DE2909772A1 - Verfahren und vorrichtung zum klassieren (insbesondere trocknen) von feinkoernigen, pumpfaehigen stoffen durch zentrifugieren - Google Patents

Description

• Bezeichnung: Verfahren und Vorrichtung zum Klassieren
• (insbesondere Trocknen) von feinkörnigen, pumpfähigen Stoffen durch Zentrifugieren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Klassieren (insbesondere Trocknen) von feinkörnigen, pumpfähigen Stoffen durch Zentrifugieren, wobei die auftretende Zentrifugalkraft die der Zentrifuge aufgegebenen Stoffe nach ihrem spezifischen Gewicht klassiert, und zwar soweit, wie die leichteren Stoffe die schwereren Stoffe hindurchlassen und die schwereren Stoffe die leichteren Stoffe von den weiter zur Trommelwandung befindlichen Plätzen dadurch verdrängen, indem die schwereren Stoffe diesen Platz einnehmen.
• Für einen gegebenen Stoff tritt die Klassierung umso besser ein, je höher die Zentrifugalkräfte sind.
• Bei bekannten Verfahren werden die maximalen Zentrifugalkräfte dadurch begrenzt, daß auf Grund der auftretenden Unwucht die Vibration der Yjaschine ein zulässiges Naß übersteigt.
• Die erfindungsuaßige Vorrichtung hat den Vorteil, daß sich die Zentrifugentrommel die Schwerpunktsdrehachse selbst sucht und dadurch bei jeder Drehzahl und jeder Unwucht ruhig läuft. Die maximalen Zentrifugalkräfte der erfindungsmäßigen Vorrichtung liegen deshalb um Größenordnungen höher als bei bekannten Verfahren und werden nur durch die Dicke der Trommelwandung und durch die Energieverluste beim Abbremsen und Anfahren der Trommel bestimmt.
• Die ratentanmeldung P 2849019.9 gibt den Vorgang wieder, wie die Energie von einer rotierenden Trommel auf die andere, stehende Trommel übertragen wird. Außerdem wird in derselben Patentanmeldung genau beschrieben, wie der Austrag des abgesetzten Materials erfolgt, wenn ein grobstiikkiges Endprodukt erhalten werden soll.
• In der hier vorliegenden erfindungsmäßigen Vorrichtung wird weiter die Möglichkeit gegeben, das Endprodukt aus der Trommel herauszuschaben, so daß dadurch einerseits Schichten verschiedenen spezifischen Gewichtes gesondert ausgetragen werden können und andererseits Materialien ausgetragen werden können, die nicht grobstückig (z.B. schmierige Stoffe) zu handhaben sind.
• Figur 1 gibt eine mögliche Ausführungsform der Zentrifuge wieder.
• Die beiden Zentrifugentrommeln 1 werden über ihre Achse 2 und ein Lagerpaar 3 an dem Tragarm 4 gehalten und sind damit bis auf ihren Rotationsfreiheitsgrad fest miteinander verbunden. Dieser gesamte Verbund ist auf Federn in vertikaler 5 und horizontaler Lage 6 gelagert und wird durch eine Verstellvorrichtung 7 unabhängig vom wechselnden Gewicht des Trommelinhaltes auf konstanter Höhe gehalten. Der Antrieb der Trommeln geschieht mit Hilfe von Gelenkwellen 8 über das Differentialgetriebe 9, das über einen Motor 10 angetrieben wird. Energie speichernde Federn 11 können an den Gelenkwellen und / oder an der Notorseite des Differentialgetriebes angebracht erden. Die Austragsorgane, wie Ausschaber 12 und TransFortband 13 oder -kasten können von der nach außen liegenden, offenen Seite der Zentrifugentronsmel aus in die Trommel eingeführt werden.
• In der Patentanmeldung P 2849019.9 wird eine primitive Ausführungsform beschrieben, bei der der Tragarm 4 mit den Differentialgetriebe 9 fest verbunden ist, d.h. daß die Zentrifugentrommeln direkt auf die Bremstrommeln 18 der Differentialachse aufgeschraubt sind und die Differentialachse auf Federn 5,6 gelagert ist.
• Figur 2 gibt eine Zentrifugentrommel wieder, die ein ehr 14 besitzt für den Fall, daß die zu trennende Flüssigkeit leichter ist als der Feststoff.
• Figur 3 gibt eine Zentrifugentrommel wieder, die ein Wehr 15 und ein Wehr i6 besitzt für den Fall, daß die zu trennende Flüssigkeit schwerer ist als der Feststoff. Das Sieb 17 erleichtert den Austrag des Feststoffes nach dem Schleudervorgang.
• Natürlich sind die beschriebenen Verfahrensbeispiele in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.
• So könnte z.B. bei Trennung von Flüssigkeit und Feststoff mit sehr geringem Feststoffgehalt das Differentialgetriebe wegfallen, weil die Energieersparnis durch das Differentialgetriebe wegen der durch die langen Füllzeiten bedingten, langen Zykluszeiten zu gering wird.

Claims (17)

1. P A T E N T A N 5 P R Ü C H E Verfahren und Vorrichtung zum Zentrifugieren von feinkörnigen, pumpfähigen Stoffen, die Flüssigkeitsanteile enthalten können oder auch nicht und der einseitig gelagerten Zentrifugentrommel von der anderen Seite derart zugeführt werden, daß sie auf Grund der Zentrifugalkraft an die Trommelwandung gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits eine hlassierung des Stoffes in Richtung der Zentrifugalkraft eintritt auf Grund unterschiedlicher spezifischer Gewichte, wobei während oder nach dem Schleudervorgang die differenzierten und abhangig vom senkrechten Abstand zur Trommelachse klassierten Stoffe in Abhängigkeit von ihrem Schalendurchmesser ausgetragen werden können, und andererseits, wenn der Stoffanteil, der nach dem Schleudervorgang ausgetragen werden muß, so groß wird, daß ein Abbremsen und anschließendes Anfahren der Zentrifugentrommel einen ungünstig hohen Energieverbrauch hervorruft, die beim Abbremsen freiwerdende Energie auf eine zweite, zum Anfahren bereite Zentrifugentrommel übertragen wird, so daß in einem alternierenden Verfahren, die Rotationsenergie der Trommeln möglichst der Zentrifuge erhalten bleibt.
2. 2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Separierung von gasförmigen Stoffen, diese auf Grund ihres geringeren spezifischen Gewichtes und der auftretenden Zentrifugalkraft zur Trommelachse hinwandern, von wo aus sie während des Schleudervorganges abgezogen werden können.
3. 3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Separierung von flüssigen Stoffen, die leichter sind als die festen Stoffe, die flüssigen Stoffe zur Trommelachse hinwandern und seitlich, oberhalb (d.h. zur Tron.melachse hin) eines Wehresa abfließen und damit den Schleuderprozeß verlassen können.
4. 4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Separierung von flüssigen Stoffen, die schere sind als die festen Stoffe, die flüssigen Stoffe zur Trommelwand einwandern und seitlich,unterhalb (d.h. zur Tromrnelwand hin) eines ltehresabfließen und damit den Schleuderprozeß verlassen können, wobei ein Sieb, in der Höhe des teures und parallel zur Tron;melwandung angebracht, ein Austragen des Materials nach dem Schleudervorgang erleichtert.
5. 5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Separierung von festen Stoffen, diese sich in Abhängigkeit von ihrem sSezifischen Gewicht in Schalen mit unterschiedlichem. Durchmesser während des Schleudervorganges absetzen und erst nach Beendigung des Schleudervorganges ausgetragen werden können.
6. 6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Fall, wo die nach dem Schleudervorgang an der Trommelwand zurückgebliebenen Stoffe als grobstückiges benötigt erden material für den weiteren Verwendungszweck/und et die Festigkeit des Stoffes auch erlaubt, beziehungsweise die Festigkeit durch ein vorher zugegebenes Bindemittel erreicht wird, die Trommel mit einer biegsamen Wabenform ausgestattet ist, wobei die Größe der einzelnen Waben nach den Ausmaßen des gewünschten, grobstückigen Materials ausgelegt ist und eine Ausdrückvorrichtung an der Zentrifugentrommel angebracht ist, die durch Eindrücken der biegsamen Wabenform an der oberen Stelle der Trommel das grobstückige Material herausfallen läßt, so daß es über ein Transportorgan aus der Trommel heraustransportiert werden kann.
7. 7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den: Fall, wo die nach dem Schleudervorgang an der Tron-melwand zurückgebliebenen Stoffe fiir den weiteren Verwendungszweck nicht grobstückig sein nsüssen, und / oder die aus Gründen der geringeren Festigkeit der geschleuderten Schicht nicht möglich ist, die Trommelwandung glatt ausgestattet istj und das geschleuderte Material nach dem Schleudervorgang mit einer Abschabvorrichtung, die im einfachsten Fall als Messer oder sonst als Fräse, rotierende Schnecke oder ähnliche,Platerial abhebende Vorrichtung ausgebildet sein kann, ausgetragen werden kann, wobei im Bedarfsfall einzelne nach dem spezifischen Gewicht differenzierte Schalen separat ausgetragen werden können.
8. 8. Verfahren und Vorrichtung nach.Anspruch 1, 3, 4, 6 und 7,dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Schleudervorgang noch an den Stellen, die nicht vom Material ausgefüllt sind, verbleibende Flüssigkeit am Ende des Schleudervorganges über eigens dafür angebrachte Öffnungen abfließt, wobei diese Öffnungen entweder während des Schleudervorganges verschlossen und danach geöffnet werden (z.B. über die geschwindigkeitsabhängige Zentrifugalkraft) oder während der ganzen Zeit offen sind, wobei jedoch die Öffnung so klein ist, daß während des Schleudervorganges ein nur geringer Prozentsatz an Flüssigkeit durch die Öffnungen geht.
9. 9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen, durch die ständig die Flüssigkeit austreten kann, so angeordnet werden, daß sie am Ende der Trommel sitzen, wo der Klassiervorgang schon so gut wie abgeschlossen ist, so daß eine Minderung der Trennfähigkeit der Zentrifuge durch das Vorhandensein ständiger Öffnungen kaum auftritt.
10. 10. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge aus zwei Zentrifugentrommeln besteht, die über einen möglichst leichten und möglichst langen Tragarm verbunden sind und die Lagerung der Trommel über zwei Lager geschieht, die die Trommel über eine Welle halten, welche ihrerseits an der Trommelrückwand befestigt ist.
11. 11. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm in der Höhe der beiden Trommellagerungen jeweils von möglichst eichen Federn gehalten wird, sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung.
12. 12. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 10 und 11, dadurch gekenazeichnet, daß bei einer Gewichtsänderung der Trommel durch den Beladungs-und Entleerungsvorgang eine Stellvorrichtung an der vertikalen Federvorrichtung für eine gleichbleibende Lage des Tragarms sorgt.
13. 13. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Tragarm ermöglichte, maximale Schwingungsamplitude größer ist als der Abstand der Trommelwelle (Lagerungsachse) zur Schwerpunktachse der Trommel bei maximaler Unwucht.
14. 14. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Trommel über Gelenkwellen mit einem Differenzialgetriebe geschieht, wobei der Ausgleichskorb über einen Motor mit beiden Drehrichtungen (z.B. Elektromotor) angetrieben wird.
15. 15. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragung während des Energietransfers über pufferfedern (z.B. starke Spiralfedern) geschehen kann, die die gesamte Rotationsenergie der Trommeln oder auch nur einen Teil davon speichern können, wobei diese rufferfedern als Verbindungselement an den Gelenkwellen und / oder an der Bremse, die den Rotor abbremst, angebracht sind.
16. t Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und 10 - 15, durch gekennzeichnet, daß an den Zerstrifugentrommeln und den Antriebsmotor Bremsen angebracht sein können.
17. 17. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die für einen Zentrifugenbetrieb nötige Sicherheit dadurch leicht erreicht erden kann, daß die Zentrifugentrommel innerhalb eines sehr dickwandigen Schutzrohres läuft, wobei die Dickwandigkeit des Schutzrohres einerseits ein Durchschlagen der Wandung vollständig ausschließt und andererseits die große Nasse des Rohres einer plötzlichen Beschleunigung des Schutzrohres entgegenwirkt.