DE1045914B - Schubzentrifuge - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Es ist eine Schubzentrifuge bekannt, deren rotierender Teil zwei gleich lange und zueinander konzentrische Trommeln aufweist, die an einem ihrer Enden mittels eines ringförmigen Bodenstücks miteinander verbunden sind. Die Innentrommel hat auf etwa zwei Drittel ihrer axialen Höhe eine längs ihres Umfanges angeordnete Fensterreihe sowie unterhalb dieser Fensterreihe einen nur die Innentrommel einseitig abschließenden Trommelboden. Die zwischen den Fenstern befindlichen Stege liegen parallel zur Trommelachse und bilden Teile der zylindrischen Trommelwand. Im Zwischenraum zwischen der Innen- und der Außentrommel ist eine Kulisse axial verschiebbar angeordnet, die zwei in axialer Richtung voneinander getrennte Schleuderkammern aufweist. In den beiden Endlagen der verschiebbaren Kulisse steht entweder die eine oder die andere der Schleuderkammern im Bereich der Fensterreihe der Innentrommel und damit in der Schleuderstellung. Unabhängig von der jeweiligen Endlage der Kulisse soll sich dann die andere der beiden Schleuderkammern in der Auswurfstellung befinden, in welcher sie radial nach außen offen ist. Zu diesem Zweck sind in der Außentrommel zwei weitere Fensterreihen vorgesehen, von welchen jede um den axialen Hub der Kulisse gegenüber der in der Innentrommel angeordneten Fensterreihe versetzt angeordnet ist. Auch die zwischen den Fenstern der Außentrommel befindlichen Stege erstrecken sich parallel zur Trommelachse und bilden Teile der Gleitflächen, längs welchen die Kulisse verschiebbar ist

Im verbleibenden längeren Teil des Ringraumes zwischen der Innen- und Außentrommel ist der beidseitig mit einem Druckmittel beaufschlagbare Betätigungskolben axial verschiebbar geführt, der mittels einer Schürze mit der Kulisse verbunden ist. Die zu klärende Flüssigkeit wird der Innentrommel von oben her zentral zugeführt und gelangt durch die in der Innentrommel angeordnete Fensterreihe in die jeweils in ihrem Bereich befindliche, nach innen offene Schleuderkammer. Ist die Schleuderkammer mit ausgeschleuderten Feststoffen gefüllt, so wird sie axial verschoben, bis sie sich in der Auswurfstellung befindet, in welcher die Feststoffe aus der Maschine radial nach außen ausgeworfen werden. Dabei ist gleichzeitig die andere Schleuderkammer in die Schleuderstellung gelangt, so daß die zu schleudernde Flüssigkeit ohne Unterbrechung zugeführt sowie fortlaufend geschleudert und ausgeworfen werden kann.

Der Vorteil dieser kontinuierlichen Arbeitsweise wird jedoch bei den bekannten Schubzentrifugen dieser Art durch einige Nachteile erkauft. Es zeigt sich nämlich, daß sich längs den Stegen der in der Außentrommel angeordneten, beiden Fensterreihen Ansammlungen von Trockenstoffen bilden, welche durch die Schubzentrifuge

Anmelder:

Hübscher & Co.,

Maschinen- und Stahlbau,

Schaffhausen (Schweiz)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Wedde, Patentanwalt,
München 27, Schumannstr. 2

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 21. März 1957

Dipl.-Ing, Fritz Widmer, Rorschacherberg,
Dipl.-Ing. Eberhard Buban^jund Max Müller,

Schaffhausen (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden

Fliehkraft an die Stege angedrückt werden. Da diese Ansammlungen sich keineswegs regelmäßig anhäufen, plötzlich ganz oder teilweise abbröckeln und dann durch die Fenster hindurch nach außen geschleudert werden, verursachen sie oft eine beträchtliche, wenn auch vorübergehende Unwucht, die hohe Lagerdrücke erzeugt und bei der meistens bevorzugten federnden Aufhängung der Zentrifuge Pendelungen bewirkt. Außerdem können sich infolge der stets unvollkommenen Dichtungen Trockenstoffe zwischen der Kulisse und den beiden Trommeln langsam hindurcharbeiten und sich beiderseits der Kulisse in den oberen und unteren abgeschlossenen Ringräumen ansammeln, so· daß die Kulisse schließlich an den angesammelten Trockenstoffen ansteht und nicht meäbr völlig in ihre Endstellungen bewegt werden kann. Die Zentrifuge muß dann stillgesetzt, auseinandergenommen, gereinigt und wieder zusammengesetzt werden, wodurch sich umständliche und auch kostspielige Überholungsarbeiten ergeben.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Zentrifuge, deren rotierender Teil eine durchbrochene Innentrommel, eine die Innentrommel konzentrisch umgebende Außentrommel sowie eine zwischen der Innentrommel und der Außentrommel angeordnete und axial verschiebbare Kulisse aufweist, welche zwei in axialer Richtung voneinander getrennte Schleudereos 697/21»

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kammern hat und in jeder der beiden axialen End- liehe Kulisse 7 bis 11 in einem radialen Abstand überstellungen der Kulisse die eine dieser Schleuder- fängt. Das Fußstück 16 ist seinerseits an dem als bekammern jeweils die Schleuderstellung und die andere sondere Einheit ausgebildeten Kolbengehäuse 17 bedieser Schleuderkammern die Auswurfstellung ein- festigt, welches einen ringförmigen Betätigungskolbeti nimmt. Die erläuterten Mangel der bekannten Zentri- 5 18 aufnimmt.

fugen dieser Bauart werden erfindungsgemäß dadurch Mittels einer Anzahl von Übertragungsstangen 19, behoben, daß die Aüßentrommel beiderseits der welche die Verbindungssäulen 11 und 10 der Kulisse 7 Durchbrechung der Innentrommel sich in axialer bis 11 durchsetzen, wird der Betätigungskolben 18 mit Richtung nur so weit erstreckt, daß in jeder der bei- der Kulisse 7 bis 11 zu einer als Ganzes axial verden axialen Endlagen der Kulisse diese über die io schiebbaren Einheit zusammengeschraubt. Das Kolben-Außentrommel hinaus vorsteht und die sich gerade in gehäuse 17 ist dabei direkt am Teilstück 4 der Innender Auswurfstellung befindliche Sdhleuderkammer trommel 3., 4 befestigt, die am unteren Ende der radial nach außen völlig freigegeben wird. Der Stege 5 mit einem Trommelboden 20 versehen und Außenmantel wird hierbei mittels einer Mehrzahl von unmittelbar auf der Welle 21 festgeschraubt ist. Die in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Säulen 15 Leitungen für die Zu- und Abfuhr eines Druckmittels von rundem Querschnitt abgestützt, welche wenigstens zur Beaufschlagung des Betätigungskolbens 18 sind an einem der beiden Enden des Außenmantels die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt; über den Außenmantel hinaus vorstehende Kulisse in sie verlaufen wie üblich teilweise durch die hohl auseinem nach außen weisenden radialen Abstand käfig- gebildete Welle 21 (Fig. 2) hindurch. Die Welle 21 artig überfangen. 20 ist mit Hilfe von zwei Rollenlagern 22 und 23 in

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einem Lagerbock 24, 25 drehbar gelagert, wobei der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei alle für das trommeiförmige Teil 24 des Lagerbockes in den vom Verständnis der Erfindung nicht unbedingt erfocder- Kolbengehäuse 17 und vom Teilstück 4 der Innenlichen Teile oder Einzelheiten der Zentrifuge aus trommel 3, 4 frei gelassenen Raum hineinragt. InnerGründen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet sind. 25 halb des Lagerbockes 24, 25 und zwischen den beiden In der Zeichnung zeigt Rollenlagern 22 und 23 kann der Antriebmotor ein-

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Zentrifuge und gebaut werden, dessen Anker 26 auf der Welle 21 und

Fig. 2 einen an der Stelle 2-2 in Fig. 1 geführten dessen Stator 27 im Teilstück 24 des Lagerbockes

Querschnitt durch die Zentrifuge. befestigt ist. Das nur teilweise dargestellte Teilstück

Der rotierende Teil der Zentrifuge weist eine Innen- 30 25 des Lagerbockes ist auf einem nicht gezeichneten trommel auf, deren zylindrische Teilstücke 3 und 4 Gestell befestigt, das mittels Federn aufgehängt ist. durch schräg laufende Stege 5, die sich in steil laufen- Das Rohr 28 für die Zufuhr der zu klärenden Flüssigden Schraubenlinien erstrecken, miteinander starr keit ist in der Regel feststehend angeordnet und verbunden sind. Zwischen den Stegen 5 entstehen mündet in der Nähe des Bodens 20 in den Innenraum fensterartige Durchbrechungen 6 der Innentrommel 35 der Innentrommel 3, 4. Wie Fig. 1 zeigt, hat die 3, 4. Die Stege 5 sind dabei derart ausgebildet, daß Kulisse 7 bis 11' vier Dichtungen, deren Dichtungssie einen Teil der zylindrischen Außenfläche der ringe 29, 30, 31, 32 mittels hinterlegter Gummi-Innentrommel 3, 4 bilden. Längs dieser Außenfläche schnüre entgegen der Wirkung der Fliehkraft an die der Innentrommel 3, 4 ist eine Kulisse axial ver- Außenfläche der Innentrommel 3, 4 angedrückt werschiebbar gelagert, die im wesentlichen aus drei ring- 4° der. Ferner weist die Kulisse 7 bis 11 außerdem noch förmigen Teilstücken 7, 8, 9 und aus zwei Reihen drei Dichtungen auf, deren Dichtungsringe 33, 34, 35 hohler Verbindungssäulen 10, 11 besteht, welche die durch die Fliehkraft selbst an die Innenfläche der ringförmigen Teilstücke 7, 8, 9 miteinander starr ver- Außentrommel 14 angepreßt werden. Da in den Endbinden. Die ringförmigen Teilstücke 7, 8 begrenzen lagen der Kulisse 7 bis 11 entweder der eine oder in axialer Richtung eine erste ringförmige Schleuder- 45 andere Dichtungsring 33 bzw. 35 frei liegt, sind diese kammer 12 und die ringförmigen Teilstücke 8, 9 eine beiden Dichtungsringe mit nicht dargestellten Dehentsprechende zweite Schleuderkammer 13. In Fig. 1 nungssicherungen zu versehen. Ferner haben die ist hierbei die Kulisse 7 bis 11 auf der rechten Hälfte beiden Enden der Innenfläche des Außenmantels 14 der Zeichnung in der unteren Endlage und auf der konische Auflaufflächen, welche bei einer axialen Verlinken Hälfte der Zeichnung in der oberen Endlage 50 Schiebung der Kulisse 7 bis 11 die beiden Dichtungsdargestellt. Die Kulisse 7 bis 11 wird von einer gegen- ringe 33 und 35 einfangen und dann radial nach innen über der Innentrommel 3, 4 verkürzten Außentrommel zurückdrängen. Die Außenfläche der Innentrommel 3,4 14 umgeben. In den beiden dargestellten Endlagen der und die Innenfläche der Außentrommel 14 sind zweck-Kulisse 7 bis 11 soll die letztere über die Außen- mäßigerweise je mit einer Hartchromschicht versehen, trommel 14 hinaus vorstehen, so daß entweder die 55 Die zu klärende Flüssigkeit — z. B. der aus einer Schleuderkammer 12 in ihrer unteren Stellung oder Abwasserkläranlage anfallende Frischschlamm — wird die Schleuderkammer 13 in ihrer oberen Stellung durch das Rohr 28 der Innentrommel 3, 4 zugeführt radial nach außen völlig freigegeben und damit ge- und gelangt durch die Durchbrechungen 6 in die öffnet ist. Ini Gegensatz zur Fig. 1 zeigt Fig. 2 einen Schleuderkammer 12, wobei angenommen wird, daß Querschnitt, in welchem die Kulisse 7 bis 11 aus- 60 die Kulisse 7 bis 11 die in Fig. 1 in der linken Hälfte schließlich die untere Endlage einnimmt und die wiedergegebene Stellung einnimmt. Durch die Zentri-Schleuderkammef 12 geöffnet ist. fugalbeschleunigung, die größenordnungsmäßig etwa

An ihrem unteren Ende ist die Außentrommel 14 der hundertfachen Erdbeschleunigung entspricht, wermit einer Anzahl von parallel zur Trommelachse sich den die Festteile des Frischschlammes sich in stets erstreckenden Säulen 15 versehen, die an "ihrem von 65 wachsender Schicht an der Innenfläche der Außender Außentrommel 14 abgewendeten Ende an einem trommel 14 niederschlagen. Die von Festteilen weitgemeinsamen Fußstück 16 enden. Die Säulen 15 sind gehend befreite und damit geklärte Flüssigkeit wird gegenüber der Innenfläche der Aüßentrommel 14 radial wegen ihres geringeren spezifischen Gewichtes radial nach außen verse'tzt" angeordnet, so daß sie einen nach innen gedrängt und fließt längs der schwach Käfig bilden, der die in der unteren Endlage befind- 70 konisch sich erweiternden Innenfläche der Innen-

trommel nach oben ab, wo sie durch nicht dargestellte Leitbleche aufgefangen und fortgeleitet wird. Sobald die Schleuderkammer 12 bis zu den Schrägstegen 5 hin mit ausgeschleuderten Feststoffen gefüllt ist, wird der Betätigungskolben 18 beaufschlagt und die Kulisse 7 bis 11 nach unten bewegt, bis sie die in Fig. 1 in der rechten Hälfte wiedergegebene Stellung einnimmt. Die Schleuderkammer 12 wird dadurch aus der ursprünglichen Schleuder stellung in die Auswurfstellung übergeführt, und gleichzeitig gelangt nunmehr die Schleuderkammer 13 in die Schleuderstellung. Während dieses Umsteuervorganges kann fortlaufend weiter ausgeschleudert werden, da sich die ausgeschleuderten Festteile vorübergehend an der Innenwand des Teiles 8 der an den Durchbrechungen 6 vorbeigeführten Kulisse 7 bis 11 anlagern und anschließend vom Trommelboden 20 in die Schleuderkammer 13 abgestreift werden. Kurz nachdem Teil 7 der Kulisse 7 bis 11 das untere Ende der Außentrommel 14 verlassen hat, beginnt das Auswerfen der Feststoffe. Da die Schleuderkammer 12 radial nach außen völlig offen ist, können die Feststoffe ungehindert wegfliegen, und es verbleiben in der Schleuderkammer 12 keinerlei Rückstände. Weil die Säulen 15 nach außen versetzt angeordnet sind, haben die ausgeschleuderten Feststoffe bereits eine beträchtliche Geschwindigkeit, bevor sie auf die runden Säulen 15 treffen. x\n den Säulen 15 werden sich daher keine Rückstände anlagern, so daß eine bemerkbare Unwucht während des Verschiebens der Kulisse 7 bis 11 nicht entsteht. Gleichzeitig mit dem Auswurfvorgang des Inhalts der Schleuderkammer 12 geht das Wiederauffüllen der Schleuderkammer 13 mit aus der Flüssigkeit ausgeschleuderten Feststoffen parallel, so> daß ein ununterbrochener Betrieb der Zentrifuge gewährleistet ist. Ist schließlich die Schleuderkammer 13 mit Feststoffen gefüllt, so wird die Kulisse 7 bis 11 nach oben verschoben, so daß sie aus der in Fig. 1 redhits gezeichneten in die links gezeichnete Stellung übergeführt wird. In der Auswurf stellung der Schleuderkammer 13 fliegen dabei die Feststoffe ebenfalls ungehindert weg, und die Schleuderkammer 13 entleert sich völlig.

Feststoffe, die zwischen Teilen der Kulisse 7 bis 11 und der Innenfläche der Außen trommel 14 bzw. der Außenfläche der Innentrommel 3, 4 eindringen, werden mit der Zeit in axialer Richtung herausgeschafft, bis sie an einem der Enden der Außentrommel 14 vorbei nach außen abgeschleudert werden. Die Bildung von Rückständen, an denen die Kulisse 7 bis 11 anstoßen und dadurch, blockiert werden könnte, ist dadurch praktisch ausgeschlossen. Da die Kulisse 7 bis 11 außerdem mittels Betätigungsstangen 19 mit dem Antriebkolben 18 verbunden ist und die Betätigungsstangen 19 in der oberen Stirnwand des Kolbengehäuses 17 je für sich abgedichtet werden können, vermögen Feststoffe nicht in das Kolbengehäuse 17 einzudringen und die Beweglichkeit des Antriebkolbens 18 zu beeinträchtigen.

Das als besondere Einheit ausgebildete Kolbengehäuse 17 erlaubt seine einfache Auswechslung, um nach Bedarf Betätigungskolben 18 größerer oder kleinerer Arbeitsfläche zu verwenden, wenn entsprechend andere axiale Verschiebungsdrücke zum Bewegen der Kulisse 7 bis 11 erforderlich sind. Dadurch, daß die Übertragungsstangen 19 die Kulisse 7 bis 11 in ihrer ganzen axialen Länge durchsetzen, die Außentrommel 14 gegenüber der Innentrommel 3, 4 verkürzt ist und mittels ihres Fußstückes 16 nur einseitig und auf dem Kolbengehäuse 17 befestigt ist, kann die Kulisse 7 bis 11 leicht ausgebaut werden, um neue Dichtungsringe 29 bis 35 einsetzen zu können, die erfahrungsgemäß einem großen Verschleiß unterworfen sind. Es ergeben sich somit auch bauliche Vorteile, welche.es ermöglichen, die Zentrifuge auch schweren Anforderungen auszusetzen, wie sie sich etwa beim Schleudern von aus Kläranlagen anfallendem Frischschlamm ergeben, dessen Festteile Sand und andere harte körnige Substanzen enthalten.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schubzentrifuge, deren rotierender Teil eine durchbrochene Innentrotnmel, eine die Innentrommel konzentrisch umgebende Außentrommel sowie eine zwischen der Innentrommel und der Außentrommel axial verschiebbare Kulisse aufweist, welche zwei in axialer Richtung voneinander getrennte Schleuderkammern hat und wobei in jeder der beiden axialen Endlagen an der Kulisse die eine dieser Schleuderkammern jeweils die Schleuderstellung und die andere dieser Schleuderkammern die Auswurfstellung einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Durchbrechung (6) der Innentrommel (3, 4) die Außentrommel (14) sich in axialer Richtung nur so· weit erstreckt, daß in jeder der beiden axialen Endlagen der Kulisse (7 bis 11) diese über die Außentrommel hinaus vorsteht und die sich gerade in der Auswurfstellung befindliche Schleuderkammer radial nach außen völlig freigegeben ist.

2. Schubzentrifuge nach: Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außentrommel (14) mittels einer Anzahl von in der Umfangsrichtung verteilt angeordneten Säulen (15) von vorzugsweise rundem Querschnitt abgestützt ist, welche wenigstens an einem der beiden axialen Enden der Außentrommel die über die Außentrommel hinaus vorstehende Kulisse (7 bis 11) in einem radial nach außen weisenden Abstand käfigartig überfangen.

3. Schubzentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur an demjenigen Ende der Außentrommel (14), welches dem Kolbengehäuse (17) des zum axialen Verschieben der Kulisse (7 bis 11) dienenden Arbeitskolbens (18) benachbart ist, in Richtung zum Kolbengehäuse hin sich erstreckende Säulen (15) angeordnet sind.

4. Schubzentrifuge nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (15) an ihrem von der Außentrommel abgewendeten Ende an einem gemeinsamen Fußstück (16) enden, daß die Außentrommel (14), die Säulen (15) und das Fuß stück (16) aus einem einzigen Werkstück bestehen, daß das Kolbengehäuse (17) als besondere bauliche Einheit ausgebildet und an der Innentrommel (4) befestigt ist und daß ferner die Außentrommel (14) mittels des genannten Fußstücks am Kolbengehäuse (17) befestigt ist.

5. Schubzentrifuge nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (7 bis 11) mit dem Arbeitskolben (18) mittels einer Anzahl von in der Umfangsrichtung verteilten und parallel zur Drehachse der Trommeln sich erstreckenden Übertragungsstangen (19) verbunden ist, welche die Kulisse in ihrer gesamten axialen Länge durchsetzen.

6. Schubzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Innentrommel (3., 4) vorgesehene Durchbrechung gegenüber der in

axialer Richtung genommenen Mitte der Außentrommel (14) angeordnet ist und durch eine Anzahl von schraubenartig gebogenen Stegen (5) begrenzt wird, welche die beiderseits der Durchbrechung befindlichen Teilstücke (3, 4) der Innentrommel miteinander verbinden.

7. Schubzentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch! gekennzeichnet, daß die Innentrommel (3, 4) beiderseits der Stege (5) gegenüber den Enden der Außentrommel (14) um wenigstens die axiale Länge eines Schleuderraumes der Kulisse verlängert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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