DE102019126325A1

DE102019126325A1 - Vollmantel-Schneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE102019126325A1
Application number: DE102019126325.5A
Authority: DE
Inventors: Poul-Erik Aagaard
Original assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20220347698A1; WO2021064025A1; EP4037839A1

Abstract

Eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem Gehäuse (100) und einem in dem Gehäuse (100) drehbar gelagerten Rotor (200), die wenigstens folgendes aufweist: eine drehbare Trommel (210) mit Drehachse (D), wobei die Trommel (210) einen zylindrischen Abschnitt (211) und einen konischen Abschnitt (212) aufweist, sowie mindestens einen Flüssigkeitsablauf (217), der im zylindrischen Abschnitt (211) der Trommel (210) angeordnet ist und mindestens einen Feststoffaustrag (218), der im konischen Abschnitts (212) der Trommel angeordnet ist, eine relativ zur drehbaren Trommel (210) mit einer Differenzdrehzahl drehbaren, in der Trommel angeordnete Schnecke (230), wobei die Trommel (210) und die Schnecke (230) gemeinsam den Rotor (200) bilden, wenigstens zwei Trommellager (221, 222) zur Lagerung der Trommel (210) im Gehäuse (100), und wenigstens ein Schneckenlager (236) zur Lagerung der Schnecke (230) in der Trommel (210), zeichnet sich dadurch aus, dass die Trommel (210) und die Schneckenlagerung (235) im Bereich des konischen Abschnitts (212) bzw. der Trockenzone so gestaltet ist, dass Feststoff Fe mit Hilfe der Schnecke (230) bis an einen Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223), der den Abschluss des konischen Abschnitts (212) in axialer Richtung der Trommel (210) bildet, transportiert wird, um durch mehrere Öffnungen (224) im Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) die Trommel (210) zu verlassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Mit einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge (auch Dekanter genannt), kann eine Feststoffphase aus einer Suspension abgetrennt werden. Optional kann die derart von Feststoffen geklärte Suspension bei einer Auslegung mit zwei Flüssigkeitsausträgen in verschiedene Flüssigkeitsphasen getrennt werden. Vollmantel-Schneckenzentrifugen sind sehr gut dazu geeignet, vergleichsweise hohe Feststoffkonzentrationen im Zulaufstrom zu verarbeiten, sind vergleichsweise robust, erzielen ein sehr gutes Trennergebnis und bewirken eine gute Trocknung der Feststoffe.
Bekannte Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem im Betrieb nicht drehbaren bzw. sich nicht drehenden Gestell weisen einen drehbaren bzw. sich drehenden Rotor auf, der wiederum eine Trommel und eine mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel drehbare Schnecke aufweist. Zum Austrag des Feststoffes sind in einem konisch ausgestalteten Abschnitt der Trommel im Wesentlichen radial ausgerichtete Feststoffaustragsöffnungen vorgesehen.
Soll der Energieverlust, der bei dem Abwurf des Feststoffes aus der Trommel der Vollmantel-Schneckenzentrifuge verursacht wird, möglichst klein sein, so muss der Radius, auf dem sich die Feststoffaustragsöffnungen in der Trockenzone bzw. im konischen Abschnitt der Trommel befinden, möglichst klein sein.
Wenn eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge so betrieben werden soll, dass die sogenannte Teichtiefe - diese ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Trommel und dem Durchmesser des Flüssigkeitswehr, bis zu dem die Suspension in der Trommel nach innen reicht - möglichst groß ist, erfordert dies einen Abwurf des Feststoffes möglichst nahe an der Rotationsachse. Auch hierfür muss der Radius, auf dem sich die Feststoffaustragsöffnungen in der Trockenzone bzw. im konischen Abschnitt der Trommel befinden, möglichst klein sein.
Bei Vollmantel-Schneckenzentrifugen nach dem Stand der Technik - wie er z.B. in der DE 10 2018119 279 A1 dargestellt ist- liegt die Austrittsöffnung für den Feststoff üblicherweise im Wesentlichen radial ausgerichtet im Außenmantel der Trommel am Ende der Trockenzone bzw. des konischen Abschnitts der Trommel. Ein Grund hierfür ist, dass der Abstand zwischen den Trommellagern die kritische Drehzahl des rotierenden Systems bestimmt und die Trommellänge hierdurch begrenzt wird. Um die vollständige Länge zwischen den Lagern für die Trenn- und Trockenzone der Trommel zu nutzen, wird der Feststoff üblicherweise radial durch die konische Trommelwand ausgeworfen.
Aus der WO 2018/202358 A1 sind einschraubbare Feststoffaustragshülsen bekannt, wobei durch die Einschraubtiefe der Austragshülsen sowohl die Teichtiefe als auch der Austragsdurchmesser verändert werden kann.
Nachteilig an der technischen Lehre der WO 2018/202358 A1 ist, dass kein kleinerer Austragsdurchmesser als der kleinste Durchmesser des konischen Abschnitts der Trommel eingestellt werden kann.
Die Verringerung dieser Probleme ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Nach dem Kennzeichen ist die Trommel im Bereich des konischen Abschnitts bzw. der Trockenzone so gestaltet, dass Feststoff Fe mit Hilfe der Schnecke bis an einen Feststoffaustrag-Trommeldeckel, der den Abschluss des konischen Abschnitts in axialer Richtung der Trommel bildet, transportiert wird, um durch mehrere sich axial oder im Wesentlichen axial ausgerichtete Öffnungen im Feststoffaustrag-Trommeldeckel die Trommel zu verlassen.
Dadurch kann der Austragsdurchmesser des Feststoffaustrags kleiner ausgelegt werden als der kleinste Durchmesser des konischen Abschnitts der Trommel. Bei einer Weiterentwicklung, die auch als separate Erfindung zu betrachten ist, liegen die Öffnungen somit im Feststoffaustrag-Trommeldeckel innerhalb des kleinsten Durchmessers des konischen Bereichs der Trommel. Erfindungsgemäß kann der Energieverlust, der bei dem Abwurf des Feststoffes aus der Trommel der Vollmantel-Schneckenzentrifugen verursacht wird, gering gehalten werden. Ferner kann eine erfindungsgemäße Vollmantel-Schneckenzentrifuge vorteilhaft mit einer möglichst großen Teichtiefe betrieben werden.
Axial oder im Wesentlichen axial sich erstreckende Öffnungen im konischen Abschnitt des Feststoffaustrag- Trommeldeckels zum Feststoffaustrag sind in einem größeren Winkel als dem Konuswinkel des konischen Bereichs der Schnecke ausgerichtet. Vorzugsweise ist der Winkel sogar entweder 90° zur Drehachse oder in einem Winkel von mehr als 45°, insbesondere mehr als 60°, zur Drehachse der Trommel ausgerichtet. Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, das in dem konischen Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels die eine oder mehreren Öffnungen zum Feststoffaustrag ausgebildet sind, wobei dann weiter bevorzugt vorgesehen sein kann, dass der konische Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels einen Konuswinkel von mehr als 45°, insbesondere mehr als 60°, zur Drehachse aufweist.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass in dem konischen Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels die Öffnungen auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser d1 angeordnet sind, der kleiner ist als der kleinste Durchmesser des konischen Abschnitts der Trommel.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Öffnungen im Feststoffaustrag-Trommeldeckel durch einen auswechselbaren Abdeckteller, in dem blendenartige Öffnungen ausgebildet sein können, abgedeckt. Dadurch wird eine einfache und damit vorteilhafte Verstellmöglichkeit der Feststoffaustragsöffnungen geschaffen.
Dabei können die blendenartigen Öffnungen kreisförmig auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser d1 angeordnet sein und einen Öffnungsdurchmesser d2 aufweisen. Es kann dann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass durch Austausch des jeweiligen Abdecktellers sowohl der Durchmesser d1 als auch der Durchmesser d2 veränderbar ist. Dadurch kann der Feststoffauslass in einem weiten Bereich einfach verändert werden und so auf die spezifischen Gegebenheiten des jeweiligen Anwendungsfalls der Vollmantel-Schneckenzentrifuge individuell und einfach angepasst werden.
Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in den Öffnungen des Feststoffaustrag-Trommeldeckels jeweils eine Hülse drehbar montiert ist. Dadurch wird eine vorteilhaft einfache Konstruktion des Feststoffauslasses geschaffen.
Es kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass jede Hülse eine Öffnung aufweist, die exzentrisch in der Hülse ausgebildet ist. Dadurch wird eine einfache und damit vorteilhafte Verstellmöglichkeit des Feststoffaustrags geschaffen.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn durch Drehen der jeweiligen Hülse um ihren Mittelpunkt, der auf einem Durchmesser d3 liegt, der Durchmesser, auf dem die jeweilige Öffnung liegt, veränderbar ist. Dadurch kann der Radius, auf dem der Mittelpunkt der Öffnung des Feststoffauslasses liegt, in einem weiten Bereich einfach verändert werden und so auf die spezifischen Gegebenheiten des jeweiligen Anwendungsfalls der Vollmantel-Schneckenzentrifuge individuell und einfach angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist der Feststoffaustrag-Trommeldeckel einen zylindrischen Abschnitt auf, der nach einer Weiterbildung auf einem Trommelwellenabschnitt befestigt sein kann. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft einfache Befestigung des Feststoffaustrag-Trommeldeckels an der Trommel, die auch die Nachrüstung des Feststoffaustrag-Trommeldeckels an Vollmantel-Schneckenzentrifugen nach dem Stand der Technik ohne größere Umbauten erlaubt.
Es kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass in dem konischen Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels ein Schneckenwellenabschnitt ausgebildet ist oder ein Zapfen, der mit einem solchen Schneckenwellenabschnitt koppelbar ist. Insbesondere durch den integrierten Schneckenwellenabschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels ergibt sich eine vorteilhaft einfache Montage der Schneckenwellenlagerung, die auch die Nachrüstung des Feststoffaustrag-Trommeldeckels an Vollmantel-Schneckenzentrifugen nach dem Stand der Technik ohne größere Umbauten erlaubt. Wenn an dem konischen Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels der Schneckenwellenabschnitt einstückig angeformt ist ergibt sich ein fertigungstechnisch vorteilhaft einfach herstellbarer Feststoffaustrag-Trommeldeckel, der z.B. durch Schmieden oder Gießen herstellbar ist und der in einer Aufspannung komplett mechanisch bearbeitet werden kann.
Nach einer optionalen Weiterbildung weist der zylindrische Abschnitt der Trommel eine Länge L₁ auf und der konische Abschnitt der Trommel eine Länge L₂ auf, wobei L₁ und L₂ addiert die Länge L_T der Trommel ist und die Trommellager zur Lagerung der Trommel im Gehäuse mit einem Abstand L_L beabstandet sind, wobei der Abstand L_L der Trommellager zueinander kleiner ist als die Länge L_T der Trommel. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Trommellager kann die kritische Drehzahl der Trommel in einem höheren Drehzahlbereich als bei Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Stand der Technik liegen. Dadurch kann die Trennleistung der Vollmantel-Schneckenzentrifuge vorteilhaft gesteigert werden, ohne das Volumen der Trommel erhöhen zu müssen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Merkmale, die im Zusammenhang mit diesen Ausführungsbeispielen beschrieben werden, können auch bei anderen - nicht dargestellten - Ausführungsbeispielen der Erfindung genutzt werden und sind daher auch als Merkmale für Ansprüche verwendbar. Es zeigen:

1: eine schematische Ansicht im Schnitt einer erfindungsgemäßen Vollmantel-Schneckenzentrifuge;
2: in a) Blick auf den Feststoffaustrag-Trommeldeckel einer ersten Ausführung der Trommel der Vollmantel-Schneckenzentrifuge aus 1, in b) eine Schnittansicht der Ausschnittsvergrößerung des Feststoffaustrag-Trommeldeckels nach 2a und des konischen Abschnitts der Trommel;
3: in a) Blick auf einen Feststoffaustrag-Trommeldeckel einer weiteren Ausführungsvariante der Trommel der Vollmantel-Schneckenzentrifuge aus 1, in b) eine Schnittansicht der Ausschnittsvergrößerung des Feststoffaustrag-Trommeldeckels nach 3a und des konischen Abschnitts der Trommel;
4: eine schematische Ansicht im Schnitt einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Stand der Technik;

Zunächst sei die Konstruktion der 4 beschrieben, die in 1 erfindungsgemäß weitergebildet wird.
4 zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem im Betrieb nicht drehbaren bzw. sich nicht drehenden Gestell 100 - das vorzugsweise als eine Art Gehäuse ausgebildet sein kann - und einem im Betrieb drehbaren bzw. sich drehenden Rotor 200.
Der Rotor 200 weist eine drehbare Trommel 210 mit einer horizontalen Drehachse D auf. Die Drehachse D kann aber auch anders, insbesondere vertikal, im Raum orientiert sein. Zum Rotor 200 gehört zudem eine in der Trommel 210 angeordnete Schnecke 230, deren Drehachse mit der Drehachse der Trommel 210 übereinstimmt.
Die Trommel 210 weist einen zylindrischen Abschnitt 211 mit einer Länge L₁ auf und einen sich daran axial anschließenden konischen Abschnitt 212 mit einer Länge L₂. Der zylindrische Abschnitt 211 ist hier von einem sich im Wesentlichen radial erstreckenden Trommeldeckel 213 abgeschlossen. In dem konischen Abschnitt 212 mit der Länge L2 ist die Trommel vorzugsweise innen und außen (bezogen auf den Trommelmantel) konisch ausgestaltet.
Die Schnecke 230 weist hier ebenfalls einen zylindrischen Abschnitt 231 auf und einen sich daran axial anschließenden konischen Abschnitt 232. Sie ist innerhalb der Trommel 210 angeordnet. Die Schnecke 230 kann im Betrieb mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel 210 gedreht werden.
In die Trommel 210 ragt ein hier konzentrisch zur Drehachse verlaufendes Zulaufrohr 214, das in einem Verteiler 215 mündet, durch den eine zu verarbeitende Suspension Su hier radial in einen Schleuderraum 216 der Trommel 210 geleitet werden kann. Das Zulaufrohr 214 kann entweder von der Seite des zylindrischen Trommelabschnittes 211 in die Trommel 210 geführt sein oder es kann von der Seite des konischen Trommelabschnitts 212 in die Trommel 210 geführt sein.
In oder an dem Trommeldeckel 213 können einer oder mehrere Flüssigkeitsabläufe 217 ausgebildet sein. Diese können auf verschiedene Weise ausgebildet sein, so als Öffnungen im Trommeldeckel 213, die eine Art Überlaufwehr aufweisen oder auf andre Weise, so als Schälscheibe.
Am Ende des konischen Abschnitts 212 ist wenigstens ein Feststoffaustrag 218 ausgebildet.
Die Trommel 210 ist als eine Vollmanteltrommel ausgebildet. In der sich drehenden Trommel 210 wird wenigstens eine Flüssigkeitsphase FI von Feststoffen Fe geklärt. Die wenigstens eine Flüssigkeitsphase FI tritt am Trommeldeckel 213 aus dem Flüssigkeitsablauf 217 aus. Die Feststoffe Fe werden von der Schnecke 230 hingegen in Richtung des Feststoffaustrages 218 transportiert und dort aus der Trommel 210 ausgeworfen.
An den Trommeldeckel 213 bzw. an die eigentlichen Trommel 210 kann sich axial ein erster Trommelwellenabschnitt 220 anschließen, der drehfest mit der Trommel 210 verbunden ist und an den konischen Trommelabschnitt 212 kann sich axial ein zweiter Trommelwellenabschnitt 219 anschließen, der ebenfalls drehfest mit der Trommel 210 verbunden ist.
An den zylindrischen Abschnitt 231 der Schnecke 230 schließt sich axial ein erster Schneckenwellenabschnitt 234 an, der drehfest mit der Schnecke 230 verbunden sein kann. Der konische Abschnitt 232 ist auf ein Lager 235 aufgesetzt. Dieses Lager 235 kann auf einen zweiten Schneckenwellenabschnitt 233 aufgesetzt sein.
Zum Antrieb des Rotors 200 dient eine Antriebsvorrichtung, die einen oder zwei Motoren aufweisen kann. Der Antriebsvorrichtung 300 kann wenigstens ein Getriebe 310 nachgeschaltet, an welchem hier schematisch zwei Riemenscheiben 320, 330 dargestellt sind, was andeutet, dass das Getriebe 310 wenigstens zwei Schnittstellen zum Einspeisen eines jeweiligen Drehmomentes des Motors oder der Motoren in das Getriebe 310 aufweisen kann, um die Trommel und die Schnecke anzutreiben. Alternativ (hier nicht dargestellt) kann der Antrieb des Rotors auch auf andere Weise erfolgen.
Das Getriebe 310 dreht nach 4 (und vorzugsweise auch nach den Varianten der Erfindung) einerseits die Trommel 210 und andererseits die Schnecke 230. Dazu kann das Getriebe 300 zwei Ausgangswellen aufweisen. Die erste Ausgangswelle kann drehfest mit dem ersten Trommelwellenabschnitt 220 gekoppelt oder direkt mit der Trommel 210 gekoppelt sein. Die zweite Ausgangswelle kann hingegen direkt oder indirekt drehfest mit dem ersten Schneckenwellenabschnitt 234 gekoppelt sein oder direkt mit der Schnecke 230.
Die Trommel 210 kann mit zwei axial in Richtung der Drehachse versetzt angeordneten Trommellagern 221, 222 drehbar gelagert sein. Der Begriff des „Lagers“ dabei insofern nicht zu eng zu fassen. Jedes der Lager 221, 222 kann jeweils aus einem oder mehreren Einzellagern bestehen, die dann aber axial direkt nebeneinander angeordnet sind, so dass sie funktional jeweils als ein Einzellager betrachtet werden können.
Die Trommellager 221, 222 können vorteilhaft zwischen der Trommel 210 und dem Gestell 100 oder einem oder mehreren mit dem Gestell verbundenen Element(en) angeordnet sein, damit die Trommel 210 relativ zum Gestell 100 gedreht werden kann. Dies gilt auch für sämtliche weiteren dargestellten Varianten. Dabei sind die Trommellager 221, 222 vorzugsweise radial zwischen der Trommel 210 und dem Gestell 100 oder einem oder mehreren mit dem Gestell verbundenen Element(en) angeordnet.
Die Schneckenlager 235, 236 können hingegen radial zwischen der Schnecke 230 und der Trommel 210 angeordnet sein, so dass die Schnecke 230 relativ zur Trommel 210 drehbar sein kann.
Bei einer möglichen Ausführungsvariante (nicht dargestellt) kann das eine der Schneckenlager 235 im Bereich des Feststoffaustrages 218 entfallen. Dies kann z.B. bei einer vertikalen Anordnung des Dekanters vorgesehen sein.
Vorzugsweise können nach 4 - sowie auch nach 1 und weiteren Varianten der Erfindung - eines oder sogar beide Trommellager 221, 222 innerhalb des axialen Bereiches angeordnet sein, der zwischen dem Feststoffaustrag 218 und dem Flüssigkeitsablauf 217 der Trommel 210 liegt oder direkt an einen Bereich des Flüssigkeitsablaufs 217 und /oder eines Feststoffaustrags 218 der Trommel 210 angrenzt. Die Trommellager 221, 222 sind dann radial außen auf der Trommel 210 oder radial oder axial außen am bzw. auf dem Trommeldeckel 213 positioniert.
Ist eines der Trommellager 221, 222 innerhalb des axialen Bereiches angeordnet, der zwischen dem Feststoffaustrag 218 und dem Flüssigkeitsaustrag 217 der Trommel 210 liegt, kann das jeweils andere dieser Lager - das andere der Trommellager 221, 222 - außerhalb dieses axialen Bereiches angeordnet sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Trommellager 221, 222 zur Lagerung der Trommel (210) im Gehäuse (100) mit einem Abstand L_L beabstandet sind, wobei der Abstand L_L der Trommellager 210 zueinander kleiner ist als die axiale Länge L_T der Trommel.
Die vorstehenden Merkmale können in bevorzugter Ausgestaltung auch die Vollmantel-Schneckenzentrifuge der 1 und weiteren Figuren sowie auch weitere Varianten der Erfindung aufweisen. Bei ihr können aber der Feststoffaustrag und vorzugsweise auch die Lagerung in anderer Weise gestaltet sein.
Der Feststoffaustrag 218 kann bei der Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Stand der Technik in 4 derart ausgeführt sein, dass die Öffnungen des Feststoffaustrags 218 radial oder im Wesentlichen in radialer Richtung der Trommel 210 ausgerichtet sind.
Der Feststoffaustrag 218 ist bei der Vollmantel-Schneckenzentrifuge in 1 sowie 2 und 3 vorzugsweise derart ausgeführt, dass die Öffnungen 224 des Feststoffaustrags 218 axial oder im Wesentlichen in axialer Richtung der Trommel 210 ausgerichtet sind. Sie liegen zudem vorzugsweise innerhalb des kleinsten Durchmessers des konischen Bereichs 212 der Trommel. Der konische Abschnitt des Feststoffaustrage-Trommeldeckels kann sich damit entweder in einem rechten Winkel zur Drehachse erstrecken oder in einem Winkel von mehr als 45°, insbesondere mehr als 65° angeordnet sein. Auch können die Öffnungen in einem weiteren konischen Trommelteil liegen, dessen Konizitätswinkel zur Drehachse größer als 45°, insbesondere mehr als 65°ist.
Im Betrieb werden Feststoffe in der rotierenden Trommel aus einer radial außen in der Trommel rotierenden Suspension zunächst aus dem zylindrischen Bereich in den konischen Bereich 212 der Trommel 210 gefördert und von dort weiter radial nach innen zum Feststoffaustrag 218 weitergefördert bzw. weitergeschoben.
Dazu schließt sich an den konischen Abschnitt der Trommel 210 in axialer Richtung ein Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 an, der den konischen Abschnitt 212 der Trommel 210 axial abschließt. Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 kann ganz oder abschnittsweise konisch ausgestaltet sein. Der Konizitätswinkel des konischen Abschnitts 226 ist dabei größer, insbesondere um mehr als 10° größer als der Konizitätswinkel im konischen Abschnitt der Trommel. Der Feststoffaustrag 218 kann derart bzw. dabei so ausgeführt werden, dass die Öffnungen 224 des Feststoffaustrags 218 axial oder im Wesentlichen in axialer Richtung der Trommel 210 ausgerichtet sind.
Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 kann eine oder mehrere, beispielsweise vier Öffnungen 224 aufweisen, welche den Feststoffaustrag bilden. Diese können als fensterartige, umfangsgeschlossene Durchbrechungen in dem konischen Abschnitt des Feststoffaustrag-Trommeldeckels 223 ausgebildet sein.
Es kann dabei nach einer konstruktiv einfach zu realisierenden Variante vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Feststoffaustrag 218 in axialer Richtung bezogen auf den zylindrischen Abschnitt 211 der Trommel 210 hinter dem Trommellager 221 im konischen Abschnitt 212 der Trommel 210 liegt. Es kann zudem vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Feststoffaustrag 218 in axialer Richtung bezogen auf den zylindrischen Abschnitt 211 der Trommel 210 hinter dem Schneckenlager 235 liegt.
In 2a und 2b ist eine Ausführungsvariante des Feststoffaustrags 218 dargestellt, die Öffnungen 224 aufweist, die in axialer oder im Wesentlichen axialer Richtung ausgerichtet sind.
An den Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 ist dabei innen oder vorzugsweise außen ein Abdeckteller 225 angesetzt. Der Abdeckteller 225 kann wechselbar sein, insbesondere wechselbar an die übrige Trommel 210, insbesondere den Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 angesetzt sein. Der Abdeckteller 225 kann mit Befestigungsmitteln wie Schrauben an den Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 wechselbar befestigt sein. Der Abdeckteller 225 kann konisch ausgestaltet sein.
Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 weist Öffnungen 224 mit einer Fläche F1 auf. In dem Abdeckteller 225 sind korrespondierende Öffnungen 229 ausgebildet. Dies bedeutet, dass die Öffnungen sich ganz oder jedenfalls teilweise überlappen und miteinander fluchten. Diese Öffnungen 229 können eine Fläche aufweisen, die kleiner ist als die Fläche F2. Der derart ausgestaltete Abdeckteller 225 wirkt wie eine Blende.
Damit können die Größe und/oder der Ort des Feststoffaustrags 218 bzw. Größe und/oder Ort seiner Öffnungen 229 - im Stillstand der Trommel - auf einfache Weise verändert werden, indem der Abdeckteller 225 mit den Öffnungen 229 gegen einen Abdeckteller mit Öffnungen 229 anderer Fläche und/oder Anordnung ausgetauscht wird.
Die blendenartigen Öffnungen 229 sind auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser d1 angeordnet sein und weisen einen Öffnungsdurchmesser d2 auf. Je nach Anforderung kann durch Austausch des jeweiligen Abdecktellers 225 sowohl der Durchmesser d1 als auch der Durchmesser d2 verändert werden. Durch diese blendenartigen Öffnungen 229 tritt der Feststoff Fe somit bei einem Tausch des Abdecktellers 225 auf einem veränderbaren Durchmesser in axialer Richtung der Trommel 210 aus der Trommel 210 aus.
Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 kann nach optionalen Weiterbildungen eines oder mehrere weitere vorteilhafte Merkmale aufweisen.
So kann der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 einen konischen Abschnitt 226 aufweisen, in dem die Öffnungen 224 - hier die vier Öffnungen 224- ausgebildet sein können. Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 kann ferner einen sich an den konischen Abschnitt 226 vorzugsweise axial in Richtung des zylindrischen Abschnitts der Trommel anschließenden zylindrischen Abschnitt 227 aufweisen.
So kann er neben einem konischen Abschnitt 226 einen zylindrischen Abschnitt 227 aufweisen. Er kann dabei nach einer vorteilhaften Weiterbildung dann mit dem zylindrischen Abschnitt 227 auf dem Trommelwellenabschnitt 219 befestigt sein, und zwar vorzugsweise axial neben dem Trommellager 221 angeordnet sein.
An den konischen Abschnitt 226 kann sich innen ein axialer Zapfen anschließen, der in den Schneckenwellenabschnitt 233 eingesetzt sein kann oder der sogar in einfacher und überraschend kompakter und praktischer Ausgestaltung als der Schneckenwellenabschnitt 233 dienen kann.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsvariante des Feststoffaustrags 218 nach 3a und 3b sind im Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 wiederum mehrere Öffnungen 224 ausgebildet. Dabei kann in einer oder mehreren, insbesondere jeder der Öffnungen eine Hülse 228 drehbar montiert sein. Der Außendurchmesser der Hülsen 228 korrespondiert somit vorzugsweise mit dem Innendurchmesser der vorzugsweise kreisförmigen Öffnungen 224. Die Hülsen 228 sind vorzugsweise drehbar in den Öffnungen 224 angeordnet. Dabei kann diese Drehstellung durch nicht dargestellte Fixiermittel fixiert werden. Vorzugsweise weist jede Hülse 228 eine Öffnung 229' auf, die exzentrisch in der Hülse 228 angeordnet/ausgebildet sein kann. Durch Drehen der jeweiligen Hülse 228 um ihren Mittelpunkt, der auf einem Durchmesser d3 liegen kann, kann der Durchmesser, auf dem der Mittelpunkt der jeweiligen Öffnung 229' liegt, verändert werden. Durch die jeweilige Öffnung 229' in der jeweiligen Hülse 228 tritt der Feststoff Fe somit auf einem veränderbaren Durchmesser in axialer Richtung der Trommel 210 aus der Trommel 210 aus.
Der Feststoffaustrag-Trommeldeckel 223 kann im Übrigen wie der Feststoffaustrag-Trommeldeckel der 2 ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

100: Gehäuse
200: Rotor
210: Trommel
211: zylindrischer Abschnitt
212: konischer Abschnitt
213: Trommeldeckel
214: Zulaufrohr
215: Verteiler
216: Schleuderraum
217: Flüssigkeitsablauf
218: Feststoffaustrag
219: Trommelwellenabschnitt
220: Trommelwellenabschnitt
221: Trommellager
222: Trommellager
223: Feststoffaustrag-Trommeldeckel
224: Öffnung
225: Abdeckteller
226: konischer Abschnitt
227: zylindrischer Abschnitt
228: Hülse
229,229': Öffnung
230: Schnecke
231: zylindrischer Abschnitt
232: konischer Abschnitt
233: Schneckenwellenabschnitt
234: Schneckenwellenabschnitt
235: Schneckenlager
236: Schneckenlager
300: Antriebsvorrichtung
310: Getriebe
320: Riemenscheibe
330: Riemenscheibe
A1: Abstand
A2: Abstand
D: Drehachse
L1: Länge
L2: Länge
LL: Abstand Trommellager
LT: Länge Trommel
Su: Suspension
Fe: Feststoffe
FI: Flüssigkeitsphase
F1: Fläche
F2: Fläche
d1: Durchmesser Teilkreis
d2: Öffnungsdurchmesser
d3: Durchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018119279 A1 [0006]
WO 2018/202358 A1 [0007, 0008]

Claims

Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem Gehäuse (100) und einem in dem Gehäuse (100) drehbar gelagerten Rotor (200), der wenigstens folgendes aufweist: a. eine drehbare Trommel (210) mit Drehachse (D), wobei die Trommel (210) einen zylindrischen Abschnitt (211) und einen konischen Abschnitt (212) aufweist, b. mindestens einen Flüssigkeitsablauf (217), der im zylindrischen Abschnitt (211) der Trommel (210) angeordnet ist und c. mindestens einen Feststoffaustrag (218), der im konischen Abschnitt (212) der Trommel (210) angeordnet ist, d. eine relativ zur drehbaren Trommel (210) mit einer Differenzdrehzahl drehbaren, in der Trommel angeordnete Schnecke (230), wobei die Trommel (210) und die Schnecke (230) gemeinsam den Rotor (200) bilden, e. wenigstens zwei Trommellager (221, 222) zur Lagerung der Trommel (210) im Gehäuse (100), f. wenigstens ein erstes Schneckenlager (236) zur Lagerung der Schnecke (230) in der Trommel (210), dadurch gekennzeichnet, dass g. die Trommel (210) im Bereich des konischen Abschnitts (212) bzw. der Trockenzone so gestaltet ist, dass Feststoff Fe mit Hilfe der Schnecke (230) bis an einen Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223), der einen Abschluss des konischen Abschnitts (212) in axialer Richtung der Trommel (210) bildet, transportiert wird, um durch mehrere sich axial oder im Wesentlichen axial ausgerichtete Öffnungen (224) im Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) die Trommel (210) zu verlassen und/oder h. dass die Öffnungen (224) im Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) innerhalb des kleinsten Durchmessers des konischen Bereichs (212) der Trommel (210) liegen.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) einen konischen Abschnitt (226) aufweist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) einen zylindrischen Abschnitt (227) aufweist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem konischen Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) die eine oder mehrere Öffnungen (224) zum Feststoffaustrag ausgebildet sind.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der konische Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) einen Konuswinkel von mehr als 45°, insbesondere mehr als 60°, zur Drehachse (D) aufweist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem konischen Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) die Öffnungen (224) auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser d1 angeordnet sind, der kleiner ist als der kleinste Durchmesser des konischen Abschnitts (212) der Trommel (210).
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem den Feststoffaustrag (218) aufweisenden Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223), insbesondere an dessen konischen Abschnitt, ein Abdeckteller (225) mit Öffnungen (229) angebracht ist, die zu den Öffnungen (224) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels, insbesondere des konischen Abschnitts (226), korrespondieren.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckteller (225) wechselbar ausgestaltet ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (224) in dem Feststoffaustrag-Trommeldeckel (223) einen größeren Durchmesser aufweisen als die Öffnungen (229) des Abdecktellers (225).
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem konischen Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) ein Schneckenwellenabschnitt (233) ausgebildet ist oder dass er mit einem solchen koppelbar ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die blendenartigen Öffnungen (229) kreisförmig auf einem Teilkreis mit einem Durchmesser d1 angeordnet sind und einen Öffnungsdurchmesser d2 aufweisen, so dass durch Austausch des jeweiligen Abdecktellers (225) sowohl der Durchmesser d1 als auch der Durchmesser d2 veränderbar ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem konischen Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) ein Schneckenwellenabschnitt (233) ausgebildet ist oder dass er mit einem solchen koppelbar ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (226) des Feststoffaustrag-Trommeldeckels (223) auf einen Trommelwellenabschnitt aufgesetzt ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer oder mehreren der Öffnungen (224) jeweils eine drehbare Hülse (228) drehbar montiert ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hülse (228) eine Öffnung (229') aufweist, die exzentrisch in der Hülse (228) angeordnet ist und dass durch Drehen der jeweiligen Hülse (228) um ihren Mittelpunkt, der auf einem Durchmesser d3 liegt, der Durchmesser, auf dem der Mittelpunkt der jeweiligen Öffnung (229') liegt, veränderbar ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Abschnitt (211) der Trommel (210) eine Länge L₁ aufweist und der konische Abschnitt (212) der Trommel (210) eine Länge L₂ aufweist, wobei L₁ und L₂ addiert die Länge L_T der Trommel (210) ist.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommellager (221, 222) zur Lagerung der Trommel (210) im Gehäuse (100) mit einem Abstand L_L beabstandet sind, wobei der Abstand L_L der Trommellager (210) zueinander kleiner ist als die Länge L_T der Trommel.
Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffaustrag (218) axial außerhalb der beiden Trommellager der Trommel liegt.