versehen sind, und daß bei Beaufschlagung mit Druckmittel die ringförmigen Membranabschnitte (7) in einer bestimmten Reihenfolge von der Trommeloberflache weggedrückt werden derart, daß wenigstens ein Teil der Oberfläche der ringförmigen Abschnitte .(7) in Richtung der Trockenstoffaustragung (20) schräg verläuft.
2. 2. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand der Trommel (1) mit ringförmigen, nach innen offenen Kanälen (6) versehen ist

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   und daß die Membranabschriitte (7) abdichtend auf dem Rand der Kanäle (6) aufliegen, wobei die Membranabschnitte (7) am Boden der Kanäle (6) anliegen, wenn kein Druckmittel zugeführt wird.
3. 3* Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Abschnitte (7) in zwei oder mehr Gruppen unterteilt'sind und daß jede Gruppe mit einem gemeinsamen Druckmittelzuführungsrohr (10,11) verbunden ist derart, daß die Gruppen wahlweise mit Druckmittel beaufschlagbar sind.
4. 4. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur der am weitesten von der Trockenstoffaustragung (20) entfernt liegende ringförmige Abschnitt (7) unmittelbar mit einem Druckmittelzuführungsrohr verbunden ist und daß jeder Abschnitt über eine Ver-

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   bindung mit beschränktem Durchlaß mit dem benachbarten Abschnitt verbunden ist.
5. 5* Selbstreinigende Zentrifuge nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Membranabschnitte (7) zu einem durch die ganze Länge der Trommel (1) verlaufenden Membranmäntel (5) zusammengefaßt sind.

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6. 6. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9) zwischen den ringförmigen Abschnitten (7) mit der Trommelwand verbunden ist.
7. 7. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9) zwischen den ringförmigen Abschnitten einen Teil aufweist, der weniger

   (=7) ^ elastisch als das Material der Abschnitte ist.
8. 8. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge aus einzelnen ringförmigen Segmenten besteht, welche auf passende Weise zu Zentrifugeeinheiten von bestimmter Länge zusammenfüg— bar sind,
9. 9. Selbstreinigende Zentrifuge nach Anspruch 1,. dadurch gekennzeichnet,, daß der schräg verlaufende- Teil der Ober-

   w flächen, der ringförmigen Abschnitte (7) sich In Austrag-» ^richtung konisch erweitert*