DE2024726C - Schlammaustragvorrichtung für eine Vollmantelzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlammaustragvorrichtung für eine Vollmantelzentrifuge, in deren Trommeiunterteil eine Wasserzuführkammer vorgesehen ist, die mit zwei Betätigungskammern, die verschieden große Druckflächen haben für das Betätigen eines Absperrschiebers, der einen radial nach innen angeordneten" Flansch aufweist, verbunden ist, wobei die obere Betätigungskammer Kanäle besitzt, die durch den Absperrschieber nach außen führen.

Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Abtrennung von Feststoffen aus Flüssigkeiten und Lösungen, beispielsweise von Hefe aus Bier, von Stärke .aus Wasser, von Protein aus Wasser, von Bakterien aus Lösungen usw.

Eine bekannte Anordnung einer Vollmantelzentrifuge mit einer Schlammaustragvorrichtung' nach der deutschen Patentschrift 1 212889 ist in Fig. ι dargestellt. Dk Schleudertrommel besteht aus einem Trommelunterteü 2 und einem Trommeloberteil 3. Diese Teile sitzen auf einer Antriebswelle 1. Auf der Umfangsfiäche des Trommelunterteils 2 ist in axialer Richtung ein Absperrschieber 4 verschiebbar. Im Innern der Vollmantelzentrifuge befinden sich mehrere Trennscheiben 5. Zwiscnen der Bodenfläche des Tromnv "Unterteils 2 und dem Absperrschieber 4 ist eine Betätigungskammer 6 vorgesehen, die durch einen von den¹ Absperrschieber 4 nach innen reichenden Flansch 7 in einen Unterteil und einen Oberteil geteilt ist. Wenn durch eine Speiseleitung 8 eine geringe Wassermenge zugeführt wird, werden der Flansch 7 und der Absper>Jv?ber 4 gemeinsam durch den hydraulischen Druck auf der Unterseite des Flansches 7 nach oben gedrückt, so daß der Ventilkörper 9 an der Oberseite des Absperrschiebers 4 gegen einen Ventilsitz 10 an der Unterseite des Tromnieloberteils zur Anlage kommt. Dadurch werden Schlammaustragöffnungen 11 abgeschlossen. Überschüssiges Wasser tritt durch den Raum oberhalb des Flansches 7 und schmale Durchgänge 12 innerhalb des Absperrschiebers 4 aus. Wenn eine große Wassermenge zugeführt wird, füllt das Wasser den Raum oberhalb des Flansches 7 aus. Weil die Druckfläche auf der Oberseite des Flansches7 größer als die Druckfläche auf der Unterseite desselben ist. wird der Flansch 7 zusammen mit dem Absperrschieber 4 abgesenkt, so daß der ycsiilkörper 9 die Schlammaustregöffnungen 11 freigibt. Damit kann der Schlamm in gewünschtem Umfang austreten, ohne daß die Vollmantelzentrifuge angehalten werden muß.

Weil bei einer Vollmantelzentrifuge der beschriebenen Art die freie Oberfläche des Druckwassers innerhalb der Betätigungskammer 6 weit von der Drehachse entfernt ist. ist der durch die Zentrifugalkraft bedingte hydraulische Druck zur Betätigung des Absperrschiebers zu klein, so daß der Flansch eine größere Betätigungsfläche erhalten muß. Damit wird die innerhalb der Betätigungskammer notwendige Wassermenge größer. Bei der Aufwärtsbewegung des Absperrschiebers im Anschluß an eine Absenkung muß man eine erhebliche Wassermenge aus dem oberen TciJ der Betätigungskammer durch schmale Durchgänge entleeren. Hierdurch wird das Offnen und Schließen des Austragventils verzögert. Dieses erweist sich bei einer Vollmantelzentrifuge .der genannten Art als nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Betätigungsdruckes bei geringer erforderlicher TlWassermenge, damit die offen- und Schließzeiten jder Austragvorrirttung klein sind.

Diese Aufgab wird nach der Erfindung dadurch gelöst» daß der Flansch an der Innenwand des Absperrschiebers die Außenwand des Trommelunterteils dichtend berührt und die obere und die

-J. untere Betätigungskammer voneinander trennt, wobei : die dit obere Kammer begrenzende Flanschobcrseite

ίο eine größere Druckfläche als die die untere Kammer begrenzende Flanschunterseite aufweist, daß die obere Betätigungskammer über einen Wasserzufuhrkanal mit einem Ringraum* kleineren Durchmessers und die untere Betätigungskammer über einen Was-

15, serzufuhrkanal mit einem Ringraum größeren Durch-" -messers verbunden sind, vobei die die Wasserzufuhrkammer bildenden Ringräume durch eine umlaufende Kante gegeneinander abgesetzt sind.
Dadurch, daß die Betätigungskammer zwischen

so die Umfangsfiäche des Trommelunterteils und die Innenfläche des Absperrschiebers verlegt ist, erhält man einen großen hydraulischen Druck für die Ventilbetätigung. Andererseits befindet sich die freie Oberfläche des Druckwassers in der Nähe der Drehachse innerhalb liner Wasserzufunrkammer, so daß die Druckhöhe des Betatigungswassers groß ist. Die Wasserzufuhrkammer und die Betätigungskammern sind durch Kanäle miteinander verbunden. Infolge des großen hydraulischen Druckes ist eine weitgehende Verringerung der Wassermenge möglich. Durch den Flansch zur Teilung der Betätigungskamme» ergibt sich eine sehr günstige Raumausnutzung. Wenn der hydraulische Druck in der oberen Betätigungsteilkanuner wirksam ist, bewegt sich der Absperrschieber im Sinne einer Öffnung der Austragöffnung nach unten :<nd drückt das in der untren Teilkammer enthaltene Wasser durch Zufuhrkanäle in den Ringraum mit größeren: Durchmesser zurück. Wenn andererseits der hydraulische Druck in der unteren Teilkammer wirksam ist und die untere Srimflär.he des Flansches beaufschlagt, wird das in der oberen Teilkammer enthaltene Wasser durch kleine Drosseldurchgänge durch den Absperrschieber hindurch ausgedrückt, damit derselbe nach oben gegen den Ventilsitz in Anlage kommt. Die kleineren Abmessungen der Betätigungskammer criHGglichen dk sjcssentane Absenkung des Absperrschiebers mit einer kleineren Wassermenge. Die Schließbewegung des Absperrschiebers setzt unmittelbar nach Absperren der Zufuhr des Betatigungswassers ein, so daß dl«* Ansprechzeiten des Absperrschiebers sehr viel kürzer sind. Infolgedessen kann der abg· iedene und an der t inemvandung des Trommelui..erteik gesammelte Schlamm mil einem geringen Wasservolumen innerhalb emer kur zen Zettspanne ausgetragen werden.

Durch Einstellung der Dauer und Menge der Wasserzufuhr für die Betätigung ist ein vollständiger oder teilweiser Schlammaustrag möglich. Bei der bekannten Schlammaustragvornchtung kann jeweils nur die gesamte Schlammenge aus der Trommel ausgetragen werden, weil sich der Absperrschieber nur langsam bewegt. Der teilweise Schlammaustrag ermöglicht eine im wesentlichen kontinuierliche Bctriebsweise, ohne daß der Zulauf der Rohflüssigkcit absperrt werden muß. Die bekannte Schlammaustragvorrichtung ermöglicht demgegenüber nur einen taktweisen Betrieb

a ^Da* ^AnordnunS der Betatigungskammer am kleinen Einsiellwert beginnt, tritt das.Betäligungs-Auuenumtang des Trommelunterteils ergibt unter wasser durch die Speiseleitung 26 und strömt durch ^^u'^snu™ⁿß °^ε£,^η^^ηεπ Zentrifugalkraft einen hohen die Einlaßdüsen 31 der Wassereinlaßscheibe 32 in hydraulischen Druck für eine schnelle Ventilbetäti- den Innenraom der Wassermengenemstellkammer25 S^ung·. ^υεκ j^ana*t Qei Betätigungskammer für die _fs ein. Das Betäiigungswasser sammelt skh unter der mmigangjdes Absperrschiebers kann klein sein, so tWirkung der . Zentrifugalkraft im Umfangsbereich dali such die fur die Betätigung notwendige Wasser- der Hohlkaouner und strömt durch den Wassermenge klein ist Die Betätigungszeit des Absperr- 3urchlaß30 in den Ringraum 21 mit größerem Schiebers Kt kurz. Es ist ein vollständiger oder Durchmesser. Aus dem Ringraum 21 der Wasser teuweiser bchlammaustrag ~ ^giich, was mit Hilfe ,₉ zufuhxkammer 20 ,strömt das Belätigungswasser eines Nebenschlußveatils bt^.kt wird, das durch lurch den Wasserzufuhrkanal 19 in die untere Teilfl^ne Zeitschaltemnchtunr. _wtgtigt sein kann. Die Jkammerlö" auf der Unterseite des. Flansches 17 Je HersteUungskostes «e? .üsammaustragvorrichtung 0äes Absperrschiebers 15. Da das Druckeinstellventil

ff" * sind infolge des ein-?~^rsn Aufbaus geringer. Ebenso, " *2& auf einen niederen Einstellwert eingestellt ist, ξΓ κι ate errorncrr^e werfcsioämenge kleiner. Die if «erreicht das durchfließende Wasser nicht den Was-

jr Montage der _o _nuen Vollmantelzentrifuge ist ein- serdurchlaß 29, weil das Wasser durch die Zentri-

^ fächer. fugalkraft an der Innenwand der Kammern gehalten

T? Eine Ausfühningsform der Erfindung ist an Hand wird und nur bis λ«, der radialen Abstandslinie x-x

f der Schnsttdarsteliung der Fi£. 2 erläutert. nach Fig. 2 vordringi. Infolgedessen gelangt kein

^ Auf einer Antriebswelle 13 sitzt ein Trommel- ₂o Wasser in den Wasserzufuhr kanal 18 und dLmit in

* unterteil 14 mit eLsm Trommeloberteü 14'. Auf der die Teilkammer 16'. Innerhalb der Teilkammer 16"

κ Umfangsfläche des Tromiaeluntertnls 14 ist ein Ah- baut sich ein hydraulischer Druck auf. Dadurch wird

·* Sperrschieber 15 verschiebbar. Eine Betätigungs- der Absperrschieber 15 nach oben _fc schoben und

ft kammer 16 ist zwischen der Umfangsfläche des preßt den Ventilkörper 33 gegen den Ventilsitz 35,

£_ Trommelunterteils 14 und d^r Innenfläche des Ab- 25 der am Fußende einer überwurfmutter 34 ausgebil-

g. Sperrschiebers 15 aasgrbildeL In die Betätigung^- det ist, die den Tronoieloberteii 14' mit dem Trom-

^ kammer 16 ragt von der Innenwand des Absperr- melunterteü 14 verbindeL Wenn so die Teilkammer

- Schiebers 15 ein ringförmiger Flansch 17 hinein, 16", der Wasserzufuhrkanal 19 und ein Teil de* ζ der die Betätigurgskaminer 16 in eine obere Teil- Ringraumes 21 mit größerem Durchmesser innerhalb

- kammer 16' und eine untere Teilkammer 16" ttält. 30 der Wasserzufuhrkammer 20 mit dem Betätigungs- ^ Die Oberseite des_ Flansches 17 besitzt eine größere wasser gefülh sind, überschreitet das Betätkiingsg wirksame Druckfläche als die Unterseite. Die obere wasser, das durch die Zentrifugalkraft an die Innen-{ ' Teilkammer 16' ist über einen Wasserzufuhrkanal 18 wandung der Wassennengeneinüelikannner gedrückt H mit einem Ringraum 22 kleineren Durchmessers einer wird, die Linie x-x in Richtung auf die Achse und |fe Wasserzufuhrkammer 20 und die untere Teilkammer 35 erreicht die Düsen 31, so daß sich in denselben ein Ϊ 16" über einen Wasserzufuhrkanal 19 m'.l einem hydraulischer Druck aufbaut. Infolgedessen schaltet ff. Ringraum 21 größeren Durchmessers verbunden. das Druckeinstellventil 28 "die Betriebstasserzufuhr Die Wasserzufuhrkanäle IS bzw. 19 können über ab. Die Zentrifuge läuft in diesem Zustand weiter. ig dem Umfang des Trommelunterteils mehrfach vor- Wenn der Wasserstand .--x innerhalb der Wasserhanden sein. Die Wasserzufuhrkammer 20 ist kon- 40 mengeneinstellkammer 25 aus irgendeinen! Grencc zentrisch um die Antriebswelle 13 angeordnet. Die nach außen abweicht, beispielsweise weil Betriebsbeiden Ringräume sind durch eine umlaufende Kante wasser ausleckt, wird hierdurch das DnickeinsteH-gegeneinander abgesetzt. Die Wasserzufuhr zu den ventil 28 ausgelöst, so daß Betriebswasser nach-Teilkainniern 16' bzw. 16" erfolgt also jeweils un- strömt und die Linie x-x des Wasserstandes in die abhängig. 45 Sollage zurückstellt. Selbst wenn Wasser in die Teil-

Die Wasserzufuhr zu den Teilkammern 16" und kar.tmer 16' auf der Oberseite des Flansches Ϊ7 16" erfolgt durch die WassermengeneinsteUkaniEier einströmen sollte, wird dasselbe durch die Dro^M.1-25, die an die Wasserzufuhrkammer 2d auf der durchginge 24 innerhalb des Absperrschiebers 15 Bodenseite des Trommel Unterteils 14 anschließt Die abgeleitet, so daß sieb kein hydraulischer Druck auf-Wassermengeneinstellfcammer 25 umgibt die An- 50 bm^n kar»·.

tntbswelle 13. Das Gehäuse der Wassermengenem- Nachdem die Vollmantelzentrifuge eine be-timmtv:

Stellkammer 25 ist drehfest mit der Antriebswelle 13 Zeit lang in Betrieb war. wird der an der innertverbunden. In die Speiseleitung 26 ist ein Druck- wandung des Trommel Unterteils 14 angesammclu: einstellventil 28 eingeschaltet, das über einen Nebea- Schlamm ausgetragen, indem das N\-benschiuß\ennl zweig 27 umgangen werden kann. Die Wässermen- 55*27' des NebenschluSzweiges 27, der das Druckemf.eneinstellkammer 25 ist als Hohlkammer ausge- stclhennl 28 überbrückt, g<££net und eine große bildet, durch deren Trennwandung gegenüber der Menge Betätigungswab&er bis zum Erreichen der Wasserzufuhrkammer 20 einerseits Wasserdurchlässe Abstandslinie y-y in der Wassermcnzeneinstellkam-29 ic kleinerem radialen Abstand und andererseits raer25 zugeführt wird. Dadurch kann das Betati-WasserJurchlässe 30 in größerem radialen Abstsnd 6a gun^wS£?Er in sroßer Menge ta die Was*e«ufuhrführen. Die Wassermengeneinstellkammer 25 besitzt kammer 20 über den Wasserdurchtoß 29 in den im Innern eine WassereinJaßscheibe 32 mit mehreren Ringsaum kleineren Durchmessers einfließen und EinlaSuii&en 31, deren jeweilige Mündungen radi?I schließlich in die Teilkammer 16' auf der Oberseite ausgerichtet sind. An die Wasrereinlaßscheibe 32 ist des Flansches 17 des Absperrschiebers 15 gelangen die Speiseleitung 26 angeschlossen. Wenn die Ein- 65 Die durch den Wasserzufuhrkanal IS /u£cführtc leitung des Betätigongswassers nach Schließen eines Wassermenge muß größer als die durch die Dimsel-Nebenschlußventiis 27' in dem Nebenzweig 27 und durchgänge 24 abfließende Wassermengc sein, damii Einstellen des Druckeinstellventils 28 auf einen sich in ier Teilkammer 16' em hydraulischer DmcJ.

Claims (5)

1. aufbauen kann. Weil die Oberseite des Flansches 17 eine'größere wirksame Druckfläche" als die Unter- , seite'jhat,- schiebt der Flansch 17 das'in der Teilkammer 16"-. ,'befindliche 'Wasser- über den Wasser-JzuFuhrkanalWän'die-i'WasserzufuhrkammerlO zu- '5 -"rijck.¹ Damit "verschiebt-sich; der Absperrschieber 15 _f nach unten, so daß der Ventilkörper 33 von dem Ventilsitz 35 freikommt und die schlitzförmige Schlammaustragöffnung 23 geöffnet wird. Zum Schließen der Schlammaustragöffnung 23 nach Beendigung des Austragvorgangs wird das Nebenschlußventil 27' des Nebenzweiges 27 abgeschlossen, so daß das in der Teilkammer 16' befindliche Wasser durch die Drosseldurchgänge 24 nach außen abströmen kann. Dadurch wird der hydraulische Druck in der Teilkammer 16' abgebaut. Der Absperrschieber 15 wird nach oben geschoben und schließt infolge des hydraulischen Druckes in der Teilkammer 16" die Schlammaustragöffnung ab.

   Bei einer Vollmantelzentrifuge mit einer Schlamm- ao austragvorrichtung nach der Erfindung befindet sich die Betätigungskammer außerhalb der Umfangswandung der Schleudertrommel, wo die größte Zentrifugalkraft wirksam ist. Dadurch kann der hydraulische Druck zur Betätigung des Absperrschiebers wesentlich gesteigert werden. Infolgedessen kann die Betätigungskammer einen kleineren Inhalt haben; die erforderliche Menge des Betätigungswassers kann herabgesetzt werden, damit der Absperrschieber in kürzerer Zeit betätigt werden kann. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Vollmantelzentrifuge, wo nur der gesamte Schlamm innerhalb der Trommel ausgetragen werden kann, kann mit einer Schlammaustragvorrichtung nach der Erfindung der Schlamm innerhalb der Trommel insgesamt oder nur zum Teil, je nach Wunsch, ausgetragen werden, indem die offen- oder Schließzeit durch das Nebenschlußventil eingestellt wird. Auf Grund dieser verbesserten Austragvorrichtung läßt sich eine umfangreiche Betätigungskammer, die bis in den Bereich kleiner Zentrifugalkraft reicht und mit einer Ringleiste ausgestattet ist, vermeiden. Dadurch wird der Aufbau der Einrichtung einfacher. Die für die Herstellung erforderliche Zeit wird herabgesetzt ebenso wie die Werkstoffkosten.

   ; ί Patentansprüche: ^ -¹^ ⁴"

   , 1. Schlammaustragvorrichtung für eine Voll- · rnantelzentnfuge^ in deren Trommejunterteil eine ^Wasserzufuhrkarnmer vorgesehen ist, die mit

   -#·„ "-zwei Betätigungskammern, die verschieden große - Druckflächen haben für das Betätigen eines Ab- * Sperrschiebers, der einen radial nach innen angeordneten Flansch aufweist, verbunden ist, wobei die obere Betätigungskammer Kanüle besitzt, die durch den Absperrschieber [nach außen füh-' ren, dadurch geJccnitzeichnet, daß der Flansch (17) an der Innenwand des'Absperrschiebers (15) die Außenwand des Trommelunterteils (14) dichtend berührt und die obere und die untere Betätigungskammer (16'. 16") voneinander trennt, wobei die die obere Kammer (16') begrenzende Flanschoberseite eine größere Druckfläche als die die untere Kammer (16") begrenzende Flanschunterseite aufweist, daß die obere Betätigungskammer (16') über einen Wasserzufuhrkanal (18) mit einem Ringraum (22) kleineren Durchmessers und die untere Betätigungskammer (16") über einen Wasserzufuhrkanal (19) mit einem Ringraum (21) größeren Durchmessers verbunden sind, wobei die die Wasserzufuhrkammer (20) bildenden Ringräume (21,22) durch eine umlaufende Kante gegeneinander abgesetzt sind.
2. 2. Schlammaustragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhrkammer (26) sowohl im Bereich des Ringraums (21) größeren Durchmessers als auch im Bereich des Ringrau.Tis (22) kleineren Durchmessers über Durchlässe (30,29) mit einer Wassermengeneinstellringkammer (25) verbunden ist, in deren Innenraum radial ausgerichtete Einlaßdüsen (31) hineinreichen.
3. 3. Schlammaustragvorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßdüsen (31) an einer konzentrisch zur Antriebswelle (13) angeordneten Wassereinlaßscheibe (32) sitzen und daß die Wassereinlaßscheibe (32) über ein Druckeinstellventil (28) mit einem Nebenzweig (27) mit einer Wasserzufuhrquelle verbunden ist.
4. 4. Schlammaustragvorrichtung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Druckeinstellveniil (28) auf einen Wasserdruck entsprechend der Füllung des Ringraums (21) mit größerem Durchmesser bis zur Abstandslinie *--χ in größerem radialem Abstand als die umlaufende Kante

   - zwischen den bjeiden Ringräumen/eingestellt ist.
5. 5. SchlajnmaMragyc^duujag^häch einem der Ansprüche?! ijbis -H₁ dadurch!gekennzeichnet, daß in dem Nebenzweig (27) ein Nebenschlußventil (27') angeordnet ist und daß zur Schaltung desselben eine Zeitschalteinrichturig vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen