DE1208694B - Flat bottom sugar centrifuge - Google Patents

Description

Flachboden-Zuckerzentrifuge Die zum Ausschleudern des Weißzuckers dienenden diskontinuierlich arbeitenden Zuckerzentrifugen sind im Laufe der Zeit zu einem Standardtyp einer Flachbodenzentrifuge entwickelt worden. Bei einer solchen Flachbodenzentrifuge ist die Trommelwelle mit der festverbundenen Schleudertrommel pendelnd aufgehängt, um die nicht zu vermeidenden Unwuchten auszugleichen. Ferner ist die Schleudertrommel mit mehreren tausend, über den ganzen Umfang verteilten Löchern zum Abfluß des ausgeschleuderten Sirups versehen. An der Innenwand der Schleudertrommel liegt ein Stützsieb an, auf dem das feinmaschige Decksieb aufliegt. Das Stützsieb bildet einen Zwischenraum zwischen dem Decksieb und der Schleudertrommel, um den ungehinderten Abfluß des abgeschleuderten Sirups durch die Löcher der Schleudertrommel zu ermöglichen.Flat-bottom sugar centrifuge for centrifuging white sugar serving batch sugar centrifuges are over time has been developed into a standard type of flat bottom centrifuge. With such a The flat-bottom centrifuge is the drum shaft with the firmly connected centrifugal drum Suspended pendulum to compensate for the unavoidable imbalances. Further is the centrifugal drum with several thousand, distributed over the entire circumference Make holes to drain the syrup that has been thrown out. On the inside wall of the centrifugal drum there is a support sieve on which the fine-mesh cover sieve rests. The support sieve forms a space between the deck screen and the centrifugal drum around the unhindered drainage of the syrup thrown off through the holes in the centrifugal drum to enable.

Es besteht nun das Bedürfnis, die Leistung solcher nachbodcnzentrifugen zu erhöhen. Dem stehen je- doch erhebliche Schwierigkeiten entgegen. Die Brems- und Beschleunigungszeit der Schleudertrommel zu verkürzen oder die Schleuderdrebzahl zu erhöhen, erfordert wesentlich stärkere Antriebsmotore, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Betriebes in Frage gestellt werden kann. Es verbleibt demnach mir noch der Weg, das Fassungsvermögen der Schleudertrommel zu erhöhen, womit jedoch eine sich in einer proportionalen Steigerung der Motorleistung auswirkende Vergrößerung des Schwungmomentes verbunden ist, das einfach proportional mit der Länge und quadratisch proportional mit dem Durchmesser der Schleudertrommel wächst.There is now a need to increase the performance of such post-bottom centrifuges. However, this faces considerable difficulties. Shortening the braking and acceleration time of the centrifugal drum or increasing the centrifugal speed requires significantly more powerful drive motors, which can jeopardize the economic efficiency of the operation. So I still have the way to increase the capacity of the centrifugal drum, which, however, involves an increase in the moment of inertia resulting in a proportional increase in the engine power, which simply increases proportionally with the length and quadratically with the diameter of the centrifugal drum.

Dem naheliegenden Weg, die Länge der Schleudertrommel zu vergrößern, steht die Schwierigkeit entgegen, daß aus der bei niedriger Fülldrehzahl von 50 bis 60 U/min in die Schleudertrommel eingefüllten Füllmasse und in verstärktem Maße bei der notwendigen nachfolgenden Drehzahlerhöhung bereits so viel Sirup abgeschleudert wird, daß die Füllmasse vor dem Erreichen einer Zwischendrehzahl von 400 U/min, bei der sich die Füllmasse annähernd vertikal anstellt, nicht mehr schwemmfähig ist. Es ergeben sich dadurch beim Füllen die insbesondere bei Pendelzentrifugen sehr gefährlichen Unwuchten. Die Schwemmfähigkeit der Füllmasse kann auch nicht durch den bekannten Vorschlag aufrechterhalten werden, die Anzahl der Löcher im Trommelmantel im Bereich der Füllmasseaufgabe zu verringern, weil der Sirup trotz dieser Maßnahme bereits bei der Fülldrehzahl ungehindert durch die vielen im Trommelmantel befindlichen Bohrungen hindurchtreten kann.The obvious way to increase the length of the centrifugal drum is opposed by the difficulty that so much syrup is already thrown off from the filling compound filled into the centrifugal drum at a low filling speed of 50 to 60 rpm and, to a greater extent, with the necessary subsequent increase in speed, that the filling compound can no longer flood before it reaches an intermediate speed of 400 rpm, at which the filling compound is almost vertical. This results in imbalances which are very dangerous, especially in pendulum centrifuges, during filling. The floatability of the filling compound cannot be maintained by the known proposal to reduce the number of holes in the drum shell in the area of the filling compound task, because despite this measure the syrup can pass unhindered through the many holes in the drum shell at the filling speed.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, das Fassungsvermögen einer Flachbodenzentrifuge bei gleichbleibendem Schwungmoment zu erhöhen, so daß der auf die Gewichteinheit des abgeschleuderten Zuckers bezogene Energiebedarf des Antriebsmotors geringer wird. Hierbei muß vermieden werden, daß aus der Füllmasse vorzeitig zuviel Sirup abaeschleudert wird. Zur Lösuna dieser Aufgabe ist nach der Erfindung gegenüber den bekannten Flachboden-Zuckerzentritugen eine wesentliche Verminderung der Lochquerschnitte in der Weise vorgesehen, daß die Lochreihen nur in der Nähe vom Trommelboden und Trommeldeckel angeordnet sind und die Summe der Lochquerschnitte derart bemessen ist, daß die Füllmasse während der Trommelbeschleunigung auf 400 U/min schwemmfähig bleibt. Die Erfindung beruht in erster Linie auf der Erkenntnis, daß durch die weitgehende Verminderung der Lochquerschnitte eine sehr wirksame Drosselung des Sirupablaufes bei den unter 400 U/min liegenden Füll- bzw. Zwischendrehzablen erzielt wird, während bei höheren Drehzahlen trotz des verminderten Lochquerschnittes der Ablauf des restlichen Sirups sichergestellt ist.With the invention, the object is to be achieved, the capacity to increase a flat bottom centrifuge with constant moment of inertia, so that the energy requirement of the related to the weight unit of the thrown off sugar Drive motor is lower. It must be avoided that from the filling compound Too much syrup is thrown off prematurely. To solve this problem is according to the Invention compared to the known flat-bottom sugar centrifuges an essential one Reduction of the hole cross-sections provided in such a way that the rows of holes only are arranged in the vicinity of the drum base and drum cover and the sum of the Hole cross-sections is dimensioned such that the filling compound during the drum acceleration remains floatable at 400 rpm. The invention is based primarily on the Realization that due to the extensive reduction of the hole cross-sections a very Effective throttling of the syrup flow at the filling or filling speeds below 400 rpm. Intermediate revolving speed is achieved while at higher revs despite the diminished The drainage of the remaining syrup is ensured through the cross-section of the hole.

Die Anordnung der Lochreihen mit vermindertem Gesamtlochquerschnitt in der Nähe von Trommeldeckel und -boden erlaubt, das Fassungsvermögen der Schleudertrommel durch Verlängerung der Schleudertrommel zu erhöhen, ohne die Gefahr in Kauf nehmen zu müssen, daß der Sirup frühzeitig abgeschleudert wird, weil die Füllmasse die oberen Lochreihen erst erreicht, wenn die Schleudertrommel auf höhere Drehzahlen, z. B. auf 200 U/min, beschleunigt wird. Dies wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal noch unterstützt, wenn die Summe der in der Nähe des Trommeldeckels vorgesehenen Lochquerschnitte erheblich größer ist als die Summe der in der Nähe des Trommelbodens vorgesehenen Lochquerschnitte, und zwar dadurch, daß in der Nähe des Trommeldeckels eine oder zwei Reihen von Löchern und in der Nähe des Trommelbodens nur einzelne Löcher vorgesehen sind. Eine vorteilhafte Lösung ergibt sich, wenn die Summe der in der Nähe des Trommeldeckels angeordneten Lochquerschnitte sich zu der Summe der in der Nähe des Trommelbodens angeordneten Lochquerschnitte ungefähr wie 94: 6 verhält.The arrangement of the rows of holes with a reduced overall cross-section of holes near the drum cover and bottom allows the capacity of the centrifugal drum to be increased by lengthening the centrifugal drum without having to accept the risk of the syrup being thrown off prematurely because the filling compound hits the upper rows of holes only achieved when the centrifugal drum is set to higher speeds, e.g. B. to 200 rpm, is accelerated. This is supported according to a further feature of the invention if the sum of the hole cross-sections provided in the vicinity of the drum cover is considerably greater than the sum of the hole cross-sections provided in the vicinity of the drum base, namely by having one or two rows of in the vicinity of the drum cover Holes and in the vicinity of the drum base only individual holes are provided. An advantageous solution is obtained when the sum of the hole cross-sections arranged in the vicinity of the drum cover is approximately 94: 6 in relation to the sum of the hole cross-sections arranged in the vicinity of the drum base.

Gleichzeitig kann der bis auf die Randzonen bohrungsfreie Trommelmantel erheblich dünner gehalten werden, weil die bisher von den Bohrungen verursachten hohen Kerbspannungen in Wegfall kommen und bei der Festigkeitsberechnung nur noch die Zugspannungen im Trommelmantel zu berücksichtigen sind. Das aber ermöglicht die erstrebte Leistungssteigerung der Zentrifuge ohne gleichzeitige Erhöhung des Schwungmomentes. Mit der Erfindung wird eine Gewichtseinsparung erreicht, die das Totgewicht der Zentrifuge zugunsten des Füllgewichts vermindert, insofern als das am größten Durchmesser der Schleudertrommel eingesparte Gewicht des Trommelmantels eine sich am Füllmassering innen anlagernde zusätzliche Füllmasseschicht zuläßt.At the same time, the drum shell, which is free of bores except for the edge zones be kept considerably thinner, because the previously caused by the holes high notch stresses are eliminated and only used in the strength calculation the tensile stresses in the drum shell must be taken into account. But that makes it possible the desired increase in the performance of the centrifuge without increasing the Moment of inertia. With the invention, a weight saving is achieved that Dead weight of the centrifuge reduced in favor of the fill weight, insofar as that Weight saved on the drum shell at the largest diameter of the centrifugal drum allows an additional layer of filler compound attached to the inside of the filler mass ring.

Bei den bekannten Flachbodenzentrifugen mit über dem Trommelmantel verteilten Bohrungen sind die Kerb- und Zugspannungen im Trommelmantel wesentlich höher als die Zug- und Biegespannungen in den Randzonen, die dort von dem in seinen Abmessungen von der Stärke des Füllmasseringes bestimmten kreisringfönnigen Deckel bzw. Boden der Zentrifuge aufgenommen werden. Demzufolge weist der Trommelmantel der bekannten Flachbodenzentrifugen eine gleichmäßig durchgehende Wandstärke auf. Mit der Neugestaltung der Schleudertrommel ging die Erkenntnis einher, daß gegenüber der bekannten Flachbodenzentrifuge gänzlich andere Spannungsverhältnisse im Trommelmantel vorliegen, indem in der Ebene des Anschlusses des Trommelmantels am Deckel und am Boden hohe Biegespannungen auftreten, die im Maximum wesentlich höher sind als die Zugspannungen im übrigen Teil des Trommelmantels. Demzufolge erhalten wegen des Vorhandenseins von Deckel und Boden die Randzonen des Trommehnantels eine größere Wandstärke als der zwischen den Randzonen befindliche Teil des Trommelmantels.In the known flat-bottom centrifuges with over the drum shell distributed bores, the notch and tensile stresses in the drum shell are essential higher than the tensile and bending stresses in the edge zones, which there of the in his Dimensions of the thickness of the filling compound ring determined circular ring-shaped lid or the bottom of the centrifuge. As a result, the drum shell the well-known flat-bottom centrifuges have a uniformly continuous wall thickness. With the redesign of the centrifugal drum came the realization that opposite the well-known flat-bottom centrifuge completely different tension conditions in the drum shell present by in the plane of the connection of the drum shell on the cover and on Floor high bending stresses occur, which are at the maximum significantly higher than the Tensile stresses in the rest of the drum shell. Hence obtained because of the With the presence of a lid and base, the edge zones of the drum shell are larger Wall thickness than the part of the drum shell located between the edge zones.

Zweckmäßigerweise werden die Lochreihen ohne gefährdende Querschnittminderung in einer Ebene der Randzonen angeordnet, in welcher bei der Schleuderdrehzahl die von der Ebene des Anschlusses des Trommelmantels an den Trommeldeckel bzw. Trommelboden abfallende Biegespannung und ansteigende Zugspannung im Trommelmantel gleich groß sind. Damit werden die durch die Kerbwirkung der Löcher bedingten Kerbspannungen klein gehalten, weil die Größe der Kerbwirkung eines Loches ein bestimmtes Vielfaches in Abhängigkeit von den gleichzeitig auftretenden Zug- und Biegespannungen beträgt. Ferner wird die nicht zu vermeidende Schwächung des Trommelmantels durch die in der Nähe der Randzonen des Trommelmantels angeordneten Löcher in den am wenigstens gefährdeten Querschnitt gelegt, ohne daß an dieser Stelle eine festigkeitmäßig bedingte weitere Verstärkung des Trommelmantels erforderlich ist.The rows of holes are expediently without a dangerous reduction in cross-section arranged in a plane of the edge zones, in which at the spin speed the from the level of the connection of the drum shell to the drum cover or drum base decreasing bending stress and increasing tensile stress in the drum shell are the same are. This eliminates the notch stresses caused by the notch effect of the holes kept small because the size of the notch effect of a hole is a certain multiple depending on the tensile and bending stresses occurring at the same time. Furthermore, the unavoidable weakening of the drum shell by the in the proximity of the edge zones of the drum shell arranged holes in the least endangered cross-section placed without a strength-related condition at this point further reinforcement of the drum shell is required.

Bei Vollmantelzentrifugen, die als Sedimentationszentrifugen arbeiten, ist es bekannt, den offenen Rand der Schleudertrommel zu verstärken. Diese Maßnahme dient jedoch nicht zur Aufnahme von Biegespannungen, sondern nur zur Versteifung der Randzonen in der Querrichtung. Bei den bekannten Flachbodenzentrifugen mit ringförinigem Boden bzw. Deckel ist eine Verstärkung der Randzonen nicht erforderlich.For solid bowl centrifuges that work as sedimentation centrifuges, it is known to reinforce the open edge of the centrifugal drum. This measure However, it does not serve to absorb bending stresses, but only for stiffening the edge zones in the transverse direction. In the known flat-bottom centrifuges with ring-shaped The base or cover does not need to be reinforced at the edge zones.

.Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Ab b. 1 einen Längsschnitt durch die Schleudertrommel und Ab b. 2 einen Teil des abgewickelten Trommelmantels..An embodiment of the subject invention is shown in the drawing. In this, Ab b. 1 a L ängsschnitt b by the centrifugal drum and Ab. 2 a part of the unwound drum shell.

Die Schleudertrommel besteht aus dem Trommelmantel 1, dem Trommeldeckel 2 und dem Trommelboden 3. Der mittlere Teil des Trommelbodens 3 wird durch einen kegelförmigen Verschluß gebildet, der aus einem Kranz 4 und einer Nabe 5 besteht, die durch mehrere Arme 6 verbunden sind. Zwischen den einzelnen Armen 6 befinden sich die Austrag8ffnungen 7. Diese werden während des Schleuderns durch einen unterhalb des Trommelbodens 3 angeordneten Verschlußkegel 8 abgeschlossen. Angetrieben wird die Schleudertrommel durch die in der Nabe 5 befestigte Trommelwelle 9. The centrifugal drum consists of the drum shell 1, the drum cover 2 and the drum base 3. The middle part of the drum base 3 is formed by a conical closure, which consists of a ring 4 and a hub 5 , which are connected by several arms 6 . The discharge openings 7 are located between the individual arms 6. These are closed off during the spinning by a closure cone 8 arranged below the drum base 3 . The centrifugal drum is driven by the drum shaft 9 fastened in the hub 5.

Innerhalb des Trommelmantels 1 befindet sich ein Decksieb 10, das durch ein Stützsieb 11 in einem bestimmten Abstand vom Trommelmantel gehalten wird. Der Trommelmantel 1 ist im Bereich des Trommeldeckels 2 und des Trommelbodens 3 in der bekannten Wandstärke ausgebildet und verjüngt sich bei 12 und 13 auf den dargestellten Querschnitt.Inside the drum shell 1 is a cover screen 10, which is held by a support screen 11 at a certain distance from the drum shell. The drum shell 1 is formed in the area of the drum cover 2 and the drum base 3 with the known wall thickness and tapers at 12 and 13 to the cross section shown.

Mit 14 ist der Fülltnassering bezeichnet. Die Linie 15 kennzeichnet die Grenzfläche des Füllmasseringes 14 bei der Höchstdrehzahl der Schleudertrommel, die Linie 16 die Grenzfläche der Füllmasse während des Füllens bei etwa 50 bis 60 U/min und die Linie 17 die Grenzfläche der Füllmasse beim Stillstand der Schleudertrommel. Wie die Grenzfläche 16 erkennen läßt, stellt sich die Füllmasse während des Füllens so ein, daß sie den Bereich des Deckels 2 nicht berührt. Aus diesem Grund werden die Ablauföffnungen 18 in Deckelnähe angeordnet, so daß eine wirksame Drosselung des Ablaufes erreicht ist.With 14 the Füllwasserring is referred to. Line 15 denotes the boundary surface of the filling compound 14 at the maximum speed of the centrifugal drum, line 16 the boundary surface of the filling compound during filling at about 50 to 60 rpm and line 17 the boundary surface of the filling compound when the centrifugal drum is at a standstill. As can be seen from the interface 16 , the filling compound adjusts itself during filling in such a way that it does not touch the area of the lid 2. For this reason, the drain openings 18 are arranged in the vicinity of the lid, so that an effective throttling of the drain is achieved.

Nach Beendigung des Schleuderns befinden sich noch geringe Mengen des Ablaufes an der Innenwand des Trommelmantels 1. Wird nun die Schleudertrommel abgebremst und somit die Fliehkraft verringert, so fließt diese kleine Menge des Ablaufes in den Bereich des Trommelbodens 3 und setzt sich dort ab. Dies hat den Nachteil, daß beim Öffnen des Bodenverschlusses 8 diese Flüssigkeit durch die Austragöffnungen 7 austritt und dadurch den ausgeschleuderten trockenen Zucker wieder befeuchtet. Um dies zu vermeiden, sind im Bereich des Tronimelbodens 3 einige Löcher 19 vorgesehen, durch welche auch die Restflüssigkeit während des Bremsvorganges der Zentrifuge vollständig abfließen kann.After the end of the spinning, small amounts of the drain are still on the inner wall of the drum shell 1. If the centrifugal drum is now braked and the centrifugal force is reduced, this small amount of the drain flows into the area of the drum base 3 and settles there. This has the disadvantage that when the bottom seal 8 is opened, this liquid escapes through the discharge openings 7 and thereby re-moistened the dry sugar that has been thrown out. In order to avoid this, some holes 19 are provided in the area of the Tronimel base 3 , through which the residual liquid can also completely drain off during the braking process of the centrifuge.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Pendelnd aufgehängte Plachboden-Zuckerzentrifuge mit an der Innenseite der Schleudertrommel anliegenden, einen Zwischenraum fÜr den abgeschiedenen Sirup bildenden Stützsieb für ein feinmaschiges Decksieb und mit im Trommelmantel vorgesehenen Löchern für den Abfluß des abgeschleuderten Sirups, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Lochreihen nur in der Nähe vom Trommelboden (3) und Trommeldekkel (2) angeordnet sind und die Summe der Lochquerschnitte derart bemessen ist, daß die Füllmasse während der Trommelbeschleunigung auf 400 U/min schwemmfähig bleibt. Claims: 1. Oscillating Plachboden sugar centrifuge having applied to the inner side of the centrifugal drum, a space for the deposited syrup forming support screen for a fine-mesh filter plate and provided in the drum casing holes for the outflow of the spun-off syrups, d a d u rch g e k ENN -draws that the rows of holes are arranged only near the drum base (3) and drum lid (2) and the sum of the hole cross-sections is such that the filling compound remains floatable during the drum acceleration to 400 rpm. 2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Trommeldekkels (2) eine oder zwei Reihen von Löchern (18) und in der Nähe des Trommelbodens (3) nur einzelne Löcher (19) vorgesehen sind. 3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der in der Nähe des Trommeldeckels (2) angeordneten Lochquerschnitte sich zu der Summe der in der Nähe des Trommelbodens (3) angeordneten Lochquerschnitte ungefähr wie 94: 6 verhält. 4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randzonen des Trommelmantels (1) eine größere Wandstärke aufweisen als der zwischen den Randzonen befindliche Teil des Trommelmantels (1). 5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Schleudertrommel (1) größer ist als looomm. 6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Trommellänge zu Trommeldurchmesser mindestens 5: 6 beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 120 671, 631976, 1062 632; deutsche Auslegeschrift Nr. 1120 378; österreichische Patentschrift Nr. 152 840; französische Patentschrift Nr. 638 298; USA.-Patentschriften Nr. 1443 184, 2 350 041.2. Centrifuge according to claim 1, characterized in that in the vicinity of the drum cover (2) one or two rows of holes (18) and in the vicinity of the drum base (3) only individual holes (19) are provided. 3. Centrifuge according to claim 2, characterized in that the sum of the hole cross-sections arranged in the vicinity of the drum cover (2) is approximately 94: 6 to the sum of the hole cross-sections arranged in the vicinity of the drum base (3) . 4. Centrifuge according to one of claims 1 to 3, characterized in that the edge zones of the drum shell (1) have a greater wall thickness than the part of the drum shell (1) located between the edge zones. 5. Centrifuge according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axial length of the centrifugal drum (1) is greater than looomm. 6. Centrifuge according to claim 5, characterized in that the ratio of drum length to drum diameter is at least 5: 6 . Considered publications: German Patent Specifications No. 120 671, 631976, 1062 632; German Auslegeschrift No. 1 120 378; Austrian Patent No. 152 840; French Patent No. 638 298; USA. Patent Nos. 1,443,184, 2,350,041.