DE19839846B4

DE19839846B4 - Zentrifuge

Info

Publication number: DE19839846B4
Application number: DE1998139846
Authority: DE
Inventors: Klaus Rohner; Peter Feuerhahn
Original assignee: Gebr Steimel & Co Maschinenfabrik GmbH; Steimel & Co Maschinenfab GmbH
Current assignee: Gebr Steimel & Co Maschinenfabrik GmbH; Steimel & Co Maschinenfab GmbH
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: DE19839846A1

Abstract

Zentrifuge mit einer Trommel (4), die mit einem Drehantrieb (9, 10) verbunden ist und die aus einem Trommelboden (7) und einem zylindrischen Trommelmantel (5) besteht, welche axial zueinander bewegbar sind, wobei der Trommelmantel (5) über Streben (6) mit einer Trommelnabe (8) verbunden ist und der Trommelmantel (5) gelocht ist und die Innenseite des Trommelmantels (5) mit einem Sieb- oder Filtergewebe (33) ausgekleidet ist und an der Außenseite des Trommelmantels (5) ein Auffangblech (17) angeordnet ist, das die abgeschleuderte Flüssigkeit zu einer im Gehäuse (1) angeordneten Auffangrinne (18, 19, 19') ableitet und das Entleeren der Trommel (4) durch eine axiale Relativbewegung von Trommelboden (7) und Trommelmantel (5) zueinander erfolgt, wobei der sich an der Innenwand des Trommelmantels (5) befindliche Rückstand oder Filterkuchen von einer mit dem Trommelboden (7) verbundenen Abstreifkante abgeschabt und aus der Trommel (4) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelboden (7) innerhalb des Trommelmantels (5) und oberhalb der...

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, deren mit einem Drehantrieb verbundene Trommel aus einem Trommelboden und einem zylindrischem Trommelmantel besteht, welche axial zueinander bewegbar sind, wobei der Trommelmantel über Streben mit einer Trommelnabe verbunden ist und der Trommelmantel gelocht ist und die Innenseite des Trommelmantels mit einem Sieb oder Filtergewebe ausgekleidet ist und an der Außenseite des Trommelmantels ein Auffangblech angeordnet ist, das die abgeschleuderte Flüssigkeit zu einer im Gehäuse angeordneten Auffangrinne ableitet und das Entleeren der Trommel durch eine axiale Relativbewegung von Trommelboden und Trommelmantel zueinander erfolgt, wobei der sich an der Innenwand des Trommelmantels befindliche Rückstand oder Filterkuchen von einer mit dem Trommelboden verbundenen Abstreifkante abgeschabt und aus der Trommel entfernt wird.

Eine Zentrifuge dieser Art, die insbesondere zum Entölen von Schleifschlamm bestimmt ist, ist bekannt aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 94 06 464, U1 .

Bei dieser bekannten Zentrifuge wird der vom Schleudergut gebildete Kuchen durch Hochfahren des Trommelmantels von einem im Abstand vom Trommelboden über vom Trommelboden schräg nach oben verlaufenden Streben am Trommelboden befestigten Abstreifring abgeschabt. Dabei fällt der Filterkuchen bzw. der Feststoffrückstand nach unten auf einen kegelstumpfförmigen, von innen nach außen abfallenden Trommelboden und von dort zum Auslaß für Feststoffe. Bei dieser bekannten Zentrifuge ist das konische, nach oben sich erweiternde Auffangblech am unteren Rand des Trommelmantels befestigt. Die abgeschleuderte Flüssigkeit wird vom Auffangblech nach oben zur Ablaufrinne geleitet.

Bei dieser bekannte Zentrifuge besteht die Schwierigkeit, die Sitzfläche des nur mit seinem Gewicht auf dem Trommelboden aufsitzenden Trommelmantels dichtzuhalten. Einerseits besteht die Gefahr, daß beim Zentrifugieren von feinem Schleifschlamm der unter Zentrifugalkraft stehende Schlamm den Trommelmantel hochdrückt. Andererseits ist die Sitzfläche nur mit Mühe völlig sauber zu halten, weil beim Entleeren Reste des Filterkuchens an dieser Sitzfläche und dem dort angeordneten Dichtring haften bleiben. Bei undichter Sitzfläche gelangt nach Einfüllen des Schleifschlammes auch Flüssigkeit, insbesondere Öl, in den Auslaß für Feststoffe.

Aus der US 2 686 595 ist ein Zentrifugal-Separator bekannt, dessen mit einem Drehantrieb verbundene Trommel einen geschlossenen Trommelboden und einen damit fest verbundenen Trommelmantel aufweist. Der Trommelmantel ist gelocht, und an der Außenseite des Trommelmantels ist ein konisches Auffangblech angeordnet, das mit seinem oberen Rand am oberen Rand des Trommelmantels befestigt ist und das die abgeschleuderte Flüssigkeit nach unten zu einer im Gehäuse angeordneten Auffangrinne ableitet. Das Entleeren der Trommel erfolgt durch eine innerhalb des Trommelmantels angeordnete hydraulisch axial verschiebbare Abstreifplatte, die sich parallel zum Trommelboden erstreckt und deren Umfangsrand einen Durchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Trommelmantels, so daß der Umfangsrand als Abstreifkante wirkt.

Dieser bekannte, insbesondere zum Trennen von Zuckerkristallen vom Sirup bestimmte Separator ist wenig geeignet, Schlämme oder dergleichen zu zentrifugieren, weil bei diesen Gemischen von Feststoffen und Flüssigkeit es nicht oder nur unter großem Aufwand gelingt, durch nur eine axiale Bewegung der Abstreifplatte die Filterrückstände von der Innenwand des Trommelmantels abzustreifen. An der Innenwand haften bleibende Teile eines Filterkuchens können nach Passieren der Abstreifplatte von der Innenwand abfallen und somit zwischen den Trommelboden und die Abstreifplatte gelangen. Dies würde schon nach kurzer Zeit zu erheblichen Störungen führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten nicht auftreten und eine zuverlässige Trennung zwischen den Trockenbestandteilen der Filterrückstände und den flussigen Bestandteilen des zu behandelnden Gutes erfolgt.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Zentrifuge wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Das am oberen Rand des Trommelmantels befestigte, nach unten divergierende Auffangblech führt die abgeschleuderte Flüssigkeit nach unten in eine oben offene Rinne, die von einem Ableitboden und zwei Trennwänden gebildet ist. Damit keine Trockensubstanz in die Abführrinne für die Flüssigkeit gelangt, kann gemäß Anspruch 2 im unteren Bereich des Auffangblechs ein radial sich erstreckender Abdeckring befestigt sein, der die Abführrinne überdeckt.

Nach Beendigung des Zentrifugiervorganges wird der als Abstreifer wirkende Trommelboden nach oben gefahren. Dabei wird der Trommeldeckel abgehoben und der Filterkuchen von der Innenwand des Trommelmantels weitgehend abgeschabt und über den oberen Rand des Trommelmantels gedrückt. Von dort fällt der zerbröckelnde Kuchen an der Außenseite des konischen Auffangblechs zum Feststoff-Auslaß des Gehäuses. Zunächst haften gebliebene Teile des Filterkuchens, die nach Passieren des Trommelbodens von der Innenwand des Trommelmantels abfallen, werden vom unteren Rand des Trommelmantels so geführt, daß sie ebenfalls zum Feststoff-Auslaß gelangen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 3-5.

In der folgenden Beschreibung wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zentrifuge unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:
1 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Zentrifuge zur Behandlung von Schleifschlämmen und
2 eine vergrößerte Teilansicht des unteren eingezogenen Trommelrandes.
Die in 1 dargestellte Zentrifuge wird von einem Gehäuse 1 umschlossen, auf dessen Gehäusedeckel 2 ein Einfülltrichter 3 angeordnet ist, über den der Schleifschlamm als Schleudergut in die Trommel 4 gelangt. Der Schleifschlamm wird durch einen Förderer in kleinen Portionen zum Einfülltrichter 3 transportiert. Beim Einfüllen dreht sich die Zentrifugentrommel 4 langsam, so daß sich die Portionen des Schleifschlammes gleichmäßig in der Zentrifugentrommel 4 verteilen.
Die Zentrifugentrommel 4 setzt sich zusammen aus einem zylinderförmigen Trommelmantel 5 und einem flachen Trommelboden 7. Der untere Rand 25 des Trommelmantels 5 ist nach innen eingezogen und über Streben 6 mit der Trommelnabe 8 verbunden. Die Trommelnabe 8 ist auf die Trommelachse 9 aufgeschoben, welche von der Antriebswelle des Antriebsmotors 10 gebildet wird.
Die Trommelachse 9 weist einen nicht dargestellten Führungskanal für eine Hydraulikflüssigkeit auf, welche einem oberhalb der Trommelnabe 8 angeordneten Hydraulikzylinder 11 zugeführt wird, um eine axiale Verschiebung des Trommelbodens 7 und des damit über Bolzen 13 starr verbundenen Trommeldeckel 14 zu bewirken.
In der 1 ist in der rechten Hälfte die Zentrifugentrommel 4 in aufnahmebereiter Stellung dargestellt, und in der linken Hälfte ist die Zentrifugentrommel 4 in Entleerungsstellung dargestellt mit nach oben verschobenem Trommelboden 7.
Bei aufnahmebereiter Trommel 4 sitzt der Trommelboden 7 auf den Streben 6 auf, welche die Trommelnabe 8 mit dem Trommelmantel 5 verbinden. Der Trommelboden 7 ist über eine kegelförmige Bodennabe 12 mit einem auf der Trommelwelle 9 aufsitzenden Hydraulikzylinder 11 verbunden.
In dieser Aufnahmestellung der Zentrifugentrommel 4 wird das Schleudergut in die sich langsam drehende Trommel eingefüllt. Das Schleudergut fällt durch den Einfülltrichter 4 auf die kegelförmige Bodennabe 12 und wird bei sich langsam drehender Trommel 4 gleichmäßig auf den Trommelumfang verteilt. Der über die Bolzen 13 starr mit dem Trommelboden 7 verbundene ringförmige Trommeldeckel 14, der über eine Dichtung 15 gegen die Innenseite des Trommelmantels 5 abgedichtet ist, verhindert, daß während des Einfüllens und während des Zentrifugierens bei erhöhter Drehzahl Schleudergut über den oberen Rand des Trommelmantels 5 gelangt.
Nach dem Einfüllen des Schleudergutes wird die Zentrifugentrommel 4 durch den Antriebsmotor 10 auf eine Drehzahl von etwa 1450 U/min beschleunigt. Bei dem hier zu behandelnden Schleifschlamm ist eine Restfeuchte von unter 5 % anzustreben, damit der Schleifschlamm als normaler Müll deponiert werden kann und nicht als Sondermüll entsorgt werden muß. Die Zentrifugierzeit ist entsprechend einzustellen.
Die Innenseite des Trommelmantels 5 ist mit einem Filtergewebe 33 aus Metall ausgekleidet. Der Trommelmantel 5 selbst besteht aus einem Lochblech, welches in regelmäßigen Abständen Löcher 32 aufweist, die etwa 1/3 der Gesamtoberfläche des Trommelmantels 5 ausmachen.
Beim Zentrifugieren wird das Schleudergut durch das Filtergewebe 33 zurückgehalten, und das abgeschleuderte Öl oder Wasser kann durch die Löcher 32 des Trommelmantels 5 nach außen abfließen. An der Außenseite des Trommelmantels 5 ist ein Auffangblech 17 angeordnet, welches als kegelförmiger Rohrabschnitt mit nach unten zunehmendem Durchmesser ausgebildet ist. Durch die Zentrifugalkraft fließt die austretende Flüssigkeit am Auffangblech 17 nach unten ab. Das untere Ende des Auffangbleches 17 erstreckt sich in die Ableitrinne 21, die von dem geneigten Ableitboden 18 und den zylindrischen Trennwänden 19, 19' gebildet wird.
Die vom Zentrifugengehäuse 1 getragene Ableitrinne 21 führt die abgeschleuderte Flüssigkeit zur tiefsten Stelle des Ableitbodens 18 und zum Auslaß 23 hin. Ein am Umfang des Auffangbleches 17 angeordneter, sich radial erstreckender Abdeckring 22 gewährleistet, daß keine Trockensubstanz in die Ableitrinne 21 gelangen kann.
Nach dem Zentrifugieren des Schleudergutes wird die Zentrifugentrommel 4 bei geringer Drehzahl durch Anheben des Trommelbodens 7 entleert. Dabei gleitet der Abstreifrand 16 des Trommelbodens 7 entlang der Innenwand des Trommelmantels 5, so daß der an dem Trommelmantel 5 haftende Kuchen abgeschabt wird. Das Schleudergut fällt über den oberen Rand 30 des Trommelmantels 7 nach außen und fällt dann nach unten aus dem dort offenen Gehäuse 1 heraus.
Damit durch den Abstreifrand 16 des Trommelbodens 7 nicht das Filtergewebe 33 auf der Innenseite des Trommelmantels 5 beschädigt wird, ist ein möglichst gleichförmiger Abstand von ca. 1 mm zwischen der Außenkante des Abstreifrandes 16 und der Innenseite des Trommelmantels 5 vorzusehen. Trotz dieses Spiels wird beim Öffnen der Zentrifuge das Schleudergut in den meisten Fällen vollständig von dem Trommelmantel 5 abgeschabt. Ein Rüttler 26, der die Zentrifugentrommel 4 während des Öffnens in Schwingungen versetzt, kann das Ablösen des Schleudergutes vom Trommelman tel 5 begünstigen. Der Rüttler 26 ist unterhalb der Zentrifuge an dem Antriebsmotor 10 befestigt. Der Rüttler 26 kann beispielsweise als Unwuchtgenerator ausgebildet sein.
Die Zentrifugentrommel 4, der Antriebsmotor 10 und der Rüttler 26 sind als Einheit in einem elastischen Lager 27 gelagert, so daß die beim Zentrifugieren entstehenden Schwingungen und Bewegungen der Zentrifugentrommel 4 ausgeglichen werden können. Das elastische Lager 27 ist über radiale Streben mit dem als C-Profil ausgebildeten Basisprofil 28 des Zentrifugengehäuses 1 befestigt.
Wie 2 zeigt, ist die innere zylindrische Trennwand 19' der Ableitrinne 21 derart unter dem nach innen gezogenen Rand 31 des Trommelmantels 5 angeordnet, daß durch den Spalt zwischen Trommelboden 7 und Trommelmantel 5 abfließende Flüssigkeit von der Abtropfkante 34 in die Ableitrinne 21 gelangt, daß aber bei hochgefahrenem Trommelboden 7 noch an der Trommelinnenseite anhaftende und sich dann lösende Reste des Filterkuchens nicht in die Ableitrinne 21 für die Flüssigkeiten fällt, sondern innerhalb der zylindrischen Trennwand 19' nach unten auf den Abweiser 24 und zum Auslaß 25 für die Trockensubstanzen.
Die Arbeitsweise dieser Schleifschlammentölungs-Zentrifuge ist wie folgt:
Über einen Förderer wird der mit einer nicht dargestellten Förderschnecke versehene Trichter 3 beschickt. Dies geschieht schon, während die vorhergehende Charge noch bearbeitet wird. Ist die Zentrifugentrommel 4 entleert und der Trommelboden 7 in seine tiefste Stellung gefahren, wird der eigentliche Beschickungsvorgang durch die Schnecke im Trichter 3 eingeleitet. Das Zentrifugiergut fällt durch eine bis etwa zum Trommeldeckel 14 reichende Trichterverlängerung in die sich mit ca. 200 U/min drehende Trommel 4. Das gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Schleifschlamms. Nach einer variabel einstellbaren Beschickungszeit beendet die Schnecke ihren Förderbetrieb und die Zentrifugentrommel 4 beschleunigt auf Höchstdrehzahl.
Während des Zentrifugiervorgangs verteilt sich der Schleifschlamm gleichmäßig zu einem Zylinder in der Trommel 4. Er liegt am Trommelmantel 5 an und stützt sich am Trommelboden 7 und am Trommeldeckel 14 ab. Flüssigkeit, die am Spalt von Trommelboden 7 zu Trommelmantel 5 nach unten entweicht, gelangt durch die unteren Löcher 34 im Trommelmantel 5 in die Abführrinne 21. Flüssigkeit, die am Trommelmantel 5 hochsteigt, wird durch die unter Zentrifugalkraft anliegende Dichtung 15 zurückgehalten. Die Anlagestelle der Dichtung 15 am Trommelmantel 5 ist ungelocht und glatt. Die Flüssigkeit gelangt über das Ableitblech 17 der Trommel und läuft über einen schrägen Ablaufboden 28 in den Abflußstutzen 23. Nach der variabel einstellbaren Zentrifugierzeit bremst der Antriebsmotor 10 bis zum Stillstand ab. Der Entleerungsvorgang beginnt. Fährt nun im Stillstand der Zylinder 11 aus, nimmt er Trommelboden 7 und Trommeldeckel 14 mit und schiebt den Schleifschlamm über den Rand 30 des Trommelmantels 5. Der Rüttler 26 versetzt die gesamte Trommelkonstruktion in Schwingung und unterstützt eine gründliche Entleerung. Der getrocknete Schleifschlamm fällt nach unten heraus, wo er in einen Auffangbehälter fällt oder von wo er durch einen Förderer abtransportiert wird.

1: Gehäuse
2: Gehäusedeckel
3: Einfülltrichter
4: Trommel
5: Trommelmantel
6: Strebe
7: Trommelboden
8: Trommelnabe
9: Trommelachse
10: Antriebsmotor
11: Hydraulikzylinder
12: Bodennabe
13: Bolzen
14: Trommeldeckel
15: Dichtung
16: Abstreifrand
17: Auffangblech
18: Ableitboden
19: Trennwand
20: Trockenbereich
21: Abführrinne
22: Abdeckring
23: Auslaß für Flüssigkeit
24: Abweiser
25: Auslaß für Trockensubstanzen
26: Rüttler
27: elastisches Lager
28: Basisprofil
29: Tragbund
30: oberer Rand des Trommelmantels
31: unterer Rand des Trommelmantels
32: Löcher
33: Filtergewebe
34: Abtropfkante

Claims

Zentrifuge mit einer Trommel (4), die mit einem Drehantrieb (9, 10) verbunden ist und die aus einem Trommelboden (7) und einem zylindrischen Trommelmantel (5) besteht, welche axial zueinander bewegbar sind, wobei der Trommelmantel (5) über Streben (6) mit einer Trommelnabe (8) verbunden ist und der Trommelmantel (5) gelocht ist und die Innenseite des Trommelmantels (5) mit einem Sieb- oder Filtergewebe (33) ausgekleidet ist und an der Außenseite des Trommelmantels (5) ein Auffangblech (17) angeordnet ist, das die abgeschleuderte Flüssigkeit zu einer im Gehäuse (1) angeordneten Auffangrinne (18, 19, 19') ableitet und das Entleeren der Trommel (4) durch eine axiale Relativbewegung von Trommelboden (7) und Trommelmantel (5) zueinander erfolgt, wobei der sich an der Innenwand des Trommelmantels (5) befindliche Rückstand oder Filterkuchen von einer mit dem Trommelboden (7) verbundenen Abstreifkante abgeschabt und aus der Trommel (4) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelboden (7) innerhalb des Trommelmantels (5) und oberhalb der den Trommelmantel (5) mit der Trommelnabe (8) verbindenden Streben (6) angeordnet und mit einem hydraulisch oder pneumatisch axial verschieblichen, auf der Trommelachse (9) befindlichen Zylinder (11) verbunden ist und sein Umfangsrand einen Durchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Trommelmantels (5), so daß der Umfangsrand als Abstreifkante (16) wirkt, und auf dem Trommelboden (7) über Bolzen (13) ein ringförmiger Trommeldeckel (14) befestigt ist, der bei abgesenktem Trommelboden (7) die Trommel (4) am oberen Rand des Trommelmantels (5) abschließt, und das Auffangblech (17) am oberen Rand (30) des Trommelmantels (5) befestigt ist und als kegelförmiger Rohrabschnitt mit nach unten zunehmendem Durchmesser ausgebildet ist und sich bis in eine oben offene, ringförmige Flüssigkeits-Ableitrinne (21) erstreckt und der untere Rand (31) des Trommelmantels (5) nach innen eingezogen ist und die dadurch gebildete Schrägfläche so geneigt ist, daß davon abrutschende Feststoffpartikel über die innere Trennwand (19') der Abführrinne (21) für die Flüssigkeit hinweg geführt werden und zum Auslaß (25) für Feststoffe gelangen.
Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Auffangblech (17) ein die Abführrinne (21) übergreifender Abdeckring (22) angeordnet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (5) auch unterhalb der tiefsten Stellung des Trommelbodens (7) ausgekleidet und mit Löchern (32) versehen ist.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Kante des eingezogenen Randes (31) des Trommelmantels (5) eine Abtropfkante (34) derart ausgebildet ist, daß davon abtropfende Flüssigkeit in die Abführrinne (21) gelangt.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im ringförmigen Trommeldeckel (14) eine Dichtung (15) angeordnet ist, die unter Zentrifugalkraft gegen eine glatte Anlagestelle an der Innenseite des oberen Randes (30) des Trommelmantels (5) wirkt.