DE4403912A1 - Gleichstromdekanter für schwierig zu trennende Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichstromdekanter für die Trennung fei­ ner, schwer sedimentierender und/oder durch eine Dekanterschnecke schwer feststofförderbarer Medien in eine Feststoff- und wenigstens eine Flüssigphase mit einer um ihre Längsachse umlaufend angetriebe­ nen Trommel und einer in dieser mit geringer Differenzdrehzahl umlau­ fend angetriebenen Schnecke, die zwischen Schneckennabe und Trom­ melmantelinnenwandung einen Trennraum bilden, in dessen hinsichtlich der Transportrichtung von Feststoff- und Flüssigphase(n) gesehenen, der einen Stirnseite der Trommel zugewandten Anfangsbereich das zu trennende Medium eingegeben und bis zu einem Abführbereich über eine Trennstrecke hinweggeführt wird, von dem aus der feine Feststoff einerseits und die Flüssigphase bzw. Flüssigphasen über die andere Stirnseite (Austragsseite 8) der Trommel andererseits ausgetragen werden.

In Dekantern der in Rede stehenden Art schwer zu trennende Medien verlangen hohe durch entsprechende Rotationsgeschwindigkeiten her­ beizuführende Zentrifugalkräfte, um den Feststoff aus dem Teich im Trennraum heraus an der Trommelinnenmantelfläche abzusetzen. Die Förderfähigkeit dieser Feststoffe durch die Schneckenwendel ist eben­ falls problematisch. Als Beispiel seien hier Biomassen und Belebt­ schlämme genannt. Es bietet sich an, an Trommeln verhältnismäßig großer axialer Länge und verhältnismäßig kleinen Durchmessers zu denken, um sowohl hinsichtlich der angestrebt hohen Fliehkräfte als auch hinsichtlich des Sedimentationszeitbedarfes im Sinne einer langen Förderstrecke die Betriebsverhältnisse günstig zu beeinflussen. Lange Trommelausbildungen bei hohen Umdrehungszahlen verursachen je­ doch erhebliche Schwierigkeiten.

Es ist bereits bekannt, einer Wiederaufwirbelung von abgesetzten Stof­ fen, wie sie im Einlaufbereich von Gegenstromzentrifugen auftritt ist, dadurch entgegenzuwirken, daß man das Gleichstromprinzip anwen­ det. Bei einem Gleichstromdekanter wird die Suspension an einem Ende der Trommel aufgegeben. Von dort aus durchwandert die Suspension - während sie sich trennt - die Trommel in axialer Richtung. Die getrenn­ ten Phasen sollen am Ende des Trennraumes getrennt abgezogen wer­ den. Nach Passieren der Stelle, wo die getrennten Phasen den eigentli­ chen Trennraum verlassen, kann für den Feststoffaustrag ein Aus­ tragskonus erforderlich werden, dessen Winkel vom Produkt abhängt. Da Zentrifugentrommeln aus dynamischen Gründen nicht beliebig lang gebaut werden können, ist der Dekanter umso effektiver je kürzer der Austragskonus gestaltet ist, weil die eingesparte Länge dem Trennteil zugute kommt.

Bei bekannten Gleichstromdekantern wird das zu trennende Medium in den Anfangsbereich des Trennraumes mit Hilfe eines Einlaufrohres ein­ gegeben, das durch die diesem Anfangsbereich nächstbenachbarte Stirnwand der Trommel hindurchgeführt ist, so daß das Einlaufrohr entsprechend kurz bemessen werden kann. Nachteilig ist jedoch, daß das Einlaufrohr damit an der entgegengesetzten Stirnseite der Trommel vorgesehen ist, die den Austrag der Flüssigphase beherbergt. Damit sind beide Trommelstirnseiten durch Mediumzulauf bzw. Flüssigphasen­ ablauf "besetzt", so daß sich bauliche Schwierigkeiten für die Anord­ nung des Schneckenrotationsantriebes ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dekanter für schwer sedimentierende und hinsichtlich des Feststoffanteils schwer mittels Schnecke zu fördernder Medien zu schaffen, der bei verbessertem Trennergebnis konstruktiv einfach und volumensparend aufgebaut ist.

Unter Zugrundelegung eines Dekanters nach dem Gleichstromprinzip mit den eingangs genannten Merkmalen wird diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu trennende Medium durch ein von der Austragsstirnseite der Trommel die Schneckennabe durchgrei­ fendes Einlaufrohr zugeführt und der Antrieb für die Schnecke außen­ seitig der der Austragsstirnseite gegenüberliegenden Stirnseite der Trommel angeordnet ist, daß die Trommel einen ersten konischen, den Trennraum begrenzenden Abschnitt und einem zweiten konischen, der Förderung des feinen Feststoffes zu dessen Feststoffauswurf durch ei­ nen Feststofförderraum dienenden Abschnitt aufweist, welche beiden Abschnitte mit ihren größten Durchmessern einander zugewandt inein­ ander übergehen, und daß in diesem Übergangsbereich des größten Trommeldurchmessers eine den Trennraum und den Feststofförderraum unterteilende Stauscheibe oder dgl. vorgesehen ist, die den Abführbe­ reich markiert.

Durch die Anordnung des Einlaufrohres für das Medium derart, daß dieses praktisch die Gesamtlänge des Schneckennabenhohlraumes durchgreift und damit von der Trommelstirnseite her in die Trommel eingeführt wird, durch die der Austrag der Flüssigphase bzw. Flüssig­ phasen erfolgt, erreicht man also, daß sowohl der Medienzulauf als auch der Flüssigphasenaustrag an ein und demselben stirnseitigen Ende der Trommel vorgesehen sind, so daß die andere Trommelstirnseite für den außenseitigen, insoweit völlig ungestörten Anbau des Antriebes für die Schnecke sowohl nach Aufbau des Antriebes als auch hinsicht­ lich dessen Montage frei zur Verfügung steht.

Durch die doppelkonische Trommelausbildung wird das Trommelvolu­ men gering gehalten. Eine angestrebt große Teichtiefe im Trennraum ist zu Ende der Trennstrecke günstigerweise dort vorgesehen, wo Feststoff und Flüssigkeit aus dem Trennraum der Zentrifuge abgezogen werden, dort nämlich ist die Teichtiefe dann entsprechend groß und die Ansammlungsmöglichkeit des feinen Feststoffes vor der Stauscheibe möglich, ohne den Abzug der Flüssigphase zu beeinträchtigen.

Für den Sonderfall, daß sich die Längen von Trennraum und Fest­ stofförderraum nur wenig unterscheiden oder der Feststofförderraum sogar axial länger als der Trennraum sein sollte, kann es sinnvoll sein, den Flüssigkeitsaustrag auf dann ggfs. kürzerem Wege sowie das Ein­ laufrohr durch die dem Anfangsbereich des Trennraumes naheliegende Trommelstirnwand zu führen, so daß die andere Stirnseite für den Schneckenantrieb frei ist.

In besonders bevorzugter Weise ist jedoch der den Trennraum begren­ zende Trommelabschnitt flach konisch und verhältnismäßig axial lang und der den Feststofförderraum begrenzende Trommelabschnitt steil­ konisch und demgegenüber verhältnismäßig axial kurz ausgebildet, so daß auf kurzem Wege der Flüssigphasenaustrag über die an der dem Trennraum abgewandten Ende des Schneckenförderraumes gelegene Trommelstirnwand ausgetragen wird, die dann auch der Durchführung des Einlaufrohres dient. Auf diese Weise erhält man einen axial langen, die Sedimentation dadurch begünstigenden Trennraum.

Im Übergangsbereich zwischen Trennraum und Feststofförderraum, in dem die beiden konischen Abschnitte mit ihren Durchmessern aneinan­ der angeschlossen sind, herrscht aufgrund des dort größten radialen Abstandes der Trommel von der Drehachse die höchste Werkstoffbela­ stung der Trommelwandung. Es genügt demnach dort eine Verstärkung der Wandungsdicke und der Schraubenverbindung der Trommel. Der Übergang in diesem Bereich größten Durchmessers kann knickförmig oder aber auch entsprechend abgeflacht oder abgerundet ausgebildet sein.

Im Bereich des größten Durchmessers ist eine Stauscheibe, Tauch­ scheibe oder dgl. vorgesehen, die den Trennraum von dem Feststofför­ derraum trennt. An dieser Stelle des größten Durchmessers zu Ende des Trennraumes steht der Feststoff unter größter Kompressionswir­ kung. An eben dieser Stelle wird auch die Flüssigphase abgezogen, so daß man den größtmöglichen Abstand zwischen der Entnahmestelle der Flüssigkeitsphase und dem radial inneren Feststoffgrenzbereich er­ reicht.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung ist für den Austrag bzw. die Aufnahme der Flüssigphase im Abführbereich eine Schälscheibe vorge­ sehen, die in eine Schälkammer eingesetzt ist, die durch eine ringför­ mige Ausbuchtung der Schneckennabe gebildet ist und die über eine Reihe von Öffnungen mit dem achsnahen Bereich des Trennraumes in Verbindung steht. Auf diese Weise kann die Flüssigphase bzw. die leichtere zweier Flüssigphasen durch die Schälscheibe abgezogen wer­ den. Die Schälscheibe ist in weiterhin bevorzugter Ausführung hin­ sichtlich ihrer radialen Aufnahmetiefe innerhalb der Schälkammer von außen her verstellbar. Dies kann grundsätzlich mit Hilfe eines Exzenters geschehen, der über das Einlaufrohr für das Medium durch eine auf dieses aufgebrachte Drehbewegung betätigt werden kann. Der Einsatz der Schälscheibe hat den besonderen Vorteil, daß verstopfungsanfällige Abführeinrichtungen wie Tunnel und dgl. vermieden werden. Die Schälscheibe erlaubt, während des Betriebes über den Gegendruck und/oder die Schäldurchmessereinstellung auf die Spiegelhöhe in der Trommel Einfluß zu nehmen und sogar den Dekanter trennergebnisab­ hängig zu regeln.

Das Einlaufrohr ist in bevorzugter Ausführung - abgesehen von der mögliche Betätigung für die Verstellung der Schälscheibe - feststehend ausgebildet und wird in bevorzugter Ausführung an seinem dem Aus­ lauf für das Medium aufweisenden Ende abgestützt, und zwar durch ein Lager, das die Abstützung an einem Zapfen der Schneckennabe er­ laubt. Dieses Lager ist wiederum bevorzugt mittels zweier Keramik­ buchsen verwirklicht, dessen Außenbuchse in das Einlaufrohr einge­ schrumpft und dessen Innenbuchse - ggfs. unter Zwischenschaltung eines Ausgleichsringes wegen unterschiedlicher Ausdehnungskoeffi­ zienten von Edelstahl und Keramik, insbesondere Siliziumkarbid - auf den Zapfen der Schneckennabe aufgezogen ist. Im Betrieb stellt sich eine hydrodynamische Gleitlagerung ein; die besonders verschleißfeste Keramikausbildung der Lager berücksichtigt Belastungen im niedrigen Drehzahlbereich, d. h. beim Anlauf und Auslauf, in welchen Betriebs­ phasen der Aufbau eines tragfähigen hydrodynamischen Schmierfilms nicht garantiert werden kann und Abrasionserscheinungen begegnet werden muß. Die Lagerung des den Auslauf aufweisenden Endes des Einlaufrohres verhindert, daß dieses schwankt und Gefahr läuft, mit der umlaufenden Schnecke bzw. in dieser abgesetztem Feststoff in Be­ rührung zu kommen und abgerissen zu werden. Eine solche Lagerung ist insbesondere in der EP 0 341433 B1 beschrieben.

In anderer Ausführung besteht das Einlaufrohr aus einem von außer­ halb des Dekanters her zuführenden ortsfesten Rohrabschnitt und einen an diesen anschließenden, mit der Schnecke umlaufenden Rohrab­ schnitt, wobei im Übergangsbereich zwischen dem ortsfesten und dem umlaufenden Rohrabschnitt mindestens eine Dichtung vorgesehen ist. Eine solche Ausbildung des Einlaufrohres ist vor allem dann möglich, wenn Ansammlungen von Feststoff durch die Sedimentationswirkung im umlaufenden Rohrabschnitt nicht zu befürchten sind. Die hier ver­ wendbare Dichtung ist insbesondere nach Art eines Gleitlagers ausge­ bildet, dessen beide Lagerschalen im Gleitangriffsbereich aus einem ke­ ramischen Werkstoff bestehen, wie dies insbesondere in der DE 36 38 652 C2 beschrieben ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Schnecke hinsichtlich ihrer Umlaufrichtung in bezug auf die Trommel und/oder ihrer Wendelstei­ gung derart betrieben bzw. ausgebildet, daß sie hinsichtlich ihrer För­ derrichtung gleichsinnig zu der Transportrichtung des feinen Feststof­ fes verläuft, der bereits durch die konische Ausbildung des den Trenn­ raum umgebenden Trommelabschnittes eine Bewegungskomponente in Richtung auf den Übergabebereich bzw. die Stauscheibe hin erfährt. In anderer Ausführung ist die Schnecke nach Umlaufrichtung und/oder Wendelverlauf umgekehrt fördernd ausgebildet, so daß sie die durch die konische Trommelinnenwandung im Trennraum bestimmte Bewe­ gung des feinen Feststoffes durch ihre entgegengerichtete Förderwir­ kung verzögert, wodurch sich eine längere Verweilzeit des durch den Schneckengang in Gegenförderrichtung der Schnecke wandernden fei­ nen Feststoffes im Trennraum ergibt, was der Sedimentation und der Kompaktierung des feinen Feststoffes zugute kommt.

Bei diesen vorstehenden Ausführungen wird davon ausgegangen, daß das Medium nur den feinen Feststoff und jedenfalls keine soweit grö­ beren Feststoffe enthält, das eine Verstopfung des Feststoffaustrages im Bereich der Stauscheibe auftritt. In diesen Fällen ist die Trommel insgesamt doppelkonisch ausgebildet.

Für die Fälle, daß Medien mit gröberen Feststoffen getrennt werden sollen, kann man den den Trennraum umfassenden Trommelabschnitt einen konisch steiler als dieser verlaufenden Trommelbereich vorord­ nen, der dem Austrag gröberer Feststoffe durch einen vom Trennraum abgewandt angeordneten Grobfeststoffauswurf dieses vorgestalteten Trommelbereiches dient. Dazu ist zumindest über einen axialen Teilbe­ reich des Trennraumes bis zum Grobfeststoffauswurf die bis dahin ausgedehnte Schnecke derart ausgebildet bzw. angetrieben, daß ihre Förderrichtung der Fließrichtung des feinen Feststoffes entgegenge­ richtet ist und damit die gröberen Feststoffe erfaßt und in dieser Ge­ genrichtung zum Grobfeststoffauswurf fördert.

In weiterhin bevorzugter Ausführung kann eine zweite Schälscheibe vorgesehen sein, die in eine Schälkammer eingesetzt ist, welche der ersten Schälkammer benachbart vorzugsweise in einer gemeinsamen einstückigen Ausbuchtung der Schneckennabe angeordnet ist. Diese zweite Schälscheibe steht über eine entsprechende Öffnung ihrer Schälkammer mit dem Feststofförderraum in Verbindung, der umfangs­ seitig von dem steilkonischen Trommelabschnitt begrenzt ist. Ange­ sichts der hier betrachteten Medien kann sich in diesem Feststofförder­ raum Flüssigkeit derselben Phase wie aus dem Trennraum abgezogen ansammeln, der den über die steilkonische Förderstrecke zum Feststoff­ auswurf hin ausgehobenen Feststoff durchfeuchtet. Durch Abzug die­ ser Flüssigphase aus dem Feststofförderraum wird das Trennergebnis verbessert, es handelt sich aber nicht um einen Dreiphasenbetrieb.

Es gibt andere Medien, bei denen es angezeigt ist, zwei Flüssigphasen unterschiedlicher Dichte abzuziehen, bspw. bei der Olivenölgewinnung. Hier wird die Maische in entsprechend flüssiger Form zugeführt, und zu Ende der Trennstrecke wird mittels der ersten Schälscheibe das auf­ schwimmende Olivenöl aus dem Trennraum abgezogen. Fruchtwasser und ggfs. Verdünnungswasser gelangt mit dem Feststoff in den Fest­ stofförderraum und kann von dort mit Hilfe der zweiten Schälscheibe als gesonderte Phase abgezogen werden. In diesem Falle handelt es sich um einen Dreiphasenbetrieb.

Für beide vorgeschilderten Möglichkeiten läßt sich eine Ausbildung mit zwei Schälscheiben vorteilhaft einsetzen, wobei auch die zweite Schäl­ scheibe hinsichtlich ihrer radialen Aufnahmetiefe verstellbar sein kann, wahlweise synchron mit der Verstellung der ersten Schälscheibe und bevorzugt mit Hilfe des Einlaufrohres.

Die zwischen dem Trennraum und dem Feststofförderraum vorgesehe­ ne Stauscheibe ist vorzugsweise an der ringförmigen Ausbuchtung der Schneckennabe angeordnet, insbesondere mit dieser einstückig ausge­ bildet.

In überraschender Weise lassen sich bereits sehr gute Trennergebnisse bei einem Verhältnis von größtem Trommeldurchmesser zu axialer Längsausdehnung der Trommel von etwa 1 : 3 erreichen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, insbesondere unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, deren nachstehen­ de Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel mit doppelkonischer Trommel und Abzug einer Flüssigphase nur aus dem Trenn­ raum;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch ein zwei­ tes Ausführungsbeispiel mit doppelkonischer Trommel und Abzug von Flüssigkeit sowohl aus dem Trennraum als auch aus dem Feststofförder­ raum;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein drit­ tes Ausführungsbeispiel mit doppelkonischer Trommel, dessen Schnecke - hier durch entspre­ chend andere Wendeldarstellung symbolisiert - ei­ ne Schneckenförderkomponente aufweist, die von der Stauscheibe fort gerichtet ist;

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt durch ein vier­ tes Ausführungsbeispiel mit dreifach konischer Trommel, dessen Schnecke - hier durch entspre­ chend andere Wendeldarstellung symbolisiert - ei­ ne Schneckenförderkomponente aufweist, die von der Stauscheibe fort gerichtet ist und gröberen Feststoff zu einem der Stauscheibe abgewandt an­ geordneten Grobfeststoffaustrag fördert;

Fig. 5 ein fünftes Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 4, bei dem die Schnecke in einem der Stauscheibe benachbarten Bereich des Trennraumes eine För­ derrichtung auf die Stauscheibe zu und im übrigen Trennraumbereich bis zum Grobfeststoffaustrag eine entgegengesetzte Förderrichtung aufweist.

Mit Ausnahme einer zweiten Schälscheibe beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 stimmen die beiden Ausführungsformen hinsichtlich funktionswesentlicher übriger Teile weitgehend überein. Lediglich ist der steilkonische Abschnitt, der den Feststofförderraum umgreift, un­ terschiedlich steil gestaltet, was darauf hindeuten soll, daß dessen Steilheit an die Behandlung unterschiedlicher Medien gezielt anpaßbar ist.

Innerhalb einer Trommel 1 ist wie bei Dekantern der hier in Rede ste­ henden Art bekannt, eine Schnecke 2 mit Schneckennabe 3 und Schneckenwendel 4 drehbar gelagert, die mit geringer Differenzdreh­ zahl zur Trommel derart angetrieben ist, daß der Anfang der Schnec­ kenförderstrecke im Nachbarbereich der linken Stirnseite 7 der Trom­ mel beginnt. Zwischen der Schneckennabe 3 und der Innenmantelflä­ che 5 der Trommel wird in üblicher Weise der Trennraum 6 gebildet, in welchem sich der Mediumteich einstellt, aus dem heraus vom Beginn der Schneckenförderstrecke ausgehend zunehmend Feststoff unter der Fliehkraftwirkung der rotierenden Trommel auf die Trommelmantelin­ nenwandung 5 hin sedimentiert. Die andere "Trommelstirnseite" 8 wird im weitesten Sinne durch den rechten Endbereich der Trommel 1 be­ schrieben.

In lediglich angedeuteter Weise ist außenseitig der linken Stirnwand 7 der Trommel 1 der Antrieb 9 für Trommel und Schnecke wiedergege­ ben, der hydraulisch oder aber auch herkömmlich mit Elektromotor und Getriebe ausgebildet sein kann. An dieser Einbauseite des Antriebes befindet sich keinerlei Zuführung und Abführung des zu trennenden Mediums bzw. dessen getrennter Bestandteile, so daß der Antrieb nach Konstruktion und Montage optimal ausgeführt werden kann.

Die Zuführung des zu trennenden Mediums erfolgt durch das Zulauf­ rohr 10, das den rechten Stirnseitenbereich 8 der Trommel 1 und den Hohlraum der Schneckennabe 3 fast über dessen gesamte Achser­ streckung hin durchgreift und mit seinem Auslaufende (Auslauföffnung 22) im Anfangsbereich des Schneckenförderweges der linken Stirnseite 7 der Trommel 1 benachbart endet. Mit diesem Ende ist das Einlauf­ rohr 10 an einem Zapfen der Schneckennabe 3 über ein Lager 23 ab­ gestützt, das aus zwei Keramikbuchsen - Siliziumkarbid - gebildet ist, zwischen denen sich im Betriebszustand, also bei drehendem Zapfen und stehendem Einlaufrohr, eine hydrodynamische Gleitlagerung ein­ stellt, deren Aufrechterhaltung durch eine ständige Zufuhr einer gerin­ gen Wassermenge sichergestellt werden kann. Im übrigen macht die Abriebfestigkeit der Keramikbuchsen die Lagerung weitgehend unem­ pfindlich gegen abrassive Medien. Bei kurzzeitigem Ausfall der Kühlmit­ telzufuhr, bspw. bei Abstellen des Dekanters, verhindert die Keramik­ lagerung in Folge gewisser Notlaufeigenschaften eine unmittelbare Zer­ störung der Lagerung. Von besonderem Vorteil ist, daß zur Inspektion dieses Lager demontiert werden kann, ohne die Trommel öffnen zu müssen.

Die Trommel 1 ist aus einem axial langen flachkonischen Abschnitt 12 und einem axial kurzen steilkonischen Abschnitt 13 zusammengesetzt, und zwar derart, daß die Abschnitte mit ihrem großen Enddurchmesser aufeinander abgestimmt zusammengeführt werden. Dadurch ergibt sich ein knickförmiger Übergangsbereich 14, wie dies die Zeichnungen er­ kennen lassen. Der eigentliche Trennraum 6, der von dem flachkoni­ schen Abschnitt 12 umgriffen ist, wird durch eine Stauscheibe 15 von dem Feststofförderraum 16 getrennt, der zur Abförderung des unter Kompression um die Stauscheibe 15 herum transportierten Feststoffes zum Feststoffauswurf 17 hin dient. Die Schneckenwendel 4 können durchgehend aber den Trennraum 6 und den anschließenden Fest­ stofförderraum 16 hin ausgebildet sein, und zwar in bekannter Weise jeweils in Anpassung an den jeweiligen Verlauf der Trommelmantelin­ nenwandung.

Im knickförmigen Übergangsbereich 14, in dem die Stauscheibe 15 an­ geordnet ist, befindet sich der Abführbereich 11 sowohl für den Fest­ stoff - wie vorstehend geschildert - als auch für die Flüssigphase aus dem Trennraum 6, die mittels einer radial verstellbaren Schälscheibe 18 aufgenommen wird. Die Schälscheibe 18 greift in eine Schälkammer 20 ein, die innerhalb einer ringförmigen, radial nach außen gerichten Aus­ buchtung 19 der Schneckennabe 3 gebildet ist. Die Schälkammer 20 steht über Öffnungen 21 mit dem achsnahen Bereich des Trennraumes 6 in Verbindung, so daß die leichte Flüssigphase über das Schälrohr abgeführt werden kann. Die Schälscheibe steht insoweit mit dem Ein­ laufrohres 10 in Verbindung, daß über einen Exzenter eine geringe Ver­ drehung des Einlaufrohres eine radiale Verstellung des Aufnahmeberei­ ches der Schälscheibe 18 bewirkt wird. Diese Ausbildung ist grund­ sätzlich bekannt.

Fig. 2 zeigt eine zweite Schälscheibe 24, die in eine Schälkammer 25 eingreift, welche benachbart zur Schälkammer 20 der ersten Schäl­ scheibe 18 innerhalb einer gemeinsamen ringförmigen, radial nach außen gerichteten Ausbuchtung der Schneckennabe 3 ausgebildet ist. Diese zweite Schälkammer 25 mündet über Öffnungen 26 in den Fest­ stofförderraum 16, so daß dort sich ansammelnde Flüssigkeit abgezo­ gen werden kann, sei es von der gleichen Art wie mittels der ersten Schälscheibe aus dem Trennraum, sei es in Form einer zweiten Flüssig­ phase unterschiedlicher Dichte zur ersten, so daß ein Dreiphasenbetrieb vorliegt. Auch diese zweite Schälscheibe 24 ist mittels eines Exzenters hinsichtlich ihres Aufnahmebereichs radial verstellbar, was grundsätz­ lich unabhängig von der Verstellung der ersten Schälscheibe geschehen kann, aber auch gleichzeitig, wobei eine starre Kopplung beider Schäl­ scheibenverstellantriebe zum Zulaufrohr möglich ist.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, dessen Trommel, Einlaufrohr nebst Lagerung, Schälscheibeneinrichtung und Schneckenausbildung im Feststofförderraum demjenigen Beispiel gemäß Fig. 1 entspricht. Le­ diglich der Abschnitt der Schnecke, der sich über den Trennraum der doppelkonischen Trommel 1 erstreckt, ist mit einer Wendelausbildung versehen, die hinsichtlich ihres Verlaufes bzw. ihrer Steigung und da­ mit ihrer Förderrichtung demjenigen der Wendelausbildung in dem Feststoffabführraum 16 entgegengerichtet ist. Dieser Schneckenab­ schnitt 32 erstreckt sich über den gesamten Trennraum 6 und bewirkt, daß der im Anfangsbereich des Trennraumes 6 aufgegebene, über die gesamte axiale Länge des Trennraumes bis zur Stauscheibe 15 sedim­ entierende feine Feststoff des Mediums, der sich aufgrund der flachko­ nischen Ausbildung des den Trennraum 6 umgebenden Trommelab­ schnittes 12 zur Stauscheibe hin bewegt, an dieser Bewegung durch die Gegenförderrichtung der Schnecke verzögert wird. Der damit in be­ stimmtem Umfange den Gangbereich zwischen den Schneckenwendeln gegen deren Förderrichtung mit einer axialen Bewegungskomponente zur Stauscheibe hin gerichtet wandernde Feststoff ein entsprechend erhöhte Verweilzeit im Trennraum benötigte wodurch die Sedimenta­ tionswirkung verbessert wird.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine von den vorstehend abgehandelten Ausführungen abgewandelte Trommelform, nämlich derart, daß dem Trennraum 6 in Richtung auf die Stauscheibe 15 gesehen ein gegen­ über dem Abschnitt 12 steiler konischer Trommelbereich 33 vorge­ schaltet ist, der mit seinem großen Enddurchmesser an den Durchmes­ ser des Trommelabschnitts 12 im Anfangsbereich des Trennraumes an­ gepaßt in diesen übergeht und der in seinem konisch engen Endbereich einen Grobfeststoffauswurf 34 aufweist. Die Trommel 31 ist also ins­ gesamt aus drei konischen Abschnitten aufeinanderfolgend zusammen­ gesetzt, und die Schnecke ist an den Innenraum dieser Trommel durch­ gehend hinsichtlich ihrer radialen Wendelausdehnung angepaßt. Mit dieser Ausbildung sollen im zu trennenden Medium enthaltene gröbere Feststoffe, die den Durchgang des feinen Feststoffes um die Stau­ scheibe herum blockieren könnten, von der Schnecke erfaßt und zum Grobfeststoffauswurf gefördert werden.

Zu diesem Zwecke ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 die Schneckenwendel ebenso gestaltet wie in dem auf Trennraum und Feststofförderraum für den feinen Feststoff beschränkten Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß Fig. 3. Die den Trennraum 6 übergreifende Wen­ delausbildung ist jedoch über den Anfangsbereich des Trennraumes, in dem das Medium zugeführt wird, bis in den Bereich des Grobfeststoff­ auswurf 34 gleichsinnig weitergeführt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist dieselbe Trommel 31 wie in Fig. 4 vorgesehen. Lediglich die Schnecke 35 ist dahingehend mo­ difiziert, daß die Schneckenwendel über einen der Stauscheibe 15 zu­ gewandten Trennraumabschnitt gleichsinnig mit der Wendel im Fest­ stofförderraum 16 für den Feststoff ausgebildet ist und damit eine För­ derrichtung in Bewegungsrichtung des feinen Feststoffes aufweist, während die Wendelausbildung im übrigen axialen Teilbereich 36 des Trennraumes 6 bis hin zum Grobfeststoffauswurf 34 eine entgegenge­ richtete Wendelausbildung 35 zeigt, also eine Förderrichtung entge­ gengesetzt zur Bewegungsrichtung des feinen Feststoffes und damit gröbere Feststoffe erfaßt und aus dem Trennraum zum Grobfeststoff­ auswurf 34 fördert.

Die Schälscheibenanordnungen, die Feststofförderraumausbildung und die Anordnung des Einlaufrohres nebst Lagerung sind in allen Ausfüh­ rungsbeispielen übereinstimmend wiedergegeben.

Claims (13)

1. Gleichstromdekanter für die Trennung feiner, schwer sedimen­ tierender und/oder durch eine Dekanterschnecke schwer feststofför­ derbarer Medien in eine Feststoff- und wenigstens eine Flüssigphase mit einer um ihre Längsachse umlaufend angetriebenen Trommel (1; 31) und einer in dieser mit geringer Differenzdrehzahl umlaufend ange­ triebenen Schnecke (2; 32; 35), die zwischen Schneckennabe (3) und Trommelmantelinnenwandung (5) einen Trennraum (6) bilden, in des­ sen hinsichtlich der Transportrichtung von Feststoff- und Flüssigpha­ se(n) gesehenen, der einen Stirnseite (7) der Trommel (1) zugewandten Anfangsbereich das zu trennende Medium eingegeben und bis zu einem Abführbereich (11) über eine Trennstrecke hinweggeführt wird, von dem aus der feine Feststoff einerseits und die Flüssigphase bzw. Flüs­ sigphasen über die andere Stirnseite (Austragsseite 8) der Trommel (1) andererseits ausgetragen werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zu trennende Medium durch ein von der Austragsstirnseite (8) der Trommel (1; 31) die Schneckennabe (3) durchgreifendes Einlauf­ rohr (10) zugeführt und der Antrieb (9) für die Schnecke (2; 32; 35) außenseitig der der Austragsstirnseite (8) gegenüberliegenden Stirn­ seite (7) der Trommel angeordnet ist,
daß die Trommel (1; 31) einen ersten konischen, den Trennraum (6) begrenzenden Abschnitt (12) und einen zweiten konischen, der Förde­ rung des feinen Feststoffes zu dessen Feststoffauswurf (17) durch ei­ nen Feststofförderraum (16) dienenden Abschnitt (13) aufweist, wel­ che beiden Abschnitte (12, 13) mit ihren größten Durchmessern einan­ der zugewandt ineinander übergehen, und
daß in diesem Übergangsbereich (14) des größten Trommeldurchmes­ sers eine den Trennraum (6) und den Feststofförderraum (16) unterteilende Stauscheibe (15) oder dgl. vorgesehen ist, die den Abführbereich (11) markiert.

2. Dekanter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Trennraum (6) begrenzende Trommelabschnitt (12) flach­ konisch und verhältnismäßige axial lang und der den Feststofförderraum (16) begrenzende Trommelabschnitt (13) steilkonisch und demgegen­ über verhältnismäßig axial kurz ausgebildet ist, wobei die Austrags­ stirnseite (8) der Trommel (1; 31) an dem dem Trennraum (6) gegen­ überliegenden Endbereich des Feststofförderraumes (16) angeordnet ist.

3. Dekanter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für das Abführen der bzw. einer Flüssigphase eine Schälscheibe (18) vorgesehen ist, die in eine als ringförmige Ausbuchtung (19) der Schneckennabe (3) ausgebildete Schälkammer (20) eingesetzt ist, die mit dem achsnahen Bereich des Trennraumes (6) in Verbindung steht (21).

4. Dekanter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schälscheibe (18) hinsichtlich ihrer radialen Schältiefe verstell­ bar ist, insbesondere mit Hilfe eines Exzenters.

5. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufrohr (10) mit seinem Auslaufende (22) in einem Lager (23) abgestützt ist.

6. Dekanter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (23) als hydrodynamisches Gleitlager unter Verwendung von Keramikbuchsen ausgebildet ist, insbesondere gemäß DE 36 38 652 C2.

7. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaufrohr in einen von außerhalb des Dekanters her zufüh­ renden ortsfesten Rohrabschnitt und in einen an diesen anschließen­ den, mit der Schnecke umlaufenden Rohrabschnitt unterteilt ist und im Übergangsbereich zwischen dem ortsfesten und dem umlaufenden Rohrabschnitt mindestens eine Abdichtung aufweist, insbesondere ge­ mäß EP 0341433 B1.

8. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (2) nach Richtung ihrer axialen Steigungskomponen­ te und/oder Umlaufrichtung in axialer Förderrichtung vom Anfangsbe­ reich des Trennraumes (6) zum Abführbereich (11) gesehen an dem feinen Feststoff fördernd angreifend ausgebildet ist.

9. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (32) zumindest über einen Teilbereich der axialen Trennraumstrecke nach Richtung ihrer axialen Steigungskomponente und/oder Umlaufrichtung in axialer Förderrichtung vom Anfangsbereich des Trennraums (6) zum Abführbereich (11) gesehen an dem feinen Feststoff in Gegenförderrichtung dessen axialer Fließgeschwindigkeit verzögernd angreifend ausgebildet ist.

10. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem den Trennraum (6) umfassenden Trommelabschnitt (12) ein konisch steiler verlaufender Trommelbereich (33) für den Austrag grö­ berer Feststoffe durch einen Grobfeststoffauswurf (34) vorgeordnet ist und daß zumindest über einen axialen Teilbereich (36) des Trennrau­ mes (6) bis zum Grobfeststoffauswurf (34) die Schnecke (35) nach Richtung ihrer axialen Steigungskomponente unter Berücksichtigung der Umlaufrichtung entgegen der Fließrichtung des feinen Feststoffes fördernd ausgebildet ist.

11. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Schälscheibe (24) vorgesehen ist, die in eine als ring­ förmige Ausbuchtung (19) - vorzugsweise benachbart zur Schälkam­ mer (20) der ersten Schälscheibe (18) in einer einstückigen Ausbildung (19) - der Schneckennabe (3) ausgebildete zweite Schälkammer (25) eingesetzt ist, die mit dem Feststofförderraum (16) in Verbindung steht.

12. Dekanter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schälscheibe (24) hinsichtlich ihrer radialen Schältiefe verstellbar ist, insbesondere mit Hilfe eines Exzenters.

13. Dekanter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, daß die Stauscheibe (15) an der ringförmigen Ausbuchtung (19) der Schneckennabe (3) angeordnet, insbesondere mit dieser einstückig ausgebildet, ist.