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Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zentrifugal-Separatoren zur Realisierung eines kontinuierlichen Betriebs sind seit langem bekannt, so in einer Ausgestaltung als Düsenseparatoren aus der
JP 62 -1 276 49 A . Neben Düsenseparatoren sind solche mit Feststoffaustragsöffnungen bekannt, denen ein hydraulisch betätigbarer Kolbenschieber zugeordnet ist, mit dem die Feststoffaustragsöffnungen verschlossen und freigegeben werden können. Einen Separator ohne Feststoffaustrag in einer Ausbildung als Trenner zeigt die
US 2,017,734 . Einen Separator mit miteinander verschraubten, massiven Trommelunter- und Trommeloberteilen zeigt ferner die
US 2,286,354 .
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Aus der
WO 2014/000829 A1 ist zudem ein Separator zur Trennung eines fließfähigen Produktes in verschiedene Phasen oder zur Klärung eines Produktes bekannt, der eine drehbare Trommel mit einem Trommelunterteil und einem Trommeloberteil aufweist und ein in der Trommel angeordnetes Mittel zum Klären, wobei eines, mehrere oder sämtliche folgender Elemente aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen: das Trommelunterteil, das Trommeloberteil, das Mittel zum Klären. Derart ist es möglich, einen Teil der Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel – vorzugsweise nebst den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen – für eine Einmalverwendung auszulegen, was insbesondere in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte wie Fermentationsbrühen oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchgeführt werden muss sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht werden kann. Gerade aus hygienischer Sicht ist dieser Separator damit sehr vorteilhaft.
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Wünschenswert ist daher- und dies ist die Aufgabe der Erfindung – eine weitere Verbesserung der Betriebseigenschaften und nach einer Variante vorzugsweise auch der Handhabbarkeit der gattungsgemäßen Konstruktion.
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Die Erfindung löst diese Probleme durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des Anspruchs 26. Geschaffen wird nach Anspruch 1 ein Separator zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes, insbesondere im kontinuierlichen Betrieb, mit zumindest folgenden Merkmalen: einer drehbaren Trommel mit vertikaler Drehachse, die einen Schleuderraum aufweist und einen größten radialen Durchmesser hat, einem auf das obere Ende der Trommel aufgesetzten Abdeckringkörper, der als sich im Betrieb nicht mit der Trommel drehendes Teil ausgebildet ist, wobei zwischen der Trommel und dem Abdeckringkörper ferner wenigstens eine Dichtungsanordnung mit zwei Dichtringen angeordnet ist, und wobei zwischen den beiden Dichtringen der wenigstens einen Dichtungsanordnung eine Leckagekammer ausgebildet ist, welche eine Ableitung aufweist, wobei ein drehfest an der Trommel befestigter Abspritzring in der Leckagekammer ausgebildet oder angeordnet ist. Der Abspritzring sorgt in einfacher Weise dafür, dass Flüssigkeit zwischen den Dichtungen, bei der es sich insbesondere um Leckageflüssigkeit handelt, radial zwischen den Dichtungen in der Leckagekammer nach außen gespritzt wird, wo sie durch die Ableitung von der Trommel abgeleitet wird. Der Abspritzring verhindert insofern im Wesentlichen ein Durchfließen von Leckageflüssigkeit zur unteren Dichtung. Insofern ist es bevorzugt und zweckmäßig, wenn die Dichtungsanordnung mit dem Abspritzring eine vertikal unterste Dichtungsanordnung von mehreren vertikal übereinander ausgebildeten Dichtungsanordnungen ist.
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Es ist konstruktiv einfach, wenn der Abspritzring eine Ringscheibe ist, die an ihrem Innenumfang drehfest an der Trommel befestigt ist, so dass sie sich im Betrieb mit dieser dreht.
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Nach einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die unterste Dichtung innen an dem Abdeckringkörper drehfest angeordnet und zwischen der untersten Dichtung der Dichtungen der wenigstens einen Dichtungsanordnung oder der mehreren Dichtungsanordnungen und der Trommel ist ein Spalt ausgebildet. Derart wird eine übermäßige Wärmeentwicklung an dieser Dichtung vermieden. Mit dem Abspritzring wird ergänzend sichergestellt, dass diese Dichtung keine oder nahezu keine Leckageflüssigkeit mehr erreicht. Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn der Ringspalt eine radiale Spaltbreite von mehr als 0 mm und weniger als 5 mm aufweist. Günstig ist, wenn er eine radiale Spaltbreite zwischen 0,2 mm und 1 mm aufweist.
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Besonders geeignet ist die Erfindung für einen Separator, dessen Trommel eine Außentrommel und eine in der Außenstützvorrichtung angeordnete Innentrommel aufweist.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Separator ein sich im Betrieb nicht drehendes Gehäuse aufweist, das die Trommel aufnimmt und welches nach einer Variante wiederum vorzugsweise derart bemessen ist, dass die gesamte Trommel mit der Außentrommel und der Innentrommel innerhalb des Gehäuses angeordnet. In diesem Fall bietet es sich an, wenn der Abdeckringkörper über eine begrenzt bewegliche Einrichtung drehfest an dem Gehäuse abgestützt ist. Diese Weiterbildung, die auch als separate Erfindung – wie beansprucht in Anspruch 26 und dessen Weiterbildungen der Ansprüche 27 ff. – zu betrachten ist, stellt sicher, dass sich der Abdeckringkörper nicht mit der Trommel dreht, wobei über die begrenzt bewegliche Einrichtung eine übermäßige Wärmeentwicklung insbesondere an Dichtungen zwischen dem Abdeckringkörper und der Trommel vermieden wird.
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Nach einer Variante der vorstehend erläuterten Weiterbildung und auch separaten Erfindung weist das Gehäuse eine oder mehrere Durchführungen für Zu- und/oder Ableitungen auf, wobei diese Zu- und/oder Ableitungen die begrenzt bewegliche Einrichtung ausbilden. Bei dieser Variante ist es einfach und zweckmäßig, wenn die Zu- und/oder Ableitungen als flexible Schläuche ausgebildet sind.
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Nach einer anderen Variante der vorstehend erläuterten Weiterbildung und auch separaten Erfindung ist die begrenzt bewegliche Einrichtung hingegen als ein Stützbügel ausgebildet, der in sich begrenzt elastisch beweglich ist und/oder der an einem oder beiden Enden – also an dem Gehäuse und/oder an dem Abdeckringkörper – begrenzt beweglich angeordnet ist. Auch auf diese Weise wird eine übermäßige Wärmeentwicklung an Dichtungen des Abdeckringkörpers auf einfache Weise vermieden. Dabei ist es konstruktiv einfach, wenn der Stützbügel zwischen seinen Enden vertikal ausgerichtet ist.
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Vorzugsweise ist ferner ein Mittel zur Klärung des im Zentrifugalfeld zu verarbeitenden Produktes in der Innentrommel angeordnet. Derart wird auf einfache Weise das Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der Trommel, nochmals deutlich verbessert, da die Außenstützvorrichtung das System stabilisiert. Da diese Stützvorrichtung relativ zur Trommelwandung, welche den Trommelinnenraum begrenzt, radial außen liegt, wird die eigentliche, den Schleuderraum begrenzende Trommel „Innentrommel“ genannt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Außentrommel so ausgebildet, dass sie die Innentrommel ganz oder abschnittsweise umgibt. Besonders auf diese Art wird auf einfache Weise das Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der Trommel, deutlich verbessert, da die Außentrommel das System dynamisch und mechanisch stabilisiert. Es können sowohl Durchbiegungen des rotierenden Systems in radialer Richtung zur Drehachse D als auch die Neigung zur Unwuchtbildung deutlich verringert werden. Sowohl die Innentrommel, aber auch die Außentrommel als eine vorteilhafte Stützkonstruktion können – müssen aber nicht – relativ dünnwandig bzw. leicht ausgelegt werden. Insbesondere die vorzugsweise nach Verarbeitung einer Produktcharge zu wechselnde Innentrommel kann hierdurch sehr materialsparend gefertigt sein.
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Dennoch bleibt es möglich, die Vorteile des Materials „Kunststoff“ oder „Kunststoffverbundwerkstoff“ zu nutzen, denn es ist weiterhin möglich, einen Teil der Trommel – die Innentrommel und vorzugsweise deren Bestandteile – insbesondere mitsamt den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen – für eine Einmalverwendung auszulegen, so dass nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen und sanitären Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Dieses Austauschen gestaltet sich als deshalb besonders einfach, da die Außentrommel, welche vorzugsweise wiederverwendet wird, keiner großen Reinigung bedarf, da sie mit dem zu verarbeitenden Produkt vorzugsweise überhaupt nicht in Berührung kommt. Sie muss daher nicht bei jedem Wechsel der Innentrommel oder nur relativ kurz gereinigt und/oder desinfiziert werden.
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Zwar kann die Außentrommel die Innentrommel vollständig umgeben. Es ergibt sich aber auch bereits eine gute Stabilisierung des rotierenden Systems, wenn die Außentrommel die Innentrommel axial lediglich abschnittsweise umgibt, vorzugsweise jedenfalls über einen Teil der axialen vertikalen Länge eines konischen Abschnitts des Innentrommeloberteils. Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel noch nach oben hin ein Stück axial aus der Außentrommel vorsteht, was es vereinfacht, den Zulauf- und Ablaufbereich der Innentrommel klar von der Außentrommel zu trennen und zu beabstanden.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die Innentrommel und die Außentrommel aus verschiedenen Materialien bestehen, da derart für beide Elemente Außentrommel und Innentrommel jeweils die optimalen Materialien gewählt werden können. Bevorzugt besteht die Innentrommel aus einem wiederum vorzugsweise relativ dünnwandigen Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff, so dass sie leicht entsorgt werden kann und die wiederverwendbare Außentrommel aus Metall, insbesondere aus Stahl, so dass ihre Laufeigenschaften besonders gut optimierbar sind.
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Vorteilhaft ist daran auch, dass bei Einsatz einer metallischen Außentrommel und einer Innentrommel aus Kunststoff das Gewicht der Außentrommel das der Innentrommel deutlich übertreffen kann, so dass das Drehverhalten im Wesentlichen von der Außentrommel bestimmt wird. Vorzugsweise ist dazu das Gewicht der rotierenden Teile der metallischen Außentrommel mehr als doppelt so groß, insbesondere mehr als viermal so groß wie das Gewicht der rotierenden Teile aus Kunststoff bzw. als das Gewicht der leeren Innentrommel. Durch die Außentrommel ist es auch möglich, die Innentrommel besonders dünnwandig auszugestalten, da sie durch die Außentrommel stabilisiert wird.
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Um die Innentrommel in die Außentrommel gut und einfach einsetzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Außentrommel ein Außentrommelunterteil und ein von diesem lösbares Außentrommeloberteil aufweist. Hingegen ist es im Wesentlichen aus Fertigungsgründen vorteilhaft, wenn die Innentrommel ein Innentrommelunterteil und ein hiermit vormontierbares bzw. vormontiertes Innentrommeloberteil aufweist. Denn es ist notwendig, in der Innentrommel bei der Herstellung verschiedene Elemente wie das Mittel zum Klären, ein Zulaufrohr und dgl. zu platzieren, was durch die Trennung in Oberteil und Unterteil vereinfacht wird.
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Besonders einfach ist die Montage der Innentrommel in der Außentrommel, wenn das Außentrommeloberteil nach Art eines Ringes ausgebildet ist, der mit dem Außentrommelunterteil verschraubt ist und der axial nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass das Innentrommeloberteil axial aus ihm vorsteht. Das Außentrommelunterteil und das Außentrommeloberteil können auch auf andere Weise verbunden sein. Eine vorteilhafte Variante ist eine Verbindung mit Schraubbolzen. Denkbar ist auch ein Bajonett als Verbindungsmittel. Vorteilhaft ist schließlich, das Außentrommeloberteil und das Außentrommelunterteil mit einem Verschlussring miteinander zu verbinden bzw. relativ zueinander zu fixieren. Dazu wird vorzugsweise ein unterer Rand des Außentrommeloberteils in das Außentrommelunterteil eingesetzt, wo er auf einem Bund aufliegen kann. Sodann wird ein Ring mit Außengewinde von oben in ein Innengewinde des Außentrommelunterteils eingeschraubt, welcher das Außentrommeloberteil am Außentrommelunterteil fixiert.
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Um eine sichere Rotation möglichst ohne Schlupf zwischen der Innentrommel und der Außentrommel zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel und die Außentrommel kraft- und/oder formschlüssig drehfest miteinander verbunden sind.
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Aus Gründen der Hygiene ist es ferner vorteilhaft, wenn ein Zulaufsystem und ein Ablaufsystem der Trommel ausschließlich an der Innentrommel ausgebildet sind, so dass die Außentrommel im Betrieb nicht mit dem zu verarbeitenden Produkt in Berührung kommt. Vorzugsweise werden das Zulaufsystem und das Ablaufsystem in abgedichteter Bauart an der Innentrommel ausgebildet.
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In weiterer Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn das Zulaufsystem und das Ablaufsystem den Abdeckringkörper aufweisen, der als im Betrieb sich nicht mit der Trommel drehendes Teil ausgebildet ist und wenn das Zulaufsystem ferner ein Zulaufrohr aufweist, das als sich mit der Trommel rotierendes Element ausgebildet ist. Hierdurch wird der Übergang des Produktes in das rotierende System bereits am Einlauf des Zulaufrohres realisiert, was den Aufbau der Innentrommel vereinfacht.
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Insgesamt ist es aus Handhabungsgründen besonders vorteilhaft, wenn die gesamte Innentrommel nebst dem Zu- und Ablaufsystem als wechselbares vormontiertes Modul aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff ausgelegt ist. Es ist auch denkbar, begrenzt lokal weitere Verstärkungen, z.B. aus Metall oder Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material, vorzusehen
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Dabei soll das Außentrommel-Oberteil vorzugsweise eine so große zentrische Öffnung aufweisen, dass es von oben über den Abdeckringkörper mit seinen Zu- und Ableitungsstutzen und ggf. daran angebrachten Schläuchen steckbar ist, die nach der Montage lediglich noch angeschlossen werden müssen. Derart ist die Montage der Innentrommel nach dem Abnehmen des Außentrommel-Oberteils besonders einfach und schnell realisierbar.
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Das Mittel zum Klären eines zu verarbeitenden Produktes von einer pro Volumenanteil mehr Feststoffe enthaltende Phase als die andere Phase ist vorzugsweise wiederum ein Trenntellerpaket aus konischen Trenntellern aus Kunststoff, kann aber beispielweise auch ein einstückiger Klär-/Abscheideeinsatz aus Kunststoff nach Art der
DE 10 2008 052 630 A1 sein oder ein anderes Mittel zum Klären eines Produktes von Feststoffpartikeln wie ein Rippenkörper mit radialen Rippen oder dgl. Vorzugsweise wird die Separatortrommel dazu genutzt ein Produkt weiter aufzukonzentrieren, d.h., es wird mit dem Mittel zum Klären eine pro Volumeneinheit mehr Feststoffanteil enthaltende, aber vorzugsweise noch gerade fließfähige Phase von einer weniger Feststoffe enthaltenen Phase getrennt. Der Begriff „Mittel zum Klären“ ist sofern relativ auszulegen. Er bezieht sich auch auf diese Anwendung, wobei hier das Mittel zum Klären dazu dient, das Produkt weiter aufzukonzentrieren bzw. eine aufkonzentrierte Phase zu gewinnen.
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Insgesamt bestehen auch mit dem Konzept der Innentrommel ein Teil der und vorzugweise sogar sämtliche der produktberührenden Bereiche des rotierenden Systems aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff, insbesondere das Innentrommelunterteil und das Innentrommeloberteil und das Tellerpaket. Besonders bevorzugt bestehen ferner das Zulaufsystem und das Ablaufsystem aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn sämtliche sich im Betrieb drehenden Teile der Innentrommel und die Teile ihres sich nicht im Betrieb drehenden Zu- und Ablaufsystems – soweit sie mit Produkt in Berührung kommen – aus Kunststoff bestehen- und wenn insgesamt – außer ggf. vorzusehenden Dichtungen – von der Anzahl her auch nur wenige Teile, z.B. Kunststoff-Spritzgußteile, vorgesehen sind. Vorzugsweise sind dies das Innentrommel-Unterteil, das Innentrommel-Oberteil, der Verteiler, das Abscheidemittel (vorzugsweise der Tellereinsatz zum Abscheiden von Feststoffen), ein Scheideteller und der Ableiter. Daneben gibt es noch die Dichteinrichtungen mit den Dichtringen. Auf diese Weise wird eine funktionsfähige Zentrifugentrommel aus Kunststoff geschaffen, die aus nur sehr wenigen Bestandteilen besteht, was ihre Herstellung und ihre Montage besonders einfach macht. Die Elemente Scheideteller und Innentrommel-Oberteil könnten auch einstückig ausgebildet sein. In diesem Fall würde das Trommeloberteil direkt mit einem oder mehreren Kanälen versehen, durch welche wie an einem Scheideteller bzw. ähnlich dazu eine oder mehrere Phasen aus einem Bereich größeren Durchmessers in der Trommel zu deren Spitze bis zu einer Ableitung aus dem rotierenden System fließen können. Der Abspritzring wird vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff gefertigt.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn das Innentrommel-Unterteil und das Innentrommel-Oberteil bei der Erstmontage unlösbar miteinander verbunden werden, um zu verhindern, dass versucht wird, sie zu demontieren und ggf. nach einer unzureichenden Reinigung wiederzuverwenden. Stattdessen wird die Innentrommel vollständig entsorgt oder recycelt. Hieran ist auch vorteilhaft, dass die Sterilität gewährleistet ist. Die Auslegung ist vorzugsweise derart, dass vor dem Einbau und nach dem Ausbau keine Luft von außen in die Innentrommel eindringen kann.
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Mit dem Konzept der Innentrommel ist es wie bei der
WO 2014/000829 A1 weiterhin möglich, einen Teil der Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel – vorzugsweise nebst den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen – für eine Einmalverwendung auszulegen, was insbesondere in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte wie Fermentationsbrühen oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Mit einer Reinigung verbundene hygienische Probleme werden hierdurch auf einfache Weise ausgeschlossen. Die produktberührenden Teile können ganz entsorgt oder recycelt werden. Die Entsorgung ist insbesondere auch bei gefährlichen Stoffen von Interesse. Es ist wiederum auch denkbar, bei einem Klärvorgang eines Produktes in erster Linie eine Aufkonzentration eines zu verarbeitenden Produktes durchzuführen und die Innentrommel nach der Verarbeitung einer Charge einzuschmelzen oder beispielweise in einer Säure oder dgl. aufzulösen, um den schweren Stoff als Rückstand dieses Vorgangs zu gewinnen. Durch den Einsatz von vorzugsweise dünnwandigen Kunststoffteilen können zudem die Herstellkosten relativ gering gehalten werden.
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Es ist dabei wiederum vorteilhaft sowie besonders hygienisch, wenn die gesamte Trommel, insbesondere auch ihr Zulaufsystem und ihr Ablaufsystem, in abgedichteter Bauart ausgebildet ist/sind.
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Vorzugsweise wird als Kunststoff ein recyclingfähiger Kunststoff verwendet, insbesondere PE (Polyethylen), PP (Polypropylen) oder TK-PEEK (insbesondere teilkristallines) Polyethereretherketon. Denkbar sind ferner u.a. (und dies ist keine abschließende Aufzählung) die Materialien PC (Polycarbonat), MABS (Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PSU (Polysulfon).
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Die aus Kunststoff gefertigten Teile können in einem Spritzgießverfahren hergestellt werden und ggf. nachbearbeitet werden, z.B. mit Bohrungen und dgl. versehen werden, wo es notwendig ist. Es ist aber auch denkbar, sie mit einem anderen Verfahren, beispielsweise einem 3D-Druckverfahren, herzustellen.
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Schrauben und dgl. können auch aus Kunststoff bestehen, sie können aber, insbesondere wenn sie bei der Verarbeitung nicht vom Produkt berührt werden, auch aus einem anderen Material gefertigt sein.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
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1 in a) eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Separators mit geschnitten dargestelltem Gehäuse und geschnitten dargestellter Trommel und in b) eine Ausschnittsvergrößerung aus a).
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2 in a) eine Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Separators mit nicht geschnitten dargestelltem Gehäuse und geschnitten dargestellter Trommel und in b) eine Ausschnittsvergrößerung aus a).
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3 in a) eine Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Separators mit geschnitten dargestelltem Gehäuse und geschnitten dargestellter Trommel und in b) eine Ausschnittsvergrößerung aus a).
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1 zeigt einen Schnitt durch den Bereich eines Gehäuses 1 und einer Trommel 2 eines erfindungsgemäßen Separators, mit dem ein flüssiges Produkt im Zentrifugalfeld in zwei Phasen getrennt werden kann. Die Trommel 2 weist eine vertikale Drehachse D auf. Nachfolgend verwendete Begriffe wie „oben“ oder „unten“ beziehen sich auf die Orientierung von Elementen des Separators in Bezug auf diese vertikale Drehachse.
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Das Gehäuse 1 weist ein Grundteil 3 auf und eine obere Abdeckung 4. Diese beiden Elemente sind hier an einer oder mehreren Schrauben 5 miteinander verbunden, welche Bohrungen in übereinander liegenden Flanschen 6, 7 des Grundteils 3 und der Abdeckung 4 durchsetzen. Das Gehäuse 1 ist wiederum an einem (Maschinen)Gestell 8 abgestützt, vorzugsweise im Bereich der Flansche 6 und 7. Die Abdeckung 4 kann einteilig ausgebildet sein. Hier besteht sie aber vorteilhaft aus zwei miteinander an Schrauben 4c verbundenen Abschnitten 4a und 4b. Die Teilung der Abdeckung 4 erleichtert die Handhabung bzw. einen Wechsel der Innentrommel 12. Der eine Abschnitt 4a ist hier als eine Art Mantel beabstandet zur Trommel 2 ausgebildet und der andere Abschnitt 4b als eine Art Deckelteil des Gehäuses 1.
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Das Grundteil 3 weist eine (hier nicht abgebildete) Durchführung auf, die von einer drehbaren Antriebsspindel 9 durchsetzt ist, die ein vertikal oberes konisches Ende 10 aufweist. Vorzugsweise ist direkt unterhalb des Bodens 3 ein Antriebsmotor angeordnet (hier jeweils nicht dargestellt). Dieser Antriebsmotor dient zum Antrieb der Antriebsspindel 9. Alternative Ausgestaltungen sind denkbar, z.B. eine solche, bei der die Antriebsspindel 9 mit einem Antriebsriemen oder dgl. angetrieben wird. Auf das vertikal obere Ende 10 der Antriebsspindel 9 ist wiederum die Trommel 2 relativ zur Antriebspindel 9 unverdrehbar aufgesetzt, so dass sie von der Antriebsspindel 9 und dem Antriebsmotor in Drehung versetzt werden kann. Die Antriebsspindel 9 ist drehbar gelagert. Diese Lagerung kann durch Lager des Antriebsmotors erfolgen oder durch eine oder mehrere Lager, insbesondere Wälzlager. Diese sind hier nicht zu erkennen und bei der abgebildeten Konstruktion jedenfalls unterhalb der Trommel ausgebildet.
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Nachfolgend sei nunmehr näher der Aufbau der Trommel 2 erläutert. Die Trommel 2 weist eine Außentrommel 11, die auch als Außentrommelabschnitt ausgebildet sein kann- und eine Innentrommel 12 auf. Die Innentrommel 12 ist wechselbar in die Außentrommel 11 eingesetzt.
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Vorzugsweise bestehen der Außentrommelabschnitt bzw. die Außentrommel 11 und die Innentrommel 12 aus verschiedenen Materialien. Besonders bevorzugt besteht die Außentrommel 11 aus Metall, insbesondere aus Stahl, und die Innentrommel 12 besteht vorzugsweise ganz oder zumindest teilweise aus einem Kunststoff- oder einem Kunststoffverbundwerkstoff.
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Die Außentrommel 11 dient dabei als Art Halterung, in welche die Innentrommel 12 eingesetzt ist und welche die Innentrommel 12 in vertikaler bzw. axialer Richtung wenigstens abschnittsweise vollumfänglich umgibt bzw. einfasst. Besonders bevorzugt sind die Außentrommel 11 und die Innentrommel 12 drehfest miteinander verbunden. Dies kann insbesondere durch einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen der Außentrommel 11 und der Innentrommel 12 realisiert werden.
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Die Außentrommel 11 weist ein Außentrommelunterteil 13 auf, das im Wesentlichen wie das Trommelunterteil bekannter Separatoren ohne eine Innentrommel ausgebildet sein kann bzw. hier ist. Das Außentrommelunterteil 13 ist drehfest auf die Antriebsspindel 9 aufgesetzt und weist vorzugsweise innen eine einfach oder hier besonders bevorzugt doppeltkonische Innenform auf. Die Außentrommel 11 weist ferner vorzugsweise ein Außentrommeloberteil 14 auf. Vorzugsweise weisen das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil 14 korrespondierende Gewinde 15 auf, in deren Bereich sie direkt miteinander verschraubt sind. Hier ist das Gewinde des Außentrommelunterteils 13 als Innengewinde und das des Außentrommeloberteils 14 als korrespondierendes Außengewinde ausgebildet. Im Bereich des Gewindes weist die doppeltkonische Trommel 2 ihren größten Durchmesser auf.
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Das Außentrommeloberteil 14 ist ebenfalls konisch ausgebildet. Es ist als Ring ausgebildet, der unten drehfest mit dem Außentrommelunterteil 13 verbunden (vorzugsweise in dieses eingeschraubt) ist und der nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass die Innentrommel 12 vertikal bzw. axial nach oben hin aus dem Außentrommeloberteil 14 vorsteht.
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Da das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil 14 vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, bestehen und vorzugsweise wenigstens das Trommelunterteil wie das einer Separatortrommel ohne Innentrommel 12 ausgebildet ist, können sie weitgehend die Laufruhe und Stabilität und Sicherheit wie eine Separatortrommel aus Metall bieten.
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Da die Außentrommel
11 die Innentrommel
12 abschnittsweise oder ganz außen umgibt, stabilisiert die Außentrommel die Innentrommel. Insbesondere trägt die Außentrommel
11 vorteilhaft dazu bei, die Laufeigenschaften der gesamten Trommel
2 im Betrieb bei hoher Drehzahl zu optimieren. Zudem kann die Wandstärke der Innentrommel
12 auch sehr viel dünner gewählt werden als die einer allein aus Kunststoff bestehenden Separatortrommel ohne Außentrommel
11, wie in der
WO 2014/000829 A1 vorgeschlagen.
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Die Innentrommel 12 begrenzt dagegen nach außen hin den eigentlichen Separier- bzw. Schleuderraum zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes. Die Innentrommel 12 ist bzgl. ihrer Formgebung derart ausgestaltet, dass sie vorzugsweise weitgehend formschlüssig unmittelbar am Innenumfang der Außentrommel anliegt.
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Die Innentrommel 12 weist ein Innentrommelunterteil 16 und ein Innentrommeloberteil 17 auf. Vorzugsweise sind das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17 jeweils konisch ausgebildet, so dass ein doppelt konischer Körper ausgebildet wird. Die Teile 16 und 17 bestehen aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff und sind miteinander flüssigkeitsdicht verbunden, insbesondere in oberen (Innentrommelunterteil 16) und unteren (Innentrommeloberteil 17) Flanschbereichen 18, 19.
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Vorzugsweise ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Innentrommelunterteil 16 und dem Innentrommeloberteil 17 und ggf. weiteren Elementen der Innentrommel 12 vorgesehen, die beispielsweise durch ein Verschmelzen aber auch durch ein Verkleben erreicht werden kann. Es sind aber auch andere Arten der Verbindung denkbar, so ein Bajonettverschluss zwischen den zu verbindenden Elementen Innentrommelunterteil 16 und Innentrommeloberteil 17 oder eine Rastverbindung (hier jeweils nicht dargestellt).
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An einen hier inneren Abschnitt 20 des Innentrommelunterteils 16 schließt sich axial nach oben hin als separates Teil oder als einstückig mit dem Innentrommelunterteil 16 verbundener, die Drehachse D koaxial umgebender Verteiler 21 an, der zum Einleiten des Schleudergutes in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum 25 und zur Beschleunigung des Schleudergutes in Umfangsrichtung bei Drehungen der Trommel 2 ausgebildet ist.
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Der Verteiler 21 weist einen zentrischen Bereich 22 auf1, zu dem ein Zulaufrohr 23 führt. Hier ist das Zulaufrohr 23 direkt axial nach oben hin an den Verteiler 21 angeformt bzw. direkt mit diesem einstückig ausgebildet. Das Zulaufrohr 23 und der Verteiler 21 bilden ein vorzugsweise vorteilhaft gegen die Umgebung abgedichtet ausgelegtes Zulaufsystem. Das Zulaufrohr 23 steht vorzugweise nach oben hin aus dem Innentrommeloberteil 17 axial nach oben vor und dreht sich im Betrieb mit der Trommel 2.
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Der Verteiler 21 mündet am unteren Ende in einen oder mehrere Verteilerkanäle 24, die schräg zur Drehachse ausgebildet sind und hier ebenfalls schräg in den eigentlichen Schleuderraum 25 münden.
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Im Schleuderraum 25 sind Abscheidemittel bzw. Mittel zur Klärung wie insbesondere ein einteiliges oder vorzugsweise mehrteiliges Tellerpaket 26 angeordnet, das als ein Stapel aus axial beabstandeten Trenntellern ausgebildet ist, welche eine konische Grundform aufweisen und welche vorzugsweise verdrehsicher auf den Verteiler 21 oder das Zulaufrohr 23 aufgesetzt sind. Die Abscheidemittel zur Klärung könnten auch in andere Form ausgebildet sein, so als Rippenkörper mit radialen oder bogenförmigen Rippen. Die Trennteller weisen hier gleiche oder verschiedene Radien auf.
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Der Verteiler
21 kann auch einstückig mit dem Mittel zur Klärung ausgebildet sein, wenn dies als Kläreinsatz aus Kunststoff mit Klärkammern nach Art der
DE 10 2008 052 630 A1 ausgebildet ist. Ein in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum
25 eingeleitetes Produkt wird in der Trommel
2 in verschiedene, vorzugsweise zwei, Produktphasen unterschiedlicher Dichte getrennt.
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Zur Ableitung der verschiedenen Produktphasen aus der Trommel 2 dient ein Ablaufsystem mit zwei oder mehr Ablaufbereichen. So fließt eine leichtere Flüssigkeitsphase aus dem Tellerpaket 26 radial nach innen und wird dort (siehe 1a und b) in einem Kanal 27 außen am Verteiler 21 axial nach oben in einen Ringkanal 28 (1b) geleitet, der zwischen dem Außenumfang des Zulaufrohrs 23 und einem Rohrstück 29 größeren Durchmessers ausgebildet ist, welches ebenfalls von oben in das Innentrommeloberteil 17 ragt.
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Unten ist an dieses Rohrstück 29 ein konischer Teller angesetzt, insbesondere angeklebt, oder angeformt, der nach Art eines oberen Scheidetellers 30 oberhalb des Trenntellerpaktes angeordnet ist, wobei er zum Trommeloberteil beabstandet ist, so dass zwischen dem Trommeloberteil und dem Scheideteller ein Spalt ausgebildet ist. Am unteren Ende (1a) ist hier ein flanschartiger Umfangsrand 31 zwischen die Flanschbereiche 18, und 19 des Innentrommelunterteils 16 und des Innentrommeloberteils 17 gesetzt und dort vorzugsweise fest mit diesen verklebt, was die Anordnung des Scheidetellers 30 stabilisiert und auch der gesamten Konstruktion zusätzliche Festigkeit verleiht.
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Eine schwerere Flüssigkeitsphase (oder eine noch gerade ableitbare, insbesondere gerade noch etwas fließfähige Feststoffphase) wird vom Bereich des größten Innenumfangs des Trommelinnenraums durch eine oder mehrere Bohrungen 32 im radial äußeren Bereich des Scheidetellers in den als Kanal fungierenden Spalt 33 zwischen dem Innentrommeloberteil 17 und dem Scheideteller 30 geleitet, und zwar vorzugsweise bis in einen zweiten Ringkanal 34 – oder in einen oder mehrere Kanäle, die vorzugsweise durch Rippen beabstandet sind, – zwischen dem das Zulaufrohr umgebenden Rohrstück 29 und einem axialen Rohransatz 17a des Innentrommeloberteils 17 (1a und 1b).
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Die schwerere und die leichtere Flüssigkeitsphase fließen aus den Ringkanälen 28, 34 nach oben hin jeweils in axial übereinander angeordnete Ringräume 35, 36 in einem Abdeckringkörper 37, der nicht drehbar (in noch näher zu erläuternder Weise) an einem Widerlager abgestützt oder befestigt ist (siehe auch 1b, 3a, 3b). Vorteilhaft ist, dass derart auf radial aus der Trommel führende Düsen oder dgl. zur Feststoffableitung verzichtet wird, so dass kein Kontakt zwischen dem Inneren der (Innen-)Trommel 2 und der Trommelumgebung im Behältnis bzw. Gehäuse 1 gegeben ist.
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Der Abdeckringkörper 37 ist vorzugsweise – siehe auch 1b – gestuft ausgebildet und weist in seinem vertikal obersten Bereich einen Anschlussstutzen 38 als Anschlussmöglichkeit für eine Zulaufleitung 62 auf. Ausgehend von dem Anschlussstutzen 38 weitet sich der Abdeckringkörper 37 stufenweise auf. Der innen hohle Anschlussstutzen 38 mündet in einen axial obersten Ringraum 39 am Innenumfang des Abdeckringkörpers 37, in welchen sich axial von unten das obere Ende des Zulaufrohrs 23 erstreckt, welches sich im Betrieb der Zentrifuge mit der Trommel dreht und welches zwar in den Ringraum 39 mündet, aber an jeder Stelle des Ringraumes 39 zum Abdeckringkörper 37 beabstandet liegt. Derart erfolgt in einfacher Weise die Überleitung des zulaufenden und zu verarbeitenden Schleudergutes in das rotierende System. Nach unten hin wird jeder der Ringräume 39, 35, 36 vorzugsweise jeweils von jeweils einer Dichtungsanordnung 40, 41, 42 aus einem oder mehreren (hier zwei, dann axial beabstandeten) Dichtringen 40a, 40b; 41a, 41b und 42a, 42b begrenzt, die zwischen der Innenwand und der Außenwand des korrespondierenden Ringraums angeordnet sind.
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Unterhalb der obersten Dichtanordnung 40 zwischen dem Zulaufrohr 23 und dem Abdeckringkörper 37 weitet sich der Abdeckringkörper 37 an einer nächsten Stufung weiter auf. Zwischen dem Zulaufrohr 23 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist hier unterhalb der obersten Dichtungsanordnung 40 und oberhalb der mittleren Dichtungsanordnung 41 der mittlere Ringraum 36 zwischen dem Außenumfang des Zulaufrohrs 23 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ausgebildet. Dieser dient zur Ableitung der leichten Flüssigkeitsphase. Dazu kann ein Anschlussstutzen 43 am Abdeckringkörper 37 ausgebildet sein, der sich vorzugsweise radial oder schräg vom übrigen Abdeckringkörper 37 weg erstreckt. An den Anschlussstutzen 43 ist eine Ableitung 44 angeschlossen (die hier ein Schlauch ist).
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Das Rohrende des Rohrstücks 29, welches sich hier in bevorzugter Ausgestaltung axial nach oben hin an den Scheideteller 30 anschließt, mündet von unten her in diesen Ringraum 36. Zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist die mittlere Dichtungsanordnung 41 angeordnet.
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Unterhalb der mittleren Dichtanordnung 41 weitet sich der Abdeckringkörper 37 an einer nächsten Stufung wiederum weiter auf. Zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist hier unterhalb der mittleren Dichtungsanordnung 41 und oberhalb der unteren Dichtungsanordnung 42 der Ringraum 35 zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ausgebildet. Dieser untere Ringraum 35 dient zur Ableitung einer relativ zur leichteren schwereren Flüssigkeitsphase aus dem rotierenden System. Dazu kann ein weiterer Anschlussstutzen 45 am Abdeckringkörper 37 ausgebildet sein, der sich (hier schräg) vorzugsweise radial vom übrigen Abdeckringkörper 37 weg erstreckt. An den Anschlussstutzen 45 ist eine Ableitung 46 (die hier wiederum ein Schlauch ist) angeschlossen. Zwischen dem Außenumfang des vertikal oberen Rohransatzes 17a des Innentrommeloberteils 17 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist die untere Dichtungsanordnung 42 angeordnet.
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Jeweils zwischen den beiden Dichtungen 40a, 40b; 41a, 41b; 42a, 42b einer oder mehrerer der Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 kann eine bzw. können jeweils Leckagekammern 47, 48, 49 ausgebildet sein, aus welchen Leckagefluid durch Anschlüsse, insbesondere Anschlussstutzen 50, 51, 52 aus dem rotierenden System strömen kann, wobei an die Anschlussstutzen 50, 51, 52 wiederum Leitungen 54, 55, 56 und dann ggf. Leckagebehälter (hier nicht dargestellt) angeschlossen werden).
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Es ist insbesondere auch denkbar, dass nur zwischen den beiden Dichtringen 42a, 42b der untersten Dichtungsanordnung 42 eine solche Leckagekammer 49 ausgebildet ist, die dann den Anschluss (Anschlusstutzen 52) aufweist. Dies ist möglich, da Leckageflüssigkeit in diesem Fall jedenfalls aus dieser einzigen Leckagekammer 49 abgeleitet wird.
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Es ist vorteilhaft, wenn zur Sicherung einer guten Ableitung der Leckageflüssigkeit aus der Leckagekammer 49 in der Leckagekammer 49 ein Abspritzring 53 ausgebildet ist. Dieser besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Er kann aber auch aus einem anderen Material bestehen. Der Abspritzring 53 ist zwischen der oberen Dichtung 42a und der unteren Dichtung 42b der untersten Dichtungsanordnung ausgebildet, insbesondere angeordnet. Der Abspritzring 53 ist vorzugsweise eine Ringscheibe, die an ihrem Innenumfang drehfest an dem Innentrommeloberteil 17, insbesondere mit dessen rohrförmigen Ansatz 17a befestigt ist, so dass sie sich im Betrieb mit diesem dreht.
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Leckageflüssigkeit, die von oben gegen den Abspritzring 53 fließt, wird in der Leckagekammer 49 von dem Abspritzring 53 radial nach außen geschleudert und fließt sodann durch den Anschlussstutzen 52 dieser Leckagekammer ab.
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An den oder die Anschlusstutzen 50, 51, 52 ist/sind vorzugsweise jeweils eine der Leitungen 54, 55, 56 angesetzt, insbesondere als Schlauch oder dgl. angeklebt, um die Leckageflüssigkeit in hier nicht weiter dargestellter Weise abzuleiten.
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Mit dem Abspritzring 53 wird auf einfache Weise sichergestellt, dass keine Leckageflüssigkeit zum untersten Dichtring 42b gelangen kann.
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Als Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 sind vorzugsweise jeweils die jeweils zwei Dichtringe 40a, b, 41a, b, 42a, b insbesondere nach Art von Gleitringdichtungen vorgesehen.
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Nach 3a und 3b sind als Abwandlung der Trommelkonstruktion gegenüber 1a und 1b vorgesehen, dass der unterste Dichtring 42 b derart ausgebildet ist, das er nach innen hin zum radial innen liegenden rotierenden Teil ein Ringspalt 57 ausgebildet ist. Er weist vorzugsweise eine größere Spaltbreite auf als an ein ggf. noch vorhandener minimaler Restspalt an den übrigen Dichtringen 40a bis 42a zu rotierenden Elementen der Trommel/an der Trommel 2.
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Der Ringspalt 57 weist vorzugsweise rundum eine radiale Erstreckung bzw. Spaltbreite von mehr als 0 mm und weniger als 5 mm auf. Vorzugsweise beträgt die Spaltbreite zwischen 0, 2 mm und 1mm. Durch diese Spaltbreite des Ringspaltes 57 wird sichergestellt – da der unterste Dichtring 42b mit dem im Betrieb sich nicht drehenden Abdeckringkörper 37 drehfest verbunden ist und da zur Innentrommel 17 hin eben der Ringspalt 57 ausgebildet ist – dass am untersten Dichtring 42b keine problematische Wärmeentwicklung durch Kontakt mit rotierenden Teilen der Trommel (insbesondere hier: Innentrommeloberteil 17 bzw. axialer Rohransatz 17a, Rohrstück 29, Zulaufrohr 23) auftreten kann.
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Nach den Varianten der 1 und 2 (zu erkennen in 1a und b) ist vorgesehen, dass der Abdeckringkörper 37 an seinem axial unteren Ende einen radialen Ringabschnitt 58 aufweist, der sich ein wenig radial nach innen hin erstreckt, so dass der unterste Dichtring 42b radial nach unten auf diesem Ringabschnitt 58 aufliegen kann. Der Ringabschnitt 58 kann auch als Teil eines Clips ausgebildet sein, der an den Abdeckringkörper 37 angesetzt, insbesondere angerastet, ist. Nach 1 und 2 ist der Abdeckringkörper 37 nach unten hin von dem Ringabschnitt 58 abgeschlossen.
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Nach 1a und 2a sind das Gehäuse 1 und insbesondere dessen obere Abdeckung 4 derart bemessen, dass die gesamte Trommel 2 mit der Außentrommel 11 und der Innentrommel 12 innerhalb des Gehäuses 1 (unter der Abdeckung 4) angeordnet sind. Das Gehäuse 1, insbesondere die Abdeckung 4, weist lediglich an hier nicht dargestellten Stellen ggf. eine oder mehrere Durchführungen für Zu- und Ableitungen auf, so beispielsweise für die Schläuche 44, 46, 62, 54, 55, 56. Das Grundteil 3 kann ferner die beschriebene Durchführung für die Antriebsspindel 9 aufweisen.
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Die Abdeckung 4 der 1a ist wiederum in sich geteilt ausgebildet. Sie weist hier den oberen (Deckel-)Abschnitt 4a auf, der auf (Mantel-)Abschnitt 4b befestigt ist, beispielsweise wiederum mittels der Schrauben 4c. Diese Konstruktion ist sehr einfach, denn die gesamte Trommel ist einfach und hygienisch innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet und kann dort frei drehen und Präzessionsbewegungen durchführen, die der Abdeckringkörper 37 mitvollziehen kann.
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Damit sich der Abdeckringkörper 37 nicht mit der Trommel 2 mitdreht, ist es vorteilhaft, wenn eine Abstützeinrichtung vorgesehen ist, welche den Abdeckringkörper 37 im Wesentlichen drehfest am Gehäuse 1 abstützt.
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Diese Abstützeinrichtung soll in sich begrenzt beweglich sein oder relativ zu der Trommel 2 und/oder dem Gehäuse 1 begrenzt beweglich sein. Es ist damit zwar eine kleine Relativbewegung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Abdeckringkörper 37 denkbar. Dennoch dreht der Abdeckringkörper – ggf. nach Überstreichen eines geringen Winkels der aus der begrenzten Beweglichkeit resultiert – nicht mit der Trommel 2 mit.
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In einfachster Ausgestaltung kann die Abstützeinrichtung aus der einen oder den mehreren Ableitungen, insbesondere Schläuchen/Ableitungen/Leitungen 44, 46, 54, 55, 56, 62 gebildet werden, der oder die dann entsprechend so steif ausgebildet werden, dass sie die Abstützung an der oder den Durchführungen des Gehäuses 1 gewährleisten können (nicht dargestellt) und dass andererseits Präzessionsbewegungen der Trommel 1 möglichst wenig oder gar nicht behindert werden.
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Nach 2a und b wird die Abstützeinrichtung ergänzend oder alternativ durch eine Art Stützbügel 60 gebildet. Dieser Stützbügel 60 verbindet den Abdeckringkörper 37 und das Gehäuse 1, hier die Abdeckung 4, miteinander. Nach einer vorteilhaften Variante erstreckt sich der Stützbügel 60 vorzugsweise vertikal und liegt parallel zur Drehachse D. Vorzugsweise ist der Stützbügel 60 in sich begrenzt elastisch beweglich. Er kann auch an einem oder beiden Enden – also an der Abdeckung 4 und an dem Abdeckringkörper 37 – begrenzt beweglich angeordnet sein, derart, dass er einerseits ein Mitdrehen des Abdeckringkörpers 37 mit der Trommel 2 verhindert und andererseits dennoch zulässt, dass der Abdeckringkörper 37 Präzessionsbewegungen der Trommel 2 mitvollziehen kann. Es ist z.B. vorteilhaft, wenn der Stützbügel im Wesentlichen zwischen seinen Enden vertikal verläuft. Hierdurch wird die Wärmeentwicklung an den Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 – insbesondere nach Art der 1b oder 2b – gering gehalten, da nur wenig Relativbewegungen zwischen diesen Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 und dem Abdeckringkörper 37 in radialer Richtung auftreten können.
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Nach 3a und 3b endet das Abdeckringgehäuse 37 radial unten an dem Gehäuse 1, insbesondere an einem inneren radialen Randbereich 61 einer vorzugsweise ringförmigen Öffnung 59 der Abdeckung 4, hier des Abschnitts 4b. Dort liegt auch der untere Dichtring 42b auf, an dem der Spalt radial innen zur Trommel hin ausgebildet ist. Die Abdeckung 4 ist vertikal entsprechend kürzer gestaltet. Die Abdeckung 4 besteht auch hier vorteilhaft aus zwei miteinander an Schrauben 4c verbundenen Abschnitten 4a und 4b. Die Teilung der Abdeckung 4 erleichtert die Handhabung bzw. einen Wechsel der Innentrommel 12. Ein oberer Bereich an der Trommel 2 durchsetzt die Öffnung 59, so dass der Abdeckringkörper 37 im Wesentlichen oder sogar vorzugsweise vollständig vertikal oberhalb der Abdeckung 4 liegt.
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Um die Innentrommel 12 und die Außentrommel 11 auf einfache Weise drehfest aber lösbar im Stillstand miteinander zu verbinden, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Innentrommel 12 form- und/oder kraftschlüssig mit der Außentrommel 11 verbunden ist. Eine kraftschlüssige Verbindung kann einfach dadurch realisiert werden, dass sich die Flanschbereiche 18 und 19 sowie der Außenrand 31 des Scheidetellers 30 bis in den Verschraubungsbereich zwischen dem Außentrommelunterteil 13 und dem Außentrommeloberteil 14 erstrecken, wo sie jeweils an Stufungen dieser Teile anliegen und beim Verschrauben des Trommeloberteils im Trommelunterteils zwischen diesen schraubend eingespannt werden (1a). Ergänzend können Formschlussmittel wie Rippen 63 am Außenumfang der Innentrommel und entsprechende Nuten am Innenumfang der Außentrommel 11 vorgesehen sein, welche ineinander greifen und derart die beiden Elemente Innentrommel 12 und Außentrommel 11 drehfest verbinden. Im Betrieb wird sich zudem die Innentrommel 12 sich radial aufweitend an den Innenumfang der Außentrommel 11 legen, was die Drehmomentübertragung und rotierende Mitnahme der Innentrommel 12 durch die angetriebene Außentrommel 11 verbessert. Alternativ wäre es auch denkbar, die Teile der Außentrommel auf andere Weise miteinander lösbar zu verbinden, so mit Schraubbolzen oder dgl. oder mittels eines Bajonettes.
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Derart besteht ein Teil der oder es bestehen vorzugsweise sogar sämtliche der produktberührenden Bereiche des rotierenden Systems aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff, insbesondere das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17. Besonders bevorzugt bestehen ferner die Trennteller aus Kunststoff sowie auch vorzugsweise sämtliche oder nahezu sämtliche der produktberührenden Bereiche des Zulaufsystems und der Ablaufsystems, auch soweit diese im Betrieb nicht rotieren. Derart kann die Innentrommel 12 nach dem Verarbeiten einer genügend großen Produktcharge entsorgt werden. Die vorzugsweise metallische Außentrommel 11 wird hingegen wieder verwendet. Da sie mit Produkt im Betrieb nicht in Berührung kommen kann, ist ihre Reinigung sehr einfach bzw. weniger wichtig. Durch die Außentrommel 11 kann die Innentrommel 12 recht dünnwandig ausgeführt werden. Bei einer vollständigen Entsorgung fällt entsprechend sehr wenig Kunststoffmüll an.
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1a und 3a zeigen jeweils eine Ausführung als Zweiphasen-Trennmaschine (Trennung eines Produktes in die Phasen: „Flüssig/Flüssig“), Dreiphasenmaschinen (zur Trennung in drei Phasen) sind ebenfalls realisierbar (hier nicht dargestellt). Das Produkt ist vorzugsweise, aber nicht zwingend eine aufzukonzentrierende Fermentationsbrühe
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Derart ist vorzugsweise die gesamte Innentrommel nebst dem Zu- und Ablaufsystem vorzugsweise als wechselbares vormontiertes Modul aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff ausgelegt. Das Lager besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall und wird ggf. bei einem Wechsel der Innentrommel mit entsorgt oder recycelt.
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Dabei dient der Außentrommelabschnitt im Wesentlichen als Halterung für die Innentrommel 12, welcher insbesondere die Laufeigenschaften der Innentrommel 12 verbessert.
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In 1b sowie 3b sind jeweils der obere Abschnitt des Abdeckringkörpers 37 mit dem Anschlussstutzen 38 als Anschlussmöglichkeit für eine schlauchartige Zulaufleitung 62 dargestellt sowie ein oberer Abschnitt des Zulaufrohres und der oberen Dichtungsanordnung 40. Die schlauchartige Zulaufleitung 62 (und analog die schlauchartigen Ablaufleitungen 44, 46 an den weiteren Anschlussstutzen 43, 45) wird/werden vorzugsweise klebend an diesen vormontiert befestigt. Die Schläuche können an den von den Anschlussstutzen abgewandten Enden zugeklebt sein. Vor der Inbetriebnahme werden die verklebten Enden abgeschnitten und mit einem Schlauchstück, das z.B. vom Fermenter kommt, verschweißt. Denkbar sind auch andere Varianten zum Verbinden der Schläuche und Stutzen und zum Verschließen ggf. offener Leitungsenden. So sind zum Verbinden Kupplungselemente denkbar, die z.B. rastend ausgelegt sind oder es ist ein Verschließen der Enden mit Kabelbindern oder ähnlichen Elementen denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Trommel
- 3
- Grundteil
- 4
- Abdeckung
- 4a, b
- Abschnitte
- 4c
- Schrauben
- 5
- Schrauben
- 6, 7
- Flanschen
- 8
- Maschinengestell
- 9
- Antriebsspindel
- 10
- konisches Ende
- 11
- Außentrommel
- 12
- Innentrommel
- 13
- Außentrommelunterteil
- 14
- Außentrommeloberteil
- 15
- Gewinde
- 16
- Innentrommelunterteil
- 17
- Innentrommeloberteil
- 17a
- axialer Rohransatz
- 18, 19
- Flanschbereiche
- 20
- innerer Abschnitt
- 21
- Verteiler
- 22
- Bereich
- 23
- Zulaufrohr
- 24
- Verteilerkanäle
- 25
- Schleuderraum
- 26
- Tellerpaket
- 27
- Kanal
- 28
- Ringkanal
- 29
- Rohrstück
- 30
- Scheideteller
- 31
- Umfangsrand
- 32
- Bohrungen
- 33
- Spalt
- 34
- Ringkanal
- 35, 36
- Ringräume
- 37
- Abdeckringkörper
- 38
- Anschlussstutzen
- 39
- Ringraum
- 40, 41, 42
- Dichtungsanordnung
- 40a, 40b; 41a, 41b; 42a, 42b
- Dichtungen
- 43
- Anschlussstutzen
- 44
- Ableitung
- 45
- Anschlussstutzen
- 46
- Ableitung
- 47, 48, 49
- Leckagekammern
- 50, 51, 52
- Anschlusstutzen
- 53
- Abspritzring
- 54, 55, 56
- Leitung
- 57
- Ringspalt
- 58
- Ringabschnitt
- 59
- Öffnung
- 60
- Stützbügel
- 61
- Randbereich
- 62
- Zulaufleitung
- 63
- Rippen
- D
- vertikale Drehachse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 62-127649 A [0002]
- US 2017734 [0002]
- US 2286354 [0002]
- WO 2014/000829 A1 [0003, 0029, 0048]
- DE 102008052630 A1 [0025, 0056]
