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Die Erfindung betrifft eine Zentrifugenschnecke mit einer Schneckennabe und einer mit der Schneckennabe verbundenen Schneckenwendel, wobei die Schneckennabe in Längsrichtung einen zylindrischen Längsabschnitt und einen feststoffaustragsseitigen Abschnitt aufweist, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vollmantelschneckenzentrifuge 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 aus der Trommel 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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In
DE 691 04 715 T2 wird eine Dekanterzentrifuge offenbart, die einen standardmäßigen Schneckenkörper zeigt, der aus Vollmaterial gebildet ist. Im Bereich des Einlaufbereichs des Schneckenkörpers sind Öffnungen ausgebildet, um einen Einlauf eines zu trennenden Materials in die Trommel der Dekantierzentrifuge zu ermöglichen.
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Aus der
WO 2016/019944 A1 ist eine Vollmantelschneckenzentrifuge mit einer Schneckennabe bekannt, die einen zylindrischen Abschnitt mit einer Gitterstruktur aufweist. Der zylindrische Abschnitt ist vollständig aus der Gitterstruktur gebildet. Die Gitterstruktur ist im Wesentlichen aus Längsstäben gebildet, so dass das zu klärende Medium durch Öffnungen zwischen den Längsstäben in den Trommelraum bzw. Trennraum fließen kann. Eine derartige Struktur, die lediglich aus Längsstäben gebildet ist, weist nachteilig eine unzureichende Torsionssteifigkeit auf. Ferner wirken im Betrieb auf die Längsstäbe hohe Fliehkräfte, so dass das Laufverhalten der Schneckennabe negativ beeinflusst wird.
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Zur Erhöhung der Steifigkeit der Schneckennabe kommen Versteifungen in Form von Schrägstreben im Inneren des zylindrischen Abschnitts zum Einsatz. Derartige Schrägstreben können lediglich unter hohem Richt- und Schweißaufwand verbaut werden, wodurch die Gesamtkosten im Zusammenhang mit der Konstruktion der Schneckennabe erhöht sind. Da die Schrägstreben im Inneren des zylindrischen Abschnittes angeordnet sind, weist die Schneckennabe ferner eine verschlechterte Materialausnutzung auf.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Zentrifugenschnecke bereitzustellen, die durch einen verbesserten konstruktiven Aufbau eine erhöhte Steifigkeit und zugleich verbesserte Strömungseigenschaft aufweist, sowie vereinfacht herzustellen ist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vollmantelschneckenzentrifuge anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Zentrifugenschnecke durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vollmantelschneckenzentrifuge wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 9 gelöst. Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen.
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Konkret wird die Aufgabe durch eine Zentrifugenschnecke mit einer Schneckennabe und einer mit der Schneckennabe verbundenen Schneckenwendel gelöst, wobei die Schneckennabe in Längsrichtung mindestens einen zylindrischen Längsabschnitt und einen feststoffaustragsseitigen Abschnitt aufweist.
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Die Schneckenwendel kann direkt mit der Schneckennabe verbunden sein. Ein Verbinden der Schneckenwendel mit der Schneckennabe kann beispielsweise stoffschlüssig erfolgen. Des Weiteren ist es möglich, dass die Schneckenwendel mit der Schneckennabe einstückig ausgebildet ist, so dass das Verbinden der Schneckenwendel mit der Schneckennabe bereits beim Herstellungsprozess und beim Herstellen der einzelnen Komponenten der Zentrifugenschnecke erfolgt.
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Erfindungsgemäß ist im zylindrischen Längsabschnitt lediglich abschnittsweise eine offene Wandungsstruktur ausgebildet, wobei sich die offene Wandungsstruktur im zylindrischen Längsabschnitt höchstens über eine Länge von 50 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnitts erstreckt.
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Die offene Wandungsstruktur ist mit mehreren in Längsrichtung der Schneckennabe verlaufenden Stäben gebildet.
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Bei einer derartigen Ausführung eines zylindrischen Längsabschnittes wird zum einen der Vorteil erreicht, dass zumindest abschnittsweise ein Eintritt der Schneckennabe in das zu klärende Gut ermöglicht wird. Die Strömungseigenschaften innerhalb einer Vollmantelschneckenzentrifuge werden somit verbessert. Zum anderen kann ein Aufbau einer Schneckennabe zur Verfügung gestellt werden, die eine erhöhte Steifigkeit aufweist.
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Die Längsrichtung der Schneckennabe wird im Wesentlichen durch die Längsachse der Schneckennabe definiert. Die Längsrichtung verläuft parallel zur Längsachse der Schneckennabe. Die Längsachse einer Schneckennabe ist die Achse, um die sich die Schneckennabe bei Verwendung dreht. Die Längsachse der Schneckennabe kann auch als Rotationsachse bezeichnet werden.
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Die Längsrichtung ist vorzugsweise als die Richtung des Transportes des Feststoffaustrages definiert.
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In Längsrichtung weist die Schneckennabe der erfindungsgemäßen Zentrifugenschnecke mindestens zwei unterschiedliche Abschnitte auf. Ein erster Abschnitt ist der zylindrische Längsabschnitt. Ein weiterer Abschnitt ist der feststoffaustragsseitige Abschnitt.
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Der feststoffaustragsseitige Abschnitt kann mindestens ein Ende der Schneckennabe bilden. Es ist auch möglich, dass der feststoffaustragsseitige Abschnitt ein Ende der Schneckennabe umfasst.
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Im zylindrischen Längsabschnitt ist lediglich abschnittsweise eine offene Wandungsstruktur ausgebildet. Die offene Wandungsstruktur erstreckt sich im zylindrischen Längsabschnitt höchstens über eine Länge von 50 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnitts. Mit anderen Worten sind mindestens 50 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes aus einer anderen, vorzugsweise im Wesentlichen geschlossenen, Wandungsstruktur gebildet. Bei einer geschlossenen Wandungsstruktur handelt es sich beispielsweise um eine rohrförmige Wandungsstruktur. Die geschlossene Wandungsstruktur kann vereinzelte Öffnungen aufweisen. Der Anteil von vereinzelten Öffnungen in der geschlossenen Wandungsstruktur ist jedoch nicht derart hoch wie im Bereich der offenen Wandungsstruktur.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die offene Wandungsstruktur im zylindrischen Längsabschnitt höchstens über eine Länge von 45 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes, insbesondere höchstens über eine Länge von 35 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnitts, besonders bevorzugt höchstens über eine Länge von 25 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes.
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Mit anderen Worten sind in den bevorzugten Ausführungsformen 55 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes als geschlossene Wandungsstruktur, insbesondere 65 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes, insbesondere 75 % der Gesamtlänge des zylindrischen Längsabschnittes, als geschlossene Wandungsstruktur ausgebildet.
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Die angegebenen Verhältnisse hinsichtlich des Anteils einer offenen Wandungsstruktur am zylindrischen Längsabschnitt stellen optimale Verhältnisse hinsichtlich einer zu erzielenden Verbesserung der Strömungseigenschaften und gleichzeitiger Verbesserung der Steifigkeit der Schneckennabe dar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die offene Wandungsstruktur von beiden Enden der Schneckennabe beabstandet. Besonders bevorzugt ist die offene Wandungsstruktur als ein Mittelsegment ausgebildet. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist die offene Wandungsstruktur im Wesentlichen zwischen dem feststoffaustragsseitigen Abschnitt der Schneckennabe und dem zum feststoffaustragsseitigen Abschnitt gegenüberliegenden Ende der Schneckennabe ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass das Mittelsegment und/oder die offene Wandungsstruktur vom feststoffaustragsseitigen Abschnitt beabstandet ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist die offene Wandungsstruktur derart im zylindrischen Längsabschnitt ausgebildet, dass der zylindrische Längsabschnitt selbst zwei Abschnitte mit einer geschlossenen Wandungsstruktur aufweist, wobei das Mittelsegment zwischen den beiden Abschnitten, die eine geschlossene Wandungsstruktur aufweisen, ausgebildet ist.
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Mit anderen Worten ist es möglich, dass die offene Wandungsstruktur zwischen einem ersten Abschnitt einer geschlossenen Wandungsstruktur und einem zweiten Abschnitt einer geschlossenen Wandungsstruktur ausgebildet ist. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht zum einen eine besonders hohe Biege- und Torsionsfestigkeit. Zum anderen kann die Schneckennabe im Bereich der offenen Wandungsstruktur in das zu bearbeitende Material eintauchen. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist der Abschnitt mit einer geschlossenen Wandungsstruktur, der zum feststoffaustragsseitigen Abschnitt der Schneckennabe weist, vorzugsweise kürzer als der Abschnitt der Schneckennabe mit geschlossener Wandungsstruktur, der in Richtung des zweiten Endes der Schneckennabe weist.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die offene Wandungsstruktur als ein derartiges Mittelsegment ausgebildet ist, das insbesondere im Bereich der, die Gesamtlänge der Schneckennabe in zwei gleich große Abschnitte teilenden Senkrechte angeordnet ist. Mit anderen Worten liegt diese beschriebene Senkrechte im Mittelsegment der Schneckennabe.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die offene Wandungsstruktur einen größeren Außendurchmesser als benachbarte Abschnitte der Schneckennabe aufweist. Insbesondere ist es möglich, dass die offene Wandungsstruktur den größten Außendurchmesser der Schneckennabe aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung kann die offene Wandungsstruktur tiefer in das zu klärende oder separierende Medium im Trommelraum oder Trennraum eintauchen.
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Mit anderen Worten kann die offene Wandungsstruktur über den Außendurchmesser der benachbarten Abschnitte der Schneckennabe hinausstehen bzw. hinausragen. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist die offene Wandungsstruktur vorzugsweise aus Längsstäben gebildet, so dass die Längsstäbe dieser offenen Wandungsstruktur über die Wandungsstruktur der benachbarten Abschnitte hinausstehen. Bei den benachbarten Abschnitten der Schneckennabe kann es sich insbesondere um Teilbereiche einer geschlossenen Wandungsstruktur handeln. Des Weiteren ist es möglich, dass ein benachbarter Abschnitt der Schneckennabe bei dieser Ausführungsform der feststoffaustragsseitige Abschnitt der Schneckennabe ist.
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Ein Verhältnis eines/des Außendurchmessers der offenen Wandungsstruktur zum Außendurchmesser der Schneckenwendel beträgt vorzugsweise 0,8 - 0,4, insbesondere 0,7 - 0,4, besonders bevorzugt 0,4. Der Außendurchmesser der Schneckenwendel betrifft den Außendurchmesser der Zentrifugenschnecke, der durch die radial außenliegende Wendelspitze der Schneckenwendel gebildet wird.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung, wonach die offene Wandungsstruktur einen größeren Außendurchmesser als benachbarte Abschnitte der Schneckennabe aufweist, kann das Verhältnis des Außendurchmessers der offenen Wandungsstruktur zum Außendurchmesser der Schneckenwendel 0,8 - 0,6, insbesondere 0,7- 0,6, besonders bevorzugt 0,6 betragen.
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Die angegebenen Verhältnisse zeigen, dass die offene Wandungsstruktur relativ nahe an der Wendelspitze der Schneckenwendel positioniert ist. Bei einem derartigen Verhältnis des Außendurchmessers der offenen Wandungsstruktur zum Außendurchmesser der Schneckenwendel kann ein besonders tiefes Eintauchen der Schneckennabe in das zu klärende bzw. trennende Gemisch erfolgen.
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Die in Längsrichtung verlaufenden Stäbe sind vorzugsweise auf einem gedachten Kreis angeordnet. In einer Ausführungsform der Erfindung entspricht der Durchmesser des gedachten Kreises dem Durchmesser der benachbarten Abschnitte der Schneckennabe.
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Bei Ausbilden einer derartigen offenen Wandungsstruktur, die einen größeren Außendurchmesser als benachbarte Abschnitte der Schneckennabe aufweist, kann der gedachte Kreis einen größeren Durchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der benachbarten Abschnitte der Schneckennabe.
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Ein derartiger Abschnitt einer offenen Wandungsstruktur kann derart ausgebildet sein, dass die Längsstäbe an ihren Enden jeweils an einer Art Querscheibe befestigt sind. Es ist auch möglich, dass die Längsstäbe an einem Ende an einer Art Querscheibe befestigt sind.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Längsstäbe an ihren Enden an benachbarten Abschnitten der Schneckennabe befestigt sind. In diesem Fall können die Querscheiben einen abstützenden Abschluss der beiden benachbarten Abschnitte der Schneckennabe darstellen.
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Es ist möglich, dass beide Querscheiben als geschlossene Scheiben ausgebildet sind. Des Weiteren ist es möglich, dass mindestens eine Querscheibe als geschlossene Querscheibe ausgebildet ist. Dies betrifft sowohl den Fall, in dem die Längsstäbe zumindest an einer Seite mit einer Querscheibe verbunden sind, als auch den Fall, in dem die Längsstäbe beidseits an benachbarten Abschnitten der Schneckennabe befestigt sind.
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Wiederum ist es möglich, dass, sofern die Wandungsstruktur in einem Einlaufbereich der Zentrifugenschnecke ausgebildet ist, eine Querscheibe eine Durchlassöffnung aufweist. Diese Durchlassöffnung kann beispielsweise zum Durchführen eines Einlaufrohrs dienen.
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Es ist möglich, dass die offene Wandungsstruktur eine Querscheibe aufweist. Eine derartige Querscheibe kann derart ausgebildet sein, dass an 75 % aller vom Mittelpunkt zum Querscheibenumfang gedachten Kreislinien der Querscheibe zumindest abschnittsweise mindestens eine Öffnung ausgebildet ist. Bei den gedachten Kreislinien handelt es sich um alle Kreislinien, die in der radialen Erstreckung zwischen dem Mittelpunkt zum Querscheibenumfang ausgebildet sein können.
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Vorzugsweise ist in den theoretischen bzw. gedachten Ausbildungen zwischen den Kreislinien lediglich ein Abstand von 5 mm, insbesondere von 2 mm, insbesondere von 1 mm, insbesondere von 0,5 mm, ausgebildet. Bei einer derartigen Betrachtung der Kreislinien ist der Abstand zwischen den Kreislinien vorzugsweise gleich groß ausgebildet.
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Als Querscheibe einer Zentrifugenschnecke ist eine derartige Scheibe zu verstehen, die quer zur Längsachse der Schneckennabe ausgebildet ist. Die Querscheibe dient insbesondere zur Stabilisierung der Schneckennabe bzw. des Teils der Schneckennabe, die eine offene Wandungsstruktur aufweist. Eine Querscheibe kann auch als Stützscheibe bezeichnet werden.
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Ausgehend vom Mittelpunkt in Richtung des Querscheibenumfanges weist die Querscheibe gedachte Kreislinien auf. An mindestens 75 % aller gedachten Kreislinien ist zumindest abschnittsweise eine Öffnung bzw. ein Abschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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Mit anderen Worten ist in mindestens 75 % des gesamten Durchmesserbereichs der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist auf mindestens 75 % aller Durchmesser der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in mindestens 85 % des gesamten Durchmesserbereichs der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist auf mindestens 85 % aller Durchmesser der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist in mindestens 90 % des gesamten Durchmesserbereichs der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist auf mindestens 90 % aller Durchmesser der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist über den gesamten Durchmesserbereich der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist auf allen Durchmessern der Querscheibe zumindest abschnittsweise über den jeweiligen Durchmesser hinweg mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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Eine derartige Ausbildung von Öffnungen über einen großen Teil des Durchmesserbereichs der Querscheibe hinweg ermöglicht ein gutes Abströmen der Flüssigkeit bzw. des Zentrats im Bereich der Schneckennaben. Zugleich weist eine derartige Querscheibe eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass die Querscheibe weiterhin eine gute Stabilisierung der Schneckennabe bewirkt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere ein Durchmesserbereich der Querscheibe, der eine zentrale mittige Öffnung der Querscheibe begrenzt ohne Öffnung(en) ausgebildet sein. Ein derartiger öffnungsfreier Abschnitt kann der zusätzlichen Stabilität der Querscheibe nutzen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind an allen gedachten Kreislinien der Querscheibe zumindest abschnittsweise eine Öffnung oder ein Abschnitt einer Öffnung ausgebildet. Mit anderen Worten ist besonders bevorzugt über den gesamten Durchmesserbereich der Querscheibe hinweg bezüglich jedes Durchmessers mindestens eine Öffnung oder mindestens ein Teilabschnitt einer Öffnung ausgebildet.
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Es ist möglich, die Querscheibe derart zu konstruieren, dass über den gesamten Durchmesserbereich der Querscheibe hinweg ein Abfließen der Flüssigkeit bzw. des Zentrats ermöglicht wird.
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Vorzugsweise sind die Öffnungen der Querscheibe derart ausgebildet, dass diese Öffnungen unterschiedliche Geometrien und/oder Öffnungsgrößen und/oder Anordnungsmuster aufweisen.
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Als Geometrie einer Öffnung ist die Form der Öffnung zu verstehen. Es ist möglich, dass die Querscheibe mehrere Öffnungen aufweist, die unterschiedliche Geometrien aufweisen.
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Die Öffnungsgröße einer Öffnung betrifft mit anderen Worten die Öffnungsfläche. Durch die Öffnungsgröße hindurch kann die Flüssigkeit durch- und/oder abströmen. Es ist möglich, dass die Öffnungen hinsichtlich der Öffnungsgrößen unterschiedliche Ausmaße aufweisen.
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Als Anordnungsmuster ist die Anordnung mehrerer Öffnungen zu verstehen, wobei mindestens zwei Öffnungen eine Öffnungsgruppe bilden, wobei mehrere Öffnungsgruppen über die Querscheibe verteilt angeordnet sein können. Des Weiteren ist es möglich, dass die Querscheibe eine Gruppe von Öffnungen aufweist, die mehrere gleichmäßig über die Querscheibe hinweg verteilte Öffnungen bilden. Vorzugsweise wird eine Gruppe von Öffnungen aus mehreren gleichartig ausgebildeten Öffnungen gebildet. Als gleichartige Öffnungen sind Öffnungen zu verstehen, die die gleiche Geometrie sowie die gleiche Querschnittsfläche aufweisen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Querscheibe mehrere Öffnungen auf, die nockenförmig oder eiförmig oder ellipsenförmig ausgebildet sind. Vorzugsweise sind derartige Öffnungen paarweise angeordnet. Ein Paar derartiger Öffnungen bildet somit eine Öffnungsgruppe. Mehrere derartiger Öffnungsgruppen können wiederum gleichmäßig über die Querscheibe hinweg angeordnet sein.
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Als nockenförmige Öffnung ist eine derartige Öffnung zu verstehen, die im Wesentlichen die Form, insbesondere die Querschnittsform, eines Nockens einer Nockenwelle aufweist. Insbesondere weist eine derartige Öffnung die Form eines steilen Nockens auf. Eine derartige Öffnung wird mit anderen Worten aus zwei Kreissegmenten gebildet, deren Radiusmittelpunkte auf einer gemeinsamen Spiegelachse der Öffnung liegen. Die Kreissegmente sind wiederum abschnittsweise durch Geraden miteinander verbunden.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Öffnungen eiförmig oder ellipsenförmig ausgebildet sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils zwei derartiger Öffnungen derart zueinander angeordnet, dass diese eine Öffnungsgruppe bilden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils sechs Öffnungen nockenförmig oder eiförmig oder ellipsenförmig ausgebildet, wobei jeweils zwei Öffnungen eine Öffnungsgruppe bilden. Die somit drei gebildeten Öffnungsgruppen sind gleichmäßig in Umfangsrichtung auf der Querscheibe angeordnet.
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Die Querscheibe kann des Weiteren ausgehend vom Querscheibenumfang mehrere Öffnungen aufweisen, die als Ausnehmungen des Querscheibenumfangs ausgebildet sind.
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Diese Ausnehmungen sind vorzugsweise U-förmig ausgebildet.
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Vorzugsweise sind derartige Ausnehmungen, insbesondere U-förmige Ausnehmungen, wiederum paarweise angeordnet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Querscheibe sechs derartiger Ausnehmungen, insbesondere sechs derartiger U-förmiger Ausnehmungen, auf. Zwei der Ausnehmungen bilden eine Öffnungsgruppe. Die somit drei gebildeten Öffnungsgruppen sind gleichmäßig in Umfangsrichtung auf der Querscheibe angeordnet. In Umfangsrichtung wechseln sich vorzugsweise jeweils eine Öffnungsgruppe, gebildet aus U-förmigen Ausnehmungen mit einer Öffnungsgruppe, gebildet aus nockenförmigen Öffnungen ab.
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Vorzugsweise weisen die U-förmigen Ausnehmungen in Richtung des Mittelpunkts der Querscheibe eine derartige Länge auf, dass in radialer Erstreckung ausgehend vom Mittelpunkt zum Querscheibenumfang die U-förmigen Ausnehmungen zumindest abschnittsweise auf übereinstimmenden Kreislinien zu den Öffnungen liegen, die nockenförmig ausgebildet sind.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Querscheibe mehrere Öffnungen aufweist, die kreisrund ausgebildet sind.
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Vorzugsweise sind die kreisrund ausgebildeten Öffnungen paarweise angeordnet. Mit anderen Worten bilden zwei kreisrunde Öffnungen eine Öffnungsgruppe.
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Wiederum vorzugsweise sind sechs kreisrund ausgebildete Öffnungen ausgebildet. Sechs derartige Öffnungen können drei Öffnungsgruppen mit kreisrunder Form bilden. Die Öffnungsgruppen sind wiederum gleichmäßig in Umfangsrichtung auf der Querscheibe angeordnet.
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Des Weiteren ist es möglich, dass kreisrund ausgebildete Öffnungen als Einzelöffnungen, d.h. nicht als Öffnungsgruppen gruppiert angeordnet sind. Außerdem ist es möglich, dass die Querscheibe mehrere unterschiedliche Ausführungsformen von kreisrund ausgebildeten Öffnungen aufweist. Beispielsweise kann eine erste Art von kreisrund ausgebildeten Öffnungen als Öffnungsgruppen angeordnet sein. Eine zweite Art von kreisrund ausgebildeten Öffnungen kann jeweils als Einzelöffnung angeordnet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind jeweils eine Öffnungsgruppe aus kreisrunden Öffnungen sowie eine Öffnungsgruppe, gebildet aus U-förmigen Ausnehmungen, in einem gleichen Kreissegment ausgebildet. Die Öffnungsgruppe mit kreisrunden Öffnungen ist dabei innenliegend ausgebildet, d. h. in Richtung des Mittelpunkts innenliegend ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Querscheibe aus sechs Kreissektoren gebildet, wobei jeweils drei Kreissektoren die Öffnungsgruppen mit nockenförmigen Öffnungen aufweisen und jeweils drei Kreissektoren jeweils eine Öffnungsgruppe, gebildet aus U-förmigen Ausnehmungen und eine Öffnungsgruppe, gebildet aus kreisrunden Öffnungen aufweisen. Die derart ausgebildeten Kreissektoren sind jeweils abwechselnd ausgebildet.
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Am Querscheibenumfang können, vorzugsweise im Wesentlichen halbkreisförmige, Ausnehmungen ausgebildet, die gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die, insbesondere halbkreisförmigen, Ausnehmungen können insbesondere zur Aufnahme von Längsstäben, die beispielsweise abschnittsweise die Schneckennabenkonstruktion bilden oder Teil eines sog. Mittelsegments sind, dienen.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die am Querscheibenumfang ausgebildeten Ausnehmungen eine derartige Form aufweisen, dass in die Ausnehmungen Stegelemente der Wandungsstruktur der Schneckennabe eingreifen bzw. eingreifen können. Des Weiteren ist es möglich, dass die am Querscheibenumfang ausgebildeten Ausnehmungen eine derartige Form aufweisen, dass Rohrwandungsabschnitte der Schneckennabe in die Ausnehmungen eingreifen können.
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Im Mittelpunkt der Querscheibe kann außerdem eine Öffnung ausgebildet sein. Die Mittelpunkts-Öffnung kann eine Kreisform mit zusätzlich weiteren kreissegmentartigen Ausnehmungen, insbesondere drei kreissegmentartigen Ausnehmungen, aufweisen. Als kreissegmentartige Ausnehmung ist eine derartige Ausnehmung zu verstehen, die aus einem Kreissegment gebildet ist, wobei das Kreissegment die Teilfläche einer Kreisfläche ist, die von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird.
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Vorzugsweise sind die kreissegmentartigen Ausnehmungen, insbesondere die drei kreissegmentartigen Ausnehmungen, gleichmäßig in Umfangsrichtung um die Kreisform der derart gebildeten Mittelpunkts-Öffnung ausgebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die kreissegmentartigen Ausnehmungen, insbesondere die drei kreissegmentartigen Ausnehmungen derart in der Querscheibe angeordnet sind, dass sich in Umfangsrichtung jeweils eine Öffnungsgruppe, die aus zwei kreisrund ausgebildeten Öffnungen gebildet wird, und eine kreissegmentartige Ausnehmung der Mittelpunkts-Öffnung abwechseln.
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Vorzugsweise sind drei Öffnungsgruppen, die aus jeweils zwei kreisrund ausgebildeten Öffnungen gebildet werden sowie drei kreissegmentartige Ausnehmungen ausgebildet. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass mindestens eine gedachte Kreislinie der Querscheibe sowohl die kreissegmentartigen Ausnehmungen als auch die Öffnungsgruppen, die aus jeweils zwei kreisrund ausgebildeten Öffnungen gebildet werden, schneidet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können Öffnungen auch eine Rautenform und/oder eine Polygonform und/oder eine Spitzbogenform und/oder eine Dreieck- oder Viereckform mit zumindest teilweise gebogenen Seiten aufweisen.
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Zwischen den einzelnen Öffnungen der Querscheibe ist das Material der Querscheibe ausgebildet. Dieses Material ist vorzugsweise aus Metall gebildet.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung weisen die Öffnungen eine derartige Größe auf und sind derart zueinander angeordnet, dass das Material der Querscheibe stegartig ausgebildet ist. Die Stege können gerade und/oder bogenförmig ausgebildet sein. Bei Ausbildung von Stegen wird ein besonders vorteilhaftes Verhältnis von Öffnungsgrößen in Relation zur verbleibendem Material der Querscheibe geschaffen.
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Es ist möglich, dass der feststoffaustragsseitige Abschnitt eine Konusform aufweist oder eine Doppelkegelstumpf-Form aufweist oder als Zylinderabschnitt ausgebildet ist oder als zylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet ist. In Abhängigkeit des zu bearbeitenden Materials kann der feststoffaustragsseitige Abschnitt somit unterschiedliche Formen aufweisen. Bei einer Ausbildung des feststoffaustragsseitigen Abschnittes in einer Konusform wird eine derartige Form bzw. Geometrie gewählt, die besonders weit verbreitet ist. Diesbezüglich ist ein besonders einfaches standardisiertes Herstellen des feststoffaustragsseitigen Abschnittes möglich.
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Es ist möglich, dass der feststoffaustragsseitige Abschnitt als Zylinderabschnitt und/oder zylindrischer Rohrabschnitt ausgebildet ist. Als derartiger Zylinderabschnitt und/oder zylindrischer Rohrabschnitt ist insbesondere ein derartiger Abschnitt zu verstehen, der ein Rohr aufweist, wobei das Rohr beispielsweise mittels eines Verbindungsflansches an dem zylindrischen Längsabschnitt befestigt ist. Als ein Rohr wird im Folgenden ein derartiger Zylinderabschnitt bezeichnet, der zumindest abschnittsweise hohl ausgebildet ist.
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Mithilfe einer derartigen Ausführung eines feststoffaustragsseitigen Abschnittes der Schneckennabe kann eine derartige Schneckennabe und somit eine derartige Zentrifugenschnecke zur Verfügung gestellt werden, die besonders vorteilhaft zur Reduzierung von Engstellen in Richtung des Feststoffaustrages beiträgt. Derartige Engstellen sind bei einer Vollmantelschneckenzentrifuge bekannt. Diese sind im Bereich des Übergangs von einem zylindrischen Längsabschnitt zu einem Austragsabschnitt bekannt.
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Die Trommel einer Vollmantelschneckenzentrifuge weist in diesem Abschnitt meist eine Konusform auf. Durch Ausbilden eines Zylinderabschnitts und/oder zylindrischen Rohrabschnittes wird im Bereich des Feststoffaustrages bzw. im Bereich des letzten Verweilweges des zu transportierenden Feststoffes innerhalb der Trommel ein vergrößertes Volumen zur Verfügung gestellt. Es folgt somit eine Reduzierung von bekannten Engstellen. Aufgrund dessen können hohe Feststofffrachten während der Bearbeitung eines zu trennenden Materiales bzw. Mediums in einer bestimmten zeitlichen Vorgabe transportiert werden.
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Ein weiterer Vorteil bei der Ausbildung des feststoffaustragsseitigen Abschnittes als Zylinderabschnitt und/oder zylindrischer Rohrabschnitt besteht darin, dass der Feststoff in einer entspannten Form vorliegt. Dies trifft auch auf einen derartigen Feststoff zu, der während der Bearbeitung möglicherweise bereits komprimiert wurde. Ein derartig entspannter Feststoff bildet am Feststoffaustrag seltener Klumpen und liegt in einer rieselfähigen Form vor. Aufgrund der verringerten Kräfte, die auf den feststoffaustragsseitigen Abschnitt wirken, ist eine derartige Ausführungsform besonders verschleißarm.
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Des Weiteren haften am zylindrischen Längsabschnitt der Schneckennabe keine sedimentierten Partikel, die aus dem zu klärenden Gemisch in Richtung Trommelinnenseite absinken. Die sedimentierten Partikel strömen vielmehr in den Außenbereich der Trommel ab.
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Mithilfe der erfindungsgemäßen Schneckennabe kann zum einen eine große Teichtiefe im Zusammenhang mit einer Vollmantelschneckenzentrifuge konstruiert werden, wobei gleichzeitig Verbesserungen im Bereich des Feststoffaustrages erzielt werden.
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Es ist möglich, dass der Zylinderabschnitt und/oder zylindrische Rohrabschnitt derart gestuft ausgebildet ist, dass der Zylinderabschnitt und/oder der zylindrische Rohrabschnitt in Längsrichtung der Schneckennabe mindestens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist.
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Mithilfe einer derartigen Stufenform kann eine nochmals verbesserte Reduzierung hinsichtlich der nichtgewünschten Ausbildung von Engstellen erzielt werden. Gleichzeitig kann auch der zu transportierende und auszutragende Feststoff noch weiter entspannt werden.
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Die mindestens zwei Abschnitte des Zylinderabschnitts und/oder des zylindrischen Rohrabschnittes sind vorzugsweise derart angeordnet, dass der Abschnitt mit geringerem bzw. geringstem Durchmesser weiter von dem zylindrischen Längsabschnitt beabstandet ausgebildet ist, als der Abschnitt des Zylinderabschnitts und/oder des zylindrischen Rohrabschnittes mit größerem bzw. größtem Durchmesser. Die stufenförmige Ausbildung des Zylinderabschnitts und/oder des zylindrischen Rohrabschnittes verläuft vorzugsweise derart, dass in Richtung der zum feststoffaustragsseitigen Abschnitt zugehörige Stirnseite der Schneckennabe die Durchmesser der Abschnitte stufenweise reduziert werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass der feststoffaustragsseitige Abschnitt eine Doppelkegelstumpf-Form aufweist. Die Doppelkegelstumpf-Form ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass die gedachten Grundflächen von zwei Kegelstümpfen aneinander liegen.
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Die Doppelkegelstumpf-Form ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der größte Durchmesser der Doppelkegelstumpf-Form weder an einem Verbindungsabschnitt zum zylindrischen Längsabschnitt noch an einer dem feststoffaustragsseitigen Abschnitt zugeordneten Stirnseite der Schneckennabe ausgebildet ist.
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Eine erste Deckfläche eines ersten Kegelstumpfes der Doppelkegelstumpf-Form ist in einem Verbindungsabschnitt und/oder einem Übergangsbereich zum zylindrischen Längsabschnitt der Schneckennabe angeordnet.
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Eine zweite Deckfläche eines zweiten Kegelstumpfes der Doppelkegelstumpf-Form ist an der dem feststoffaustragsseitigen Abschnitt zugeordneten Stirnfläche oder in Richtung dieser Stirnfläche weisend ausgebildet.
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Es ist möglich, dass die die Doppelkegelstumpf-Form bildenden Kegelstümpfe die gleiche Höhe aufweisen. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist die Doppelkegelstumpf-Form achssymmetrisch ausgebildet. Die Symmetrieachse wird im Bereich der aufeinanderliegenden Grundflächen der beiden Kegelstümpfe gebildet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die die Doppelkegelstumpf-Form bildenden Kegelstümpfe unterschiedliche Höhen auf. Vorzugsweise weist der Kegelstumpf, der am zylindrischen Längsabschnitt angrenzend ausgebildet ist, eine geringere Höhe auf als der zweite Kegelstumpf, der in Richtung der Stirnfläche der Schneckennabe weist.
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Mithilfe der Ausbildung des feststoffaustragsseitigen Abschnittes in Form eines Doppelkegelstumpfes können Feinstoffe von zu bearbeitenden und phasenmäßig bereits getrennten Materialien nochmals besser getrennt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die offene Wandungsstruktur in einem Einlaufbereich der Zentrifugenschnecke ausgebildet sein, wobei eine Einlaufrohröffnung eines Einlaufrohrs in den Einlaufbereich mündet, wobei zur Einlaufrohröffnung gegenüberliegend ein Prallelement, insbesondere eine Prallscheibe, mit einem Beschleunigungselement ausgebildet ist, wobei das Beschleunigungselement derart ausgebildet ist, dass ein auf das Beschleunigungselement auftreffendes Medium in Richtung von Öffnungen der offenen Wandungsstruktur beschleunigbar ist.
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Da bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Einlaufbereich nicht wie im klassischen Sinne als Einlaufkammer mit entsprechenden massiven und größtenteils geschlossenen Wänden ausgebildet ist, sondern beispielsweise selbst aus einzelnen Segmenten, insbesondere Längsstäben, einer Schneckennabe gebildet wird, können die Öffnungen der offenen Wandungsstruktur selbst als Öffnungen der Einlaufkammer dienen.
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Es ist möglich, dass das Einlaufrohr ausgehend vom feststoffaustragsseitigen Abschnitt der Schneckennabe in Richtung des Einlaufbereichs verläuft.
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Das Beschleunigungselement weist vorzugsweise schräg zur Drehachse der Zentrifugenschnecke 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 Beschleunigung erfolgt in Richtung der Öffnungen der offenen Wandungsstruktur. Erst dann tritt das Medium bei einer rotierenden Schneckennabe bzw. bei einer rotierenden Zentrifugenschnecke durch die Öffnungen in den Trommelinnenraum bzw. in den Trennraum.
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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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Die Schneckenwendel der Zentrifugenschnecke ist vorzugsweise im gesamten zylindrischen Längsabschnitt gleich ausgebildet. Das kann sowohl die Dicke der Schneckenwendel als auch den Außendurchmesser sowie die Steigung der Wendel betreffen.
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Des Weiteren ist es möglich, dass die Schneckenwendel im Bereich des feststoffaustragsseitigen Abschnittes konisch ausgebildet ist.
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Die Schneckenwendel kann im zylindrischen Längsabschnitt im Bereich der Abschnitte mit geschlossener Wandungsstruktur vollständig mit der Außenoberfläche dieser Abschnitte verbunden sein.
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Im Bereich der offenen Wandungsstruktur ist die Schneckenwendel nur abschnittsweise mit der offenen Wandungsstruktur verbunden. Dies betrifft insbesondere die Teile der Wandung, die zwischen einzelnen Öffnungen der offenen Wandungsstruktur ausgebildet sind.
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Die Schneckenwendel ist vorzugsweise an der Schneckennabe umlaufend angeordnet. Vorzugsweise ist die Schneckenwendel über nahezu die gesamte oder die gesamte Längserstreckung der Schneckennabe ausgebildet.
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Mit anderen Worten ist die Schneckenwendel vorzugsweise sowohl am zylindrischen Längsabschnitt der Schneckennabe als auch am feststoffaustragsseitigen Abschnitt der Schneckennabe angeordnet.
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Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Vollmantelschneckenzentrifuge die eine in einer Trommel befindliche Zentrifugenschnecke umfasst, wobei die Zentrifugenschnecke erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Hinsichtlich der Vollmantelschneckenzentrifuge wird auf die im Zusammenhang mit der Zentrifugenschnecke erläuterten Vorteile verwiesen.
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Darüber hinaus kann die Vollmantelschneckenzentrifuge alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf die Zentrifugenschnecke genannte Merkmale aufweisen.
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Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Zentrifugenschnecke ausgebildet sein kann.
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In diesen zeigen:
- 1 einen Längsschnitt durch eine Zentrifugenschnecke nach einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 2 einen Längsschnitt durch eine Zentrifugenschnecke nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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In 1 wird eine erfindungsgemäße Zentrifugenschnecke 10 mit einer Schneckennabe 15 dargestellt. Die Schneckennabe 15 weist in Längsrichtung R einen zylindrischen Längsabschnitt 11 und einen feststoffaustragsseitigen Abschnitt 12 auf.
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Die Längsrichtung R verläuft im Wesentlichen parallel zur Längsachse L der Schneckennabe 15. Die Längsrichtung R ist im folgenden Fall als die Richtung des Transportes des Feststoffaustrages definiert. Der Feststofftransport erfolgt gemäß Darstellung der 1 und 2 von rechts nach links.
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Die Zentrifugenschnecke 10 umfasst des Weiteren eine Schneckenwendel 20.
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Der zylindrische Längsabschnitt 11 ist länger ausgebildet als der feststoffaustragsseitige Abschnitt 12. Der feststoffaustragsseitige Abschnitt 12 der Schneckennabe 15 ist als ein derartiger Funktionsabschnitt zu verstehen, der insbesondere zum Transport des vom zu bearbeitenden Material abgetrennten Feststoffes in Richtung R des Feststoffaustrages dient.
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Im zylindrischen Längsabschnitt 11 ist lediglich abschnittsweise eine offene Wandungsstruktur 40 ausgebildet. Die offene Wandungsstruktur 40 wird durch mehrere Stäbe 41 gebildet.
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Wie in der linken Schnittdarstellung der 1 gemäß Schnitt A-A gezeigt, sind die Stäbe 41 über den Umfang der Schneckennabe 10 hinweg in deren Längsrichtung R also parallel zur Längsachse L in gleichmäßigen Abständen verteilt angeordnet. Im vorliegenden Fall ist die offene Wandungsstruktur 40 aus acht Stäben 41 gebildet. Die Anzahl der Stäbe 41 kann variieren und kann unter anderem abhängig vom Durchmesser der Schneckennabe 15 andersartig gestaltet sein.
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Der zylindrische Längsabschnitt 11 erstreckt sich von einer zweiten Stirnseite 32 der Schneckennabe 15 bis zum Beginn des feststoffaustragenden Abschnittes 12.
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Der feststoffaustragende Abschnitt 12 ist im vorliegenden Fall durch eine Konusform 18 gebildet. Der feststoffaustragende Abschnitt 12 umfasst außerdem die erste Stirnseite 31 der Schneckennabe 15.
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Des Weiteren sind Lagerabschnitte 35 und 35' zur Lagerung der dargestellten Zentrifugenschnecke 10 in einer Trommel (nicht dargestellt) einer Vollmantelschneckenzentrifuge (ebenfalls nicht dargestellt) ausgebildet.
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Die offene Wandungsstruktur 40 erstreckt sich im zylindrischen Längsabschnitt 11 höchstens über eine Länge LW, wobei diese Länge LW höchstens 50 % der Gesamtlänge GL des zylindrischen Längsabschnittes 11 beträgt.
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Im dargestellten Beispiel ist die offene Wandungsstruktur 40 zwischen einem ersten Abschnitt 51 einer geschlossenen Wandungsstruktur und einem zweiten Abschnitt 52 einer geschlossenen Wandungsstruktur ausgebildet. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht zum einen eine besonders hohe Biege- und Torsionsfestigkeit. Zum anderen kann die Schneckennabe 15 im Bereich der offenen Wandungsstruktur 40 in das zu bearbeitende Material eintauchen.
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Das Einbetten der offenen Wandungsstruktur 40 zwischen zwei Abschnitten 51 und 52 mit einer geschlossenen Wandungsstruktur vereinfacht die Befestigung der offenen Wandungsstruktur 40 im Bereich der Schneckennabe 15.
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Die offene Wandungsstruktur 40 ist von beiden Enden bzw. beiden Stirnseiten 31 und 32 der Schneckennabe 15 beabstandet. Die offene Wandungsstruktur 40 bildet eine Art Mittelsegment 50 aus, da das Mittelsegment 50 sowohl zwischen zwei Abschnitten 51 und 52 des zylindrischen Längsabschnittes 11 ausgebildet ist als auch eine Senkrechte A umgibt. Mit anderen Worten ist die Senkrechte A im Bereich des Mittelsegments 50 ausgebildet. Bei der Senkrechten A handelt es sich um die Senkrechte A, die senkrecht zur Längsachse L ausgebildet ist und die Schneckennabe 15 bezüglich ihrer Länge in Längsrichtung R halbiert.
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Die Stäbe 41 der offenen Wandungsstruktur 40 sind an zwei Querscheiben 61 und 62 befestigt. Die erste Querscheibe 61 ist eine vollständig geschlossene Querscheibe 61. Dies verhindert unter anderem, dass zu bearbeitendes Material in den Innenraum des feststoffaustragsseitigen Abschnittes 12 eindringen kann. Des Weiteren ist es möglich, dass auf der Querscheibe 61 eine Art Beschleunigungselement ausgebildet ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, sofern die offene Wandungsstruktur 40 zugleich den Einlaufbereich einer Schneckennabe 15 bildet.
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Die zweite Querscheibe 62 weist eine Öffnung 63 auf. Durch diese Öffnung 63 kann beispielsweise ein Einlaufrohr geführt werden, so dass das zu bearbeitende Material durch die offene Wandungsstruktur 40 hindurch nach außen in das Trommelinnere strömen kann.
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Im vorliegenden Fall würde ein Einlaufrohr (nicht dargestellt) ausgehend von der zweiten Stirnseite 32 in Richtung der Öffnung 63 der zweiten Querscheibe 62 verlaufen.
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Alternativ ist es möglich, dass ein Einlaufrohr ausgehend von der ersten Stirnseite 31 in Richtung der offenen Wandungsstruktur 40 verläuft. In einem derartigen Fall müssten die Querscheiben 61 und 62 jeweils gegenteilig als in 1 dargestellt ausgebildet sein, d. h. an der Position der dargestellten ersten Querscheibe 61 müsste eine derartige Querscheibe ausgebildet sein, die eine Öffnung aufweist.
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Gemäß der Schnittdarstellung der 1 wird klar, dass der Außendurchmesser DW der offenen Wandungsstruktur 40 einen derartigen Wert aufweist, der dem Außendurchmesser DI der benachbarten Abschnitte 51 und 52 der Schneckennabe 15 entspricht.
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In 2 wird eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zentrifugenschnecke 10 dargestellt. Der Unterschied zur in 1 dargestellten Ausführungsform betrifft die konkrete Ausführung der offenen Wandungsstruktur 40.
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Die in 2 dargestellte Wandungsstruktur 40 besteht im Wesentlichen aus Stäben 41, die im dargestellten Beispiel an den Abschnitten 51 und 52 mit einer geschlossenen Wandungsstruktur befestigt sind. Alternativ ist eine Befestigung an den Querscheiben 61 und 62 denkbar und möglich.
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Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführungsform weist die offene Wandungsstruktur 40 einen größeren Außendurchmesser DW auf als die benachbarten Abschnitte 51 und 52 der Schneckennabe 15. Der Außendurchmesser DI der benachbarten Abschnitte 51 und 52 der Schneckennabe ist mit anderen Worten geringer als der Außendurchmesser DW der offenen Wandungsstruktur 40.
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Aufgrund des vergrößerten Außendurchmessers DW können die Stäbe 41 der offenen Wandungsstruktur 40 besser in das in der Trommel befindliche Material bzw. in den Teich eintauchen. Das Verhältnis des Außendurchmessers DW der offenen Wandungsstruktur 40 zum Außendurchmesser DS der Schneckenwendel 20 beträgt vorzugsweise 0,8 - 0,4.
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Abschließend sei angemerkt, dass sämtliche Merkmale, die in den Anmeldungsunterlagen und insbesondere in den abhängigen Ansprüchen genannt sind, trotz des vorgenommen formalen Rückbezugs auf einen oder mehrere bestimmte Ansprüche, auch einzeln oder in beliebiger Kombination eigenständiger Schutz zukommen soll.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Zentrifugenschnecke
- 11
- zylindrischer Längsabschnitt
- 12
- feststoffaustragsseitiger Abschnitt
- 15
- Schneckennabe
- 18
- Konusform
- 20
- Schneckenwendel
- 31
- erste Stirnseite
- 32
- zweite Stirnseite
- 35, 35'
- Lagerabschnitt
- 40
- offene Wandungsstruktur
- 41
- Längsstab
- 50
- Mittelsegment
- 51
- erster Abschnitt geschlossene Wandungsstruktur
- 52
- zweiter Abschnitt geschlossene Wandungsstruktur
- 61
- erste Querscheibe
- 62
- zweite Querscheibe
- 63
- Öffnung
- A
- Senkrechte
- DS
- Außendurchmesser Schneckenwendel
- DI
- Außendurchmesser Abschnitte zylindrischer Längsabschnitt
- DW
- Außendurchmesser offene Wandungsstruktur
- GL
- Gesamtlänge zylindrischer Längsabschnitt
- L
- Längsachse
- LW
- Länge offene Wandungsstruktur
- R
- Längsrichtung
