DE2729057C3 - Schnecke zum Fördern abgeschiedenen Feststoffes in einer Zentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnecke zum Fördern abgeschiedenen Feststoffes in einer Zentrifuge mit einer drehbar gelagerten vollwandigen Schleudertrommel und einem in ihr koaxial angeordneten Rotor, der die Schneckenwendel trägt und während des Betriebes mit einer von der Drehzahl der Schleudertrommel abweichenden Drehzahl rotiert, und mit einer Armierung der Schneckenwendel auf ihrer beim Fördern des Feststoffes wirksamen Seitenfläche mittels einer Vielzahl aneinandergereihter viereckiger Platten aus verschleißfestem Material, deren äußere und innere Längskanten im wesentlichen in Richtung des Umfanges der Schnecke und deren Stirnkanten im wesentlichen radial verlaufen. Eine solche Förderschnecke ist aus der DE-OS 23 03 994 bekannt.

Bei Zentrifugen dieser Art, die oft auch als Dekanter bezeichnet werden, wird ein in den Trennraum zwischen der Trommel und dem inneren Rotor eingeleitetes Rohmaterial in eine oder mehrere Flüssigkcitsphnscn und eine Feststoffphase zerlegt, wobei die Feststoffphase durch die relative Rotation der Schncckenwendel des Rotors an der Trommelinnenwand entlang axial in Richtung auf Austrittsöffnungen an einem Ende der Trommel gefördert wird und den Trennraum durch diese Öffnungen verläßt. Die auf der wirksamen Förderfläche der Schneckenwcndcl befestigten Platten schützen hierbei die Schnecke gegen übermäßigen Verschleiß durch Errosion oder Korrosion und verlängern somit die Lebensdauer der Schnecke,

Mit Rücksicht auf eine gute Förderwirkung der Schnecke soll der Spalt zwischen den äußeren Ungskanten der Platten und der Trommelwand so klein sein, wie es praktisch möglich ist, und zwar je nach Trommeldurchmesser zwischen 0,5 und 2 mm, und eine Platte mit gegebenen Abmessungen kann deshalb nur für Trommeldurchmesser benutzt werden, die innerhalb eines kleinen Intervalls um den nominellen Durehmesser für die äußere Längskante der Platte liejen. Da normalerweise Zentrifugen in mehreren Größen mit entsprechend verschiedenen Trommeldurchmessern hergestellt werden und es außerdem üblich ist, daß die Trommel und die Schnecke auf einem Teil ihrer Länge konische Form mit entsprechend gleichmäßig abnehmendem Durchmesser in Richtung der Austrittsöffnungen für den Feststoff besitzen, erfordert ein lückenloses Fabrikationsprogramm die Bereitstellung einer großen Anzahl von Platten mit unterschiedlichen Größen und entsprechenden Preßwerkzeugen für jede Plattengröße, weil die Platten normalerweise durch Pressen und Sintern eines hierfür geeigneten Materials, beispielsweise eines Hartmetalls oder eines keramischen Materials, hergestellt werden.

Aus den genannten Gründen ist man daran interessiert. Platten in einer einheitlichen Größe an Schneckenwendeln mit unterschiedlichen Durchmessern einsetzen zu können. Hierbei stellt sich das Problem, zwischen den aufeinanderfolgenden Platten Spalte zu vermeiden, in denen sich ausgeschiedener Feststoff ansammeln könnte.

Bei den aus der DE-OS 23 03 994 bekannten Verschleißplatten haben die voreinandcrstoßenden Stirnkanten einen gradlinigen radialen Verlauf. Um diese Verschleißplatten an Schneckenwendeln unierschiedlicher Größe einsetzen zu können, hat man an den Stirnkanten besondere Vorkehrungen getroffen, die darin bestehen, daß die Stirnkanten entweder treppenartig abgestuft oder eine Abschrägung aufweisen. Trotz dieser zusätzlichen Maßnahmen lassen sich jedoch beim Aneinanderlegen solcher Verschlcißpiattcn spitzwinklige Spalte zwischen je zwei Platten nicht vermeiden. Werden die Verschlcißpiattcn an einer Schncckenwcndel angebracht, deren Radius kleiner ist als der ideale

« Radius, liegen die Spalte an der äußeren Längskantc der Verschlcißpiattcn. während bei einem Einsatz an einer Schneckenwcndcl mit einem größeren Radius an der inneren Längskantc der Vcrschlcißplaitcn Spalte entstehen. Bei den vorbekannten Platten treten nur dann keine Spalte zwischen aufeinanderfolgenden Platten auf, wenn die Platten in ihrer Größe dem Radius der vorliegenden Schncckenwcndel genau angepaßt sind.

Die Erfindung will hier Abhilfe schaffen. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Förderschnecke, bei der an der Schneckenwcndcl aufeinanderfolgende Platten aus verschleißfestem Material angebracht sind, diese Platten so auszubilden, daß Platten in einer vorgegebenen Größe für Schncckenwcndcln mit unterschiedlichen

t>o Durchmessern verwendbar sind, ohne daß zwischen den Platten unerwünschte Spalte entstehen.

Ausgehend von einer Förderschnecke der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe crfindungsgcmäß dadurch gelöst, daß die beiden Stirnkanten jeder

f>5 Platte die Form eines konvexen bzw. eines konkaven Kreisbogens mit nominell gleichem Radius besitzen.

Die nach dar Erfindung vorgesehene Formgebung der Platten mit einer kreisbogenförmig gewölbten und

einer mit gleichem Radius ausgehöhlten Stirnkante an 4er Gegenseite bietet derx Vorteil, daß die jeweils aufeinanderfolgenden Platten in unterschiedlichen relativen Winkelstellungen satt, d, b, ohne Spalte aneinandergelegt werden können. Diese gegenseitige Verschiebtmrkeit der Platten ermöglicht es, Platten in einer vorgegebenen Größe an Schneckenwendeln mit unterschiedlichen Durchmessern innerhalb eines erheblichen Intervalls einsetzen zu können. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß für Trommeldurchmesser in einem Bereich zwischen 200 und 600 mm Platten in nur zwei unterschiedlichen Größen benötigt werden. Dadurch wird eine erhebliche Ersparnis an Herstellungs- und Lagerhaltungskosten erzielt.

Es braucht nicht besonders betont zu werden, daß die äußere Kontur der befestigten Platten in den meisten Fällen keinen gleichförmigen Kreisbogen darstellt, sondern daß diese Kontur an den Fugen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Platten Knickpunkte aufweist. Durch eine geeignete Wahl der Krümmung der äußeren jo Längskante der Platten können die Abweichungen von der Kreisform klein gehalten werden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist -».u diesem Zweck die äußere Längskante jeder Platte entsprechend einem kovexen Kreisbogen ausgebildet, dessen :·; Radius zwischen den zugehörigen kleinsten und größten Radien der Schleudertrommelwand gewählt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Variationen des Spielraumes zwischen den Kanten der Platten und der Trommelwand innerhalb der zulässigen Grenzen to bleiben.

Weiterhin ist es von Vorteil, die Platten so anzuordnen, daß die konvexe Stirnkante jeder Platte in der relativen Roalionsrichtung der Schnecke nach vorn gekehrt ist. Hierdurch werden Feststoffstauungen auf is einfache Weise vermieden, selbst wenn die Vorderkante einer Platte, beispielsweise infolge einer lokalen Unebenheit der Oberfläche der Schnecke, die in der Regel aus unbearbeitetem Stahlblech hergestellt ist, etwas gegenüber der Hinterkante der vorhergehenden w Platte überstehen sollte, da die Krümmung der Stirnkante dafür sorgt, daß der Feststoff seitlich, d. h. in radialer Richtung abgeleitet wird.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird der Toleranzbercich für die Krümmungsradien der Slirnkanten einer Platte derart gewählt, daß der Krümmungsradius für die konvex-;' Stirnkante nicht größer ist als der Radius für die konkave Stirnkante. Anders ausgedrückt heißt dies, daß die obere Grenze des Tolcran/bcrciches für die konvexe Stirnkante mit v> der unteren Grenze drs Toleranzbereichcs für die konkave Stirnkante zusammenfallen soll. Durch diese Maßnahme ist die Gcwäh^r gegeben, daß in allen Fällen eine Platte mit ihrer konvexen Stirnkante in die Aushöhlung einer vorhergehenden Platte bis zur satten M gegenseitigen Anlsge cinsctzbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erklärt. Es zeigt

Fig. I einen Längsschnitt durch eine Dekanterzentrifuge mit einer erfindungsgemäßen Förderschnecke, bei der die Platten längs der äußeren Peripherie der Schnecke jedoch der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind,

Fig. 2 in größerem Maßstab und in der Draufsicht einen Teil einer Schneckenwindung, gesehen in der durch den Pfeil Il in r i g. I angegebenen Richtung,

Fig.3 in noch größerem Maßstab einen Ausschnitt des in F i g, 2 Dargestellten,

Fig,4 einen radialen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,

F i g, 5 tjnen tangential Schnitt längs der Linie V-V in F i g, 3,

Die in Fig. 1 veranschaulichte Zentrifuge hat eine Trommel 1 und einen mit dieser koaxialen inwendigen Rotor 2, die beide auf einem wesentlichen Teil ihrer Länge konisch sind. Die Trommel 1 ist an ihren Enden in schematisch angedeuteten Lagern 3 und 4 drehbar gelagert Durch die links in F i g. 1 gezeigten Wellenstümpfe 5 bzw. 6 sind die Trommel und der Rotor mit einem nicht eingezeichneten Antriebsmechanismus gekuppelt, der so eingerichtet ist, daß er die Trommel und den Rotor mit voneinander verschiedenen Drehzahlen rotieren läßt.

Am Rotor 2 ist eine zweigängige Förderschnecke befestigt, deren zwei Gänge mit 7 bzw. 8 bezeichnet sind. Auf Grund des Unterschiedes zwischen den Drehzahlen der Trommel und des Rotors, der einer relativen Rotation des Rotors 2 in der durch den Pfeil 9 angegebenen Richtung entspricht, üix die Schnecke 7, 8 eine nach rechts in F i g. 1 gerichtete ForJerwirkung auf den Feststoff aus, der beim Zentrifugieren im Trennraum 10 zwischen dem Rotor und der Innenwand der Trommel abgeschieden wird.

Das iü zerlegende Material wird durch ein stationäres Rohr 11 eingeleitet, welches durch den hohlen Lagerzapfen 12 der Trommel 1 hindurch in den Rotor 2 hineinragt. Vom Inneren des Rotors strömt das Material durch Öffnungen 13 in der Wand des Rotors in den Trennraum hinaus. Auf Grund der Rotation der Trommel 1 erfolgt eine Trennung des Feststoffes und der Flüssigkeitsphase des Materials, und der Feststoff wird mit Hilfe der Schnecke 7,8 nach rechts in F i g. 1 zu Austrittsöffnungen 14 am rechtsseitigen Ende der Trommel transportiert. Die Flüssigkeitsphase verläßt die Zentrifuge durch Überlauföffnungen 15 am linken Ende der Trommel, und die Lage dieser Öffnungen legt den Stand 16 der Flüssigkeitsphase in der Trommel 1 fest.

An der beim Fördern des Feststoffes in Richtung der Öffnungen 14 wirksamen Seitenflüche 17 jeder Schnekkenwindung 7, 8 ist längs der Peripherie eine fortlaufende Reihe von Platten 18 befestigt, und zwar so. wie aus den Fig. 2 —5 detaillierter ers'chtlich ist. )cde Platte hat eine gekrümmte Außenkante 19, die als Kreisbogen geformt ist, und eine in großen Zügen damit parallele Innenkante 20, die zwar geradlinig gezeichnet ist. aber auch einen anderen Verlauf aufweisen könnte. Jede Platte 18 hat außerdem eine konvexe Stirnkante 21 und eine dieser gegenüberliegende konkave Stirnkante 22, die beide nach Kreisbogen mit nominell gleichem Radius verlaufen, wobei jedoch der Radius der konvexen Stirnkante 21 ein klein wenig kleiner sein kann als der Radius der konkaven Stirnkante 22, so wie es in F i g. 3 übertrieben wiedergegeben ist.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, wie die beschriebene Konfiguration jeder Platte 18 es ermöglicht, eine fortlaufende Reihe von Platten längs der Kontur der Fläche 17 so zu montieren, daß zwei nebeneinandefliegende Platten relativ zueinander um eine beliebigen Winkel gedreht sind und die Stirnkanten aneinanderstoßender Platten dicht gegeneinander anliegen, wenigstens an den Außenkanten 19 der Platten. Durch geeignete Wihl des genannten Winkels zwischen den beiden nebeneinanderliegenden Platten läßt sich die Reihe von Platten derartig montieren, daß die

Außenkanten der Platten mit guter Annäherung ein vorgegebenes Stück über die äußere Kontur der Fläche 17 hinausragen, so daß die Größe des Spalts zwischen den Kanten 19 und der Innenwand der Trommel innerhalb eines gewünschten Intervalls liegt.

Wie in Fig.4 gezeigt, ist jede Platte 18 an ihrer Außenkante 19 dicker als an ihrer Innenkante 20, so daß die »tote« Ecke 23 zwischen jeder Kante 20 und der Fläche 17 verhältnismäßig klein wird. Wie oben erwähnt, können nach dem Befestigen der Platten 18 eventuell die Ecken 23 mit einer geeigneten härtbaren Spachtelmasse ausgefüllt werden, z. B. mit einer Suspension von harten keramischen Partikeln in einem geeigneten Bindemittel, beispielsweise einer Mpoxidharzmasse.

Die Platten 18 werden so montiert, daß ihre konvexen Stirnkanten l\ in Kichtung der relativen Rotation der Schnecke in bezug auf die Trommel 1. vgl. die Pfeile 9 in den Fig. I und 2. nach vorn zeigen. Wie in F i g. 5 gezeigt, ist jede Platte an ihrer Hinterkante 22 etwas dicker als an ihrer Vorderkante 21. so daß am Obergang zwischen der Hinterkante jeder Platte und der Vorderkante der darauffolgenden Platte normalerweise eine kleine Stufe 24 gebildet wird. Während der Unterschied in der Dicke an den Kanten 19 und 20 zwischen 1 und 2 mm betragen kann, ist ein Dickenunterschied von weniger als 0.5 mm zwischen der Vorderkante 21 und der Hinterkante 22 gewöhnlich zulänglich, um vorkommende lokale Unebenheiten der Oberfläche 17 auszugleichen.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird vorausgesetzt, daß die Platten direkt an der Förderschnecke befestigt werden, beispielsweise durch Kleben mit einem Kleber, der durch Erhitzen (z. B. auf 150 bis 200"C) reversibel plastisch wird, so daß eine defekte Platte durch lokales Erhitzen ausgewechselt werden kann. Der Kleber sollte auch eine verhältnismäßig hohe Zähigkeit haben, so daß er Unebenheiten in speziell der Oberfläche der Schneckenwindung ausfüllen kann. Da die Schneckenwindung infolge der benutzten Herstellunpstcchnik normalerweise schwach schalenförmig ist. ist es zweckmäßig, clic gegen die Schneckenwindung anliegende Fläche der Platte mit einer hierzu passenden entgegengesetzten Wölbung auszubilden, so daß die Dicke der Klcbefugc so weit wie möglich konstant wird. Hierzu ist normalerweise nur eine Wölbungshöhe von einigen Zehntel Millimetern erforderlich. Fs hat sich erwiesen, daß zum Festkleben der Platten Zweikomponenten-Fpoxidkleber (Araldit) wohlgeeignet sind. Vor der Montage der Plati?n kann es zweckmäßig sein, die Schnecke vorzuwärmen, nachdem ihre Oberfläche, z. B. durch Sandstrahlen, entfettet und gereinigt wo'den ist.

Das Festkleben hat sich als besonders geeignet erwiesen für Platten aus keramischem Material, beispielsweise Aluminiumoxyd, da diese Materialien cm verhältnismäßig niedriges spezifisches Gewicht haben und deshalb die Klcbefugc unter dem Minfluß der Zentrifugalkräfte nicht so stark beanspruchen. Im übrigen können die Platten auf an sich bekannte Weise. z.B. wie in der DE-OS 23 03 994 beschrieben, an Trägcrplatten aus Stahl angeklebt oder auf andere Weise befestigt werden, die dann an die Schnecke befestigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schnecke zum Fördern abgeschiedenen Feststoffes in einer Zentrifuge mit einer drehbar gelagerten vollwandigen Schleudertrommel und einem in ihr koaxial angeordneten Rotor, der die Schneckenwendel trägt und während des Betriebes mit einer von der Drehzahl der Schleudertrommel abweichenden Drehzahl rotiert, und mit einer Armierung der Schneckenwendel auf ihrer beim Fördern des Feststoffes wirksamen Seitenfläche mittels einer Vielzahl aneinandergereihter viereckiger Platten aus verschließfestem Material, deren äußere und innere Längskanten im wesentlichen in Richtung des Umfanges der Schnecke und deren Stirnkanten im wesentlichen radial verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnkanten (21, 22) jeder Platte (18) die Form eines konvexen bzw. eines konkaven Kreisbogens mit nominell gleichem Radius besitzen.

2. Förderschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeittyiet, daß die äußere Längskante (19) jeder Platte (18) ein konvexer Kreisbogen ist, dessen Radius zwischen den zugehörigen kleinsten und größten Radien der Schleudertrommelwand gewählt ist.

3. Förderschnecke nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Stirnkante (21) der Platte (18) in der relativen Rotaiionsrichtung der Schnecke nach vorn gekehrt ist.

4. Förderschnecke nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durcii derartig vorgegebene Fertigungsto,'eranzen, daß der Krümmungsradius für die konvexe Stirnkante (2^ der Platte (18) nicht größer ist als der Radius für die konkave Stirnkante (22).