Filterzentrifuge

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen mit einer Schleudertrommel (3) und einem Trommelboden (14), in dem die Zentrifugenwelle befestigt ist. Mittels eines Mantelsiebes (29) im Bereich der Schleudertrommel und einem Seitensieb (16) im Bereich des Trommelbodens und/oder des Manteldeckels kann das Mantelfiltrat alleine oder gemeinsam mit dem Seitenfiltrat abgezogen werden. Beide Filtrate werden einer Ringkammer (33) mit einem verstellbaren Schöpfrohr (36) zugeführt, wobei ein Schwimmerventil (22) die beiden Filtratabflüsse steuert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen oder dergleichen mit einer Schleudertrommel und einem Trommelboden, in dem eine Zentrifugenwelle befestigt ist, und mit einer Trennvorrichtung, bestehend aus einem koaxial zur Schleudertrommel angeordneten, einen Filtratraum bildenden Mantelsieb sowie einem im Trommelboden angeordneten Seitensieb, dem eine stirnseitige Ablaufkammer zugeordnet ist, die mit einer mit der Stirnwand verbundenen, ein verstellbares Schöpfrohr aufweisenden Ringkammer verbunden ist.

[0002] Mit derartigen Vorrichtungen wird die auf dem Filterkuchen aufstehende Suspensions- oder Waschflüssigkeit aus dem Innenraum der Schleudertrommel durch das stirnseitige Seitensieb in Gang gesetzt, gedrosselt oder zum Stillstand gebracht und damit zum Abführen der Flüssigkeit am Filterkuchen vorbeigeführt.

[0003] Zu diesem Zweck ist eine Filterzentrifuge bekannt (DE-OS 26 03 610), mit der eine Einflußnahme auf den über das Seitensieb erfolgenden Abfluß ermöglicht wird. Der Vorgang des Abflusses von Suspensions- oder Waschflüssigkeit aus dem Innenraum der Schleudertrommel durch das Seitensieb wird in Gang gesetzt, gedrosselt oder zum Stillstand gebracht. Darüberhinaus wird das Mantelfiltrat gesondert abgeführt. Außer den getrennten Abführleitungen für Mantel- und Seitenfiltrat läßt sich der Vorgang zum Aufbauen einer Filterschicht nur schlecht optimieren, weil während des Füllvorganges Suspensionsflüssigkeit abfließt.

[0004] Bei einer weiteren Vorrichtung zum Trennen von Suspensionen (EP 0255623 A2) ist es bekannt, sowohl dem Mantelsieb als auch dem Seitensieb jeweils eine Ringkammer mit einem Schöpfrohr zuzuordnen. Außer dem baulichen Mehraufwand mit einem vergrößerten Schwungmoment sind zwei getrennte Abläufe erforderlich.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Mantel- und das Seitenfiltrat getrennt und gesteuert abgeführt werden können.

[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Filtratraum mit der Ringkammer verbunden ist und mindestens eine Ablaufkammer mit einem Schwimmerventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Stellung des Schöpfrohres einstellbar ist.

[0007] Je nach Stellung des Schöpfrohres stellt sich ein ringförmiger Flüssigkeitsstand ein, mittels dessen sich das Steuerventil derart selbsttätig einstellt, daß einmal das Mantelfiltrat gemeinsam mit dem Seitenfiltrat oder nur das Mantelfiltrat in die Ringkammer fließt.

[0008] Mit dieser Maßnahme wird einerseits eine kurze Filtrationsdauer und andererseits eine kurze Trockenschleuderzeit erreicht, denn mittels der Ventilsteuerung kann einmal das Seitenfiltrat während der Hauptfiltration abgezogen und zum anderen während des Waschvorganges das Waschwasser nur durch den Filterkuchen geführt werden.

[0009] Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß beim Anfahrbetrieb der Abfluß durch das Seitensieb geschlossen ist, so daß die gesamte flüssige Phase der Suspension durch das Mantelsieb geführt wird. Dies erleichtert und beschleunigt den Aufbau der Filterschicht auf dem Mantelsieb und damit den Füllvorgang. Sobald sich auf dem Mantelsieb eine ausreichende Filterschicht mit darüber stehender Suspension aufgebaut hat, wird durch Einstellung des Schöpfrohres das Schwimmerventil automatisch betätigt und damit der Abfluß durch das Seitensieb geöffnet. Nun kann auch die überstehende Flüssigkeit abfließen. Ist die maximale Filterschicht erreicht, wird der Abfluß durch das Seitensieb wieder geschlossen, so daß der Waschvorgang eingeleitet werden kann. Dabei fließt die gesamte Waschflüssigkeit durch die Filterschicht und über das Mantelsieb ab. Zum Trocknen des Schleudergutes werden die Abflüsse durch das Seitensieb und das Mantelsieb geöffnet. Das Restfiltrat kann abgeführt werden.

[0010] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für das Schwimmerventil wird erfindungsgemäß darin gesehen, daß im Bereich des größeren Durchmessers der Ablaufkammer eine Überlauföffnung zur Ringkammer und mindestens eine Ventilkammer mit aufschwimmbaren Ventilkolben vorgesehen sind, der durch eine Ventilöffnung mit Ventilsitzen geführt und mit Ventiltellern versehen ist.

[0011] Das Schöpfrohr kann zum Mantel der Schleudertrommel mit einem minimalen oder einem maximalen Abstand eingestellt werden. Hierdurch stellt sich ein minimaler oder ein maximaler Flüssigkeitsring ein, der den Ventilkolben automatisch mehr oder weniger anhebt bzw. absenkt. Dadurch wird der Abfluß durch das Seitensieb geöffnet oder geschlossen. Das Schöpfrohr läßt sich mit einfachsten Mitteln von außen betätigen, so daß auch der Abfluß der flüssigen Phase aus der zu behandelnden Suspension mit einfachsten Mitteln gesteuert werden kann.

[0012] Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig.1

einen Schnitt durch die Filterzentrifuge

Fig. 2

eine vergrößerte Darstellung der Ringkammer mit dem Schwimmerventil.

[0013] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine Filterzentrifuge 1 mit der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung 11. In einem Zentrifugengehäuse 2 ist die Schleudertrommel 3 mit Trommeldeckel 3a mittels eines Antriebes 4 und einer Zentrifugenwelle 4a drehbar gelagert. Dem Antrieb gegenüberliegend ist das Gehäuse 2 mit einer abnehmbaren Abdeckung 5 versehen, die eine Öffnung 6 zum Einführen der Austragseinrichtung 8 mit der Verstelleinrichtung 9 aufweist. Mit der Austragseinrichtung 8 wird der Filterkuchen 7 abgeschabt und über den Stutzen 10 nach außen abgeführt. Die Schleudertrommel 3 ist aus einem Trommelmantel 12 und einem Trommelboden 14 gebildet. Der Trommelmantel 12 ist am antriebsseitigen Ende zur Bildung der Trennvorrichtung 11 mit einem eine Erweiterung bildenden Zusatzmantel 13 versehen. Zur Trennvorrichtung 11 gehören die nachfolgend aufgezeigten Merkmale. Am Ende des Zusatzmantels 13 ist eine eine Filterkammer 33 bildende Filterkammerwand 32 angebracht. Der Trommelboden 14 ist im Bereich des größeren Durchmessers mit einer Ablaufkammer 15 versehen, die zum Zentrifugeninneren mit einem Seitenfilter 16 versehen ist. Das Seitenfilter 16 ist derart ausgebildet, daß es sich bis in den Bereich des Filterkuchens 7 erstreckt. Die Ablaufkammer 15 weist einen Ventilboden 17 mit einer zentralen Ventilöffnung 18 auf, der ein oberer Ventilsitz 19 und ein unterer Ventilsitz 20 zugeordnet ist. Mit dem Ventilboden 17 ist eine Ventilkammer 21 gebildet, in die ein Ventilkolben 22 mit einem oberen Ventilsitz 23 und einem unteren Ventilsitz 24 hineinreicht. Der Ventilkolben 22 ist mit einem Schwimmerkörper 25 versehen, der auf einer mit dem Trommelmantel 13 verbundenen Stange 26 geführt ist. Die Ventilkammer 21 ist mittels einer Überlauföffnung 27 mit der Ringkammer 33 verbunden. Der Trommelmantel 13 ist derart ausgebildet, daß er eine Ringkammer 30 bildet, von der eine Bohrung 31 in die Ventilkammer 21 reicht. Der Trommelmantel 12, 13 ist mit einem die Kammer 30 überdeckenden, einen Filtratraum 30a bildenden Stützsieb 28 und einem Mantelsieb 29 versehen. Der Filtratraum 30a steht mit der Ringkammer 30 in Verbindung. Zur Montage des Ventilkolbens 22 ist im Trommelmantel 13 eine Bohrung vorgesehen, die nach der Montage mit einem Stopfen 34 verschlossen wird. Zur Begrenzung der oberen Stellung des Ventilkolbens 22 ist innerhalb der Ablaufkammer 15 ein Anschlag 35 angebracht. Innerhalb der Ringkammer 33 ist ein verstellbares Schöpfrohr 36 angeordnet, das mit einem nach außen führenden Stutzen 36a versehen ist. Wird das Schöpfrohr 36 mit seiner Mittelachse innerhalb der Ringkammer 33 auf eine Linie 37 eingestellt, bildet sich ein Flüssigkeitsring 42 mit der Oberfläche 38. Wird das Schöpfrohr 36 dagegen auf eine Linie 39 eingestellt, dann bildet sich ein Flüssigkeitsring 42 mit der Oberfläche 40. Die Oberfläche des Filterkuchens ist mit 41 bezeichnet.

[0014] In der Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel sind das Seitenfilter 16 mit der Ablaufkammer 15, die Ventilkammer 21, der Ventilkolben 22 sowie die weiteren zugehörigen Einrichtungen innerhalb des Trommelbodens 14 angeordnet. Aus baulichen Zwecken kann das Seitenfilter 16 mit den dazugehörigen Einrichtungen auch im Trommeldeckel 3a angeordnet werden.

[0015] Die Wirkungsweise der Erfindung wird wie folgt beschrieben.

[0016] Das Schöpfrohr 36 wird auf die Linie 39 eingestellt. Wird jetzt die Suspension eingeführt, dann fließt das Filtrat über das Mantelfilter 29 in die Ringkammer 33 und wird von dort über das Schöpfrohr 36 mit dem Stutzen 36a abgeführt. Der Filterkuchen 7 baut sich auf dem Mantelfilter 29 auf bis er die Oberfläche 41 erreicht hat. Oberhalb des Filterkuchens 7 hat sich noch ein Flüssigkeitsring 43 mit der Oberfläche 44 eingestellt. Ist dieser Zustand erreicht, wird das Schöpfrohr 36 auf die Linie 37 eingefahren, so daß sich innerhalb der Ringkammer 33 der Flüssigkeitsring 42 bis zur Oberfläche 38 vergrößert. Infolge dieses Flüssigkeitsringes 42 schwimmt der Ventilkolben 22 nach oben, gibt damit die Ventilöffnung 18 frei, so daß die gesamte flüssige Phase über die Ablaufkammer 15 und die Ringkammer 33 abfließen kann. Ist der Flüssigkeitsring 43 abgebaut, wird das Schöpfrohr 36 wieder auf die Linie 39 abgesenkt, wodurch sich die Ventilöffnung 18 wieder schließt. Jetzt kann der Filterkuchen 7 durch Einführen eines Waschwassers gewaschen werden, wobei das Waschwasser nur durch den Filterkuchen 7 abfiltriert wird. Zum Trockenschleudern des Filterkuchens 7 wird die Ventilöffnung 18 wieder geöffnet, so daß die Restflüssigkeit aus der Zentrifuge, wie zuvor beschrieben, abgeführt werden kann.

[0017] Dabei kann der Flüssigkeitsspiegel 38 derart eingestellt werden, daß er unterhalb des Siebes 29 liegt.

[0018] Für den Fall, daß die gesamte Flüssigkeit aus der Zentrifuge abgezogen ist und sich demzufolge das Schwimmerventil geschlossen hat, ist ein erneutes Öffnen des Schwimmerventils nicht möglich. Damit sich das Schwimmerventil wieder öffnet, wird eine gesonderte Spülflüssigkeit über nicht dargestellte Einrichtungen von außen in die Ringkammer eingeführt.

Ansprüche

1. Filterzentrifuge zum Trennen von Suspensionen oder dergleichen mit einer Schleudertrommel und einem Trommelboden, in dem eine Zentrifugenwelle befestigt ist, und mit einer Trennvorrichtung, bestehend aus einem koaxial zur Schleudertrommel angeordneten, einen Filtratraum bildenden Mantelsieb sowie einem im Trommelboden angeordneten Seitensieb, dem eine stirnseitige Ablaufkammer zugeordnet ist, die mit einer mit der Stirnwand verbundenen, ein verstellbares Schöpfrohr aufweisenden Ringkammer verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtratraum (30a) mit der Ringkammer (33) verbunden ist und mindestens eine Ablaufkammer (15) mit einem Schwimmerventil vorgesehen ist, das in Abhängigkeit von der Stellung des Schöpfrohres (36) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des größeren Durchmessers der Ablaufkammer (15) eine Überlauföffnung (27) zur Ringkammer (33) und mindestens eine Ventilkammer (21) mit einem aufschwimmbaren Ventilkolben (22) vorgesehen sind, der durch eine Ventilöffnung (18) mit Ventilsitzen (19, 20) geführt und mit Ventiltellern (23, 24) versehen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ventilteller (24) mit einem Schwimmkörper (25) versehen ist, der in einem fest mit der Schleudertrommel (3) verbundenen Bolzen (26) geführt ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem inneren Ventilteller (23) ein Anschlag (35) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablaufkammer (15) als einteilige, ringförmige Kammer oder als mehrteilige Einzelkammer mit entsprechenden Seitensieben (16) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (11) im Trommelboden (14) und/oder im Trommeldeckel (3a) vorgesehen ist.

Zeichnung