DE19500600C1 - Vollmantelzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantelzentrifuge mit einer Schleudertrommel zum Trennen eines Feststoff- Flüssigkeitsgemisches, wobei der Trommelinnenraum von ei­ ner Ableitkammer für die abgetrennte Flüssigkeit durch ei­ ne mit der Schleudertrommel rotierende Wehrscheibe ge­ trennt ist, deren Innendurchmesser den inneren Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum beeinflußt.

Eine derartige Zentrifuge ist beispielsweise bekannt aus der DE 37 28 901 C1. Die Austragsvorrichtung für den abge­ trennten Feststoff ist üblicherweise derart ausgebildet, daß keine Flüssigkeit darüber ablaufen kann. Die abge­ trennte Flüssigkeit kann daher nur über den Innendurchmes­ ser der Wehrscheibe austreten, so daß dieser Durchmesser den Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum bestimmt. Bei der bekannten Zentrifuge wird das Wehr durch zwei mit Ab­ stand zueinander angeordneten Wehrscheiben gebildet, die einen unterschiedlichen Innendurchmesser besitzen. Die Wehrscheiben können durch einen hydraulisch betätigbaren Schieber wahlweise aktiviert werden, um zwei unterschied­ liche Flüssigkeitsstände in der Schleudertrommel einzu­ stellen. Eine stufenlose Wahl des Flüssigkeitsstandes ist hierbei nicht möglich und der konstruktive Aufwand ist re­ lativ hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schleuder­ trommel so auszubilden, daß mit geringem konstruktiven Aufwand eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspie­ gels im Trommelinnenraum möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beiden Planflächen der Wehrscheibe Sperrscheiben zugeordnet sind, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe durchdringenden Zylinderteil gasdicht miteinander verbunden sind, wobei die erste Sperrscheibe in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes und die zweite Sperrscheibe in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer eintaucht und der da­ durch gebildete Druckraum über einen Gaszufuhrkanal mit einem Gas variablem Druck beaufschlagt ist, wodurch eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Tromme­ linnenraum ermöglicht wird.

Solange im Druckraum atmosphärischer Druck herrscht, wird im Trommelinnenraum ein Flüssigkeitsspiegel aufrechterhal­ ten, der dem Innendurchmesser der Wehrscheibe entspricht. Wird der Druckraum mit Druck beaufschlagt, so überträgt sich dieser Druck auf die Flüssigkeit zwischen den beiden Wehrscheiben. Um diesen Gasdruck zu kompensieren, bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum soweit radial einwärts, bis ein Druckgleichgewicht zwischen den korrespondierenden Flüssigkeiten besteht. Der Flüssig­ keitsspiegel im Trommelinnenraum kann dadurch bis auf ei­ nen dem Kompensationsdruck entsprechenden Flüssigkeits­ spiegel "d" radial einwärts verschoben werden, wobei noch keine Flüssigkeit an der Austragsvorrichtung für den Fest­ stoff austreten kann.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Sperrschei­ ben ortsfest angeordnet. Die Verbindung des Druckraumes mit dem ortsfesten Gaszufuhrkanal ist daher ohne Verwendung einer rotierenden Abdichtung möglich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Sperrscheibe als Schälorgan ausgebildet. Hierdurch ergibt sich bei Zentrifugen mit Schälscheiben eine kon­ struktiv einfache Lösung.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind beide Planflä­ chen der Wehrscheibe mit Rippen versehen. Dadurch wird die fliehkraftmindernde Bremswirkung der beiden Sperrscheiben minimiert.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sperrscheiben mit der Schleudertrom­ mel rotieren und auf der radial einwärts gelegenen Seite des Zylinderteiles eine flüssigkeitsgefüllte Dichtkammer vorgesehen ist, in die ein Gasleitkanal radial einwärts vom Flüssigkeitsspiegel mündet, wobei eine ortsfeste Gas­ zufuhreinrichtung mit zwei radial auswärts gerichteten Dichtscheiben vorgesehen ist, die zu beiden Seiten des Gaszufuhrkanals in den Flüssigkeitsspiegel der Dichtkammer eintauchen.

Bei dieser Ausführung sind die Reibungsverluste aufgrund der in die Flüssigkeit eintauchenden Dichtscheiben sehr gering, da die Dichtscheiben einen wesentlich kleineren Durchmesser besitzen als die Sperrscheiben. Da die Sperr­ scheiben selbst mitrotieren, verursachen sie keine Rei­ bungsverluste.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind alle den Dicht­ scheiben zugewandten Planflächen der Dichtkammer mit Rip­ pen versehen. Dadurch wird die fliehkraftmindernde Brems­ wirkung der beiden Dichtscheiben minimiert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Dichtkammer ein Zufuhrkanal für Sperrflüssigkeit zugeordnet. Durch die Zugabe von Sperrflüssigkeit wird der Flüssigkeitsspiegel in der Dichtkammer aufrechterhalten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung steht der Zufuhr­ kanal mit dem Ableitkanal eines Schälorganes in Verbin­ dung. Bei dieser Ausführung ist keine spezielle Einrich­ tung zur Zuführung von Sperrflüssigkeit erforderlich.

Der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum läßt sich auf einfache Weise dadurch auf dem gewünschten Niveau halten, daß der Gaszufuhrkanal mit einer Gaszufuhrleitung in Ver­ bindung steht, in der eine Druckregeleinrichtung vorgese­ hen ist.

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

Fig. 1 eine Schleudertrommel mit ortsfesten Sperr­ scheiben,

Fig. 2 eine Schleudertrommel mit rotierenden Sperr­ scheiben.

Mit 1 ist in der Fig. 1 die Schleudertrommel bezeichnet, deren Trommelinnenraum 2 durch eine Wehrscheibe 3 von ei­ ner Ableitkammer 4 getrennt ist. Den beiden Planflächen der Wehrscheibe 3 sind eine erste Sperrscheibe 5 und eine zweite Sperrscheibe 6 zugeordnet, die durch einen den In­ nendurchmesser der Wehrscheibe 3 durchdringenden Zylinder­ teil 7 gasdicht miteinander verbunden und ortsfest ange­ ordnet sind. Die erste Sperrscheibe 5 taucht in den Flüs­ sigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes 2 und die zweite Sperrscheibe 6 in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer 4 ein. Die zweite Sperrscheibe 6 ist an einem Schälorgan 8 vorgesehen. Durch die Sperrscheiben 5 und 6 wird ein Druckraum 9 gebildet, der über einen Gaszufuhrkanal 10 und eine Gaszufuhrleitung 11 mit einer nicht dargestellten Gasdruckquelle in Verbindung steht. In der Gaszufuhrlei­ tung 11 ist eine Druckregeleinrichtung 12 vorgesehen.

Durch den Innendurchmesser der Wehrscheibe 3 wird der mi­ nimale Flüssigkeitsspiegel "D" fixiert und damit eine Vor­ auswahl für den zu erwartenden Verstellbereich getroffen. Dadurch wird der Regelbereich für den Gasdruck nicht zu groß. Um den Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 zu verändern, wird der Druckraum 9 über die Gaszufuhrleitung 11 und den Gaszufuhrkanal 10 mit Druck beaufschlagt. Die­ ser Druck überträgt sich auf die Flüssigkeit, die sich im Bereich des Druckraumes 9 befindet. Um diesen Gasdruck zu kompensieren, bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel im Trom­ melinnenraum 2 soweit radial einwärts, bis ein Druck­ gleichgewicht zwischen den korrespondierenden Flüssigkei­ ten besteht. Der Flüssigkeitsspiegel im Trommelinnenraum 2 kann dadurch bis auf einen dem Kompensationsdruck entspre­ chenden Flüssigkeitsspiegel "d" radial einwärts verschoben werden, wobei noch keine Flüssigkeit an der Austragsvor­ richtung für den Feststoff austreten kann. Der Gasdruck wird entsprechend dem gewünschten Flüssigkeitsspiegel ein­ gestellt und durch die Druckregeleinrichtung 12 auch bei Zulaufschwankungen auf diesem Niveau gehalten.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 2 rotieren die Sperrscheiben 5 und 6 mit der Schleudertrommel 1. Dadurch entfällt die Flüssigkeitsreibung zwischen den Sperrscheiben 5 und 6 und der Flüssigkeit im Trommelinnenraum 2 bzw. der Ableitkam­ mer 4. Zur Übertragung des Gasdruckes aus der Gaszufuhr­ leitung 10 in den Druckraum 9 ist eine Gaszufuhreinrich­ tung 13 mit zwei radial auswärtsgerichteten Dichtscheiben 14 und 15 vorgesehen, die zu beiden Seiten eines Gasleit­ kanals 16 in den Flüssigkeitsspiegel einer Dichtkammer 17 eintauchen. Der Gasdruck überträgt sich bei dieser Ausfüh­ rung von der Dichtkammer 17 auf den Druckraum 9 und be­ wirkt dabei eine radial einwärts gerichtete Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels "D" im Trommelinnenraum 2 auf­ grund des oben beschriebenen Effektes. Da die Dichtschei­ ben 14 und 15 auf einem wesentlich kleineren Durchmesser vorgesehen sind als die Sperrscheiben 5 und 6, sind die Reibungsverluste wesentlich geringer als bei der Ausfüh­ rung nach Fig. 1. Durch einen Zufuhrkanal 18, der mit ei­ nem Ableitkanal 19 des Schälorganes 8 verbunden ist, wird ständig eine geringe Menge der abgeleiteten Flüssigkeits­ phase als Dichtflüssigkeit in die Dichtkammer 17 geleitet und damit deren ständige Füllung gewährleistet.

Zur Minimierung der fliehkraftmindernden Bremswirkung sind die Planflächen der Wehrscheibe 3 mit Rippen 20 und 21 und alle den Dichtscheiben 14 und 15 zugewandten Planflächen mit Rippen 22, 23 und 24 versehen.

Claims (9)

1. Vollmantelzentrifuge mit einer Schleudertrommel zum Trennen eines Feststoff-Flüssigkeitsgemisches, wobei der Trommelinnenraum von einer Ableitkammer für die abgetrenn­ te Flüssigkeit durch eine mit der Schleudertrommel rotie­ rende Wehrscheibe getrennt ist, deren Innendurchmesser den inneren Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels im Trommelin­ nenraum beeinflußt, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Planflächen der Wehrscheibe (3) Sperrscheiben (5, 6) zuge­ ordnet sind, die durch einen den Innendurchmesser der Wehrscheibe (3) durchdringenden Zylinderteil (7) gasdicht miteinander verbunden sind, wobei die erste Sperrscheibe (5) in den Flüssigkeitsspiegel des Trommelinnenraumes (2) und die zweite Sperrscheibe (6) in den Flüssigkeitsspiegel der Ableitkammer (4) eintaucht und der dadurch gebildete Druckraum (9) über einen Gaszufuhrkanal (10) mit einem Gas variablen Druck beaufschlagt ist, wodurch eine stufenlose Veränderung des Flüssigkeitsspiegels im Trommelinnenraum (2) ermöglicht wird.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheiben (5, 6) ortsfest angeordnet sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die zweite Sperrscheibe (6) als Schälorgan (8) ausgebildet ist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planflächen der Wehrscheibe (3) mit Rippen (20, 21) versehen sind.

5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrscheiben (5, 6) mit der Schleudertrommel (1) ro­ tieren und auf der radial einwärts gelegenen Seite des Zy­ linderteiles (7) eine flüssigkeitsgefüllte Dichtkammer (17) vorgesehen ist, in die ein Gasleitkanal (16) radial einwärts vom Flüssigkeitsspiegel mündet, wobei eine orts­ feste Gaszufuhreinrichtung (13) mit zwei radial auswärts gerichteten Dichtscheiben (14, 15) vorgesehen ist, die zu beiden Seiten des Gasleitkanals (16) in den Flüssigkeits­ spiegel der Dichtkammer (17) eintauchen.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle den Dichtscheiben (14, 15) zugewandten Planflächen der Dichtkammer (17) mit Rippen (22, 23, 24) versehen sind.

7. Zentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dichtkammer (17) ein Zufuhrkanal (18) für Dichtflüssigkeit zugeordnet ist.

8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufuhrkanal (18) mit einem Ableit­ kanal (19) des Schälorganes (8) in Verbindung steht.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Gaszufuhrkanal (10) mit einer Gaszufuhrleitung (11) in Verbindung steht, in der eine Druckregeleinrichtung (12) vorgesehen ist.