DE2262870A1 - Reinigungszentrifuge insbesondere zur trennung von feststoffen aus kuehlfluessigkeiten - Google Patents

Description

• H o f j ü n g e r s t r a s s e Reinigungszentrifuge insbesondere zur Trennung von Feststoffen aus Kühiflüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Reinigungszentrifuge insbesondere zur Trennung von Feststoffen aus Kühiflüssigkeiten mit um eine etwa vertikale Achse drehbarem Rotor und in diese bewegbar angeordneter Austrasvorrichtung.
• Derartige Trennschleudern zur Aufbereitung trüber Flüssigkeiten unter Nutzung von Fliehkräften sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Als Problem hat sich hierbei vor allem die Beseitigung der ausgeschiedenen Feststoffanteile aus dem Rotor erwiesen; um die ausfallenden Schmirgelkörper, Späne, Locken und Schmierpasten aus dem Maschineninneren zu entfernen, werden die Zentrifugen in der Regel stillgesetzt und von Hand durch Kippen oder besondere Auskratzwerkzeuge entleert. In solchen Föllen erwiesen sich lange Stillstandzeiten ebenso wie der hohe Bedienungs- und Wartungsaufwand als nachteilig; insbesondere bei Zentrifugen, die nach Entnahme von in ihnen angebrachten Kunststoff- oder Gummieinsätzen gereinigt werden, müssen letztere außer von den Feststoffen auch von angesogener Flüssigkeit befreit werden, was zu unerwUnschten- Verlusten von KUhlflüssigkeit führt.
• Bei anderen Zentrifugen zur Kühlmittelreinigunc1 ist im Rotor eine Förderschnecke vorgesehen, welche gegenuber der Rotordrehzahl periodisch langsamer läuft und während dieser Zeit die angesammelten Feststoffe mitnimmt. Dem Vorteil dieser Anordnung - ein Stillsetzen des Rotors zu umgehen - stehen erhebliche Mängel gegenüber; so ist die Herstellung teuer, die Wartung schwierig und das Betriebsgewicht der Schnecke nur durch besondere Materialwahl auszugleichen. Besonders beim Abbremsvorgang zur Erzeugung der Drehzahldifferenz zwischen Rotor und Schnecke greifen erhebliche Kräfte an der drehenden Welle an. Zudem fUhrt das Prinzip, den Austrog während des Rotorlaufes - also des Trennvorganges - durchführen zu lassen, zu mangelhaften Trennergebnissen bei großen Flüssigkeits.
• verlusten, zu großem Verschleiß und häufigen Betriebsstörungen.
• Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich nun der Erfinder das Ziel gesetzt, die geschilderten Nachteile zu beheben und eine Reinigungszentrifuge der eingangs umrissenen Art zu schaffen, welche bei im wesentlichen wartungsfreiem und sicherem Betrieb mit hoher Trennschurfe kontinuierlich regelbar von ausgeschiedenen Feststoffanteilen zu reinigen ist, ohne daß merkbare Flüssigkeitsverluste auftreten. Zudem soll jeder - bislang bei solchen Reinigungszentrifugen unerläRliche - Eingriff von Hand während des gesamten Betriebes vermieden werden können.
• Zur Lösung dieser Aufgabe fUhrt eine Reinigungszentrifuge mit um eine etwa vertikale Achse drehbarem Rotor und in diesem bewegbar angeordneter Austragsvorrichtung, als welche dem Rotor innenseitig in etwa vertikaler Richtung anliegende Abstreifleisten oder dergl. dienen, die bei etwa stillstehendem Rotor an dessen Innenseite entlangfUhrbar ausgebildet und von dessen Rotationswelle drehbar sind.
• Diese Abstreifleisten, Abstreifflugel oder Schaber können vertikal oder leicht geneigt in geringem Abstand zur Rotorinnenseite stehen und behindern den sich wdhrend der Rotation aufbauenden zylindrischen Flüssigkeitsrnantel - beispielsweise im Gegensatz zu den Windungsgangen mancher Schneckenzentrifugen - nicht. Darüberhinaus gewährleistet die Bewegung jener Abstreifleisten oder dergl. im völlig stillstehenden oder zumindest im auslaufenden Rotor sowohl einen flüssigkeitsfreien Austrag der Feststoffe als auch einen nahezu verschleiß freien Betrieb; daß der Trennvorgang selbst ohne Störungen durch während der Rotordrehung umlaufende Austragsvorrichtungen erfolgt, bedarf keiner weiteren Ausführungen.
• Die erwähnte Maßnahme, die Abstreifleisten oder dergl. mittelbar oder unmittelbar von der Rotationswelle des Rotors betätigen zu lassen bringt eine Vereinfachung des maschinellen Aufbaus sowie der Steuerung des Reinigungsvorganges mit sich.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zudem der Rotor seinerseits vermöge eines zwischengeschalteten Freilaufes zumindest in einer Drehrichtung seiner Rotationswelle von dieser freizusetzen sowie z.B. mittels eines Ulockierfreilaufes selbsttätig festlegbar.
• Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, die Rotationswelle bzw. deren Freilauf so zu gestalten, daß die Abstreifleisten gen die Rotationsrichtung des Rotors drehbar sind. So kann, beispielsweise bei einem Elektroantrieb durch Drehrichtungswechsel, eine Umsteuerung auf einfache Weise erfolgen.
• Unterhalb des Rotors ist die Reinigungszentrifuge vorteilhafterweise mit einer zum Rotor koaxialen Förderschnecke für die zu reinigende Flüssigkeit versehen; jene Förderschneckekann erfindung gemaß vermöge eines zwischengeschalteten Freilaufes einer Freilaufgruppe oder eines einzelnen zwischengeschalteten Freilaufes gegebenenfalls selbsttätig stillgesetzt und der erwähnte Flüssigkeitsmantel im Rotorinnenraum vor dem Austragsvorgang unterbrochen bzw.
• abgebaut werden. Diese Maßgabe begegnet insbesondere dem Mangel an bekannten Zentrifugen, die Fördervorrichtung - und mit ihr den Flüssigkeit8niantel - auch führend des Austragsvorganges in Betrieb riolten zumüssen. Zudem wird der dazu erforderliche Ausklinkvorqanq erfindungsgemdß selbsttätig durchgeführt.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der Rotor doppelkonisch ausgebildet ist und sich von einem größten Radius beidends verjüngt. Bevorzugtermaßen bietet er im Bereich dieses größten Radius eine ringförmige Querrinne zur Sammlung der ausgeschiedenen Feststoffanteile an. Diese Ausgestaltung des Rotors erleichtert zum einen die Konzentrierung des Feststoffes und zum anderen die Hinführung des aufsteigenden FlUssinkeitsstromes zu mehreren in der Rotorhaube vorgesehenen ustragsöffnungen.
• Der erfindungsgemöße Rotor kann aus GrUnden der Fertigung aus mehreren Teilen zusammengefügt sein, bevorzugtermaßen aus einem sich nach unten hin verjungenden Rotorunterteil und einem im Bereich des größten Rotorradius auf jenen aufgesetzten ilaubenteil. Letzterer sitzt nach einem anderen Merkmal an einer die Rotationswelle umgebenden Nabe, welche drehbar an einem Tragelement gelagert zu sein vermag. Vorteilhafterweise dient als Tragelement ein die Rotationswelle mit Spiel wenigstens teilweise umfangender Rohrträger mit wälzlagern oder dergl. reibungsmindernden Elementen für die Habe des Rotors.
• Im Haubenteil sind die angeführten Austragsöffnungen für die gereinigte Flüssigkeit angeordnet, welche den Rotorinnenraum mit einem darüberliegenden Flüssigkeits-Sammelbecken und einer daran anschließenden Flüssigkeitsleitung verbinden. Jene Austrittsöffunten fluchten in vorteilhafter weise etwa mit dem unteren Mündungsrand des iotors, um das Abbauen des zylindrischen Flüssigkeitsmantels über den Mündungsrand zu begünstigen.
• Zwischen dem unteren MUndungsrond und jenen Austrittsöffnunc>en können quer zur Rotationswelle gerichtete Radiolrinne anordnet sein,deren Radius zumindest jenem des Mündungsrandes entspricht; von diesen Radialringen wird die aufsteigende Flüssigkeit noch außen gelenkt - die in der Flüssigkeit schwimmenden Feststoffanteile gelangen auf einen größeren burchmesser und setzen sich unter Einwirkung der verunderten Zentrifugalkraft an der Rotorwand ab.
• Diese Radialringe sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit den Abstreifleisten,Âbstreifflügeln oder Austragsschaufeln verbunden.
• Unter dem - erfindungsgemäß gegebenenfalls mit geschwungenem Querschnitt ausgebildeten - unteren MUndungsrand des Rotors sind die AustragsöfFnnaen für die ausgeschiedenen und von den Austrogschaufeln abgezogenen Feststoffteile angeordnet; deon diese Anordnung hat sich als besonders günstig erkennen lassen. Unterhalb des Rotors liegt ein Sammelraum für die Feststo'fanteile, aus dem sie von Hand oder durch Fördervorrichtungen abzuziehen sind.
• Um Fehlausträge zu verhindern, soll der größte radiale Abstand der äußeren Kante der Austragsöffnungen für die Feststofteile den Radius des unteren MUndungsrondes nicht Ubersteigen.
• Erfindungsgemäß kann der Antrieb der Rotationswelle - und damit der Rhythmus der Trenndauer und des Austragsvorganges - elektrisch oder elektronisch gesteuert werden, entweder periodisch mittels einer einstellbaren Zeitwahischaltung oder in Abhöngigkeit von der Feststofflast im Rotor.
• Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in: Figur 1 : den schematisierten Querschnitt durch eine Reinigungszentrifuge; Figur 2 : den-Teilquerschnitt durch eine andere Ausfuhrungsform in vergrößerter Wiedergabe; Figur 3 : einen vergrößerten Detailschnitt durch einen Rotor.
• Eine Reinigungszentrifuge A fUr KUhlflUssigkeit weist Uber einem Behalter B ein Zentrifugengehäuse C und neben diesem einen Elektromotor D auf. Dessen Antriebsscheibe 1 ist durch einen Treibriemen 2 mit einer Riemenscheibe 3 verbunden, welche am Ende 4 einer vertikal in einem Lager 5 des Gehäusedeckels 6 geführten Rotationswelle 7 sitzt.
• Die Rotationswelle 7 verläuft in der Mittelachse M des zylindrischen Gehd.usemantels 8 und durch-setzt sowohl einen zu ihm koaxialen Rohrträeer 9 als auch die Nabe 70 eines doppelkonischen Rotors 71. Insbesondere läßt Figur 2 erkennen, daß dieser Rotor 71 aus einem an die Nabe 70 anschließenden, sich zum Gehäuseboden lo hin erweiterenden Haubenteil 72 sowie einem sich von diesem nach unten hin verjungenden Rotorunterteil 73 zusammengesetzt ist; letzterer weist an seinem oberen Rand zum Anschluß an den Haubenteil 72 einen schulterartigen Absatz 74 auf. Im Bereich dieser Verbindungsstelle bilden die beiden Rotorteile 72, 73 einen horizontolen Innenring 75 vom Radius e, der etwa dem doppelten Mundungs radius f am unteren Mündungsrand 92 des Rotors 71 entspricht. Die Höhe g des Rotorunterteils 73 verhält sich zur lichten Höhe h des Haubenteils 72 etwa wie 4 : 1 bzw. 3 : 1. Der Neigungswinkel w des Rotorunterteils betrugt 60° bis 70°.
• Die Nabe 70 des Rotors 71 ist unter Zwischenschaltung von Walzlagern 76 gegenüber ihrem Rohrtrdger 9 drehbar und durch einen Blockierfreilauf 77 an ihm festzulegen. Dem unteren Nabenrand 7 ist eine Freilaufgruppe 80 zugeordnet, die von einer Buchse 81 mit radialen Tragarmen 82 umgeben wird. An diesen sind lotrechte Abstreifschaufeln 83 angebracht, deren Außenkante 84 dem Längsschnitt der Innenseite 79 des Rotors 71 angepaßt ist.
• Unterhalb der Freilaufgruppe 80 findet sich - an einem der Freilaufelenente - eine vertikale Förderschnecke a5, die drehbar in einem Trog 86 angeordnet ist und mit ihrem unteren Ende in die Kuhlflussigkeit Z des KUhlmittelraumes 87 im Behälter B ragt.
• Die mit Festatoffanteilen S angereicherte Flüssigkeit Z wird durch die Förderschnecke 85 aus dem Kuhlmittelraum 87 in den sich asynchron drehenden Rotor 71 hochgefördert, so daß sich in Abhängigkeit von der Fliehkraft ein im wesentlichen zylindrischer - in Figur 1 mit den Geraden Y angedeuteter -Flüssigkeitsmantel des Radius r aufbaut, wahrend die Feststoffteile S nach außen getragen werden und sich dank der doppelkonischen Gestalt des Rotors 71 in dessen Innenrinne 75 kranzartig sammeln (Figur 1 ).
• Um auch Feststoffanteile geringer Wichte auszuscheiden, können im Rotationsraum J noch quer zur Mittelachse M gerichtete iRadialringe 88 angebracht sein, an denen die aufsteigende Flüssigkeit Z kurzzeitig umgelenkt wird. So ist es denkbar, die Radialarme 82 in Figur 2 als Scheibe auszugestalten, deren Funktion jener der Radialringe 88 in Figur 1 gleicht.
• Die gereinigte Kühlflüssigkeit wird durch firstwärtige ,-wstragsöffnungen 89 in einen Sammelraum 9o ausgetragen und fließt von dort über einen Auffangkanal 91 in den hUhlmittelkreislauf zurück.
• Zur Ausbringung der Feststoffteile S wird der Antriebsmotor D und mit ihm der Rotor 71 - esteuert durch elektrische oder elektronische Schaltung - nach einer periodisch vorgegebenen oder frei wählbaren Zeit stillgesetzt. Während des Auslaufens des Rotors 71 sinkt der FlUssigkeitsmantel Y zum Rotormündungsrand 92 ab, der in Figur 1 als scharfe Kante und gemäß Figur 3 als stark gebrochene Kante mit zur Rotorinnenseite 79 gegenlöufiger Unterseite 93 ausgebildet ist.
• Nach dem Auslaufen des Rotors 71 bleibt in dessen Innenraum J noch der in Figur 1 deutlich werdende Kranz von Feststoffanteilen S zurück.
• Die Rotationswelle 7 dreht sich nun infolge der Umsteuerung des Antriebsmotors D entgegen der vorherigen Schleuderrichtung und nimmt - nach Freigabe des stehenden Rotors 71 sowie der Förderschnecke 85 an der Gruppe von Freilaufelementen 80 - nur noch die Abstreifschaufeln 83 mit; der Blockierfreilauf 77 hindert den Rotor 71 - selbsttätig - an einer unerwünschten synchronen Drehung. Die Abstreifschaufeln 83 lösen den Feststoffen kranz S von der Rotorinnenwand 79, dessen Substanz durch Austragsöffnungen 94 und anschließende Gleitschdchte 95 in einen Schlammraum 96 fällt (Pfeil x). Aus diesem kann der Feststoff S beliebig entnommen werden.
• Nach dem geschilderten Austragsvorgang wird der Rotor 71 durch Umkehrung der Rotationsrichtung vom Blockierfreilauf 77 freigegeben und vermittels der Freilaufgruppe 80 in Bewegung gesetzt.

Claims (22)

P A T E N T A N S P R Ü CH E

1. Reinigungszentrifuge insbesondere zur Trennung von Feststoffen aus KUhlflüssigkeiten mit um eine vertikale Achse drehbarem Rotor und in diesem bewegbar angeordneter Austragsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß als Austragsvorrichtung dem Rotor (71) innenseitig in etwa vertikaler Richfung anliegende Abstreifleisten (83) oder dergl.

dienen, die bei stillstehendem Rotor an dessen Innenseite (79) entlangfuhrbar ausgebildet und von dessen Rotationswelle (7) drehbar sind.

2. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (71) vermöge eines zwischengeschalteten Freilaufs einer Freilaufgruppe (80) oder eines einzelnen zwischengeschalteten Freilaufs zumindest in einer Drehrichtung der Rotationswelle (72 von dieser freizusetzen und selbsttätig blockierbar ist.

3. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch gegen die Rotationsrichtung des Rotors (71) drehbare Abstreifleisten (83).

4. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese unterhalb des Rotors (71) eine zu ihm koaxiale Förderschnecke (85) oder dergl. fur die zu reinigende Flussigkeit (Z) aufweist und die Förderschnecke vermöge eines zwischengeschalteten Freilaufs einer Freilaufgruppe (80) oder eines einzelnen zwischengeschnlteten Freilaufs gegebenenfalls selbsttätig stillsetzbar ist.

5. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der AnsprUche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine doppelkonische Gestalt des sich von einem größten Radius (e) beidends verjüngenden Rotors (71).

6. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (71) im Bereich seines größten Radius (e) eine ringförmige Querrinne (75) fUr ausgeschiedene Feststoffanteile (S) anbietet.

7. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (71) aus zwei konischen Teilen (72,73) zusammengesetzt ist, welche im Bereich des größten Radius (e) mitei.ander verbunden sind.

8. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Haubenteil (72) des Rotors (71) an einer die Rotationsc welle (7) umgebenden abe (70) sitzt, die an einen festliegenden Tragelement (9) drehbar gelagert ist.

9. Reinigungszentrifuge nach Anspruch e, dadurch gekennzeichnet, daß als Tragelement (9) ein die Rotationswelle (7) mit Spiel wenigstens teilweise umfangender Rohrtruger dient, an dem Wälzlager (76) oder dergl. fUr die Nabe (70) des Rotors (71) vorhanden sind.

lo. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Rohrtröger (9) und Nabe (70) ein Blockierfreilauf (77) vorgesehen ist.

11. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der AnsprUche 1 bis lo, gekennzeichnet durch Austragsöffnungen (89) im Haubenteil (72) des Rotors (71), die dessen Innenraum (J) mit einem Flussigkeitssamelraum (90) verbinden.

12. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsöffnungen (o9) etwa mit dem unteren Mündungsrand (92) des Rotors (71) fluchten.

13. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Austragsöffnungen (89) und unterem Diiindungsrand (92) des Rotors (71) quer zur Rotationswelle (7) gerichtete Radialrine (8882) angeordnet sind, deren Radius zumindest dem Radius (f) des unteren Mundungsrandes (92) des Rotors (71) entspricht.

14. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichneu, daß die Radialringe (88ges2) mit den Abstreifleisten (83) oder dergl. verbunden sind.

15. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (f) des unteren Mundungsrandes (92) des Rotors (71) etwa dem halben größten Radius (e) des Rotors entspricht.

16. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch einen querschnittlich geschwungenen unteren MUndunasrand (92) des Rotors (71) mit zu dessen Konusneigung (w) gegenläufig gerichteten Unterseite (93),

17. Reinigunsgzentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Mündungsrand (92) des Rotors (71) Austragsöffnungen (94) für ausgeschiedene Feststoffteile (S) vorgesehen sind.

18. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der größte radiale Abstand der Austragsöffnungen (94) von der Mittelachse (M) des Rotors (71) höchstens dem Radius (f) des Mundungs randes (92) entsaricht.

19. Reinigungszentrifuge nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch in einen Feststoffsammelraum (96) mUndende AustragsQffnungen (94).

20. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet,daß die Rotationswelle (7) des Rotors (71) bzw. der Abstreifleisten (83) mit einem Antriebsmotor verbunden und dieser mittels einer Zeitwohischaltunc periodisch aus- und einschaltbar ist.

21. Reinigungszentrifuge nach wenigstens einem der Anspruche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationswelle (7) des Rotors (71) bzw. der Abstreifleisten (E3) mit einem Antriebsmotor (D) verbunden und dieser in kbhängigkeit von der Feststofflost des Rotors aus- und einschaltbar ist.

22. Reinigungszentrifuge nach einem der Anspruche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (D) fUr die Rotationewelle (7) mittels seiner Schaltung in gen* ldufige Drehung versetztber ist.

L e e r s e i t e