EP0237067A2 - Solid bowl centrifuge - Google Patents

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EP0237067A2
EP0237067A2 EP87103581A EP87103581A EP0237067A2 EP 0237067 A2 EP0237067 A2 EP 0237067A2 EP 87103581 A EP87103581 A EP 87103581A EP 87103581 A EP87103581 A EP 87103581A EP 0237067 A2 EP0237067 A2 EP 0237067A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid
drum
sediment
inner rotor
rotor part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP87103581A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0237067A3 (en
Inventor
Herbert Dipl.-Ing. Schiele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Original Assignee
Krauss Maffei AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krauss Maffei AG filed Critical Krauss Maffei AG
Publication of EP0237067A2 publication Critical patent/EP0237067A2/en
Publication of EP0237067A3 publication Critical patent/EP0237067A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2041—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with baffles, plates, vanes or discs attached to the conveying screw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2083—Configuration of liquid outlets

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • a centrifuge of this type is known from DE-OS 33 01 099, in which both the solids sedimenting on the inner wall of the solid jacket drum and the liquid clear phase are discharged in the conically enlarged area of the solid jacket centrifuge, with guide plates attached to the inner rotor and to the solid jacket drum Push sedimenting sludge phase through the entire radial level and stir with axial and circumferential flow components.
  • baffles which detect both the solid and the liquid phase at the same time, cause a mixing effect which counteracts the desired separation of the two phases.
  • the invention is therefore based on the object of improving a solid-bowl centrifuge of the type mentioned in such a way that an increased separation effect is achieved with reduced energy expenditure.
  • the invention is then based on the idea of creating a flow space for the clear phase which arises in the radially inner region, from which the heavy phase components have already largely separated, in which an unimpeded axial flow with a slight spiral flow component can occur without the heavy phase components deposited in the radially outer region are carried away by this flow.
  • the heavy phase components are held within the surface elements located in the radially outer region and shielded from the flow of the clear phase taking place in the radially inner region. A turbulence caused by baffles penetrating both phase areas simultaneously is therefore excluded. It is known from DE-OS 33 01 099 (FIG.
  • the radially directed sludge inlet channels also act in the sense of a smooth flow, which ensure that the sludge is already introduced with the flow component accelerated to the peripheral speed near the inner wall of the solid jacket drum. A radial speed profile with the shear currents interfering with the separation process can thus be avoided and it is ensured that the sedimentation process can start effectively at the beginning of the drum.
  • the surface elements designed, for example, in the form of a band screw cause an intensive shear stress on the sediment when it is accumulated on the baffle plate with increasing compression and swells against the axial conveying direction of the belt screw over its inner edge.
  • the shear forces acting during this constant shifting of the deposited phases favor the further compacting of the solid phase components.
  • a throttle with a variable throttle cross-section can be arranged in the sediment discharge area and can be controlled via a measuring device for the viscosity of the sediment which is connected downstream of the throttle.
  • a variable throttle is arranged in the discharge area for the clear phase, which can be controlled via a viscosity measuring device arranged in the discharge area for the sediment.
  • the throttle cross-sectional area can be changed by an axial displacement of the baffle plate, so that the width of the annular gap delimited by the edge of the baffle plate and the inner wall of the baffle plate can be regulated because of the conically widening solid jacket drum.
  • openings closed by closure flaps are provided in the ring region of the solid bowl drum, through which the sediment discharge space is radially limited to the outside.
  • Coarse parts can attach themselves to the depressions formed by these closed openings, which can then be detected by a coarse material sensor attached to the baffle plate and generate a control pulse by braking or blocking them in a torque sensor device arranged in the drive unit for the inner rotor part and the solid jacket drum which the flaps are briefly opened via an actuator. This means that the coarse material can be discharged to the outside in an annular gutter without interrupting operation.
  • the solid bowl centrifuge 1 consists essentially of a closed, conically widening solid bowl drum 2 and an inner rotor part 3 coaxially mounted therein.
  • the solid bowl drum 2 has on its two end faces 4 and 5 hollow shafts 6 and 7, which are separated from the shaft parts 8 and 9 of the inner rotor part 3 are enforced.
  • the hollow shafts 6 and 7 are mounted in a housing 10 enclosing the solid jacket drum 2, whereas the inner rotor part 3 with its shaft parts 8 and 9 is mounted in the hollow shafts 6 and 7.
  • the inlet channel 13 for the sludge in the form of a hollow bore formed in the shaft part 8, which branches into radial sludge inlet channels 14 inside the solid jacket drum 2.
  • the inner rotor part 3 carries, on thin holder arms 15, surface elements 16 which are arranged at a short distance from the inner wall of the solid jacket drum 2 and have only a small radial extent.
  • the surface elements are set so that the sludge particles entered in the solid casing drum 2 experience a transport pulse to the conically widening end of the solid casing drum 2 when the inner rotor part 3 rotates relative to the solid casing drum 2.
  • a continuous belt auger can also be used instead of the individual surface elements.
  • essentially equivalent conveying elements such as paddle snails and scrapers inclined to the main axis of the solid bowl centrifuge, can be used.
  • a baffle plate 17 is fixed within the solid casing drum 2 on the inner rotor part 3, the edge of which defines an annular gap 18 with the inner wall of the solid casing drum 2.
  • the inner space enclosed by the solid casing drum 2 and its end faces 4 and 5 is divided by the baffle plate 17 into a compacting space 19 and a sediment discharge space 20, the ring area 21 of the solid casing drum 2 assigned to the sediment discharge space having openings 22 distributed over the circumference, which are provided by closure flaps 23 are closed.
  • the baffle plate 17 On the side facing the sediment discharge space 2, the baffle plate 17 carries radially inwardly directed sediment discharge channels 24, which merge into axial sediment discharge channels 25 arranged in the shaft part 9.
  • the sediment discharge channels 25 open into an annular, non-rotating collecting vessel 26 from which a sediment outlet shaft 27 branches off.
  • radially directed liquid outlet channels 28 branch out from the compacting chamber 19 and merge into an axial liquid outlet channel 29, at the end of which a non-rotating line connection 30 is arranged.
  • a coarse material sensor 31 is fastened to the baffle plate 17 and can be moved past the openings 22 in the ring region 21 at a short distance.
  • the closure flaps 23 are coupled to a hydraulic actuation device 32, which can be controlled via a torque sensor device (not shown) arranged in the drive part 33.
  • the ring area 21 is surrounded by a non-circumferential gutter 34.
  • the solid bowl centrifuge 1 of the sludge is fed into the vicinity of the inner wall of the solid bowl drum 2 via the inlet channel 13 and the sludge inlet channels 14, so that the sludge is already largely accelerated to the peripheral speed of the solid bowl drum 2 when it enters the compacting chamber 18.
  • This sludge entry which takes place with a relatively calmed flow, means that the sedimentation process of the solid phase can begin very close to the conically tapered end of the solid jacket drum.
  • the solid phase is detected in the radially outer area by the surface elements 16 and conveyed in the direction of the conically widened end of the solid jacket drum 2.
  • the radial height of the solid phase increases in the direction of the conical widening and exceeds the radial height of the surface in the area of the baffle plate 17 Cheniata 16, because the solid phase components, due to throttling effects in the sediment discharge area, build up on the baffle plate 17 and swell against the axial conveying direction of the surface elements over their radially inner edge, whereby the sediment components are repeatedly exposed to a constant shear stress, which a further Compacting the solid components results.
  • the solid sediment components pass through the annular gap 18 into the sediment discharge space 20, from which the sediment passes through sediment outlet channels 24 which are firmly connected to the baffle plate 17 and through sediment discharge channels 25 into the non-rotatable collecting vessel 26 which can be emptied via the sediment outlet shaft 27.
  • Coarse material particles settling in the openings 22 cause a rotation delay in the drive unit 33 when the coarse-level sensor 31 rotating with the baffle plate 17 hits, as a result of which the torque sensor device responds and generates a control pulse for opening the closure flaps 23 by means of the closure flap actuating device 32. Since the opening process takes place only for a short time, the removal of coarse material parts can be carried out without interrupting the normal operation of the solid bowl centrifuge.
  • the clear phase which forms in the radially inner region of the compacting space 19 is discharged via liquid outlet channels arranged on the inner rotor part 3, via the liquid discharge channel 29 formed in the shaft part 9 and via a non-rotatable line connection 30.
  • the accumulation height of the solid phase that builds up in front of the baffle plate can be adjusted by means of a variable throttle arranged in the sediment discharge area, the throttle being expediently adjusted as a function of the measured variables of a viscosity measuring device for the discharged sediment.
  • a variable throttle is arranged in the discharge area for the clear phase and can be controlled as a function of the measured variables of a viscosity measuring device for the sediment discharged.
  • the consistency or the residual moisture of the sediment can be influenced, for example in order to avoid a blockage in the sediment discharge area due to excessive drainage of the sediment or a too rapid drainage of the sediment due to insufficient drainage.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Eine Vollmantelzentrifuge (1) zum Entwässern von Schlamm, bestehend aus einer konischen Vollmanteltrommel (2) und einem dazu mit Rela­tivdrehzahl drehenden Innenrotorteil (3), das Einrichtungen (15, 16) zum Axialtransport der festen Schlammbestandteile aufweist, wobei der Schlammeintrag (14) im konisch verjüngten Ende und der Austrag der festen Schlammbestandteile am konisch erweiterten Ende der Vollmanteltrommel (2) erfolgt, soll dahingehend verbessert werden, daß bei Verringerung des Energieaufwandes eine verbesserte Trennwirkung erzielt wird. Hierzu wird vorgeschlagen, daß der Schlammeintrag über einen oder mehrere radiale Schlammein­trittskanäle (14) erfolgt, die Einrichtungen zum Axialtransport aus am Innenrotorteil (3) befestigten Flächenelementen (16) bestehen, die in geringem Abstand an der Innenwandung der Vollmanteltrommel vor­beibewegbar sind und die an Halterungen (15) gehalten sind, durch die mindestens zu 50 % des radialen Abstandes zwischen der Wan­dung des Innenrotorteils (3) und der Innenwandung der Vollmantel­trommel (2) ein von den Flächenelementen (16) freier axialer Durch­trittskanal gegeben ist, am konisch erweiterten Ende der Voll­manteltrommel (2) am Innenrotorteil (3) eine Stauscheibe (17) befestigt ist, die zur Innenwandung der Vollmanteltrommel (2) unter Bildung eines Ringspaltes (18) angeordnet ist, der die Durchtrittsöffnung von einem vor der Stauscheibe (17) befindlichen Kompaktierungsraum (19) zu einem hinter der Stauscheibe (17) befindlichen Sedimentaustragsraum (20) darstellt, aus dem einer oder mehrere radial nach innen gerich­tete Sedimentaustrittskanäle (29) führen, die an einen das Sediment nach außerhalb der Vollmanteltrommel (2) leitenden Sedimentaus­tragskanal (25) anschließen, wobei die vom Sediment getrennte Flüs­sigkeit aus dem Kompaktierungsraum (19) durch einen oder mehrere in den Klarbereich der Flüssigkeit mündende Flüssigkeitsaustritts­kanäle (28) ausgetragen wird, die am Innenrotor (3) radial nach innen verlaufend angeordnet sind und in einen die Flüssigkeit nach außerhalb der Vollmanteltrommel (2) leitenden Flüssigkeitsaustrags­kanal (29) übergehen.

Figure imgaf001
A solid bowl centrifuge (1) for dewatering sludge, consisting of a conical solid bowl drum (2) and an inner rotor part (3) rotating at relative speed, which has devices (15, 16) for the axial transport of the solid sludge components, the sludge entry (14) in conically tapered end and the discharge of the solid sludge components at the flared end of the solid jacket drum (2) is to be improved in such a way that an improved separation effect is achieved while reducing the energy expenditure. For this purpose, it is proposed that the sludge is introduced via one or more radial sludge inlet channels (14), the devices for the axial transport consist of surface elements (16) fastened to the inner rotor part (3), which can be moved a short distance past the inner wall of the solid jacket drum and which are attached to brackets (15) are held, by which at least 50% of the radial distance between the wall of the inner rotor part (3) and the inner wall of the solid casing drum (2) is given an axial passage channel free of the surface elements (16), at the conically widened end of the solid casing drum (2) on the inner rotor part (3) a baffle plate (17) is attached to the inner wall of the solid drum (2) to form a An annular gap (18) is arranged which represents the passage opening from a compacting space (19) located in front of the baffle plate (17) to a sediment discharge space (20) located behind the baffle plate (17), from which one or more radially inwardly directed sediment outlet channels (29 ) which connect to a sediment discharge channel (25) which conducts the sediment to the outside of the solid casing drum (2), the liquid separated from the sediment being discharged from the compacting space (19) through one or more liquid outlet channels (28) which open into the clear area of the liquid which are arranged on the inner rotor (3) and extend radially inwards and into a liquid discharge channel (29) which conducts the liquid outside the solid jacket drum (2).
Figure imgaf001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantelzentrifuge gemäß Oberbe­griff von Anspruch 1.The invention relates to a solid bowl centrifuge according to the preamble of claim 1.

Eine Zentrifuge dieser Art ist aus der DE-OS 33 01 099 bekannt, bei der sowohl die an der Innenwandung der Vollmanteltrommel sedimentierenden Feststoffe als auch die flüssige Klarphase im konisch erweiterten Bereich der Vollmantelzentrifuge ausgetra­gen werden, wobei am Innenrotor und an der Vollmanteltrommel befestigte Leitbleche die sedimentierende Schlammphase in der gesamten radialen Füllstandshöhe durchsetzen und mit axialer und in Umfangsrichtung gerichteter Strömungskomponente durch­rühren. Diese sowohl die feste wie auch die flüssige Phase gleichzeitig erfassenden Leitbleche verursachen einen Vermi­schungseffekt, der der angestrebten Trennung der beiden Phasen entgegenwirkt. Neber dieser von den Leitblechen erzeugten Ver­wirbelung ist ein weiterer Nachteil darin gegeben, daß zum Be­trieb der Zentrifuge ein verhältnismäßig hoher Energieaufwand erforderlich ist, da beide Phasen ohne energierückgewinnende Maßnahmen beim Austrag aus der Vollmanteltrommel radial nach außen abgeschleudert werden.A centrifuge of this type is known from DE-OS 33 01 099, in which both the solids sedimenting on the inner wall of the solid jacket drum and the liquid clear phase are discharged in the conically enlarged area of the solid jacket centrifuge, with guide plates attached to the inner rotor and to the solid jacket drum Push sedimenting sludge phase through the entire radial level and stir with axial and circumferential flow components. These baffles, which detect both the solid and the liquid phase at the same time, cause a mixing effect which counteracts the desired separation of the two phases. In addition to this turbulence generated by the baffles, there is a further disadvantage in that a relatively high amount of energy is required to operate the centrifuge, since both phases are thrown radially outward without any energy-recovery measures when discharging from the solid jacket drum.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vollman­telzentrifuge der genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei verringertem Energieaufwand eine gesteigerte Trennwirkung erzielt wird.The invention is therefore based on the object of improving a solid-bowl centrifuge of the type mentioned in such a way that an increased separation effect is achieved with reduced energy expenditure.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of the characteristic features according to claim 1.

Die Erfindung basiert danach auf dem Gedanken, für die im ra­dial inneren Bereich sich einstellende Klarphase, aus der sich die schweren Phasenbestandteile bereits weitestgehend abgesetzt haben, einen Strömungsraum zu schaffen, in dem sich eine unbe­hinderte axiale Strömung mit leichter spiraliger Strömungskom­ponente einstellen kann, ohne daß die im radial äußeren Bereich abgesetzten schweren Phasenbestandteile von dieser Strömung mitgerissen werden. Die schweren Phasenbestandteile werden in­nerhalb der im radial äußeren Bereich befindlichen Flächenele­mente gehalten und gegen die im radial inneren Bereich statt­findende Strömung der Klarphase abgeschirmt. Eine Verwirbehlung durch beide Phasenbereiche gleichzeitig durchsetzende Leitble­che bleibt somit ausgeschlossen. Es ist aus der genannten DE-OS 33 01 099 (Fig. 3) zwar bekannt, an Haltearmen befestigte Flä­chenelemente anzuordnen, die in geringem Abstand an der Innen­wandung der Vollmanteltrommel vorbeibewegbar sind und nur eine geringe radiale Erstreckung aufweisen, doch sind diese Flächen­elemente zu beiden Seiten von geschlossenen Schneckenblättern flankiert, die einen Strömungskanal mit geringer Querschnitts­fläche begrenzen, in dem eine hohe Strömungsgeschwindigkeit herrscht und in der sich keine die Sedimentation begünstigende beruhigte Strömung der einer Klarphase einstellen kann.The invention is then based on the idea of creating a flow space for the clear phase which arises in the radially inner region, from which the heavy phase components have already largely separated, in which an unimpeded axial flow with a slight spiral flow component can occur without the heavy phase components deposited in the radially outer region are carried away by this flow. The heavy phase components are held within the surface elements located in the radially outer region and shielded from the flow of the clear phase taking place in the radially inner region. A turbulence caused by baffles penetrating both phase areas simultaneously is therefore excluded. It is known from DE-OS 33 01 099 (FIG. 3) to arrange surface elements fastened to holding arms, which can be moved a short distance past the inner wall of the solid jacket drum and have only a slight radial extension, but these surface elements are both Flanked on the sides by closed screw blades, which delimit a flow channel with a small cross-sectional area, in which there is a high flow velocity and in which no settled flow which promotes sedimentation can occur during a clear phase.

Im Sinne einer ruhigen Strömungsführung wirken auch die radial gerichteten Schlammeintrittskanäle, die dafür sorgen, daß der Schlamm bereits mit auf Umfangsgeschwindigkeit beschleunigter Strömungskomponente nahe der Innenwandung der Vollmanteltrommel eingetragen wird. Ein radiales Geschwindigkeitsprofil mit den Trennprozeß störenden Scherströmungen läßt sich damit vermeiden und es ist sichergestellt, daß der Sedimentationsprozeß bereits am Trommelanfang wirkungsvoll einsetzen kann.The radially directed sludge inlet channels also act in the sense of a smooth flow, which ensure that the sludge is already introduced with the flow component accelerated to the peripheral speed near the inner wall of the solid jacket drum. A radial speed profile with the shear currents interfering with the separation process can thus be avoided and it is ensured that the sedimentation process can start effectively at the beginning of the drum.

Neben der Abschirmung der abgesetzten schweren Phase vor der im radial inneren Bereich gegebenen Strömung der von den festen Bestandteilen weitgehend befreiten leichteren Klarphase, bewir­ken die beispielsweise in Form einer Bandschnecke gestalteten Flächenelemente eine intensive Scherbeanspruchung des Sedi­ments, wenn dieses unter zunehmender Verdichtungswirkung an der Stauscheibe aufgestaut wird und entgegen der axialen Förder­richtung der Bandschnecke über deren Innenrand quillt. Die bei dieser ständigen Umschichtung der abgesetzten Phasen wirkenden Scherkräfte begünstigen die weitere Kompaktierung der festen Phasenbestandteile.In addition to shielding the settled heavy phase from the flow in the radially inner region of the lighter clear phase largely freed from the solid components, the surface elements designed, for example, in the form of a band screw cause an intensive shear stress on the sediment when it is accumulated on the baffle plate with increasing compression and swells against the axial conveying direction of the belt screw over its inner edge. The shear forces acting during this constant shifting of the deposited phases favor the further compacting of the solid phase components.

Zur Optimierung dieser vor der Stauscheibe sich einstellenden Verfestigungseffekte kann im Sedimentaustragsbereich eine Dros­sel mit veränderbarem Drosselquerschnitt angeordnet sein, die über eine der Drossel nachgeschaltete Meßeinrichtung für die Viskosität des Sediments ansteuerbar ist.To optimize these solidification effects that occur in front of the baffle plate, a throttle with a variable throttle cross-section can be arranged in the sediment discharge area and can be controlled via a measuring device for the viscosity of the sediment which is connected downstream of the throttle.

Nach einer weiteren vorteilhaften Einrichtung zur Optimierung der vor der Stauscheibe sich einstellenden Verfestigungseffekte ist im Austragsbereich für die Klarphase eine veränderbare Drossel angeordnet, die über eine im Austragsbereich für das Sediment angeordnete Viskositätsmeßeinrichtung ansteuerbar ist.According to a further advantageous device for optimizing the solidification effects that occur in front of the baffle plate, a variable throttle is arranged in the discharge area for the clear phase, which can be controlled via a viscosity measuring device arranged in the discharge area for the sediment.

Die Veränderung der Drosselquerschnittsfläche kann dabei durch eine axiale Verschiebung der Stauscheibe erfolgen, wodurch sich wegen der konisch sich erweiternden Vollmanteltrommel die Weite des vom Rand der Stauscheibe und der Innenwandung der Vollman­teltrommel begrenzten Ringspaltes regeln läßt.The throttle cross-sectional area can be changed by an axial displacement of the baffle plate, so that the width of the annular gap delimited by the edge of the baffle plate and the inner wall of the baffle plate can be regulated because of the conically widening solid jacket drum.

Um einen vor Verstopfungen durch Grobteile sicheren kontinuier­lichen Betrieb der Vollmantelzentrifuge zu gewährleisten, sind in dem Ringbereich der Vollmanteltrommel, durch den der Sedi­mentaustragsraum radial nach außen begrenzt ist, durch Ver­schlußklappen verschlossene Öffnungen vorgesehen.In order to ensure continuous operation of the solid bowl centrifuge that is safe from blockages due to coarse particles, openings closed by closure flaps are provided in the ring region of the solid bowl drum, through which the sediment discharge space is radially limited to the outside.

An den durch diese verschlossenen Öffnungen gebildeten Vertie­fungen können sich Grobteile festsetzen, die dann von einem an der Stauscheibe befestigten Grobstoffühler erfaßt werden und durch dessen Abbremsung oder Blockierung in einer in der An­triebseinheit für das Innenrotorteil und die Vollmanteltrommel angeordneten Drehmoment-Sensoreinrichtung einen Steuerimpuls erzeugen, durch den die Verschlußklappen über eine Betätigungs­vorrichtung kurzzeitig geöffnet werden. Damit lassen sich ohne Betriebsunterbrechung die Grobstoffe nach außen in eine ring­förmige Fangrinne austragen.Coarse parts can attach themselves to the depressions formed by these closed openings, which can then be detected by a coarse material sensor attached to the baffle plate and generate a control pulse by braking or blocking them in a torque sensor device arranged in the drive unit for the inner rotor part and the solid jacket drum which the flaps are briefly opened via an actuator. This means that the coarse material can be discharged to the outside in an annular gutter without interrupting operation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben, die in schematischer Darstel­lung einen Axialschnitt durch eine Vollmantelzentrifuge 1 zeigt.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, which shows a schematic representation of an axial section through a solid bowl centrifuge 1.

Die Vollmantelzentrifuge 1 besteht im wesentlichen aus einer geschlossenen, konisch sich erweiternden Vollmanteltrommel 2 und einem darin koaxial gelagerten Innenrotorteil 3. Die Voll­manteltrommel 2 weist an ihren beiden Stirnflächen 4 und 5 Hohlwellen 6 und 7 auf, die von den Wellenteilen 8 und 9 des Innenrotorteils 3 durchsetzt sind. Die Hohlwellen 6 und 7 sind in einem die Vollmanteltrommel 2 umschließenden Gehäuse 10 ge­lagert, wohingegen das Innenrotorteil 3 mit seinen Wellenteilen 8 und 9 in den Hohlwellen 6 und 7 gelagert ist.The solid bowl centrifuge 1 consists essentially of a closed, conically widening solid bowl drum 2 and an inner rotor part 3 coaxially mounted therein. The solid bowl drum 2 has on its two end faces 4 and 5 hollow shafts 6 and 7, which are separated from the shaft parts 8 and 9 of the inner rotor part 3 are enforced. The hollow shafts 6 and 7 are mounted in a housing 10 enclosing the solid jacket drum 2, whereas the inner rotor part 3 with its shaft parts 8 and 9 is mounted in the hollow shafts 6 and 7.

Am konisch verjüngten Ende der Vollmanteltrommel 2 befinden sich an der Hohlwelle 6 und am Wellenteil 8 je eine Keilriemen­scheibe 11 und 12 über die die Vollmanteltrommel 2 und das In­nenrotorteil 3 mit geringer Differenzdrehzahl antreibbar sind.At the conically tapered end of the solid casing drum 2 there are on the hollow shaft 6 and on the shaft part 8 a V-belt pulley 11 and 12 via which the solid casing drum 2 and the inner rotor part 3 can be driven at a low differential speed.

Am konisch verjüngten Ende der Vollmanteltrommel 2 befindet sich der Zulaufkanal 13 für den Schlamm in Form einer im Wel­lenteil 8 ausgebildeten Hohlbohrung, die sich im Inneren der Vollmanteltrommel 2 in radiale Schlammeintrittskanäle 14 ver­zweigt.At the conically tapered end of the solid jacket drum 2 there is the inlet channel 13 for the sludge in the form of a hollow bore formed in the shaft part 8, which branches into radial sludge inlet channels 14 inside the solid jacket drum 2.

Im inneren der Vollmanteltrommel 2 trägt das Innenrotorteil 3 an dünnen Halterarmen 15 Flächenelemente 16, die in geringem Abstand zur Innenwandung der Vollmanteltrommel 2 angeordnet sind und nur eine geringe radiale Erstreckung aufweisen. Die Flächenelemente sind so angestellt, daß die in die Vollmantel­trommel 2 eingetragenen Schlammpartikel bei Drehung des Innen­rotorteils 3 gegenüber der Vollmanteltrommel 2 einen Transport­impuls zum konisch sich erweiternden Ende der Vollmanteltrommel 2 erfahren. Anstelle der einzelnen Flächenelemente kann auch eine durchgehende Bandschnecke verwendet werden. Ebenso können im wesentlichen gleichwirkende Förderorgane, wie Paddelschnek­ken und zur Hauptachse der Vollmantelzentrifuge schräg ange­stellte Schaber Verwendung finden.Inside the solid jacket drum 2, the inner rotor part 3 carries, on thin holder arms 15, surface elements 16 which are arranged at a short distance from the inner wall of the solid jacket drum 2 and have only a small radial extent. The surface elements are set so that the sludge particles entered in the solid casing drum 2 experience a transport pulse to the conically widening end of the solid casing drum 2 when the inner rotor part 3 rotates relative to the solid casing drum 2. A continuous belt auger can also be used instead of the individual surface elements. Likewise, essentially equivalent conveying elements, such as paddle snails and scrapers inclined to the main axis of the solid bowl centrifuge, can be used.

Am konisch erweiterten Ende ist innerhalb der Vollmanteltrommel 2 auf dem Innenrotorteil 3 eine Stauscheibe 17 befestigt, deren Rand mit der Innenwandung der Vollmanteltrommel 2 einen Ring­spalt 18 definiert. Der von der Vollmanteltrommel 2 und deren Stirnflächen 4 und 5 umschlossene Inneraum wird von der Stau­scheibe 17 in einen Kompaktierungsraum 19 und in eine Sediment­austragsraum 20 unterteilt, wobei der dem Sedimentaustragsraum zugeordnete Ringbereich 21 der Vollmanteltrommel 2 über den Um­fang verteilte Öffnungen 22 aufweist, die von Verschlußklappen 23 verschlossen sind.At the conically widened end, a baffle plate 17 is fixed within the solid casing drum 2 on the inner rotor part 3, the edge of which defines an annular gap 18 with the inner wall of the solid casing drum 2. The inner space enclosed by the solid casing drum 2 and its end faces 4 and 5 is divided by the baffle plate 17 into a compacting space 19 and a sediment discharge space 20, the ring area 21 of the solid casing drum 2 assigned to the sediment discharge space having openings 22 distributed over the circumference, which are provided by closure flaps 23 are closed.

Auf der dem Sedimentaustragsraum 2 zugewandten Seite trägt die Stauscheibe 17 radial nach innen gerichtete Sedimentaustritts­kanäle 24, die in im Wellenteil 9 angeordnete axiale Sediment­austragskanäle 25 übergehen.On the side facing the sediment discharge space 2, the baffle plate 17 carries radially inwardly directed sediment discharge channels 24, which merge into axial sediment discharge channels 25 arranged in the shaft part 9.

Die Sedimentaustragskanäle 25 münden in ein ringförmiges, nicht umlaufendes Sammelgefäß 26 von dem ein Sedimentausfallschacht 27 abzweigt.The sediment discharge channels 25 open into an annular, non-rotating collecting vessel 26 from which a sediment outlet shaft 27 branches off.

Aus dem Kompaktierungsraum 19 zweigen im Abstand zu der Stau­scheibe 17 radial gerichtete Flüssigkeitsaustrittskanäle 28, die in einen axialen Flüssigkeitsaustragskanal 29 übergehen, an dessen Ende ein nicht mitrotierender Leitungsanschluß 30 ange­ordnet ist.At a distance from the baffle plate 17, radially directed liquid outlet channels 28 branch out from the compacting chamber 19 and merge into an axial liquid outlet channel 29, at the end of which a non-rotating line connection 30 is arranged.

An der Stauscheibe 17 ist ein Grobstoffühler 31 befestigt, der in geringem Abstand an den Öffnungen 22 im Ringbereich 21 vor­beibewegbar ist.A coarse material sensor 31 is fastened to the baffle plate 17 and can be moved past the openings 22 in the ring region 21 at a short distance.

Die Verschlußklappen 23 sind mit einer hydraulischen Betäti­gungsvorrichtung 32 gekoppelt, die über eine im Antriebsteil 33 angeordnete Drehmoment-Sensoreinrichtung (nicht dargestellt) ansteuerbar ist. Der Ringbereich 21 ist von einer nicht umlau­fenden Fangrinne 34 umgeben.The closure flaps 23 are coupled to a hydraulic actuation device 32, which can be controlled via a torque sensor device (not shown) arranged in the drive part 33. The ring area 21 is surrounded by a non-circumferential gutter 34.

Im Betrieb wird der Vollmantelzentrifuge 1 der Schlamm über den Zulaufkanal 13 und die Schlammeintrittskanäle 14 in die Nähe der Innenwandung der Vollmanteltrommel 2 eingetragen, so daß der Schlamm beim Eintritt in den Kompaktierungsraum 18 bereits weitgehend auf die Umfangsgeschwindigkeit der Vollmanteltrommel 2 beschleunigt ist. Dieser mit verhältnismäßig beruhigter Strö­mung erfolgende Schlammeintrag führt dazu, daß der Sedimenta­tionsprozeß der festen Phase bereits sehr nahe dem konisch ver­jüngten Ende der Vollmanteltrommel einsetzen kann. Die feste Phase wird im radial äußeren Bereich von den Flächenelementen 16 erfaßt und in Richtung des konisch erweiterten Endes der Vollmanteltrommel 2 gefördert. Die radiale Höhe der festen Pha­se nimmt in Richtung der konischen Erweiterung zu und über­steigt im Bereich der Stauscheibe 17 die radiale Höhe der Flä­ chenelemente 16, da sich die festen Phasenbestandteile, bedingt durch Drosseleffekte im Sedimentaustragsbereich, an der Stau­scheibe 17 aufstauen und entgegen der axialen Förderrichtung der Flächenelemente über deren radial inneren Rand quellen, wo­durch die Sedimentbestandteile in sich wiederholender Folge einer ständigen Scherbeanspruchung ausgesetzt werden, die eine weitere Kompaktierung der festen Bestandteile zur Folge hat.In operation, the solid bowl centrifuge 1 of the sludge is fed into the vicinity of the inner wall of the solid bowl drum 2 via the inlet channel 13 and the sludge inlet channels 14, so that the sludge is already largely accelerated to the peripheral speed of the solid bowl drum 2 when it enters the compacting chamber 18. This sludge entry, which takes place with a relatively calmed flow, means that the sedimentation process of the solid phase can begin very close to the conically tapered end of the solid jacket drum. The solid phase is detected in the radially outer area by the surface elements 16 and conveyed in the direction of the conically widened end of the solid jacket drum 2. The radial height of the solid phase increases in the direction of the conical widening and exceeds the radial height of the surface in the area of the baffle plate 17 Chenelemente 16, because the solid phase components, due to throttling effects in the sediment discharge area, build up on the baffle plate 17 and swell against the axial conveying direction of the surface elements over their radially inner edge, whereby the sediment components are repeatedly exposed to a constant shear stress, which a further Compacting the solid components results.

Die festen Sedimentbestandteile gelangen über den Ringspalt 18 in den Sedimentaustragsraum 20, aus dem das Sediment durch mit der Stauscheibe 17 fest verbundene Sedimentaustrittskanäle 24 und durch Sedimentaustragskanäle 25 in das drehfest angeordnete Sammelgefäß 26 gelangt, das über den Sedimentausfallschacht 27 entleerbar ist.The solid sediment components pass through the annular gap 18 into the sediment discharge space 20, from which the sediment passes through sediment outlet channels 24 which are firmly connected to the baffle plate 17 and through sediment discharge channels 25 into the non-rotatable collecting vessel 26 which can be emptied via the sediment outlet shaft 27.

In den Öffnungen 22 sich absetzende Grobstoffteile verursachen beim Auftreffen des mit der Stauscheibe 17 umlaufenden Grob­stuffühlers 31 eine Drehverzögerung in der Antriebseinheit 33, wodurch die Drehmoment-Sensoreinrichtung anspricht und einen Steuerimpuls zu einer Öffnung der Verschlußklappen 23 mittels der Verschlußklappen-Betätigungsvorrichtung 32 erzeugt. Da der Öffnungsvorgang nur kurzzeitig erfolgt, kann die Entfernung von Grobstoffteilen ohne Unterbrechung des normalen Betriebes der Vollmantelzentrifuge durchgeführt werden.Coarse material particles settling in the openings 22 cause a rotation delay in the drive unit 33 when the coarse-level sensor 31 rotating with the baffle plate 17 hits, as a result of which the torque sensor device responds and generates a control pulse for opening the closure flaps 23 by means of the closure flap actuating device 32. Since the opening process takes place only for a short time, the removal of coarse material parts can be carried out without interrupting the normal operation of the solid bowl centrifuge.

Die im radial inneren Bereich des Kompaktierungsraumes 19 sich bildende Klarphase wird über am Innenrotorteil 3 angeordnete Flüssigkeitsaustrittskanäle, über den im Wellenteil 9 ausgebil­deten Flüssigkeitsaustragskanal 29 und über einen drehfesten Leitungsanschluß 30 abgeleitet.The clear phase which forms in the radially inner region of the compacting space 19 is discharged via liquid outlet channels arranged on the inner rotor part 3, via the liquid discharge channel 29 formed in the shaft part 9 and via a non-rotatable line connection 30.

Mittels einer im Sedimentaustragsbereich angeordneten veränder­baren Drossel ist die Stauhöhe der vor der Stauscheibe sich aufstauenden festen Phase einstellbar, wobei die Verstellung der Drossel zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von den Meßgrößen einer Viskositätsmeßeinrichtung für das ausgetragene Sediment erfolgt.The accumulation height of the solid phase that builds up in front of the baffle plate can be adjusted by means of a variable throttle arranged in the sediment discharge area, the throttle being expediently adjusted as a function of the measured variables of a viscosity measuring device for the discharged sediment.

In einer anderen Ausführungsform ist im Austragsbereich für die Klarphase eine veränderbare Drossel angeordnet, die in Abhän­gigkeit von den Meßgrößen einer Viskositätsmeßeinrichtung für das ausgetragene Sediment steuerbar ist.In another embodiment, a variable throttle is arranged in the discharge area for the clear phase and can be controlled as a function of the measured variables of a viscosity measuring device for the sediment discharged.

Mit den beiden vorgenannten Drosseleinrichtungen kann die Kon­sistenz bzw. die Restfeuchte des Sediments beeinflußt werden, um beispielsweise im Sedimentaustragsbereich eine Verstopfung infolge zu starker Entwässerung des Sediments oder einen zu schnellen Abfluß des Sediments infolge ungenügender Entwäs­serung zu vermeiden.With the two aforementioned throttling devices, the consistency or the residual moisture of the sediment can be influenced, for example in order to avoid a blockage in the sediment discharge area due to excessive drainage of the sediment or a too rapid drainage of the sediment due to insufficient drainage.

Claims (5)

1. Vollmantelzentrifuge zum Entwässern von Schlamm mit einer konischen Vollmanteltrommel und einem dazu mit Relativdreh­zahl drehenden Innenrotorteil, das Einrichtungen zum Axial­transport der festen Schlammbestandteile aufweist, wobei der Schlammeintrag im konisch verjüngten Ende und der Austrag der festen Schlammbestandteile am konisch erweiterten Ende der Vollmanteltrommel erfolgt, dadurch gekenn­zeichnet, daß
- der Schlammeintrag über einen oder mehrere radiale Schlammeintrittskanäle (14) erfolgt,
- die Einrichtungen zum Axialtransport der festen, an der Innenwandung der Vollmanteltrommel (2) sedimentierenden Schlammbestandteile aus einem oder mehreren, am Innenro­torteil (3) befestigten Flächenelementen (16) bestehen,
- die Flächenelemente (16) in geringem Abstand und mit Re­lativgeschwindigkeit an der Innenwandung der Vollmantel­trommel (2) vorbeibewegbar sind,
- die Flächenelemente (16) an Haltearmen (15) gehalten sind, durch die mindestens zu 50 % des radialen Abstandes zwi­schen der Wandung des Innenrotorteils (3) und der Innen­wandung der Vollmanteltrommel (2) ein von den Flächenele­menten (16) freier axialer Durchtrittskanal gegeben ist,
- im Bereich des konisch erweiterten Endes der Vollmantel­trommel (2) am Innenrotorteil (3) eine Stauscheibe (17) befestigt ist, die zur Innenwandung der Vollmanteltrommel (2) unter Bildung eines Ringspaltes (18) angeordnet ist,
- der Ringspalt (18) die Durchtrittsöffnung von einem vor der Stauscheibe (17) befindlichen Kompaktierungsraum (19) zu einem hinter der Stauscheibe (17) befindlichen Sedi­mentaustragsraum (20) darstellt,
- aus dem Sedimentaustragsraum (20) einer oder mehrere radi­al nach innen gerichtete Sedimentaustrittskanäle (24) füh­ren, die an einen das Sediment nach außerhalb der Vollman­teltrommel (2) leitenden Sedimentaustragskanal (25) an­schließen, wobei
- die vom Sediment getrennte Flüssigkeit aus dem Kompaktie­rungsraum (19) durch einen oder mehrere in den Klarbereich der Flüssigkeit mündende Flüssigkeitsaustrittskanäle (28) ausgetragen wird, die am Innenrotorteil (3) radial nach innen verlaufend angeordnet sind und in einen die Flüssig­keit nach außerhalb der Vollmanteltrommel (2) leitenden Flüssigkeitsaustragskanal (28) übergehen.1. solid bowl centrifuge for dewatering of sludge with a conical solid bowl and to rotating with relative speed of the inner rotor part, comprising means for axial transport of the solid slurry components, taking place the slurry entry in the tapered end and the discharge of the solid slurry components at the flared end of the bowl drum, characterized characterized in that
the sludge is introduced via one or more radial sludge inlet channels (14),
the devices for the axial transport of the solid sludge components sedimenting on the inner wall of the solid jacket drum (2) consist of one or more surface elements (16) attached to the inner rotor part (3),
- The surface elements (16) can be moved past the inner wall of the solid casing drum (2) at a short distance and at a relative speed,
- The surface elements (16) are held on holding arms (15) through which at least 50% of the radial distance between the wall of the inner rotor part (3) and the inner wall of the solid drum (2) is given by the surface elements (16) free axial passage channel is
- In the region of the flared end of the solid casing drum (2) on the inner rotor part (3) a baffle plate (17) is attached, which is arranged to the inner wall of the solid casing drum (2) to form an annular gap (18),
the annular gap (18) represents the passage opening from a compacting space (19) located in front of the baffle plate (17) to a sediment discharge space (20) located behind the baffle plate (17),
- From the sediment discharge space (20) one or more radially inwardly directed sediment outlet channels (24) lead to a sediment discharge channel (25) which conducts the sediment outside the solid jacket drum (2), whereby
- The liquid separated from the sediment is discharged from the compacting space (19) through one or more liquid outlet channels (28) opening into the clear area of the liquid, which are arranged on the inner rotor part (3) and extend radially inwards and into a liquid outside the solid jacket drum (2) Pass over the conductive liquid discharge channel (28). 2. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß der von der Stauscheibe (17), der Stirnwand (5) der Vollmanteltrommel (2) und einem Ring­bereich (21) der Vollmanteltrommel umschlossene Sedimentaus­tragsraum (20) in dem Ringbereich (21) eine oder mehrere, von Verschlußklappen (23) verschlossene Öffnungen (22) auf­weist, an der Stauscheibe (17) ein Grobstoffühler (31) ange­ordnet ist, der mit Relativgeschwindigkeit im Ringbereich (21) an der Innenwandung der Vollmanteltrommel (2) vorbeibe­wegbar ist, und der Ringbereich (21) von einer Fangrinne (33) umgeben ist, wobei an der Antriebseinheit für die mit Differenzdrehzahl umlaufende Vollmanteltrommel (2) und das Innenrotorteil (3) eine Drehmoment-Sensoreinrichtung angeordnet ist, die beim Abbremsen oder Blockieren des Grobstoffühlers (31) an einem oder mehreren an einer verschlossenen Öffnung (22) abgesetzten Grobstoffteilen einen Steuerimpuls zu einem kurzzeitigen Öffnen der Verschlußklappen (23) mittels einer Verschlußklappen-Betätigungsvorrichtung (32) erzeugt.2. Solid bowl centrifuge according to claim 1, characterized in that of the baffle plate (17), the end wall (5) of the solid bowl drum (2) and an annular region (21) of the solid shell drum enclosed sediment discharge space (20) in the annular region (21) one or has a plurality of openings (22) closed by closure flaps (23), a coarse material sensor (31) is arranged on the baffle plate (17), which can be moved past the inner wall of the solid casing drum (2) at a relative speed in the ring region (21), and the ring region (21) is surrounded by a gutter (33), on the drive unit for the revolving drum with revolving speed (2) and the Inner rotor part (3), a torque sensor device is arranged which, when the coarse material sensor (31) is braked or blocked, on one or more coarse material parts deposited on a closed opening (22) generates a control impulse for a brief opening of the closure flaps (23) by means of a closure flap actuating device (32) generated. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­durch gekenzeichnet, daß die Einrichtun­gen zum Axialtransport aus einer an sich bekannten Band­schnecke bestehen, die über Haltearme (15) am Innenrotorteil (3) befestigt ist.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the devices for axial transport consist of a belt screw known per se , which is fastened to the inner rotor part (3) via holding arms (15). 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Sedimentsaustragsbereich eine veränderbare Drosseleinrichtung angeordnet ist, die über eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Viskosität des Sediments ansteuerbar ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a variable throttle device is arranged in the sediment discharge area, which can be controlled via a measuring device for detecting the viscosity of the sediment. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Klarphasenaustragsbe­reich eine veränderbare Drosseleinrichtung angeordnet ist, die über eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Viskosität des Sediments ansteuerbar ist.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a variable throttle device is arranged in the clear phase discharge area, which can be controlled via a measuring device for detecting the viscosity of the sediment.
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