DE19707388A1 - Schubzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schubzentrifuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Schubzentrifuge ist beispielsweise aus dem DE 89 08 470 U1 bekannt und dient zur Fest- Flüssigtrennung von Materialien. Die bekannte Zentrifuge besteht aus einem ortsfest gelagerten Maschinenrahmen, einem mit diesem verbundenen Eingabetrichter und Festmaterialauslauf, sowie einem Flüssigkeitsauslauf und ei­ nem zylindrischen Aufnahmegehäuse für eine Aufnahmetrommel und einer flüs­ sigkeitsdichten Zylinderwanne. In dieser Wanne ist die rotierend angetriebene, mit heb- und senkbarem Schubboden ausgestattete Aufnahmetrommel angeord­ net.

Der Vorteil einer solchen Schubbodenzentrifuge ist eine bessere Fest- Flüssig­ trennung und ein kontinuierlicher Durchfluß des Materials. Das Material, welches einer solchen Zentrifuge zugeführt wird, erfährt aufgrund der Zentrifugalkraft eine Entfeuchtung, die Flüssigkeit gelangt in die Zylinderwanne, während die Feststoffe ausgetragen werden.

Selbstverständlich enthalten die Feststoffe immer noch einen geringen Flüssig­ keitsanteil, der in einem nachfolgenden Verfahren, beispielsweise in einer Trocknungseinrichtung oder, sofern es sich um noch anhaftendes Öl handelt, in einem Waschvorgang entfernt wird. Diese Verfahren sind jedoch aufwendiger und erfordern zusätzliche Vorrichtungen und erhöhter Zeitaufwand, bis eine vollständige Trennung zwischen Feststoff und Flüssigkeit erfolgt.

Die Erfindung liegt daher der Aufgabe zugrunde, eine Schubzentrifuge zu schaf­ fen, die die genannten Nachteile beseitigt und bei welcher eine Fest- Flüssigtren­ nung mit geringem Aufwand, d. h. wenigen zusätzlichen Komponenten durch­ führbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs, bzw. die Merkma­ le der nebengeordneten Ansprüche gelöst.

Der wesentliche Vorteil des Anspruchs 1 ist darin zu sehen, daß unmittelbar in der Schubzentrifuge, d. h. in der Aufnahmetrommel eine Einrichtung zum Behan­ deln der verschiedenen Materialien vorgesehen ist. Diese Einrichtung weist ge­ mäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, Sprühdüsen zum Abgeben einer Flüssigkeit auf. Solche Flüssigkeit kann beispielsweise eine Reinigungs­ flüssigkeit sein, die an den Feststoffen anhaftende ölige Substanzen wirksam ent­ fernt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zusätzlich eine Einrich­ tung mit Luftdüsen zur Erzeugung einer Luftströmung vorgesehen sein, diese Luftströmung dient zur Trocknung der Feststoffe. Eine Weiterbildung der Erfin­ dung sieht vor, zum Auffangen der Spül- oder Reinigungsflüssigkeit eine weitere Wanne anzuordnen, diese weitere Wanne ist so gestaltet daß der Flüssigkeitsein­ tritt erst im Bereich der Sprühdüsen erfolgt, so daß die zunächst vom Material zu trennende Flüssigkeit nicht in diese weitere Wanne gelangen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung befaßt sich mit der Absaugung von Restmaterial. Hierzu kann ein Saugrüssel vorgesehen sein, der sich in die Auf­ nahmetrommel erstreckt und zur vollständigen Entleerung der Aufnahmetrommel das Restmaterial absaugt. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn un­ terschiedliche Materialien zentrifugiert werden müssen die nicht vermischt wer­ den dürfen.

Eine besonders kompakte Anordnung der Schubzentrifuge wird dadurch geschaf­ fen, daß die Hydraulikeinheit welche zur Betätigung der Schubbodens vorgese­ hen ist, an dem Gehäuse der Zentrifuge angeflanscht ist. Üblicherweise ist die Hydraulikeinheit getrennt von der Schubzentrifuge auf einem Gestell oder einem Träger befestigt, über Schlauchverbindungen wird das Hydrauliköl der Schub­ zentrifuge, bzw. den Hydraulikzylindern der Schubzentrifuge zugeführt. Bei Wartungsarbeiten an der Schubzentrifuge ist es erforderlich diese Hydrauliklei­ tungen zu demontieren, dies erfordert einen nicht unerheblichen, zusätzlichen Aufwand.

Der Vorteil der mit der Hydraulikeinheit verbundenen Schubzentrifuge liegt darin, daß sich die Demontage von Hydraulikleitungen bei Wartungsarbeiten er­ übrigt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß der Behälter der Schubzen­ trifuge mit einer Doppelwandung versehen ist und das Raumvolumen zwischen den beiden Wänden zur Speicherung des Hydrauliköls dient. Damit ist ein zu­ sätzlicher Speicher nicht erforderlich.

Eine Vereinfachung bezüglich der Verstellung des Schubbodens besteht erfin­ dungsgemäß darin, daß der Hydraulikzylinder für den Schubboden feststehend angeordnet ist und die Hubbewegung über ein mechanisches Drehglied erfolgt. Damit entfallen aufwendige drehbare Kupplungen, die sehr aufwendig und störanfällig sind.

Anstelle eines Hydraulikzylinders für die Hubbewegung des Schubbodens kann auch eine Lösung angewendet werden die die Rotationsbewegung des Schubbodens ausnutzt. Hierzu wird der Hubzylinder ersetzt durch eine mechanisch von der Trommeldrehzahl abgeleitete Hubbewegung über eine Steigungstrommel und ein entsprechendes Getriebe. Dieses Getriebe kann beispielsweise ein Planetengetriebe sein. Der Vorteil eines solchen Getriebes ist ein erheblicher Kostenvorteil durch den Wegfall des Hydraulikaggregates.

Diese und weitere Merkmale, von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindungen gehen außer aus den Ansprüchen auch aus Beschreibungen und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte, sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Zentrifuge,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Variante einer Zentrifuge,

Fig. 3 Detaildarstellung eines drehbar gelagerten Verteilers,

Fig. 4 Detaildarstellung eines mechanischen Hubwerkes.

In der Fig. 1 ist der Maschinenrahmen 10 angedeutet und das Gestell mit 11 bezeichnet. Mit dem Maschinenrahmen 10 verbunden ist ein Aufnahmegehäuse 27. Das Aufnahmegehäuse 27 ist oben mittels des Deckels 18 verschließbar, durch welchen lediglich der Eingabetrichter 20 herausragt.

In dem Aufnahmegehäuse 27 ist eine flüssigkeitsdichte Wanne 26 ver­ bunden mit dem Maschinenrahmen 10 eingebaut, der mit dem nach au­ ßen führenden Flüssigkeitsauslauf 13 in Verbindung steht. In der flüs­ sigkeitsdichten Wanne 26 ist die rotierend angetriebene Aufnahme­ trommel 21 angeordnet, die mit einem heb- und senkbaren Schubboden 25 versehen ist, der mit der Aufnahmetrommel 21 rotiert. Der Schub­ boden 25 weist eine von der Mitte der Zentrifuge, schräg in einen Win­ kel nach außen gestaltete Bodenfläche 24 auf und ist mittels der Füh­ rungsstangen 28 vertikalverschiebbar im Boden 14 des äußeren Mantels 16 der Aufnahmetrommel 21 geführt. Letzterer ist mit Bohrungsreihen 17 versehen, um die abgeschleuderte Flüssigkeit austreten und in die flüssigkeitsdichte Wanne 26 gelangen zu lassen.

In einem Abstand vom äußeren Mantel 16 ist die Aufnahmetrommel 21 noch mit dem unteren Panzermantel 15 und dem oberen (inneren) Mantelteil 19 versehen. Dabei besteht der untere Panzermantel 15 aus einem dickwandigen Werkstoff mit harter Oberfläche, während der obere Mantelteil 19 aus Spaltsieben gebildet ist.

Die in den Eingabetrichter 20 eingefüllten Materialien werden zuerst in dem Zentrum der Zentrifuge abgesetzt und gleichmäßig in radialer Richtungen verteilt, wobei die Materialführungsfläche 23 mitwirkt. In­ folge der Fliehkraftwirkung sammeln sich die Materialien zunächst im unteren Teil der Aufnahmetrommel 21, und werden infolge der Fliehkr­ aftwirkung und der Materialführungsfläche 23 zum unteren Panzerman­ tel 15 geschleudert, um sich dort ringförmig anzulegen und dann mittels des periodisch heb- und senkbaren Schubboden 25 nach oben ge­ schoben zu werden. Der Schubboden 25 ist nicht mit der Materialfüh­ rungsfläche 23 verbunden und führt getrennt eine Heb- und Senkbewe­ gung bzw. eine Auf- und Abbewegung durch.

Die nunmehr gleichmäßig ringförmig sich an die Wandungen anlegen­ den Materialien werden vom Schubboden 25 nach oben gefördert und gelangen in den Bereich der Spaltsiebe im oberen Mantelteil 19, wo die darin enthaltene Flüssigkeit ausgeschleudert wird und aus den Löchern 17 im äußeren Mantel 16 austreten kann. Die Flüssigkeit gelangt über die flüssigkeitsdichte Wanne 26 zu dem Flüssigkeitsauslauf 13.

Die Materialien werden unter der Fliehkraftwirkung weiter nach oben gefördert und treten über den oberen Rand 22 der Aufnahmetrommel 21 hinaus, um in das Aufnahmegehäuse 27 zu gelangen. Anschließend fallen sie nach unten und verlassen die Zentrifuge durch den Material­ auslauf 12.

Der Antrieb der Materialführungsfläche 23 erfolgt über Antriebsein­ richtungen 29, 30, der Antrieb des Schubbodens 25 erfolgt über An­ triebseinrichtung 31.

Diese Antriebseinrichtung ist beispielsweise ein elektromotorischer Stellantrieb oder Hydraulikantrieb. Selbstverständlich ist es möglich, jede beliebige Antriebsart zu verwenden.

Die Materialführungsfläche 23 und der Schubboden 25 können parallel angesteuert werden und führen damit einen gemeinsamen Hub aus, es besteht auch die Möglichkeit die Elemente getrennt anzusteuern, um den Ringspalt zwischen diesen beiden Elementen zu vergrößern oder zu verkleinern.

In die Aufnahmetrommel 21 erstrecken sich zwei Arme 39, 40, diese Arme sind in ihrem unteren Bereich mit Düsen 41, 42 versehen. Diese Einrichtung dient dazu, um eine Reinigungsflüssigkeit oder ein Luft­ strom auf das sich in dieser Aufnahmetrommel befindliche Material zu sprühen, bzw. zu blasen. Die Reinigungsflüssigkeit gelangt durch den äußeren Mantel hindurch in einen gesonderten Behälter 43, der sich ringförmig um die flüssigkeitsdichte Wanne 26 erstreckt. Der Austrag der Reinigungsflüssigkeit erfolgt über den Anschluß 44. Selbstver­ ständlich besteht die Möglichkeit, das zentrifugierte Material zunächst mit Reinigungsflüssigkeit zu besprühen und anschließend dieses Ma­ terial einem Trocknungsvorgang zu unterziehen.

Der Pfeil 45 zeigt den Weg der Reinigungsflüssigkeit durch das Mate­ rial und den Panzermantel im Bereich der Spaltsiebe an.

Das Aufnahmegehäuse 27 ist doppelwandig ausgeführt. Zwischen der äußeren Wand 47 und der inneren Wand 48 befindet sich ein Hohlraum. In diesem Hohlraum kann Hydraulikflüssigkeit 49 gespeichert sein. An dem Aufnahmegehäuse 27 ist eine Hydraulikeinheit 50 angeflanscht, diese Hydraulikeinheit dient zum Betätigen der Hubzylinder des Schubbodens 25 und weiterer Stellelemente. Da die Hydraulik­ flüssigkeit 49 zwischen den beiden Wänden 47, 48 gespeichert ist, ent­ fällt ein zusätzliches Speichervolumen.

Die Axialbewegung des Schubbodens erfolgt über einen Hydraulikzy­ linder der in der Antriebseinheit 31 untergebracht ist. Diese Antriebs­ einheit 31 ist bezüglich der Drehbewegung der Zentrifuge über ein me­ chanisches Drehglied 51 entkoppelt.

Die Fig. 2 zeigt eine Variante der in Fig. 1 dargestellten Schubzentri­ fuge. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei die­ ser Variante ist eine Absaugung für Restmaterial vorgesehen. Diese Ab­ saugung besteht aus einem Saugrüssel 32, welcher sich zum Teil in die Aufnahmetrommel erstreckt. An dem Saugrüssel ist eine Absaugleitung 33 angeordnet, die zu einem Sauggebläse 34 führt. In dem Sauggebläse erfolgt eine Trennung der Feststoffe von der Gebläseluft. Der Saugrüssel ist längs verschiebbar angeordnet. Die Längsverschiebung erfolgt über einen Antrieb 35. Zum Spülen der Wanne 26 ist ein Spül­ flüssigkeitszulauf 36 vorgesehen. Dieser Zulauf tritt tangential in die Wanne ein und bewirkt damit einen spiralförmig verlaufenden Spül­ flüssigkeitsstrom, der einen hohen Spüleffekt aufweist. Selbstverständ­ lich besteht auch die Möglichkeit die gesamte Schubzentrifuge welche in Fig. 1 als auch in Fig. 2 stehend angeordnet ist, in einer liegenden Anordnung auszugestalten. Hierzu wird lediglich das Gestell 11 gering­ fügig modifiziert.

Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung des Materialeintritts. An diesem Materialeintritt ist der Eingabetrichter 20 und die Materialführungsflächen 23 ersichtlich. An der Materialführungsfläche 23 ist ein Verteiler vorgesehen. Dieser Verteiler ist über ein Kugellager 38 mit der hier nur als Zylinder dargestellten Materialführungsfläche verbunden.

In Fig. 4 ist in einer Detaildarstellung ein mechanisches Hubwerk für den Schubboden 25 dargestellt. Das Hubwerk wird über den Antrieb der Zentrifuge aktiviert. Der Antrieb der Zentrifuge erfolgt über ein Keilriemenrad 58 welches auf der Antriebswelle 52 befestigt ist. Der Antriebsmotor ist seitlich angeordnet und in dieser Ansicht nicht sichtbar. An der Antriebswelle 52 ist ein erstes Zahnritzel 53 auf einer mit einem zweiten Zahnritzel bestückten Welle 55 befestigt. Das Zahnritzel 54 greift in ein Zahnrad 56 auf der Trommelwelle 57 ein und dreht diese mit - aufgrund des Untersetzungsverhältnisses - geringer Geschwindigkeit. Die Trommelwelle 57 ist mit einer Hubkurve 59 ausgestattet in welche ein Gleitstein 60 eingreift. Durch die Relativbewegung zwischen Trommelwelle 57 und Antriebswelle 52 entsteht eine Auf- und Abbewegung des Hubbodens 25 und damit ein kontinuierlicher Materialaustrag aus der Zentrifuge.

Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, ein mechanisches Hubwerk mit einem Schneckenantrieb oder anderen Antriebsarten auszurüsten.

Claims (11)

1. Schubzentrifuge mit einem Schubboden und einer Materialführungsfläche zur Fest- Flüssigtrennung von verschiedenen Materialien, mit einer flüssigkeitsdichten Wanne in welche eine mit dem Schubboden und der Materialführungsfläche ausgestattete Aufnahmetrommel angeordnet ist, wobei der Schubboden und die Materialführungsflächen heb- und senkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufnahmetrommel (21) eine Einrichtung (39-42) zum Behandeln der verschiedenen Materialien vorgesehen ist.

2. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung Sprühdüsen (41) zum Abgeben einer Flüssigkeit aufweist.

3. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Einrichtung Luftdüsen (42) zur Erzeugung einer Luftströmung zur Trocknung der Materialien aufweist.

4. Schubzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß eine weitere Wanne (43) vorgesehen ist, welche die Spülflüssigkeit auffängt.

5. Schubzentrifuge nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß eine Absaugung vorgesehen ist, welche mit einem Saugrüssel (32) sich in die Aufnahmetrommel erstreckt, wobei der Saugrüssel insbesondere längs verschiebbar angeordnet ist.

6. Schubzentrifuge mit einem Schubboden und einer Materialfuhrungsfläche zur Fest- Flüssigtrennung von verschiedenen Materialien, mit einer flüssigkeitsdichten Wanne in welche eine mit dem Schubboden und der Materialführungsfläche ausgestattete Aufnahmetrommel angeordnet ist, wobei der Schubboden und die Materialfuhrungsflächen heb- und senkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Schubbodens eine Hydraulikeinheit vorgesehen ist, wobei diese Hydraulikeinheit (50) an einem Gehäuse der Zentrifuge angeflanscht ist.

7. Schubzentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß der Behälter mit einer Doppelwandung (47, 48) versehen ist und das Raumvolumen zwischen den beiden Wänden den Ölspeicher für die Hydraulikeinheit (50) bildet.

8. Schubzentrifuge mit einem Schubboden und einer Materialführungsfläche zur Fest- Flüssigtrennung von verschiedenen Materialien, mit einer flüssigkeitsdichten Wanne in welche eine mit dem Schubboden und der Materialführungsfläche ausgestattete Aufnahmetrommel angeordnet ist, wobei der Schubboden und die Materialführungsflächen heb- und senkbar sind, dadurch gekennzeichnet daß ein Hydraulikzylinder für den Schubboden feststehend angeordnet ist und die Hubbewegung über ein mechanisches Drehglied (51) erfolgt.

9. Schubzentrifuge mit einem Schubboden und einer Materialführungsfläche zur Fest- Flüssigtrennung von verschiedenen Materialien, mit einer flüssigkeitsdichten Wanne in welche eine mit dem Schubboden und der Materialführungsfläche ausgestattete Aufnahmetrommel angeordnet ist, wobei der Schubboden und die Materialführungsflächen heb- und senkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein mechanisches Getriebe vorgesehen ist welches aus der Rotationsbewegung des Schubbodens eine Axialbewegung des Schubbodens ableitet.

10. Schubzentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltwerk vorgesehen ist welches ein schrittweises Axialverschieben des Schubbodens bewirkt und mit einer Rücklaufsperre die axiale Position des Schubbodens gesichert wird.

11. Schubzentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubkurve zum Einstellen des Axialhubes vorgesehen ist.