DE3430508C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von in einer Suspension befindlichen Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteilen mit einer umlaufenden, Filtratdurchlässe aufweisenden Trommel, mit einer in Wälzlagern auf einem Maschinengestell gelagerten, die Trommel tragenden Welle und mit mindestens einer zwischen Welle und Maschinengestell angeordneten Dichtung zum Schutz des Wälzlagers gegen Eindringen von Suspensionsbestandteilen.

Bei Filterzentrifugen dieser Art ist es wichtig, ins­ besondere wenn sie in einem gasdichten Gehäuse unter Überdruck arbeiten, die Wälzlager der die Trommel tragenden Welle, insbesondere das der Trommel benach­ barte Wälzlager, gegen ein Eindringen von Suspensions­ bestandteilen zu schützen. Bei bekannten Filterzentri­ fugen (DE 27 09 894 A1) umfassen die hierfür vorge­ sehenen Dichtungsanordnungen neben Spalt-, Labyrinth-, Schrauben- und Druckluftdichtungen nur noch einen einzigen, als Schleifdichtung ausgebildeten Wellen­ dichtring. Es wurde gefunden, daß diese Dichtungen in manchen Fällen ein Eindringen von Suspensionsbe­ standteilen in das oder die Wälzlager nicht voll­ ständig verhindern können, und zwar insbesondere dann, wenn die Filterzentrifuge in einem gasdichten Gehäuse bei Überdruck arbeitet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Filterzentrifuge zwischen Welle und Maschinengestell so abzudichten, daß ein Eindringen von Suspensions­ bestandteilen in ein der Dichtstelle benachbartes Wälzlager, insbesondere bei unter Überdruck arbeiten­ den Filterzentrifugen, zuverlässig verhindert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß die Dichtung zwei Radial-Dichtringe umfaßt, die in gegenseitigem axialen Abstand unter Aus­ bildung eines Zwischenraums an der Welle ange­ ordnet sind, und
daß der Zwischenraum durch einen Entlüftungskanal zur Atmosphäre hin entlüftet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran­ sprüchen 2 bis 5 angegeben.

Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Filterzentrifuge und

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelansicht im Bereich des Kreises A in Fig. 1.

Die auf der Zeichnung dargestellte Filterzentrifuge umfaßt ein die gesamte Maschine dicht umschließendes Gehäuse 1, in dem auf einem stationären Maschinenge­ stelle 2 eine Hohlwelle 3 in Wälzlagern 4, 5 drehbar gelagert ist. An das in Fig. 1 rechts gelegene, über das Lager 5 hinausragende Ende der Hohlwelle 3 ist ein Druckmittelzylinder 6 abgedichtet angeflanscht. Mit diesem Zylinder 6 ist ein Antriebsrad 7 drehfest verbunden, über welches die Hohlwelle 3 und der Zylin­ der 6 gemeinsam, z. B. mittels eines Keilriemens von einem Elektromotor, in raschen Umlauf versetzbar sind. Die Hohlwelle 3 weist eine axial verlaufende Keilnut 8 auf, in welcher ein Keilstück 9 verschieblich ist. Das Keilstück 9 ist starr mit einer in dem hohlen Innenraum 11 der Welle 3 verschiebbaren, weiteren Welle 12 ,verbunden. Die Welle 12 läuft daher gemeinsam mit der Hohlwelle 3 um, sie ist jedoch in dieser axial verschieblich. Die Wellen 3 und 12 verlaufen in einem auch der Halterung der Lager 4, 5 dienenden, buchsenförmigen Gehäuse 13, das auf dem Maschinengestell 2 abgestützt ist.

An dem links gelegenen, über das Lager 4 hinausragenden Ende der Hohlwelle 3 ist drehfest eine topfförmige Schleudertrommel 16 mit ihrem Boden 17 angeflanscht. An ihrer zylindrischen Seitenwand weist die Trommel 16 radial verlaufende Filtratdurchlässe 18 auf. An ihrer dem Boden 17 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Trommel 16 offen. Am dem diese offene Stirnseite umgebenden, flanschartigen Öffnungsrand 19 ist mittels eines Halteringes 21 der eine Rand eines im wesentlichen zylindrischen, d. h. endlos ringförmig ausgebildeten Filtertuches 22 dicht einge­ spannt. Der andere Rand dieses Filtertuches 22 ist in entsprechender Weise dicht mit einem Bodenstück 23 verbunden, welches starr an der verschiebbaren, den Boden 17 frei durchdringenden Welle 12 befestigt ist. An dem Bodenstück 23 ist über Stehbolzen 24 unter Frei­ lassung eines Zwischenraumes starr ein Schleuderraum­ deckel 25 gehalten, der in Fig. 1 den Schleuderraum der Trommel 16 durch Auflage an deren Öffnungsrand dicht verschließt. Der Schleuderraumdeckel 25 kann gemeinsam mit dem Bodenstück 23 durch axiales Heraus­ schieben der Welle 12 aus der Hohlwelle 3 frei von der Trommel 16 gehoben werden. An der in Fig. 1 links ge­ legenen Vorderseite der Filterzentrifuge ist ein Füll­ rohr 26 starr angeordnet, welches zum Zuführen einer in ihre Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteile zu zerlegenden Suspension in den Schleuderraum der Trommel 16 dient. Dieses Füllrohr 26 kann beim Ab­ heben des Schleuderraumdeckels 25 und des Bodenstücks 23 in eine Bohrung 27 der verschiebbaren Welle 12 ein­ dringen.

Auf einem mit dem Druckmittelzylinder 6 fest ver­ bundenen und zusammen mit diesem umlaufenden Ver­ schlußstück 28 ist mittels Drehlager 29, 31 ein Maschinenteil 32 drehbar gelagert. Das Maschinenteil 32 ist z. B. durch eine starre Druckmittelleitung 30 an einem Rotieren gehindert, verharrt also bei sich drehendem Verschlußstück 28 in Ruhe. Die Leitung 30, weitere, nicht dargestellte Druckmittelleitungen, das Maschinenteil 32 und das Verschlußstück 28 ver­ mitteln die Zu- und Abfuhr des Druckmittels, beispielsweise einer Hydraulikflüssig­ keit, zum Zwecke einer Hin- und Herbewegung der ver­ schiebbaren Welle 12, deren hinteres Teil als Kolben­ stange in den Druckmittelzylinder 6 eindringt und dort mit einem doppelt wirkenden Kolben 34 verschraubt ist.

Im Betrieb nimmt die Filterzentrifuge die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein. Die verschiebbare Welle 12 ist in der Hohlwelle 3 und im Druckmittelzylinder 6 zurückgezogen, wodurch das mit der Welle 12 verbundene Bodenstück 23 in der Nähe des Bodens 17 der Trommel 16 liegt und das Filtertuch 22 derart in die Trommel 16 eingestülpt ist, daß es im Innern der Trommel 16 liegt. Der Schleuderraumdeckel 25 hat sich dabei dicht auf den Öffnungsrand der Schleudertrommel 16 aufgelegt. Bei rotierender Schleudertrommel 16 wird über das Füll­ rohr 26 zu filtrierende Suspension eingeführt. Die flüssigen Bestandteile der Suspension treten in Rich­ tung der Pfeile 35 durch die Filtratdurchlässe 18 der Schleuder­ trommel 16 hindurch und werden von einer an der Trommel 16 befestigten, mit umlaufenden, als Prallblech dienenden, ringförmigen Abschirmung 36 in eine Abführ­ leitung 37 überführt. Die Feststoffteilchen der Suspension werden vom Filtertuch 22 zurückgehalten. Bei weiterhin rotierender Schleudertrommel 16 wird nun die Welle 12 (nach links) verschoben, wodurch sich das Filtertuch 22 nach außen umstülpt und die an ihm haftenden Feststoffteilchen nach auswärts in das Gehäuse 1 der Zentrifuge geschleudert werden. Von da aus können sie leicht abgefördert werden. In dieser Betriebsstellung der Zentrifuge dringt das Füllrohr 26 durch Öffnungen, welche im Deckel 25 und im Bodenstück 23 vorgesehen sind, in die Bohrung 27 der Welle 12 ein. Nach beendetem Abwurf der Feststoffteilchen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft wird die Filter­ zentrifuge durch Zurückschieben des Kolbens 34 wieder in die Betriebsstellung entsprechend Fig. 1 gebracht, wobei sich das Filtertuch 22 in entgegengesetzter Richtung zurückstülpt.

Da die Trommel 16 im Betrieb der Filterzentrifuge innerhalb des Gehäuses 1 mit hoher Geschwindigkeit rotiert, kann es in der Nähe der Trommel leicht zu erheblichen Luft- oder Gasströmungen kommen, welche Bestandteile der zu filtrierenden Suspension hinter die Trommel 16 und in die dort vorgesehenen Wälzlager 4, 5 - insbesondere das der Trommel 16 benachbart Wälz­ lager 4 - führen können, wodurch diese Lager 4, 5 be­ schädigt werden. Es ist daher erforderlich, zwischen der die Trommel 16 tragenden Welle 3 und dem Maschinen­ gestell 2 einschließlich dessen buchsenförmigen Ge­ häuse 13 Abdichtvorkehrungen zu treffen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die kreiszylindrische Wand der Trommel 16 im Bereich ihres Bodens 17 von einer ortsfesten, herkömmlichen Spaltdichtung 54 in Form eines vorstehenden Flansches überfangen. In diesen Flansch kann auch ein Gleitdichtring eingelegt sein, der grobe Feststoffteilchen zurückhält. Wie Fig. 2 zeigt, ist nahe der Mitte des Bodens 17 der Schleuder­ trommel 16 eine herkömmliche Labyrinthdichtung 55 vorgesehen, die zwischen einem ortsfesten Teil 56 des Maschinengestells und einem mit der Welle 3 um­ laufenden Teil 57 ausgebildet ist.

Auf die Labyrinthdichtung 55 folgt eine Druckluftdichtung. Diese Dichtung be­ steht im wesentlichen aus einer ortsfesten Ringnut, die mit einer Druckluftleitung 62 verbunden ist. Die in die Nut eingeführte Druckluft verhindert, daß Schmutz in Richtung auf das Wälzlager 4 vordringt. Statt Druckluft kann auch ein unter Druck stehendes Inertgas benutzt werden.

Schließlich ist unmittelbar vor dem Wälzlager 4 zu dessen weiterem Schutz eine auf der Welle 3 schleifend angeordnete Wellendichtung 63 angeordnet. Die Dichtung 63 umfaßt zwei elastische Radial-Dicht­ ringe 64, 65, die in gegenseitigem axialen Abstand unter Ausbildung eines Zwischenraums 66 zwischen sich an der Welle 3 angeordnet sind. Im Zwischenraum 66 kann zusätzlich zwecks Ausbildung einer Art Labyrinth­ dichtung noch ein maschinengestellfester Steg 67 vor­ gesehen sein. Die beiden Radial-Dichtringe 64, 65 sind fest mit dem Teil 56 des Maschinengestells verbunden und liegen an der Welle 3 schleifend an. In den Zwischenraum 66 mündet ein Entlüftungskanal 69, der sich in eine die Buchse des Gehäuses 13 des Maschinengestells 2 durchquerende Entlüftungsbohrung 71 fortsetzt. Durch den Kanal 69 und die Bohrung 71 wird der Zwischen­ raum 66 zwischen den Radial-Dichtringen 64, 65 zur Atmosphäre hin entlüftet. Soweit die Bohrung 71 nicht unmittelbar in die Atmosphäre ausmündet, kann an sie noch eine Entlüftungsleitung 72 (Fig. 1) ange­ schlossen werden, die mit der umgebenden Atmosphäre außerhalb des Gehäuses 1 der Zentrifuge in Verbindung steht.

Es wurde gefunden, daß die Entlüftung des Zwischen­ raums 66 zwischen den Radial-Dichtringen 64, 65 dazu führt, daß bis dorthin gelangte Fremdstoffe (über den Kanal 69, die Bohrung 71 und gegebenenfalls die Leitung 72) ins Freie gelangen und das Wälzlager 4 nicht erreichen.

Besonders wirksam ist die Entlüftung des Zwischen­ raums 66 dann, wenn die Radial-Dichtungen 64, 65 und der Zwischenraum 66 zwischen ihnen mit Gasdruck beauf­ schlagt sind. Hierzu wird bei der dargestellten Aus­ führungsform dem Dichtring 64 über eine Leitung 73 Druckluft oder ein erstes unter Druck stehendes Inert­ gas zugeführt. Ein zweites, unter Druck stehendes Inertgas (oder Druckluft) wird in nicht dargestellter Weise in den Raum 74 zwischen die Buchse des Gehäuses 13 und die Welle 3 eingeleitet und gelangt über das Lager 4 hinweg zum Dichtring 65. Überschüssiges Inertgas kann von beiden Seiten in den Zwischenraum 66 und von da über den Entlüftungskanal 69 ins Freie gelangen.

Die Schutzwirkung der aus den Radial-Dichtringen 64, 65 bestehenden Dichtung gegenüber dem Wälzlager 4 kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß in den Zwischenraum 66 zwischen den Radial-Dichtungen 64, 65 ein Schmiermittel, und zwar möglichst unter Druck, eingeführt wird. Hierzu ist (vgl. Fig. 2) in der maschinengestellfesten Buchse 13 eine Schmiermittel­ leitung 75 vorgesehen, die mit einer Abzweigung 76 in den Zwischenraum 66 einmündet. Das (unter Druck) in den Zwischenraum 66 eingebrachte Schmiermittel, z. B. ein Schmierfett, nimmt in den Zwischenraum 66 gelangte Schmutzstoffe auf und hält sie fest. Das Schmiermittel kann durch den Entlüftungskanal 69 aus dem Zwischenraum 66 unter Mitnahme der Schmutzstoffe abgeleitet werden.

Wenn der Entlüftungskanal 69, die anschließende Entlüftungsbohrung 71 und die Entlüf­ tungsleitung 72 im unteren Bereich des Zwischenraums 66 nach abwärts gerichtet aus dem Maschinengestell heraus­ geführt werden, ist die Ableitung der zu ent­ fernenden Schmutzstoffe unter Ausnutzung der Schwer­ kraft erleichtert.

Wie dargestellt, umfaßt die Schmiermittelleitung 75 eine weitere Abzweigung 77, über die Schmiermittel direkt dem Wälzlager 4 zugeführt werden kann. Falls erwünscht, kann die Abzweigung 77 mit einer eigenen Schmiermittelleitung verbunden werden, so daß dem Wälzlager 4 und dem Zwischenraum 66 jeweils eigene Schmiermittel zugeführt werden können.

Diese Dichtungsmaß­ nahmen erweisen sich dann als besonders wirkungsvoll, wenn die Filterzentrifuge in einem zu diesem Zwecke gasdicht verschlossenen Gehäuse 1 unter Gas-Überdruck, gegebenenfalls unter Inertgas, arbeitet, weil dann die Entlüftung des Zwischenraums 66 durch den Ent­ lüftungskanal 69 besonders gut funktioniert.

Claims (5)

1. Filterzentrifuge zum Trennen von in einer Suspension befindlichen Feststoff- und Flüssigkeitsbestand­ teilen mit einer umlaufenden, Filtratdurchlässe aufweisenden Trommel, mit einer in Wälzlagern auf einem Maschinengestell gelagerten, die Trommel tragenden Welle und mit mindestens einer zwischen Welle und Maschinengestell angeordneten Dichtung zum Schutz des Wälzlagers gegen Eindringen von Suspensionsbestandteilen, dadurch gekennzeichnet daß

• A. die Dichtung zwei Radial-Dichtringe (64, 65) umfaßt, die in gegenseitigem axialem Abstand unter Ausbildung eines Zwischenraumes (66) an der Welle (Hohlwelle 3) angeordnet sind, und daß
• B. der Zwischenraum (66) durch einen Entlüftungs­ kanal (69) zur Atmosphäre hin entlüftet ist.

2. Filterzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• C. die Radial-Dichtringe (64, 65) und der Zwischen­ raum (66) zwischen ihnen mit Gasdruck beauf­ schlagt sind.

3. Filterzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• D. in den Zwischenraum (66) zwischen den Radial- Dichtringen (64, 65) ein Schmiermittel eingeführt ist.

4. Filterzentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• E. das Schmiermittel unter Druck eingeführt ist.

5. Filterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• F. der Entlüftungskanal (69) aus dem Zwischen­ raum (66) zwischen den Radial-Dichtringen (64, 65) nach unten aus dem Maschinengestell (2) heraus­ geführt ist.