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Anlage zum Patentgesuch der Gleichstrom-Vollmantelzentrifuge mit Filtratabzugskanälen
an der Transportschnecke Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Vollmantelzentrfuge
mit einer Schleudertrommelund einer darin koaxial rotierenden Feststoffaustragsschnecke,
deren mindestens teilweise konischer Schneckentragkörper an dem Ende mit dem größeren
Durchmesser eine Aufgabekammer für die Trübeflüssigkeit auSweist, die über oeffnungen
im Mantel des Schneckentragkörpers mit dem Innenraum der Schleudertrommel in Verbindung
steht und die von wenigstens einem an der Innenwand des Schneckentragkörpers entlang
geführten Filtratabzugskanal durchstoßen ist.
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Aus djer französischen Zusatzpatentschrift Nr. 66 793 ist eine Vollmantelzentrifuge
der eingangs be7eichneten Art bekannt. Die Behandlung von Trübeflüssigkeiten, die
schwer absetzbare Feststoffe enthalten, wie beispielsweise Kommunalabwässer, führt
bei der Verwendung der bekannten Zentrifuge nicht zu vollständig befriedigenden
Ergebnissen. Aufgabe der Eriindung ist es, eine derartige Zentrifuge so zu verbessern,
daß sie auch für derartige Anwendungsfälle eingesetzt werden kann.
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Die Verbesserng geschieht gemäß der Erfindung dadurch, daß der verbleibende
Innenraum des Schneckentragkörpers hinter der Aufgabekammer über Öffnungen mit dem
Trennraum der Schleudertrommel in Verbindung steht. Diese Ausbildung hat den Vorteil,
daß bei Trüben mit einem hohen Gehalt an feinsten, oft kolloidalen Feststoffen in
den, in Richtung des Trübedurchflusses gesehen, vorderen Bereich gezielt über den
Innenraum des Schneckentragkörpers Flockmittel in die Zentrifuge eingebracht werden
können, so daß mit Sicherheit noch vor dem Eintritt der geklärten Flüssigkeit in
den Filtratabzugskanal praktisch der gesamte Feststoff unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte
sich auf der Innenwandung der Schleudertrommel abgesetzt hat und durch die Feststoffaustragsschnecke
über das konische Ende der Schleudertrommel ausgetragen wird. Während im Normalfall
Schwankungen der Aufgabemenge durch das relativ große Volumen der Aufgabekammer
gepuffert werden, besteht ein weiterer Vor-teil dieser Ausbildung darin, daß bei
einem plötzlichen starken Anstieg der Aufgabemenge der Innenraum des Schneckentragkörpers
hinter der Aufgabekammer gleichzeitig als Pufferzone wirkt, so daß die entstehenden
Druckstöße noch im Aufgabebereich des Trennraumes der Schleudertrommel abgefangen
werden und sich nicht durch den von den Stegen der Transportschnecke gebildeten
Kanal bis in den Bereich fortsetzen können, in dem die Klarflüssigkeit aus dem Trennraum
abgezogen wird. Störungen
des Sedimentationsvorganges sowie ein
Aufwirbeln abgesetzter Teilchen werden vermieden. Uberraschend hat sich gezeigt,
daß sich im Innenraum nur geringfügig Feststoffe absetzen, die aber die Funktionsweise
der Zentrifuge nicht beeinträchtigen.
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Aus der französischen Patentschrift 1 276 991 ist zwar eine Vollmantelzentrifuge
bekannt, deren Schneckentragkörper Öffnungen aufweist. Bei dieser Zentrifuge handelt
es sich aber um eine Gegenstrom-Zentrifuge, wobei die Trübeflüssigkeit über das
konische Ende in den Innenraum des Schneckentragkörpers eingeführt wird. Die Höhe
des Flüssigkeitsspiegels in der Maschine wird sehr hoch eingestellt, so daß der
Trennvorgang im wesentlichen im Innenraum des Schneckentragkörpers erfolgt und somit
die auf der gesamten Fläche des zylindrischen Teils des Schneckentragkörpers angeordneten
Öffnungen lediglich als Festostoffdurchtrittsöffnungen denen. Neben dem unbefriedigenden
Trenneffekt einer Gegenstrom-Zentrifuge, insbesondere bei der Behandlung kolloidaler
Treiben und Kommunalabwässer,beseht ein wesentlicher Nachteil dieser Maschine darin,
daß schon nach relativ kurzer Betriebszeit der Innenraum durch sich absetzende Feststoffe
so weit "zuwächst, daß die Maschine stillgesetzt und gereinigt werden muß.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Feststoffaustragsschnecke
in gleicher Drehrichtung wie die Schleudertrommel und in Bezug auf deren Drehzahl
voreilend, d.h. schneller rotier-t. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß
die Strömungsgeschwindigkeit der sich schraubenförmig durch die Schleudertrommel
bewegenden Flüssigkeit einerseits und die Drehgeschwindigkeit des Strömungskanals,
der an drei Seiten durch die Stege und den Schneckentragkörper selbst gebildet wird,
praktisch gleich ist und somit Reibungsverluste und Verwirbelungen weitgehend vermieden
werden, wobei in vorteilhafter Weise jeweils die im Schneckentragkörper angebrachten
Öffnungen wie Mitnehmer für den der Drehachse am nächsten liegenden Teil der Flüssigkeit
wirken, ohne daß hierdurch der Strömungsquerschnitt des Kanales beeinträchtigt wird.
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Die Erfindung wird an Hand eines Längsschnittes für ein Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vollmantelzentrifuge weist entsprechend
der Zeichnung in einem nur andeutungsweise dargestellten Gehäuse 1 eine geschlossene
Schleudertrommel 2 auf. Die Schleudertrommel besteht am aufgabeseitigen Ende aus
einem zylindrischen Teil, an den sich ein konisch zulaufender Teil anschließt, an
dessen Ende Feststoffaustragsöffnungen 3 vorgesehen sind. An beiden Enden ist die
Schleudertrommel mit Wellen 4 und 5
versehen, die in nicht naher
dargestellten Lagern drehbar gehalten sind. Das Wellenende 5 steht hierbei mit einem
nicht dargestellten Antrieb in Verbindung, über den die Schleudertrommel angetrieben
wird.
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Im Innern der Schleudertrommel 2 ist eine Feststoffausweagsschnecke
angeordnet, die aus einem Tragkörper 6 mit auf der Aussenseite aufgesetzten Schneckenstegen
7 besteht. Die äussere Kontur der FeststoffaustragsschnecRe entspricht in etwa der
Kontur der Schleudertrommel 2. Über eine StinnscheiDe 8 am konischen Ende ist der
Tragkörper mit einer Welle 9 verbunden, die drehbar in der hohl ausgebildeten Welle
4 der Schleudertrommel gelagert ist. Am zylindrischen Ende ist der Tragkörper mit
einer Abschlußwand 10 versehen, die sich in einer Welle 11 durch das hohle Wellenende
5 der Schleudertrommel fortsetzt und in dieser gelagert ist. Über ein nicht dargestelltes
Getriebe sind die Schleudertrommel und die Feststoffaustragsschnecke über das Wellenende
9 so miteinander gekoppelt, daß sie sich ae nach Einsatzfall zwar gleichsinnig aber
mit einer Differenzdrehzahl von etwa 20 - 50 Umdrehungen/min. drehen.
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Durch die hohl ausgebildete Welle 11 der Feststoffaustragsschnecke
ragt ein Flüssigkeitszulaufrohr 12 in das Innere des Schneckentragkörpers hinein.
Durch eine mit Abstand von der Abschlußwand 10 angeordnete Trennwand 13 im Innern
des
Schneckentragkörpers 6 wird eine Aufgabekammer gebildet, in
die in Ächsrichtung das Flüssigkeitszulaufrohr 12 ausmündet.
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Über Öffnungen 14 im Mantel des Scfti;leckentragkörpers steht die
Aufgabekammer mit dem Trennraum 15 der Schleudertrommel in Verbindung.
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Der verbleibende Mantelteil des Schneckentragkörpers hinter der Aufgabekammer
ist mit mehreren Öffnungen 16 versehen, über die der Innenraum des Schneckentragkörpers
mit dem Trennraum 15 der Schleudertrommel 2 in Verbindung steht.
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Etwa an der Übergangsstelle vom zyl@ndrischen zum konischen Teil des
Schneckentragkörpers sind ferner wenigstens zwei all sich gegenüber liegende Öffnungen
17 angeordnet,/die axial geführte, vorzugsweise rohrförmige ?anäle 13 für den Filtratabzug
angeordnet sind, die durch die Trennwand 13 der Aufgabekammer und durch die Abschlußwand
10 hindurch geführt sind.
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Am aufgabeseitigen Ende ist der Mantel des Schneckentragkörpers ueber
seine Abschlußwand 10 hinaus in Form einer ringförmigen Schürze 20 hinausgeführt,
die gegen eine an der Stirnwand 21 der Schleudertrommel angeordnete Dichtung 22
läuft. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Stirnwand 21 der Schleudertrommel
ergibt sich so ein Sammelraum 23 für das durch die Kanäle 18 abgezogene Filtrat,
der
gegenüber dem Trennraum 15 dicht abgeschlossen ist. In der von
der Schleudertrommel gebildeten Stirnwand der Sammelkammer 23 sind Öffnungen 24
vorgesehen, deren Querschnitt über Wehrscheiben 25 einstelibar ist und die in den
Flüssigkeitsabzugsraum 26 des Gehäuses 1 ausmünden.
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Die erfindungsgemäße Vollmantelzentrifuge arbeitet wie folgt: Durch
das Flüssigkeitszulaufrohr 12 gelangt die zu klärende irübeflüssigkeit in die am
Ende des Schneckentragkörpers befindliche Aufgabekammer und tritt über die Öffnungen
14 nahezu am Ende des zylindrischen Teiles der Schleudertrommel in den Trennraum
15 ein. Infolge des Zentrifugalfeldes werden die Feststoffteilchen nach außen an
die Wandung der Schleudertrommel 2 bewegt. Infolge der Relativbewegung der Schnecke
gegenüber der Schleudertrommel werden die sich an der Wand ablagernden Feststoffteilchen
in Form eines Schlammes in Richtung auf die Austragsöffnungen 3 am konischen Ende
der Schleudertrommel gefördert. Die fortschreitend klarer werdende Flüssigkeit bewegt
sich durch den von den Stegen 7 der Schnecke, der Außenwandung des Schneckentragkörpers
und der Innenwandung der Schleudertrommel gebildeten, in axialer Richtung schraubenförmig
verlaufenden Kanal zunächst ebenfalls in Richtung auf das konische Ende der Zentrifuge,
also im Gleichstrom mit den Feststoffen. Hierbei sind im Normalfall praktisch alle
in der Trübeflüssigkeit ursprunglich befindlichen Teilchen noch vor dem Bereich
des
Überganges om zylindrischen zum konischen Teil an die Wandung
der Schleudertrommel 2 ausgeschleudert. Im anschliessenden konischen Teil wird der
abgesetzte Schlamm von den Schneckenstegen aus dem Flüssigkeitsbad herausgehoben,
weitgehend entwässert und verläßt schließlich durch die Feststoffaustragsöffnungen
3 die Schleudertremmel.
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Die geklärte Flüssigkeit, das Filtrat, tritt über die Öffnungen 17
in die rohrförmigen Kanäle 19 ein und wird so durch den Innenraum des Schneckentragkörpers
durch die Aufgabekammer hindurch bis in den Sammelraum 23 geführt, wo sie über die
Austragsöffnungen 24 in den Flüssigkeitsabzugsraum 26 des Gehäuses gelangt.
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Eine geringfügige Vergrößerung der Aufgabemenge wird im Normalfall
durch die relativ großvolumige Aufgabekammer 19 aufgefangen. Bei stärkeren Flüssigkeitstößen,
die sich durch die Öffnungen 14 hindurch in den Trennraum fortsetzen, werden diese
dann durch die Öffnungen 16, die einen Flüssigkeitsdurchtritt in den Innenraum des
Schneckentragkörpers gestatten, abgefangen, und zwar weitgehend noch in den ersten
llSindungen der Transportschnecke. Der Trennvorgang in dem für die Güte der Trennung
wichtigen hinteren Trommelbereich wird somit nicht gestör-t.
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Bei schwierig zu klärenden Flüssigkeiten wird koaxial durch das Flüssigkeitszulaufrohr
12 ein Rohr 27 bis in den Innenraum des Schneckentragkörpers hindurchgeführt. Durch
dieses Rohr wird dann ein Flockungsmittel aufgegeben, das durch die Öffnungen 16
gleichmäßig verteilt in den Trennraum gelangt.
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Patentansrüche: