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Die Erfindung betrifft einen Einlaufbereich einer Zentrifugenschnecke, wobei die Zentrifugenschnecke zumindest im Einlaufbereich eine Schneckennabe mit einer offenen Wandungsstruktur, insbesondere mit Längsstäben, aufweist, gemäß Merkmalskombination des Patentanspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vollmantelschneckenzentrifuge, die eine in einer Trommel befindliche Zentrifugenschnecke umfasst, wobei die Zentrifugenschnecke zumindest im Einlaufbereich eine Schneckennabe umfasst, die eine offene Wandungsstruktur aufweist, insbesondere Längsstäbe aufweist und/oder aus Längsstäben gebildet ist, gemäß Patentanspruch 9.
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Vollmantelschneckenzentrifugen sind durch eine Trommel mit geschlossenem bzw. vollem Mantel gekennzeichnet. Die Trommel wird mit hoher Drehzahl gedreht, wodurch ein sich in der Trommel befindliches mehrphasiges Gemisch in zumindest eine schwere Phase und eine leichte Phase getrennt werden kann. Die schwere Phase ist in der Regel eine feste Phase, die mittels einer Schnecke, d. h. einer Zentrifugenschnecke, aus der Trommel herausgefördert wird. Dazu ist die Schnecke in der Trommel relativ zu der Trommel drehbar gelagert und weist eine Schneckenwendel auf. Die Schneckenwendel ist um eine Schneckennabe angeordnet.
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Die Schneckenwendel streicht entlang der Innenseite bzw. inneren Mantelfläche der Trommel und fördert somit das Gut der schweren Phase zu einem axialen Endbereich der Trommel. Am Ende der Trommel wird das Gut der schweren Phase beispielsweise aus einem Austragskonus herausgefördert. Das zu klärende, mehrphasige Gemisch befindet sich also zwischen der Innenseite der Trommel und der Schneckennabe.
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In bestimmten Vollmantelschneckenzentrifugen wird, insbesondere aus klärtechnischen Gründen, eine große Teichtiefe angestrebt. Zugleich ist die Teichtiefe aber durch den Durchmesser der Schneckennabe und sich dort ergebende Auftriebs- und Ablagerungseffekte des zu klärenden Gemisches bzw. der leichten Phase begrenzt.
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Aus dem Stand der Technik ist es außerdem bekannt, dass das zu klärende Gemisch über ein Einlaufrohr in eine Einlaufkammer gelangt. Diese Einlaufkammer ist in der Regel ein Teilabschnitt eines Schneckennabeninnenraums. In der massiven Schneckennabe sind aus diesem Grund Öffnungen ausgebildet, so dass das zu klärende Gemisch durch die Öffnungen in das Trommelinnere bzw. in den Trennraum gelangt. Dies bewirkt unter Umständen nachteilige Verwirbelungen in der Einlaufkammer, wobei teilweise das zu klärende Gut bzw. das Medium bereits in der Einlaufkammer getrennt wird.
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Ausgehend vom genannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen weiterentwickelten Einlaufbereich einer Zentrifugenschnecke anzugeben, die zum einen eine große Teichtiefe erlaubt und zum anderen eine schnelle Beförderung des Mediums bewirkt.
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Des Weiteren ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weiterentwickelte Vollmantelschneckenzentrifuge anzugeben, die insbesondere hinsichtlich des Einlaufbereichs weiterentwickelt ist.
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Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den Einlaufbereich durch den Gegenstand des Anspruches 1 und im Hinblick auf die Vollmantelschneckenzentrifuge durch den Gegenstand des Anspruches 9 gelöst. Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
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Es wird erfindungsgemäß von einem Einlaufbereich einer Zentrifugenschnecke ausgegangen, wobei die Zentrifugenschnecke zumindest eine Schneckennabe mit einer offenen Wandungsstruktur, insbesondere mit Längsstäben, aufweist. Ein Einlaufrohr, das eine Einlaufrohröffnung aufweist, mündet in den Einlaufbereich, wobei zur Einlaufrohröffnung gegenüberliegend ein Prallelement, insbesondere eine Prallscheibe, mit einem Beschleunigungselement ausgebildet ist. Das Beschleunigungselement ist derart ausgebildet, dass ein auf das Beschleunigungselement auftreffendes Medium in Richtung von, insbesondere zwischen den Längsstäben ausgebildeten, Freiräumen der Wandungsstruktur beschleunigbar ist.
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Als eine offene Wandungsstruktur ist insbesondere eine derartige Wandungsstruktur zu verstehen, die einen möglichst geringen Materialanteil aufweist. Mit anderen Worten weist eine offene Wandungsstruktur einen möglichst hohen Anteil an Freiräumen auf.
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Insbesondere kann die offene Wandungsstruktur mittels einer Gitterstruktur gebildet werden. Des Weiteren ist es möglich, die Wandungsstruktur mit einer Vielzahl von Längsschlitzen auszubilden.
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Da die Schneckennabe erfindungsgemäß zumindest abschnittsweise aus einer offenen Wandungsstruktur, insbesondere aus Längsstäben, gebildet ist oder Längsstäbe aufweist, kann eine große Teichtiefe in einer zugehörigen Vollmantelschneckenzentrifuge gebildet werden. Da der Einlaufbereich nicht wie im klassischen Sinne als Einlaufkammer mit entsprechenden massiven und größtenteils geschlossenen Wänden ausgebildet ist, sondern beispielsweise selbst aus den Längsstäben einer Schneckennabe gebildet wird, können die, insbesondere zwischen den Längsstäben ausgebildeten, Freiräume selbst als Öffnungen dienen. Vorzugsweise ist die Schneckennabe zumindest im Bereich der Einlaufkammer vollständig aus Längsstäben gebildet. Diese Freiräume bilden in dieser Ausführungsform der Erfindung die Freiräume der Wandungsstruktur der Schneckennabe. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Freiräume beispielsweise durch in der Wandung ausgebildete Längsschlitze gebildet sein. Auch andere Formen von ausgebildeten Freiräumen sind möglich.
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Mit anderen Worten umfasst der Einlaufbereich einer Zentrifugenschnecke zumindest abschnittsweise ein Einlaufrohr, wobei zumindest der Abschnitt des Einlaufrohrs, der eine Einlaufrohröffnung aufweist, als Bestandteil des Einlaufbereichs der Zentrifugenschnecke ausgebildet ist. Das Prallelement ist vorzugsweise als Prallscheibe ausgebildet. Eine derartige Prallscheibe kann auch als Verschlussscheibe bezeichnet werden. Aufgrund des auf dem Prallelement ausgebildeten Beschleunigungselements kann eine Vorbeschleunigung des zu bearbeitenden Mediums erfolgen.
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Das Beschleunigungselement weist vorzugsweise schräg zur Drehachse gestellte Prallflächen auf. Aufgrund des ausgebildeten Beschleunigungselements kann das auf das Prallelement bzw. das Beschleunigungselement auftreffende Medium relativ turbulenzarm schonend vorbeschleunigt werden.
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Die umgebende Geometrie mit einer offenen Wandungsstruktur, insbesondere mit Längsstäben, und einer offenen Flüssigkeitsoberfläche kann das Medium ohnehin in Längs- und Umfangsrichtung schonender Aufnehmen als eine Rohrkonstruktion mit Zulauföffnungen. Mit dem Einfügen eines Beschleunigungselements wird jedoch der Geschwindigkeitsunterschied beim Auftreffen des Mediums nochmals in positiver Weise verringert.
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Die Beschleunigung erfolgt in Richtung der, insbesondere zwischen den Längsstäben ausgebildeten, Freiräume der Wandungsstruktur. Erst dann tritt das Medium bei einer rotierenden Schneckennabe durch die Freiräume in den Trommelinnenraum bzw. Trennraum.
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Aus dem Stand der Technik bekannte auftretende Turbulenzen in Zusammenhang mit dem in eine Einlaufkammer strömenden und anschließend in das Trommelinnere gelangenden Medienstroms, können erfindungsgemäß gedämpft und Energieverluste reduziert werden.
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Die von standardmäßig ausgebildeten Einlaufkammern bekannten massiven Wandungen entfallen beim erfindungsgemäßen Einlaufbereich und werden beispielsweise vielmehr durch Längsstäbe gebildet. Die Längsstäbe sind im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Zentrifugenschnecke angeordnet.
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Vorzugsweise liegen alle Längsstäbe auf einer konzentrischen Kreislinie zur Längsachse.
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Die Freiräume werden insbesondere durch den Abstand zwischen den Längsstäben gebildet. Neben der verbesserten Vorbeschleunigung des zu bearbeitenden Mediums fördert der erfindungsgemäße Einlaufbereich eine bessere Einmischung von Zusatzstoffen. Bei diesen Zusatzstoffen kann es sich beispielsweise um Fällmittel oder Flockungsmittel handeln.
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Die Größe bzw. die Durchtrittsfläche der Freiräume wird vorzugsweise aufgrund des zwischen den Längsstäben ausgebildeten Abständen bestimmt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Größe bzw. die Durchtrittsfläche der Freiräume durch die Größe und Form von Längsschlitzen der Schneckennabe gebildet.
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Das Beschleunigungselement ist im Wesentlichen als ein Vorsprung ausgebildet, der in Richtung der Einlaufrohröffnung weist. Es ist möglich, dass der Vorsprung auf einer Scheibe oder Platte angeordnet ist. Die Scheibe oder Platte kann plan oder gewölbt ausgebildet sein.
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Der Vorsprung kann zusammen mit der Scheibe oder der Platte ein eigenständiges Bauteil bilden, das separat von dem Prallelement, insbesondere der Prallscheibe, hergestellt werden kann. Dies erleichtert beispielsweise eine nachträgliche Ausstattung eines Prallelements mit dem Beschleunigungselement.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass der Vorsprung direkt auf dem Prallelement, insbesondere der Prallscheiben, befestigt ist. Dies ermöglicht eine Materialeinsparung.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist das Beschleunigungselement Streben auf, die insbesondere kreuzförmig zueinander angeordnet sind. Es ist auch denkbar, dass mehrere Streben in einer Draufsicht auf das Beschleunigungselement eine Sternform bilden. In einer derartigen Ausführungsform der Erfindung wird der Vorsprung durch eine Anordnung von Streben gebildet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Höhe der Streben in Richtung eines Kreuzungspunktes der Streben zunimmt. Als Höhe der Streben wird der relative Abstand zu dem Prallelement, insbesondere zu der Prallscheibe, oder - sofern ausgebildet - der relative Abstand zu der separaten Scheibe oder Platte, verstanden.
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Vorzugsweise ist das Beschleunigungselement derart auf dem Prallelement angeordnet, dass sich ein Kreuzungspunkt und/oder eine höchste Stelle des Beschleunigungselements fluchtend zum Mittelpunkt des Prallelements, insbesondere der Prallscheibe, ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist der Kreuzungspunkt und/oder der höchste Punkt des Beschleunigungselements auf der Längsachse der Zentrifugenschnecke angeordnet.
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In einer weiteren oder alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Beschleunigungselement als ein vom Prallelement abstehender in Richtung der Einlaufrohröffnung weisender Vorsprung ausgebildet sein. Dieser Vorsprung weist mehrere radiale Flanken auf. Als radiale Flanken sind derartige Flanken zu verstehen, die ausgehend von einem mittig angeordneten zentralen Punkt in Richtung des Prallelements verlaufen. Vorzugsweise sind die radialen Flanken in Umfangsrichtung des Vorsprungs gleichmäßig bzw. gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet.
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Des Weiteren ist es möglich, dass zwischen den Flanken Kanäle ausgebildet sind, wobei die Kanäle einen drallförmigen Verlauf aufweisen können. Sofern ein Medium auf ein derartiges Beschleunigungselement trifft, wird das Medium entlang der Kanäle in Richtung des Prallelements sowie in Richtung der Freiräume abgelenkt und beschleunigt. Die Kanäle und/oder Flanken sind mit anderen Worten gleichmäßig über den Vorsprung verteilt.
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Es ist möglich, dass das Beschleunigungselement als ein vom Prallelement abstehender in Richtung der Einlaufrohröffnung weisender Vorsprung ausgebildet ist, der mehrere, beispielsweise vier, schräg zur Längsachse des Einlaufbereichs angeordnete Prallflächen aufweist. Bei der Längsachse des Einlaufbereichs handelt es sich insbesondere um die Drehachse der Zentrifugenschnecke.
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Die Prallflächen können beispielsweise derart zueinander angeordnet sein, dass der Vorsprung eine pyramidenartige Form aufweist. Die Pyramidenspitze kann insbesondere abgeflacht ausgebildet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind am Prallelement, insbesondere an der Prallscheibe, mehrere die Schneckennabe stabilisierende Schrägstreben befestigt. Ein Ende der stabilisierenden Schrägstreben kann an dem Prallelement ausgebildet sein. Das weitere Ende kann beispielsweise an einer weiteren Querscheibe der Zentrifugenschnecke oder an einer Endscheibe einer Zentrifugenschnecke befestigt sein.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vollmantelschneckenzentrifuge, die eine in einer Trommel befindliche Zentrifugenschnecke umfasst, wobei die Zentrifugenschnecke zumindest im Einlaufbereich eine Schneckennabe umfasst, die eine offene Wandungsstruktur aufweist, insbesondere Längsstäbe aufweist und/oder aus Längsstäben gebildet ist. Der Einlaufbereich ist erfindungsgemäß ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Schneckennabe in mehreren Abschnitten aus Längsstäben gebildet oder weist in mehreren Abschnitten Längsstäbe auf. Mit anderen Worten ist die Schneckennabe nicht lediglich im Einlaufbereich aus Längsstäben gebildet oder weist nicht nur im Einlaufbereich Längsstäbe auf. Vorzugsweise ist die Schneckennabe vollständig in einem zylindrischen Längsabschnitt mit Längsstäben gebildet.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der Erfindung die Schneckennabe zusätzlich zu den Längsstäben auch Schrägstreben sowie Querscheiben aufweisen kann. Die Schrägstreben sowie die Querscheiben dienen zur zusätzlichen Stabilisierung der Schneckennabenkonstruktion. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Schneckennabe über die gesamte Längserstreckung hinweg Längsstäbe aufweist.
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Die Schneckennabe ist somit zumindest abschnittsweise aus einer Gitterstruktur gestaltet. Diese Gitterstruktur ist grundsätzlich nach außen hin nicht geschlossen, sondern offen und kann demnach in den Teich des in der Trommel umlaufenden, zu klärenden Gemisches eintauchen, ohne dass Probleme durch Auftriebskräfte entstehen.
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Aufgrund der Ausgestaltung der Schneckennabe mittels einer Gitterstruktur kann erreicht werden, dass sedimentierende Partikel, die aus dem zu klärenden Gemisch in Richtung Trommelinnenseite absinken, an der Gitterstruktur nicht haften bleiben. Derartige Partikel gleiten von der die Längsstäbe aufweisenden Gitterstruktur vielmehr nach radial außen bzw. in den Außenbereich der Trommel ab.
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Es ist möglich, dass auch ein konischer Längsabschnitt der Schneckennabe Längsstäbe aufweist. Mit anderen Worten kann der konische Längsabschnitt der Schneckennabe ebenfalls aus einer Gitterstruktur gebildet sein.
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In der offenen Wandungsstruktur, insbesondere zwischen den Längsstäben, des Einlaufbereichs der Zentrifugenschnecke, sind Freiräume ausgebildet, die Abflussöffnungen in Richtung eines Trennraums bilden. Der Trennraum ist zwischen der Schneckennabe und einem Trommelmantel bzw. der Innenseite der Trommel gebildet.
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Vorteilhaft sind an benachbarten Querscheiben der Schneckennabe Schrägstreben ausgebildet. Vorzugsweise sind insgesamt drei Schrägstreben über den Umfang der Schneckennabe hinweg gleichmäßig verteilt beabstandet angeordnet.
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In Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifuge ergeben sich die gleichen Vorteile, wie diese im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Einlaufbereich erzielt werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifuge kann es sich sowohl um eine 2-Phasen-Vollmantelschneckenzentrifuge, als auch um eine 3-Phasen-Vollmantelschneckenzentrifuge handeln.
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Zum einen ist es möglich, eine große Teichtiefe innerhalb der Vollmantelschneckenzentrifuge auszubilden. Gleichzeitig kann das in den Einlaufbereich der Zentrifugenschnecke strömende Medium vorbeschleunigt in das Trommelinnere bzw. in den Trennraum gelangen, so dass diesbezüglich klärtechnische Verbesserungen auftreten und ein schnellerer Transport des Mediums ermöglicht wird.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand von beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Hierbei zeigen:
- 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifuge, die einen erfindungsgemäßen Einlaufbereich aufweist;
- 2a und 2b eine erste Ausführungsform eines Beschleunigungselements;
- 3a und 3b einer Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Beschleunigungselements; und
- 4a und 4b eine Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Beschleunigungselements.
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Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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In 1 ist eine Vollmantelschneckenzentrifuge 10 dargestellt, die sich im Wesentlichen längs einer waagrechten Längsachse 12 erstreckt. Die Vollmantelschneckenzentrifuge 10 weist ein Außengehäuse 14 auf, in dem eine Trommel 16 um die Längsachse 12 drehbar gelagert ist. Durch Drehen der Trommel 16 mit hoher Drehzahl kann in dieser eine Zentrifugalkraft erzeugt werden, mittels der ein zu klärendes Gut in eine schwere und eine leichte Phase getrennt werden kann. Die Trommel 16 ist dazu an einem ersten Trommellager 18 und einem zweiten Trommellager 20 abgestützt. Bei der dargestellten Vollmantelschneckenzentrifuge 10 handelt es sich um eine 2-Phasen-Vollmantelschneckenzentrifuge. Der erfindungsgemäße Einlaufbereich kann jedoch auch bei einer 3-Phasen-Vollmantelschneckenzentrifuge verwirklicht sein.
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An der Trommel 16 ist ein Einlass 22 für das zu klärende Gut sowie ein Auslass 24 für die schwere Phase und ein Auslass 26 für die leichte Phase ausgebildet. Zum Drehen der Trommel 16 ist ein Antrieb 28 ausgebildet.
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Der Auslass 26 wirkt als ein Überlauf für die sich radial innen in der Trommel befindende leichte Phase, so dass diese dort selbsttätig austritt, sofern in der Trommel 16 ein vorbestimmter Pegel, die sogenannte Teichtiefe 52, erreicht ist.
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Damit die sich radial außen in der Trommel 16 befindende schwere Phase aus der Trommel 16 ausgetragen werden kann, ist in der Trommel 16 eine Zentrifugenschnecke 30 vorgesehen. Die Zentrifugenschnecke 30 wird mittels des Antriebs 28 relativ zur Trommel 16 gedreht. Dadurch wird das Material der schweren Phase längs eines an der Trommel 16 ausgebildeten Konus nach radial innen und damit zum Auslass 24 ausgetragen.
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Die Zentrifugenschnecke 30 ist dazu mit einer sich längs zur Längsachse 12 erstreckenden Schneckennabe 32 gestaltet, die radial außen von einer Schneckenwendel 34 umgeben ist. Die Schneckennabe 32 dient also dazu, die Schneckenwendel 34 in radialer Richtung abzustützen, Drehmoment vom Antrieb 28 auf die Schneckenwendel 34 zu übertragen und dabei insbesondere Zugkräfte und Schubkräfte aufzunehmen. Die Schneckennabe 32 ist im zylindrischen Längsabschnitt 36 mit einer Gitterstruktur 56 gestaltet.
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Die Gitterstruktur 56 weist zwölf Längsstäbe 58 auf, die über den Umfang der Schneckennabe 32 hinweg in deren Längsrichtung, also parallel zur Längsachse 12 in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die offene Wandungsstruktur also aufgrund der Längsstäbe 58 gebildet. Alternative Ausführungsformen zur Bildung einer offenen Wandungsstruktur sind möglich. Beispielsweise kann eine offene Wandungsstruktur durch Ausbilden einer Vielzahl von Längsschlitzen in der Schneckennabe 32 gebildet werden.
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Die bevorzugte Anzahl an Längsstäben 58 liegt zwischen 8 und 16, insbesondere zwischen 10 und 14. Die Längsstäbe 58 bilden radial außen jeweils eine Anlagefläche für die Schneckenwendel 34 und sind radial innen an Querscheiben 60 abgestützt. Die Längsstäbe 58 erstrecken sich dabei über die Querscheiben 60 hinweg, die quer zur Längsachse 12 ausgerichtet sind und damit eine innere Abstützung für die Längsstäbe 58 bilden.
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Zwischen jeweils zwei Querscheiben 60 erstrecken sich zwischen zwei und sechs Schrägstreben 64. Besonders bevorzugt sind drei Schrägstreben 64 ausgebildet.
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Im konischen Längsabschnitt 38 ist die Schneckennabe 32 mit einer Mantelfläche 44 ausgebildet. Die Mantelfläche 44 ist im Wesentlichen geschlossen und insbesondere mittels eines Bleches bzw. einer Rohrfläche gestaltet. Die Zentrifugenschnecke 30 ist mittels eines ersten Schneckenlagers 40 und eines zweiten Schneckenlagers 42 drehbar gelagert.
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In 1 ist des Weiteren ein Einlaufrohr 46 zu erkennen. Durch dieses Einlaufrohr 46 gelangt das zu trennende Medium in die Vollmantelschneckenzentrifuge 10. Das Einlaufrohr 46 weist eine Einlaufrohröffnung 47 auf.
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Das Einlaufrohr 46 dient zum Zuführen von zu klärendem Gut zentral in den Einlaufbereich 80 ins Innere der Schneckennabe 32. Der Einlaufbereich 80 ist in 1 als derjenige Abschnitt zu verstehen, der zwischen den beiden gestrichelten Linien dargestellt ist. Der Einlaufbereich wird in einer Richtung durch die Einlaufrohröffnung 47 begrenzt. Zur Einlaufrohröffnung 47 gegenüberliegend ist ein Prallelement 70 ausgebildet. Mit anderen Worten erstreckt sich der Einlaufbereich 80 der Schneckennabe 32 mindestens von der Einlaufrohröffnung 47 bis zum Prallelement 70.
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Das Prallelement 70 ist im vorliegenden Fall als Prallscheibe ausgebildet. Auf dem Prallelement 70 ist ein Beschleunigungselement 75 ausgebildet. Das Beschleunigungselement 75 ist im Wesentlichen als Vorsprung ausgebildet, der vom Prallelement 70 in Richtung der Einlaufrohröffnung 47 weist.
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Das Beschleunigungselement 75 ist derart ausgebildet, dass ein auf das Beschleunigungselement 75 auftreffendes Medium bzw. das zu klärende Gut in Richtung von Freiräumen 85 der offenen Wandungsstruktur beschleunigbar ist. Im dargestellten Beispiel werden die Freiräume 85 zwischen den Längsstäben 58 der Schneckennabe 32 ausgebildet. Die Freiräume 85 werden aufgrund des jeweils zwischen den Längsstäben 58 ausgebildeten Abstandes gebildet. Die Freiräume 85 dienen als Abflussöffnungen für das Medium.
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Über die Freiräume 85 gelangt das zu trennende Gut bzw. das Medium in den Trommelinnenraum 65, der auch als Trennraum bezeichnet werden kann. Als Trommelinnenraum 65 ist der Raum zu bezeichnen, der zwischen der Trommel 16 bzw. der Trommelinnenfläche 17 und der Schneckennabe 32 gebildet wird. Die Größe der zur Verfügung stehenden Öffnungen, durch die das Medium vom Einlaufbereich 80 in den Trommelinnenraum 65 gelangen kann, bestimmt sich aufgrund der Größe der Freiräume 85 und somit aufgrund des zwischen den Längsstäben 58 ausgebildeten Abstandes. Diese Erläuterungen gelten im Zusammenhang mit allen dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Einlaufbereiches 80 bzw. Beschleunigungselementes 75.
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Das Beschleunigungselement 75 bewirkt eine Vorbeschleunigung des Mediums sowie eine bessere Einmischung von Zusatzstoffen.
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In den 2a und 2b, 3a und 3b sowie 4a und 4b sind drei verschiedene Ausführungsformen von Beschleunigungselementen dargestellt.
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2a zeigt eine Draufsicht auf ein Prallelement 70. Zur besseren Darstellbarkeit des Prallelements sowie des Beschleunigungselements 75 sind bei der Draufsicht weitere Bauteile der Schneckennabe 32 nicht vollständig dargestellt.
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Es ist zu erkennen, dass die Schneckennabe 32 unter anderem aus Längsstäben 58 gebildet ist. Im vorliegenden Fall sind zwölf Längsstäbe 58 ausgebildet. Das Prallelement 70 dient unter anderem der Stabilisierung der Schneckennabe 32. Hierzu weist das Prallelement 70 Ausnehmungen 71 auf, in die die Längsstäbe 58 eingeführt sind.
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Des Weiteren ist schematisch eine Schneckenwendel 34 dargestellt. Diese erstreckt sich schraubenartig in Längserstreckung der Längsstäbe 58. Das Prallelement 70, das als Prallscheibe bezeichnet werden kann, weist das Beschleunigungselement 75 auf.
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Wie in 2b zu erkennen ist, umfasst das Beschleunigungselement 75 vier Streben 88, die zueinander kreuzartig angeordnet sind. Der Kreuzungspunkt 89 bildet zugleich den Punkt des Beschleunigungselements 75, das in Relation zum Prallelement 70 die größte Höhe aufweist. Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Höhen H der Streben 88 in Richtung des Kreuzungspunktes 89 zunehmen. Die Streben 88 sind selbst auf einer Scheibe 87 angeordnet. Es ist demnach möglich, das Beschleunigungselement 75 zunächst als Zwischenelement bzw. eigenständige Baugruppe herzustellen.
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Die Höhe H der Streben 88 nimmt mit anderen Worten ausgehend vom Umfang U der Scheibe 87 in Richtung des Kreuzungspunktes 89 jeweils zu.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (nicht dargestellt) können zusätzliche Streben angeordnet sein, so dass diese Streben 88 eine Sternform bilden könnten. Außerdem ist es möglich, dass die Streben 88 keine Kanten 84 aufweisen und abgerundet ausgebildet sind. Auch ein bogenförmiger Verlauf der Streben 88 ist möglich.
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Zwischen den Längsstäben 58 sind die Freiräume 85 ausgebildet. Die Freiräume 85 bilden somit die Abflussöffnungen für das Medium bzw. das zu klärende Gut.
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Der Kreuzungspunkt 89 des Beschleunigungselements 75 ist insbesondere auf der Längsachse 12 der Vollmantelschneckenzentrifuge ausgebildet.
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An dem Prallelement 70 können zusätzlich Schrägstreben 64 (nicht dargestellt) befestigt sein. Dies dient insbesondere der Stabilisierung der Schneckennabe 32.
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In 3a ist eine weitere Ausführungsform eines möglichen Einlaufbereichs 80 zumindest teilweise dargestellt. Im Folgenden wird lediglich auf den Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2a bzw. 2b eingegangen. Demnach ist das Beschleunigungselement 75, das direkt auf dem Prallelement 70 angeordnet ist, andersartig ausgebildet.
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In 3b wird dies deutlicher dargestellt. Das Beschleunigungselement 75 ist als ein vom Prallelement 70 abstehender Vorsprung ausgebildet. Es sind mehrere radiale Flanken 95 zu erkennen. Zwischen den Flanken 95 sind Kanäle 96 ausgebildet.
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Sowohl die Flanken 95 als auch die Kanäle 96 weisen einen drallförmigen Verlauf auf. Ausgehend vom Mittelpunkt M des Beschleunigungselementes 75 verlaufen die Flanken 95 und somit auch die zwischen den Flanken 95 ausgebildeten Kanäle 96 in Richtung des Umfangs V drallförmig. Trifft ein zu klärendes Medium auf den Mittelpunkt M des Beschleunigungselementes 75 auf, so kann aufgrund der drallförmig ausgebildeten Kanäle 96 eine Vorbeschleunigung des Mediums bzw. des zu klärenden Gutes erfolgen.
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In 4a ist eine weitere Ausführungsform eines möglichen Einlaufbereichs 80 zumindest teilweise dargestellt. Im Folgenden wird lediglich auf den Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 2a bzw. 2b eingegangen. Demnach ist das Beschleunigungselement 75, das direkt auf dem Prallelement 70 angeordnet ist, andersartig ausgebildet.
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In 4b wird dies deutlicher dargestellt. Das Beschleunigungselement 75 ist als ein vom Prallelement 70 abstehender Vorsprung ausgebildet. Der Vorsprung weist mehrere schräg zur Längserstreckung des Einlaufbereichs 80 angeordnete Prallflächen 98 auf. Die Prallflächen 98 sind derart zueinander angeordnet, dass eine pyramidenartige Vorsprungsform gebildet ist. Der Vorsprung weist jedoch keine Spitze auf. Vielmehr weisen die Prallflächen 98 jeweils Abflachungssegmente 99 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vollmantelschneckenzentrifuge
- 12
- Längsachse
- 14
- Außengehäuse
- 16
- Trommel
- 17
- Trommelinnenfläche
- 18
- erstes Trommellager
- 20
- zweites Trommellager
- 22
- Einlass für zu klärendes Gut/Medium
- 24
- Auslass für schwere Phase
- 26
- Auslass für leichte Phase
- 28
- Antrieb
- 30
- Zentrifugenschnecke
- 32
- Schneckennabe
- 34
- Schneckenwendel
- 36
- zylindrischer Längsabschnitt
- 38
- konischer Längsabschnitt
- 40
- erstes Schneckenlager
- 42
- zweites Schneckenlager
- 44
- geschlossene Mantelfläche
- 46
- Einlaufrohr
- 47
- Einlaufrohröffnung
- 52
- Teichtiefe
- 56
- Gitterstruktur
- 58
- Längsstab
- 60
- Querscheibe
- 64
- Schrägstrebe
- 65
- Trommelinnenraum/Trennraum
- 70
- Prallelement
- 71
- Ausnehmung
- 75
- Beschleunigungselement
- 80
- Einlaufbereich
- 84
- Kante
- 85
- Freiraum
- 87
- Scheibe
- 88
- Strebe
- 89
- Kreuzungspunkt
- 95
- Flanke
- 96
- Kanal
- 98
- Prallfläche
- 99
- Abflachungssegmente
- H
- Höhe Strebe
- M
- Mittelpunkt
- U
- Umfang Scheibe
- V
- Umfang Beschleunigungselement
