DE102008008120A1

DE102008008120A1 - Separatortrommel mit mehrteiligem Trommeldeckel

Info

Publication number: DE102008008120A1
Application number: DE102008008120A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. Mackel; Angelika Voltmann
Original assignee: GEA Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2009-08-20
Also published as: WO2009098199A1; EP2244835A1

Abstract

Separatortrommel (3) eines kontinuierlich betreibbaren Separators mit einer vertikalen Drehachse, mit einem Trommeloberteil (1), das einen radial inneren Trommeldeckelring (6) und einen sich daran unmittelbar anschließenden radial äußeren Trommeldeckelring (7) aufweist, einem Trommelunterteil (2), einem in der Schleudertrommel (1) angeordneten Tellerpaket (4) aus Trenntellern (5), Feststoffaustragsöffnungen (26) und wenigstens einem oder mehreren Flüssigkeitsauslässen, die insbesondere mit Schälscheiben (30, 31) versehen sind, wobei der innere und der äußere Trommeldeckelring (6, 7) direkt über Verbindungsmittel (10, 11) direkt miteinander verbunden und aneinander gehaltert sind, ohne dass die Verbindungsmittel mit dem Trommelunterteil (2) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Separatortrommel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Separatoren mit vertikaler Drehachse erfolgt i. allg. entlang der Maschinenachse durch ein Zulaufrohr und diesem nachgeschaltete radiale Verteilerkanäle die Produktzufuhr in die Schleudertrommel, wo das Produkt in einen Tellerstapel aus i. allg. dicht zueinander angeordneten, relativ zueinander beabstandeten, konischen (Trenn-)Tellern eintritt. Am Trennteller lagern sich schwerere Feststoffe i. allg. an der Unterseite ab und wandern zum Außenumfang des Tellerpakts, wohingegen die Flüssigkeit nach innen hin fließt (Zwei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation). Feststoffe werden oftmals über Düsen oder über Feststoffaustragsöffnungen mit vorgeschalteten Kolbenschiebern ausgetragen. Unter Trennteller sind hier Teller zu verstehen, wie sie in Klär- oder Trennseparatoren verwendet werden. Der Begriff ist insoweit nicht einschränkend zu verstehen.
Die Trommel mit vertikaler Drehachse weist im Allgemeinen ein Trommelunterteil und ein Trommeloberteil bzw. Deckelteil auf, die mittels eines separaten Verschlussringes miteinander verschraubt sind. Eine solche Konstruktion ist z. B. aus der DE 35 11 422 oder der DE 39 36 165 A1 bekannt. Ein direktes Einsetzen des Trommelunterteils in das Trommeloberteil – siehe z. B. die US 2,369,222 oder die EP 0 312 233 B1 kann zu undefinierten Laufzuständen führen, da sich die Trommelteile infolge der derzeit gebräuchlichen hohen Drehzahlen von z. B. bis zu 15000 U/min im Betrieb zu stark aufweiten, was wiederum zum Verlust einer exakten Führung der Teile zueinander führen kann. Dies gilt auch für die Idee einer direkten Verschraubung zwischen einem Trommelunterteil und einem Deckel. Konstruktionen dieser Art zeigen die Zentrifuge der EP 0309 478 B1 und der gattungsgemäße Separator der US 1,356,274 .
Ein das Trommelteil außen hintergreifender bzw. einklammernder Zentrierring ist aus der PCT/SE/00249 bekannt.
Vor diesem Hintergrund ist eine funktionsfähige Direktverbindung zwischen dem Trommeloberteil (auch Trommeldeckel genannt) und dem Trommelunterteil, die ohne einen Zentrierring auskommt und auch bei höheren Drehzahlen voll funktionsfähig ist, von großem Interesse. Eine solche Konstruktion schafft die DE10 2004 042 888.3 , nach welcher das Trommelunterteil und das Trommeloberteil verschlussringfrei miteinander verschraubt und miteinander verklammert sind.
Aus der EP 0023252 ist ein gattungsgemäßer Separator bekannt, wobei der innere und der äußere Trommeldeckelring miteinander und mit dem Trommelunterteil durch Bolzen verschraubt sind, welche axial den Trommelinnenraum durchsetzen, was die Strömungsverhältnisse in der Trommel im Betrieb beeinträchtigt sowie aufwendig und teuer ist.
Die Lösung des vorstehend genannten Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Danach sind der innere und der äußere Trommeldeckelring direkt über Verbindungsmittel miteinander verbunden und aneinander gehaltert, ohne dass die Verbindungsmittel auch direkt mit dem Trommelunterteil verbunden sind.
Derart kann auf die den Trommelinnenraum nach der EP 0 023 252 durchsetzenden Bolzen verzichtet werden, was nach dem Stand der Technik nicht für möglich erachtet wurde. Die Strömungsverhältnisse werden dementsprechend nicht mehr beeinträchtigt. Zudem ist die Konstruktion einfacher und kostengünstiger.
Besonders – aber nicht nur – geeignet ist die Erfindung in Verbindung mit einer verschlussringfreien sowie hinterklammernden Verbindung zwischen Trommelunterteil und Trommeloberteil sowie für eine Separatortrommel mit einem Kolbenschiebermechanismus zum Entleeren der Separatortrommel. Hier lässt sich der Innenraum besonders groß gestalten.
Auch die Scheidetellermontage wird durch die Erfindung deutlich vereinfacht, jedenfalls dann, wenn der Scheideteller nicht größer als der Durchmesser der inneren Deckelteils ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Separators;
2 eine Schnittansicht durch einen Abschnitt eines zweiten erfindungsgemäßen Separators.
1 zeigt eine drehbare Separatortrommel mit einer vertikalen Drehachse D, die ein Trommeloberteil 1 und ein Trommelunterteil 2 aufweist. Das Trommeloberteil 1 ist an seinem Innenumfang und an seinem Außenumfang jeweils konisch ausgebildet.
In der Trommel ist ein Tellerpaket 4 aus Trenntellern 5 angeordnet.
Das Trommeloberteil 1 besteht aus einem radial inneren Trommeldeckelring 6 und einem sich daran unmittelbar anschließenden radial äußeren Trommeldeckelring 7, die sind in ihrem Verbindungsbereich radial überlappen, wobei der innere Trommeldeckelring 6 hier vorteilhaft abschnittsweise oberhalb des äußeren Bereiches des äußeren Trommeldeckelrings 6 aufliegt.
Die Anlagefläche 8 zwischen dem inneren und dem äußeren Trommeldeckelring 7 ist nach 1 hier parallel zur Horizontalen bzw. flach ausgerichtet, was aber nicht zwingend ist. Die Anlagefläche kann auch leicht winklig zur Horizontalen ausgebildet sein.
Vorzugsweise hintergreift ein radialer Flansch- oder Hakenansatz 9 des inneren Trommeldeckelrings 6 radial außen eine Stufung 33 am Außenumfang des äußeren Trommeldeckelringes, was die Anordnung stabilisiert, denn im Betrieb während Drehungen der Separatortrommel legt sich der sich aufweitende äußere Trommeldeckelring 7 gegen den Flanschansatz 9.
Ergänzend – 1 – oder alternativ – 2 – sind der innere und der äußere Trommeldeckelring 6, 7 direkt über Verbindungsmittel 10, 11 direkt miteinander verbunden und aneinander gehaltert. Dabei sind die Verbindungsmittel 10, 11 nicht mit dem Trommelunterteil 2 verbunden, was nach dem Stand der Technik der EP 0023252 für notwendig erachtet wurde, was aber die Strömungsverläufe in der Separatortrommel stört und die Konstruktion zu aufwendig macht.
Als die Verbindungsmittel werden nach 1 Bolzen 10 verwendet, welche hier vertikal von oben durch entsprechende Bohrungen 12 des inneren Trommeldeckelringes 6 in Sacklöcher 13 des unteren Deckelabschnittes 7 eingeschraubt sind, so das die Strömung in der Trommel nicht beeinträchtigt werden.
Nach 2 wird dagegen als das Verbindungsmittel ein Schraubverschlussring 11 eingesetzt, der einen Radialabschnitt 14 aufweist, mit dem er auf dem äußeren Umfangsbereich des inneren Trommeldeckelringes 6 aufliegt und einen Innengewindeabschnitt 15, der auf einen korrespondierenden Außengewindeabschnitt 16 an einem sich axial erstreckenden inneren Ansatz 32 des äußeren Trommeldeckelringes 7 aufgeschraubt ist.
Derart wird der innere Trommeldeckelring 6 im Verbindungsbereich zwischen den Trommeldeckelringen 6, 7 wiederum axial nach unten auf den Innenumfang des äußeren Trommeldeckelringes 7 gedrückt, wobei diese Ringe 6, 7 nach 2 im Bereich ihrer Anlageflächen 17 abschnittsweise axial und abschnittsweise radial aneinander liegen, so dass auch dieser Anlagebereich stabil und dicht ausgebildet ist. Optional kann im Trennfugenbereich ein Dichtring 3 angeordnet werden.
Sowohl der innere Trommeldeckelring 6 als auch der äußere Trommeldeckelring 7 sind jeweils zumindest an ihrem Innenumfang und – nach 1 – vorzugsweise auch an ihrem Außenumfang jeweils konisch ausgebildet, wobei der innere und ggf. der äußere Konizitätswinkel α, β relativ zur Drehachse D bzw. zu einer Parallelen zur Drehachse D am äußeren Trommeldeckelring 6 jeweils kleiner ist als am inneren Trommeldeckelring 7. Die Unterteilung des Deckels in mehrere Teile bietet insofern neue Optimierungsoptionen hinsichtlich der Trommelgestaltung.
Das Tellerpaket 4 weist einen Außenumfang auf, der kleiner ist als der Innenumfang des äußeren Trommeldeckelringes 7. Der Unterschied im Umfang kann kleiner als 5 mm sein. Die Anordnung ist derart besonders leicht montierbar, was nach dem Stand der Technik problematisch war, denn das Tellerpaket 4 ist direkt durch den äußeren Trommeldeckelring 7 hindurch zugänglich.
Der äußere Trommeldeckelring 7 ist an seinem Außenumfang mit einem Außengewinde 18 versehen, welches in ein Innengewinde 19 am Innenumfang 20 des Trommelunterteils 2 eingeschraubt ist. Dabei liegt wiederum der Trommeldeckelring 7 an seinem Außenumfang mit einem Flanschbereich 21 auf dem oberen Rand 22 des Trommelunterteils 2 auf und hinterklammert dies vorzugsweise außen mit einem hakenartigen, sich axial nach unten erstreckenden Ringansatz 23, wobei die Anlagefläche 24 optional konisch ausgebildet sein kann.
Derart wird jeweils eine direkte, verschlussringfreie Verbindung bzw. hier Verschraubung zwischen dem Trommelunterteil 2 und dem Trommeloberteil 1 realisiert und dabei dennoch auf gleichfalls einfache Weise wirksam verhindert, dass durch das Aufweiten des Trommelunterteils 2 während der Drehung im Betrieb im Bereich der Verschraubung Probleme auftreten.
Es ist auch denkbar, dass der äußere Trommeldeckelring 7 und das Trommelunterteil 2 über einen Verschlussringfrei miteinander verbunden sind.
In dem Trommelunterteil 2 ist ein Kolbenschieber 25 angeordnet, der zum Öffnen und Verschließen von Feststoffaustragsöffnungen 26 (hier nicht dargestellt) im Trommelunterteil 2 dient, so dass sich der insoweit diskontinuierlich auch von Feststoffen entleerbare Separator für einen kontinuierlichen Betrieb eignet. Der Kolbenschieber 25 ist innen gegenläufig zum Innenumfang des Trommeloberteils 1 konisch ausgebildet. Der Kolbenschieber 25 kann in an sich bekannter Weise z. B. hydraulisch betätigbar sein, was hier nicht im Einzelnen dargestellt ist.
Zur Zuleitung des Schleudergutes dienen ein Zulauf 27 und ein Verteiler 28. Wenigstens einer oder mehrere Flüssigkeitsauslässe – hier mit Schälscheiben 30, 31 versehen – dienen zum Austrag wenigstens einer oder mehrer Flüssigkeitsphasen aus der Trommel.
Nach dem Ausführungsbeispiel der 2 ist der innere Trommeldeckelring 6 in einfacher Weise einstückig auch als Schälkammer- bzw. Greiferkammerdeckel 34 ausge bildet, welcher Schälkammern) 35, 36 für die Schälscheibe(n) 30, 31 begrenzt und ggf. mit einem oder mehreren inneren Ansätzen 37 versehen ist.
Dabei kann der innere Trommeldeckelring 6 mit Ablaufbohrungen für jeweils eine auszutragende Produktphase versehen werden, die sich bis in die Schälkammer erstrecken, so dass sogar ein sonst vorzusehender Scheideteller ersetzbar wird.
Nach 1 ist der Schälkammerdeckel 38 dagegen als zum inneren Trommeldeckelring 6 separates Teil ausgebildet.

1: Trommeloberteil
2: Trommelunterteil
3: Dichtring
4: Tellerpaket
5: Trennteller
6: innerer Trommeldeckelring
7: äußerer Trommeldeckelring
8: Anlagefläche
9: Flansch- oder Hakenansatz
11: Schraubverschlussring
10: Bolzen
12: Bohrungen
13: Sacklocher
14: Radialabschnitt
15: Innengewindeabschnitt
16: Außengewindeabschnitt
17: Anlagefläche
18: Außengewinde
19: Innengewinde
20: Innenumfang
21: Flanschbereich
22: Rand
23: Ringansatz
24: Anlagefläche
25: Kolbenschieber
27: Zulauf
28: Verteiler
30, 31: Schälscheiben
32: Ansatz
33: Stufung
34: Schälkammerdeckel
35, 36: Schälscheibenkamme(n)
37: Ansätze
38: Schälkammerdeckel
α, β: Konizitätswinkel
D: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3511422 [0003]
- DE 3936165 A1 [0003]
- US 2369222 [0003]
- EP 0312233 B1 [0003]
- EP 0309478 B1 [0003]
- US 1356274 [0003]
- SE 00249 [0004]
- DE 102004042888 [0005]
- EP 0023252 [0006, 0010, 0021]

Claims

Separatortrommel (3) eines kontinuierlich betreibbaren Separators mit einer vertikalen Drehachse, mit a) einem Trommeloberteil (1), das einen radial inneren Trommeldeckelring (6) und einem sich daran unmittelbar anschließenden radial äußeren Trommeldeckelring (7) aufweist, b) einem Trommelunterteil (2), c) einem in der Schleudertrommel (1) angeordneten Tellerpaket (4) aus Trenntellern (5), d) Feststoffaustragsöffnungen (26), e) wenigstens einem oder mehreren Flüssigkeitsauslässen, die insbesondere mit Schälscheiben (30, 31) versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass f) der innere und der äußere Trommeldeckelring (6, 7) über Verbindungsmittel (10, 11) direkt miteinander verbunden und aneinander gehaltert sind, ohne dass die Verbindungsmittel direkt mit dem Trommelunterteil (2) verbunden sind.
Separatortrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der innere Trommeldeckelring (6) und der äußere Trommeldeckelring (7) in einem Anlagebereich radial überlappen.
Separatortrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Trommeldeckelring (6) abschnittsweise auf dem äußeren Trommeldeckelring (6) aufliegt.
Separatortrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (8) zwischen dem inneren und dem äußeren Trommeldeckelring (6, 7) winklig zur Horizontalen ausgerichtet ist.
Separatortrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (8) zwischen dem inneren und dem äußeren Trommeldeckelring (6, 7) horizontal plan ausgerichtet ist.
Separatortrommel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche zwischen dem inneren und dem äußeren Trommeldeckelring (6, 7) abschnittsweise axial und abschnittsweise radial zur Drehachse ausgerichtet ist.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein radialer Flansch- oder Hakenansatz (9) am inneren Trommeldeckelring (6) radial außen den äußeren Trommeldeckelring (7) hintergreift.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel Bolzen (10) umfassen, welche den inneren und den äußeren Trommeldeckelring (6, 7) miteinander verschrauben.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (10) vertikal von oben durch Bohrungen (12) des inneren Trommeldeckelringes (6) in Sacklocher (13) des unteren Deckelabschnittes (7) eingeschraubt sind.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel als Schraubverschlussring (11) ausgebildet ist.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubverschlussring (11) einen Radialabschnitt (14) aufweist, mit der er auf dem inneren Trommeldeckelring (6) aufliegt und einen Innengewindeabschnitt (15), der auf einen korrespondierenden Außengewindeabschnitt (16) an dem äußeren Trommeldeckelring (6) aufgeschraubt ist.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Tellerpaket (4) einen Außenumfang aufweist, der kleiner ist als der Innenumfang des äußeren Trommeldeckelringes (7).
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Trommeldeckelring (6) und der äußere Trommeldeckelring (7) jeweils zumindest an ihrem Innenumfang und vorzugsweise auch an ihrem Außenumfang jeweils konisch ausgebildet sind.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Trommeldeckelring (6) und der äußere Trommeldeckelring (7) zumindest an ihrem Innenumfang relativ zur Drehachse (D) unterschiedliche Konizitätswinkel aufweisen.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Trommeldeckelring (7) und das Trommelunterteil (2) verschlussringfrei miteinander verbunden sind.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Trommeldeckelring (7) und das Trommelunterteil (2) direkt verschlussringfrei miteinander verschraubt und verklammert sind.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Trommeldeckelring (7) an seinem Außenumfang mit einem Außengewinde (18) versehen ist, welches in ein Innengewinde (19) am Innenumfang (20) des Trommelunterteils (2) eingeschraubt ist, wobei der äußere Trommeldeckelring (7) an seinem Außenumfang mit einem Flanschbereich (21) auf dem oberen Rand (22) des Trommelunterteils (2) aufliegt und dieses außen mit einem hakenartigen Ringansatz (23) hinterklammert.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Trommeldeckelring (6) einstückig mit dem Schälkammer- bzw. Greiferkammerdeckel (34) ausgebildet ist, welcher eine oder mehrere Schalkammer(n) (35, 36) für die Schälscheiben) (30, 31) begrenzt.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Trommeldeckelring (6) mit einer oder mehreren Ablaufbohrungen versehen ist, die sich vorzugsweise bis in die eine oder mehrere Schälkammer(n) erstrecken.
Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schälkammerdeckel (38) als zum inneren Trommeldeckelring (6) separates Teil ausgebildet ist.