DE3622655A1 - Dekantierzentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ine Dekantierzentrifuge von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Dekantierzentrifuge, deren Nachent­ wässerungstrommel als Siebtrommel ausgebildet ist, ist aus DE-OS 31 32 740 bekannt. Eine ähnliche Zentrifuge, deren Nachentwässerungstrommel als eine zweite Dekantier­ trommel ausgebildet ist, ist aus DE-OS 27 18 673 bekannt. Solche Dekantierzentrifugen haben den Vorteil, daß der in der Dekantiertrommel vom Hauptteil der Flüssigkeit abgetrennte Feststoff in der Nachentwässerungstrommel auf einen relativ hohen Feststoffgehalt weiter eingedickt werden kann, wobei durch die konzentrische Ineinander­ schachtelung der Dekantier- und Nachentwässerungstrommel eine solche zweistufige Behandlung des Feststoffes ohne wesentliche Vergrößerung der Baulänge der Zentri­ fuge ermöglicht wird.

Bei den bekannten Dekantierzentrifugen dieser Art sind die verschiedenen Trommel beidseitig gelagert. Hierdurch ergeben sich erhebliche Nachteile nicht nur konstruktiver Art, z.B. wegen der Notwendigkeit mehrfacher Gleitring­ dichtungen, sondern vor allem auch betriebsmäßiger Art, insb. wegen der schlechten Zugänglichkeit des Behandlungs­ raums, wodurch die Möglichkeit der Einwirkung auf das Be­ handlungsgut sowohl während des laufenden Betriebes, z.B. wenn ein zusätzliches Waschen des Feststoffes erwünscht ist, als auch in Störfällen stark eingeschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dekantier­ zentrifuge der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit geringem Bauaufwand eine gute Zugänglichkeit zu den verschiedenen Trommeln und dem darin befindlichen Behandlungsgut sowohl während des laufenden Betriebs als auch in Störfällen gewährleistet ist.

Die Lösung der Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte weitere Ausgestaltungen.

Durch die fliegende Lagerung der Trommeln wird er­ reicht, daß die Trommeln und der von ihnen gebildete Behandlungsraum von der der Lagerseite gegenüberliegen­ den freien Stirnseite her optimal zugänglich ist bzw. gestaltet werden kann. Von dieser freien Stirnseite her kann das zu behandelnde Gemisch mittels eines einfachen stationären Zulaufrohres in die Innentrommel eingeführt werden, ohne daß hier eine Rohrdurchführung mit einer drehbaren Abdichtung erforderlich ist. Im Störfall sind die Trommeln von der freien Stirnseite her leicht zu­ gänglich bzw. können leicht demontiert werden. Wegen der guten Zugänglichkeit des Behandlungsraums ist es auch problemlos möglich, zusätzliche Anordnungen zur Ein­ wirkung auf das Behandlungsgut vorzusehen, z.B. die Zu­ führung einer Waschflüssigkeit zu dem die Dekantier­ trommel verlassenden und in die Nachentwässerungstrommel übertretenden Feststoff.

Es ist zwar aus DE-PS 10 82 192 eine Schneckenzentrifuge bekannt, bei der mehrere, konzentrisch ineinander ge­ ordnete Dekantiertrommeln von einer fliegend gelagerten Welle bzw. Hohlwelle getragen sind. Die Welle durchsetzt jedoch die Trommeln auf fast dem gesamten Teil ihrer Länge, und die zweitäußerste Trommel ist mittels einer die offenen Stirnseiten der inneren Trommel abdeckenden Stirnscheibe auf der Welle abgestützt. Außerdem handelt es sich hier­ bei um eine Zentrifuge anderer Gattung, bei der keine Nachentwässerung des Feststoffes stattfindet, sondern die Dekantiertrommeln mit Flüssigkeitsleitungen derart hintereinander geschaltet sind, daß jeweils das Filtrat aus einer Dekantiertrommel in der nächsten Dekantiertrommel nachgeklärt wird. Die oben genannten Vorteile werden bei dieser bekannten Zentrifuge nicht erreicht.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnun­ gen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Dekantierzentrifuge mit als Siebtrommel ausgebildeter Nachentwässerungs­ trommel;

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Dekantiertrommel, eben­ falls mit Siebtrommel zur Nachentwässerung;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Dekantierzentrifuge, deren Nachentwässerungstrommel eine Dekantier­ trommel ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in einem Lager­ bock 1 über Lager 3 eine Hohlwelle 5 und in dieser über Lager 7 eine Welle 9 gelagert. Die Welle 9 trägt an ihrem in Fig. 1 rechten Ende eine teils zylindrische, teils sich konisch verengende Innentrommel 11, die abgesehen von Durchtrittsöffnungen 27 eine Vollmanteltrommel ist. Sie ist an ihrem Außenumfang mit einer Schnecke 13 versehen und an ihrem freien Ende über eine Ringscheibe 15 mit einer äußeren Siebtrommel 17 fest verbunden. Die Hohl­ welle 5 trägt eine in den Zwischenraum zwischen Innen­ trommel 11 und Siebtrommel 17 hineinragende Dekantiertrom­ mel 19, die als Vollmanteltrommel ausgebildet ist und an ihrem Außenumfang eine Schnecke 21 trägt. Die Trommel be­ findet sich in einem Gehäuse 23, welches den Behandlungs­ raum bildet. Ein stationäres Zulaufrohr 25 ragt durch das Gehäuse und durch eine große Mittelöffnung an der freien Stirnseite der Innentrommel 11 in diese hinein.

Im Betrieb rotiert die Welle 9 mit Innentrommel 11 und Siebtrommel 17 mit einer ersten Drehzahl N 1 und die Hohl­ welle 5 mit der Dekantiertrommel 19 mit einer zweiten, größeren oder kleineren Drehzahl N 2. Die zu trennende Feststoff-Suspension wird über das Zulaufrohr 25 in die eine Einlaufkammer bildende Innentrommel 11 eingeführt, dort auf die Drehzahl N 1 beschleunigt und gelangt durch Durch­ trittsöffnungen 27 auf die Innenseite der Dekantiertrom­ mel 19. Hier findet durch die Zentrifugalwirkung eine Sedimentation des Feststoffes statt, wobei der Feststoff durch die Schnecke 13 in Fig. 1 nach rechts in Richtung auf den sich konisch verengenden Abschnitt der Dekantier­ trommel 19 befördert und schließlich über die freie rechte Stirnkante der Dekantiertrommel 19 abgeschleudert wird.

Die über dem Schlamm anstehende Flüssigkeit wird durch Abzugsöffnungen 29 in der linken Stirnwand der Dekantier­ trommel 19 abgezogen und gelangt in eine Ringtasse 31, aus der sie mittels eines in die Ringtasse tauchenden Abzugs­ rohres 33 mit gegen die Drehrichtung angestelltem Eintritts­ ende, d.h. eines sogenannten Schälrohres, abgezogen werden kann. Die Dicke der an der Innenwandung der Dekantiertrom­ mel 19 verbleibenden Flüssigkeitsschicht kann durch ein den Öffnungen 29 vorgelagertes ringförmiges Wehr (nicht dargestellt) bestimmt werden und sehr klein bemessen wer­ den, da sie lediglich ausreichen muß, um das Abziehen von sedimentiertem Schlamm zu verhindern. Besonders vorteilhaft ist es aber, die Dicke der Flüssigkeitsschicht durch die Eintauchtiefe des Abzugsrohres 33 zu steuern. Hierzu kann dieses in dem Lagerbock 1 drehbar gelagert sein, so daß durch Drehen die Lage seines Eintrittsendes in der Ring­ tasse veränderbar ist.

Der über die freie Stirnkante der Dekantiertrommel 19 abgeschleuderte Feststoff gelangt auf die Innenseite der Entwässerungstrommel 17 und wird hier mittels der Schnecke 21 in Fig. 1 nach links gefördert, also in ent­ gegengesetzter Richtung wie in der Dekantiertrommel 19. Restflüssigkeit kann hierbei durch die Sieböffnungen der Siebtrommel 17 ablaufen. Die Siebtrommel 17 hat eine sich in Förderrichtung des Schlamms konisch erweiternde Form. Diese Durchmesservergrößerung wirkt sich in zwei­ facher Hinsicht vorteilhaft auf die Trocknung des Fest­ stoffes aus, nämlich einerseits durch die stetige Zunahme der Zentrifugalbeschleunigung und andererseits durch die gleichzeitige Abnahme der Dicke der Schlammschicht, da sich diese über eine größere Fläche verteilen kann. Je nach Wahl des Konuswinkels der Siebtrommel 17 und der Steigung der Schnecke 21 wirkt die Schnecke 21 in Abhängig­ keit vom Feststoffgleitwinkel fördernd oder bremsend.

Die durch die Sieböffnungen der Siebtrommel 17 tretende Flüssigkeit gelangt in den Gehäuseteil 35 und verläßt die Zentrifuge über die Öffnung 36. Der über die freie Stirn­ kante der Siebtrommel 17 abgeschleuderte getrocknete Fest­ stoff gelangt in den durch eine Wand 37 abgeteilten Gehäuse­ teil 38 und kann über die Öffnung 39 abgeführt werden.

Da die Dekantiertrommel 19 lediglich die verfahrenstechni­ sche Aufgabe des Dekantierens übernimmt, ist ihre geometri­ sche Ausgestaltung in weiten Grenzen frei wählbar. Sie braucht keinen an den Dekantierabschnitt anschließenden Trocknungs­ abschnitt aufzuweisen, so daß sie eine sehr kurze Baulänge haben kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die von der Welle 9 getragene Innentrommel 11 an ihrem freien Ende über eine Ringscheibe 15 mit der Dekantiertrommel 19 verbunden. Die Hohlwelle 5 trägt die äußere Siebtrommel 17 und außerdem eine die Innentrommel 11 mit engem Abstand umgebende Zwischen­ trommel 40, welche die mit der Dekantiertrommel 19 zusammen­ wirkende Schnecke 13 trägt. Die Förderrichtungen des Feststoffes sind umgekehrt wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, d.h. in der Dekantiertrommel 19 wird der Feststoff in Fig. 2 nach links und dann nach Abwurf über die freie Kante der Dekantiertrommel 19 in der Siebtrom­ mel 17 nach rechts gefördert. Davon abgesehen ist die Betriebsweise der Vorrichtung und die Behandlung des Gutes bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 die gleiche. Die Filtratabzugsöffnungen 29 mit Ringtasse 31 und vorzugsweise einstellbarem Schälrohr 33 befinden sich auf der von der Hohlwelle 5 abgewandten Seite der Dekantier­ trommel 19.

Um den auf der Siebtrommel 17 zu trocknenden Feststoff noch zusätzlich zu waschen, kann es vorteilhaft sein, an der Übergangsstelle von der Dekantiertrommel 19 zur Sieb­ trommel 17 eine Waschflüssigkeit zuzuführen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist zu diesem Zweck ein Zufüh­ rungsrohr 41 für Waschflüssigkeit in die Öffnung der Innen­ trommel 11 eingeführt und mündet in einem durch einen Ring­ flansch 43 abgetrennten Teil der Innentrommel 11, von wo die Waschflüssigkeit durch Öffnungen 45 in den Raum zwischen Innentrommel 11 und Siebtrommel 17 eintreten und auf den über die freie Kante der Dekantiertrommel abgeworfenen Feststoff einwirken kann. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kann die Zuführung von Waschflüssigkeit über Öffnungen 47 in der linken Stirnwand der Siebtrommel 17 erfolgen, und zwar mittels einer diesen Öffnungen vorgelagerten Ring­ tasse 49, in die ein (nicht dargestelltes) Zuführungsrohr für Waschflüssigkeit tauchen kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 im wesentlichen nur dadurch, daß anstelle der äußeren Siebtrommel 17 eine als Vollmantel­ trommel ausgebildete äußere Dekantiertrommel 18 für das Nachentwässern des Feststoffes vorgesehen ist. Der von der freien linken Kante der Dekantiertrommel 19 abge­ schleuderte Feststoff wird auf der Innenseite der äußeren Dekantiertrommel 18 erneut zentrifugiert und dekantiert, wobei aufgrund des größeren Durchmessers der Dekantier­ trommel 18 eine noch größere Zentrifugalkraft wirkt. Die abgetrennte Flüssigkeit gelangt durch Abzugsöffnungen 41 in der Stirnwand der äußeren Dekantiertrommel 18 in einen entsprechenden Abschnitt 43 des Gehäuses 23, während der Feststoff an der sich nach rechts konisch verengenden äußeren Dekantiertrommel 18 durch die Schnecke 21 aufgrund der Drehzahldifferenz zwischen den Trommeln 18 und 19 ge­ fördert wird, bis er über die freie rechte Kante der äußeren Dekantiertrommel 18 in einen Gehäuseabschnitt 45 abgeworfen wird.

Die Länge dieser zum Nachtrocknen dienenden äußeren Dekantiertrommel 18 ist nur geringfügig kleiner als die der Dekantiertrommel 19, und der Konuswinkel der äußeren Dekantiertrommel 18 ist relativ klein, wobei der kleinste Durchmesser der Trommel 18 vorzugsweise 75% oder mehr des größten Durchmessers beträgt. Die Ausführungsform nach Fig. 3 ist besonders vorteilhaft, wenn der abzutrennende Feststoff ein Produkt ist, welcher leicht zu einer Ver­ stopfung einer bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 2 verwendeten Siebtrommel führen würde.

Bei allen Ausführungsformen ist eine strikte Trennung zwischen dem Lager- und Antriebsteil der Maschi­ ne und dem Verfahrensraum (Dekantier- und Trocknerteil) eingehalten. Die Antriebseinrichtungen zum Antreiben der Trommeln mit unterschiedlichen Drehzahlen sind in den Zeichnungen nicht dargestellt; man erkennt aber aus den Zeichnungen, daß die die Trommeln tragenden Wellen bzw. Hohlwellen jeweils an ihren vom Verfahrensraum abge­ wandten Ende für die Ankopplung von Antriebseinheiten gut zugänglich sind.

Die beschriebenen Ausführungsformen bieten eine leichte Montage bzw. Demontage im Störfall, da der Verfahrensraum und der Antriebs- bzw. Lagerteil voneinander getrennt sind, so daß der Verfahrensraum leicht zugänglich ist, ohne Lager , Getriebe- oder Antriebsaggregate demontieren zu müssen. Andererseits sind auch die Lager und Dichtungen gut zugänglich. Wegen der fliegenden Lagerung entsteht auch kein Problem durch Wärmedehnungen der Trommeln bei Betrieb mit erhöhter Temperatur, wie dies bei beidseitig gelagerten Zentrifugen der Fall sein kann. Die geometrische Gestaltung der Trommeln kann frei ohne Rücksicht auf die Konstruktion der übrigen Bauteile gewählt werden. Das Suspensionszulaufrohr und gegebenenfalls eine zusätzliche Zuführung für Waschflüssigkeit können problemlos, und ohne abdichtende Rohrdurchführungen od.dgl. angeordnet werden. Bei Verwendung der Zentrifuge für gasdichten Betrieb sind maximal zwei hoch belastbare Lagerdichtungen mög­ lich, während bei beidseitig gelagerten Trommeln eine wesentlich größere Anzahl von Dichtungen erforderlich ist.

Vorteilhaft ist, daß sowohl die Dekantiertrommel als auch die äußere Nachentwässerungstrommel (Siebtrommel oder zweite Dekantiertrommel) jeweils eine freie Stirn­ kante für den ungehinderten Abwurf des Feststoffes auf­ weisen. Die erfindungsgemäße Zentrifuge ist deshalb be­ sonders unempfindlich gegenüber Verstopfungen.

Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist die Möglichkeit, sie mit geringem Aufwand für geänderte Einsatzbereiche bzw. Produktbedingungen umzurüsten oder nachzurüsten. Die Zentrifuge kann im Baukastensystem konzipiert werden, wobei je nach den Einsatzbedingungen Außentrommeln verschiedener Form, Größe, Länge usw. für die Nachtrocknung des Feststoffes verwendet werden können, ohne daß die restliche Kon­ struktion der Zentrifuge verändert werden muß.

Claims (11)

1. Dekantierzentrifuge mit einer eine Einlaufkammer bildenden Innentrommel, einer mindestens teilweise konisch verlaufenden Dekantiertrommel und einer Nach­ entwässerungstrommel, die einander konzentrisch umge­ bend in einem Gehäuse angeordnet und mittels Wellen bzw. Hohlwellen in außerhalb des Gehäuses angeordneten Lagern drehbar gelagert sind, wobei die Dekantiertrommel an ihrem engeren Konusende eine Abwurfstelle für den Abwurf des Feststoffes in die Nachentwässerungstrommel aufweist, die Dekantiertrommel und Nachentwässerungstrommel mit einer Drehzahldifferenz gegenüber je einer in ihrem Inneren angeordneten Förderschnecke antreibbar sind und der Fest­ stoff die Dekantiertrommel und Nachentwässerungstrommel in entgegengesetzter Richtung durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommeln (11, 17, 18, 19) fliegend nur auf einer Seite des Ge­ häuses (23) gelagert sind, und daß die Innentrommel an ihrer der Lagerseite gegenüberliegende Ende offen ist und ein stationäres Zulaufrohr (25) für das zu zentri­ fugierende Gemisch von der offenen Seite her in die Innentrommel eingeführt ist.

2. Dekantierzentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Innentrommel (11) mittels einer Welle (9) und die Dekantiertrommel (19) mittels einer Hohlwelle (5) fliegend gelagert ist, während die Nachentwässerungstrommel (17) von der Innentrommel (11) an deren freien Ende getragen wird, wobei die Dekantier­ trommel ihre freie Abwurfkante an dem der Lagerseite gegen­ überliegenden Ende aufweist.

3. Dekantierzentrifuge nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Innentrommel (11) die mit der Dekantiertrommel (19) zusammenwirkende Förder­ schnecke (13) und die Dekantiertrommel (19) die mit der Nachentwässerungstrommel (17) zusammenwirkende Förder­ schnecke (21) trägt.

4. Dekantierzentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Innentrommel (11) mittels einer Welle (9) und die Nachentwässerungstrom­ mel (17) mittels einer Hohlwelle (5) fliegend gelagert ist, während die Dekantiertrommel (19) von der Innen­ trommel (11) an deren freien Ende getragen wird, wo­ bei die Dekantiertrommel (19) ihre freie Abwurfkante an dem der Lagerseite zugewandten Ende aufweist.

5. Dekantierzentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekantiertrom­ mel (19) die mit der Nachentwässerungstrommel (17) zu­ sammenwirkende Förderschnecke (21) trägt, während die mit der Dekantiertrommel (19) zusammenwirkende Förder­ schnecke (13) auf einer die Innentrommel (11) konzentrisch umgebenden, mit der Nachentwässerungstrommel (17) ver­ bundenen Zwischentrommel (40) angeordnet ist.

6. Dekantierzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer die Dekantiertrommel (19) mit der Hohlwelle (5) oder mit der Innentrommel (11) verbindenden Stirnscheibe Durchtritts­ öffnungen (29) für das Filtrat angeordnet sind, die in einer an der Außenseite der Stirnscheibe angeordneten Ringtasse (31) münden, in welche ein mit der Mündung entgegen der Drehrichtung anstellbares Ablaufrohr ragt.

7. Dekantierzentrifuge nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachent­ wässerungstrommel eine freie Abwurfkante für den nachent­ wässerten Feststoff sowie Abzugsöffnungen für das Nach­ filtrat aufweist, denen voneinander getrennte Aufnahme­ kammern (35, 38) des Gehäuses (23) zugeordnet sind.

8. Dekantierzentrifuge nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangs­ bereich von der Dekantiertrommel (19) zur Nachentwässerungs­ trommel (17) eine Zuführung (41, 45; 47, 49) für Wasch­ flüssigkeit angeordnet ist.

9. Dekantierzentrifuge nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachent­ wässerungstrommel (17) als eine sich in Förderrichtung des Feststoffes konisch erweiternde Siebtrommel ausgebildet ist.

10. Dekantierzentrifuge nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachent­ wässerungstrommel (17) als eine sich in Förderrichtung des Feststoffes konisch verengende Dekantiertrommel aus­ gebildet ist.

11. Dekantierzentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintauchtiefe des Ablaufrohres in die Ringtasse veränderbar ist.