DE1285409B - Vollmantelzentrifuge mit einer am Aussenrand der Schleudeudertrommel vorgesehenen spaltfoermigen Austragsoeffnung - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine Vollmantelzentrifuge einen großen Austragsspalt für den Feststoff und in mit einer am Außenrand der Schleudertrommel von seiner tiefsten Stellung mit dem Trommelboden einen dem geneigten Trommelmantel und dem waagerech- zwischen dem Dichtungsring und Trommelraum lieten Trommelboden gebildeten spaltförmigen Aus- genden Ringspalt bildet, dessen Weite in der Größentragsöffnung, die mit einem blähfähigen Dichtungs- 5 Ordnung der Teilchen der Feststoffe der Suspension ring versehen ist, der einen im Trommelboden an- liegt, und der Ringraum mindestens eine nach außen geordneten Ringraum mit mindestens einer der Zen- gerichtete Öffnung besitzt, deren Querschnitt kleiner trifugenachse zugekehrten Zuleitung für Flüssigkeit ist als der Querschnitt der Zuleitung für die FIüsabschließt. sigkeit.

Derartige Zentrifugen werden zum Separieren von io Hierdurch wird erreicht, daß sich der Feststoff in Suspensionen befindlichen Feststoffen oder zum bei verschlossener Schleudertrommel im Trommel-Trennen von Emulsionen in ihre einzelnen Fraktionen raum vor dem ringförmigen Spalt absetzt und die verwendet, wobei die spaltförmige Austragsöffnung Flüssigkeit zum Abfließen zur Trommelachse verwährend des Trennvorganges stets verschlossen ist. drängt und somit Feststoff und Flüssigkeit vonein-

So ist bereits eine Vollmantelzentrifuge bekannt- 15 ander getrennt werden. Die Flüssigkeit gelangt zum geworden (deutsches Patent 75 673), bei der eine Teil in den Ringraum und bewirkt das Andrücken Emulsion mechanisch gemischter Flüssigkeiten ver- des Dichtungsringes an den Trommelmantel. Sobald schiedener Dichte in einzelne Fraktionen getrennt der Trommelraum mit Feststoff gefüllt ist, wird die wird. Bei dieser Zentrifuge kann der im Trommel- Zufuhr des Flüssigkeits-Feststoff-Gemisches abgeboden angeordnete Ringraum durch das Einfüllen 20 stellt, so daß keine Flüssigkeit mehr in die Zuleitung einer Flüssigkeit gefüllt werden, die unter der Ein- zum Ringraum einfließen kann. Dadurch senkt sich wirkung der Zentrifugalkraft in den Ringraum ge- die Dichtung und gibt den Ringspalt frei, der so klein drückt wird und dadurch den Dichtungsring gegen ist, daß keine Feststoffteilchen austreten können; den Trommelmantel drückt und damit die spaltför- denn die einzelnen Feststoffteilchen stützen sich vor mige Austragsöffnung abschließt. Bei dieser bekann- 35 diesem Ringspalt gegenseitig ab. Durch den engen ten Zentrifuge übt der den Spalt abschließende Dich- Ringspalt kann aber die noch in den Hohlräumen tungsring eine Steuerfunktion aus. Die schwerere zwischen den Feststoffteilchen stehende Flüssigkeit Flüssigkeit setzt sich im äußeren Trommelraum ab ausgeschleudert werden. Ist der Feststoff trocken, und verdrängt die leichtere nach innen, die zum dann wird der Trommelmantel zum Austragen des Schließen der Dichtung benutzt wird. Solange zwi- 30 trockenen Feststoffes angehoben, so daß die spaltschen der Zufuhr des Gemisches und dem Abfluß förmige Austragsöffnung schlagartig um ein Beträchtder auszutragenden Flüssigkeit Gleichgewicht liches vergrößert wird. Die erfindungsgemäße Zentriherrscht, tritt keine Flüssigkeit aus dem Ringspalt fuge ist demzufolge in der Lage, auch einen trockeder Schleudertrommel aus. Erst wenn der Druck des nen Feststoff auszutragen. Dies ist beispielsweise bei auszutragenden Mittels größer als der Dichtungs- 35 den bekannten Zentrifugen nicht möglich, weil die druck wird, öffnet sich der Dichtungsring geringfügig. Austragsöffnungen den einmal vorgegebenen Quer-Solange also Emulsion nachgefüllt wird, ist die Trom- schnitt beibehalten und folglich nur pumpfähige mel ständig geöffnet, und die schwerere Flüssigkeit Schlämme austragen können, wird ausgetragen. Erst wenn der Zustrom der Emul- Bei einer weiterhin bekanntgewordenen Zentrifuge

sion unterbleibt, schließt sich die Zentrifuge, wo- 40 (deutsches Patent 974 654) wird die Austragsöffnung durch der Trenneffekt unterbunden wird. Mithin mittels eines Schiebers geschlossen, dessen axiale werden hierbei die Druckschwankungen innerhalb Bewegung von außen hydraulisch bewegt wird, woder Zentrifuge zur selbsttätigen Steuerung der Zen- bei die Zentrifuge unterhalb des Schiebers im Betrifugenarbeit benutzt. reich der Zuleitung eine nach außen gerichtete öff-

Nun wird in der Kunststoffindustrie beispielsweise 45 nung besitzt, deren Querschnitt kleiner ist als der die Forderung gestellt, nach der Polymerisation von Querschnitt der Zuleitung. Eine selbsttätige öff-Kunststoff die polymerisierten Kunststoffteilchen, die nungs- und Schließbewegung des Schiebers ist hier nicht größer als etwa 10 μ sind, von der Katalysator- nicht vorgesehen. Auch kann mit dieser Zentrifuge flüssigkeit zu trennen und außerdem diese kleinen zwischen Dichtung und Trommelraum kein zusätz-Teilchen auszuwaschen und zu trocknen. Zur Erfül- 50 licher Ringspalt gebildet werden, dessen Weite in der lung dieser Erfordernisse geht die Erfindung von der Größenordnung der Feststoffteilchen liegt, weil der eingangs genannten Zentrifuge aus, um damit die Boden und der Trommelmantel aus einem Stück gekleinen Kunststoffteilchen trockenzuschleudern. Um bildet sind. Mithin kann diese Zentrifuge nicht dies zu erreichen, ist es erforderlich, die den Fest- gleichzeitig zum Separieren und Filtrieren benutzt stoff bildenden Teilchen zunächst von der Flüssigkeit 55 werden.

zu trennen und sodann trockenzuschleudern. Der Dies ist auch nur möglich, wenn als Dichtung eine

Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Blähdichtung verwendet wird und der Trommel-Zentrifuge zu schaffen, mit der zunächst mittels des mantel gegenüber dem waagerechten oder leicht ge-Sedimentationseffektes die Flüssigkeit vom Feststoff neigten Trommelboden heb- und senkbar ist. getrennt und sodann mittels des Filtrationseffektes 60 Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der die Reststrocknung vorgenommen werden kann, d. h. Erfindung, und zwar einen Längsschnitt durch den also eine Zentrifuge zu schaffen, mit der sowohl eine linken, unteren Teil einer Zentrifuge zum Trennen Sedimentation als auch eine Filtration durchgeführt und Trockenschleudern.

werden kann, wobei der Übergang von der Sedimen- Auf der senkrechten Welle 1 ist ein Trommelkörtation zur Filtration selbsttätig gesteuert wird. 65 per befestigt, der aus einem Mantel 2, einem diesen

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß da- fortsetzenden, axial verschiebbaren Mantelteil 3 und durch, daß der Trommelmantel in axialer Richtung einem Trommelboden 4 besteht, der über Schraubenheb- und senkbar ist, in seiner höchsten Stellung bolzen S mit dem Mantel 2 fest verbunden ist. Der

Trommelboden 4 ist über Stege 6 an einem Nabenteil 7 befestigt. Die Innenwand des Mantels 2 erweitert sich leicht, die des Mantelteils 3 stark konisch zum Boden 4 hin. Zwischen dem Mantelteil 3 und dem Boden 4 wird ein erweiterter Raum 8 gebildet. Der Trommelboden 4 weist eine zentrische Öffnung auf, in die ein Verschlußkegel 9 hineinragt und dabei einen schmalen Spalt 10 zwischen seiner Mantelfläche und dem Rand der zentrischen Öffnung frei läßt. ίο

Der Mantelteil 3 sitzt in Schließstellung auf einem Anschlag 2 α auf. Dabei wird zwischen dem Mantelteil 3 und dem Trommelboden 4 ein schmaler Ringspalt 11 von etwa 0,01 mm Höhe gebildet. Der Trommelboden 4 besitzt eine Ringkammer 12, die oben durch einen Ring 13 aus elastischem Material, z. B. Gummi, abgeschlossen ist, der gegen die Fläche 3 α des Mantelteils 3 gedruckt werden kann. Vom Trommelraum 8 führt ein Kanal 14 in die Ringkammer 12. Eine kleine Bohrung 15 geht von der ao Ringkammer 12 radial nach außen.

Die Maschine arbeitet wie folgt: Während der Mantelteil 3 der Schleudertrommel sich in Schließstellung befindet, wird die zu behandelnde Suspension in die Trommel eingebracht. Sobald diese so weit gefüllt ist, daß die Flüssigkeit die Mündung des Kanals 14 erreicht, dringt durch diesen Flüssigkeit in die Ringkammer 12 und preßt zufolge der Zentrifugalkraft den Dichtungsring 13 gegen die Fläche 3 a des Mantelteils 3, so daß der Trommelraum am Umfang geschlossen ist. Aus der Ringkammer 12 läuft dann durch die Bohrung 15 ständig eine kleine Menge Flüssigkeit aus.

Während des Durchlaufs der Suspension durch die Schleudertrommel wandern die schweren Feststoffteile in den äußeren Bereich des Trommelraums. Wenn die abwärts fließende Suspension den vom Mantel 2 umgebenen Raum verläßt, setzen sich die Feststoffteilchen in dem erweiterten Raum 8 ab. Die geklärte Flüssigkeit tritt durch den Ringspalt 10 zwisehen dem Trommelboden 4 und dem Verschlußkegel 9 aus.

Sobald der erweiterte Raum 8 im wesentlichen mit abgelagertem Feststoff gefüllt ist, beginnt die aus dem Ringspalt 10 austretende Flüssigkeit trüb zu werden. Dann wird, gegebenenfalls durch eine Lichtschranke, die Zufuhr weiterer Suspension in die Zentrifuge unterbrochen. Die Schleudertrommel läuft mit Ausnahme des erweiterten Raums 8 leer.

In die Ringkammer 12 gelangt jetzt weniger Flüssigkeit, als durch die Bohrung 15 ausfließt. Infolgedessen steht der Dichtungsring 13 nicht mehr unter Druck, so daß sich ein Ringspalt zwischen dem Ring 13 und der Fläche 3 α bildet, durch den die in dem erweiterten Raum 8 noch vorhandene Flüssigkeit, indem sie durch den schmalen Ringspalt 11 hindurchtritt, ausgeschleudert werden kann. Bei den Materialien, für die die Zentrifuge insbesondere geeignet ist, z. B. einem Kunststoff, der eine Teilchengröße von 10 μ aufweisen kann, sind die Feststoffteilchen in dem erweiterten Raum 8 zwar dicht gelagert, enthalten aber in den Zwischenräumen noch Flüssigkeit. Diese Flüssigkeit kann 70 bis 80 % ausmachen. Während sie ausgeschleudert wird, stützen sich die Feststoffteilchen derart aufeinander ab, daß sie nicht von der Flüssigkeit mitgerissen werden, sondern gerüstartig stehenbleiben. Unterstützt wird das durch die keilförmige Ausbildung des erweiterten Raumes 8, der sich unmittelbar vor dem schmalen Ringspalt 11 noch besonders verengt.

Sobald die restliche Flüssigkeit aus dem erweiterten Raum 8 abgeschleudert ist, wird der Mantelteil 3 durch einen nicht gezeichneten Mechanismus nach oben geschoben und die Schleudertrommel dadurch an ihrem Umfang geöffnet, der in dem erweiterten Raum 8 befindliche Feststoff wird ausgeschleudert. Er wird dann zwischen zwei Einbauten des nicht gezeichneten Gehäuses gefangen und abgeführt. Der Feststoff kann auch vor dem Austragen noch ausgewaschen werden. Hierzu wird nach dem Trockenschleudern eine Waschflüssigkeit in die Schleudertrommel gegeben, die das Feststoffhaufwerk in dem erweiterten Raum 8 durchdringt und dabei wäscht und durch den Ringspalt 11 und den zwischen der Dichtung 13 und der Fläche 3 c geöffneten Spalt die Schleudertrommel verläßt.

Nachdem die Schleudertrommel wieder geschlossen worden ist, kann der Einlauf der Suspension von neuem beginnen. Der Ringraum 12 füllt sich, und der Ring 13 wird gegen die Fläche 3 α gepreßt.

Während aller dieser Vorgänge kann die Drehzahl der Schleudertrommel konstant bleiben.

In Abwandlung des gezeigten Ausführungsbeispiels ist es auch möglich, die aus dem Ringspalt 10 zwischen dem Boden 4 und dem Verschlußkegel 9 austretende Flüssigkeit zur Füllung der Ringkammer 12 zu verwenden. Zu diesem Zweck kann die nach unten herausragende Verdickung des Trommelbodens, die die Ringkammer 12 enthält, an ihrer der Achse zugekehrten Seite konkav geformt sein, wie in der Zeichnung angedeutet ist; die dadurch gebildete Tasche 16 ist dann durch eine oder mehrere Bohrungen mit der Ringkammer 12 verbunden; der Kanal 14 fällt fort. Bei dieser Anordnung wird die aus dem Ringspalt 10 austretende, radial nach außen geschleuderte Flüssigkeit zunächst von der Tasche gefangen und dann über deren Rand abgeschleudert. Ein Teil der Flüssigkeit dringt dabei aus der Tasche durch die genannten Bohrungen in die Ringkammer 12.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vollmantelzentrifuge mit einer am Außenrand der Schleudertrommel von dem geneigten Trommelmantel und dem waagerechten Trommelboden gebildeten spaltförmigen Austragsöffnung, die mit einem blähfähigen Dichtungsring versehen ist, der einen im Trommelboden angeordneten Ringraum mit mindestens einer der Zentrifugenachse zugekehrten Zuleitung für Flüssigkeit abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelmantel (3) in axialer Richtung heb- und senkbar ist, in seiner höchsten Stellung einen großen Austragsspalt für den Feststoff und in seiner tiefsten Stellung mit dem Trommelboden (4) einen zwischen dem Dichtungsring (13) und dem Trommelraum (8) liegenden Ringspalt (11) bildet, dessen Weite in der Größenordnung der Teilchen der Feststoffe der Suspension liegt, und der Ringraum (12) mindestens eine nach außen gerichtete Öffnung (15) besitzt, deren Querschnitt kleiner ist als der Querschnitt der Zuleitung (14) für die Flüssigkeit.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen