EP0322516A2 - Vollmantelzentrifuge - Google Patents

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EP0322516A2
EP0322516A2 EP88115690A EP88115690A EP0322516A2 EP 0322516 A2 EP0322516 A2 EP 0322516A2 EP 88115690 A EP88115690 A EP 88115690A EP 88115690 A EP88115690 A EP 88115690A EP 0322516 A2 EP0322516 A2 EP 0322516A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
discharge
centrifuge
compressed air
centrifuge according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88115690A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0322516A3 (de
Inventor
Wolfgang Epper
Hans-H. Dr. Gildemeister
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.)
Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Kloeckner Humboldt Deutz AG filed Critical Kloeckner Humboldt Deutz AG
Publication of EP0322516A2 publication Critical patent/EP0322516A2/de
Publication of EP0322516A3 publication Critical patent/EP0322516A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B04B2001/2083—Configuration of liquid outlets
    • 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
    • B04B2001/2091—Configuration of solids outlets

Definitions

  • the invention relates to a full-fledged centrifuge, in particular for separating media of different densities or their mixtures and / or suspensions that are difficult to separate into a comparatively lighter and at least one heavier phase, with a drum rotatably mounted on a shaft and a cylindrical clarifying pond in itself and with Organs for entering the media to be separated and for discharging the separated phases.
  • centrifuges of this type for. B. from DE-OS 33 17 047 known, in which along the clarification pond at a distance from the inner wall of the drum a rotatably mounted with a hollow shaft and extending in the direction of the axis of rotation arranged displacement body, and the centrifuge is designed with means for operation in direct current , wherein the entry element for the medium to be separated is arranged at the inflow area of the clarification pond and the discharge elements for the separate phases are arranged starting from the discharge area.
  • German utility model 84 60 004.7 proposes an overflow separation centrifuge for the separation treatment of sludge with a liquid discharge tube protruding into the drum and having a sleeve at the free end, the sleeve being adjustable to skim off a phase at different depths in the sedimentation pond.
  • Such a device is very difficult to operate and also prone to failure.
  • Another known centrifuge according to DE-OS 26 51 657 has a clear liquid overflow at a point between the inlet and the solids discharge, the overflow member consisting of a plurality of tubes projecting radially from the outside into the clarification chamber.
  • the accumulation height can be adjusted by letting the tubes protrude more or less far into the clarification room.
  • a solid-bowl screw centrifuge of cylindrical design for separating suspensions which are difficult to separate which has a separating disc at the end of the separating space and clear-phase channels arranged in front of the separating disc and sediment channels behind the separating disc. Both discharges lead out of the centrifuge drum in the area of the center thereof.
  • a measuring cell for determining the dry matter content is arranged in the sediment discharge and controls a quantity control element in the clear phase discharge line in accordance with the constant solids content in the sediment.
  • the known device requires a supply of the suspension with pressure between 0.4 to 0.6 MPa and thus a sealing of the bearings.
  • the object of the invention is to provide a centrifuge of the type mentioned, in which the phases separation difficult to separate z.
  • B. sewage sludge largely avoiding energy losses and without a complicated design of the centrifuge as well as avoiding overpressure operation and with a simple control of the solids content in phases containing different solids, and which can be created with as little effort as possible in manufacturing, assembly and maintenance costs and with economic energy expenditure is operable.
  • the suspension to be separated is guided precisely with regard to maximum selectivity.
  • the arrangement of the displacement body ensures that a large surface of the clarification pond corresponding to the diameter of the displacement body is retained in the sedimentation area, whereas the entry and the discharge area of the media is comparatively closely associated with the center of rotation. This saves drive energy and ensures energy-efficient operation.
  • the conveying device is designed as a compressed air liquid lifter based on the principle of the so-called mammoth pump and is connected to a compressed air line which is guided through the hollow shaft into the interior of the drum.
  • the compressed air liquid lifter advantageously has a very simple embodiment, requires no moving parts, is uncomplicated, effective in terms of the conveying effect and, in particular, controllable within predetermined limits with regard to the conveying capacity.
  • FIG. 1 shows the solid bowl centrifuge (40) with a drum (2) mounted on hollow shafts (41a, 41b) on both sides in the bearing blocks (42a, 42b). Inside the drum (2) there is a hollow displacement body (6) immersed in the clarification pond (3). This is also rotatably supported on both sides on the hollow shafts (43a) and (43b) in the bearing blocks (42a) and (42b).
  • the centrifuge (40) suspension indicated by the arrow (44), is fed through the hollow shaft (43a).
  • the suspension (44) exits through the openings (45) in the hollow shaft (43) and enters the interior of the drum (2) and forms the clarification pond (3) there during operation.
  • the hollow shaft (41a) of the drum (2) has a V-belt pulley (26) for driving and the hollow shaft (43a) of the displacement body has a V-belt pulley (25). 2, in cooperation with the V-belt sweater (27) of the drive motor (28), form a differential V-belt drive (24) for the centrifuge (40).
  • the jacket (1) of the drum (2) is preferably formed with a conical extension (4) in the flow direction of the clarifying pond (3).
  • the suspension entering the artificial gravity field through the openings (45) on the left-hand side according to FIG. 1 becomes an acceleration component for the content particles of the heavier phase in the flow direction (10) granted.
  • the particles obviously have the tendency to migrate to the right in the clarification pond (3) to the area of the largest drum diameter and thereby sediment.
  • the centrifuge (40) works in direct current while maintaining optimal separation sharpness conditions, the displacement body (6), designed as a smooth truncated cone, not causing disturbing eddies or a counterflow field at any point in the clarifying pond (3).
  • the discharge element (8) for the light phase (14) leads to an overflow (8a) on the drum end wall (16) and the discharge element (9) for the heavier phase (13) from the deepest area ( 17) of the clarification pond (3), starting with a conveying device (18), and arranged to open into the hollow shaft (43b).
  • This conveying device (18) is designed as a compressed air liquid lifter (37a, 37b) and connected to a compressed air line (19) which is guided through the hollow shaft (43b) into the interior of the drum (2).
  • the arrangement is surprisingly simple, at the same time functionally reliable and energetically economical.
  • the conical widening (4) of the jacket (1) of the drum (2) with an opening angle ( ⁇ 1) between 1 ° and 8 °, preferably between 3 ° and 5 ° and the ver is advantageous thrust body (6) with a rotationally symmetrical jacket (20) in the form of a truncated cone with an opening angle ( ⁇ 2) which essentially corresponds to the opening angle ( ⁇ 1) of the drum shell (1).
  • An expedient embodiment of the centrifuge further provides that the displacement body (6) has clearing elements (21).
  • Such batches are preferably formed during the dewatering of viscous, pasty sludge, in particular sewage treatment plant sludge.
  • the clearing elements (21) are two clearing strips standing vertically opposite one another on the jacket (20) in the embodiment shown as an example. Through this the accumulation of the solid-liquid mixture Solids in the area of the inner drum wall (5) kept in motion so that they cannot get stuck.
  • Each broach (21a, 21b) can be designed as a helix with a very large pitch with a pitch angle ( ⁇ ) with respect to the axis of rotation (x-x) of the system between 0 and 10 °, preferably between 3 and 5 °. This measure supports and evenens the transport of the solids in the centrifuge drum (2) to the solids discharge end (15).
  • the small difference in rotational speed between the displacement body (6) with clearing elements (21a, 21b) compared to the drum (2), in contrast to the transport of solids by means of a helix, requires only a negligibly small amount of drive energy.
  • this drive can be designed very simply, preferably as a V-belt drive.
  • the hollow shaft (43a) of the displacement body (6) has a first V-belt pulley (25) and the hollow drive shaft (41a) of the drum (2) has a second V-belt pulley (26).
  • a further reduction in the drive power required for the system of the centrifuge (40) can also be achieved by arranging flow guide elements (51, 52) in the interior of the drum (2), for example in the form of curved blades in the manner of a radial pump or turbine impeller are through which kinetic energy is converted into potential energy, and vice versa.
  • This known arrangement improves the economic operation of the centrifuge.
  • the discharge (31) of the heavier phase (13) can be assigned a measuring device (29) for determining the solids content and via a signal line (30) and a computer unit (35) and a control line (36) can be assigned to a quantity control element (32a, 32b) in the compressed air line (19) of the compressed air liquid lifter (37), which is connected to the control element (32a) of the compressed air quantity regulator (32b) via the control line (36) is.
  • the compressed air generation system has a compressed air pump (38) with a motor (38a). Via the control device (29, 35, 32) the discharge amount of the solid phase (13) is influenced in accordance with a predetermined delivery characteristic of the compressed air liquid lifter (37) so that its solids content remains constant.
  • a coarse material separator (34) is connected upstream of the entry element (43a, 45).
  • the suspension (44) is, for example, from a storage container (39) with the line (48) through the feed pump (49) and a switchable valve bank (50a, 50b) alternately through filter (33a) or filter (33b) into the centrifuge (40 ) fed.
  • the tandem arrangement enables two-way operation, whereby the filter that is not in operation can be cleaned without interrupting operation and then switched on again in the inlet.

Abstract

Bei einer Vollmantelzentrifuge, insbesondere zur Trennung von schwer trennbaren Medien unterschiedlicher Dichte bzw. deren Gemische und/oder Suspensionen in eine vergleichsweise leichtere und wenigstens eine schwerere Phase, mit einer auf einer Welle drehbar gelagerten und einen Klärteich in sich ausbildenden Trommel sowie mit Organen zum Eintragen der zu trennenden Medien und zum Austragen der getrennten Phasen, wird vorgeschlagen, daß das Austragsorgan (8) für die leichtere Phase (14) zu einem Überlauf (8a) an einer Trommelstirnwand (16) geführt und das Austragsorgan (9) für die schwerere Phase (13) vom tiefsten Bereich (17) des Klärteichs (3) ausgehend mit einer Fördereinrichtung (18) ausgebildet und in den austragsseitigen Teil der Hohlwelle (43b) des Verdrängungskörpers (6) ausmündend angeordnet ist. Dabei kann die Fördereinrichtung (18) als Druckluftflüssigkeitsheber (37) ausgebildet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vollamentelzentrifu­ge, insbesondere zur Trennung von schwer trenn­baren Medien unterschiedlicher Dichte bzw. deren Gemische und/oder Suspensionen in eine vergleichsweise leichtere und wenigstens eine schwerere Phase, mit einer auf einer Welle drehbar gelagerten und einen zylindrischen Klärteich in sich ausbildenden Trommel sowie mit Organen zum Eintragen der zu trennenden Medien und zum Austragen der getrennten Phasen.
  • Es sind Zentrifugen dieser Art z. B. aus der DE-OS 33 17 047 bekannt, bei denen entlang des Klärteichs im Abstand zur Innenwand der Trommel ein mit einer Hohlwelle rotierbar gelagerter und sich in Richtung der Rotationsachse er­streckender Verdrängungskörper angeordnet, und die Zentrifuge mit Mitteln zum Betrieb im Gleichstrom ausgebildet ist, wobei das Ein­tragsorgan für das zu trennende Medium am Zu­flußbereich des Klärteichs und die Austragsor­gane für die getrennten Phasen von dessen Ab­laufbereich ausgehend angeordnet sind.
  • Obwohl der den Zentrifugen zuzuordnende techni­sche Sektor ein seit Jahrzehnten ausgereiftes Fachgebiet darstellt, werden beispielsweise durch zunehmende Erschließung der Mikrobiologie für die Aufbereitung von Abwasser und/oder Gülle ständig steigende Anforderungen an die Trennfähigkeit von Zentrifugen gestellt, da der hierbei anfallende gelartige Schlamm sedimenta­tionsunwillig ist und somit bei der Phasentren­nung große Schwierigkeiten bereitet.
  • Zur Entwässerung derartiger überwiegend visko­ser Schlämme sind unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen bekannt geworden, die jedoch das Problem bisher nicht befriedigend lösen konnten.
  • Beispielsweise schlägt das deutsche Gebrauchs­muster 84 60 004.7 eine Überlauf-Separations­zentrifuge zur Trennbehandlung von Schlamm mit einem in die Trommel ragenden und am freien Ende eine Schältülle aufweisenden Flüssigkeits­austragsrohr vor, wobei die Schältülle zum Abschöpfen einer Phase in unterschiedlicher Tiefe des Sedimentationsteiches einstellbar ist.
  • Eine derartige Einrichtung ist sehr schwierig in der Bedienung und zudem störanfällig.
  • Eine andere bekannte Zentrifuge gemäß DE-OS 26 51 657 weist einen Klarflüssigkeitsüberlauf an einer Stelle zwischen Einlauf und Feststoff­austrag auf, wobei das Überlauforgan aus mehre­ren radial von außen nach innen in den Klärraum hineinragenden Röhrchen besteht. Die Stauhöhe ist dadurch einstellbar, daß man die Röhrchen mehr oder weniger weit in den Klärraum hinein­ragen läßt.
  • Nachteilig geht bei dieser Bauweise mit der peripher ausgetragenen Klärphase Energie ver­loren und erzeugt die herausgeschleuderte Flüs­sigkeit eine sehr unerwünschte Schaumbildung, zu deren Bekämpfung fallweise schaumdämpfende Mittel eingesetzt werden, welche Kosten verur­sachen und zudem die Klarphase verunreinigen.
  • Auch diese bekannte Vorrichtung kann bei der Lösung der vorliegenden Problematik nicht be­friedigen.
  • Hierfür wurde gemäß DE-OS 33 17 047 eine Voll­mantel-Schneckenzentrifuge von zylindrischer Bauart zur Trennung von schwer trennbaren Sus­pensionen vorgeschlagen, die am Ende des Trenn­raumes eine Trennscheibe und vor der Trenn­scheibe angeordnete Klarphasenkanäle und hinter der Trennscheibe Sedimentkanäle aufweist. Beide Austräge führen im Bereich des Zentrums der Zentrifugentrommel aus dieser heraus. Eine Meß­zelle zur Ermittlung des Trockensubstanzgehal­tes ist im Sedimentaustrag angeordnet und steuert ein Mengenregelorgan in der Klarphase­austragsleitung nach Maßgabe von konstantem Feststoffgehalt im Sediment.
  • Die bekannte Vorrichtung bedingt eine Zuführung der Suspension mit Druck zwischen 0,4 bis 0,6 MPa und somit eine Abdichtung der Lagerungen.
  • Solche Dichtungen sind sehr aufwendig in ihrer Bauart; sie sind aber auch wartungsempfindlich, sehr verschleißanfällig und damit störanfällig. Auch diese bekannte Zentrifuge kann daher tech­nisch nicht befriedigen.
  • Ausgehend vom genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Zentrifuge der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Phasen­ trennung schwer trennbarer z. B. Klärwerk­schlämme unter weitgehender Vermeidung von Energieverlusten und ohne komplizierte Bauart der Zentrifuge sowie unter Vermeidung von Über­druckbetrieb und mit einer einfachen Steuerung der Feststoffgehalte in unterschiedlich fest­stoffhaltigen Phasen ermöglicht wird, und welche mit möglichst geringem Aufwand an Her­stellungs-, Montage- und Wartungskosten er­stellbar und mit ökonomischem Energieaufwand betreibbar ist.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einer Vollmantelzentrifuge der eingangs genann­ten Art mit der Erfindung durch eine Ausgestal­tung entsprechend den Merkmalen des Hauptan­spruches.
  • Mit großem Vorteil wird durch das synergisti­sche Zusammenwirken dieser Merkmale erreicht, daß beim Gleichstrombetrieb eine exakte Führung der zu trennenden Suspension im Hinblick auf maximale Trennschärfe erreicht wird. Durch Anordnung des Verdrängungskörpers wird er­reicht, daß im Sedimentationsbereich eine dem Durchmesser des Verdrängungskörpers entspre­chend große Oberfläche des Klärteichs erhalten bleibt, wogegen der Eintrags- sowie der Aus­tragsbereich der Medien dem Rotationszentrum vergleichsweise nahe zugeordnet ist. Somit wird Antriebsenergie gespart und ein energetisch günstiger Betrieb gewährleistet.
  • Die Anordnung eines Förderorganes im Austrags­organ für die Sedimentationsphase erfordert keinen Druckbetrieb, sie vermeidet daher Dich­tungen und deren Wartungsprobleme und sie ist vom Standpunkt des erforderlichen Energieauf­wandes sehr ökonomisch.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, daß die Förder­einrichtung als Druckluftflüssigkeitsheber nach dem Prinzip der sogenannten Mammutpumpe ausge­bildet und an eine durch die Hohlwelle in das Innere der Trommel geführte Druckluftleitung angeschlossen ist.
  • Der Druckluftflüssigkeitsheber besitzt mit Vor­teil eine sehr einfache Ausführungsform, erfor­dert keine bewegten Teile, ist unkompliziert, effektiv in der Förderwirkung und insbesonders hinsichtlich der Förderleistung in vorgegebenen Grenzen steuerbar.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Zentri­fuge sind entsprechend den Merkmalen der An­sprüche 4 bis 9 vorgesehen. Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in einer bevorzug­ten Ausführungsform gezeigt.
  • Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:
    • Fig. 1 eine Vollmantelzentrifuge in rein schemati­scher Darstellung und im Schnitt entlang einer vertikalen, durch die Rotationsachse verlaufenden Ebene,
    • Fig. 2 einen Funktionsstammbaum einer Schlammein­dickanlage mit der Vollmantelzentrifuge nach Fig. 1.
  • Fig. 1 zeigt die Vollmantelzentrifuge (40) mit einer auf Hohlwellen (41a, 41b) beidseitig in den Lager­böcken (42a, 42b) gelagerten Trommel (2). Im Innern der Trommel (2) befindet sich, in den Klärteich (3) eintauchend, ein hohler Verdrängungskörper (6). Dieser ist ebenfalls beidseitig auf den Hohlwellen (43a) bzw. (43b) in den Lagerböcken (42a) und (42b) drehbar gelagert. Durch die Hohlwelle (43a) wird der Zentrifuge (40) Suspension, angedeutet durch den Pfeil (44), zugeführt. Die Suspension (44) tritt durch die Öffnungen (45) in der Hohlwelle (43) aus und gelangt in das Innere der Trommel (2) und bildet dort im Betrieb den Klärteich (3) aus.
  • Die Hohlwelle (41a) der Trommel (2) weist zum Antrieb eine Keilriemenscheibe (26) und die Hohlwelle (43a) des Verdrängungskörpers eine Keilriemenscheibe (25) auf. Diese bilden gemäß Fig. 2 im Zusammenwirken mit dem Keilriemenpulli (27) des Antriebsmotors (28) einen Differential-Keilriementrieb (24) für die Zen­trifuge (40).
  • Der Mantel (1) der Trommel (2) ist in Durchflußrich­tung des Klärteiches (3) vorzugsweise mit einer koni­schen Erweiterung (4) ausgebildet. Hierdurch wird der gemäß Fig. 1 auf der linken Seite durch die Öffnungen (45) eintretenden Suspension im künstlichen Schwere­feld eine Beschleunigungskomponente für die Inhalts­teilchen der schwereren Phase in Durchflußrichtung (10) erteilt. Die Teilchen haben ersichtlicher­weise das Bestreben, im Klärteich (3) zum Bereich des größten Trommeldurchmessers nach rechts zu wandern und dabei zu sedimentieren. Die Zentrifuge (40) arbeitet im Gleichstrom unter Einhaltung optimaler Trennschärfebedin­gungen, wobei der Verdrängungskörper (6), als glatter Kegelstumpf ausgebildet, an keiner Stelle des Klärteiches (3) störende Wirbel oder ein Gegenströmungsfeld verursacht.
  • Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist das Austragsorgan (8) für die leichte Phase (14) zu einem Über­lauf (8a) an der Trommelstirnwand (16) geführt und das Austragsorgan (9) für die schwerere Phase (13) vom tiefsten Bereich (17) des Klär­teichs (3) ausgehend mit einer Fördereinrich­tung (18) ausgebildet und in die Hohlwelle (43b) ausmündend angeordnet.
  • Diese Fördereinrichtung (18) ist als Druckluft­flüssigkeitsheber (37a, 37b) ausgebildet und an eine durch die Hohlwelle (43b) in das Innere der Trommel (2) geführte Druckluftleitung (19) angeschlossen. Die Anordnung ist überraschend einfach, zugleich funktionell zuverlässig und energetisch ökonomisch.
  • Vorteilhaft ist die konische Erweiterung (4) des Mantels (1) der Trommel (2) mit einem Öff­nungswinkel ( α 1) zwischen 1° und 8°, vor­zugsweise zwischen 3° und 5° und der Ver­ drängungskörper (6) mit einem rotationssymme­trischen Mantel (20) in Form eines Kegel­stumpfes mit einem Öffnungswinkel ( α 2) ausge­bildet, der im wesentlichen dem Öffnungswinkel ( α 1) des Trommelmantels (1) entspricht.
  • Hierdurch ergibt sich im Bereich des Verdrän­gungskörpers (6) ein Klärteich (3) mit ver­gleichsweise großer Oberfläche, woraus Sedimen­tationsbedingungen mit optimalen Parametern resultieren.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Zentrifuge sieht weiter vor, daß der Verdrängungskörper (6) Räumorgane (21) aufweist.
  • Es ist bekannt, daß es bei einer Vollmantelzen­trifuge an der Innenwandung (5) des Mantels (1) zu Feststoffablagerungen kommen kann, die das Fließvermögen der schwereren Phase (13) in Richtung (10) zum tiefsten Bereich (17) des Klärteiches (3) erschweren oder verhindern. Derartige Ansatzbildungen entstehen vorzugswei­se bei der Entwässerung von zähflüssigen, pastösen Schlämmen, insbesondere Klärwerks­schlämmen.
  • Die Räumorgane (21) sind bei der beispielhaft gezeigten Ausführung zwei gegenüberliegend auf dem Mantel (20) senkrecht stehende Räumleisten. Durch diese werden die bei der Trennung des Feststoff-Flüssigkeitsgemisches anfallenden Feststoffe im Bereich der inneren Trommelwan­dung (5) in Bewegung gehalten, so daß sie sich nicht festsetzen können.
  • Dabei kann jedes Räumorgan (21a, 21b) als Wen­del mit sehr großer Steigung mit einem Stei­gungswinkel (β) gegenüber der Rotationsachse (x-x) des Systems zwischen 0 und 10°, vor­zugsweise zwischen 3 und 5° ausgebildet sein. Durch diese Maßnahme wird der Transport der Feststoffe in der Zentrifugentrommel (2) zum Feststoffaustragsende (15) hin unterstützt und vergleichmäßigt.
  • Mit Vorteil erfordert die geringe Rotationsge­schwindigkeitsdifferenz zwischen dem Veredrän­gungskörper (6) mit Räumorganen (21a, 21b) gegenüber der Trommel (2) im Gegensatz zum Feststofftransport durch eine Schnickenwendel nur einen vernachlässigbar kleinen Teil an Antriebsenergie.
  • Deshalb kann dieser Antrieb sehr einfach, vor­zugsweise als Keilriementrieb ausgebildet sein.
  • Im System dieses Keilriementriebes (24) weist die Hohlwelle (43a) des Verdrängungskörpers (6) eine erste Keilriemenscheibe (25) und die hohle Antriebswelle (41a) der Trommel (2) eine zweite Keilriemenscheibe (26) auf. Diese ergeben in Zusammenwirken mit dem Keilriemenpulli (27) des gemeinsamen Antriebsmotors (28) bei entspre­chender Bemessung eine vorgesehene Rotations­Differenzgeschwindigkeit zwischen Trommel (2) und Verdrängungskörper (6) - Fig. 2.
  • Eine weitere Verminderung der erforderlichen Antriebsleistung für das System der Zentrifuge (40) kann auch noch dadurch erreicht werden, daß im Innern der Trommel (2) Strömungsleitor­gane (51, 52) beispielsweise in Form von ge­krümmten Schaufeln nach Art eines Radialpumpen bzw. -turbinenlaufrades angeordnet sind, durch welche kinetische Energie in potentielle Ener­gie umgewandelt wird, und umgekehrt. Diese an sich bekannte Anordnung verbessert den wirt­schaftlichen Betrieb der Zentrifuge.
  • Wie aus dem Verfahrensschaubild einer Eindik­kungsanlage nach Fig. 2 mit einer Vollmantel­zentrifuge (40) zu ersehen ist, kann dem Aus­trag (31) der schwereren Phase (13) eine Meß­einrichtung (29) zur Ermittlung des Feststoff­gehaltes zugeordnet und über eine Signalleitung (30) sowie eine Rechnereinheit (35) und eine Steuerleitung (36) einem Mengenregelorgan (32a, 32b) in der Druckluftleitung (19) des Druck­luftflüssigkeitshebers (37) zugeordnet sein, welche über die Steuerleitung (36) dem Stellor­gan (32a) des Druckluftmengenreglers (32b) auf­geschaltet ist. Die Drucklufterzeugungsanlage besitst eine Druckluftpumpe (38) mit Motor (38a). Über die Regeleinrichtung (29, 35, 32) wird die Austragsmenge der feststoffreichen Phase (13) nach Maßgabe einer vorgegebenen För­dercharakteristik des Druckluftflüssigkeitshe­bers (37) so beeinflußt, daß deren Feststoffge­halt konstant bleibt.
  • Auf der Seite der zuzuführenden Suspension (44) ist dem Eintragsorgan (43a, 45) ein Grobstoff­abscheider (34) vorgeschaltet.
  • Dieser weist zweckmäßig zwei Einheiten (33a, 33b) in Tandemanordnung auf. Die Suspension (44) wird beispielsweise aus einem Vorratsbe­hälter (39) mit der Leitung (48) durch die För­derpumpe (49) und eine umschaltbare Ventil­batterie (50a, 50b) abwechselnd durch Filter (33a) oder Filter (33b) in die Zentrifuge (40) eingespeist. Dabei ermöglicht die Tandemanord­nung einen wechselseitigen Betrieb, wobei jeweils das nicht in Betrieb befindliche Filter ohne Betriebsunterbrechung gereinigt und dann wieder in den Zulauf eingeschaltet werden kann.

Claims (9)

1. Vollmantelzentrifuge, insbesondere zur Trennung von schwer trennbaren Medien unterschiedlicher Dichte bzw. deren Gemi­sche und/oder Suspensionen in eine ver­gleichsweise leichtere und wenigstens eine schwerere Phase, mit einer auf einer Welle drehbar gelagerten und einen zylindrischen Klärteich in sich ausbildenden Trommel so­wie mit Organen zum Eintragen der zu tren­nenden Medien und zum Austragen der ge­trennten Phasen, wobei entlang des Klär­teichs im Abstand zur Innenwand der Trommel ein mit einer Hohlwelle rotierbar gelager­ter und sich in Richtung der Rotationsachse erstreckender Verdrängungskörper angeord­net, und die Zentrifuge mit Mitteln zum Betrieb im Gleichstrom ausgebildet ist, wobei das Eintragsorgan für das zu tren­nende Medium am Zuflußbereich des Klär­teichs und die Austragsorgane für die getrennten Phasen von dessen Ablaufbereich ausgehend angeordnet sind, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Austragsorgan (8) für die leichtere Phase (14) zu einem Überlauf (8a) an einer Trommelstirnwand (16) geführt und das Austragsorgan (9) für die schwerere Phase (13) vom tiefsten Bereich (17) des Klärteichs (3) ausgehend mit einer Förder­einrichtung (18) ausgebildet und in den austragsseitigen Teil der Hohlwelle (43b) des Verdrängungskörpers (6) ausmündend an­geordnet ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Mantel (1) der Trommel (2) in Durchflußrichtung (10) des Klärtei­ches (3) mit einer konischen Erweiterung (4) ausgebildet ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Fördereinrichtung (18) für die Austragsorgane (9) der schwereren Phase (13) als Druckluftflüssigkeitsheber (37) nach dem Prinzip der sogenannten Mammutpumpe ausgebildet und an eine durch die Hohlwelle (43b) in das Innere der Trom­mel (2) geführte Druckluftleitung (19) an­geschlossen ist.
4. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durckluft­leitung (19) durch den austragsseitigen Teil der Hohlwelle (43b) und mit Verzwei­gungen entlang den Austragsorganen (9) der schwereren Phase (13) in den eintrittssei­tigen Bereich der Druckluftflüssigkeitshe­ber (37a, 37b) einmündend geführt ist.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Erweiterung (4) des Mantels (1) der Trommel (2) einen Öffnungswinkel ( α 1) zwischen 1° und 8°, vorzugsweise zwischen 3° und 5° aufweist und der Verdrängungskör­per (6) mit einem rotationssymmetrischen Mantel (20) in Form eines Kegelstumpfes mit einem Öffnungswinkel ( α 2) ausgebildet ist, der dem Öffnungswinkel ( α 1) des Trommelmantels (1) entspricht.
6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (20) des Verdrängungskörpers (6) zum Transport der schwereren Phase (13) Räumor­gane (21) aufweist, und diese vorzugsweise als Wendeln mit sehr großer Steigung eines Steigungswinkels (β) gegenüber der Rota­tionsachse (x-x) des Systems zwischen 0° und 10°, bevorzugt zwischen 3° und 5° ausgebildet sind.
7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trommel (2) und der Verdrän­gungskörper (6) über einen mit diesen zu­sammenwirkenden Antrieb (24) mit Differen­tialgetriebe antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetrie­be als Keilriementrieb ausgebildet ist und die Keilriemenscheiben (25 bzw. 26, 27) so bemessen sind, daß die Trommel (2) relativ zum Verdrängungskörper (6) mit einer Diffe­renzgeschwindigkeit angetrieben wird.
8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Austrag (31) der schwereren Phase (13) eine Meßein­richtung (29) zur Ermittlung des Feststoff­gehaltes zugeordnet und über eine Signal­leitung (30) einem Mengenregelorgan (32) in der Druckluftleitung (19) des Druckluft­flüssigkeitshebers (37) aufgeschaltet ist.
9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ein­tragsorgan (43a, 45) für das zu trennende Medium (44) ein Grobstoffabscheider (34) vorgeschaltet ist.
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