DE1961734A1 - Trenn-Zentrifuge - Google Patents
Trenn-ZentrifugeInfo
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- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Zentrifugen, die zur Trennung von .feststoffen von flüssigkeiten durch i'iitration
dienen und betrifft insbesondere Zentrifugen mit einem um eine senkrechte Achse umlauxenden Korb. Bei solchen
Zentrifugen, deren KörDe große Umlaufgeschwindigkeit
aufweisen, ergeben sich, selbst wenn die umlaufenden Teile genau dynamisch ausgewuchtet sind, häufig Vibrationen.
Diese sind durch Uhwuchten bedingt, welche entweder auf einer ungleichförmigen Verteilung des zu
trennenden Guts auf dem vom Zentrifugenkorb getragenen Sieb beruhen, insbesondere wenn dieses Gut große Vis-
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kosität aufweist, oder sind auf ein zufälliges Ereignis,
beispielsweise auf einen Durchbruch eines Teiles des Siebes zurückzuführen.
Diese Unwuchten betreffen im allgemeinen einen Sektor
der konischen Korboberfläche, wobei sich der Angriffspunkt
der ühwuchtkräfte im allgemeinen immer auf der fc gleichen Höhe befindet, und zwar auf der Hohe des geometrischen
öchweremittelpunktes der Innenfläche des Zentrifugenkorbes.
Damit die umlaufenden Teile keinen übermäßigen Beanspruchungen
ausgesetzt werden, erhalten bekannte Zentrifugen eine elastische Aufhängung zwischen den umlaufenden
und den feststehenden '!'eilen oder zwischen der gesamten
Zentrifuge und dem Boden, auf dem sie aufgestellt sind. In allen fällen befinden sich die Unwuehtkräfte in einer
Ebene, die deutlich oberhalb des Schweremittelpunktes der aufgehängten Masse liegt und erzeugen ein Kippmoment, aas
zu den Vibrationen führt, welche sich trotz der Aufhängung auf den Boden übertragen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen, wozu einerseits die verschiedenen Bestandteile
der Zentrifuge so ausgebildet und angeordnet werden,
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daß sich der Schweremittelpunkt (Schwerpunkt) der aufgehängten
Masse der Zentrifuge möglichst weit dem geometrischen Schweremittelpunkt der Innenfläche des Zentrifugenkorbes
nähert und die Aufhängung nach oben auf die Höhe des üchweremittelpunktes der aufgehängten Masse verlegt
wird, sowie andererseits eine gleichförmigere Verteilung
des zu trennenden Gutes über dem Sieb angestrebt wird, um die Unwuchten zu vermindern.
Zur Erfüllung der ersten Forderung ist die erfindungsgemäße Zentrifuge in zwei Teile aufgeteilt, und zwar einen
im wesentlichen aus einer Aufnahmewanne für die .feststoffe, einem Maschinensockel und einem daran befestigten
Antriebsmotor bestehenden feststehenden Unterteil und
einem im wesentlichen aus dem Korb, einer Korbantriebswelle, einem Korbdrehz.apf en und dem oberen Abschnitt der Aufnahmewanne
für die Peststoffe bestehenden Oberteil, welches über die in der Mähe der Hohe des Schweremittelpunktes
dieses Oberteiles angeordnete Aufhängeglieder auf dem Unterteil aufruht.
Aufgrund dieser konstruktiven Ausbildung ist der aufgehängte Teil der Zentrifuge praktisch nur waagerecht verlaufenden
Vibrationsschwingungen ausgesetzt und es kann durch geeignete Wahl der Eigenschaften der Aufhängeglieder
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eine SchwingungBisσlation der Zentrifuge erreicht werden,
d.h. es können Vibrationen erhalten werden, die entgegengesetzte
Phasenlage zu (Leu Unwucht kr äft en aufweisen.
TJm zu erreichen, daß- sieh der Schweremittelpunkt des aufgehängten
Zentrifugenteils der Höhe des Schweremittelpunkts der Innenfläche des Korbes annähert» kann es sich
als notwendig erweisen f den oberen T&il der feststoff—
Aufnahmewaiine zu beschweren, beispielsweise dadurch, daß
hier die Wandstärke vergrößert und/oder zusätzliche Masses
befestigt werden«
Vorzugsweise steht der Drehzapfen, auf dem der Korb umläuft,
in das Innere dieses Korbes ein, damit der Schweremittelpunfct des Korbes, seines Drehzapfens und der Antriebswelle
nicht zu tief liegt.
ITm das Innere der .feststoff-Aufnahmewanne von der umgebenden
Atmosphäre abzuschließen, kann entweder eine Dichtung oder ein Uichtungsbalg zwischen den oberen und unteren
Wannenteil vorgesehen werden und es kann der obere Wannenteil nach unten durch einen Kragen geringer Wandstärke
verlängert werden, der in den unteren Wannenteil einsteht.
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Zu dem Zwecjc, eine gleichmäßigere Verteilung des zu
trennenden Gutes üoer den Xorb zu erhalten, wird vorzugsweise
ein Speisesystem verwendet, das einen am oberen Wannenteil beiestigten Speisestutzen enthält, in den ein
mit dem Korb umlaufendes konisches Stück einsteht, das mit einem Schaufelrad verbunden ist. Das Speisesystem enthält
weiterhin eine sich in Richtung auf den Üorbboden erweiterndes
konisches Rohr, das den unteren Abschnitt des Speisestutzens umgibt und sich bis in die Nähe des Korbbodens
erstreckt, so daß es mit diesem einen Ringspalt bildet, durch den das zu trennende Gut, welches durch das
konische Stück und die Schaufelblätter beschleunigt worden ist und von dem konischen Rohr bis zum Koroboden geführt
worden ist, in den Korb eingeführt wird.
Zwischen dem unteren Abschnitt des Speisestutzens und dem oberen Ende des konischen Rohres kann eine Di chtung vorgesehen
werden, die verhindert, daß das wie ein Ventilator wirkende Schaufelrad eine starke Luftzirkulation innerhalb
des Korbes hervorruft.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der
nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform anhand
der Zeichnungen hervor, in denen zeigt:
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Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Trenn-Zentrifuge;
Eig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der Zentrifuge mit
einer geänderten Ausführungsform der Aufhängung und
I"ig. 3 einen Schnitt im vergrößerten Maßstab durch eine
geänderte Ausführungsform des Speisesystems.
Die in figur 1 veranschaulichte Trenn-Zentrii'uge entnält
einen vollwanaig ausgebildeten, kegelstumpfförmigen Zentrifugenkorb
10, welcher sich nach oben erweitert. Auf der Innenfläche des Korbes liegt ein Sieb 12 über zwischengefügte
Abstandsstücke auf, die dafür sorgen, daß die beim Durchtritt durch das Sieb gefilterte Flüssigkeit zum
w oberen Ende des Korbes abfließen kann, von wo sie durch Bohrungen oder Aussparungen auf eine an dem oberen iiorbende
befestigte, kegelstumpffartige Schürze 14 gelangt. Die Flüssigkeit verläuxt dann längs dieser vollwandig
ausgebildeten Schürze und fällt schließlich in eine Kammer 16. Diese Kammer wird von einer Scheidewand 18, deren
oberes Ende bis nahe an den oberen Hand des Zentrifugenkorbes 10 reicht und von einem an der Scheidewand befestigten
Boden 20 gebildet. Die Scheidewand ist mrö
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mehreren Schrauben am Oberteil 22 der Wanne der Zentrifuge befestigt.
Dieser Wannenoberteil ruht über elastische .Blöcke 26 auf
dem Wannenunterteil 28, der starr am Fundament befestigt ist.
Der Wannenoberteil 22 besteht aus einem Ring großer Wandstärke, der sich nach unten mit einem Kragen 24- verlängert,
welcher in den Wannenunterteil 28 einsteht sowie aus einem
auf dem Ring befestigten Deckel.
Der Wannenunterteil 28 verlängert sich unten in einen
Abfuhrtrichter 29 für die .feststoffe, welcher ein Abfuhrrohr
31 für die Flüssigkeit trägt, das über ein nachgiebiges Verbindungsstück an die Kammer 16 angeschlossen ist.
Die elastischen Blöcjce 26 ruhen auf Böcken, die an einem
Sockel 3;> befestigt sind, der ein Stück mit dem Wannenunterteil
bildet. Die Böcke können auch direkt an der Wand des Wannenunterteils befestigt werden. Die elastischen
Blocke 26 sina auf der Hohe des Schweremittelpunktes des aufgehängten Teiles aer Zentriiuge angeordnet.
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Zwischen dem unteren Rand, des den oberen. Wannenteil 22 bildenden
Ringes -und einem oberen ü'lansch. am unteren Wannenteil
28 ist eine .Dichtung 3 Q vorgesehen, welche das Wanneninnere
von der Atmosphäre abschließt« JJdase Dichtung kann
auch durch einen Faltenbalg ersetzt werden«
lter Eentrifugenkorb läuft um einen hoklen Zapfen 34 ra»
w dessen unteres Ende einen. Kranz aufweist 9 der auf einem
ringförmigen iräger 36 befestigt ist, welcher seinerseits
mit mehreren Schrauben an der Scheidewand 18 befestigt ist. Ber Zapfen steht in das Innere des Korbes ein, wobei
letzterer eine Habe 38 aufweist, die auf zwei vom Zapfen getragenen Sägern (Rollenlagern) 40 montiert ist.
Durch den Zapfen 34 erstreckt sich eine Antriebswelle 44» deren oberes Ende an der Nabe 38 befestigt ist und an
ihrem unteren ü'nde eine Riemenscheibe trägt, welche von
einem auf dem Sockel 33 befestigten Motor 46 angetrieben wird.
Am oberen Ende der Nabe 38 ist ein konisches Stück 48 befestigt, das sich unterhalb der Auslaßoffnung eines bpeisestutzens
50 befindet, der am Deckel 32 befestigt ist. Das konische Stück 48 ist fest mit einem Schaufelrad 52 verbunden
oder mit diesem einstückig ausgebildet, das ein
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konisches üonr 54 trägt, welches sich nach "unten erweitert
und mit seinem oberen Teil das untere Ende des Speisestutzens 50 umgibt. Das .Rohr erstreckt sich bis in die Nähe
des Korbbodens und bildet um die Nabe 38 herum einen Durchlaß 56 von ringförmigem Querschnitt und formt mit dem Korbboden
einen ringförmigen Spalt«
Bei dieser Zentrifuge besteht die aufgehängte Masse aus dem Wannenoberteil 22 mit seinem Deckel 32, den Zubehörteilen,
welche den Zapfen 34 tragen (d.h. der Scheidewand lö, dem
ringförmigen Träger 36 und den Befestigungsschrauben), sowie
dem Zapfen, der Antriebswelle und dem Korb eine-schließlich
seiner Nabe, des Siebes, des konischen Teiles 48, des Schaufelrades 52 und des Rohres 54.
Aufgrund der speziellen Ausbildung der Zentrifuge, deren gesamter unterer Teil feststeht und deren Zapfen in das
Innere des Korbes einsteht, befindet sich der Schweremittelpunjtt
der aufgehängten Masse wesentlich höher als bei den bekannten Zentrifugen. Zweckmäßig wird die Dicke des den
gewählt
oberen Wannenteil bildenden Ringes so/oder man befestigt
an diesem Ring solche zusätzlichen Massen, daß der Schweremitte
lpunkt im wesentlichen auf der gleichen Höhe liegt wie der geometrische schweremittelpunkt der Innenfläche des Zentrifugenkorbes.
JJa sich die aufgrund einer nicht gleich-
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mäßigen Verteilung des Gutes ergebenden ünwuchten im allgemeinen
auf dieser Höhe befinden, ist die Gesamtheit der aufgehängten Teile keinerlei üippmomenten unter den Einwirkungen
der Unwuchtkräfte ausgesetzt und die Vibrationsbewegungen erfolgen nur in Horizontalrichtung.
Andererseits treten wegen der parallel zu sich selbst erfolgenden Verschiebebewegungen der Rotationsachse des Korbes
während dieser Vibrationen jceine Kreiselmomente auf, es
sei denn, der Zapfen 34 würde eine Biegeverformung erleiden.
Da aber der Zapfen sehr starr gebaut ist, sind diese verbleibenden Momente nur äußerst schwach.
Die elastischen Aufhänge blocke 26, welche sich in der Höhe
des Schweremittelpunktes der aufgehängten Masse befinden,
sind daher nur Vibrationen ausgesetzt, welche in ihrer Ebene auftreten. Die .blöcke weraen hinsichtlich ihrer alastisehen
und dämpfenden Eigenschaften so ausgewählt, daß eine Weitergabe der Schwingungen unterbunden wird.
In Ji'igur 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform der elastischen
Aufnängung veranschaulicht, bei der die elastischen Blöcke durch einen Kautschukring 60 geeigneter Eigenschaften
ersetzt sind, der teils in einer Ringnut angeordnet ist, welche in einem unteren i'iansch des den Wannenoberteii 22*
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- ii -
bildenden Hinges ausgebildet ist. üu einem anderen Teil
ist der Gummiring 60 in einer Nut angeordnet, die in dem
oberen flansch des Wannenunterteils 28' ausgebildet ist.
Der Gummiring bewirkt gleichzeitig auch eine Abdichtung zwischen den beiden Wannenteilen.
Im Betrieb wird die zu trennende Mischung des Gutes durch den Speisestutzen i>0 zugeführt und verläßt diesen durch
die ringförmige Öffnung zwischen dem unteren Ende des
Stutzens und dem konischen Teil 48. Dieses Teil läuft mit dem Zentrifugenkorb um und nimmt das Gut durch Reibung mit.
Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft verläßt daher das Gut den Speisestutzen 50 als horizontaler Mantel, der auf
das Schaufelrad 52 gelangt, das ebenfalls mit dem Zentriiugenkorb umläuft. Die Schaufeln dieses Rades sind schraubenförmig
gekrümmt, so daß das Gut nach unten in den Durchlaß 56 zwischen der Nabe 38 und dem Rohr 54 gedrängt wird.
Das konische Teil 48 und das Schaufelrad oder Schauielgitter
52 sorgen dafür, daß der Strom des Gutes in mehrere Streifen zerteilt wird, was besonders wesentlich bei sehr
hoch viskosem Gut ist, um eine gleichförmige Verteilung des Gutes unter der Wirkung der Zentrifugalkraft im Inneren des
Rohres 54 zu erhalten. Das auf der Innenfläche dieses Rohres eine kontinuierliche Schicht gleichförmiger Dicke bildende
Gut verschiebt sxch in dem Rohr nach unten, wo es in einem
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gleichförmigen, zur Unterseite des Korbes gerichteten Mantel
abgeschleudert wird. Von. dort treibt es die Zentrifugalkraft
über das Sieb 12. Der flüssige Anteil des Gutes wird
durch, das Sieb Hinweg abgefiltert r während die Gut-Mischung
über das Sieb hinweg wandert. Bieser flüssige Anteil strömt:
zur Oberseite des Korbes* wo er in die Kammer Iß geschlem—
dert wird. Der Feststoff anteil des Gutes verschiebt sieh, auf
dem Sieb bis zum oberen nand des Korbes>
wo er m die Wanne ausgeworfen wird.
Durch das vorbeschriebene Speisesystem, kann eine gleichmäßigere Verteilung des zu trennenden Gutes auf die gesamte
Oberfläche des Siebes erreicht und demzufolge die auf einer
Unwucht beruhenden Vibrationen vermindert werden.
Die i?igur 3 zeigt eine geänderte Ausführungsform des Speisesystems,
bei der das Innere der Speiseleitung 5U, welche einen größeren Durchmesser als der Strahl des zu trocknenden
Gutes aufweist, das im freien i'all auf deii Kegel 52 auftrifft,
vom Inneren des Zentrifugenkorbes durch eine Verbindungsstelle
getrennt ist, welche aus zwei horizontalen Plansenteilen besteht, welche am unteren Ende der Leitung
bzw. auf dem kegelstumpfförmigen Rohr 54 befestigt sind.
Die Höhenlage der leitung 50 ist durch Keile oder Beilagstücke 66 so einstellbar, daß ein geringes Spiel zwischen
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den beiden Flansehteilen 62 und 64 vorhanden ist. Der
Abstand zwischen den beiden 3?lanschteilen und deren Abmessungen ist so gewählt, daß sie einen erheblichen Widerstand
±"ür eine Jüuftströmung darstellen, so daß eine stärkere
Luftströmung im Inneren des Korbes vermieden wird, welche durch den Unterdruck entstehen könnte, den das wie
ein Ventilator wirkende Schaufelrad 52 erzeugt.
Die Verbindungsstelle kann auch durch eine Labyrinthdichtung oder irgend eine andere zu diesem Zweck bekannte Dichtung
ersetzt werden. Obwohl die Zentrifuge anhand einer Ausbildungsform erläutert wurde, bei der ein kegelstumpfl'örmiger,
vollwandiger Zentrifugenkorb verwendet wird, ist die Erfindung natürlich auch für Zentrifugen anwendbar, bei
denen der Korb perforiert ist, oder auch öei Zentrifugen
mit zylindrischem Korb. Es ist klar, daß alle abgeänderten Ausführungsformen, welche durch Ersatz der beschriebenen
Mittel durch technisch äquivalente Mittel erhalten werden, unter den Schutzbereich der Erfindung lallen.
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Claims (5)
- 9. Dezember 1969Akte; Pton. 6776Patentansprüche/ 1.) Trenn-Zentrifuge mit einem an seiner Innenseite mit V_/ einem Sieb bekleideten Zentrifugenkorb, welcher um einen von der Zentrifugenwanne gehaltenen senkrechten Drehzapfen umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne aus einem leststehenden unteren Wannenteil und einem den Drehzapfen tragenden, von einer elastischen Aufhängung gehaltenen oberen Wannenteil gebildet ist, daß sich die elastische Aufhängung mMestens angenähert auf der Hohe des geometrischen bchweremittelpunktes der Innenfläche des Korbes befindet und daß der Korb und die aus dem oberen Wannenteil und den von diesem getragenen Bauteilen bestehende aufgehängte Baugruppe so ausgebildet sind, daß der geometrische Schweremitteipunkt seiner Kor binnenfläche bzw. der Schweremittelpunkt dieser Baugruppe mindestens angenähert auf der gleichen Höhe liegen.
- 2.) Trenn-Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Wannenteil eine verdickte Wand auf-- II 10 9842/0599- yt -weist oder zusätzliche Massen zur Vergrößerung seines Trägheitsmomentes trägt.
- 3.) Trenn-Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die elastische Aufhängungsvorrichtung aus Gummiblöcken oder einem (iummiring besteht, weiche zwischen dem oberen und dem unteren Wannenteil ange ordnet s ind.
- 4.) Trenn-Zentrifuge nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Gummiring, welcher die elastische Aufhängung bildet, auch als Dichtung zwischen dem oberen und unteren Wannenteii eingesetzt ist.
- 5.) TjEnn-Zentriruge nach Anspruen i, 2, 3 oder 4 mit einem Drenzapfen* -der in das Innere des Zentrifugenkorbes einsteht, der eine auf diesem Zapfen gelagerte Nabe aufweist und ein Speisesystem trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Speisesystem aus einem oben auf der Nabe befestigten ^.egel gebildet ist, der unter dem unteren ünde eines am Deckel der Wanne befestigten Speisestutzens angeordnet ist, sowie aus einem an dem Kegel konzentrisch befestigten Schaufelrad und einem sich nach unten erweiternden konischen Üohr, das am Schaufelrad feet ist und die Nabe bis kurz vor dem Boden des- III 109842/05 9 9Zentrifugenkorbes umgibt, dergestalt, daß zusammen mit der Nabe exn im Querschnitt ringxormiger Durchlaß entsteht, der vor dem Korbboden in einem icreisf örmigen Spalt ausläuit, wobei sxeh aas leonische üohr nach oben über das unterste Ende des bpeisestutzens hinaus verlängert .6«) '!'renn—Zentrifuge nach Anspruch 6, oadureh gekennzeich netf, daß zwischen dem· unteren Seil des Speisestuitzens und dem oberen Ende des konischen Rohres eine Dichtung angeordnet ist·ü'/S 6109842/05 99BAD ORIGINALLeerseite
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