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Schneckenzentrifuge zum Klären von Flüssigkeiten aus Schlämmen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Schneckenzentrifuge zum Klären von Flüssigkeiten
aus Schlämmen mittels mehrerer waagerecht gelagerter und koaxial angeordneter Vollmanteltrommeln
mit je einem Absetzraum und je einem zum Austragen für die Feststoffe in der gleichen
Richtung kegelförmig verjüngten Trommelmantel, von denen jeder in Austragrichtung
des Schleudergutfeststoffes folgende Trommelmantel am weiten Ende einen kleineren
Durchmesser als der vorhergehende aufweist.
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Die bekannten Schneckenzentrifugen dieser Art dienen zum Trennen von
Schlämmen mit zwei im spezifischen Gewicht unterschiedlichen Flüssigkeiten. In der
den größeren Durchmesser am weiten Ende aufweisenden Vollmanteltrommel sind zwei
getrennte, auf Kreisen verschiedenen Durchmessers angeordnete Reihen von Überläufen
angeordnet, und das engere Ende dieser Vollmanteltrommel weist einen kleineren Durchmesser
als der der Überlaufreihen auf. In der Vollmanteltrommel mit dem kleineren Durchmesser
am weiten Ende wird der in diese eingetragene Schlamm durch Austragen des Feststoffes
mittels der Austragschnecke geklärt und die abgesetzte Flüssigkeit über das enge
Ende in die benachbarte Vollmanteltrommel geleitet, in der die Trennung der beiden
Flüssigkeiten und ihre getrennte Ableitung durch die Überläufe erfolgt.
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Eine scharfe Abtrennung des Schlammfeststoffes von der Flüssigkeit
wie auch eine weitgehende Trocknung des Schleudergutfeststoffes ist jedoch mit dieser
Schneckenzentrifuge nicht erzielbar, weil beim Austragen des Feststoffes aus der
Vollmanteltrommel mit dem größeren Durchmesser am weiten Ende die einströmende Flüssigkeit
im Gegenstrom zum ausgetragenen Feststoff fließt und beide Schleudergutbestandteile
wieder miteinander vermischt werden. Außerdem wird der aus der Vollmanteltrommel
mit dem größeren Durchmesser ausgetragene Feststoff in den Absetzraum der benachbarten
Vollmanteltrommel gefördert, so daß auch aus diesem Grund die im Gegenstrom zum
Feststoff in die benachbarte Vollmanteltrommel fließende Flüssigkeit einen hohen
Trübstoffgehalt aufweisen muß.
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Bei einer weiteren Schneckenzentrifuge ist die eine Vollmanteltrommel
mit ihrem engeren Ende so weit in das weitere Ende der benachbarten Vollmanteltrommel
eingeschoben, daß deren Absetzraum überbrückt wird. Hierdurch wird verhindert, daß
der aus der erstgenannten Vollmanteltrommel durch die Austragschnecke in die zweite
Vollmanteltrommel geförderte Feststoff in deren Absetzraum gelangt und die darin
enthaltene Flüssigkeit trübt. Die in beiden Vollmanteltrommeln abgeschiedenen Flüssigkeiten
werden unmittelbar aus den Absetzräumen abgeleitet. Da somit keine Nachklärung der
Flüssigkeit aus der einen Vollmanteltrommel durch Überleiten in die andere Vollmanteltrommel
erfolgt und auch beide Vollmanteltrommeln am weiten Ende gleichen Durchmesser aufweisen,
ist mit dieser Schneckenzentrifuge zwar ein ausreichender Trocknungsgrad des Feststoffes,
jedoch kein hoher Klärungsgrad der Flüssigkeit des Schleudergutes zu erreichen.
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Schließlich ist auch eine Schneckenzentrifuge mit mehreren koaxial
zueinander angeordneten kegeligen Vollmanteltrommeln gleichen Durchmessers am weiten
Ende bekannt, deren Absetzräume mittelbar durch Überlaufleitungen miteinander verbunden
sind. Hierbei mündet das Ende jeder an einen Absetzraum angeschlossenen Cberlaufleitung
im Trommelmantel der benachbarten Vollmanteltrommel außerhalb des Absetzraumes ein.
Über den dazwischenliegenden Trommelteil fließt die Flüssigkeit im Gegenstrom zum
Feststoff, so daß auch hier ein nachträgliches Vermischen beider Schleudergutbestandteile
eintreten kann.
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Mit allen diesen bekannten Schneckenzentrifugen ist kein hoher Klärungsgrad
der Schleudergutflüssigkeit zu erzielen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schneckenzentrifuge
der eingangs bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei einem ausreichend entwässerten
Feststoff ein möglichst feststofffreier Ablauf der Flüssigkeit erhalten wird.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die
Absetzräume benachbarter Vollmanteltrommeln durch mindestens eine Überlaufleitung
unmittelbar miteinander verbunden sind und jeder einen größeren Durchmesser am weiten
Ende aufweisende Trommelmantel in an sich bekannter
Weise in den
jeweils benachbarten Trommelmantel derart hineingeschoben ist, daß die Austragöffnung
für die Feststoffe jedes eingeschobenen Trommelmantels im Bereich des Feststoffaustrittes
aus dem Absetzraum des übergreifenden Trommelmantels angeordnet ist.
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Durch diese Maßnahmen wird nicht nur die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe in vorteilhafter Weise gelöst, sondern darüber hinaus eine wesentliche Verkürzung
der Zentrifugenbaulänge erzielt, und Flüssigkeitsverluste durch ungenügende Entwässerung
des ausgetragenen Feststoffes werden vermieden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt Abb. 1 einen Längsmittelschnitt durch eine Schneckenzentrifuge
mit teilweise ineinandergeschobenen und fest miteinander verbundenen Vollmanteltrommeln
sowie auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Austragschnecken und Abb. 2 den gleichen
Schnitt durch eine Schneckenzentrifuge, die jedoch mit vollständig ineinander angeordneten
Vollmanteltrommeln ausgestattet ist, von denen benachbarte an verschiedene getrennt
angetriebene Wellen befestigt und die beiden inneren als Schneckentragkörper ausgebildet
sind.
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Zum Schleudern schlammartiger Schleudergüter, bei denen es auf eine
weitgehende Klärung der Schlammflüssigkeit ankommt, ist eine Schneckenzentrifuge
mit drei waagerecht gelagerten, koaxial zueinander angeordneten Vollmanteltrommeln
1 bis 3 vorgesehen. Die Trommelmäntel sind in gleicher Richtung kegelförmig verjüngt
und weisen in der üblichen Weise am engen Ende Austragöffnungen 4 für die Feststoffe
sowie am weiten Ende je einen mittels einer ringförmigen Stirnwand 5 gebildeten
Absetzraum 6 für die während des Schleuderns getrennten flüssigen und festen Schleudergutbestandteile
auf. Die Absetzräume 6 der Vollmanteltrommeln 1 bis 3 sind mittels je einer Überlaufleitung
7 miteinander verbunden. Jeder Trommelmantel 8 bis 10 weist in Strömungsrichtung
der Flüssigkeit eine zunehmende Größe bzw. einen zunehmenden Durchmesser des weiten
Trommelendes auf, wodurch zwischen den Absetzräumen 6 ein Gefälle entsteht, durch
das die überlaufende Flüssigkeit von selbst zum jeweils nächsten Absetzraum 6 fließt.
Der Schlamm wird mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Einlaufrohres
in eine Bohrung 11 der Schneckenwelle 12 und von dort mittels eines Verteilerrohres
13 in den Absetzraum 6 des kleinsten Trommelmantels 8 eingetragen. Jeder größere
Trommelmantel 9 bzw. 10 ist in den benachbarten, jeweils kleineren Trommelmantel
8 bzw. 9 so weit hineingeschoben, daß die Austragöffnung 4 für die Feststoffe jedes
eingeschobenen Trommelmantels 9 bzw. 10 im Bereich des Feststoffaustrittes aus dem
Absetzraum 6 des diesen übergreifenden Trommelmantels 9 bzw. 10 angeordnet ist.
Dabei durchsetzt jeweils der größere Trommelmantel 9 bzw. 10 die ringförmige Stirnwand
5 der jeweils kleineren Vollmanteltrommel 1 bzw. 2 und ist mit dieser fest verbunden,
so daß alle Vollmanteltrommeln 1 bis 3 zu einer Einheit miteinander verbunden sind.
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Vorteilhaft wird zum leichteren Austragen des Feststoffes der den
Absetzraum 6 überbrückende Teil des jeweils größeren Trommelmantels 9 bzw. 10 mit
einem kleineren COffnungswinkel als der übrige Teil dieses Trommelmantels ausgebildet,
so daß die Trommelmäntel 9 und 10 an der Stirnwand 5 des benachbarten
Trommelmantels 8 bzw. 9 je eine Knickstelle 14 bilden. Um den Feststoff aus den
Absetzräumen 6 auszutragen, ist jeder den Absetzraum 6 überbrückende Teil der Trommelmäntel
9 bzw. 10 von je einem topfförmigen, mit einem Boden 15 konzentrisch auf der Schneckenwelle
12 befestigten Schneckentragkörper 16 mit axialem und radialem Abstand umschlossen.
Hierbei ist der axiale Abstand zwischen der Austragöffnung 4 des Trommelmantels
9 bzw. 10 und dem Boden 15 des Schneckentragkörpers 16 so groß bemessen, daß im
Bereich dieses Abstandes im Mantel des Schneckentragkörpers 16 genügend große Durchtrittsöffnungen
17 für den aus der Austragöffnung 4 des Trommelmantels 9 bzw. 10 austretenden Feststoff
angeordnet werden können. Damit der durch diese Öffnungen ausgetragene Feststoff
nicht längs des Innenmantels des Schneckentragkörpers 16 in den Absetzraum gelangen
kann, ist auf dem Mantel des Schneckentragkörpers 16 im Bereich der Durchtrittöffnungen
17 ein ringförmiger Steg 18 angeordnet.
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Der durch die Durchtrittöffnungen 17 hindurchtretende Feststoff trifft
auf den flüssigkeitsfreien Teil des die Austragöffnung 4 umschließenden kleineren
Trommelmantels 8 bzw. 9 auf und wird auf diesem, ohne mit der im Absetzraum 6 abgeschiedenen
Flüssigkeit in Berührung zu kommen, zur Austragöffnung 4 der Vollmanteltrommel 2
bzw. 3 gefördert. Dieser Teil der kleineren Vollmanteltrommel 1 bzw. 2 dient als
Trockenraum, in welchem dem hindurchgeförderten Feststoff der Flüssigkeitsrest entzogen
wird.
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Die starr miteinander verbundenen Vollmanteltrommeln 1 bis 3 sind
mittels einer an der Stirnwand 5 des größten Trommelmantels 10 befestigten Hohlwelle
19 gelagert, in der die Schneckenwelle 12 geführt ist. Beide Wellen 12 und 19 werden
in der üblichen Weise mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben, um ein Austragen
des Feststoffes aus den Vollmanteltrommeln 1 bis 3 mittels der auf der Schneckenwelle
12 und den Schneckentragkörpern 16 angeordneten Schneckengängen 25 zu bewirken.
Die im Gegenstrom zum Feststoff durch die miteinander verbundenen Absetzräume 6
nacheinander hindurchfließende Flüssigkeit unterliegt infolge der in deren Strömungsrichtung
zunehmenden Größe der Vollmanteltrommeln 1 bis 3 einer zunehmenden Fliehkrafteinwirkung.
Da außerdem der aus den Absetzräumen 6 geförderte Feststoff von der Flüssigkeit
ferngehalten wird, ergibt sich der angestrebte hohe Klärungsgrad der Flüssigkeit.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind die drei Trommelmäntel 8
bis 10 vollständig ineinandergeschoben. Hierbei weist jeder in einem benachbarten
Trommelmantel 8 bzw. 9 eingeschobene Trommelmantel 9 bzw. 10 die gleiche Länge wie
die von diesen überbrückten Absetzräume 6 auf. Lediglich der äußerste und somit
größte Trommelmantel 8 ist zur Bildung eines Trockenraumes 20 für den Feststoff
über den Absetzraum 6 hinaus verlängert. Am freien Stirnende des vom größten Trommelmantel
8 umschlossenen Trommelmantels 9 ist ein bis zum Ende des größten Trommelmantels
8 reichender Schneckentragmantel 21 gleichen Kegelwinkels mittels Stegen 22 befestigt.
Dieser Schneckentragmantel ist am freien Ende ,der Schneckenwelle 12 mittels einer
flanschartigen Scheibe 23 fest angeordnet. Auf der Schneckenwelle 12 sitzt ein im
kleinsten Trommelmantel 10 vorgesehener Schneckentragkörper 16 zum Austragen des
Feststoffes aus diesem Trommelmantel. Ferner sind der größte und kleinste Trommelmantel
8 bzw. 10 mittels einer an ihrer ringförmigen Stirnwand 5 befestigten Scheibe 24
auf der Hohlwelle 19 angeordnet,
in der die Schneckenwelle 12 geführt
ist. Beide Wellen 12 und 19 werden mit unterschiedlicher Drehzahl angetrieben.
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Auf den Außenflächen der vom größten Trommelmantel 8 umschlossenen
Trommelmäntel 9 und 10 sind Schneckengänge 25 vorgesehen, die mit denen auf dem
Schneckentragkörper 16 und dem Schneckentragmantel 21 gleichgerichtet sind. Durch
die unterschiedliche Drehzahl der Wellen 12 und 19 und damit der mit diesen verbundenen
Trommelmäntel 9 bzw. 8 und 10 sowie dem Schneckentragkörper 16 bzw. -mantel 21 wird
das Austragen des Feststoffes aus den Trommelmänteln 8 bis 10 bewirkt. Dabei gelangt
der aus den beiden kleineren Trommelmänteln 9 und 10 ausgetragene Feststoff durch
die Zwischenräume 26 zwischen den Stegen 22 in den Trockenraum 20 des größten Trommelmantels
8, um zusammen mit dem aus dem Absetzraum 6 dieses Trommelmantels geförderten Feststoff
aus dessen Austragöffnung 4 in den hierfür bestimmten Auffangraum 27 abgeschleudert
zu werden. Die im Absetzraum 6 des kleinsten Trommelmantels 10 abgeschiedene Flüssigkeit
fließt durch ein S-förmiges Überlauf rohr 28 in den Absetzraum 6 des nächstgrößeren
Trommelmantels 9 und aus diesem durch ein gleich ausgebildetes Überlauf rohr 28
in den Absetzraum 6 des größten Trommelmantels 8, den sie durch ein weiteres, gerades
Überlaufrohr 29 verläßt, um in einen für die Flüssigkeit vorgesehenen Auffangraum
30 abgeleitet zu werden. Hierbei findet eine schrittweise Erhöhung des Klärungsgrades
statt, wobei dieser noch dadurch erhöht wird, daß der in den Absetzräumen 6 abgesetzte
Feststoff durch die Schneckengänge 25 der Trommelmäntel 9 und 10 entfernt wird,
ohne daß dieser mit der Flüssigkeit nochmals in Berührung kommt.