[0001] Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, insbesondere Doppelschubzentrifuge, oder
einstufige oder mehrstufige Schubzentrifuge, sowie eine Einspeiseumsteuerung für eine
Zentrifuge, und ein Verfahren zur Beladung einer Zentrifuge mit einem Gemisch oder
mit einem Waschfluid gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1, 14, und
15.
[0002] Im Rahmen dieser Anmeldung wir die Erfindung vornehmlich am Beispiel der Anwendung
in einer Doppelschubzentrifuge diskutiert. Es versteht sich dabei, dass die Erfindung
ebenso vorteilhaft in jedem anderen Zentrifugentyp, insbesondere auch in ein- oder
mehrstufigen Schubzentrifugen und in speziellen Fällen sogar in Schälzentrifugen Anwendung
finden kann, die daher alle durch die vorliegende Anmeldung abgedeckt sind.
[0003] Zur Entfeuchtung von mit Flüssigkeiten beladenen Materialien, also von feuchten Substanzen
oder feuchten Substanzgemischen, sind Zentrifugen in den verschiedensten Ausführungsformen
weit verbreitet und werden auf den unterschiedlichsten Gebieten eingesetzt. So kommen
beispielsweise zur Entfeuchtung hochreiner pharmazeutischer Produkte diskontinuierlich
arbeitende Zentrifugen, wie Schälzentrifugen bevorzugt zum Einsatz, während insbesondere
dann, wenn kontinuierlich grosse Mengen eines fest-flüssig Gemischs getrennt werden
sollen, kontinuierlich arbeitende Schubzentrifugen vorteilhaft eingesetzt werden.
Dabei werden je nach Anforderung ein- oder mehrstufige Schubzentrifugen, sowie sogenannte
Doppelschubzentrifugen in der Praxis vorteilhaft verwendet.
[0004] Bei den verschiedenen Typen der zuletzt genannten Klasse der Doppelschubzentrifugen
wird ein fest-flüssig Gemisch, beispielsweise eine Suspension oder ein anderes feuchtes
Substanzgemisch, wie zum Beispiel ein feuchtes Salz oder Salzgemisch, durch ein Einlaufrohr
über einen Gemischverteiler einer schnell rotierenden Zentrifugentrommel umfassend
einen Laufkorb, der zumindest teilweise als Filtersieb ausgestaltet sein kann, zugeführt,
so dass auf Grund der wirkenden Fliehkräfte die flüssige Phase durch das Filtersieb
ausgeschieden wird, während im Inneren an einer Trommelwand der Zentrifugentrommel
ein Feststoffkuchen abgeschieden wird. Die Begriffe Zentrifugentrommel, Trommel und
Laufkorb benutzt der Fachmann dabei häufig, wenn auch nicht durchgehend synonym, wobei
natürlich auch mehrteilig aufgebaute Trommeln bekannt sind, in welchen zum Beispiel
ein herausnehmbarer Filterkorb oder ein herausnehmbares Filtertuch vorgesehen sein
können oder die Zentrifugentrommel selbst integral als Filterkorb ausgestaltet sein
kann.
[0005] Dabei ist in der rotierenden Zentrifugentrommel, die im folgenden auch einfach als
Trommel bezeichnet wird, ein im wesentlichen scheibenförmiger synchron mitrotierender
Schubboden angeordnet, der in axialer Richtung in der Trommel mit einer gewissen Amplitude
oszilliert, so dass ein Teil des entfeuchteten Feststoffkuchens an einem Ende der
Trommel herausgeschoben wird. Bei der entgegengesetzten Bewegung des Schubbodens wird
ein an den Schubboden angrenzender Bereich des Laufkorbs freigegeben, der dann durch
das Einlaufrohr und über den Gemischverteiler wieder mit neuem Gemisch beschickt werden
kann. Dabei können je nach eingesetztem Typ mit modernen Hochleistungs-Doppelschubschubzentrifugen
problemlos Durchsatzmengen in einer Grössenordnung von bis zu 100 Tonnen pro Stunde
oder gar mehr erreicht werden, wobei Trommeldurchmesser bis zu 1000 mm und sogar grösser
durchaus üblich sind und typische Rotationsfrequenzen der Trommel, abhängig vom Trommeldurchmesser
von bis zu 2000 Umdrehungen pro Minute und mehr erreicht werden können. Dabei bedingt
in der Regel ein grösserer Trommeldurchmesser wegen der auftretenden starken Fliehkräfte
eine kleinere maximale Rotationsfrequenz der Trommel. Selbstverständlich können die
Betriebsparameter, wie z.B. die Rotationsfrequenz der Trommel bzw. des Laufkorbs,
die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Gemisch oder auch der Trommeldurchmesser und
damit der Durchmesser des Laufkorbs, oder auch der Typ der eingesetzten Schubzentrifuge
auch von dem zu entfeuchtenden Material selbst, dem Gehalt an Flüssigkeit usw. abhängen.
[0006] Bei den bekannten Doppelschubzentrifugen gelangt das Gemisch üblicherweise über ein
stehendes Einlaufrohr und einen Gemischverteiler in die Mitte der Zentrifugentrommel,
wobei der Gemischverteiler mit der Zentrifugentrommel synchron rotiert. Durch einen
in der Mitte des Laufkorbs angeordneten Schubboden, der entlang der Längsachse der
Zentrifugentrommel oszilliert und mit dem Gemischverteiler wirkfest verbunden sein
kann, ist das Gemisch im Zusammenspiel mit dem Gemischverteiler, abwechslungsweise
der vorderen oder hinteren Trommelhälfte zuführbar. Dadurch sind zwei Einlaufzonen
vorhanden, so dass pro Zeiteinheit entsprechend grössere Mengen an Gemisch verarbeitet
werden können. Ein vorgebbarer Teil des Feststoffkuchens wird dabei durch den Schubboden
zum jeweiligen Ende der Trommel transportiert und über eine Auffangrinne ausgetragen.
[0007] Eine bekannte Doppelschubzentrifuge, die nach dem zuvor geschilderten Prinzip arbeitet,
ist beispielsweise in der
EP 0 635 309 B1 eingehend beschrieben. Die Vorteile gegenüber konventionellen ein- oder mehrstufigen
Schubzentrifugen liegen auf der Hand. Unter anderem ist hier die doppelte Einlaufzone
zu nennen, wodurch ein deutlich erhöhtes Flüssigkeitsschluckvermögen erreicht wird,
so dass Gemische mit niedrigeren Einlaufkonzentrationen, d.h. mit höherem Flüssigkeitsgehalt
verarbeitet werden können, wobei gleichzeitig höhere Gesamtzulaufmengen an Gemisch
verarbeitbar sind. Darüber hinaus resultiert bei gleicher Hubzahl ein doppeltes Festoff-Fördervermögen
und damit eine spezifisch geringere Transportarbeit. Dabei entspricht der Platzbedarf
derjenigen normaler Schubzentrifugen gleicher Baugrösse.
[0008] Typische Einsatzbereiche für Doppelschubzentrifugen sind unter anderem gut entfeuchtbare
Produkte, wie zum Beispiel Meersalz, wo insbesondere die doppelte Ausnützung der Schubbewegung
voll zum Tragen kommt. Ein weiteres typisches Anwendungsgebiet sind schlecht filtrierbare
Produkte oder Gemische mit niedrigen Einlaufkonzentrationen (also mit hohem Flüssigkeitsgehalt).
Hier wirkt sich das im Vergleich zu gewöhnlichen Schubzentrifugen höhere Flüssigkeitsschluckvermögen
besonders positiv aus. Es können kleinere Einlaufkonzentrationen oder höhere Suspensionsmengen
verarbeitet werden, ohne dass es zum Schwemmen kommt.
[0009] Allerdings weisen die bekannten Schubzentrifugen auch verschiedene gravierende Nachteile
auf. Auch wenn mit den bekannten Doppelschubzentrifugen niedrigere Einlaufkonzentrationen
verarbeitet werden können als mit gewöhnlichen ein- oder mehrstufigen Schubzentrifugen,
darf die Einlaufkonzentration des zu verarbeitenden Gemischs nicht beliebig klein
sein. D.h., wenn der Anteil an Flüssigkeit im Gemisch zu hoch ist, beispielsweise
50% oder 70% oder 80% oder gar mehr als 90% Flüssigphase beträgt, muss das Gemisch
in mehr oder weniger aufwendigen Verfahren voreingedickt werden. Bei zu hohem Flüssigkeitsgehalt
wird nämlich eine gleichmässige Verteilung des zu trocknenden Gemischs über den Umfang
der Siebtrommel zunehmend erschwert. Das kann einerseits zu sehr schädlichen Vibrationen
der Siebtrommel und damit zu vorzeitigem Verschleiss von Lagern und Antrieb führen;
im schlimmsten Fall sogar zu einem Sicherheitsproblem im Betrieb werden. Andererseits
bewirkt ein ungleichmässig über den Umfang der Siebtrommel verteilter Feststoffkuchen
Probleme beim Waschen. Daher stehen zur Vorentwässerung zum Beispiel statische Eindicker,
Bogensiebe oder die bestens bekannten Hydrozyklone zur Verfügung. Es liegt auf der
Hand, dass der Einsatz solcher Vorentwässerungssysteme sowohl verfahrenstechnisch
als auch apparativ sehr aufwendig und damit teuer ist.
[0010] Ein weiterer gravierender Nachteil bei der Verarbeitung von Gemischen kleiner Einlaufkonzentration
besteht darin, dass praktisch die gesamte Menge an Flüssigkeit, die mit dem Gemisch
zugeführt wird, auf die volle Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt werden muss, bevor
sie durch das Filtersieb der Siebtrommel ausgeschieden wird. Das gleiche trifft auf
kleinste Partikel im Gemisch zu, die ebenfalls durch das Sieb vom Feststoffkuchen
abschieden werden sollen. Das ist energetisch äusserst ungünstig und beeinflusst das
Betriebsverhalten der Zentrifuge deutlich negativ.
[0011] Aber selbst bei der Verarbeitung von Gemischen mit deutlich höherer Feststoffkonzentration
zeigen die aus dem Stand der Technik bekannten Zentrifugen zum Teil deutliche Nachteile.
So wird das durch das Einlaufrohr in den Gemischverteiler eingebrachte Gemisch beim
Auftreffen auf die Siebtrommel in kürzester Zeit auf die volle Umfangsgeschwindigkeit
der Trommel beschleunigt. Insbesondere bei empfindlichen Substanzen kann das unter
anderem zu Kornbruch führen. Das heisst, dass beispielsweise Feststoffkörner, die
in einer der Zentrifuge zugeführten Suspension verteilt sind, bei dem abrupten Beschleunigungsvorgang
in unkontrollierter Weise in kleinere Stücke zerbersten, was negative Einflüsse auf
die Qualität des produzierten Feststoffkuchens haben kann, wenn beispielsweise die
Partikelgrösse der Körner im Endprodukt eine Rolle spielt.
[0012] Einen Teil der zuvor geschilderten, aber auch weitere Probleme hat die Anmelderin
bereits früher erkannt und beispielsweise in der
EP 1 468 741 A1 entsprechende Lösungen vorgeschlagen.
[0013] Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden die bekannte
Lösung gemäss
EP 1 468 741 A1 anhand der Fig. 1 kurz erläutert. Dabei sind zur Unterscheidung der vorliegenden
Erfindung von der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung gemäss Fig. 1 die Bezugszeichen
der Fig. 1 mit einem Hochkomma versehen, während die Bezugszeichen zu Merkmalen erfindungsgemässer
Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 2 bis Fig. 6c kein Hochkomma tragen.
[0014] Die Zentrifuge gemäss Fig. 1 zeigt im Schnitt in einer schematischen Darstellung
wesentliche Komponenten einer bekannten Doppelschubzentrifuge. Die z.B. aus der
EP 1 468 741 A1 bekannte Doppelschubzentrifuge, die im folgenden gesamthaft mit dem Bezugszeichen
1' bezeichnet wird, umfasst in an sich bekannter Weise einen um eine Drehachse 2'
über eine Trommelachse 31' rotierbaren Laufkorb 3', der in einem Gehäuse G' untergebracht
ist. Die Trommelachse 31' steht mit einem nicht gezeigten Trommelantrieb in Wirkverbindung,
so dass der Laufkorb 3' durch den Trommelantrieb in schnelle Rotation um die Drehachse
2' versetzt werden kann. Der Laufkorb 3' weist dabei Sieböffnungen 32' auf, durch
die in bekannter Weise bei schneller Rotation flüssige Phase 6' aus einem Gemisch
4', das auf eine innere Umfangsfläche 20' des Laufkorbs 3' aufgebracht wird, und durch
die auftretenden Fliehkräfte nach aussen in eine Auffangvorrichtung 18' abführbar
ist. Das auf die innere Umfangsfläche 20' des Laufkorbs 3' aufgebrachte Gemisch 4'
wird so durch die herrschenden sehr starken Fliehkräfte in einen Feststoffkuchen 5',
der sich auf der inneren Umfangsfläche 20' des Laufkorbs 3' ablagert, und die Flüssigphase
6', die durch die Sieböffnungen 32' aus dem Laufkorb 3' abführbar ist, getrennt.
[0015] Innerhalb des Laufkorbs 3' ist ein Gemischverteiler 7' angeordnet, der es gestattet,
Gemisch 4' auf die innere Umfangsfläche 20' des Laufkorbs 3' zu verteilen, wobei der
Gemischverteiler 7' ein Einlaufrohr 10' und eine Schubbodenvorrichtung 8' mit Schubbodenplatte
81' umfasst.
[0016] Das Gemisch 4' gelangt im Betriebszustand über das Einlaufrohr 10' in die Einlaufeinrichtung
17' des Gemischverteilers 7' und ist dann aufgrund einer oszillatorischen Bewegung
der Schubbodenvorrichtung 8' abwechslungsweise der vorderen oder hinteren Hälfte des
Laufkorbs 3' zuführbar. Die Einlaufeinrichtung 17' ist dabei mit dem Laufkorb 3' durch
Befestigungsmittel bevorzugt starr gekoppelt und rotiert daher synchron mit dem Laufkorb
3' und dem Gemischverteiler 7'. Die oszillatorische Bewegung, die weiter unten noch
eingehend beschrieben wird, vollführt jedoch nur der Gemischverteiler 7' mit seinen
Komponenten, d.h. mit der Schubbodenplatte 81', dem Verbindungselement 82', der Schubbodenvorrichtung
8' und dem äusseren Ringbereich 9'. Somit besteht im Betriebszustand eine oszillatorische
Relativbewegung zwischen dem oszillierenden Gemischverteiler 7' und der in axialer
Richtung unbeweglichen Einlaufeinrichtung 17' bzw. dem in axialer Richtung unbeweglichen
Einlaufrohr 10', so dass das Gemisch 4' abwechslungsweise der vorderen oder hinteren
Hälfte des Laufkorbs 3' zuführbar ist.
[0017] Die Schubbodenvorrichtung 8' ist über ein Verbindungselement 82' wirkfest mit der
Schubbodenplatte 81' verbunden. Die Schubbodenvorrichtung 8' ist dabei bevorzugt in
Form einer Kreisscheibe mit einem äusseren Ringbereich 9' ausgebildet, wobei der Ringbereich
9' an einem peripheren Bereich der Schubbodenvorrichtung 8' so ausgebildet und angeordnet
ist, dass mit dem Ringbereich 9' der im Laufkorb 3' abgelagerte Feststoffkuchen 5'
abwechselnd in beide Richtungen der Drehachse 2' verschiebbar ist. Die Schubbodenplatte
81' ist ebenfalls bevorzugt als Ringscheide 81' ausgebildet, kann aber auch in Form
eines Speichenrades 81' oder in jeder anderen geeigneten Form ausgeführt sein. Das
Verbindungselement 82', das die Schubbodenplatte 81' mit der Schubbodenvorrichtung
8' wirkfest verbindet, ist beispielsweise aus mehreren Streben 82' aufgebaut, die
sich bevorzugt, aber nicht notwendig, entlang der Drehachse 2' erstrecken, oder als
kompakte oder nicht kompakte Trommel 82', beispielsweise als perforierte Trommel 82'
oder in jeder anderen geeigneten Form ausgestaltet sein.
[0018] Die Schubodenplatte 81' ist mittels einer Schubachse 16' an eine nicht gezeigte Schubvorrichtung
mit Umsteuereinheit gekoppelt, so dass die Schubbodenplatte 81' mit dem Verbindungselement
82' und der Schubbodenvorrichtung 8' in Richtung der Drehachse 2' in eine oszillatorische
Bewegung mit vorgebbarem Hub versetzbar ist. Durch die oszillatorische Bewegung der
Schubbodenvorrichtung 8' ist der auf der Umfangsfläche des Laufkorbs 3' abgelagerte
Feststoffkuchen 5' durch den äusseren Ringbereich 9' abwechselnd in beide Richtungen
der Drehachse 2' verschiebbar, so dass der Feststoffkuchen durch den äusseren Ringbereich
9' in axialer Richtung zum jeweiligen Ende des Laufkorbs 3' transportierbar ist und
über eine Austragsöffnung 19' von der Flüssigphase 6' getrennt aus der Doppelschubzentrifuge
1' abführbar ist.
[0019] Das wesentliche dieser früheren Erfindung der Anmelderin ist dabei, dass die Schubbodenvorrichtung
8' in einem vorgebbaren Bereich in Form von Beschleunigungsflächen 12' so ausgestaltet
ist, dass das vom Einlaufrohr 10' eingebrachte Gemisch 4' vor Erreichen des Laufkorbs
3' auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar ist.
[0020] Dadurch, dass bei dieser Lösung gemäss
EP 1 468 741 A1 die Schubbodenvorrichtung 8' gegen die radiale Richtung geneigte Beschleunigungsflächen
12' aufweist, trifft ein durch das Einlaufrohr 10' in den Gemischverteiler 7' eingebrachtes
Gemisch 4' nicht unmittelbar auf den Laufkorb 3'. Vielmehr wird das einlaufende Gemisch
4' auf die Beschleunigungsflächen 12' aufgebracht, die gegen die radiale Richtung
geneigt sind. Dadurch wird eine verlangsamte Beschleunigung des neu eingebrachten
Gemischs 4' auf die Umfangsgeschwindigkeit des Laufkorbs 3' erreicht, wodurch insbesondere
Kornbruch und andere schädigende Einflüsse, wie sie beim abrupten Beschleunigen in
den aus dem Stand der Technik bekannten Doppelschubzentrifugen auftreten, verhinderbar
sind. Somit ist bei einer solchen Doppelschubzentrifuge 1' ein Zerbersten von im Gemisch
enthaltenen Feststoffkörner vermeidbar, weil der Beschleunigungsvorgang über den vorgebbaren
Neigungswinkel der Beschleunigungsflächen 12' kontrollierbar ist, d.h. dass die Beschleunigung
selbst beispielweise durch eine geeignete Wahl des Neigungswinkels der Beschleunigungsfläche
12' einstellbar ist. Dadurch kann die Qualität des produzierten Feststoffkuchens 5',
insbesondere bei Produkten bei welchen beispielsweise die Partikelgrösse oder die
Form der Körner im Endprodukt eine Rolle spielen, deutlich gesteigert werden. In ganz
speziellen Fällen ist es sogar möglich, in ein und derselben Doppelschubzentrifuge
1' in einem Arbeitsgang, d.h. im wesentlichen gleichzeitig, Produkte unterschiedlicher
Qualität herzustellen, indem beispielsweise der Neigungswinkel der beidseitig an der
Schubbodenvorrichtung 8' angeordneten Beschleunigungsflächen 12' unterschiedlich gewählt
wird.
[0021] Obwohl sich die zuvor beschriebene Doppelschubzentrifuge gemäss
EP 1 468 741 A1 nunmehr seit vielen Jahren in der Praxis ausgezeichnet bewährt hat und für viele
Anwendungen nach wie vor unverändert hervorragende Dienste leistet, hat die Erfahrung
dennoch gezeigt, dass weitere Verbesserungen, insbesondere bei speziellen Anforderungen
notwendig sein können um die Arbeitsergebnisse weiter zu optimieren. Das betrifft
insbesondere das Befüllen der Zentrifuge als solches, aber auch das Waschen des Feststoffkuchens
birgt weiteres Verbesserungspotential. So hat sich in der praktischen Anwendung herausgestellt,
dass z.B. eine Optimierung der Dosierung bei der Aufgabe des Produktstromes in bestimmten
Fällen wünschenswert ist. Analoges gilt für den Waschvorgang, der durch eine gezieltere
Dosierung der Zuführung der Waschflüssigkeit deutlich verbessert werden könnte.
[0022] Auch ist die Konstruktion der
EP 1 468 741 A1 mit Gemischverteiler 7', der Einlaufeinrichtung 17', und mit den Beschleunigungsflächen
12' an der Schubbodenvorrichtung 8' gemäss Fig. 1 konstruktiv relativ aufwändig, so
dass es in bestimmten Fällen wünschenswert sein kann, auf eine solch aufwändige Konstruktion
des Gemischverteilers 7' entweder ganz oder zumindest teilweise zu verzichten oder
diesen ganz oder in Teilen beizubehalten aber gleichzeitig dessen Funktion durch zusätzlich
konstruktive oder verfahrenstechnische Massnahmen weiter zu verbessern. Eine Doppelschubzentrifuge
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
EP 0 068 095 A2 bekannt.
[0023] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher eine verbesserte Doppelschubzentrifuge vorzuschlagen,
die die aus dem Stand der Technik sich ergebenden Nachteile weitgehend vermeidet.
[0024] Die diese Aufgaben lösenden Gegenstände der Erfindung sind durch die Merkmale der
unabhängigen Ansprüche 1 und 14 gekennzeichnet. Die jeweiligen abhängigen Ansprüche
beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
[0025] Die Erfindung betrifft eine Doppelschubzentrifuge gemäss Anspruch 1 und ein Verfahren
gemäss Anspruch 14. Erfindungsgemäss umfasst die Einspeiseeinrichtung eine Einspeiseumsteuerung
und eine Gemischzuführung, so dass das Gemisch mittels der Einspeiseumsteuerung über
die Gemischzuführung dem ersten Leerraum oder dem zweiten Leerraum nach einem vorgebbaren
Schema zuführbar ist. Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Einspeiseeinrichtung,
die in der Praxis ein an sich bekanntes Einlaufrohr umfassen kann, eine Einspeiseumsteuerung
umfasst und mit dieser in operativer Verbindung steht, so dass zumindest das Gemisch,
und / oder in speziellen Ausführungsbeispielen auch ein anderes Fluid, z.B. ein Waschfluid
in das innere der Siebtrommel einbringbar und in der Siebtrommel verteilbar ist, und
so z.B. das zu entfeuchtende Gemisch in den durch den Schubboden an einer inneren
Umfangsfläche der Siebtrommel im Betriebszustand erzeugten ersten Leerraum oder zweiten
Leerraum der Doppelschubzentrifuge gezielt und nach einem vorgebbaren Schema und in
vorgebbaren Mengen zuführbar ist.
[0026] Damit ist es durch die vorliegende Erfindung erstmals möglich, das zu entfeuchtende
Gemisch in vorgebbaren Mengen dosiert und zu vorgebbaren Zeiten oder in vorgebbaren
Zeitintervallen optimal in Abhängigkeit von den jeweils relevanten Randbedingungen
oder Parametern auf die innere Umfangsfläche der Siebtrommel zum Entfeuchten aufzubringen.
So kann beispielsweise mit ein und der derselben Zentrifuge ein mit sehr viel Flüssigkeit
beladenes Gemisch oder auch ein bereits weitgehend vorentfeuchtetes Gemisch durch
eine erfindungsgemässe Doppelschubzentrifuge optimal verarbeitet werden ohne dass
zuvor bauliche Anpassungen an der Zentrifuge oder an deren Zusatzaggregaten vorgenommen
werden müssen. Das gleiche gilt beispielweise auch für den Waschvorgang, der erstmals
mit einer bisher nicht gekannten Flexibilität an die speziellen Bedingungen jeder
Anwendung oder jedes zu verarbeitenden Materials anpassbar ist. Dazu umfasst die erfindungsgemässe
Zentrifuge gemäss der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung entsprechende Einrichtungen
zum Beladen mit dem zu entfeuchtenden Gemisch, in der Praxis meist eine Suspension,
oder auch Einrichtungen zum Waschen des Feststoffkuchens mit einer Waschflüssigkeit.
Dabei können selbstverständlich auch entsprechende Aggregate zum Spülen der Zentrifuge
vorgesehen sein, die der Fachmann vor Grundsatz her kennt.
[0027] Damit die Einspeiseeinrichtung der vorliegenden Erfindung ihre volle Flexibilität
entfalten kann, können zum Messen, Steuern oder Regeln der Zuführung der zu bearbeitenden
Medien, wie zu entfeuchtende Suspensionen, Wasch- oder Reinigungsfluide oder anderer
zu prozessierender Medien an sich bekannte Sensoren, Fühler, optische Objektive oder
andere an sich bekannte andere Sensoren oder Detektoren an einer erfindungsgemässen
Doppelschubzentrifuge vorgesehen werden, mit welchen z.B. geeignete Ventile, Pumpen,
Schleusen usw. so gesteuert oder geregelt werden können, dass die zu verarbeitenden
Stoffe entsprechend den notwendigen Vorgaben flexibel und optimal der Siebtrommel
zuführbar sind.
[0028] Die Einspeiseeinrichtung bzw. zumindest ein Teil ihrer Komponenten ist dabei vorteilhaft
an einer Frontplatte der Zentrifuge vorgesehen und ragt besonders bevorzugt durch
den Schubboden hindurch in das Innere der Siebtrommel der Zentrifuge.
[0029] Die Einspeiseeinrichtung kann dabei eines, mehrere oder gar eine Vielzahl von Einlaufrohren
und / oder Einspeiseumsteuerungen umfassen, an oder in welchen im Betriebszustand
ein oder mehrere rotierende oder teilrotierende oder pulsierende Zuteileinrichtungen
in Form von Zuteilkolben, Zuteilbüchsen oder anders ausgestalteten Zuteilaggregaten
vorgesehen sein können.
[0030] Die eine oder mehreren pulsierenden, rotierenden, teilrotierenden oder auf andere
Weise dosierenden Komponenten der erfindungsgemässen Einspeiseumsteuerung dient somit
vor allem, aber nicht nur zur definierten Aufgabe des Produktstromes aus zu entfeuchtenden
Gemischs und / oder zum Waschen des Feststoffkuchens und / oder aber auch zum Spülen
der vorderen oder hinteren der hinteren Kammern der Zentrifuge.
[0031] Ist die Zuteileinrichtung z.B. ein Zuteilkolben oder eine Zuteilbüchse oder eine
anderes Zuteilgerät, so kann dieses beispielweise einen eckigen, ovalen oder kreisförmigen
Querschnitt haben. Er kann aber auch als flacher Schieber, zylindrisch, kubisch oder
kugelartig ausgestaltet sein und dient so zu gezielten Einspeisung oder Nicht-Einspeisung
des in die Siebtrommel einzuspeisenden Mediums.
[0032] Es versteht sich dabei von selbst, dass die Einspeiseeinrichtung bzw. deren Komponenten
aus jedem geeigneten Material hergestellt sein können und je nach Anforderungen gemäss
an sich bekannten Herstellungsverfahren hergestellt und eventuell z.B. auch an den
Oberflächen geeignet behandelt sein können, so dass notwendige Anforderungen an bestimmte
Materialeigenschaften wie Härte, Festigkeit, Gefüge Änderungen Oberflächenrauhigkeit
usw. optimal eingestellt werden können.
[0033] Der Antrieb und / oder die Steuerung und / oder Regelung der Einspeiseeinrichtung
bzw. ihrer Komponenten kann durch geeignete Antriebe erfolgen, die direkt an den entsprechenden
anzutreibenden Komponenten vorgesehen sind oder aber auch entfernt von den Komponenten,
z.B. in entsprechenden Antriebseinheiten ausserhalb der Zentrifuge vorgesehen sein
können, die dann über geeignete Verbindungen wie Druckleitungen, elektrische Verbindungen,
Funkverbindungen oder jede andere geeignete Wirk- und/oder Signalverbindung mit der
zu betreibenden Komponente in an sich bekannter Weise verbunden sein können.
[0034] Bei einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Doppelschubzentrifuge umfasst die Einspeiseeinrichtung ein Einlaufrohr mit Einlaufrohrachse
und die Einspeiseumsteuerung umfasst eine am Einlaufrohr vorgesehene Zuteileinrichtung,
mit welcher die Gemischzuführung nach einem vorgebbaren Schema derart manipulierbar
ist, dass eine Zuführung des Gemischs in den ersten Leerraum oder in den zweiten Leerraum
unterbunden ist. Das heisst, die Zuführung des Gemischs in den ersten Leerraum oder
in den zweiten Leerraum wird nicht mehr sozusagen passiv und unflexibel durch die
Bewegung des Schubbodens allein gesteuert, sondern kann bei der erfindungsgemässen
Schubzentrifuge aktiv und gezielt durch die Eispeiseumsteuerung nach einem vorgegeben
Schema flexibel gesteuert und / oder geregelt werden.
[0035] Im Speziellen kann die Zuteileinrichtung ein zumindest teilweise im Einlaufrohr angeordneter
Zuteilkolben sein oder kann alternativ oder zusätzlich eine zumindest teilweise aussen
am Einlaufrohr angeordnete Zuteilbüchse sein.
[0036] Zur Einstellung und Beeinflussung des Fluidstroms kann die Zuteileinrichtung entlang
der Einlaufrohrachse verschiebbarer oder um die Einlaufachse rotierbar angeordnet
sein oder in jeder anderen geeigneten Art und Weise ausgestaltet sein, die die gezielte
Steuerung und / oder Regelung des Fluidtroms, also des zu entfeuchtenden bzw. zu trennenden
Gemischs, der Waschflüssigkeit, der Reinigungsflüssigkeit oder eines anderen zu prozessierenden
Stoffes wie gewünscht gestattet.
[0037] Dabei kann die Gemischzuführung ein integraler Bestandteil des Einlaufrohrs sein
und bevorzugt eine in Bezug auf die Einlaufachse nicht bewegbare erste Zufuhröffnung
zur Zuführung des Gemischs oder eines anderen zu prozessierenden Fluids in den ersten
Leerraum, und eine in Bezug auf die Einlaufachse nicht bewegbare zweite Zufuhröffnung
zur Zuführung des Gemischs oder eines anderen zu prozessierenden Fluids in den zweiten
Leerraum umfassen.
[0038] In einem anderen speziellen Ausführungsbeispiel kann die Gemischzuführung alternativ
oder gleichzeitig ein integraler Bestandteil der Zuteileinrichtung sein und bevorzugt
eine in Bezug auf die Einlaufachse mit der Zuteileinrichtung bewegbare erste Zufuhröffnung
zur Zuführung des Gemischs oder eines anderen zu prozessierenden Fluids in den ersten
Leerraum und eine in Bezug auf die Einlaufachse mit der Zuteileinrichtung bewegbare
zweite Zufuhröffnung zur Zuführung des Gemischs oder eines anderen zu prozessierenden
Fluids in den zweiten Leerraum umfassen.
[0039] Wie bereits erwähnt, kann auch eine Mehrzahl von Gemischzuführungen oder eine Mehrzahl
von Zuteileinrichtung vorteilhaft vorgesehen sein, wobei die Einspeiseeinrichtung
bevorzugt eine Mehrzahl von Einlaufrohren mit Einspeiseumsteuerung und Gemischzuführung
umfassen kann, so dass das Gemisch oder eines anderen zu prozessierenden Fluids dem
ersten Leerraum oder dem zweiten Leerraum nach einem vorgebbaren Schema zuführbar
ist. Wobei in einem speziellen Ausführungsbeispiel zumindest einem Teil der Einlaufrohre
oder einer Gruppe von Einlaufrohren das Gemisch oder eines anderen zu prozessierenden
Fluids durch die Einspeiseumsteuerung separat zuführbar ist.
[0040] Wie weiter oben bereits etwas allgemeiner ausgeführt, kann die Einspeiseumsteuerung
insbesondere mittels eines mechanischen, oder eines elektrischen, oder eines hydraulischen,
oder eines pneumatischen Antriebs manipulierbar sein und bevorzugt mittels einer Ansteuereinheit
nach einem vorgebbaren Schema, im Speziellen mittels einer programmierbaren Datenverarbeitungsanlage
steuerbar oder regelbar sein.
[0041] Dabei ist es selbstverständlich möglich, dass bei einer erfindungsgemässe Zentrifuge
auch eine Wascheinrichtung zum Waschen des Feststoffkuchens mittels eines Waschfluids
vorgesehen ist, wobei die Wascheinrichtung bevorzugt identisch zur Einspeiseeinrichtung
oder Teil der Einspeiseeinrichtung sein kann, wobei zur kontrollierten Zuführung des
Gemischs oder des Waschfluids oder eines anderen zu prozessierenden Fluids eine innerhalb
oder ausserhalb der Zentrifuge vorgesehene Einspeisedosierung eingesetzt werden kann,
die im einfachsten Fall zum Beispiel ein Absperr- oder Dosierventil ist, so dass eine
vorgebbare Menge des Gemischs oder eine vorgebbare Menge des Waschfluids oder eines
anderen zu prozessierenden Fluids der Einspeiseeinrichtung zuführbar ist.
[0042] In der Praxis ist dabei zum besseren Kanalisierung des in die Siebtrommel einzubringenden
Mediums und auch zur kontrollierten Zuführung des Gemischs in einen vorgebbaren Bereich
der Siebtrommel eine an sich bekannte Einlaufscheibe, bevorzugt am Einlaufrohr vorgesehen.
[0043] Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einspeiseumsteuerung bzw. ein Verfahren zur
Beladung einer Zentrifuge, insbesondere Doppelschubzentrifuge, oder einstufige oder
mehrstufige Schubzentrifuge gemäss der vorliegenden Beschreibung.
[0044] Auch wenn es einer der wesentlichen Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, dass
auf viele relativ aufwendige Bauteile, wie sie bei bekannten Zentrifugen aus verschiedenen
Gründen notwendig sind, bei einer erfindungsgemässen Zentrifuge in den allermeisten
Anwendungsgebieten verzichtet werden kann, weil durch die Einspeiseumsteuerung der
vorliegenden Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme verhindert
werden, hat es sich bei speziellen Anwendungen dgezeigt, dass es dennoch von Vorteil
sein kann, die erfindungsgemässe Einspeiseumsteuerung insbesondere in Kombination
mit den Beschleunigungsflächen gemäss
EP 1 468 741 A1 zu verwenden, wodurch eine noch optimalere, vor allem schonendere Bearbeitung des
zu entfeuchtenden Gemischs möglich ist.
[0045] Analog zur
EP 1 468 741 A1 gemäss Fig. 1 kann auch die Schubbodenvorrichtung einer erfindungsgemässen Zentrifuge
eine gegen die radiale Richtung geneigte Beschleunigungsfläche aufweisen, die aus
Gründen der Übersichtlichkeit in den Zeichnungen zu den erfindungsgemässen Beispielen
gemäss Fig. 2 bis Fig. 6c nicht explizit gezeigt sind, aber aus Fig. 1 für den Fachmann
ohne Mühe auf eine erfindungsgemässe Zentrifuge übertragbar sind.
[0046] Durch Vorsehen der geneigten Beschleunigungsflächen trifft ein durch die Einspeiseeinrichtung
eingebrachtes Gemisch nicht unmittelbar auf die Siebtrommel. Vielmehr wird das einlaufende
Gemisch auf die Beschleunigungsflächen aufgebracht, die gegen die radiale Richtung
geneigt sind. Dadurch wird eine verlangsamte Beschleunigung des neu eingebrachten
Gemischs auf die Umfangsgeschwindigkeit der Siebtrommel erreicht, wodurch insbesondere
Kornbruch und andere schädigende Einflüsse, wie sie beim abrupten Beschleunigen in
anderen aus dem Stand der Technik bekannten Zentrifugen auftreten, verhinderbar sind.
Somit ist durch die erfindungsgemässe Zentrifuge ein Zerbersten von im Gemisch enthaltenen
Feststoffkörner vermeidbar, weil der Beschleunigungsvorgang über den vorgebbaren Neigungswinkel
der Beschleunigungsflächen kontrollierbar ist, d.h. dass die Beschleunigung selbst
beispielweise durch eine geeignete Wahl des Neigungswinkels der Beschleunigungsfläche
einstellbar ist. Dadurch kann die Qualität des produzierten Feststoffkuchens, insbesondere
bei Produkten bei welchen beispielsweise die Partikelgrösse oder die Form der Körner
im Endprodukt eine Rolle spielen, deutlich gesteigert werden. In ganz speziellen Fällen
ist es sogar möglich, in ein und derselben Zentrifuge, insbesondere bei Verwendung
einer Doppelschubzentrifuge in einem Arbeitsgang, d.h. im wesentlichen gleichzeitig,
Produkte unterschiedlicher Qualität herzustellen, indem beispielsweise der Neigungswinkel
der beidseitig an der Schubbodenvorrichtung angeordneten Beschleunigungsflächen unterschiedlich
gewählt wird.
[0047] Bei einer erfindungsgemässen Zentrifuge, insbesondere Doppelschubzentrifuge kann
die Siebtrommel in an sich bekannter Weise als skelettartige Stütztrommel ausgestaltet
sein, die zur Bildung der entsprechenden Siebflächen mit speziellen Filterfolien an
ihrem Umfang ausgekleidet sind, d.h. die skelettartige Stütztrommel kann beispielsweise
mit einem oder mehreren Filtersieben mit unterschiedlich oder gleich grossen Filteröffnungen
zur Abscheidung der Flüssigphase ausgestaltet sein.
[0048] Innerhalb der Siebtrommel kann optional auch ein Gemischverteiler angeordnet sein,
der es gestattet Gemisch auf die Umfangsfläche der Siebtrommel zu verteilen, wobei
der Gemischverteiler bevorzugt eine Einlaufeinrichtung und eine Schubbodenvorrichtung
mit Schubbodenplatte umfasst.
[0049] Die Einlaufeinrichtung ist dabei in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit der
Siebtrommel starr gekoppelt und rotiert daher synchron mit der Siebtrommel und dem
Gemischverteiler. Die oszillatorische Bewegung vollführt jedoch nur der Gemischverteiler
mit seinen Komponenten, d.h. mit der Schubbodenplatte, dem Verbindungselement, der
Schubbodenvorrichtung und dem äusseren Ringbereich. Somit besteht im Betriebszustand
eine oszillatorische Relativbewegung zwischen dem oszillierenden Gemischverteiler
und der in axialer Richtung unbeweglichen Einlaufeinrichtung, so dass das Gemisch
abwechslungsweise der vorderen oder hinteren Hälfte der Siebtrommel zuführbar ist.
[0050] Die Schubbodenvorrichtung, die in einer speziellen Ausführungsvariante wirkfest mit
der Schubbodenplatte verbunden sein kann, ist dabei bevorzugt in Form einer Kreisscheibe
mit einem äusseren Ringbereich ausgebildet, wobei der Ringbereich an einem peripheren
Bereich der Schubbodenvorrichtung so ausgebildet und angeordnet ist, dass mit dem
Ringbereich der in der Siebtrommel abgelagerte Feststoffkuchen abwechselnd in beide
Richtungen der Drehachse verschiebbar ist.
[0051] Die Schubodenplatte kann im Falle einer Doppelschubzentrifuge in an sich bekannter
Weise mittels einer Schubachse an eine Schubvorrichtung mit Umsteuereinheit gekoppelt
sein, so dass die Schubbodenvorrichtung in Richtung der Drehachse in eine oszillatorische
Bewegung mit vorgebbarem Hub versetzbar ist. Durch die oszillatorische Bewegung der
Schubbodenvorrichtung ist der auf der Umfangsfläche der Siebtrommel abgelagerte Feststoffkuchen
durch den äusseren Ringbereich abwechselnd in beide Richtungen der Drehachse verschiebbar,
so dass der Feststoffkuchen durch den äusseren Ringbereich in axialer Richtung zum
jeweiligen Ende der Siebtrommel transportierbar ist und über eine Austragsöffnung
von der Flüssigphase getrennt aus der Doppelschubzentrifuge abführbar ist.
[0052] Wesentlich bei dem entsprechenden speziellen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
dabei, dass die Schubbodenvorrichtung in einem vorgebbaren Bereich in Form von Beschleunigungsflächen
so ausgestaltet ist, dass das von der Einspeiseeinrichtung eingebrachte Gemisch vor
Erreichen der Siebtrommel auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit beschleunigbar
ist.
[0053] Dazu wird bei einer Doppelschubzentrifuge das Gemisch aus der Einspeiseeinrichtung
abwechselnd jeweils einer Seite der Schubbodenvorrichtung zugeführt. Wenn das Gemisch
in der Einspeiseeinrichtung nicht bereits auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit
vorbeschleunigbar ist, gelangt das Gemisch im wesentlichen unter der Wirkung der Schwerkraft
auf eine entsprechende Oberfläche der Schubbodenvorrichtung und erreicht schliesslich
die bezüglich der radialen Richtung unter einem vorgebbaren Neigungswinkel geneigte
Beschleunigungsfläche. Das Gemisch fliesst über bzw. entlang der Beschleunigungsfläche
und gelangt so auf die Umfangsfläche der Siebtrommel. Hier gelangt das Gemisch in
den durch die Oszillationsbewegung der Schubbodenvorichtung geschaffenen Leerraum
an der Umfangsfläche der Siebtrommel, und wird auf die Rotationsgeschwindigkeit der
Siebtrommel beschleunigt. Durch die enorm hohen Fliehkräfte, die auf das im Leerraum
abgelagerte Gemisch einwirken, wird die im Gemisch enthaltene Flüssigphase durch die
Sieböffnungen aus der Siebtrommel abgeführt.
[0054] Dadurch, dass die Beschleunigungsfläche gegen die radiale Richtung geneigt ist, ist
im Bereich der Beschleunigungsfläche die Fliessgeschwindigkeit im Vergleich zur Geschwindigkeit
im freien Fall des Gemisches in Richtung zur Umfangsfläche gezielt veränderbar, so
dass das Gemisch im Bereich der Beschleunigungsflächen mit zunehmender Annäherung
an den äusseren Ringbereich allmählich beschleunigbar ist. Das heisst, das Gemisch
wird im Bereich der Beschleunigungsflächen der erfindungsgemässen Doppelschubzentrifuge
auf besonders schonende Weise nach und nach auf eine vorgebbare Umfangsgeschwindigkeit
beschleunigt, um dann bei Erreichen der Umfangsfläche schliesslich die volle Rotationsgeschwindigkeit
der Siebtrommel zu erreichen.
[0055] Der Wert des Neigungswinkels der Beschleunigungsfläche gegen die radiale Richtung
kann dabei beispielsweise zwischen 0° und 90° liegen, im einzelnen zwischen 10° und
30°oder zwischen 30° und 60°, insbesondere zwischen 60° und 70°, bevorzugt jedoch
zwischen 55° und 75°. Selbstverständlich ist es im speziellen auch möglich, dass der
Wert des Neigungswinkels grösser als 70° ist und sogar nahe bei 90° liegen kann. Ganz
generell kann festgestellt werden, dass in der Regel in Bezug auf die radiale Richtung
ein eher nicht zu spitzer Winkel von Vorteil ist, wobei ein optimaler Wert des entsprechenden
Neigungswinkels unter anderem vom Wert des Haftreibwinkels des zu entwässernden Produkts
bestimmt ist. Dabei können sich die Beschleunigungsflächen entweder nur über einen
Teilbereich der Schubbodenvorrichtung erstrecken oder aber auch über die gesamte radiale
Höhe der Schubbodenvorrichtung, wobei die Schubbodenvorrichtung je nach Erfordernis
ganz oder teilweise als im wesentlichen hohles Rahmengestell oder ganz oder teilweise
aus Vollmaterial aufgebaut sein kann. Selbstverständlich ist es möglich, dass die
beiden Beschleunigungsflächen gleiche oder unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen
können.
[0056] In einem für die Praxis besonders relevanten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen
Zentrifuge ist die Beschleunigungsfläche als Filtersieb zur Abscheidung von Flüssigphase
aus dem Gemisch ausgebildet. Dabei sind bevorzugt beide Beschleunigungsflächen als
Filtersieb ausgestaltet. Selbstverständlich kann auch nur eine Beschleunigungsfläche
als Filtersieb ausgestaltet sein, oder aber die beiden Beschleunigungsflächen können
jeweils unterschiedlich ausgestaltete Filtersiebe aufweisen. Dabei können die beiden
unterschiedlichen Filtersiebe zum Beispiel aus verschiedenen Materialien aufgebaut
sein, oder die Grösse der Filterporen kann verschieden sein. Dadurch ist es möglich,
in ein und demselben Arbeitsgang aus dem gleichen Gemisch zwei verschiedene Feststoffkuchen
von unterschiedlicher Qualität, d.h. mit unterschiedlichen Eigenschaften zu produzieren.
Insbesondere kann in einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel
die Beschleunigungsfläche als Filtersieb auf einem skelettartigen Stützkörper angeordnet
sein, der zur Bildung des Filtersiebs mit speziellen Filterfolien ausgestattet sein
kann, d.h. der skelettartige Stützkörper kann beispielsweise mit einem oder mehreren
Filtersieben, die eventuell zur Abscheidung in verschiedenen Stufen unterschiedlich
grosse Filteröffnungen aufweisen können, ausgestattet sein.
[0057] Dabei kommen ganz allgemein als Filtersiebe unter anderem Spaltsiebe oder beispielsweise
Siebbleche in Frage. Die Filtersiebe können dabei vorteilhaft auf unterschiedliche
Weise mit Filteröffnungen unterschiedlicher Grösse versehen werden. Insbesondere die
zuvor erwähnten Siebbleche können unter anderem gestanzt, gebohrt, gelasert, Elektronenstrahl
gelocht oder Wasserstrahl geschnitten sein, wobei grundsätzlich auch andere Techniken
in Frage kommen. Die Siebe selbst können dabei je nach Anforderung aus verschiedenen,
insbesondere korrosionsbeständigen Werkstoffen, wie beispielsweise aus Kunststoff,
Verbundwerkstoffen oder unterschiedlichen Stählen wie 1.4462, 1.4539 oder 2.4602 oder
aus anderen geeigneten Materialien gefertigt sein. Zum Schutz gegen Verschleiss können
die Filtersiebe darüber hinaus mit geeigneten Schichten versehen sein, zum Beispiel
mit Hartchrom Schichten, Wolfram-Carbid (WC), Keramik oder anders gehärtet sein. Die
Stärke der Filterbleche beträgt dabei typischerweise 0,2 mm bis 5 mm wobei auch deutlich
andere Blechstärken möglich sind.
[0058] Insbesondere zur Verarbeitung von besonders empfindlichen Gemischen kann die Einspeiseeinrichtung
einen Einlauftrichter zur Vorbeschleunigung des Gemischs umfassen. Dadurch ist das
Gemisch bereits vor dem Einbringen in den Gemischverteiler auf eine vorgebbare Rotationsgeschwindigkeit
vorbeschleunigbar und somit noch schonender behandelbar. Dabei ist die Rotationsgeschwindigkeit,
auf die das Gemisch bereits im Einlauftrichter vorbeschleunigbar ist, beispielsweise
durch Wahl der Grösse und / oder des Öffnungswinkels des Einlauftrichters vorgebbar.
[0059] Dabei kann der Einlauftrichter auch unabhängig von dem Gemischverteiler um eine separate
Antriebsachse drehbar angeordnet und mittels eines Antriebs mit einer vorgebbaren
Drehzahl um die Antriebsachse rotierbar ausgestaltet und angeordnet sein. Dadurch
ist die Vorbeschleunigung unabhängig von der Geometrie des Einlauftrichters durch
die Einstellung der Drehzahl des Antriebs frei wählbar. Insbesondere können geeignete
Einrichtungen zur Steuerung und / oder Regelung vorgesehen sein, so dass zum Beispiel
auch während des Betriebes die Drehzahl des Antriebs frei variierbar ist. So ist beispielsweise
im Betrieb die Qualität des Feststoffkuchens anpassbar, oder es ist beispielsweise
durch geeignete Steuerung und / oder Regelung der Drehzahl des Antriebs und damit
des Einlauftrichters rechts und links von der Schubbodenvorrichtung jeweils in ein
und derselben Doppelschubzentrifuge aus einem Gemisch eine unterschiedliche Produktqualität
herstellbar.
[0060] Vorteilhaft kann der Einlauftrichter auch als Vorfiltersieb zur Vorabscheidung von
Flüssigphase aus dem Gemisch ausgebildet sein, wobei vorzugsweise Auffangmittel zur
Sammlung und Ableitung der Flüssigphase aus dem Vorfiltersieb vorgesehen sind. Dadurch
sind selbst Gemische mit sehr hohem Flüssigkeitsanteil problemlos verarbeitbar. Die
Vorabscheidung von Flüssigphase bereits im Einlauftrichter hat darüber hinaus den
enormen Vorteil, dass dieser Teil der Flüssigphase nicht mehr auf die sehr hohe Rotationsgeschwindigkeit
der Siebtrommel beschleunigt wird, was sich unter anderem besonders günstig auf den
Energieverbrauch der Doppelschubzentrifuge auswirkt.
[0061] Dabei kann sowohl das Filtersieb der Beschleunigungsflächen als auch das Vorfiltersieb
als Zweistufensieb mit einem Grobfilter und einem Feinfilter ausgestaltet sein. Das
Gemisch ist dadurch im Bereich der Beschleunigungsfläche und / oder im Einlauftrichter
in zwei Stufen filterbar. Die erste Filterstufe bildet dabei einen Grobfilter, welcher
im Gemisch enthaltene Partikel, die grösser sind als die Filteröffnungen des Grobfilters
zurückhält. Der Feinfilter hält entsprechend feinere Partikel zurück, während zumindest
ein Teil der Flüssigphase, sowie sehr kleine Partikel, die ebenfalls entfernt werden
müssen, direkt abführbar sind. Die Ausgestaltung als Zweistufensieb hat insbesondere
den Vorteil, dass der Feinfilter durch grosse und / oder schwere Partikel, die im
einlaufenden Gemisch enthalten sind, mechanisch nicht so stark belastet wird, so dass
der Feinfilter beispielsweise sehr kleine Poren zur Filterung von sehr kleinen Partikeln
aufweisen kann und insbesondere auch aus mechanisch weniger widerstandsfähigen Materialien
gefertigt sein kann.
[0062] Bei einer anderen Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Zentrifuge umfasst der
Gemischverteiler einen Vorbeschleunigungstrichter, der sich im wesentlichen erweiternd
in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin erstreckt.
[0063] Der Wert des Öffnungswinkels des Einlauftrichters und / oder der Wert des Vorbeschleunigungswinkels
des Vorbeschleunigungstrichters kann dabei in Bezug auf die Drehachse beispielsweise
zwischen 0° und 45° liegen, im einzelnen zwischen 0° und 10°oder zwischen 10° und
45°, insbesondere zwischen 25° und 45°, bevorzugt zwischen 15° und 35° liegen. Selbstverständlich
ist es im speziellen auch möglich, dass der Wert des Öffnungswinkels und / oder des
Vorbeschleunigungswinkels grösser als 45° ist. Ganz generell kann festgestellt werden,
dass in der Regel in Bezug auf die Drehachse ein eher spitzer Winkel von Vorteil ist,
wobei ein optimaler Wert des entsprechenden Öffnungswinkels und / oder des Vorbeschleunigungswinkels
unter anderem vom Wert des Haftreibwinkels des zu entwässernden Produkts bestimmt
ist.
[0064] Dabei kann auch der Vorbeschleunigungstrichter analog zum Einlauftrichter als Vorbeschleunigungssieb
ausgestaltet sein, wobei am Gemischverteiler Auffangeinrichtungen zum Abführen von
Flüssigphase vorgesehen sein können.
[0065] In einem für die Praxis besonders wichtigen Ausführungsbeispiel kann der Einlauftrichter
und / oder der Vorbeschleunigungstrichter als skelettartiger Stützkörper ausgestaltet
sein, der zur Bildung des Vorfiltersiebs und / oder des Vorbeschleunigungssiebs mit
speziellen Filterfolien ausgestattet sein kann, d.h. der skelettartige Stützkörper
kann beispielsweise mit einem oder mehreren Filtersieben, die eventuell zur Abscheidung
in verschiedenen Stufen unterschiedlich grosse Filteröffnungen aufweisen können, ausgestattet
sein.
[0066] Dabei kommen ganz allgemein als Filtersiebe unter anderem Spaltsiebe oder beispielsweise
Siebbleche in Frage. Die Filtersiebe können dabei vorteilhaft auf unterschiedliche
Weise mit Filteröffnungen unterschiedlicher Grösse versehen werden. Insbesondere die
zuvor erwähnten Siebbleche können unter anderem gestanzt, gebohrt, gelasert, Elektronenstrahl
gelocht oder Wasserstrahl geschnitten sein, wobei grundsätzlich auch andere Techniken
in Frage kommen. Die Siebe selbst können dabei je nach Anforderung aus verschiedenen,
insbesondere korrosionsbeständigen Werkstoffen, wie beispielsweise aus Kunststoff,
Verbundwerkstoffen oder unterschiedlichen Stählen wie 1.4462, 1.4539 oder 2.4602 oder
aus anderen geeigneten Materialien gefertigt sein. Zum Schutz gegen Verschleiss können
die Filtersiebe darüber hinaus mit geeigneten Schichten versehen sein, zum Beispiel
mit Hartchrom Schichten, Wolfram-Carbid (WC), Keramik oder anders gehärtet sein. Die
Stärke der Filterbleche beträgt dabei typischerweise 0,2 mm bis 5 mm wobei auch deutlich
andere Blechstärken möglich sind.
[0067] Insbesondere kann auch der Vorbeschleunigungstrichter so ausgestaltet und angeordnet
sein, dass der Vorbeschleunigungstrichter mittels eines Drehantriebs um eine Rotationsachse
mit einer vorgebbaren Drehzahl rotierbar ist.
[0068] Dabei erstrecken sich sowohl der Einlauftrichter als auch der Vorbeschleunigungstrichter
bevorzugt unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel erweiternd in Richtung
zur Schubbodenvorrichtung bzw. zur Einspeiseeinrichtung hin. Der Wert des Vorbeschleunigungswinkels
des Vorbeschleunigungstrichters kann dabei in Bezug auf die Drehachse beispielsweise
zwischen 0° und 45° liegen, im einzelnen zwischen 0° und 10°oder zwischen 10° und
45°, insbesondere zwischen 25° und 45°, bevorzugt zwischen 15° und 35°. Selbstverständlich
ist es im speziellen auch möglich, dass der Wert des Vorbeschleunigungswinkels grösser
als 45° ist. Ganz generell kann festgestellt werden, dass in der Regel in Bezug auf
die Drehachse ein eher spitzer Winkel von Vorteil ist, wobei ein optimaler Wert des
entsprechenden Vorbeschleunigungswinkels unter anderem vom Wert des Haftreibwinkels
des zu entwässernden Produkts bestimmt ist.
[0069] Für spezielle Anwendungen, beispielsweise in Abhängigkeit von den Eigenschaften des
zu entwässernden Gemischs, kann der Einlauftrichter und / oder der Vorbeschleunigungstrichter
in einem vorgebbaren Bereich jedoch auch einen gekrümmten Verlauf haben, wobei sich
der Öffnungsswinkel des Einlauftrichters und / oder der Vorbeschleunigungswinkel des
Vorbeschleunigungstrichters vergrössern oder verkleinern kann.
[0070] Insbesondere dann, aber nicht nur dann, wenn der Einlauftrichter als Vorfiltersieb
zur Vorabscheidung von Flüssigphase ausgebildet ist, kann es von besonderem Vorteil
sein, wenn der Einlauftrichter einen gekrümmten Verlauf hat und sich der Öffnungsswinkel
des Einlauftrichters in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin vergrössert oder verkleinert.
Es ist nämlich bekannt, dass unterschiedliche Produkte unter sonst gleichen Betriebsbedingungen
der Doppelschubzentrifuge, beispielsweise in Abhängigkeit von der Korngrösse und /
oder der Viskosität und / oder anderer Eigenschaften oder Parameter, wie zum Beispiel
der Temperatur des Gemischs unterschiedlich gut entwässerbar sind.
[0071] Liegt beispielsweise ein Gemisch vor, das bei gegebenen Betriebsparametern relativ
leicht zu entwässern ist, kann es von Vorteil sein, dass der Einlauftrichter bzw.
das Vorfiltersieb einen gekrümmten Verlauf hat, wobei sich der Öffnungswinkel des
Vorfiltersiebs in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin vergrössert. Das heisst,
der Einlauftrichter bzw. das Vorfiltersieb erweitert sich in Richtung zur Schubbodenvorrichtung
ähnlich wie das Horn einer Trompete. Damit wird die Abtriebskraft, mit der das Gemisch
aus dem Einlauftrichter beschleunigt wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung
überproportional grösser, so dass das Gemisch, das bereits im Vorfiltersieb relativ
stark entwässerbar ist und damit schlechte Gleiteigenschaften im Vorfiltersieb zeigt,
schneller das Vorfiltersieb verlassen kann, als beispielsweise bei einem im wesentlichen
sich konusförmig, mit konstantem Öffnungswinkel sich erweiternden Vorfiltersieb.
[0072] Andererseits können auch Gemische vorliegen, die bei gegebenen Betriebsparametern
relativ schlecht zu entwässern sind. In diesem Fall empfiehlt es sich, einen Einlauftrichter
bzw. ein Vorfiltersieb mit einem gekrümmten Verlauf einzusetzen, wobei sich der Öffnungswinkel
des Vorfiltersiebs in Richtung zur Schubbodenvorrichtung hin verkleinert. Das hat
zur Folge, dass die Abtriebskraft, mit der das Gemisch aus dem Einlauftrichter beschleunigt
wird, mit abnehmendem Abstand zur Schubbodenvorrichtung langsamer zunimmt, als beispielsweise
bei einem sich unter einem im wesentlichen konstanten Öffnungswinkel konisch erweiternden
Einlauftrichter. Dadurch entsteht im Vorbeschleunigungssieb eine gewisse Stauwirkung,
so dass das Gemisch länger im Vorfiltersieb verbleibt und daher bereits im Vorfiltersieb
zu einem höheren Grad entwässerbar ist.
[0073] Ganz analog zu dem vorher gesagten kann selbstverständlich auch der Vorbeschleunigungstrichter
einen gekrümmten Verlauf haben, wobei sich der Vorbeschleunigungswinkel des Vorbeschleunigungstrichters
in Richtung zur Einspeiseeinrichtung hin vergrössert oder verkleinert.
[0074] Die vorher im Zusammenhang mit dem gekrümmten Einlauftrichter erläuterten Vorteile
und dessen Funktionsweise sind für den Fachmann problemlos analog auf einen gekrümmten
Vorbeschleunigungstrichter übertragbar, und müssen daher hier nicht wiederholt werden.
[0075] Es versteht sich von selbst, dass die Merkmale der zuvor exemplarisch beschriebenen
besonders bevorzugten Ausführungsvarianten erfindungsgemässer Zentrifuge, je nach
Anforderung, auch beliebig in vorteilhafter Weise kombinierbar sind.
[0076] Die Erfindung wird im Folgenden an Hand der schematischen Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- im Schnitt eine aus dem Stand der Technik bekannte Doppelschubzentrifuge mit Beschleunigungsflächen;
- Fig. 2
- ein erstes erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel ohne Produktwaschung;
- Fig. 3
- ein zweites erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel mit Produktwaschung;
- Fig. 4a - 4b
- ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zuteilkolbens;
- Fig. 5
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines Zuteilkolbens;
- Fig. 6a - 6c
- ein drittes Ausführungsbeispiel eines Zuteilkolbens.
[0077] Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Doppelschubzentrifuge gemäss
EP 1 468 741 A1, die eingangs bereits ausführlich beschrieben wurde und daher an dieser stelle nicht
mehr weiter diskutiert werden muss.
[0078] Fig. 1 zeigt im Schnitt in einer schematischen bekannten Zentrifuge, einige wesentliche
Komponenten einer erfindungsgemässen Doppelschubzentrifuge, die im Folgenden gesamthaft
mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet wird.
[0079] Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemässen Doppelschubzentrifuge ohne Produktwaschung. Die in Fig. 2 dargestellte
Doppelschubzentrifuge 1, die prinzipiell auch eine einstufige oder mehrstufige Schubzentrifuge
oder gar eine Schälzentrifuge mit einer erfindungsgemässen Einspeiseeinrichtung 1000
sein könnte, umfasst in an sich bekannter Weise eine um eine Drehachse 2 rotierbare
Siebtrommel 3 zur Trennung eines Gemischs 4 in einen Feststoffkuchen 5 und eine Flüssigphase
6, eine in der Siebtrommel 3 angeordnete Schubbodenvorrichtung 8, die abwechselnd
in eine erste Schubrichtung S1 und eine zweite Schubrichtung S2 entlang der Drehachse
2 hin- und herbewegbar angeordnet ist, so dass der Feststoffkuchen 5 entlang der Drehachse
2 wechselseitig verschiebbar ist. Ausserdem umfasst die Zentrifuge 1 die Einspeiseeinrichtung
1000, mit welcher das Gemisch 4 in einen ersten Leerraum 1101 oder in einen zweiten
Leerraum 1102 einbringbar ist, welcher erste Leerraum 1101 bei Verschiebung des Feststoffkuchens
5 durch die Schubbodenvorrichtung 8 in die erste Schubrichtung S1 herstellbar ist,
und der zweite Leerraum 1102, der in Fig. 2 bzw. Fi6. Bereits mit Gemisch 4 befüllt
ist, bei Verschiebung des Feststoffkuchens 5 durch die Schubbodenvorrichtung 8 in
die zur ersten Schubrichtung S1 entgegensetzte Schubrichtung S2 herstellbar ist. Gemäss
der vorliegenden Erfindung umfasst die Einspeiseeinrichtung 1000 eine Einspeiseumsteuerung
1020 und eine Gemischzuführung 1010, so dass das Gemisch 4 mittels der Einspeiseumsteuerung
1020 über die Gemischzuführung 1010 dem ersten Leerraum 1101 oder dem zweiten Leerraum
1102 nach einem vorgebbaren Schema zuführbar ist.
[0080] Die Einspeiseeinrichtung 1000 umfasst ein Einlaufrohr 1030 mit Einlaufrohrachse EA
umfasst, wobei die Einspeiseumsteuerung 1020 eine am Einlaufrohr 1030 vorgesehene
Zuteileinrichtung 1021, 10211 in Ausgestaltung eines Zuteilkolbens 10211 umfasst,
mit welcher die Gemischzuführung 1010 nach einem vorgebbaren Schema derart manipulierbar
ist, dass eine Zuführung des Gemischs 4 in den ersten Leerraum 1101 oder in den zweiten
Leerraum 1102 unterbunden ist.
[0081] Das wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dadurch bewerkstelligt, dass
der Zuteilkolben 10211 entlang der Einlaufrohrachse EA in axialer Richtung verschiebbar
ist und die Gemischzuführung 1010 gleichzeitig ein integraler Bestandteil des Einlaufrohrs
1030 in Form von in Bezug auf die Einlaufachse EA nicht bewegbaren, z.B. in Form von
Bohrungsöffnungen am Einlaufrohr 1030 vorgesehenen ersten Zufuhröffnungen 1011 zur
Zuführung des Gemischs 4 in den ersten Leerraum 1101 und von in Bezug auf die Einlaufachse
EA nicht bewegbaren zweiten Zufuhröffnungen 1012 zur Zuführung des Gemischs 4 in den
zweiten Leerraum 1102 ist. Im Betriebszustand wird der Zuteilkolben 10211 beispielweise
über die Kolbenstange KS so gesteuert, dass der Zuteilkolben 10211 die ersten Zuführöffnungen
1011 dann freigibt, wenn der Schubboden 8 den ersten Leerraum 1101 durch Verschiebung
in Richtung S1 freigegeben hat und dabei gleichzeitig die zweiten Zufuhröffnungen
1012 verschliesst. Im anschliessenden umgekehrten Hub des Schubboden 8 in Richtung
S2 gibt der Zuteilkolben 10211 die zweiten Zuführöffnungen 1012 freigibt und verschliesst
gleichzeitig die ersten Zufuhröffnungen 1011, so dass das Gemisch nur dem zweiten
Leerraum 1102 zugeführt wird. Dabei ist zur kontrollierten Zuführung des Gemischs
4 in einen vorgebbaren Bereich der Siebtrommel 3 in an sich bekannter Weise eine Einlaufscheibe
9, wie hier beispielhaft dargestellt am Einlaufrohr 1030 vorgesehen.
[0082] Es versteht sich von selbst, dass in einem anderen Ausführungsbeispiel die Kolbenstange
KS z.B. durch eine Kette oder einen Seilzug ersetzt sein kann, mit welchem der Zuteilkolben
10211 bewegt werden kann oder dass die Kolbenstange KS durch eine geeignete pneumatische,
hydraulische, elektrische oder andere Wirkleitung ersetzt sein kann, wenn der entsprechende
Antrieb des Zuteilkolbens direkt am Kolben selbst oder an anderer Stelle der Umsteuereinrichtung
1020 vorgesehen ist. Das zuvor Gesagte findet selbstverständlich analog Anwendung
auf jegliche Ausführungsform einer Zuteileinrichtung (1021, 10211), also auch z.B.
auf eine aussen um das Rohr angebrachte Zuteilbüchse oder jede andere Art von beweglicher
Zuteileinrichtung, die im einfachsten Fall z.B. auch eine in Bezug auf die erste Zufuhröffnung
1011 und / oder die zweite Zuführöffnung 1012 bewegbare Klappe oder ein Shutter sein
kann. Der Fachmann versteht die äquivalenten Lösungen und Möglichkeiten zur flexiblen
bzw. gesteuerten Freigabe der Zufuhröffnungen ohne weiteres.
[0083] Anhand der Fig. 3 ist ein zweites, für die Praxis sehr bedeutendes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit integrierter Produktwaschung schematisch dargestellt.
Die Wascheinrichtung W zum Waschen des Feststoffkuchens 5 mittels eines Waschfluids
F umfasst hier eine Mehrzahl von Waschdüsen WD, die an einem äusseren Waschrohr WR
der Einspeiseeinrichtung 1000 derart angeordnet sind, dass das Waschfluid F durch
die Waschdüsen WD zum Waschen des Feststoffkuchens 5 auf diesen aufgebracht werden
kann. Die Einspeiseeinrichtung 1000 ist als doppelwandiges Rohr mit dem äusseren Waschrohr
WR und dem darin angeordneten Einlaufrohr 1030 mit Einspeiseumsteuerung 1020 ausgestaltet.
Das Gemisch 4 wird dabei dem im Inneren angeordneten Einlaufrohr 1030 in an sich bekannter
Weise zugeführt, während das Waschfluid F über eine bevorzugt steuer- und / oder regelbare
Einspeisedosierung D einem Zwischenraum zwischen äusseren Waschrohr WR und innerem
Einlaufrohr 1030 zuführbar ist und von dort den Waschdüsen WD der Wascheinrichtung
W. Die Einspeisedosierung D ist zum Beispiel ein steuer- oder regelbares Ventil, so
dass das Waschfluid F nach einem vorgebbaren Schema und in vorgebbarer Menge der Einspeiseeinrichtung
zuführbar und damit auf den Feststoffkuchen 5 aufbringbar ist.
[0084] Es versteht sich dabei von selbst, dass die Wascheinrichtung W auch in einer anderen,
auch in einer an sich bekannten Art und Weise ausgestaltet sein kann, oder aber dass
die Wascheinrichtung W auch im wesentlichen identisch zur Einspeiseeinrichtung 1000
oder Teil der Einspeiseeinrichtung 1000 sein kann, so dass zum Beispiel das Gemisch
4 oder das Waschfluid F oder auch ein Spülfluid zur Spülung des Inneren der Siebtrommel
z.B. nacheinander oder abwechselnd über die Einspeiseeinrichtung zugeführt werden
kann.
[0085] Die Fig. 4a - 4b zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zuteilkolbens 10211
gemäss Fig. 2 bzw. Fig. 3 etwas genauer im Detail, wobei Fig. 4b einen Blick auf den
Zuteilkolben 10211 aus Richtung R1 oder R2 zeigt. Wie deutlich zu sehen ist, ist der
Zuteilkolben 10211 im Wesentlichen ein beidseitig offener Hohlzylinder, durch den
axial in der Mitte die Kolbenstange KS verläuft, die z.B. am vorderen und hinteren
Ende an der äusseren Umfangsfläche UK des Zuteilkolbens 10211 mit einem Befestigungskreuz
BK befestigt ist. Wenn die äussere Umfangsfläche UK z.B. die ersten Zufuhröffnung
1011 abdeckt, so kann durch diese kein Gemisch 4 in die Siebtrommel 3 gelangen. Umgekehrt,
wenn der Zuteilkolben 10211 entlang der axialen Richtung S1 verschoben wird, bis die
Zuteilöffnung 1012 abgedeckt ist, kann das Gemisch 4 nicht mehr durch die Zuteilöffnung
1012 in die Siebtrommel 3 gelangen, sondern z.B. nur noch durch die Zuteilöffnung
1011 in den ersten Leerraum 1101. Auf diese Weise kann durch den Zuteilkolben 10211
die Zuteilung des Gemischs 4 abwechseln in den ersten Leerraum 1101 und in den zweiten
Leerraum 1102 gesteuert werden. Da der Zuteilkolben 10211 abgesehen vom Befestigungskreuz
BK an beiden Enden offen ist, kann er ohne wesentlichen mechanischen Widerstand durch
das ganz oder teilweise mit Gemisch 4 gefüllte Einlaufrohr 1030 in axialer Richtung
hin und her bewegt werden.
[0086] Anhand der Fig. 5 sowie Fig. 6a bis 6c sind weitere Ausführungsbeispiele eines Zuteilkolbens
10211 dargestellt, der hier jeweils ein um die Kolbenstange KS rotierbarer Kolben
mit Zuteilöffnungen 1011, 1012 ist. Ein solcher rotierbarer Zuteilkolben 10211 ist
derart um die Kolbenstange KS rotierbar, dass die am Zuteilkolben 10211 vorgesehenen
Zuteilöffnungen 1011 bzw. 1012 mit am Einlaufrohr 1030 ebenfalls vorgesehenen korrespondierende
Zuteilöffnungen 1011 bzw. 1012 derart zusammenwirken, dass abhängig vom Rotationswinkel
α abwechselnd Gemisch 4 entweder durch die Zuteilöffnungen 1011 oder durch die Zuteilöffnungen
1012 in die Siebtrommel 3 einbringbar ist. Der Zuteilkolben 10211 gemäss Fig 6a unterscheidet
sich dabei von dem gemäss Fig. 5 im wesentlichen dadurch, dass die erste Zuteilöffnung
1011 um einen vorgebbaren Rotationswinkel α in Umfangsrichtung gegen die zweite Zuteilöffnung
1012 versetzt ist und das Befestigungskreuz BK in Fig. 6 in der Mitte des Zuteilkolbens
10211 angeordnet ist, während es bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 an den
axialen Enden des Zuteilkolbens 10211 vorgesehen ist.
1. Doppelschubzentrifuge (1) umfassend eine um eine Drehachse (2) rotierbare Siebtrommel
(3) zur Trennung eines Gemischs (4) in einen Feststoffkuchen (5) und eine Flüssigphase
(6), eine in der Siebtrommel (3) angeordnete Schubbodenvorrichtung (8), die abwechselnd
in eine erste Schubrichtung (S1) und eine entgegengesetzte zweite Schubrichtung (S2)
entlang der Drehachse (2) hin- und herbewegbar angeordnet ist, so dass der Feststoffkuchen
(5) entlang der Drehachse (2) wechselseitig verschiebbar ist, sowie eine Einspeiseeinrichtung
(1000), mit welcher das Gemisch (4) oder ein Waschfluid oder ein anderes zu prozessierendes
Fluid in einen ersten Leerraum (1101) oder wahlweise in einen zweiten Leerraum (1102)
einbringbar ist, welcher erste Leerraum (1101) bei Verschiebung des Feststoffkuchens
(5) durch die Schubbodenvorrichtung (8) in die erste Schubrichtung (S1) herstellbar
ist, und der zweite Leerraum (1102) bei Verschiebung des Feststoffkuchens (5) durch
die Schubbodenvorrichtung (8) in die zur ersten Schubrichtung (S1) entgegensetzte
zweite Schubrichtung (S2) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseeinrichtung (1000) eine Einspeiseumsteuerung (1020) und eine Gemischzuführung
(1010) umfasst, so dass das Gemisch (4) mittels der Einspeiseumsteuerung (1020) über
die Gemischzuführung (1010) dem ersten Leerraum (1101) oder dem zweiten Leerraum (1102)
nach einem vorgebbaren Schema zuführbar ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, wobei die Einspeiseeinrichtung (1000) ein Einlaufrohr
(1030) mit Einlaufrohrachse (EA) umfasst, und die Einspeiseumsteuerung (1020) eine
am Einlaufrohr (1030) vorgesehene Zuteileinrichtung (1021, 10211) umfasst, mit welcher
die Gemischzuführung (1010) nach einem vorgebbaren Schema derart manipulierbar ist,
dass eine Zuführung des Gemischs (4) in den ersten Leerraum (1101) oder in den zweiten
Leerraum (1102) unterbunden ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 2, wobei die Zuteileinrichtung (1021, 10211) ein zumindest
teilweise im Einlaufrohr (1030) angeordneter Zuteilkolben (10211) ist.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Zuteileinrichtung (1021, 10211)
eine zumindest teilweise aussen am Einlaufrohr (1030) angeordnete Zuteilbüchse ist.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Zuteileinrichtung (1021, 10211)
entlang der Einlaufrohrachse (EA) verschiebbarer oder um die Einlaufachse (EA) rotierbar
angeordnet ist.
6. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gemischzuführung (1010)
ein integraler Bestandteil des Einlaufrohrs (1030) ist und bevorzugt eine in Bezug
auf die Einlaufachse (EA) nicht bewegbare erste Zufuhröffnung (1011) zur Zuführung
des Gemischs (4) in den ersten Leerraum (1101) und eine in Bezug auf die Einlaufachse
(EA) nicht bewegbare zweite Zufuhröffnung (1012) zur Zuführung des Gemischs (4) in
den zweiten Leerraum (1102) umfasst.
7. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gemischzuführung (1010)
ein integraler Bestandteil der Zuteileinrichtung (1021, 10211) ist und bevorzugt eine
in Bezug auf die Einlaufachse (EA) mit der Zuteileinrichtung (1021, 10211) bewegbare
erste Zufuhröffnung (1011) zur Zuführung des Gemischs (4) in den ersten Leerraum (1101)
und eine in Bezug auf die Einlaufachse (EA) mit der Zuteileinrichtung (1021, 10211)
bewegbare zweite Zufuhröffnung (1012) zur Zuführung des Gemischs (4) in den zweiten
Leerraum (1102) umfasst.
8. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von Gemischzuführungen
(1010) oder eine Mehrzahl von Zuteileinrichtung (1021, 10211) vorgesehen ist.
9. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einspeiseeinrichtung
(1000) eine Mehrzahl von Einlaufrohren (1030) mit Einspeiseumsteuerung (1020) und
Gemischzuführung (1010) umfasst, so dass das Gemisch (4) dem ersten Leerraum (1101)
oder dem zweiten Leerraum (1102) nach dem vorgebbaren Schema zuführbar ist.
10. Zentrifuge nach Anspruch 9, wobei zumindest einem Teil der Einlaufrohre (1030) oder
einer Gruppe von Einlaufrohren (1030) das Gemisch (4) durch die Einspeiseumsteuerung
(1020) separat zuführbar ist.
11. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Einspeiseumsteuerung
(1020) mittels eines mechanischen, oder eines elektrischen, oder eines hydraulischen,
oder eines pneumatischen Antriebs manipulierbar ist und bevorzugt mittels einer Ansteuereinheit
nach dem vorgebbaren Schema steuerbar oder regelbar ist.
12. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Wascheinrichtung (W)
zum Waschen des Feststoffkuchens (5) mittels eines Waschfluids (F) vorgesehen ist,
wobei die Wascheinrichtung (W) bevorzugt identisch zur Einspeiseeinrichtung (1000)
oder Teil der Einspeiseeinrichtung (1000) ist.
13. Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zur kontrollierten Zuführung
des Gemischs (4) oder des Waschfluids (F) eine Einspeisedosierung (D) vorgesehen ist,
so dass eine vorgebbare Menge des Gemischs (4) oder eine vorgebbare Menge des Waschfluids
(F) der Einspeiseeinrichtung (1000) zuführbar ist, und / oder wobei zur kontrollierten
Zuführung des Gemischs (4) in einen vorgebbaren Bereich der Siebtrommel (3) eine Einlaufscheibe
(9), bevorzugt am Einlaufrohr (1030) vorgesehen ist.
14. Verfahren zur Beladung einer Doppelschubzentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche
mit einem Gemisch (4) oder mit einem Waschfluid (F).
1. Double-action pusher centrifuge (1) comprising a screen drum (3) which is rotatable
about an axis of rotation (2) for separating a mixture (4) into a solid cake (5) and
into a liquid phase (6), a pusher base apparatus (8) which is arranged in the screen
drum (3) and which is arranged movable to and fro alternately in a first pushing direction
(S1) and an opposite second pushing direction (S2) along the axis of rotation (2)
such that the solid cake (5) is alternately displaceable along the axis of rotation
(2) as well as a feed device (1000) with which the mixture (4) or a washing fluid
or another fluid to be processed can be introduced into a first empty space (1101)
or optionally into a second empty space (1102), which first empty space (1101) can
be established on a displacement of the solid cake (5) by the pusher base apparatus
(8) in the first pushing direction (S1) and the second empty space (1102) can be established
on a displacement of the solid cake (5) by the pusher base apparatus (8) in the second
pushing direction (S2) opposite to the first pushing direction (S1), characterized in that the feed device (1000) comprises a feed redirection control (1020) and a mixture
supply (1010) such that the mixture (4) can be supplied by means of the feed redirection
control (1020) via the mixture supply (1010) to the first empty space (1101) or to
the second empty space (1102) in accordance with a predefinable scheme.
2. A centrifuge in accordance with claim 1, wherein the feed device (1000) comprises
an inlet pipe (1030) having an inlet pipe axis (EA) and the feed redirection control
(1020) comprises a metering device (1021, 10211) which is provided at the inlet pipe
(1030) and with which the mixture supply (1010) can be manipulated in accordance with
a predefinable scheme such that a supply of the mixture (4) into the first empty space
(1101) or into the second empty space (1102) is suppressed.
3. A centrifuge in accordance with claim 2, wherein the metering device (1021, 10211)
is a metering piston (10211) arranged at least partly in the inlet pipe (1030).
4. A centrifuge in accordance with one of the claims 2 or 3, wherein the metering device
(1021, 10211) is a metering bush arranged at least partly outwardly at the inlet pipe
(1030).
5. A centrifuge in accordance with any one of the claims 2 to 4, wherein the metering
device (1021, 10211) is arranged displaceable along the inlet pipe axis (EA) or rotatable
about the inlet axis (EA).
6. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein the mixture
supply (1010) is an integral component of the inlet pipe (1030) and preferably comprises
a first supply opening (1011), not movable with respect to the inlet axis (EA), for
the supply of the mixture (4) into the first empty space (1101) and a second supply
opening (1012), not movable with respect to the inlet axis (EA), for the supply of
the mixture (4) into the second empty space (1102).
7. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein the mixture
supply (1010) is an integral component of the metering device (1021, 10211) and preferably
comprises a first supply opening (1011), movable with the metering device (1021, 10211)
with respect to the inlet axis (EA), for the supply of the mixture (4) into the first
empty space (1101) and a second supply opening (1012), movable with the metering device
(1021, 10211) with respect to the inlet axis (EA), for the supply of the mixture (4)
into the second empty space (1102).
8. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein a plurality
of mixture supplies (1010) or a plurality of metering devices (1021, 10211) are provided.
9. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein the feed
device (1000) comprises a plurality of inlet pipes (1030) having a feed redirection
control (1020) and a mixture supply (1010) such that the mixture (4) can be supplied
to the first empty space (1101) or to the second empty space (1102) in accordance
with the predefinable scheme.
10. A centrifuge in accordance with claim 9, wherein the mixture (4) can be supplied separately
by the feed redirection control (1020) to at least some of the inlet pipes (1030)
or to a group of inlet pipes (1030).
11. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein the feed
redirection control (1020) can be manipulated by means of a mechanical drive or of
an electrical drive or of a hydraulic drive or of a pneumatic drive and can preferably
be controlled or regulated by means of a control unit in accordance with the predefinable
scheme.
12. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein a washing
device (W) is provided for washing the solid cake (5) by means of a washing fluid
(F), wherein the washing device (W) is preferably identical to the feed device (1000)
or to a part of the feed device (1000).
13. A centrifuge in accordance with any one of the preceding claims, wherein a feed metering
unit (D) is provided for the controlled supply of the mixture (4) or of the washing
fluid (F) such that a predefinable quantity of the mixture (4) or a predefinable quantity
of the washing fluid (F) can be supplied to the feed device (1000), and/or wherein
an inlet disk (9) is provided, preferably at the inlet pipe (1030), for the controlled
supply of the mixture (4) into a predefinable region of the screen drum (3).
14. A method of loading a double-action pusher centrifuge in accordance with any one of
the preceding claims with a mixture (4) or with a washing fluid (F).
1. Une centrifugeuse à poussoir double (1) comprenant un tambour de tamisage (3) pouvant
tourner autour d'un axe de rotation (2) pour séparer un mélange (4) en un gâteau de
matière solide (5) et une phase liquide (6), un dispositif de fond de poussée (8)
disposé dans le tambour de tamisage (3), qui est disposé de manière à pouvoir être
déplacé alternativement dans une première direction de poussée (S1) et dans une deuxième
direction de poussée opposée (S2) le long de l'axe de rotation (2), de sorte que le
gâteau de matière solide (5) peut être déplacé alternativement le long de l'axe de
rotation (2), et un dispositif d'alimentation (1000) avec lequel le mélange (4) ou
un fluide de lavage ou un autre fluide à traiter peut être introduit dans un premier
espace vide (1101) ou éventuellement dans un deuxième espace vide (1102), quel premier
espace vide (1101) peut être produit lors du déplacement du gâteau de matière solide
(5) par le dispositif de fond de poussée (8) dans la première direction de poussée
(S1), et le deuxième espace vide (1102) peut être produit lors du déplacement du gâteau
de matière solide (5) par le dispositif de fond de poussée (8) dans la deuxième direction
de poussée (S2) opposée à la première direction de poussée (S1), caractérisé en ce que le dispositif d'alimentation (1000) comprend un déviateur d'alimentation (1020) et
une alimentation de mélange (1010), de sorte que le mélange (4) peut être alimenté
au premier espace vide (1101) ou au deuxième espace vide (1102) au moyen du déviateur
d'alimentation (1020) via l'alimentation de mélange (1010) selon un schéma prédéterminable.
2. Une centrifugeuse selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif d'alimentation
(1000) comprend un tube d'entrée (1030) avec un axe de tube d'entrée (EA), et le déviateur
d'alimentation (1020) comprend un dispositif d'attribution (1021, 10211) qui est prévu
sur le tube d'entrée (1030) et avec lequel l'alimentation de mélange (1010) peut être
manipulée selon un schéma prédéterminable de telle manière qu'une alimentation du
mélange (4) dans le premier espace vide (1101) ou dans le deuxième espace vide (1102)
est empêchée.
3. Une centrifugeuse selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif d'attribution
(1021, 10211) est un piston d'attribution (10211) disposé au moins partiellement dans
le tube d'entrée (1030).
4. Une centrifugeuse selon l'une des revendications 2 ou 3, dans laquelle le dispositif
d'attribution (1021, 10211) est une douille d'attribution disposée au moins partiellement
à l'extérieur du tuyau d'entrée (1030).
5. Une centrifugeuse selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle le dispositif
d'attribution (1021, 10211) est disposé de manière à pouvoir être déplacé le long
de l'axe du tuyau d'entrée (EA) ou à pouvoir tourner autour de l'axe d'entrée (EA).
6. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'alimentation
de mélange (1010) est une partie intégrante du tube d'entrée (1030) et comprend de
préférence une première ouverture d'alimentation (1011), qui n'est pas mobile par
rapport à l'axe d'entrée (EA), pour alimenter le mélange (4) dans le premier espace
vide (1101), et une deuxième ouverture d'alimentation (1012), qui n'est pas mobile
par rapport à l'axe d'entrée (EA), pour alimenter le mélange (4) dans le deuxième
espace vide (1102).
7. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle l'alimentation
de mélange (1010) est une partie intégrante du dispositif d'attribution (1021, 10211),
et comprend de préférence une première ouverture d'alimentation (1011), qui est mobile
par rapport à l'axe d'entrée (EA) avec le dispositif d'attribution (1021, 10211) pour
alimenter le mélange (4) dans le premier espace vide (1101) et une deuxième ouverture
d'alimentation (1012), qui est mobile par rapport à l'axe d'entrée (EA) avec le dispositif
d'attribution (1021, 10211) pour alimenter le mélange (4) dans le deuxième espace
vide (1102).
8. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une pluralité
d'alimentations de mélange (1010) ou une pluralité de dispositifs d'attribution (1021,
10211) est prévue.
9. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif
d'alimentation (1000) comprend une pluralité de tubes d'entrée avec un déviateur d'alimentation
(1020) et une alimentation de mélange (1010), de sorte que le mélange (4) peut être
alimenté dans le premier espace vide (1101) ou dans le deuxième espace vide (1102)
selon le schéma prédéterminable.
10. Une centrifugeuse selon la revendication 9, dans laquelle le mélange (4) peut être
alimenté séparément dans au moins une partie des tubes d'entrée (1030) ou un groupe
de tubes d'entrée (1030) par le déviateur d'alimentation (1020).
11. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le déviateur
d'alimentation (1020) peut être manipulé au moyen d'un entraînement mécanique, électrique,
hydraulique ou pneumatique et peut de préférence être commandé ou réglé au moyen d'une
unité de commande selon le schéma prédéterminable.
12. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle un dispositif
de lavage (W) est prévu pour laver le gâteau de matière solide (5) au moyen d'un fluide
de lavage (F), dans laquelle le dispositif de lavage (W) est de préférence identique
au dispositif d'alimentation (1000) ou à une partie du dispositif d'alimentation (1000).
13. Une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle, pour
l'alimentation contrôlée du mélange (4) ou du fluide de lavage (F), un dosage de l'alimentation
(D) est prévu, de sorte qu'une quantité prédéterminable du mélange (4) ou une quantité
prédéterminable du fluide de lavage (F) peut être alimentée au dispositif d'alimentation
(1000), et/ou dans laquelle, pour l'alimentation contrôlée du mélange (4) dans une
zone prédéterminable du tambour de tamisage (3), un disque d'entrée (9) est prévu,
de préférence sur le tube d'entrée (1030).
14. Un procédé de chargement d'une centrifugeuse à poussoir double selon l'une des revendications
précédentes avec un mélange (4) ou avec un fluide de lavage (F).