DE2551789C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 3.

Mit der Zentrifuge nach dem Hauptpatent läßt sich ein kontinuierlicher Betriebszustand bei optimal eingestellter Arbeitsleistung gewährleisten, ohne daß die bisher er­ forderlichen großen Sicherheitsbereiche in Drehmoment bzw. Volumendurchsatz vorgegeben sein müssen. In diesen Fällen orientiert man sich an einem nach einer kritischen Größe bemessenen Wert, bei dessen Über- bzw. Unterschreiten die Differenzdrehzahl zwischen Trommelschnecke im Sinne der Wiederherstellung dieses Wertes geändert wird. Die Fest­ stellung der kritischen Werte kann durch Messung geschehen, solche Werte können aber auch fest vorgegeben werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, unter Zugrundelegung einer Zentrifuge nach dem Anspruch 1 des Hauptpatentes schwierige Suspensionen erfolgreich zu behandeln.

Ausgehend von einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 3 wird diese Aufgabe je nach Art der zu be­ handelnden Suspension durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 3 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den ent­ sprechenden Unteransprüchen angegeben.

Eine erste Gruppe von schwierig zu trennenden Suspen­ sionen besteht in solchen, deren Feststoffe bereits in einem hier in Frage kommenden Bereich von Wärme- und/oder mechani­ scher Belastung dazu neigen, ihren Aggregatzustand wieder hin zum flüssigen zu ändern oder sich zu größeren Einheiten zu verfestigen, beides Erscheinungen, die zur Aufrechterhal­ tung des Zentrifugenbetriebes bzw. nachgeschalteter Arbeits­ gänge unbedingt vermieden werden müssen.

Als Beispiel für solche Suspensionen, deren Feststoffe unter den vorerwähnten Belastungen zum Erweichen neigen, wird die Gewinnung von thermoplastischem Kunststoff, insbesondere von Polyvinilchlorid, im folgenden näher dargelegt: Die Kunst­ stoffpartikel sind als ausgefällte Produkte in einer Lösung vorhanden, die als Suspension der Zentrifuge für die Abtren­ nung der Kunststoffpartikel als Feststoff zugeführt werden. Dieser Trennvorgang bestimmt zunächst die Trommeldrehzahl als insoweit konstante Größe. Über die Trommeldrehzahl muß unter Berücksichtigung des spezifischen Gewichtsverhältnisses zwi­ schen Feststoff und Lösung die erforderliche Zentrifugalkraft zur Verfügung gestellt werden. Um einen wirtschaftlichen Be­ trieb zu ermöglichen und einen guten Trocknungsgrad zu errei­ chen, ist man bestrebt, relativ viel Feststoff in den Förder­ gängen der Schnecke anzusammeln, und zwar in dem Bereich, in welchem der Feststoff aus dem Teich im Trennraum der Zentri­ fuge herausgeführt wird. Bei einer angestrebten optimalen Ansammlung von Feststoff erreicht man, daß dieser in Rich­ tung der Förderbewegung relativ früh aus dem Teich heraus­ ragt, die sich an den Teich anschließende Trockenstrecke bis zum Auswurf kann dann ausreichend sein, um eine Entwäs­ serung des Feststoffes je nach Produkt z. B. auf etwa 10% Restfeuchte oder weniger hochzutreiben.

Die Größenordnung der Feststoffansammlung ist eine Funktion der Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel und hängt im übrigen von der Konsistenz der eingegebenen Sus­ pension ab, die Schwankungen unterworfen ist.

Die Beaufschlagung des Feststoffes hin zum Plastifizieren durch den Druck ist gegeben einmal von Seiten der Trommel­ drehzahl und zum anderen von Seiten des Füllungsgrades. Die Trommeldrehzahl liefert die Zentrifugalkraftkomponente, der Füllungsgrad bestimmt die Druckbeanspruchung durch die Schnecke. Überschreitet der sich in den Fördergängen der Schnecke ansammelnde Feststoff aufgrund der nicht kontinuier­ lichen Arbeitsverhältnisse ein bestimmtes Volumen, so kann aufgrund begrenzter Förderleistung der Schnecke die Ansamm­ lung so hoch anwachsen, daß der Feststoff immer weniger Platz in den Fördergängen findet, wodurch sich der Druck von einem bestimmten Füllungsgrad ab schlagartig erhöht. Die­ se Erscheinung führte bislang zum Plastifizieren des Kunst­ stoffes und damit zum Ausfall der Maschine sowie zu Störun­ gen der weiterverarbeitenden Einrichtungen, soweit diesen plastifizierter Kunststoff zugeführt wird. Da die Belastung des Feststoffes von der Schneckennabe aus gesehen bis hin zur Trommelinnenwand ansteigt, findet an letzterer das Plastifizieren statt.

Neben der Druckbelastung ist die Temperatur eine Einfluß­ größe für das Plastifizieren des Feststoffes aus thermo­ plastischem Kunststoff. Die Temperatur setzt sich zusammen aus der normalen Betriebstemperatur bzw. Umgebungstempera­ tur innerhalb der Zentrifuge und aus einer von einer Reib­ leistung herrührenden Temperaturkomponente. Diese Reib­ leistung ist eine Funktion des Füllungsdruckes und der Reib­ geschwindigkeit der Schnecke.

Die Reibgeschwindigkeit der Schnecke ist proportional abhän­ gig von der Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel. Wird die Differenzdrehzahl erhöht, so erhöht sich die Reib­ geschwindigkeit und damit einer der Faktoren der Reibleistung. Eine Erhöhung der Differenzdrehzahl würde hier also zunächst zu einer erhöhten Temperaturbelastung des Kunststoffes füh­ ren.

Der Füllungsdruck ist andererseits abhängig von der Trommel­ drehzahl und dem Füllungsgrad, es handelt sich hier insoweit um die gleiche Einflußgröße, die unter dem Begriff "Druck" weiter oben bereits angesprochen wurde. Unter der Annahme, daß die Trommeldrehzahl bei einer bestimmten Suspension kon­ stant auf einen geeigneten Wert eingestellt wird und unabhän­ gig von Schwankungen des Feststoff-Flüssigkeits-Gemisches konstant bleibt, muß der Füllungsgrad geändert werden. Der Füllungsgrad ist eine Funktion des Verhältnisses zwischen dem benötigten Fördervolumen und dem tatsächlichen Fördervolumen. Das benötigte Fördervolumen ist dasjenige, bei dessen Über­ schreiten die Plastifizierung eintritt, weil die Kunststoff­ ansammlung in den Fördergängen der Schnecke zu groß wird. Das ist wiederum der bereits vorstehend angesprochene Zeit­ punkt eines plötzlichen Anstieges des Druckes. Das benötigte Fördervolumen hängt ab von der Art des Feststoffes, dem Trenn­ grad und der pro Zeiteinheit zu verarbeitenden Feststoffmenge. Das tatsächliche Fördervolumen ist proportional zur Differenz­ drehzahl und muß oberhalb des benötigten Fördervolumens ge­ halten werden. Fällt das tatsächliche Fördervolumen gegen das benötigte Fördervolumen hin ab, so tritt die Erscheinung der Überfüllung der Fördergänge mit Feststoff auf, damit ergibt sich die Gefahr des Plastifizierens.

Diese Darlegung der verschiedenen Einflüsse und der damit ver­ bundenen Plastifizierungsgefahr verdeutlicht, daß mit der bisherigen konstanten oder von Hand nachregelbaren Differenz­ drehzahl ein optimaler Betrieb nicht möglich war. Es mußten hier Sicherheiten hinsichtlich des Fördervolumens berücksich­ tigt werden, die dazu führten, daß der Füllungsgrad in der Maschine weit unter dem Optimalen lag.

Die im Rahmen des Hauptpatentes geschilderte Möglichkeit der stufenlosen Änderung der Differenzdrehzahl in Abhängigkeit beispielsweise vom Schneckendrehmoment läßt es zu, die Belast­ barkeit des Feststoffes bis zur zulässigen Grenze durch fein­ fühliges Abtasten auszunutzen und daher optimale Trennungs­ ergebnisse bzw. einen hohen Trocknungsgrad des Feststoffes zu erzielen.

Nähert man sich nämlich hinsichtlich der Feststoffansammlung dem Punkt der Überfüllung, bei dem der auf den Feststoff aus­ geübte Druck schlagartig anwächst, so wird durch entsprechen­ des Abtasten des Betriebsdruckes in den Fördergängen bzw. des Drehmomentes der Schnecke das tatsächliche Fördervolumen durch Erhöhen der Differenzdrehzahl gesteigert, so daß durch erhöh­ te Abförderung von Feststoff die Feststoffansammlung in dem Förderschneckenraum verringert wird. Dadurch sinkt der Fül­ lungsdruck, was einer entsprechenden Verringerung der Tempera­ turbelastung gleichkommt.

Zieht man die Gesambilanz der Einflüsse, so stellt man fest, daß die Erhöhung der Reibgeschwindigkeit durch die Zunahme der Differenzdrehzahl zum Zwecke der Erhöhung des tatsächli­ chen Fördervolumens hinsichtlich der Gesamtbelastung des Feststoffes auf das Plastifizieren zu nicht so stark ins Ge­ wicht fällt wie die Reduzierung des Füllungsdruckes. Dies kann man sich vergröbert auch dadurch klar machen, daß bei vollständigem Ausfüllen der Fördergänge mit Feststoff dessen Reibbelastung nicht mehr überwiegend von der Differenzdrehzahl abhängt, sondern ausschlaggebend von dem sich schlagartig er­ höhenden Druck in den restlos gefüllten Wänden.

Durch den vorbeschriebenen Einsatz der Zentrifuge nach dem Hauptpatent bei entsprechender Bestimmung des Schwellwertes ge­ lingt es, die Feststoffansammlung in den Fördergängen der Schnecke bei schwankender Konsistenz der eingegebenen Suspen­ sion auf einem optimalen Wert zu halten, der es gestattet, einen verhältnismäßig sehr trockenen Feststoff zu erhalten, ohne daß die Gefahr des Plastifizierens des Feststoffes be­ steht.

Wie vorstehend bemerkt, hat auch die Trommeldrehzahl eine Belastung des Feststoffes zur Folge, diese Belastung ist allerdings durch die für das Trennen erforderliche Fliehkraft praktisch unumgänglich und auch beherrschbar. Es wäre aller­ dings denkbar, bei drohender Überfüllung der Fördergänge der Schnecke die Trommeldrehzahl zu verringern, wodurch die Fliehkraftbelastung des Feststoffes entsprechend herabgesetzt würde. Der Feststoff würde sich dann leichter austragen las­ sen, da für seine Bewegung in Förderrichtung weniger Energie erforderlich ist. Ansonsten würde sich aber die Belastungs­ kurve des Feststoffes nur insgesamt nach unten verschieben lassen, insbesondere wäre durch eine starke Reduzierung der Trommeldrehzahl der Förderbetrieb gestört, man könnte genö­ tigt sein, den Suspensionseinlauf zu drosseln.

Der als Hydraulikmotor ausgebildete Trommelantrieb ist in die Steuerung im Sinne einer Trommeldrehzahlminderung bei über den Schwellwert anwachsender Feststoffansammlung einbezogen. Dies hat den Vorteil, daß die Steuerung insgesamt noch feinfühliger durchgeführt bzw. plötzlichen und stärkeren Feststoffansammlungen schneller be­ gegnet werden kann. Es kann also durchaus bei schneller An­ näherung an den kritischen Punkt der Überfüllung sowohl die Differenzdrehzahl der Schnecke erhöht als auch die Trommel­ drehzahl herabgesetzt werden. Hierzu ist die Ausbildung des Trommelantriebsaggregates als Hydraulikmotor einmal deshalb von Bedeutung, als man die gleichen Einrichtungen mit für die Steuerung des Trommelantriebes verwenden kann, zum anderen läßt sich der Hydraulikmotor ohne Schwierigkeiten so betreiben, daß er bei Antrieb durch die Trommel als Pumpe ar­ beitet. Diese Pumpe kann gegen einen Widerstand arbeiten, so daß auf die Trommel ein Bremsmoment ausgeübt wird, was zur entsprechend schnelleren Verringerung der Trommeldrehzahl führt.

Es gibt andererseits Suspensionen, die sich deshalb schwer behandeln lassen, weil der auszutragende Feststoff hinsicht­ lich seiner Beschaffenheit die Neigung hat, an den Wendeln der Förderschnecke beim Ausheben aus dem Teich in diesen zu­ rückzurutschen. Als Beispiel hierfür wird besonders auf den sogenannten Belebtschlamm verwiesen. Man hat sich bisher dadurch geholfen, daß man die Fördergeschwindigkeit höher gewählt hat als die Rückflußgeschwindigkeit des Feststoffes. Die Folge davon ist, daß der Feststoff durch nur kurze Verweilzeit im Trennraum und der Trockenstrecke rela­ tiv naß ausgetragen wird. Die sogenannte Packungsdichte ist so gering, daß dieser Belebtschlamm in Deponien nicht abgela­ den werden kann.

Eine entsprechend ausgerüstete Zentrifuge eignet sich ins­ besondere für solche Feststoffe, deren Beschaffenheit hin­ sichtlich der Rückfließeigenschaft an den Wendeln der För­ derschnecke sich ändert. Dies äußert sich in einer entspre­ chenden unterschiedlichen Belastung der Schnecke; ein von daher abgeleiteter Belastungswert kann daher zur Steuerung der Trommeldrehzahl derart verwendet werden, daß diese auf einen Wert eingestellt wird, der das Zurückfließen des Feststoffes möglichst verhindert.

Je nach zu trennender Suspension können sich allerdings Schwie­ rigkeiten dadurch ergeben, daß die dann sich einstellende Trommeldrehzahl nicht mehr ausreicht, um eine genügende Fliehkraft auf den Feststoff auszuüben, damit dieser mög­ lichst vollständig zur Innenwand der Trommel hin sedimentiert. Für diesen Fall wird daher derart vorgegangen, daß die Steuerung den Trommelantrieb und den Schneckenantrieb intervallmäßig derart beein­ flußt, daß auf eine Intervallphase hoher Trommeldrehzahl und verringerter Differenzdrehzahl zwischen Trom­ mel und Schnecke für die Sedimentation eine Intervallphase verringerter Trommeldrehzahl und erhöhter Differenzdrehzahl für das Austragen des abgesetzten Fest­ stoffes folgt und umgekehrt. Ein solches Vorgehen hat den Vorteil, daß man mit hohen Trommeldrehzahlen eine gute Sedimentation herbeiführen kann, während dieser Phase braucht auf den Austrag keine Rücksicht genommen zu wer­ den. Sobald sich genügend Feststoff angesammelt hat, wird dann eine Phase verringerter Trommeldrehzahl nachgeschal­ tet, in welcher der sedimentierte Feststoff ausgetragen wird, und zwar mehr oder weniger ohne Zurückrutschen des Feststof­ fes, weil die auf den Feststoff wirkende Zentrifugalkraft bei der verringerten Trommeldrehzahl entsprechend herabge­ setzt ist. Auf diese Weise lassen sich ansonsten schwer se­ dimentierende und aus dem Teich zu fördernde Feststoffe un­ ter hoher Zentrifugalkraft kompakt an dem Trommelmante ab­ setzen und dann bei herabgesetzter Zentrifugalkraft mit an­ nähernd beliebiger Geschwindigkeit aus dem Teich heraus und über die Trockenstrecke fördern. Die jeweils zu wählenden Betriebsbedingungen hängen davon ab, wie die Konsistenz der jeweiligen Suspension beschaffen ist. Es ist durchaus mög­ lich, in dieser intermittierenden Arbeitsweise oder in die­ sem Chargenbetrieb den Suspensionszulauf kontinuierlich (konstant) aufrechtzuerhalten, es kann aber auch derart vor­ gegangen werden, daß auch der Zufluß der Suspension entspre­ chend angepaßt variiert wird.

Es ist grundsätzlich möglich, den intermittierenden Betrieb nach einem fest vorhergegebenen Zeitrhythmus durchzuführen. Im Sinne eines selbsttätig ablau­ fenden Betriebs vor dem Hintergrund größter Wirtschaftlich­ keit wird man jedoch bevorzugt derart vorgehen, daß die Trommeldrehzahl nach Maßgabe der in der Trommel vorhandenen Bedingungen eingestellt wird. Ist beispielsweise eine genügen­ de Feststoffmenge vorhanden, so äußert sich dies in einem erhöhten, der Schnecke abverlangten Drehmoment. Dieser sich im Betrieb einstellende Zustand kann als Steuergröße für die Trommeldrehzahl verwendet werden, wenn er einen vorgegebenen Schwellwert erreicht. In diese Steuerung kann eine unterschied­ liche Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel mit einbezogen werden, beispielsweise dergestalt, daß die Schne­ cke bei hoher Trommeldrehzahl relativ langsam zur Trommel um­ läuft und danach in einer Phase verminderter Trommeldrehzahl ansteigt. Als Belastungswert kann auch die Größenordnung der ab­ laufenden Flüssigkeit dienen, soweit diese durch unterschied­ liche Feststoffansammlungen im Trennraum beeinflußt wird. Da der Antrieb der Schnecke an der Trommel abgestützt ist, be­ steht eine einfache Möglichkeit der Gewinnung des Belastungswertes darin, das Drehmoment der Trommel zu messen, und zwar durch Abfühlen der Druckleitung des Antriebsölmotors der Trommel. Das Trommeldrehmoment ist proportional der Durchsatzmenge an Suspension. Arbeitet man beispielsweise mit einem Feststoff, der der Schnecke nur wenig Widerstand entgegensetzt, so kann der Unterschied des Schneckendrehmomentes in Abhängigkeit von der Menge des Feststoffes zu gering sein, um eine Meßgröße daraus zu gewinnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Wiedergabe des Ausführungsbei­ spieles,

Fig. 2 eine schematische Teildarstellung der Zentrifuge zur Verdeutlichung der Abhängigkeit des auf den an der Innenwand der Trommel anliegenden Fest­ stoff wirkenden Druckes in Abhängigkeit vom Ra­ dius des Trommelinnenraumes,

Fig. 3 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Druckes vom Füllungsgrad wiedergibt.

Bei einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge treibt ein Antriebsmotor 1 den Mantelteil, die Trommel 2 über einen Riementrieb direkt an. Innerhalb der Trommel 2 ist eine Schnecke 3 gelagert, die gegenüber der Trommel 2 mit einer gewissen Differenzdrehzahl vor- oder nachlaufen soll.

Die Schnecke 3 ist über einen Hydraulikmotor 4 getrieblich mit der Trommel 2 verbunden. Der Hydraulikmotor 4 wird mit seinem Gehäuse oder Stator durch die Trommel 2 mitgenommen, da diese Teile fest aneinander angekuppelt sind. Der Rotor des Hydraulik­ motors bewegt sich relativ zu dem Stator oder Gehäuse in Abhängigkeit von der Menge an Druckmittel, die ihm über die Druckmittelleitung 5 zugeführt wird. Die Zuführung geschieht durch eine Drehdurchführung 6. Diese Drehdurchführung 6 stellt sicher, daß ohne größere Leckverluste die Druckflüssigkeit aus der ortsfesten Druckleitung 5 in den Hydraulikmotor 4 hinein und aus diesem wieder abfließen kann.

Je mehr Druckmedium dem Hydraulikmotor 4 über die Druckleitung 5, in der sich ein Filter 7 befindet, und die Drehdurchführung 6 zugeführt wird, umso größer ist die Differenzdrehzahl, mit der die Schnecke 3 gegenüber der Trommel 2 umläuft. Ist ein größeres Antriebsdrehmoment, um diese Differenzdrehzahl auf­ recht zu erhalten, erforderlich, so erhöht sich der Druck in der Leitung 5. Dieser Druckanstieg wird vom Druckfühler 8 aufgenommen und ausgewertet. Sobald dieser Druck eine Federspannung übersteigt, die dem eingestellten Wert entspricht, wird über eine Meldelei­ tung, beispielsweise eine elektrische Leitung, ein Druckmittelmenge-Steuerglied, beispielsweise ein Wegeventil 9, derart geschaltet, daß die von einer Zusatzpumpe 10 geforderte Flüssigkeitsmenge, die bei nicht vorhandenem Steuersignal drucklos abgeleitet wird, in die Druckleitung 5 gelangt. In der Druckleitung 5 vereinigen sich dann, wenn der Druck größer als der eingestellte Wert ist, die geförderten Druckmittelmen­ gen der Zusatzpumpe 10 und der Hauptpumpe 11. Im Falle des Normalbetriebes wird der Druckmittelfluß in der Druckleitung 5 zum Hydraulikmotor 4 alleine von der Hauptpumpte 11 bewerkstelligt. Um diese Druckmit­ telförderung in der Leitung 5 und damit die Differenz­ drehzahl zwischen der Trommel 2 und der Schnecke 3 einstellen zu können, ist die Hauptpumpe 11 regelbar ausgebildet. Es ist auch möglich, die Hauptpumpe 11 starr auszubilden und durch eine Bypass-Schaltung die geförderte Menge in der Druckleitung 5 zu beeinflussen. Eine solche Bypass-Schaltung kann auch bei der Zusatzpumpe 10 durchgeführt werden. Dadurch ist die Druckmittelmenge stufenlos variierbar. Anstelle nur einer Zusatzpumpe können mehrere solcher Zusatz­ pumpen vorgesehen sein, die nacheinander zu- bzw. abgeschaltet werden können.

Die Pumpeneinrichtung - hier als regelbare Hauptpumpe 11 und Zusatzpumpe 10 ausgebildet - wird im vorliegenden Beispiel vom selben Antriebsmo­ tor 1 angetrieben, der auch die Trommel 2 in Umdrehung versetzt.

Im linken Teil der Zeichnung ist schematisch die Zuführung des zu trennenden Gutes gezeigt, es handelt sich dabei um eine Zuführpumpe 12, die von einem Motor 13 angetrieben wird.

Druckfühler 14 und 15 sind als Sicherheitsmaßnah­ men eingebaut. Im Falle des Druckfühlers 14 wird ab Übersteigen eines gewissen Druckes die Zufuhr des zu trennenden Gutes unterbrochen, indem der Motor 13 durch einen von dem Druckfühler 14 gesteuerten Kontakt 16 abgeschaltet wird. Der Druckfühler 15 dient als Sicherheitsschalter, beispielsweise bei plötzlicher Blockierung der Schnecke gegenüber der Trommel mit der Folge eines entsprechend plötzlichen Druckanstie­ ges in der Leitung 5. In diesem Falle wird mit Hilfe des von dem Druckfühler 15 gesteuerten Schalters 17 der Antriebsmotor 1 außer Betrieb gesetzt. Eine weitere Sicherheitsmaßnahme ist durch ein Druckbegrenzungs­ ventil 18 vorgesehen, das an die Leitung 5 angeschlossen ist.

Die Rückführleitungen münden beim Ausführungs­ beispiel jeweils in einen Sammelbehälter. Ein geschlos­ sener Kreislauf des Druckmediums ist ebenfalls möglich.

Bei Verringerung der Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel aufgrund höherer mechanischer Belastung der Schnecke steigt der Druck in der Leitung an, was zu einer zusätzlichen Druckflüssigkeitsförde­ rung in die Druckleitung 5 durch die Zusatzpumpe 10 führt. Wird aufgrund dieser zusätzlichen Flüssigkeits­ menge die Differenzdrehzahl zwischen Schnecke und Trommel erhöht, so verringert sich der Druck in der Leitung 5 entsprechend, worauf der Druckfühler 8 das Steuersignal zu dem Wegeventil 9 unterbricht, so daß das Wegeventil 9 in seine gezeichnete Leerlaufstellung zurückgeht. Die Zusatzpumpe 10 fördert also leer, sie trägt zur Flüssigkeitsmenge in der Druckleitung 5 nichts bei.

Der Antriebsmotor 1 treibt eine weitere Pumpe 19 an, die in gleicher Weise regelbar ausgeführt ist wie die Pumpe 11. Diese Pumpe 19 speist über ein Filter 20 einen weiteren Hy­ draulikmotor 21, dessen mechanischer Abtriebsteil über einen Keilriementrieb die Trommel 2 antreibt.

Eine Steuerung der Drehzahl des Hydraulikmotors 21 für den Antrieb der Trommel 2 kann auf vielerlei Weise erfolgen. So kann beispielsweise die Pumpe 19 hinsichtlich ihrer För­ derleistung verstellt werden, es kann in die Leitung zwi­ schen der Pumpe 19 und dem Hydraulikmotor 21 eine Drossel­ einrichtung vorgesehen werden. Nimmt man an, daß ein nach­ zuregelnder Wert wiederum durch Abtasten des Druckes in der Speiseleitung für den Hydraulikmotor 4 der Schnecke er­ mittelt wird, ähnlich also dem Druckfühler 8, so läßt sich in entsprechender Weise wie das Wegeventil 9 für die Zusatzpumpe 10 eine Beeinflussung der Förderleistung der Pumpe 19, eine Verstellung einer zwischen dieser und dem Hydraulikmotor 21 für die Trommel 2 eingeschaltete Drossel­ einrichtung oder dergleichen erreichen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, eine die Drehzahl des Hydraulikmotors 21 für die Trommel 2 beeinflussende Drosseleinrichtung in die Rückleitung dieses Motors 21 zum Sammelbehälter für die Hy­ draulikflüssigkeit einzuschalten.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt allerdings eine weitere Nutzung des Hydraulikmotors 21 für die Trommel 2, die ein Einschalten eines Drosselorgans in die Rückleitung des Motors 21 nicht ohne weiteres erlaubt. Der Hydraulik­ motor 21 soll nämlich bestimmungsgemäß bei Antrieb durch die Trommel, also bei Drosselung oder Unterbringung der Hy­ draulikmittelzufuhr durch die Pumpe 19, selbst als Pumpe ar­ beiten. Für diesen Fall wird in die Rückleitung zwischen dem Hydraulikmotor 21 und dem Sammelbehälter eine Drossel- bzw. Schalteinrichtung 22 eingeschaltet, die es erlaubt, daß die Pumpe gegen einen gegebenenfalls einstellbaren Widerstand anarbeiten muß.

Arbeitet der als Pumpe von der Trommel 2 angetriebene Hy­ draulikmotor 21 gegen einen Drosselwiderstand an, so kann man dadurch erreichen, daß auf die Trommel 2 von dem als Pumpe arbeitenden Hydraulikmotor 21 ein Bremsmoment ausgeübt wird. Dies unterstützt die rasche Wirkung der Steuerung der Trommeldrehzahl, soweit eine solche beabsichtigt ist. Im übrigen hat ein solches Abbremsen den Vorteil, daß der Trenn­ raum der Zentrifuge bei Außerbetriebsetzen völlig geleert werden kann. Der mit der Trommel umlaufende Teich läuft näm­ lich bei Abbremsen der Trommel aufgrund seiner Massenträg­ heit entlang der Gänge der Förderschnecke und gelangt je nach Steigungsrichtung der Trommel zum Feststoffaustrag oder zum anderen Ende der Trommel, an dem sich bei Gegenstromzen­ trifugen der Flüssigkeitsablauf befindet. Eine solche Rest­ entleerung ist insbesondere bei solchen Stoffen von erheb­ licher Bedeutung, die dazu neigen, sich bei Stillstand zu verfestigen, abzubinden oder dergleichen, und die damit die Beweglichkeit zwischen der Trommel und der Schnecke beein­ trächtigen oder unterbinden.

Im vorliegenden Beispiel wird die Pumpenwirkung des von der Trommel 2 angetriebenen Hydraulikmotors 21 dazu ausgenutzt, der Drehdurchführung 6 Notlaufeigenschaften zu verleihen. Fällt nämlich aufgrund eines Fehlers die Druckversorgung für den Hydraulikmotor 4 der Schnecke aus, so kann die feh­ lende Druckmittelzufuhr zu einer Zerstörung der Drehdurch­ führung 6 führen; dies insbesondere dann, wenn die Trommel 2 relativ langsam, d. h. ungebremst, ausläuft. Um sicherzu­ stellen, daß die Drehdurchführung 6 in jedem Falle geschmiert wird, solange sich die Trommel 2 dreht, ist der Pumpenaus­ gang des Hydraulikmotors 21 über ein Rückschlagventil 23 mit der Leitung 5 zwischen Pumpe 11 und der Drehdurchführung 6 verbunden. Wird nun die Leitung 5 aus welchem Grunde auch immer drucklos, so kann man dafür sorgen, daß die Leitung 5 über das Rückschlagventil 23 gespeist wird, sobald mit Hilfe der Schalteinrichtung 22 die Rückleitung zwischen dem Aus­ gang des Motors 21 und dem Sammelbehälter gesperrt wird. Die Schalteinrichtung 22 kann entsprechend gesteuert werden, bei­ spielsweise durch eine an die Leitung 5 angeschlossene Druck­ überwachungseinrichtung, wie sie durch die Druckfühler 14 und 15 wiedergegeben ist.

Um einerseits sicherzustellen, daß der bei Antrieb durch die Trommel 2 als Pumpe arbeitende Motor 21 Druckmittelflüssig­ keit ansaugen kann, ist die Pumpe 19 durch ein entsprechen­ des Einwegventil 24 überbrückt. Weiterhin ist dafür Sorge getragen, daß eine Speisung der Leitung 5 über das Rück­ schlagventil 23 nicht durch eine beispielsweise defekte Pumpe 11 wieder derart abfließen kann, daß sie nicht der Schmierung der Drehdurchführung 6 zugute kommt. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Einspeisepunkt über das Rückschlag­ ventil 23 und den Ausgang der Pumpe 11 ein weiteres Ein­ wegventil 25 eingeschaltet.

Will man mit der Zunahme der Differenzdrehzahl zugleich eine Abnahme der Trommeldrehzahl verbinden, so kann man das Aus­ gangssignal des Druckfühlers 8 der Ein­ stelleinrichtung der Pumpe 19 zuführen, so daß deren Förder­ menge abnimmt. Dieser Betrieb entspräche demjenigen für die Behandlung von schwer sedimentierbaren Stoffen wie Belebt­ schlamm und auch der Behandlung von Suspensionen mit thermo­ plastischen Kunststoffen, wenn man hierfür zugleich eine Ände­ rung der Trommeldrehzahl vorsehen will.

Eine reizvolle Variante ergibt sich noch dadurch, daß man die Verbindung zwischen dem Ausgang des Motors 21 und der Zuführ­ leitung 5 zum Hydraulikmotor 4 über das Rückschlagventil 23 dazu ausnutzt, durch die Pumpwirkung des Hydraulikmotors 21 bei Abbremsen der Trommel 2 das Druckmittelvolumen in der Leitung 5 des Hydraulikmotors 4 zu erhöhen. Man erhöht also die Differenzdrehzahl bei abnehmender Trommeldrehzahl durch Unterstützen der Leistung der Zusatzpumpe 10, auf die man un­ ter Umständen dann auch verzichten kann. Ein solcher Betrieb kommt insbesondere für die Behandlung von Belebtschlamm-Sus­ pensionen in Betracht.

Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen schematisch wiedergegebenen Ausschnitt aus dem Innenraum der Trommel 2 und der Schnecke 3. In diesen Raum ist eine Kurve eingezeich­ net, die erkennen läßt, daß der Druck in Abhängigkeit von dem Trommelinnenraumradius r zur Trommelinnenwand hin anwächst und dort den Wert P _R annimmt. Übersteigt dieser auf den Feststoff ausgeübte Druck an der Trommelinnenwand einen Höchstwert Pmax, dann tritt die Plastifizierung des an der Trommelinnenwand vorhandenen thermoplastischen Feststoffes ein.

Das Diagramm gemäß Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Druckes P _R von dem Füllungsgrad, d. h. der Füllung der Schneckenför­ dergänge mit Feststoff im Bereich des Übertrittes aus dem Teich zum Feststoffaustrag. Man erkennt an dem Kurvenverlauf, daß dieser von einem bestimmten kritischen Punkt an steil nach oben abknickt. Dieser Knick bezeichnet die völlige Fül­ lung der Schneckenförderwendel, durch zusätzlich angeförder­ ten Feststoff steigt die Druckbelastung stark an, und man gerät sehr schnell in den Plastifizierungsbereich. Der Re­ gelbereich liegt kurz unterhalb des kritischen Betriebspunk­ tes, weil man bestrebt ist, die Förderschneckenwendel tat­ sächlich bis zur Schneckennabe hin anzufüllen.

Claims (4)

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit gegenüber ihrem Mantelteil mit Differenzdrehzahl umlaufendem Schneckenteil, wobei ein Teil an ein Antriebs­ aggregat angeschlossen ist und mit dem anderen Teil über eine differenzdrehzahlvariable Kupplung mit einer Hydraulikmaschine, deren Druckmittelfluß ein­ stellbar ist, in Verbindung steht, wobei an eine Druckmittelleitung ein Druckfühler zur Messung der Drehmomentbelastung der Schnecke angeschlossen ist, derart, daß der Druckfühler dann, wenn bei wachsender Drehmomentbelastung der Schnecke der Druck des Druck­ mittels ansteigt, ein Druckmittelmengesteuerglied zur Erhöhung der Druckmittelmenge pro Zeiteinheit und damit zur Erhöhung der Differenzdrehzahl steuert, und daß dieser Druckfühler nach Erreichen einer ent­ sprechenden abgesunkenen Drehmomentbelastung der Schnecke und damit verringertem Druck des Druck­ mittels das Druckmittelmenge-Steuerglied zur Ver­ ringerung der Druckmittelmenge pro Zeiteinheit steuert, nach Patent 25 25 280, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung zur Trennung von Suspensionen mit unter Temperatur- und/oder Druckbeaufschlagung zum Erweichen neigenden Feststoffen, insbesondere von in einer Lösung durch Ausfällen oder dergleichen enthaltenen thermo­ plastischen Kunststoffpartikeln von der Flüssigkeit, nach Maßgabe einer optimalen Feststoffansammlung in den Fördergängen der Schnecke (3) im Bereich des Aus­ hubes des Feststoffes aus dem Teich im Trennraum der Zentrifuge, durch welches Optimum der Feststoffan­ sammlung ein Drehmoment-Belastungsschwellwert be­ stimmt ist, der den Druckfühler (8) aussteuert.

2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Hydraulikmotor (21) ausgebildete Antriebs­ aggregat in die Regelung im Sinne einer Trommeldreh­ zahlminderung bei über die Sollgröße anwachsender Feststoffansammlung bzw. Belastung oder Verfestigung einbezogen ist.

3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit gegenüber ihrem Mantelteil mit Differenzdrehzahl umlaufendem Schneckenteil, wobei ein Teil an ein Antriebs­ aggregat angeschlossen ist und mit dem anderen Teil über eine differenzdrehzahlvariable Kupplung mit einer Hydraulikmaschine, deren Druckmittelfluß ein­ stellbar ist, in Verbindung steht, wobei an eine Druckmittelleitung ein Druckfühler zur Messung der Drehmomentbelastung der Schnecke angeschlossen ist, derart, daß der Druckfühler dann, wenn bei wachsender Drehmomentbelastung der Schnecke der Druck des Druck­ mittels ansteigt, ein Druckmittelmenge-Steuerglied zur Erhöhung der Druckmittelmenge pro Zeiteinheit und damit zur Erhöhung der Differenzdrehzahl steuert, und daß dieser Druckfühler nach Erreichen einer ent­ sprechenden abgesunkenen Drehmomentbelastung der Schnecke und damit verringertem Druck des Druck­ mittels das Druckmittelmenge-Steuerglied zur Ver­ ringerung der Druckmittelmenge pro Zeiteinheit steuert, nach Patent 25 25 280, gekenn­ zeichnet durch die Verwendung zur Trennung von Suspensionen mit feststoff starker Wasserbindung, geringen Wichteunterschiedes zur Flüssigkeit oder dergleichen, insbesondere Belebt­ schlamm, und durch Ausbildung auch des Antriebs­ aggregates als in eine Steuerung einbezogener Hydraulikmotor.

4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung den Trommelantrieb und auch den Schnecken­ antrieb intervallmäßig derart beeinflußt, daß ab­ wechselnd auf eine Intervallphase hoher Trommeldreh­ zahl und verringerter Differenzdrehzahl für die Sedimentation eine Intervallphase verringerter Trommeldrehzahl und erhöhter Differenzdrehzahl für das Austragen des abgesetzten Feststoffes folgt.