-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Auslassvorrichtung einer Vollmantelschneckenzentrifuge zum Trennen von mehrphasigem Gut mit einer um eine Längsachse drehbaren Zentrifugentrommel und mindestens einem Auslass zum Auslassen einer Phase des Gutes aus der Zentrifugentrommel. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen Auslassvorrichtung an einer Vollmantelschneckenzentrifuge.
-
Vollmantelschneckenzentrifugen sind durch eine drehbare Zentrifugentrommel gekennzeichnet, die einen weitestgehend geschlossenen Trommelmantel mit meist waagrechter Rotationsachse bzw. Längsachse aufweist. Die Zentrifugentrommel wird mittels eines Antriebs mit hoher Rotationsgeschwindigkeit gedreht. In den Trommelmantel gelangt zu zentrifugierendes, mehrphasiges Gut in der Regel mittels eines zentral angeordneten Einlaufrohrs. Das mehrphasige Gut wird dann mit dem Drehen der Zentrifugentrommel einer hohen Zentrifugalkraft unterworfen, wodurch es sich innen am Trommelmantel als Teich anlegt. In dem derart zentrifugierten Gut findet eine Phasentrennung statt, wobei vergleichsweise leichtes Gut im Teich als leichte Phase nach radial innen wandert und vergleichsweise schweres Gut als schwere Phase nach radial außen wandert. Die leichte Phase kann radial innen mittels einer Auslassvorrichtung abgeführt werden, während die schwere Phase mittels einer Schnecke aus der Zentrifugentrommel ausgetragen wird.
-
Aus
DE 17 57 532 A ist eine Auslassvorrichtung eines Zentrifugalseparators bekannt, die einen Trenngutablauf für ein leichteres Gut und einen Trenngutablauf für ein schwereres Gut umfasst. Zudem ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die in Abhängigkeit vom Mischverhältnis der Trenngutbestandteile und damit von der jeweiligen Lage ihres Grenzspiegels die Trenngutabläufe in ihren Querschnitten verändert. Die Querschnitte sind kontinuierlich und wechselweise derart zu verändern, dass die einzelnen Trenngutbestandteile immer nur durch die ihnen zugewiesenen Trenngutabläufe aus der Trommel austreten. Dazu kann die Regeleinrichtung einen im Grenzspiegel gehaltenen Schwimmkörper umfassen.
-
Aus
DE 102 03 652 A1 ist eine Vollmantelschneckenzentrifuge mit einem Wehr zum Ableiten geklärter Flüssigkeit bekannt, das einen Durchlass aufweist, dem eine als Drosselscheibe gestaltete Drosseleinrichtung zugeordnet ist. Die Drosselscheibe ist in ihrem Abstand zum Durchlass mittels axialem Verschieben veränderbar. Zudem ist dem Durchlass eine Düse zugeordnet, durch die während des Betriebs eine feste Grundmenge an Flüssigkeit abzuleiten ist. Die Düse ist mit wechselbaren Schraubkörpern ausgebildet, um eine Voreinstellung der ablaufenden Flüssigkeitsmenge vornehmen zu können. Zusätzlich kann ein dabei resultierender Flüssigkeitsstand mittels der axial verschiebbaren Drosselscheibe fein reguliert werden.
-
Aus
DE 196 18 249 A1 ist eine Schneckenzentrifuge mit mindestens einer Trommel-Entleerungsöffnung und einem zugehörigen Fliehkraft-Ventil bekannt, das bei hoher Trommeldrehzahl sich verschließend und bei niedriger Trommeldrehzahl sich öffnend gestaltet ist.
-
Zugrundeliegende Aufgabe
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vollmantelschneckenzentrifuge zu schaffen, an deren Auslassvorrichtung eine effiziente Rückgewinnung von Antriebsenergie möglich ist.
-
Erfindungsgemäße Lösung
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Auslassvorrichtung einer Vollmantelschneckenzentrifuge zum Trennen von mehrphasigem Gut mit einer um eine Längsachse drehbaren Zentrifugentrommel und mindestens einem Auslass zum Auslassen einer Phase des Gutes aus der Zentrifugentrommel geschaffen, wobei der Auslass mit einer Drossel gestaltet ist, die sich in Abhängigkeit eines Flüssigkeitspegels des Gutes in der Zentrifugentrommel selbsttätig verstellend gestaltet ist bzw. sich selbsttätig verstellt.
-
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das am Auslass austretende Gut mittels der Drossel selbsttätig geregelt zurückgehalten und auf diese Weise eine gleichmäßig hohe und zugleich geschlossene Flüssigkeitssäule am Auslass gewährleistet. Damit kann erfindungsgemäß mit variierenden Durchflussmengen für die Vollmantelschneckenzentrifuge gearbeitet und dennoch eine gleichmäßige Teichtiefe bzw. ein gleichmäßiger Flüssigkeitspegel gewährleistet werden. Zugleich ist es nicht erforderlich, z.B. bei besonders hohen Durchsätzen bzw. Durchflussmengen pro Zeiteinheit eine überschüssige Menge an geklärtem Gut ungedrosselt abströmen zu lassen.
-
Mit der erfindungsgemäßen Drossel wird aufgrund der damit erzielten Drosselwirkung am Strom des austretenden Gutes darüber hinaus zugleich die Austrittsgeschwindigkeit des Stroms am Auslass erhöht und insbesondere auch damit eine optimale Energierückgewinnung erzielt.
-
Das erfindungsgemäße Verstellen der Drossel erfolgt mittels eines Schwimmkörpers bzw. Schwimmers, der auf dem Gut schwimmend gestaltet ist. Der Schwimmkörper wirkt also als Regelelement für den Durchsatz bzw. die Durchflussmenge pro Zeiteinheit am Auslass. Der Schwimmkörper wird aufgrund der auch auf ihn wirkenden Zentrifugalkraft nach radial außen gedrängt und schwimmt zugleich auf dem Teich. Er gibt dann bei geringer Teichtiefe den Auslass etwas weniger frei, als wenn er weiter radial innen auf dem zu zentrifugierenden Gut aufschwimmt.
-
Der Schwimmkörper ist dabei vorzugsweise schwenkbar an der Zentrifugentrommel gelagert und bewegt mittels seiner Schwenkbewegung insbesondere einen Drosselkörper bzw. eine Drosseleinrichtung am Auslass. Der Drosselkörper und der Schwimmkörper bewirken dabei ein Kräftepaar mit einer Drosselkraft bzw. Staukraft des Drosselkörpers einerseits und einer Auftriebskraft des Schwimmkörpers andererseits. Drosselkraft und Auftriebskraft sind so aufeinander abgestimmt, dass diese beiden Kräfte bei einer vorbestimmten Teichtiefe im Gleichgewicht sind. Bei geringer Teichtiefe überwiegt die Drosselkraft, so dass die Drossel weiter verschlossen wird. Bei größerer Teichtiefe überwiegt die Auftriebskraft, so dass die Drossel weiter geöffnet wird, bis sich eben ein Gleichgewicht einstellt. Besonders bevorzugt ist der Schwimmkörper mit einem nach einer Seite hin offenen Hohlraum gestaltet, wobei diese offene Seite des Hohlraums vorteilhaft zum Teich des mehrphasigen Gutes hin gewandt ist. Aus dem Hohlraum kann dann jegliches Gut aufgrund der auf es wirkenden Zentrifugalkraft frei nach radial außen hin austreten.
-
Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Verstellen der erfindungsgemäßen Drossel vorteilhaft mittels eines Gewichtskörpers, welcher der von der Zentrifugentrommel erzeugten Zentrifugalkraft unterworfen ist. Diese Zentrifugalkraft ist, wie die Auftriebskraft des Schwimmkörpers und die Drosselkraft durch den Staudruck, proportional zum Quadrat der Drehzahl, wodurch das Verhältnis der Kräfte zueinander drehzahlunabhängig ist. Die Dimensionierung des Gewichtskörpers ist entsprechend vorteilhaft mit der Dimensionierung eines Schwimmkörpers abgestimmt. Der Gewichtskörper ist vorzugsweise ebenfalls schwenkbar an der Zentrifugentrommel gelagert. Mit dieser schwenkbaren Anordnung ist eine besonders einfache und zugleich betriebssichere Verstellung des Gewichtskörpers und der mit ihm gesteuerten Komponenten gewährleistet.
-
Das Verstellen der Drossel ist ferner vorzugsweise mittels eines Drosselkörpers gestaltet, der in einer Auslassöffnung des Auslasses im dort ausströmenden Gut angeordnet ist. Der Drosselkörper verdeckt also einen Teil der Querschnittsfläche der Auslassöffnung und erzeugt somit an dieser eine Querschnittsverengung. Im Bereich der reduzierten Querschnittsfläche wird das austretende bzw. ausströmende Gut aufgestaut und dadurch zurückgehalten. Zugleich wird die Geschwindigkeit des durch die Auslassöffnung ausströmenden Gutes im Vergleich zu dem davor angestauten Gut erhöht. Die Auslassöffnung ist dabei vorzugsweise auf einem Radius angeordnet, der das 1- bis 2-fache, bevorzugt das 1,05- bis 1,6-fache, besonders bevorzugt das 1,1- bis 1,4-fache des Radius des angestrebten Flüssigkeitspegels des Gutes in der Zentrifugentrommel beträgt. Mit dieser Anordnung der Auslassöffnung wird das ausströmende Gut innerhalb einer geschlossenen Flüssigkeitssäule vor der erfindungsgemäßen Drossel nach radial außen an der Zentrifugentrommel geführt und auf diese Weise die zuvor dem Gut zugeführte kinetische Energie zumindest teilweise zurückgewonnen. Der erfindungsgemäße Drosselkörper ist besonders bevorzugt ebenfalls schwenkbar gelagert, wodurch erneut die bereits oben genannten Vorteile einer einfachen, betriebssicheren Verstellung gewährleistet sind.
-
Dabei ist der erfindungsgemäße Drosselkörper besonders bevorzugt im Bereich der Auslassöffnung kugelförmig gestaltet. Die zumindest teilweise Kugelform des erfindungsgemäßen Drosselkörpers schafft eine widerstandsarme Umströmung des Drosselkörpers von dem Strom an austretendem Gut. Ferner ist mit der Kugelform eine vorteilhafte Abdichtung des Drosselkörpers an einem zugehörigen Dichtsitz möglich, wodurch die zugehörige Auslassöffnung auch insgesamt dichtend verschlossen werden kann. Alternativ ist der erfindungsgemäße Drosselkörper vorteilhaft zumindest abschnittsweise konisch oder zylindrisch gestaltet. Mit diesen Formgebungen ist eine Abdichtung an einer dann ringförmigen Dichtkante des Drosselkörpers an einem zugehörigen Dichtsitz geschaffen.
-
Für das Verstellen des erfindungsgemäßen Drosselkörpers ist dieser vorteilhaft verschiebbar gelagert. Die Verschiebung erfolgt insbesondere vorzugsweise in tangentialer Richtung zu der Rotationsachse bzw. Längsachse der Zentrifugentrommel. In dieser Art der Abstützung ist der Drosselkörper in radialer Richtung, also in Richtung seiner Zentrifugalkräfte, abgestützt und zugleich in tangentialer Richtung verschiebbar. Die Verschiebung ist daher mit besonders wenig und weitgehend stets gleichem Kraftaufwand möglich. Bei der derartigen Verstellung ist der Drosselkörper, wie bereits oben erläutert, besonders vorteilhaft vom Schwimmkörper und/oder Gewichtskörper bewegt.
-
Alternativ zu einem Drosselkörper in bzw. vor einer Auslassöffnung ist es bei einer vorteilhaften, erfindungsgemäßen Weiterbildung vorgesehen, das Verstellen der Drossel mittels einer Blendenanordnung zu gestalten, die um eine Auslassöffnung des Auslasses herum angeordnet ist. Eine solche Blendenanordnung ermöglicht ein besonders präzises und zugleich über den gesamten Umfang der Auslassöffnung gleichmäßiges Verstellen von deren Öffnungsquerschnittsfläche.
-
Für das effektive Rückgewinnen von Energie an der erfindungsgemäßen Auslassvorrichtung ist es ferner von Vorteil, den Auslass mit einer Umlenkeinrichtung zum Umlenken des dort ausströmenden Gutes von der Richtung der Längsachse der Zentrifugentrommel in eine Richtung quer zur Längsachse zu gestalten. Der austretende Strom wird dann quer zur Längsrichtung und im Wesentlichen tangential zu dieser Längsachse derart umgelenkt, dass er beim Verlassen der Zentrifugentrommel seine kinetische Energie als Impuls entgegen deren Drehrichtung an die Zentrifugentrommel abgibt.
-
Um dieses gezielte Ausführen des Gutes der leichten Phase weiter zu verbessern, ist der Auslass vorzugsweise mit einer Düseneinrichtung zum Bündeln des dort ausströmenden Gutes zu einem Strahl gestaltet. Das abgeführte Gut wird dann als gebündelter Strahl abgeführt und erzeugt dadurch einen besonders hohen Abstoßimpuls für die Zentrifugentrommel.
-
Entsprechend der oben genannten Vorteile ist die Erfindung insbesondere auch gezielt auf eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Auslassvorrichtung an einer Vollmantelschneckenzentrifuge gerichtet.
-
Figurenliste
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
- 1 eine Ansicht der Stirnseite einer Zentrifugentrommel einer Vollmantelschneckenzentrifuge mit einer daran angeordneten erfindungsgemäßen Auslassvorrichtung zum Auslassen von Gut aus der Zentrifugentrommel,
- 2 eine vergrößerte Ansicht der Auslassvorrichtung gemäß 1,
- 3 die Ansicht gemäß 1 einer alternativen, erfindungsgemäßen Auslassvorrichtung,
- 4 eine vergrößerte Ansicht des Details IV in 3 eines Auslasses,
- 5 die Ansicht gemäß 4 eines ersten alternativen, erfindungsgemäßen Auslasses,
- 6 die Ansicht gemäß 4 eines zweiten alternativen, erfindungsgemäßen Auslasses,
- 7 die Ansicht gemäß 4 eines dritten alternativen, erfindungsgemäßen Auslasses,
- 8 die Ansicht gemäß 4 eines vierten alternativen, erfindungsgemäßen Auslasses,
- 9 eine stark vereinfachte Ansicht gemäß 1 des Funktionsprinzips der dortigen Auslassvorrichtung,
- 10 die Ansicht gemäß 9 eines ersten alternativen Funktionsprinzips,
- 11 die Ansicht gemäß 9 eines zweiten alternativen Funktionsprinzips,
- 12 einen Schnitt eines fünften alternativen, erfindungsgemäßen Auslasses,
- 13 den Schnitt XIII - XIII gemäß 12,
- 14 eine vereinfachte Ansicht eines sechsten alternativen, erfindungsgemä-ßen Auslasses,
- 15 den Schnitt XV - XV in 3 und
- 16 den Schnitt gemäß 15 einer alternativen, erfindungsgemäßen Auslassvorrichtung.
-
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
-
In 1 ist eine Stirnwand bzw. Stirnseite 10 einer Zentrifugentrommel gezeigt, die gemäß der herkömmlichen Bauart einer Vollmantelschneckenzentrifuge in ihrem Inneren eine (nicht dargestellte) Zentrifugenschnecke aufnimmt. Die Zentrifugentrommel ist um eine Längsachse 12 mit hoher Drehzahl in eine Drehrichtung 14 drehbar.
-
An der Stirnseite 10 der Zentrifugentrommel sind sechs jeweils kreisrunde Stirnwandöffnungen 16 über einen Kreis mit einem Radius 18 um die Längsachse 12 herum gleichmäßig beabstandet angeordnet. Die Stirnwandöffnungen 16 dienen zum Abführen bzw. Auslassen von geklärtem Gut 20 einer leichten Phase aus der Zentrifugentrommel. Das Gut 20 bildet in der Zentrifugentrommel einen Teich bzw. einen Flüssigkeitsring innenseitig an deren Trommelmantel. Dabei weist der Teich einen Radius bzw. Flüssigkeitspegel 22 auf, der im Wesentlichen vom Durchsatz an zu klärendem Gut 20 in der Zentrifugentrommel abhängig ist. Wird viel zu klärendes Gut 20 in die Zentrifugentrommel pro Zeiteinheit zugeführt, aber nur wenig geklärtes Gut 20 der leichten Phase pro Zeiteinheit abgeführt, so steigt der Flüssigkeitspegel 22 bzw. der zugehörige Radius wird kleiner. Wird verhältnismäßig mehr Gut 20 abgeführt, so sinkt der Flüssigkeitspegel 22. Der Flüssigkeitspegel 22 hängt dabei natürlich auch von der Menge an pro Zeiteinheit abgeführtem Gut 20 der schweren Phase aus der Zentrifugentrommel ab, was hier aber nicht weiter thematisiert werden soll. Der Flüssigkeitspegel 22 entspricht in der Regel etwa dem Radius 18, so dass die Stirnwandöffnungen 16 in radialer Richtung betrachtet von dem abströmenden Gut 20 etwa im Bereich ihrer breitesten Erstreckung durchströmt werden.
-
Vor jeder der Stirnwandöffnungen 16 ist außenseitig an der Stirnseite 10 der Zentrifugentrommel eine Auslassvorrichtung 24 angebracht. Jede Auslassvorrichtung 24 ist mit einem schalenförmigen Gehäuse 26 gestaltet, das zur zugehörigen Stirnwandöffnung 16 hin offen, nach (axial und radial) außen hin aber ansonsten im Wesentlichen geschlossen ist. Die Schalenform des Gehäuses 26 ist dabei so gestaltet, dass das Gut 20 aus dem Inneren der Zentrifugentrommel durch die Stirnwandöffnung 16 axial nach außen strömen kann, dort aber dann zunächst von dem Gehäuse 26 zurückgehalten ist. Das Gehäuse 26 ist dazu mittels zweier Schrauben 28 ortsfest und fluiddicht an der Stirnseite 10 befestigt. Im Gehäuse 26 sind dabei zwei Bohrungen für die Schrauben 28 ausgebildet. Alternativ zu diesen Bohrungen können im Gehäuse 26 auch (im Wesentlichen radial ausgerichtete) Langlöcher vorgesehen sein, mittels denen das Gehäuse 26 an der Stirnseite 10 der Zentrifugentrommel radial verstellbar angebracht werden kann.
-
In dem Gehäuse 26 befindet sich radial außen vom Flüssigkeitspegel 22 ein von einer Auslassöffnung 30 gebildeter Auslass 32, mittels dem das geklärte Gut 20 aus dem Gehäuse 26 nach außen hin in die Umgebung der Zentrifugentrommel gezielt abgeführt werden kann. Die Auslassöffnung 30 ist eine kreisrunde Durchgangsöffnung bzw. Bohrung im Gehäuse 26, deren Durchlassrichtung 34 in tangentialer Richtung und quer zur Längsachse 12 gerichtet ist. Die Auslassöffnung 30 ist auf einem Radius angeordnet, der das 1,1-fache bis 1,4-fache, insbesondere 1,2-fache bis 1,3-fache des Radius des angestrebten Flüssigkeitspegels 22 des Gutes 20 in der Zentrifugentrommel beträgt. Das Gehäuse 26 bildet dadurch zusammen mit der Auslassöffnung 30 eine Umlenkeinrichtung zum Umlenken des dort ausströmenden Gutes 20 von der Richtung der Längsachse 12 der Zentrifugentrommel in eine Richtung quer zur Längsachse 12.
-
In Strömungsrichtung vor der Auslassöffnung 30 befindet sich im Inneren des Gehäuses 26 ein gemäß den 1 bis 5 kugelförmiger Drosselkörper 36. Der Drosselkörper 36 bildet an der Auslassöffnung 30 eine verstellbare Drossel 38, mittels der der Durchlass von abströmendem, geklärtem Gut 20 durch die Auslassöffnung 30 gedrosselt werden kann. Dazu kann der Drosselkörper 36 nah bzw. näher an die Auslassöffnung 30 herangeführt oder weit bzw. weiter von dieser entfernt werden, so dass sich an der Auslassöffnung 30 ein ringförmiger Drosselspalt 40 ergibt, durch den hindurch das ausströmende Gut 20 sich hindurchbewegen muss. Je nach Breite des Drosselspalts 40 ist dessen Querschnittsfläche entsprechend größer oder kleiner und damit auch der Strömungswiderstand für das ausströmende Gut 20 kleiner bzw. größer.
-
Das Steuern der Größe der Drosselöffnung der Drossel 38 und insbesondere der Breite des Drosselspalts 40 erfolgt bei den Ausführungsbeispielen gemäß 1 bis 3 mittels eines Schwimmerkörpers 42 und eines Gewichtskörpers 44, die gemeinsam mit dem Drosselkörper 36 an einem Hebel 46 um eine Drehachse 48 drehbar bzw. schwenkbar im Inneren des Gehäuses 26 gelagert sind.
-
Die Drehachse 48 ist als ein Stift gestaltet, der innenseitig am Gehäuse 26 sich in Richtung der Längsachse 12 erstreckend ortsfest angebracht ist.
-
Der Schwimmkörper 42 ist mittels einer innen hohlen Schale 50 gebildet, welche auf dem Gut 20 am Flüssigkeitspegel 22 aufschwimmt. Die Schalenform ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 in Richtung zum Mittelpunkt der Zentrifugentrommel hin geöffnet, während sie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 in Richtung zur Trommelwand bzw. zum Teich hin geöffnet ist. Mit dieser Ausgestaltung tritt jegliches Gut 20 aus dem Inneren der Schale 50 aufgrund der Zentrifugalkraft in den Teich nach radial außen über und es kann sich kein Gut 20 in der Schale 50 sammeln. Mit steigendem Flüssigkeitspegel 22 bewegt sich der Schwimmkörper 42 nach radial innen, wodurch er den Drosselkörper 36 aufgrund der um die Drehachse 46 wirkenden Hebelverbindung von der Auslassöffnung 30 wegbewegt und einen vergrößerten Drosselspalt 40 freigibt.
-
Der Gewichtskörper 44 ist mittels einer Schraube 52 und mehreren Scheiben 54 gestaltet, die mittels der Schraube 52 am Hebel 46 ortsfest angebracht sind. Die Schraube 52 unterliegt zusammen mit den Scheiben 54 beim Betrieb der zugehörigen Vollmantelschneckenzentrifuge der Zentrifugalkraft derart, dass sie nach radial außen gedrängt werden und somit den Schwimmkörper 42 beim Öffnen der Drossel 38 unterstützen. Durch Variation der Anzahl der Scheiben 54 kann das Gewicht des Gewichtskörpers 44 verändert werden, und damit der Flüssigkeitspegel 22, bei dem sich ein Gleichgewicht an der Drossel 38 einstellt. An der Drehachse 48 ergibt sich damit ein Kräftegleichgewicht zwischen einer von dem Gewichtskörper 44 sowie der Schale 50 erzeugten Fliehkraft bzw. Zentrifugalkraft 56 und einer Auftriebskraft 58 des Schwimmkörpers 42. Diese beiden Kräfte 56 und 58 bestimmen, wie weit die Drossel 38 geöffnet oder geschlossen wird. Auf diese Weise wird erfindungemäß der jeweils optimale Durchtrittsquerschnitt an dem Drosselspalt 40 eingestellt und eine effektive Verdüsung des ausströmenden Gutes 20 auch bei unterschiedlichen Durchsätzen erzielt. An der Auslassvorrichtung 24 wird also die dortige Auslassöffnung 30 automatisch, variabel und drehzahlunabhängig angedrosselt. Dabei ist in Strömungsrichtung des Gutes 20 vor der Auslassöffnung 30 eine geschlossene Flüssigkeitssäule von Gut 20 vorhanden, die einen entsprechenden hydraulischen Druck zum Ausdüsen des Gutes 20 durch die Auslassöffnung 30 erzeugt. Dieses Ausdüsen erfolgt im Wesentlichen tangential entgegen der Drehrichtung 14 der zugehörigen Zentrifugentrommel und erzeugt damit für diese einen Rückstoß, aufgrund dessen Antriebsenergie für das Drehen der Zentrifugentrommel eingespart wird.
-
Die 4 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsformen von Auslassöffnungen 30 und zugehörigen Drosselkörpern 36. Bei der Ausführungsform gemäß 4 ist die Auslassöffnung 30 durch die zugehörige Wandung des Gehäuses 26 hindurch zylindrisch, insbesondere kreiszylindrisch gestaltet. Gemäß 5 ist die AuslassÖffnung 30 an einem zum Drosselkörper 36 gewandten Abschnitt konisch gestaltet, wobei, wie oben bereits erwähnt, jeweils der Drosselkörper 36 kugelförmig gestaltet ist. Gemäß 6 ist an einer abschnittsweise konischen Auslassöffnung 30 ein zylindrischer Drosselkörper 36 angeordnet und gemäß 7 sind sowohl die Auslassöffnung 30 als auch der Drosselkörper 36 konisch gestaltet. Mit der konischen Form der Auslassöffnung 30 bildet diese am Auslass 32 insbesondere eine Düseneinrichtung zum Bündeln des dort ausströmenden Gutes 20 zu einem Strahl. Die Ausführungsform gemäß 8 ist schließlich mit einer zylindrischen Auslassöffnung 30 und einem konischen, spitzen Drosselkörper 36 gestaltet.
-
In 9 ist das funktionale Wirkprinzip der am Hebel 46 wirkenden Zentrifugalkraft 56 sowie Auftriebskraft 58 nochmals vereinfacht veranschaulicht. 10 zeigt ein alternatives Funktionsprinzip, bei dem ein Drosselkörper 36 hydraulisch bewegt bzw. verstellt wird. Dazu ist der Drosselkörper 36 in einer ersten Kammer 60 vor der Auslassöffnung 30 im Wesentlichen tangential zur Längsachse 12 als ein Zylinder verschiebbar gelagert. Das von der Auslassöffnung 30 wegzeigende, stirnseitige Ende bzw. die Stirnseite 62 des derartigen zylindrischen Drosselkörpers 36 ist von einer zweiten, in sich geschlossenen Kammer 64 umgeben, in der sich eine ebenfalls der Zentrifugalkraft 56 ausgesetzte Flüssigkeit 65 befindet. Die zweite Kammer 64 ist zur ersten Kammer 60 hin mittels einer Trennwand 66 abschottet, die der zylinderförmige Drosselkörper 36 fluiddicht abgedichtet durchsetzt. Auf die in der zweiten Kammer 64 vorhandene Flüssigkeit 65 wirkt entsprechend die Zentrifugalkraft 56 derart, dass die Flüssigkeit 65 gegen die Stirnseite 62 des Drosselkörpers 36 gedrückt wird, um diesen in Richtung zur Auslassöffnung 30 hin zu drängen. Zugleich wirkt an der Auslassöffnung 30 die hydraulische Kraft des dort ausströmenden Gutes 20, welches ebenfalls der Zentrifugalkraft 56 unterliegt, wodurch der Drosselkörper 36 von der Auslassöffnung 30 weggedrängt und bei entsprechendem Kräfteverhältnis ein Drosselspalt 40 freigegeben wird.
-
In 11 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der der zugehörige, ebenfalls zylindrische Drosselkörper 36 auch in einer Kammer 60 vor der Auslassöffnung 30 fluiddicht mittels einer Trennwand 66 tangential verschiebbar geführt ist. Dabei wirkt auf die Stirnseite 62 des Drosselkörpers 36 nicht ein hydraulischer Druck, sondern die Kraft eines Gewichtskörpers 44. Der Gewichtskörper 44 ist dazu an der von der Auslassöffnung 30 abgewandten Seite der Trennwand 66 an dieser mittels einer Schwenkachse bzw. Drehachse 48 derart gelagert, dass die auf ihn wirkende Zentrifugalkraft 56 in tangentialer Richtung umgelenkt wird.
-
Mit den 12 und 13 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der der Drosselkörper 36 nicht in tangentialer Richtung sondern in radialer Richtung geführt ist. Der Drosselkörper 36 ragt dabei in die Auslassöffnung 30 hinein und verschließt diese teilweise. Das Verstellen des Drosselkörpers 36 erfolgt dabei ebenfalls mittels eines (hier nicht dargestellten) Schwimmkörpers 42 und gegebenenfalls eines (hier nicht dargestellten) Gewichtskörpers 44.
-
Gemäß 14 ist die Drossel 38 schließlich mit Hilfe einer Blendenanordnung 68 gestaltet, die radial außen um die Auslassöffnung 30 herum angeordnet ist. Die Blendeanordnung 68 ist mit insgesamt sechs Blendensicheln 70 gebildet, die in regelmäßigen Abständen um die Auslassöffnung 30 herum angeordnet sind und nach radial innen bzw. nach radial außen verstellbar sind, um die durchströmbare Fläche der Auslassöffnung 30 zu verkleinern bzw. zu vergrößern. Das Verstellen der Blendensicheln 70 erfolgt dabei ebenfalls mittels eines (hier nicht dargestellten) Schwimmkörpers 42 und/oder Gewichtskörpers 44.
-
In 16 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 15 zwischen dem Inneren der Zentrifugentrommel und der Kammer 60 eine Wehrplatte 72 angeordnet ist. Die Wehrplatte 72 befindet sich an der Außenseite der Stirnwand 10 und hält dort das Gut 20 derart zurück, dass nur weitestgehend geklärte bzw. reine flüssige Phase über die Wehrplatte 72 hinweg in die Kammer 60 und weiter durch die Auslassöffnung 30 strömen kann.
-
Abschließend sei angemerkt, dass sämtlichen Merkmalen, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommenen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Stirnseite einer Zentrifugentrommel
- 12
- Längsachse
- 14
- Drehrichtung
- 16
- Stirnwandöffnung
- 18
- Radius
- 20
- Gut
- 22
- Flüssigkeitspegel
- 24
- Auslassvorrichtung
- 26
- Gehäuse
- 28
- Schraube
- 30
- Auslassöffnung
- 32
- Auslass
- 34
- Durchlassrichtung der Auslassöffnung
- 36
- Drosselkörper
- 38
- Drossel
- 40
- Drosselspalt
- 42
- Schwimmkörpers
- 44
- Gewichtskörper
- 46
- Hebel
- 48
- Drehachse
- 50
- Schale
- 52
- Schraube
- 54
- Scheibe
- 56
- Zentrifugalkraft
- 58
- Auftriebskraft
- 60
- erste Kammer
- 62
- Stirnseite
- 64
- zweite Kammer
- 65
- Flüssigkeit
- 66
- Trennwand
- 68
- Blendenanordnung
- 70
- Blendensichel
- 72
- Wehrplatte
