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Zentrifuge mit lotrechter Trommelwelle und Entleerung durch den Trommelboden
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit lotrechter Trommelwelle und Entleerung
durch den Trommelboden mittels einer gebogenen, nach oben kastenartig geschlossenen,
in der Höhe verstellbaren Austragvorrichtung, deren Krümmungsradien sich zur Trommelachse
hin schneckenförmig verkleinern.
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Derartige Zentrifugen sind an sich bekannt. Die ihnen vorgesehenen
Austragvorrichtungen sind zwar gekrümmt, weisen aber in ihrem Verlauf einen Knick
auf, wobei das letzte Ende radial zur Drehachse steht und eine Gerade bildet. Der
wesentliche Nachteil einer solchen Ausbildung liegt darin, daß die von der Wand
abgelösten Massepartikel zwar zunächst in Umfangrichtung in das gekrümmte Schälmesser
hereingenommen und in radialer Richtung abgelenkt werden, wobei sie sich aber zu
einem Teil im Messerknick festsetzen, während der Hauptteil der Partikel durch die
ihnen innewohnende Geschwindigkeit an der radial stehenden Fläche entlanggleitet
und das Innere der Austragvorrichtung über die Messerachse verläßt, wodurch sie
sich durch die Zentrifugalkraft erneut an der Trommelwand ablagert. Wegen dieses
Nachteiles weisen die bekannten Zentrifugen zwei verschiedene Antriebmotore bzw.
zwei verschiedene Drehgeschwindigkeiten auf, um das Austragen der Feststoffe mit
herabgesetzter Geschwindigkeit vorzunehmen. Es ist aber nicht bei jedem Arbeitsverfahren
vorteilhaft, mit herabgesetzter Geschwindigkeit zu entleeren, da dies mehr Zeit
beansprucht als ein Entleeren der Schleudertrommel mit voller Drehzahl. Je schneller
das Entleeren erfolgt, um so gleichmäßiger ist auch die zentrifugierte Masse. Dies
gilt insbesondere für Massen, die in der Zentrifuge gleichzeitig erwärmt werden.
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Ferner ist eine Austragvorrichtung bekannt, welche die Massepartikel
nach dem Abnehmen von der Trommelwand stark abbremst, jedoch ist bei dieser Austragvorrichtung
das Abführen der Masse nicht einwandfrei gewährleistet. Diese Austragvorrichtung
besteht in der Hauptsache aus einem nur schwach gekrümmten, im wesentlichen radial
liegenden Teil, der oben und unten abgedeckt ist und bei dem die Achse vom Schälmesser
zum größten Teil umgriffen wird und sich somit in diesem eine runde Öffnung zum
Abführen der Masse bildet. Die Achse muß demzufolge hohl ausgebildet sein. Der wesentliche
Nachteil dieser Austragvorrichtung besteht darin, daß sie sich in kurzer Zeit vollständig
zusetzt. Die von der Trommelwand abgelösten Partikel werden sofort in die radiale
Richtung gedrückt, so daß sehr große Kräfte am Schälmesser selbst auftreten, da
sich an der Schneidelinie die Feststoffe zu Bergen auftürmen. Erst wenn an dieser
keine Möglichkeit zum Festsetzen mehr vorhanden ist, werden die Partikel die Umlenkung
in radialer Richtung mitmachen und in das Innere der Austragvorrichtung gelangen,
wobei die Masse auf der gesamten Höhe des Schälmessers abgetragen wird und anschließend
durch den vollständig geschlossenen unteren Abführring hindurchgeleitet werden muß.
Schon beim Beginn des Austragens, wenn nicht nur sehr geringe Schichtdicken abgeschält
werden, setzt sich der Ring zu, und ein weiteres Arbeiten der Vorrichtung ist nicht
mehr möglich. Mit diesem Schälmesser kann also nur vorsichtig schichtweise abgetragen
werden, so daß viel Zeitverlust beim Austragen des Feststoffes entsteht.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
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Sie besteht darin, daß das Schälmesser der Austragvorrichtung in an
sich bekannter Weise in Umfangrichtung der Schleudertrommel verlängert ist, anschließend
im Bogen radial zur Trommelachse hin in eine Schneckenform übergeht und so weit
gekrümmt
ist, daß der Schneckengang annähernd 360° erreicht, während
die Austragvorrichtung in an sich bekannter Weise nach unten offen ist. Dadurch
wird der wesentliche Vorteil erzielt, daß die abgelösten Massepartikel zunächst
in das Innere des Schälmessers geschoben werden, derart, daß sie erst in etwa tangentialer
Richtung in das Messer hineingleiten. Dort werden sie in an sich bekannter Weise
in radialer Richtung abgelenkt, geraten danach aber auf keinen Knick, in dem sich
Masse festsetzen kann, sondern die Partikel werden etwa um 360° herumgeführt, wodurch
sie einen Massestrang bilden. Diese erfindungsgemäß ausgebildete Krümmung des Schälmessers
ermöglicht den Partikeln, die beim Verlassen des Schälmessers noch eine Eigengeschwindigkeit
haben, wieder auf die im Messer gleitende Masse zu treffen, so daß sich praktisch
ein geschlossener Strang nach unten hin bildet. Diese Strangbildung ist so präzis,
daß die Masse gleichmäßig kontinuierlich und sauber nach unten aus dem Schälmesser
abgeführt wird, ohne daß irgendwelche Partikel die Möglichkeit haben, sich im Inneren
des Messers oder an der Trommelwand wieder festzusetzen. Die Austragvorrichtung
arbeitet auch bei höchster Geschwindigkeit der Schleudertrommel einwandfrei, gleichgültig
in welcher Stärke die Feststoffe abgehoben werden, da der sich bildende geschlossene
Strang einen freien Abgang nach unten hat. Demzufolge ist es gleichgültig, wieviel
Feststoff ausgetragen wird und mit welcher Geschwindigkeit. Diese vorteilhafte Wirkungsweise
wird noch dadurch erhöht, daß die im Trommelboden vorgesehenen Öffnungen durch schraubenflügelartige
Haltearme begrenzt sind, wodurch eine Ansaugwirkung der Haltearme erzielt wird.
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Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert. Es zeigt Fig.l eine zur Hälfte geschnittene Seitenansicht, Fig. 2 eine
Draufsicht, Fig.3 einen Grundriß der Schälmesseranordnung in einem größeren Maßstab
und Fig.4 in einer geschnittenen Seitenansicht einen flügelförmigen Arm im Trommelboden.
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Die dargestellte Zentrifuge enthält einen eine zentrale, mit Kugellagern
versehene Lagerbuchse 3 tragenden Gehäuseboden 2 und die Trommelwelle
4. Der Gehäuseboden 2 weist halbkreisförmige Öffnungen 5
für
den Durchtritt des abgeschiedenen Feststoffes auf. Auf dem Gehäuseboden
2 ist das Zentrifugengehäuse 6
mit dem Gehäusedeckel? aufgesetzt. Innerhalb
des Gehäuses ist an der Trommelwelle 4 der Trommelboden 8 der Schleudertrommel
9 angeordnet, welcher halbkreisförmige Öffnungen 10 aufweist, die auf dem
gleichen Umfang wie die Öffnungen 5 des Gehäusebodens 2 liegen.
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Das Gehäuse 6 trägt einen Aufbau 11, auf dem eine eine
Zahnstange 13 führende Hülse 12 angeordnet ist. Innerhalb der Zahnstange
ist eine ein Schälmesser 14 tragende Achse gelagert. Das Schälmesser, dessen
Höhe im dargestellten Beispiel kleiner als die der Schleudertrommel 9 ist, ist so
gelagert, daß es mittels des Handrades 15 und der Zahnstange 13 in
der Höhe verstellt und mittels der in der Zahnstange 13 gelagerten Achse durch das
Handrad 16 verschwenkt werden kann. Diese Betätigungen können mechanisch, pneumatisch
oder hydraulisch erfolgen.
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Das Schälmesser 14 ist an einem Käfig befestigt, welcher in
bezug auf die ihn tragende Zahnstange 13
exzentrisch liegt. Die Seitenwand
17 des Käfigs ist schneckenförmig eingerollt und trägt vorn zwei Messer,
von denen das Messer 18 lotrecht und in der Verlängerung des vorderen Abschnitts
der Wand 17 und das andere Messer 19 am unteren Teil waagerecht quer zu der
von dieser Wand gebildeten Öffnung liegt (Fig. 3).
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Die Öffnungen 10 des Trommelbodens werden durch Arme
20 begrenzt, welche die Form von schraubenförmigen Flügeln haben (Fig.4).
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Selbst wenn sich die Schleudertrommel 9 mit voller Geschwindigkeit
dreht, kann durch Betätigung des Handrades 16 das Messer 18 der abgesetzten
Feststoffschicht 21 genähert werden, welche sich an der Trommelwand gebildet
hat, und diese auf der ganzen Höhe des Messers 18 ablösen, wobei das Messer
19
einen Einschnitt in dieser Schicht erzeugt. Die so abgelösten Teile des
Feststoffes gleiten mit einer infolge ihrer großen Geschwindigkeit erheblichen Trägheitswirkung
in den Käfig und an dessen schneckenförmige Seitenwand 17 auf einer in sich selbst
zurücklaufenden Bahn (Fig. 3), wobei sie beim Verlassen dieser Wand gegen die sich
noch an dieser befindenden Teilchen geschleudert werden, wodurch ihre Bestgeschwindigkeit
zu Null wird. Die Fliehkraft wirkt daher nicht mehr auf diese Teilchen, so daß diese
durch ihr Eigengewicht auf den Trommelboden fallen. Sie treten dann durch die Öffnungen
10 aus, wobei dieser Durchtritt durch die von den Armen 20 erzeugte
Saugwirkung erleichtert und aktiviert wird. Ferner werden die Feststoffteilchen,
auf welche die Arme bei ihrem Durchgang durch diese öffnungen schlagen, in der Pfeilrichtung
(Fig.4) nach unten getrieben, wodurch ihre Abfuhr erleichtert und die Clefah.r eines
Zurückschleuderns nach oben vermieden wird.
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Mit 22 ist die mit einem Schneckenrad 23 im Eingriff
stehende Schnecke des Handrades 16 und mit 24 das mit der Zahnstange 13 im
Eingriff stehende Zahnrad des Handrades 15 bezeichnet. Ferner rindbezeichnet mit
25 die Austragrohre für die Feststoffe, mit 26 der Ablauf für die ausgeschleuderte
Flüssigkeit, mit 27
die Schaulöcher, mit 28 die Aufhängesäulen, mit
29
der Antriebmotor und min 30 der Einlauf für das Schleudergut.