DE3627826C2 - Schleudertrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleudertrommel mit mindestens einer in einer Schälkammer angeordneten Schäleinrichtung für abzuführende Flüssigkeit, mit einem ortsfesten Einlaufrohr, das sich in einen mit der Trommel rotierenden Einlaufraum erstreckt, der aus einer Vorkammer und einer Einlaufkammer besteht, wobei die Einlaufkammer mit dem Trennraum der Schleudertrommel so über Kanäle verbunden ist, daß eine Drosselwirkung entsteht, die eine weitgehende Füllung der Einlaufkammer hervorruft.

Eine derartige Schleudertrommel ist bekannt aus der DE-PS 30 19 737 und ermöglicht eine schonende Zuführung der Schleuderflüssigkeit. Zu diesem Zweck sind in den Kanälen Drosselorgane vorgesehen, die bei der vorbestimmten Zulaufleistung eine weitgehende Füllung der Einlaufkammer bewirken. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß schon ein geringfügiges Abweichen von dieser vorbestimmten Zulaufleistung entweder zu einer nicht mehr gefüllten Einlaufkammer führt oder einen Überlauf derselben bewirkt, da der Widerstand der Drosselorgane sich mit der 2. Potenz in Abhängigkeit von der Durchflußleistung ändert. Da Schleudertrommeln gleicher Baugröße mit den unterschiedlichsten Leistungen betrieben werden, führt dies zu einer Vielzahl von unterschiedlichen Drosselorganen. Außerdem müssen auch das Einlaufrohr und die Einlaufkammer der Zulaufleistung angepaßt sein, da auch hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit Mindestwerte verlangt werden. Darüber hinaus führen Veränderungen in der Zulaufleistung während des Betriebes der Schleudertrommel unvermeidbar zu den vorgenannten Problemen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudertrommel der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Einlaufkammer über den gesamten Leistungsbereich der Schleudertrommel vollständig gefüllt bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Drosselwirkung beruht hierbei nicht auf einer Querschnittsverengung der Kanäle, sondern auf der erforderlichen Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer auf einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser, auf dem die Kanäle in der Einlaufkammer beginnen. Da in der Einlaufkammer keine Rippen vorgesehen sind, nimmt die sie durchströmende Schleuderflüssigkeit nicht die Winkelgeschwindigkeit der Schleudertrommel an. Daher erzeugt sie auch keinen Rotationsdruck, der bei den bekannten Schleudertrommeln die Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer bewirkt. Es wirkt nur der statische Druck der Flüssigkeit in der Einlaufkammer, der ihr über die zulaufende Schleuderflüssigkeit aufgezwungen wird. In der mit Rippen versehenen Vorkammer wird dagegen ein Rotationsdruck erzeugt, wobei sich diese nur soweit füllt, daß der am Ringspalt zwischen der Scheibe und dem Innendurchmesser des Einlaufraumes erzeugte Flüssigkeitsdruck genau so groß ist wie der Druck, der an der gleichen Stelle von der rippenlosen Einlaufkammer erzeugt wird. Da der Trommeldurchflußwiderstand leistungsabhängig ist, gilt es, diesen möglichst klein zu halten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Dabei wird der Durchmesser "D_K" so groß gewählt, daß sich bei dem Durchmesser "D_F" des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer am Einlaufrohr der gewünschte Zulaufdruck einstellt. Bei dem beabsichtigten Leistungsbereich der Schleudertrommel muß sichergestellt sein, daß einerseits bei der kleinsten Zulaufleistung die Einlaufkammer noch gefüllt ist und andererseits bei der maximalen Zulaufleistung die Vorkammer nicht überläuft.

Aus diesen Forderungen läßt sich das Durchmesserverhältnis D_K/D_F nach folgender Formel errechnen:

Dabei bedeuten ρ = Dichte der Schleuderflüssigkeit, u₁ = Umfangsgeschwindigkeit am Durchmesser D_F, u₂ = Umfangsgeschwindigkeit am Außendurchmesser der Scheibe, P₁ = Druck am Ausflußende des Einlaufrohres, P₂ = statischer Druck am Außendurchmesser der Scheibe, d₁ = Überlaufdurchmesser der Vorkammer, d₂ = Durchmesser der Scheibe und W = Durchflußwiderstand der Schleudertrommel.

Durch die Anordnung von radial verlaufenden Kanälen in der Scheibe, die über Ablauföffnungen Schleuderflüssigkeit in die Einlaufkammer zurückführen, wird unterhalb der Scheibe eine ausreichende Turbulenz erzeugt, die Produktablagerung in der Einlaufkammer verhindert.

Die Schleudertrommel ist so ausgebildet, daß in der Einlaufkammer oberhalb der Kanäle ein ringförmiger Einsatz angeordnet ist, in den das Einlaufrohr mündet, wobei der Innendurchmesser des Einsatzes so gewählt ist, daß eine Druckumsetzung der kinetischen Energie der einströmenden Flüssigkeit erfolgt.

Da mit zunehmender Zulaufleistung sowohl die kinetische Energie der zugeführten Schleuderflüssigkeit als auch der Trommeldurchflußwiderstand zunehmen, findet dabei eine vorteilhafte Kompensation beider Einflußgrößen statt. Bei wachsendem Widerstand steht ein wachsender Druck zur Verfügung.

Durch eine strömungsgünstige Gestaltung des Einlaufbereiches der Kanäle kann der Eintrittsstoß in vorteilhafter Weise vermindert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Schleudertrommel im Querschnitt

Fig. 2 den Einlaufraum der Schleudertrommel mit einem ringförmigen Einsatz

Fig. 3 einen Schnitt durch den Einlaufraum nach Fig. 2

Die in der Fig. 1 aufgezeigte rotierende Schleudertrommel 1 weist im Bereich des Einlaufs eine im Betrieb stillstehende Schäleinrichtung 2 auf. Die Schleudertrommel ist mit einem Feststoffraum 3 und einem Trennraum versehen, der von einem aus einer Vielzahl von einzelnen Tellern bestehenden Tellereinsatz 4 gebildet wird, wobei der Tellereinsatz von einem Verteiler 5 getragen wird. Der Trenn- und Feststoffraum werden an der Oberseite von einem Trommeldeckel 6 und an der Unterseite von einem Trommelmantel 7 begrenzt. Der Trommeldeckel und der Trommelmantel werden durch einen Verschlußring 8 zusammengehalten.

Im Bereich der Schäleinrichtung 2 ist ein zentrales Einlaufrohr 9 vorgesehen, an dem eine Schälscheibe 10 zur Ableitung der geklärten Flüssigkeit festgelegt ist. Die Schälscheibe ist in der Schälkammer 11 angeordnet und steht über Ableitkanäle 12 mit dem Trennraum in Verbindung. Das Einlaufrohr 9 erstreckt sich in einen Einlaufraum 13 mit einer mit Rippen 14 versehenen Vorkammer 15 und einer rippenlosen Einlaufkammer 16, die über einen Ringspalt 17 miteinander verbunden sind, der zwischen dem Außendurchmesser einer am Einlaufrohr 9 festgelegten Scheibe 18 und dem Innendurchmesser des Einlaufraumes 13 gebildet wird. Von der Einlaufkammer 16, deren Durchmesser mit"D_K" bezeichnet ist, führen Kanäle 19 zu den Steigekanälen 20 des Tellereinsatzes 4.

Die Schleuderflüssigkeit wird durch das Einlaufrohr 9 der Einlaufkammer 16 zugeführt und füllt über die Kanäle 19 zunächst den Feststoffraum 3 auf. Über die Steigekanäle 20 verteilt sie sich dann gleichmäßig über den gesamten Tellereinsatz 4 und gelangt über die Ableitkanäle 12 in die Schälkammer 11. Der Flüssigkeit wird dabei durch Kanäle oder Rippen die Winkelgeschwindigkeit der Schleudertrommel aufgezwungen, bis der Flüssigkeitsspiegel in den Bereich der Einlaufkammer 16 gelangt, die keine Mitnahmerippen besitzt. Die jetzt die Einlaufkammer auffüllende Flüssigkeit kann daher keinen Rotationsdruck erzeugen und bewirkt daher keine weitere Verschiebung der Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer 11. Sobald die Flüssigkeit in der Einlaufkammer 16 das untere Ende des Einlaufrohres 9 erreicht, wird durch den im Einlaufrohr herrschenden Flüssigkeitsdruck die Flüssigkeit durch den Ringspalt 17 in die Vorkammer 15 gefördert und dort von den Rippen 14 erfaßt. Der dadurch erzeugte Rotationsdruck überträgt sich über den Ringspalt 17 auf die Flüssigkeit in der Einlaufkammer 16 und bewirkt dadurch eine Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer 11 bis auf den Durchmesser "D_F". Der maximale Druck, der in der Einlaufkammer 16 erzeugt werden kann, entspricht dem Rotationsdruck in der Vorkammer 15 kurz vor dem Überlauf derselben. Der Überlaufdurchmesser der Vorkammer 15 wird so klein gewählt, daß bei allen Zulaufleistungen zunächst die Schälkammer 11 überläuft.

In der Fig. 2 ist die Einlaufkammer 16 oberhalb der Kanäle 19 mit einem ringförmigen Einsatz 21 versehen, der eine besondere Druckumsetzung der in der Schleuderflüssigkeit enthaltenen kinetischen Energie ermöglicht.

Produktablagerungen in der Einlaufkammer 16 unterhalb der Scheibe 18 werden verhindert, wenn die Scheibe 18 mit radialen Kanälen 22 versehen wird, die mit an der Unterseite der Scheibe vorgesehenen Ablauföffnungen 23 verbunden sind, wodurch eine ausreichende Turbulenz in diesem Bereich erzeugt wird.

Ein Teilbereich der Kanäle 19 ist in einem Rippeneinsatz 24 vorgesehen, wobei die Kanäle 19 in diesem Bereich, bezogen auf die Drehrichtung der Schleudertrommel, rückwärts gerichtet sind, um eine bessere Annahme der Flüssigkeit zu erreichen. Die Form der Kanäle 19 ist aus der Fig. 3 zu ersehen.

Claims (6)

1. Schleudertrommel mit mindestens einer in einer Schälkammer angeordneten Schäleinrichtung für abzuführende Flüssigkeit, mit einem ortsfesten Einlaufrohr, das sich in einen mit der Trommel rotierenden Einlaufraum erstreckt, der aus einer Vorkammer und einer Einlaufkammer besteht, wobei die Einlaufkammer mit dem Trennraum der Schleudertrommel so über Kanäle verbunden ist, daß eine Drosselwirkung entsteht, die eine weitgehende Füllung der Einlaufkammer hervorruft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchmesser "D_K" der Einlaufkammer (16) im Bereich der Kanäle (19) größer ist als ein während des Betriebes der Schleudertrommel erforderlicher Durchmesser "D_F" des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer (11) und daß die Vorkammer (15) und die Einlaufkammer (16) über einen Ringspalt (17) miteinander verbunden sind, der zwischen dem Außendurchmesser einer am Einlaufrohr (9) festgelegten Scheibe (18) und dem Innendurchmesser des Einlaufraumes (13) gebildet wird, wobei zur Erzeugung einer auf die Vorkammer (15) begrenzten Rotationsbewegung der Flüssigkeit in der Vorkammer (15) Rippen (14) angeordnet sind, während die Einlaufkammer (16) rippenfrei ist, so daß im Ringspalt (17) der in der Vorkammer (15) herrschende Rotationsdruck gleich ist dem statischen Flüssigkeitsdruck in der Einlaufkammer (16).

2. Schleudertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser "D_K" so groß gewählt wird, daß zur Erzielung des erforderlichen Durchmessers "D_F" des Flüssigkeitsspiegels "D_F" die vollständig mit Flüssigkeit gefüllte Einlaufkammer (16) mit einem durch das zulaufende Schleudergut erzeugten statischen Druck beaufschlagt werden muß, wobei das Durchmesserverhältnis D_K/D_F nach folgender Formel bestimmt wird:

3. Schleudertrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (18) mit radial angeordneten Kanälen (22) versehen ist und an der Unterseite mit diesen verbundene Ablauföffnungen (23) besitzt, durch die die Schleuderflüssigkeit in die Einlaufkammer (16) rückführbar ist.

4. Schleudertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einlaufkammer (16) oberhalb der Kanäle (19) ein ringförmiger Einsatz (21) angeordnet ist, in der das Einlaufrohr (9) mündet, wobei der Innendurchmesser des Einsatzes so gewählt ist, daß eine Druckumsetzung der kinetischen Energie der einströmenden Flüssigkeit erfolgt.

5. Schleudertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Einlaufkammer (16) ausgehenden Kanäle (19) zumindest in einem Teilbereich, bezogen auf die Drehrichtung der Schleudertrommel, rückwärts gerichtet sind.

6. Schleudertrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärts gerichtete Teilbereich der Kanäle (19) in einem lösbar mit der Schleudertrommel verbundenen Rippeneinsatz (24) angeordnet ist.