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Zentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut Die Neuerung bezieht
sich auf eine Zentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut mit einer umlaufenden
Siebtrommel, der gleichzeitig axiale Schwingungen zum Austragen des Schleudergutes
aufgeprägt werden (Schwingzentrifuge).
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Es ist eine Schwingzentrifuge zum Entwässern von feinkörnigem Gut
bekannt, deren Siebtrommel federnd an der Trommelwelle angeordnet und von einem
feststehenden Behälter für das abgetrennte Wasser umgeben ist. Die Trommelwelle
ist als Hohlkörper ausgebildet und drehbar auf einer ebenfalls hohlen Mittelachse
gelagert. Für die axialen Schwingungen der Siebtrommel ist ein Kurbel-oder Exzentertrieb
vorgesehen, dessen Schubstange durch die hohle Mittelachse hindurchragt und über
ein Drehlager und eine lose Kopplung mit der Siebtrommel in Verbindung steht.
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Durch die Neuerung wird die Aufgabe gelöst, eine derartige Zentrifuge
so zu gestalten, daß sie eine niedrige Bauhöhe und einen geringen Durchmesser aufweist.
Die Lösung besteht darin, daß konzentrisch zur Trommelwelle eine ringförmige, am
äußeren und inneren Umfang mit je einer anvulkanisierten Metallhülse oder mehrere
außen und innen mit je einer anvulkanisierten Metallplatte versehene Gummifedern
angeordnet sind, wobei die innere Metallhülse oder die inneren Metallplatten am
Boden der Siebtrommel angeordnet und die äußere Metallhülse oder die äußeren Metallplatten
von einem mit der Trommelwelle verbundenen Ring gehalten werden. Die ringförmige
Gummifeder benötigt für ihre Unterbringung nur wenig Platz, und hierfür ist der
ohnehin vorhandene Raum unterhalb der Siebtrommel ausgenutzt. Das gleiche gilt für
den Fall, wo an Stelle einer einzigen ringförmigen mehrere konzentrisch zur Trommelwelle
angeordnete Gummifedern vorhanden sind. Die Schwingzentrifuge gemäß der Neuerung
weist weiterhin den Vorteil einer einfachen Bauart auf.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dargestellt,
und zwar zeigt : Fig. 1 eine Schwingzentrifuge im mittleren Längsschnitt, Fig. 2
einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 den Exzentertrieb in vergrößertem
Maßstab und
| Sig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV n Fig. 3. |
| Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-\, IV in Fig. 3. |
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Die Schwingzentrifuge weist eine oben offene, kegelstumpfförmige
Siebtrommel 1 mit einem Siebmantel 2 und einer Bodenplatte 3 auf. Die Erzeugende
des Siebmantels weist gegen die Trommelachse eine Neigung von etwa 100 auf, und
der mittlere Durchmesser D der Siebtrommel beträgt etwa 400 mm. Die Bodenplatte
ist ringförmig ausgebildet und am inneren Umfang mit einer in die Siebtrommel hineinragenden
Ringhülse 4 versehen, die ihrerseits am oberen Rand einen nach innen gerichteten
Flansch 5 mit einer mittleren Öffnung 42 aufweist. Auf der Ringhülse ist mit drei
oder mehreren gleichmäßig verteilten Schrauben 11 ein Kegelmantel 8 befestigt. Dieser
umschließt die Ringhülse mit Abstand und endet unten mit Abstand von der Bodenplatte
3. Oben ist der Kegelmantel mit einer Decke 9 versehen, in welcher sich eine Öffnun
12 befindet. Durch diese ragt ein Rohr 72 zum Zuleiten des Schleudergutes hindurch.
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Auf dem Maschinengestell 13 ist eine feststehende, hohl ausgebildete
Mittelachse 14 befestigt. Diese ist von einer als Hohlkörper ausgebildeten Trommelwelle
umgeben, die aus zwei miteinander verschraubten Teilen 15,16 besteht, und mittels
zweier Rollenlager 17,18 auf der Mittelachse gehalten. Der Wellenteil 15 ist mit
einem Kragen 19 versehen. An diesem ist eine Riemenscheibe 20 befestigt, die über
Keilriemen mit einem Motor 62 in Verbindung steht. Am äußeren Umfang trägt der Kragen
einen zur Trommelachse koaxialen Ring 21.
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In dem Ring 21 ist eine ringförmige Gummifeder angeordnet.
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Diese besteht aus einem Gummikörper 23, der am äußeren und inneren
Umfang mit je einer anvulkanisierten Metallhülse 24 bzw. 25 versehen ist. Den Halt
der äußeren Hülse in dem Ring 21 vermittelt ein etwas nach innen vorstehender Flansch
22, der auf dem oberen Rand des Ringes 21 befestigt und so bemessen ist, daß er
auch außen über den Ring hinausragt. Zweckmäßigerweise ist die äußere Metallhülse,
wie aus Fig. 2 hervorgeht, mehrfach geteilt, wobei zwischen den einzelnen Teilstücken
ein Abstand 75 belassen ib.
| Hierdurch ist es möglich, den äußeren Durchmesser der ringförmigen |
| CD |
Gummifeder etwas größer als den inneren Durchmesser des Ringes zu wählen, so daß
die Feder in eingebautem Zustand eine radiale Vorspannung besitzt. Dies hat den
Vorteil, daß die Verbindungsflächen zwischen dem Gummikörper und den Metallhülse
durch Axialkräfte,
die auf den Gummikörper einwirken, in weit geringerem
Maß auf Abscheren beansprucht werden, als es ohne radiale Vorspannung der Fall wäre.
Auf diese Weise ist eine hohe Lebensdauer der Gummifeder gewährleistet. Die innere
Metallhülse 25 ist ungeteilt und weist einen oberen Flansch 27 auf, mit dem sie
an der Bodenplatte 3 angeschraubt ist. Hierdurch ist die Siebtrommel in ihrer Achsrichtung
schwingungsfähig an der Trommelwelle gehalten.
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In der hohlen Mittelachse 14 ist die Schubstange 29 eines Exzentertriebes
angeordnet. Wie aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, ist die zugehörige Exzenterwelle
30 in der Mittelachse geführt. Der Schubstangenkopf 33 ist mit der eigentlichen
Schubstange durch einen Bolzen 35 verbunden, der senkrecht zur Exzenterwelle liegt.
Der Schubstangenkopf und die Exzenterwelle bilden somit zusammen ein Kardangelenk.
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Auf dem oberen Ende der Schubstange sitzt ein kugelbewegliches Lager,
z. B. ein Pendelrollenlager 37. Es ist in einem Gehäuse 36 angeordnet, an dem oben
ein Federteller 40 befestigt ist. Dieser trägt einen mittleren Zapfen 41, der mit
Spiel durch die Öffnung 42 hindurchragt. Auf dem oberen Ende des Zapfens ist mittels
einer kegeligen Hutmutter 43 ein weiterer Federteller 44 befestigt. An den Federtellern
40 und 44 stützen sich zwei ringförmige Gummipuffer 45 und 46 ab, die ihrerseits
den Flansch 5 zwischen sich einschließen. Hierdurch ist die Schubstange 29 elastisch
mit der Siebtrommel verbunden, d. h., die beiden Gummipuffer 45, 46 stellen eine
lose Kopplung zwischen der Schubstange und der Siebtrommel dar. Da die Gummipuffer
lediglich den Zapfen umschließen, können sie im Außendurchmesser verhältnismäßig
klein gehalten werden. Hierdurch ist der Vorteil gegeben, daß sie sich sehr raumsparend
in die Siebtrommel einbauen und somit auch deren unterer Durchmesser entsprechend
klein gehalten werden kann. Durch das kugelbewegliche Lager 37 am oberen Ende der
Schubstange und das Kardangelenk an ihrem unteren Ende ist dafür gesorgt, daß sich
die Schubstange nach allen Richtungen hin schräg einstellen und Pendelbewegungen
der Siebtrommel folgen kann. Auf diese Weise
| werden Kantenpressungen, die sonst bei solchen Bewegungen in
dem |
| CD |
Lager des Schubstangenkopfes auftreten, vermieden.
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Die Siebtrommel ist von einem feststehenden Behälter 51
mit
einem Auslaßrohr 73 umgeben. Die Außenwand 52 des Behälters ist oben kegelig gestaltet
und endet etwa in Höhe des Siebtrommelrandes. Hier ist die Trommel mit einem waagerechten
Flansch 53 sowie einem kegeligen Ring 54 versehen, der in den Behälter hineinragt.
Auf diese Weise ist der Behälter oben gut gegen den Austritt von Wasser abgedichtet.
Die Innenwand 47 des Behälters endet mit einem Flansch 49 unterhalb des Flansches
22.
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Dabei ist der Spalt 48 zwischen diesen Flanschen nur so groß bemessen,
daß das erforderliche Spiel zwischen dem mit der Trommelwelle umlaufenden Flansch
22 und dem feststehenden Flansch 49 gewahrt ist. Hierdurch ist der Behälter auch
an dieser Stelle gut gegen den Austritt von Wasser abgedichtet.
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Der Behälter ruht mittels einer zylindrischen Wand 55 auf dem Maschinengestell
13. Dieses ist mittels Rippen 56 mit der äußeren Gestellwand 57 verbunden, welche
unter Zwischenschaltung von Federn, zweckmäßig Gummifedern 59, die eine geringe
Federkonstante besitzen, auf einem Bunker 60 abgestützt ist.
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Im Betrieb wird mittels des Motors 62 die Trommelwelle 15, 16 und
mit ihr die Siebtrommel 1 über die Gummifeder 23,24,25 beispielsweise mit einer
Drehzahl von 800 U/min angetrieben.
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Bei einer solchen Drehzahl herrscht am Umfang der Siebtrommel eine
Fliehkraftbeschleunigung, die im Mittel etwa das 140fache der Erdbeschleunigung
beträgt. Gleichzeitig wird die Siebtrommel mittels des Motors 65 über die Exzenterwelle
30, die Schubstange 29 und die lose Kopplung zu axialen Schwingungen, beispielsweise
mit einer Frequenz von etwa 30 Hz und einer Amplitude von 2 mm, erregt. Das zu entwässernde
Gut, z. B. eingedickter Steinkohlengrobschlamm, dessen Kohleteil-e eine Korngröße
von etwa 0 bis 2 mm aufweisen, gelangt nach dem Austritt aus dem Rohr 72 auf die
Hutmutter 43 und von dort auf den Federteller 44. Von ihm wird der Schlamm gegen
den Kegelmantel 8 geschleudert, der mit der Trommel umläuft sowie auf und ab schwingt.
Durch die Schwingbewegung sowie dadurch, daß der Mantel nach unten erweitert ist,
wird der Schlamm auf diesem nach abwärts gefördert und dabei in der Drehrichtung
der Siebtrommel beschleunigt. Nach seinem Austritt aus dem Kegelmantel gelangt der
Schlamm auf den Siebmantel 2. Auf diesem wandert er unter der Einwirkung der Schwingbewegung,
welche
die Siebtrommel ausführt, nach oben und wird dabei entwässert. Die Kohleteile verlassen
schließlich die Siebtrommel über den Flansch 53 und fallen durch den Raum 67 in
den Bunker 60. Das Wasser, welches durch den Siebmantel austritt, wird in dem Behälter
51 aufgefangen und aus diesem durch das Rohr 73 abgeleitet.
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Die ringförmige Gummifeder 23,24,25 weist, wie aus der Zeichnung
zu ersehen, einen verhältnismäßig großen Durchmesser auf und verleiht dadurch der
Siebtrommel eine hohe Stabilität gegenüber seitlichen Pendelbewegungen, die dann
entstehen, wenn z. B. bei schwankender Gutzufuhr eine Unwucht in der Siebtrommel
auftritt. Es empfiehlt sich, den Querschnitt der ringförmigen Gummifeder so zu bemessen,
daß die Eigenschwingungszahl der auf und ab schwingenden Teile hinsichtlich der
Pendelbewegungen weit oberhalb der Antriebsfrequenz für die Schwingbewegungen liegt.
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In diesem Fall ist eine besonders hohe Stabilität der Siebtrommel
gegenüber Pendelbewegungen gegeben.
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An Stelle einer ringförmigen Gummifeder können auch drei oder mehrere
Einzelfedern vorgesehen werden, die aus einem Gummikörper mit je einer anvulkanisierten
inneren und äußeren Metallplatte bestehen. Die Einzelfedern werden symmetrisch zur
Trommelwelle angeordnet und mit den äußeren Metallplatten an dem Kragen 19 und mit
den inneren an der Bodenplatte 3 befestigt.
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Dabei können die Einzelfedern auf den Seiten eines Dreiecks oder eines
anderen Vielecks liegen und mit ebenen Metallplatten versehen sein. Die Einzelfedern
können auch innen und außen kreisbogenförmige Metallplatten besitzen und auf einem
zur Trommelwelle konzentrischen Ring angeordnet werden.
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Im Interesse einer Verringerung des Gesamtdurchmessers der Zentrifuge
können die Durchmesser des Wasserbehälters 51 und der Gestellwand 57 im Verhältnis
zu der Siebtrommel kleiner als in Fig. 1 dargestellt gehalten werden.
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Schutzansprüche