DE102018007790A1

DE102018007790A1 - Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge

Info

Publication number: DE102018007790A1
Application number: DE102018007790.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Weingartner; Philip Schofield
Original assignee: Andritz Fiedler GmbH
Current assignee: Andritz Fiedler GmbH
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2019-04-18
Also published as: US11007539B2; US20200179950A1; AU2018353106A1; WO2019076474A1; BR112020007372A2; EP3681640A1; AU2018353106B2

Abstract

Es wird eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge angegeben, die eine rotierende, zylindrische Zentrifugentrommel hat, welche mit Öffnungen versehen ist. Im Innern der rotierenden, zylinderförmigen Zentrifugentrommel ist ein innenliegendes Siebelement angeordnet. Das innenliegende Element ist als Spaltsiebmatte ausgebildet und umfasst eine widerstandsgeschweißte Siebmatte aus Siebprofildrähten und Siebstützdrähten und eine widerstandsgeschweißte Stützmatte aus axialen und radialen Stützdrähten. Das Siebelement als Verbundeinheit aus Siebmatte und Stützmatte bildet ein vorgefertigtes, einteiliges bzw. einstückiges Siebelement, welches in die Zentrifugentrommel über ihr oberes, offenes Ende einsetzbar und einführbar ist. Zum Verschließen des oberen offenen Endes der Zentrifugentrommel ist ein ringförmiger Deckel vorgesehen, der auf den oberen Begrenzungsflansch zur Fixierung des Siebelements aufgeschraubt ist.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge, die insbesondere für die Zucker- oder Stärkeindustrie bestimmt ist. Bei der diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge ist eine rotierende, zylindrische Zentrifugentrommel vorgesehen, die einen mit Öffnungen versehenen Mantel hat. Die Anzahl von Öffnungen, die zur Entwässerung der Zuckermolasse und den Zuckerkristallen dient, ist bei den bekannten Auslegungsformen aus Stabilitätsgründen der Zentrifugentrommel relativ klein. Als innenliegendes Siebelement wird ein gestanztes und gebohrtes Lochblech eingesetzt. Da so eine kleine offene Fläche durch die geringe Anzahl von Öffnungen vorhanden ist, hat jede einzelne Öffnungen noch zusätzlich den Nachteil, dass bei der Zuckerverarbeitung die Kristalle beim Entwässern von Öffnung zu Öffnung gleiten und auch dabei zerdrückt werden, und sich somit die Effizienz und die Erträge reduzieren. Durch das Abgleiten von Öffnung zu Öffnung während der Entwässerung erzeugt zudem einen erhöhten Verschleiß des Siebelements, so dass dessen Standzeit herabgesetzt wird.
Aus WO 2016/025862 A1 ist eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge, insbesondere für die Zucker- oder Stärkeindustrie nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Diese diskontinuierlich betriebene Zentrifuge hat eine rotierende, zylindrische Zentrifugentrommel und ein innenliegendes Siebelement. Ferner hat die Zentrifugentrommel einen mit Öffnungen versehenen Mantel und das innenliegende Siebelement ist als Spaltsiebmatte ausgebildet. Hierbei ist das Siebelement in Umfangsabschnitte oder Umfangsegmente unterteilt, um diese Abschnitte in die kleine obere Zentrifugentrommelöffnungen zwischen Antriebswelle und oberem Zylinderflansch einführen und einsetzen zu können. Dieser Stand der Technik beschäftigt sich hauptsächlich mit der Optimierung der Verbindungselemente (Verschlusselemente) der Umfangsabschnitte des Siebelements in der Zentrifugentrommel. Dort ist somit ein Siebelement gezeigt, welches in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt ist. Es ist somit eine Anzahl von Stoßstellen zwischen den Umfangsabschnitten vorhanden. Die Stoßstellen sind jedoch nachteilig, da sie in fertigungstechnischer Hinsicht eine mögliche Schwachstelle darstellen. Ferner reduziert jede Stoßstelle die freie offene Fläche des Siebelements und reduziert daher die Effektivität und Leistung der Zentrifuge. Ferner hat jede Stoßstelle Spalten und Hohlräume, wo sich Zuckerkristalle ablagern können und eventuelle auch auf Dauer eine Verunreinigung durch Molasse-Verschleppung hervorrufen. Jede Stoßstelle kann ferner die Wuchtgüte der Zentrifugentrommel durch Fertigungstoleranzen oder Verunreinigungen im Zentrifugierprozeß negativ beeinflussen. Schließlich erhöht jede Stoßstelle die Fertigungskosten und die Fertigungstiefe bei der Herstellung derartiger Siebelemente, welche eine Siebmatte und eine Stützmatte umfassen.
Aus EP 2 782 679 B1 ist eine rotierende, zylindrische Zentrifugentrommel mit Öffnungen für den Ablauf der beim Zentrifugieren entstandenen Flüssig versehen. Diese Öffnungen haben einen Querschnitt mit einer elliptischen Form.
Bei DE 1 916 280 B1 wird aus mechanischen Gründen vorgeschlagen, die Öffnungen mit einem elliptischen Querschnitt zu versehen. Es lassen sich hierdurch die Spannungen im Zentrifugenmantel im Bereich der Öffnungen reduzieren, und die Haltbarkeit und die Stabilität der gesamten Zentrifugentrommel lassen sich verbessern. Bei kontinuierlich arbeitenden Zentrifugen sind ellipsenartige Öffnungen, also Öffnungen mit elliptischem Querschnitt, aus EP 1 693 112 B1 bekannt. Zur weiteren Optimierung des Zentrifugenmantels nach EP 2 782 679 B1 wird vorgeschlagen, dass die Öffnungen einen Querschnitt mit einer elliptischen Form derart besitzen, dass die Öffnungen innenseitig der Trommel kleiner als die Öffnungen am Außenumfang der Trommel ist. Die elliptische Öffnung ist also derart ausgestaltet, dass die Querschnitte von innen nach außen größer werden. Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Weite der Öffnungen auf der Innenseite in etwa gleich dem Durchmesser auf der Außenseite ist.
Aus EP 536 953 A2 ist eine Zentrifugentrommel für eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge bekannt, welche einen mit Öffnungen versehenen Mantel hat, welcher außenseitig durch eine Vielzahl von den Mantel umgebenden Verstärkungsringen verstärkt ist. Die Verstärkungsringe sind in Achsrichtung in regelmäßigen Abständen angeordnet und sind übereinstimmend ausgelegt und bemessen.
Die Erfindung zielt darauf, eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge, insbesondere Zucker- oder Stärkezentrifuge mit einer rotierenden, zylindrischen Zentrifugentrommel und einem innenliegenden Siebelement bereit zu stellen, welche eine Ertragsteigerung unter effizienteren Betriebsverhältnissen bei geringerem Verschleiß insbesondere des Siebelements, gestattet. Ferner sollen die Schwierigkeiten und Nachteile überwunden werden, die sich durch die große Anzahl von Stoßstellen beim Stand der Technik ergeben (siehe insbesondere WO 2016/025 862 A1 ), da zum Einbau des Siebelements in den Innenraum der Zentrifugentrommel dieses montagebedingt in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt werden muss, welche wiederum in passender Weise aufwändig mit den Verbindungselementen gekoppelt werden müssen.
Nach der Erfindung wird hierzu eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge, insbesondere Zucker- oder Stärkezentrifuge, mit einer rotierenden, zylindrischen Zentrifugentrommel mit einem mit Öffnungen versehenen Mantel, ein innenliegendes Siebelement umfassend eine Siebmatte und eine Stützmatte und mit einem unteren Befestigungsflansch und einem oberen Begrenzungsflansch an der Zentrifugentrommel bereit gestellt, welche sich dadurch auszeichnet, dass das Siebelement als Verbundeinheit aus Siebmatte und Stützmatte ausgebildet ist, als vorgefertigtes, einstückiges Siebelement in die Zentrifugentrommel über ihr oberes offenes Ende einführbar ist, das Siebelement an den in Umfangsrichtung in der Zentrifugentrommel aneinanderstoßenden Enden axial verlaufende Endleisten hat, die mit einem Verschlusselement in Form einer axial verlaufenden Klemmleiste zur Arretierung und radialen Verspannung des Siebelements gegen den Zentrifugentrommelmantel zusammenarbeiten, und dass ein ringförmiger Deckel auf dem oberen Begrenzungsflansch zur Fixierung des Siebelements aufgeschraubt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Auslegung hat somit die Zentrifugentrommel oben eine relativ groß bemessene Öffnung, so dass das Siebelement als Verbundeinheit aus Siebmatte und Stützmatte einstückig vorgefertigt eingeführt werden kann, so dass sich die Montage des Siebelements wesentlich vereinfacht und man im wesentlichen in Umfangsrichtung nur eine Stoßstelle hat, wodurch sich aber der fertigungstechnische Aufwand beträchtlich reduziert. Bei der erfindungsgemäßen Auslegung haben die in Umfangsrichtung der Zentrifugentrommel aneinander stoßenden Enden axial verlaufende Endleisten, die mit einem Verschlusselement in Form einer axial verlaufenden Klemmleiste zur Arretierung und radialen Verspannung des Siebelements gegen den Zentrifugentrommelmantel zusammenarbeiten.
Somit lassen sich die Schwierigkeiten und Nachteile ausräumen, die in Verbindung mit der großen Anzahl von Stoßstellen stehen, die eingangs im Zusammenhang mittels des Standes der Technik nach WO 2016/025 862 B1 angegeben sind. Durch die Vielzahl von Öffnungen im Zentrifugentrommelmantel in Verbindung mit dem Siebelement als Spaltsiebmatte wird ferner der Vorteil erreicht, dass nicht nur eine relativ große offene Fläche vorhanden ist, sondern dass auch in der Zuckerindustrie die Molasse schneller entwässert, die Zuckerkristalle weniger schnell brechen, und der Ertrag erhöht werden kann. Ferner ist auch der Verschleiß des bei der Erfindung vorgesehenen Siebelements geringer als beim Stand der Technik.
Ferner kann zur Positionssicherung des Siebelements eine Positionssicherungseinrichtung vorhanden sein, die von Positionierzapfen für das Siebelement an der Klemmleiste gebildet werden können, oder es kann eine zusätzliche, vorzugsweise um 180° zur Klemmleiste versetzte angeordnete und axial verlaufende Positionssicherungsleiste vorgesehen sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Siebelement zuverlässig an Ort und Stelle verbleibt.
Weitere bevorzugte Ausführungsgestaltungsformen sind in den Ansprüchen 3 bis 19 wiedergegeben.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsform wird eine diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge, insbesondere Zucker- oder Stärkezentrifuge, mit einer rotierenden, zylindrischen Zentrifugentrommel, mit einem mit Öffnungen versehenen Mantel, welcher außenseitig durch eine Vielzahl von den Mantel umgebenden Verstärkungsringen verstärkt ist, und einem innenliegenden Siebelement umfassend eine Siebmatte und eine Stützmatte angegeben, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Verstärkungsringe belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt sind. Hierdurch kann der Zentrifugentrommel trotz relativ großer und vieler Öffnungen im Mantel eine ausreichende Eigenstabilität verliehen werden, ohne dass die Eigenträgheit der Zentrifugentrommel in unnötiger Weise zunimmt.
Insbesondere hat es sich als sehr zweckmäßig erwiesen, dass die Verstärkungsringe unterschiedliche Ringdicken und/oder Ringhöhen und/oder Ringabstände haben.
Vorzugsweise ist die Auslegung derart getroffen, dass die Verstärkungsringe an den stärker beanspruchten axialen Enden der Zentrifugentrommel stärker ausgebildet sind.
Weitere bevorzugte Einzelheiten sind in den Ansprüchen 23 bis 25 wiedergegeben.
Zusammenfassend gestattet die erfindungsgemäße Zentrifugenkonstruktion eine wesentlich vereinfachte Montage und Fertigung, da das Siebelement als Verbundeinheit vorgefertigt, und einstückig ohne Unterteilung in Segmente in die Zentrifugentrommel über ihr oberes offenes Ende eingesetzt wird. Die einzige Stoßstelle in Umfangsrichtung wird an den anstoßenden Enden des Siebelements gebildet, wobei an diesen aneinander stoßenden Enden axial verlaufenden Endleisten vorgesehen sind, welche mittels einer Klemmleiste das Siebelement gegen den Zentrifugentrommelmantel arretieren und radial verspannen. Auch ist die Gesamtmontage der Zentrifuge vereinfacht, da schließlich ein ringförmiger Deckel auf den oberen Begrenzungsflansch der Zentrifugentrommel zur Fixierung des Siebelements aufgeschraubt wird.
Da ferner im Falle von vorgesehenen Verstärkungsringen diese belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt werden, wozu die Verstärkungsringe unterschiedliche Ringdicken und/oder Ringhöhen und/oder Ringabstände haben, erhält man eine Zentrifuge mit einem Zentrifugenmantel, welcher eine große offene Fläche haben kann, und der doch durch die Verstärkungsringe eine ausreichende Formstabilität und Eigenstabilität besitzt. Insbesondere an den axialen Endflächen der Zentrifugentrommel sind die Verstärkungsringe stärker ausgebildet, um den dort auftretenden höheren Belastungen standhalten zu können.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Hierbei dient als nicht beschränkendes Beispiel eine diskontinuierlich betrieben Zuckerzentrifuge.
In den Figuren der Zeichnung zeigt:

1 eine Querschnittsansicht durch eine diskontinuierlich betriebene Zentrifuge;
2 eine schematische Draufsicht auf die Zentrifuge nach 1;
3, 4 und 5 schematische, vergrößerte Ausschnittansichten der mit einem Kreis versehenen Bereiche der Zentrifuge in 1, d.h. 3 im oberen Bereich, 4 im mittleren Bereich, 5 im unteren Bereich;
6 eine schematische, vergrößerte perspektivische Ausschnittsansicht entsprechend 4;
7 eine perspektivische Explosionsansicht einer diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge;
8 eine schematische, perspektivische Ausschnittsansicht des in 7 mit „Z“ bezeichneten Zentrifugenabschnitts;
9 eine perspektivische, schematische Ausschnittsansicht eines mit „Y“ in 7 bezeichneten Zentrifugenabschnitts;
10 eine vergrößerte Schnittansicht der Einzelheit „Y“ in 7 im oberen Bereich der Zentrifuge;
11 eine schematische, vergrößerte Schnittansicht zur Verdeutlichung der Einzelheit „Y“ in 7 im unteren Bereich der Zentrifuge;
12 eine schematische Schnitt- und Seitenansicht einer Zentrifugentrommel zur Verdeutlichung von unterschiedlich ausgelegten Verstärkungsringen und Öffnungen der Zentrifugentrommel; und
13 eine schematische Schnittansicht zur Verdeutlichung von unterschiedlich ausgelegten Verstärkungsringen und Öffnungen an und in der Zentrifugentrommel

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anhand den 1 und 2 ist eine bevorzugte, nicht beschränkende Ausführungsform einer diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge gezeigt, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen Z versehen ist. Zum motorischen Antrieb umfasst die Zentrifuge Z eine Nabe 1 und einem Befestigungsadapter 2, welcher an einem unteren Befestigungsflansch 4 angeschweißt ist, an dem eine rotierende, zylindrische Zentrifugentrommel 3 angeschweißt ist, wie dies beispielsweise aus 5 zu ersehen ist, wobei die Schweißnaht mit 16 bezeichnet ist. Die Zentrifugentrommel 3 umfasst einen mit Öffnungen 9 versehenen zylindrischen Zentrifugentrommelmantel 8, die insbesondere aus den 3 bis 6 näher zu ersehen sind. Dieser mit Öffnungen 9 versehene, zylindrische Zentrifugentrommelmantel 8 wird bei der dargestellten Ausführungsform außenseitig von Verstärkungsringen 7 umgeben. Das innenliegende oder das innerhalb der Zentrifugentrommel 3 liegende Siebelement ist insgesamt mit S schematisch in 1 dargestellt. Ferner umfasst die Zentrifuge Z einen oberen Begrenzungsflansch 5, welcher mit Befestigungselementen, beispielsweise Schrauben 6, mit dem perforierten, zylindrischen Zentrifugentrommelmantel 8 verbunden ist.
Aus der Draufsicht nach 2 ist der obere Begrenzungsflansch 5 mit einem Befestigungselement 6 in Form von Schrauben zu sehen, sowie auch die Nabe 1 und der Befestigungsadapter 2. Mit einem Pfeil ist die Drehrichtung der Zentrifuge Z bezeichnet.
Wie aus den 3 bis 6 und 7 zu ersehen ist, umfasst die Zentrifugenkonstruktion den mit Öffnungen 9 versehenen Zentrifugentrommelmantel 8 und das innenliegende Siebelement, welches insgesamt mit S bezeichnet ist. Dieses innenliegende Siebelement S umfasst Siebprofildrähte 10 und Siebstützdrähte 11, so dass das Siebelement S als Wedge-Wire-Siebelement (Stabsiebelement) bzw. als widerstandsgeschweißte Siebmatte 12 ausgebildet ist, welche die Siebprofildrähten 10 und den Siebstützdrähten 11 umfasst.
Ferner ist das als Spaltsiebmatte ausgebildete innenliegende Siebelement S mit den Siebprofildrähten 10 und den Siebstützdrähten 11 außenseitig von einer Stützkonstruktion umgeben, die radiale und axiale Stützdrähte 13, 14 umfasst. Die radialen und axialen Stützdrähte 13, 14 bilden ein Wedge-Wire-Stützelement (widerstandsgeschweißte Stützmatte aus 13 und 14), welche insgesamt mit 15 bezeichnet ist.
Die zylindrische Wedge-Wire-Stützmatte 15 und das als widerstandsgeschweißte Siebmatte gezeigte Wedge-Wire-Siebelement 12 ist mittels eines axialen Spannelements 17, welches anhand den 7 und 8 näher erläutert wird, im Innenraum des Zentrifugenmantels 8 fixiert, und zwar derart, dass das Siebelement S gegen den Zentrifugentrommelmantel 8 radial verspannt, fixiert und arretiert wird.
Wie aus 3 zu ersehen ist, ist der mit Öffnungen 9 versehene Zentrifugentrommelmantel 8 fest mit dem oberen Begrenzungsflansch 5 und wie ferner aus 5 zu ersehen ist, ebenfalls über Schweißnähte 16 fest mit dem unteren Befestigungsflansch 4 verbunden.
In 7 ist in perspektivischer Ansicht eine Zentrifuge Z in auseinander gezogener Darstellung gezeigt. Das Siebelement S, welches die widerstandsgeschweißte Siebmatte 12 aus den Drähten 10 und 11 und die widerstandsgeschweißte Stützmatte 15 aus den radialen und axialen Stützdrähten 13, 14 umfasst, ist derart ausgelegt, dass das Siebelement S eine Verbundeinheit aus Siebmatte 12 und Stützmatte 15 bildet, welche vorgefertigt ist, und als Ganzes (einstückig) als Siebelement S in die Zentrifugentrommel 3 über ihr oberes offenes Ende, gebildet von dem oberen Begrenzungsflansch 5, einführbar und eingesetzt wird.
Wie auch in Verbindung mit 8 zu ersehen ist, ist ein axiales Spannelement 17 in Form einer axial verlaufenden Klemmleiste 17 zur Arretierung einer radialen Verspannung des Siebelements S vorgesehen ist. Die in Umfangsrichtung der Zentrifugentrommel 3 aneinanderstoßenden Enden 20 des Siebelements S haben axial verlaufende Endleisten 18, 19, (siehe insbesondere 8), mit der das axiale Spannelement (Klemmleiste) 17 derart zusammenarbeitet, dass das Siebelement S gegen den Zentrifugentrommelmantel 8 radial verspannt, arretiert und fixiert ist.
Wie ferner aus den 9 bis 11 zu ersehen ist, ist vorzugsweise um etwa 180° in Umfangsrichtung versetzt zum axialen Spannelement 17 bzw. zur Klemmleiste 17 eine Positioniereinrichtung 21 angeordnet. Hierbei handelt es sich nach den 9 bis 11 um eine zusätzliche, vorzugsweise um 180° zur Klemmleiste 17 versetzt angeordnete Positionssicherungsleiste 22. Nähere Einzelheiten diesbezüglich werden dann unter Bezugnahme auf die 8 bis 11, und insbesondere 9 bis 11, nachstehend noch näher erläutert.
Wie in 10 gezeigt ist, hat die Zentrifugentrommel 3 mehrere in Umfangsrichtung verteilte Öffnungen 9 und eine Vielzahl von Verstärkungsringen 7, welche außenseitig den Mantel 8 umgeben. In diese Zentrifugentrommel 3, welche bodenseitig einen schematisch angedeuteten Befestigungsflansch 4 hat, wird das Siebelement S als Ganzes eingesetzt, und dann über das Zusammenarbeiten der Klemmleiste 17 mit den Endleisten 18, 19 des Siebelements S gegen den Innenumfang der Zentrifugentrommel 3 zur Verspannung und Arretierung angedrückt.
Die Zentrifuge Z umfasst ferner ein deckelförmiges Ringteil 23, welches auch als Deckelring 23 bezeichnet werden kann, welcher dann abschließend auf dem oberen Begrenzungsflansch 5 mittels schematisch dargestellten Schrauben 24 aufgeschraubt ist. Wenn diese Teile alle zusammengefügt und fest miteinander verbunden sind, ist die Zentrifuge Z fertiggestellt und kann dann zum bestimmungsgemäßen Gebrauch eingesetzt werden.
In 8 ist die Einzelheit Z in 7 als Ausschnittsansicht und in Vergrößerung näher dargestellt.
Dort sind die aneinanderstoßenden Enden 20 des Siebelements S zu sehen, an denen Endleisten 18, 19 angebracht sind. Mittels einer Klemmleiste bzw. eines axial verlaufenden Spannelements 17, welches als Verschlusselement dient, werden dann die Endleisten 18, 19 an den aneinanderstoßenden Enden 20 des Siebelements S gegen den Zentrifugentrommelmantel 8 arretiert und radial verspannt. Hierbei handelt es sich um eine bevorzugte Auslegungsform eines Verschlusselements für die Fixierung des Siebelements S im Innern der Zentrifugentrommel 3.
Obgleich in 8 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher eingetragen ist, könnten an den axial gegenüberliegenden Enden der Klemmleiste 17 Positionierzapfen für das Siebelement S vorgesehen sein, die oberseitig mit dem Deckelring 23 und bodenseitig mit dem Befestigungsflansch 4 axial beabstandet zueinander zusammenarbeiten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, welche aus 9 in Verbindung mit 7 zu ersehen ist, ist eine zusätzliche, vorzugsweise um 180° zur Klemmleiste 17 versetzt angeordnete Positionssicherungsleiste 22 vorgesehen.
Wie aus den 9, 10 und 11 zu ersehen ist, erstreckt sich die Positionssicherungsleiste 22 über die gesamte axiale Erstreckung der Zentrifugentrommel 3 und über diese geringfügig hinaus. Im ringförmigen Deckel 23 ist nach 9 eine Ausnehmung 25 vorgesehen, in welche das obere axiale Ende der Positionssicherungsleiste 22 eingreift. Hierdurch wird das Siebelement im Innern der Zentrifugentrommel 3 nochmals zusätzlich gesichert. Die Anordnung der Positionssicherungsleiste 22 um ca. 180° in Umfangsrichtung versetzt zur Klemmleiste 17 bringt den Vorteil mit sich, dass vorzugsweise eine durch die Endleisten 18 und 19 und die Klemmleiste 17 verursachte Unwucht wenigstens teilweise ausgeglichen werden kann.
In 10 ist in einer Ausschnittsansicht das Zusammenwirken der Positionssicherungsleiste 22 mit der Ausnehmung 25 im ringförmigen Deckel 22 verdeutlicht.
Wie aus 11 zu ersehen ist, erstreckt sich das andere axiale Ende der Positionssicherungsleiste 22 in eine zugeordnete Ausnehmung 26 im unteren angeschweißten Befestigungsflansch 4.
In 12 ist eine insgesamt mit Z' bezeichnete Zentrifuge schematisch verdeutlicht. Aus dieser 12 ist zu ersehen, dass die Öffnungen 9 im Zentrifugentrommelmantel 8 in axialer Richtung des Mantels 8 in unterschiedlichen Abständen (Axialabständen) ausgebildet sind und unterschiedlich groß bemessen sind. Auch können die Umfangsabstände der Öffnungen 9 gegebenenfalls variieren. Ferner sind in 12 Verstärkungsringe 7' gezeigt, welche belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt sein können. In 12 ist eine Ausführungsform verdeutlicht, bei der die Verstärkungsringe 7' an den axialen Enden der Trommel 8 größer, d.h. mit größerer Ringhöhe versehen sind. Bei einer diskontinuierlich betriebenen Zentrifuge Z' treten insbesondere im Betrieb die größten Belastungen im Bereich der axialen Enden der Zentrifugentrommel 3 auf.
Wie schematisch aus 13 zu ersehen ist, können zur belastungsabhängigen und belastungsgerechten Auslegung der Verstärkungsringe 7' die Verstärkungsringe unterschiedliche Dicken und/oder Ringhöhen und/oder Ringabstände haben. Die Ringabstände sind mit t1 bzw. t2 bezeichnet. Durch entsprechende Optimierung dieser Größen der Verstärkungsringe 7' lassen sich Vorteil hinsichtlich einer gleichmäßigen Belastung der Zentrifugetrommel 3 und eine Vergleichmäßigung der Belastung erzielen.
Die unterschiedlichen Ringdicken können im Bereich von 8 mm bis 30 mm, bevorzugt im Bereich von 10 mm bis 19 mm liegen. Die unterschiedlichen Ringhöhen können im Bereich von 10 mm bis 80 mm, bevorzugt im Bereich von 20 bis 60 mm liegen. Die unterschiedlichen Ringabstände t1, t2 können in einem Bereich von 20 mm bis 150 mm, bevorzugt in einem Bereich von 40 mm bis 80 mm liegen.
Wie ferner aus den Figuren schematisch zu ersehen ist, kann das Siebelement S in axialer Stoffdurchlaufrichtung unterschiedliche Öffnungsweiten haben. Die Öffnungsweiten des Siebelements S werden vorzugsweise in Stoffdurchlaufrichtung größer. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Siebmatte 15 mit 10, 11 eine freie, offene Fläche von 10 % bis 50 %, bevorzugt von 20 % bis 50 %. Insbesondere hat die Siebmatte 15 mit 10, 11 eine Schlitzweite von 0,030 mm bis 0,70 %, bevorzugte von 0,15 % bis 0,5 %.
Bei der Siebmatte 15 mit 10, 11 kommen in bevorzugter Weise Profilstäbe mit einer Profilstabbreite von 0,4 mm bis 1,5 mm, insbesondere von 0,5 mm bis 0,8 mm in Betracht.
Die Stützmatte 15 mit 13, 14 hat vorzugsweise eine freie, offene Fläche von 60 % bis 95 %, und insbesondere von 70 % bis 90 %.
Insbesondere sind im unteren Bereich des Zentrifugentrommelmantels 8 Öffnungen 9 mit größerem Öffnungsquerschnitt von 400 mm² bis 800 mm² vorgesehen. Das Verhältnis von großer Hauptachse zu kleiner Hauptachse der ellipsenförmigen Öffnungen 9 kann in einem Bereich von 1,5 zu 4, vorzugsweise in einem Bereich von 2,0 zu 2,7 liegen.
Insgesamt gesehen macht die insgesamt freie, offene Fläche der mit Öffnungen 9 versehenen Zentrifugentrommel 3 3 % bis 30 %, bevorzugt 5 % bis 10 % aus.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die voranstehend erläuterten bevorzugten Ausführungsformen und deren Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Ergänzungen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So können selbstverständlich die Größen der Öffnungen 9 im Zentrifugentrommelmantel 8 hinsichtlich Größe, Anordnung und Anzahl variieren, was von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängen kann. Natürlich können die Verstärkungsringe 7, 7' auch unabhängig von den Öffnungen 9 in der Zentrifugentrommel 3 belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt sein. Selbstverständlich sind auch Kombinationen aus beiden Variationsmöglichkeiten mit erfasst. Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Auslegung ist insbesondere darin zu sehen, dass man nicht mehrere Stoßstellen bei dem Siebelement S hat, und dieses auch nicht die Umfangssegmente oder in Umfangsteilabschnitte unterteilt zu werden braucht, sondern als einstückiges, vorgefertiges Teil als Siebelement S in den oben offenen Innenraum der Zentrifugentrommel 3 eingesetzt und dann mit Hilfe eines einzigen Verschlusselements 17, 18, 19 und gegebenenfalls einer Positionseinrichtung 21 in Form einer Positionssicherungsleiste 22 gegen die Innenfläche des Mantels 8 gespannt, arretiert und fixiert werden kann. Hierdurch vereinfacht sich die Montage einer derartigen Zentrifuge Z bzw. Z' nennenswert, und ferner lässt sich eine solche Zentrifuge Z, Z' auch effektiver betreiben. Zum oberseitigen axialen Abschluss der Zentrifuge Z, Z' ist dann ein ringförmiges Deckelteil 23 vorgesehen, welches vorzugsweise mit Schrauben 24 am oberen Begrenzungsflansch 5 befestigt wird.
Bezugszeichenliste

1: Nabe
2: Befestigungsadapter
3: Zentrifugentrommel
4: unterer Befestigungsflansch
5: oberer Begrenzungsflansch
6: Befestigungselement (Schrauben in 2)
7, 7': Verstärkungsring
8: mit Öffnungen versehener zylindrischer Zentrifugentrommelmantel
9: Öffnungen
10: Siebprofildraht
11: Siebstützdraht
12: Wedge-Wire-Siebelement (widerstandsgeschweißte Siebmatte aus 10 und 11)
13: radialer Stützdraht
14: axialer Stützdraht
15: Wedge-Wire-Stützelement (widerstandsgeschweißte Stützmatte aus 13 und 14)
16: Schweißnaht für Verstärkungsring 7, 7'
17: axiales Spannelement (Klemmleiste)
18: Endleiste
19: Endleiste
20: aneinanderstoßende Enden des Siebelements S
21: Positioniereinrichtung
22: Positionssicherungsleiste
23: ringförmiger Deckel
24: Schrauben
25: Ausnehmungen im Deckel 23
26: Ausnehmungen im unteren Befestigungsflansch 4
Z, Z': Zentrifuge insgesamt
S: innenliegendes Siebelement insgesamt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016/025862 A1 [0002, 0006]
EP 2782679 B1 [0003, 0004]
DE 1916280 B1 [0004]
EP 1693112 B1 [0004]
EP 536953 A2 [0005]
WO 2016/025862 B1 [0009]

Claims

Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge, insbesondere Zucker- oder Stärkezentrifuge, mit einer rotierenden zylindrischen Zentrifugentrommel (3) mit einem mit Öffnungen (9) versehenen Mantel (8), einem innenliegenden Siebelement (S) umfassend eine Siebmatte (12, 10, 11) und eine Stützmatte (15, 13, 14) und mit einem unteren Befestigungsflansch (4) und einem oberen Begrenzungsflansch (5) an der Zentrifugentrommel (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (S) als Verbundeinheit aus Siebmatte (12) und Stützmatte (15) ausgebildet ist, als vorgefertigtes, einstückiges Siebelement (S) in die Zentrifugentrommel (3) über ihr oberes offenes Ende (5) einführbar ist, das Siebelement (S) an den in Umfangsrichtung in der Zentrifugentrommel (3) aneinanderstoßenden Enden (20) axial verlaufende Endleisten (18, 19) hat, die mit einem Verschlusselement in Form einer axial verlaufenden Klemmleiste (17) zur Arretierung und radialen Verspannung des Siebelements (S) gegen den Zentrifugentrommelmantel (8) zusammenarbeiten, und dass ein ringförmiger Deckel (23) auf dem oberen Begrenzungsflansch (5) zur Fixierung des Siebelements (S) aufgeschraubt ist.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierzapfen für das Siebelement (S) an der Klemmleiste (17) vorgesehen sind, und bei der eine zusätzliche, vorzugsweise um 180° zur Klemmleiste (17) versetzt angeordnete Positionssicherungsleiste (22) vorgesehen ist..
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrifugentrommelmantel (8) außenseitig durch eine Vielzahl von den Mantel (8) umgebenden Verstärkungsringen (7; 7') verstärkt ist, und dass die Verstärkungsringe /7; 7') belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (7; 7') unterschiedliche Ringdicken und/oder Ringhöhen und/oder Ringabstände (t1, t2, ...) haben.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (7; 7') an den axialen Enden der Zentrifugentrommel (3) stärker ausgebildet sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringdicken in einem Bereich von 8 mm bis 30 mm, bevorzugt von 10 mm bis 19 mm liegen.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringhöhen in einem Bereich von 10 mm bis 80 mm, bevorzugt von 20 mm bis 60 mm liegen.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringabstände (t1, t2, ...) in einem Bereich von 20 mm bis 150 mm, bevorzugt von 40 mm bis 80 mm liegen.
Diskontinuerlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (S) in axialer Stoffdurchlaufrichtung unterschiedliche Öffnungsweiten hat.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsweiten des Siebelements (S) in Stoffdurchlaufrichtung größer werden.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmatte (12; 10, 11) eine freie, offene Fläche von 10 % bis 50 %, bevorzugt von 20 % bis 50 % hat.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmatte (12; 10, 11) eine Schlitzweite von 0,030 mm bis 0,70 mm, bevorzugt 0,15 mm bis 0,5 mm, hat.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebmatte (12; 10, 11) Profilstäbe mit einer Profilstabbreite von 0,4 mm bis 1,5 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 0,8 mm hat.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmatte (15; 13, 14) eine freie, offene Fläche von 60 % bis 95 %, bevorzugt von 70 % bis 90 % hat.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (9) im Zentrifugentrommelmantel (8) ellipsenförmig und vorzugsweise unterschiedlich groß ausgebildet sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Zentrifugentrommelmantels (8) kleinere Öffnungsquerschnitte von 200 mm² bis 300 mm² vorgesehen sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im mittleren Bereich des Zentrifugentrommelmantels (8) größere Öffnungsquerschnitte von 400 mm² bis 800 mm² vorgesehen sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 15 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von großer Hauptachse zu kleiner Hauptachse 1,5 zu 4, bevorzugt 2,0 zu 2,7 beträgt.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die insgesamt freie, offene Fläche der mit Öffnungen versehenen Zentrifugentrommel (3) 3 % bis 30 %, bevorzugt 5 % bis 10 %, ausmacht.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge, insbesondere Zucker- oder Stärkezentrifuge, mit einer rotierenden zylindrischen Zentrifugentrommel (3) mit einem mit Öffnungen (9) versehenen Mantel (8), welcher außenseitig durch eine Vielzahl von den Mantel (8) umgebenden Verstärkungsringen (7; 7') verstärkt ist, und einem innenliegenden Siebelement (S) umfassend eine Siebmatte (12; 10, 11) und eine Stützmatte (15; 13, 14), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (7; 7') belastungsabhängig und belastungsgerecht unterschiedlich ausgelegt sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (7, 7') unterschiedliche Ringdicken und/oder Ringhöhen und/oder Ringabstände (t1, t2, ...) haben.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsringe (7; 7') an den axialen Enden der Zentrifugentrommel (3) stärker ausgebildet sind.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringdicken in einem Bereich von 8 mm bis 30 mm, bevorzugt von 10 mm bis 19 mm liegen.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringhöhen in einem Bereich von 10 mm bis 80 mm, bevorzugt von 20 mm bis 60 mm liegen.
Diskontinuierlich betriebene Zentrifuge nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Ringabstände (t1, t2,...) in einem Bereich von 20 mm bis 150 mm, bevorzugt von 40 mm bis 80 mm liegen.