EP1732697B9 - Vollmantelzentrifuge mit einem wehr und diesem zugeordneter stationärer ablenkscheibe - Google Patents

Vollmantelzentrifuge mit einem wehr und diesem zugeordneter stationärer ablenkscheibe Download PDF

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EP1732697B9
EP1732697B9 EP05716484.0A EP05716484A EP1732697B9 EP 1732697 B9 EP1732697 B9 EP 1732697B9 EP 05716484 A EP05716484 A EP 05716484A EP 1732697 B9 EP1732697 B9 EP 1732697B9
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
solid
centrifuge according
drum
bowl centrifuge
deflection disc
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05716484.0A
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English (en)
French (fr)
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EP1732697A1 (de
EP1732697B1 (de
Inventor
Helmut Figgener
Markus Fleuter
Ulrich Horbach
Ludger HORSTKÖTTER
Martin Overberg
Stefan Terholsen
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GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
GEA Mechanical Equipment GmbH
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Publication of EP1732697B9 publication Critical patent/EP1732697B9/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2083—Configuration of liquid outlets

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • the annular gap creates a flow resistance which is greater, the smaller the axial distance between the weir and the throttle plate. As the flow resistance increases, however, a larger liquid pressure at the passage is required, which leads to an increase in the liquid level in the centrifugal drum. If the axial distance between the weir and the throttle plate is increased, falls the liquid level in the centrifugal drum to a value which is caused by the passage of the weir without such a throttle disk.
  • the DE PS 966,080 shows a Vollmantelschneckenzentrifuge, the liquid discharge from the drum is directed radially outward, where the liquid is collected in a kind of annulus with a nearly circular cross-section. Radial outward from the drum directed liquid discharges also shows the DE PS 706 968 ,
  • the DE 25 15 452 A1 also shows behind the axially directed liquid discharges a co-rotating with the drum plate, which deflects the exiting liquid almost 180 ° in the opposite axial direction.
  • the US 20 83 899 shows a centrifuge with vertical axis of rotation without throttle disc.
  • the FR 20 57 600 and the FR 20 54 722 show in each case solid bowl centrifuges with axially directed to the axis of rotation liquid discharge, where exiting liquid can splash back from a wall behind the outlets back to the drum.
  • the baffle is not a flat disc but a kind of "sleeve-like" component with an at least over part of the axial extension or the entire axial extension changing - here enlarging - inner diameter.
  • the deflection disc thus has a defined axial extension (in extension of the axis of rotation of the drum) and an inner and an outer sheath, wherein the distance of the inner shell to the axis of rotation is not constant but expands or increases.
  • an annular gap is formed between the passage and an orifice plate outside the centrifugal drum or between the passage and another component, which directs the liquid radially outward and preferably wholly or partially over its axial extent away from the expanding deflection disc is surrounded, so that the direct radial ejection of the liquid phase is prevented from this annular gap.
  • the deflection disk has an advantageous effect, because it prevents the exiting liquid from hitting the drum again.
  • the expanding baffle has an opening angle ⁇ to a perpendicular to the axis of rotation D of the drum or parallel to the drum cover extending plane which is greater than 0 ° and smaller than 90 °.
  • the expanding baffle on the inner shell at an angle 90 ° - ⁇ to the axis of rotation (D) of the drum, which is greater than 0 ° and less than 90 °.
  • the baffle preferably has such a shape and is arranged or integrated into the arrangement such that the liquid first emerges axially outwardly of the drum until it strikes a wall or disk from which it spouts substantially radially outward, wherein it impinges on the expanding baffle, which prevents the exiting liquid directly radially on wall (s) - in particular aligned parallel to the axis of rotation walls - the catching chamber, so that the noise is reduced compared to a configuration without a deflecting disc.
  • the liquid initially enters axially - i. parallel to the axis of rotation of the drum - outwardly of the drum until it hits a wall from which it is directed substantially radially outwards.
  • it meets the expanding baffle, which prevents the leaking fluid from getting back to the drum.
  • the expanding geometry of the baffle has several advantages. On the one hand, it makes it possible to significantly reduce the operating noise of the centrifuge, since the liquid is no longer injected directly from the annular gap, in particular between the throttle plate or other component and the drum lid against walls of the trap chamber but is deflected by an angle which the opening angle of the deflection disc equivalent. As a result, the liquid is no longer perpendicular to the housing walls of the catching chamber, what the noise significantly reduced. This is a great advantage in practice given the high RPM of eg 3500 RPM.
  • Another advantage is a reduction in power consumption due to the initially rapid discharge from the inner region, in particular away from the centrifugal drum surface.
  • the inner diameter of the baffle is larger than the outer diameter, on which the passage openings of the centrifugal drum are arranged.
  • the baffle connects axially directly to the passage openings, so that leakage of liquid between the drum cover and the baffle is prevented.
  • lugs or the like are provided at the passage openings - which axially overlap the deflection disk.
  • the deflection disk has an annular, conically widening shape.
  • the opening angle of the inner jacket of the deflection disk is preferably between 5 and 45 °, in particular 10 to 30 °. Especially by the latter angular range can be particularly advantageous results, in particular a particularly significant noise minimization achieve.
  • the opening angle of the deflection disc may be constant or vary over the axial extent and / or in the circumferential direction.
  • Fig. 1 shows a Vollmantelzentrifuge trained as a solid bowl screw centrifuge with a rotatable centrifugal drum 1 with a horizontal axis of rotation.
  • a likewise rotatable screw 2 is arranged, wherein in operation i.allg .. between the centrifugal drum 1 and the screw 2, a differential speed is maintained.
  • the centrifugal drum 1 is closed by an axial drum cover 3, which is provided with at least one - fixed or adjustable by means of diaphragms 13 - weir 4 for discharging a liquid phase from the centrifugal drum.
  • the weir 4 comprises a passage with at least one or more passage openings 5 in the drum cover 3 and with a throttle disk 6 arranged outside the centrifugal drum 3 in front of the passage openings 5, which is designed as a non-co-rotating part during operation and whose distance from the passage openings 5 is variable.
  • a collar-like projection 19 of the weir axially from the drum cover 3. This can be realized, for example, by by means of sleeves in / at the passage openings 5 or by means of a ring or a second diaphragm of a different diameter.
  • the changing of the axial distance between the passage openings 5 and the throttle disk 6 can be achieved, for example, by an axial movement by displacing or pivoting the throttle disk 6 in front of the passage openings 5, e.g. done by means of actuators.
  • the construction corresponds in principle to the generic state of the art.
  • the throttle plate 6 is associated with a ring-shaped deflection (or “deflecting") 12, which here has a particularly advantageous tapered shape, wherein the deflection plate 12 preferably covers the annular gap 8 over its entire length and expands away from the passage openings 5 away.
  • the opening angle ⁇ of the inner shell 7 of the baffle 12 - see Fig. 2 - Relative to the perpendicular to the axis of rotation D of the drum or to a parallel to the drum cover extending plane E is preferably between 5 and 45 °, in particular between 10 ° and 30 °.
  • the opening angle ⁇ is preferably constant over the entire radial and axial extent of the deflection disk 12. It may also change abruptly or continuously, e.g. at a crease of 15 to 20 °.
  • baffle 12 it is also conceivable in particular a multi-part, in particular two-part design of the baffle 12 in order to realize the widening shape of the baffle 12 constructively in a simple manner.
  • the opening angle is selected such that the wall 9 is not reached directly outside of the catching chamber 11 from the exiting product jet.
  • a spiral housing geometry of the deflection disk 12, similar to the spiral housing of centrifugal pumps, is conceivable (not shown here).
  • the weir comprises the passage openings 5 in the drum cover 3 but no throttle disk 6.
  • the liquid flows rather directly against another component - here an annular disk 14 in front of or on a transmission housing 18 - which is designed as non-co-rotating during operation part.
  • the annular gap 8 ' which the deflecting disk 12 partially covers outwards here, is formed between the drum cover 3 and the further component annular disk 14.
  • the flow conditions are similar here to Fig. 2 optimized (see Fig. 4 ).
  • the baffle 12 may also have a relative to the axial length of the annular gap 8 'greater extent than shown in the figures.
  • the attachment of the preferably made of sheet metal or sheets cheap manufactured baffle 12 can be done in various ways, so via bolts 15 or 16 in axial ( Fig. 1 and 3 ) or radial ( Fig. 5 ) Alignment which extend from surrounding walls 9, 10 or 10 to the baffle 12 or by means of a particularly advantageous stabilizing planar ring 17 between the outer jacket of the baffle 12 and the wall 9 (FIG. Fig. 6 ).
  • the arrangement of the fastening bolt or the fastening ring 17 in the radial direction reduces the risk of erosion thereof, since this is arranged quasi in the flow shadow of the baffle 12.
  • the number of fastening bolts is variable and will usually be at least three. ⁇ U> reference numerals ⁇ / u> centrifugal drum 1 slug 2 drum lid 3 weir 4 passage opening 5 throttle disc 6 inner sheath 7 annular gap 8, 8 ' walls 9, 10 trap chamber 11 deflector 12 weir 13 washer 14 bolt 15, 16 ring 17 gearbox 18 approach 19

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vollmantelzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Vollmantelzentrifugen sind jeweils aus der EP 0 702 599 B1 und der US 5,593,377 bekannt. Diese beiden Schriften offenbaren eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Trommel, die ein Wehr aufweist, das mit einem Durchlass zum Ablassen einer in der Schleudertrommel abgetrennten Flüssigkeitsphase versehen ist, wobei dem Durchlass eine Drosselscheibe zugeordnet ist, die als nicht rotierendes Teil ausgebildet ist, deren Abstand zum Durchlass veränderlich ist, so dass eine Einstellung des Flüssigkeitsspiegels in der Schleudertrommel durch eine axiale Verstellung der Drosselscheibe möglich ist.
  • Durch die stillstehende Drosselscheibe tritt keine nachteilige Beeinflussung der Arbeitsweise der Schleudertrommel auf, wobei insbesondere keine nachteilige Bremswirkung durch die den Ringspalt zwischen dem rotierenden Wehr und der stillstehenden Flüssigkeitsscheibe passierende Flüssigkeit gegeben ist.
  • Der Ringspalt erzeugt einen Durchflusswiderstand der um so größer ist, je geringer der axiale Abstand zwischen dem Wehr und der Drosselscheibe ist. Mit zunehmendem Durchflusswiderstand wird aber ein größerer Flüssigkeitsdruck am Durchlass erforderlich, der zu einem Anstieg des Flüssigkeitsspiegels in der Schleudertrommel führt. Wird der axiale Abstand zwischen dem Wehr und der Drosselscheibe vergrößert, fällt der Flüssigkeitsspiegel in der Schleudertrommel bis auf einen Wert, der durch den Durchlass des Wehres ohne eine derartige Drosselscheibe bewirkt wird.
  • Diese Lösung hat sich in der Praxis hervorragend bewährt, da sie durch die Ausgestaltung als im Betrieb nicht mit der Trommel rotierende, stillstehende Konstruktion ohne den Zwang zur Übertragung von Stellkräften auf mitrotierende Teile der Zentrifuge einfach und kostengünstig zu realisieren ist und dabei den Vorteil einer hervorragenden Möglichkeit zur Steuerung und/oder Regelung des Trenn- oder Klärvorganges in der Trommel bietet.
  • Die DE PS 966 080 zeigt eine Vollmantelschneckenzentrifuge, deren Flüssigkeitsaustrag aus der Trommel radial nach außen gerichtet ist, wo die Flüssigkeit in einer Art Ringraum mit einem nahezu kreisförmigen Querschnitt aufgefangen wird. Radial nach außen aus der Trommel gerichtete Flüssigkeitsausträge zeigt auch die DE PS 706 968 .
  • Die DE 25 15 452 A1 zeigt ferner hinter den axial gerichteten Flüssigkeitsausträgen ein sich mit der Trommel mitdrehendes Blech, das die austretende Flüssigkeit quasi um 180° in die entgegengesetzte axiale Richtung umlenkt.
  • Die US 20 83 899 zeigt eine Zentrifuge mit vertikaler Drehachse ohne Drosselascheibe.
  • Die FR 20 57 600 und die FR 20 54 722 zeigen jeweils Vollmantel-Schneckenzentrifugen mit axial zur Drehachse gerichtetem Flüssigkeitsaustrag, wo austretende Flüssigkeit von einer Wandung hinter den Austritten wieder an die Trommel zurück spritzen kann.
  • Aus der gattungsgemäßen WO 01/85349 A1 ist es bekannt (Fig. 3), die axiale Verstellbarkeit einer nicht mitrotierenden Drosselscheibe, deren Funktionsprinzip dem der EP 0 702 599 B1 entspricht, hinter den Durchlassöffnungen der Trommel dadurch zu realisieren, dass die Drosselscheibe mittels eines Stelltriebes um ein Drehlager an ihrem Außenumfang klappenartig verschwenkbar ist. Mittels einer Ringnut - dort "Ringtasse" genannt, sollen die Strömungsverhältnisse am Durchlass optimiert werden. In Fig. 1 dieser Schrift ist auch eine Variante beschrieben, bei welcher eine Art zylindrischer Ring mit einer Wandung, die parallel zur Drehachse der Trommel ausgerichtet ist, im Ringspalt zwischen einer stillstehenden Gehäusewandung und dem Zentrifugendeckel angeordnet ist, wobei in diesem Ring verstellbare Lochblenden angeordnet sind, durch welche die abgeleitete Flüssigkeit direkt radial nach außen spritzt.
  • Gegenüber dem gattungsgemäßen Stand der Technik, ist es die Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise eine schonendere Ableitung der Flüssigkeitsphase aus dem Wehr zu realisieren.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.
  • Danach ist vor dem Trommeldeckel außerhalb der Schleudertrommel - innerhalb der Fangkammer - eine im Betrieb stillstehende, d.h. nicht mit der Trommel rotierende - sich vom Trommeldeckel weg zumindest abschnittsweise aufweitende - Ablenkscheibe angeordnet, die wenigstens einen Innenmantel aufweist, wobei der Abstand des Innenmantels zur Drehachse nicht konstant ist sondern sich aufweitet bzw. vergrößert.
  • Unter Aufweiten ist zu verstehen, dass es sich bei der Ablenkscheibe um keine ebene Scheibe handelt sondern um eine Art "hülsenartiges" Bauteil mit einem sich zumindest über einen Teil der axialen Erstreckung oder die gesamte axiale Erstreckung verändernden - hier vergrößernden - inneren Durchmesser. Die Ablenkscheibe hat somit eine definierte axiale Erstreckung (in Verlängerung der Drehachse der Trommel) sowie einen Innen- und einen Außenmantel, wobei der Abstand des Innenmantels zur Drehachse nicht konstant ist sondern sich aufweitet bzw. vergrößert.
  • Dabei ist zwischen dem Durchlass und einer Drosselscheibe außerhalb der Schleudertrommel oder zwischen dem Durchlass und einem sonstigen Bauteil ein Ringspalt ausgebildet, der die Flüssigkeit radial nach außen leitet und der vorzugsweise ganz oder teilweise über seine axiale Erstreckung hinweg von der sich aufweitenden Ablenkscheibe umgeben ist, so dass das direkte radiale Ausspritzen der Flüssigkeitsphase aus diesem Ringspalt verhindert wird. Gerade hier wirkt sich die Ablenkscheibe vorteilhaft aus, da sie verhindert, dass die austretende Flüssigkeit wieder an die Trommel trifft.
  • Vorzugsweise weist die sich aufweitende Ablenkscheibe einen Öffnungswinkel γ zu einer senkrecht zur Drehachse D der Trommel bzw. parallel zum Trommeldeckel verlaufenden Ebene auf, der größer als 0° und kleiner als 90° ist. Damit weist die sich aufweitende Ablenkscheibe am Innenmantel einen Winkel 90° - γ zur Drehachse (D) der Trommel auf, der größer als 0° und kleiner als 90° ist.
  • Die Ablenkscheibe weist vorzugsweise eine derartige Form auf und ist derart angeordnet bzw. in die Anordnung integriert, dass die Flüssigkeit zunächst axial nach außen aus der Trommel tritt, bis sie auf eine Wand oder Scheibe auftrifft, von der sie im wesentlichen radial nach außen spritzt, wobei sie auf die sich aufweitende Ablenkscheibe auftrifft, die verhindert, dass die austretende Flüssigkeit direkt radial auf Wandung(en) - insbesondere parallel zur Drehachse ausgerichtete Wandungen - der Fangkammer trifft, so dass sich die Geräuschentwicklung gegenüber einer Anordnung ohne Ablenkscheibe verringert.
  • Die Flüssigkeit tritt zunächst axial - d.h. parallel zur Drehachse der Trommel - nach außen aus der Trommel, bis sie auf eine Wand trifft, von der sie im wesentlichen radial nach außen gelenkt wird. Hier trifft sie auf die sich aufweitende Ablenkscheibe, die verhindert, dass die austretende Flüssigkeit wieder an die Trommel gelangt.
  • Die sich aufweitende Geometrie der Ablenkscheibe hat mehrere Vorteile. Einerseits ermöglicht sie es, das Betriebsgeräusch der Zentrifuge deutlich zu verringern, da die Flüssigkeit nicht mehr direkt aus dem Ringspalt insbesondere zwischen der Drosselscheibe oder einem sonstigen Bauelement und dem Trommeldeckel gegen Wandungen der Fangkammer spritzt sondern um einen Winkel abgelenkt wird, der dem Öffnungswinkel der Ablenkscheibe entspricht. Hierdurch trifft die Flüssigkeit nicht mehr senkrecht auf die Gehäusewandungen der Fangkammer, was die Geräuschentwicklung deutlich verringert. Dies ist in der Praxis angesichts der bei hohen Umdrehungszahlen von z.B. 3500 U/min ein großer Vorteil.
  • Durch das "sanftere" Auftreffen eines Flüssigkeitsstrahles auf die Wandungen der Fangkammer wird zudem bei zu Schäumung neigenden Produkten die Schaumbildung verringert.
  • Ein weiterer Vorteil liegt in einer Reduzierung der Leistungsaufnahme durch das zunächst rasche Ableiten aus dem inneren Bereich, insbesondere von der Schleudertrommeloberfläche weg.
  • Vorzugsweise ist der innere Durchmesser der Ablenkscheibe größer als der äußere Durchmesser, auf dem die Durchlassöffnungen der Schleudertrommel angeordnet sind.
  • Bevorzugt schließt sich die Ablenkscheibe axial unmittelbar an die Durchlassöffnungen an, damit ein Austritt von Flüssigkeit zwischen dem Trommeldeckel und der Ablenkscheibe verhindert wird. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante sind an den Durchlassöffnungen Ansätze vorgesehen - Hülsen oder dgl. -, welche die Ablenkscheibe axial überlappen.
  • Sämtliche übrigen eingangs beschriebenen Vorteile des gattungsgemäßen Standes der Technik bleiben ansonsten erhalten.
  • Besonders weist die Ablenkscheibe dabei eine ringartige, sich kegelig aufweitende Form auf.
  • Vorzugsweise beträgt der Öffnungswinkel des Innenmantels der Ablenkscheibe zwischen 5 und 45°, insbesondere 10 bis 30°. Gerade durch den letztgenannten Winkelbereich lassen sich besonders vorteilhafte Ergebnisse, insbesondere eine besonders deutliche Geräuschminimierung, erzielen.
  • Der Öffnungswinkel der Ablenkscheibe kann konstant sein oder sich über deren axiale Erstreckung und/oder in Umfangsrichtung verändern.
  • Denkbar ist insbesondere auch eine mehrteilige, insbesondere zweiteilige Ausbildung der Ablenkscheibe, um auf einfache Weise deren sich aufweitende Form zu realisieren.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Schnitt durch den axialen Endbereich einer erfindungsgemäßen Vollmantelzentrifuge mit einer Ablenkscheibe;
    Fig. 2
    eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 mit einer vereinfachten beispielhaften Darstellung der Strömungsverhältnisse;
    Fig. 3
    einen Schnitt durch den axialen Endbereich einer zweiten erfindungsgemäßen Vollmantelzentrifuge;
    Fig. 4
    eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 3 mit einer vereinfachten beispielhaften Darstellung der Strömungsverhältnisse;
    Fig. 5
    einen Schnitt durch den axialen Endbereich einer dritten erfindungsgemäßen Vollmantelzentrifuge nach Fig. 3 mit einer alternativen Art der Befestigung der Ablenkscheibe; und
    Fig.6
    einen Schnitt durch den axialen Endbereich einer dritten erfindungsgemäßen Vollmantelzentrifuge nach Fig. 3 mit einer weiteren alternativen Art der Befestigung der Ablenkscheibe.
  • Fig. 1 zeigt eine als Vollmantel-Schneckenzentrifuge ausgebildete Vollmantelzentrifuge mit einer drehbaren Schleudertrommel 1 mit horizontaler Drehachse. In der Schleudertrommel 1 ist eine ebenfalls drehbare Schnecke 2 angeordnet, wobei im Betrieb i.allg.. zwischen der Schleudertrommel 1 und der Schnecke 2 eine Differenzdrehzahl aufrechterhalten wird.
  • Die Schleudertrommel 1 wird von einem axialen Trommeldeckel 3 abgeschlossen, der mit zumindest einem - festen oder mittels Blenden 13 verstellbaren - Wehr 4 zur Ableitung einer Flüssigkeitsphase aus der Schleudertrommel versehen ist.
  • Das Wehr 4 umfasst einen Durchlass mit wenigstens einer oder mehreren Durchlassöffnungen 5 im Trommeldeckel 3 sowie mit einer außerhalb der Schleudertrommel 3 vor den Durchlassöffnungen 5 angeordneten Drosselscheibe 6, die als im Betrieb nicht mitrotierendes Teil ausgebildet ist und deren Abstand zu den Durchlassöffnungen 5 veränderlich ist. Hier steht ein kragenartiger Ansatz 19 des Wehres axial vom Trommeldeckel 3 vor. Realisierbar ist dies z.B. mittels Hülsen in/an den Durchlassöffnungen 5 oder mittels eines Ringes oder einer zweiten Blende anderen Durchmessers.
  • Das Verändern des axialen Abstandes zwischen den Durchlassöffnungen 5 und der Drosselscheibe 6 kann beispielsweise durch ein axiales Bewegen durch Verschieben oder Verschwenken der Drosselscheibe 6 vor den Durchlassöffnungen 5 z.B. mittels Stelltrieben erfolgen. Insoweit entspricht die Konstruktion prinzipiell dem gattungsgemäßen Stand der Technik.
  • Anders als bei diesem Stand der Technik ist der Drosselscheibe 6 eine ringartig ausgebildete Ablenkscheibe (bzw. "Ablenkhülse") 12 zugeordnet, die hier eine besonders vorteilhafte kegelige Form aufweist, wobei die Ablenkscheibe 12 den Ringspalt 8 vorzugsweise über seine gesamte Länge hinweg abdeckt und sich von den Durchlassöffnungen 5 weg aufweitet.
  • Der Öffnungswinkel γ des Innenmantels 7 der Ablenkscheibe 12 - siehe Fig. 2 - relativ zur Senkrechten zur Drehachse D der Trommel bzw. zu einer parallel zum Trommeldeckel verlaufenden Ebene E liegt zwischen bevorzugt 5 und 45°, insbesondere zwischen 10° und 30°.
  • Bevorzugt ist der Öffnungswinkel γ über die gesamte radiale und axiale Erstreckung der Ablenkscheibe 12 konstant. Er kann sich aber auch sprunghaft oder kontinuierlich ändern, z.B. an einem Knick von 15 auf 20°.
  • Da sich die aus dem Ringspalt 8 nach außen strömende Flüssigkeit an die Ablenkscheibe 12 legt und durch diese abgelenkt wird, tritt sie im wesentlichen im Winkel γ kleiner 90° gegen die Wandungen 9, 10 einer die Drosselscheibe umgebenden Fangkammer 11 zur Flüssigkeitsableitung. Hieraus ergibt sich im Betrieb eine deutliche Geräuschsreduzierung.
  • Denkbar ist insbesondere auch eine mehrteilige, insbesondere zweiteilige Ausbildung der Ablenkscheibe 12, um auf einfache Weise die sich aufweitende Form der Ablenkscheibe 12 konstruktiv zu realisieren.
  • Die optimierten Strömungsverhältnisse sind in Fig. 2 dargestellt.
  • Gut zu erkennen ist insbesondere die optimierte Ableitung aus dem Ringspalt 8 unter Vermeidung eines direkten Austretens der Flüssigkeitsphase L in radialer Richtung. Die Flüssigkeit tritt damit nicht mehr auf die Wandung 9 der Fangkammer, die sich im wesentlichen parallel zur Drehachse erstreckt. Die Geräuschentwicklung wird damit deutlich reduziert, was angesichts des bevorzugten - aber nicht ausschließlichen Einsatzbereiches - bei Trommeldurchmessern von weit mehr als 500 mm ein deutlicher Vorteil ist. Geräuschgrenzwerte werden leichter eingehalten bzw. erst bei höheren Drehzahlen erreicht. Auch werden Leistungsverluste vermieden, wenn die Flüssigkeit nicht mehr an die Trommel oder die Lagemabe trifft, wenn sie aus dieser ausgetreten ist.
  • Insbesondere ist der Öffnungswinkel derart gewählt, dass die Wandung 9 außen an der Fangkammer 11 vom austretenden Produktstrahl nicht direkt erreicht wird.
  • Eine Spiralgehäusegeometrie der Ablenkscheibe 12, ähnlich dem Spiralgehäuse von Kreiselpumpen, ist denkbar (hier nicht gezeigt).
  • Nach Fig. 3 umfasst das Wehr zwar die Durchlassöffnungen 5 im Trommeldeckel 3 aber keine Drosselscheibe 6. Die Flüssigkeit strömt vielmehr direkt gegen ein anderes Bauteil - hier eine Ringscheibe 14 vor oder an einem Getriebegehäuse 18 - die als im Betrieb nicht mitrotierendes Teil ausgebildet ist. Der Ringspalt 8', den die Ablenkscheibe 12 hier nach außen hin teilweise abdeckt, ist zwischen dem Trommeldeckel 3 und dem weiteren Bauteil Ringscheibe 14 ausgebildet.
  • Die Strömungsverhältnisse werden hier ähnlich zur Fig. 2 optimiert (siehe Fig. 4). Die Ablenkscheibe 12 kann auch eine relativ zur axialen Länge des Ringspaltes 8' größere Erstreckung aufweisen als in den Fig. dargestellt.
  • Die Befestigung der vorzugsweise aus Blech bzw. Blechen günstig gefertigten Ablenkscheibe 12 kann auf verschiedene Weise erfolgen, so über Bolzen 15 oder 16 in axialer (Fig. 1 und 3) oder radialer (Fig. 5) Ausrichtung, welche sich von umgebenden Wandungen 9, oder 10 zur Ablenkscheibe 12 erstrecken oder mittels eines besonders vorteilhaften stabilisierenden ebenen Rings 17 zwischen dem Außenmantel der Ablenkscheibe 12 und der Wandung 9 (Fig. 6).
  • Die Anordnung der Befestigungsbolzen oder des Befestigungsringes 17 in radialer Richtung verringert die Erosionsgefahr derselben, da dieser quasi im Strömungsschatten der Ablenkscheibe 12 angeordnet ist. Die Anzahl der Befestigungsbolzen ist variierbar und wird in der Regel mindestens drei betragen.. Bezugszeichen
    Schleudertrommel 1
    Schnecke 2
    Trommeldeckel 3
    Wehr 4
    Durchlaßöffnung 5
    Drosselscheibe 6
    Innenmantel 7
    Ringspalt 8, 8'
    Wandungen 9, 10
    Fangkammer 11
    Ablenkscheibe 12
    Wehr 13
    Ringscheibe 14
    Bolzen 15, 16
    Ring 17
    Getriebegehäuse 18
    Ansatz 19

Claims (19)

  1. Vollmantelzentrifuge, insbesondere Vollmantel-Schneckenzentrifuge, mit
    a) einer um eine horizontale Drehachse drehbaren Schleudertrommel (1),
    b) die ein Wehr zur Ableitung einer Flüssigkeit aus der Schleudertrommel (1) aufweist,
    c) das einen Durchlass mit wenigstens einer oder mehreren Durchlassöffnungen (5) in einem axialen Endbereich oder Trommeldeckel (3) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    d) vor dem Trommeldeckel (3) außerhalb der Schleudertrommel (1) eine im Betrieb stillstehende, sich vom Trommeldeckel (3) weg zumindest abschnittsweise aufweitende Ablenkscheibe (12) angeordnet ist, die einen Innenmantel aufweist, dessen Abstand zur Drehachse nicht konstant ist sondern sich aufweitet bzw. vergrößert, wobei
    e) zwischen dem Durchlass (4) und einer Drosselscheibe (6) außerhalb der Schleudertrommel oder zwischen dem Durchlass (4) und einem sonstigen Bauteil ein Ringspalt (8, 8') ausgebildet ist, der vorzugsweise ganz oder teilweise über seine axiale Erstreckung hinweg von der sich aufweitenden Ablenkscheibe (12) umgeben ist.
  2. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sich aufweitende Ablenkscheibe (12) am Innenmantel (7) einen Öffnungswinkel γ zu einer senkrecht zur Drehachse (D) der Trommel bzw. parallel zum Trommeldeckel (3) verlaufenden Ebene (e) aufweist, der größer als 0° und kleiner als 90° ist.
  3. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkscheibe eine ringartige, sich kegelig aufweitende Form aufweist.
  4. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit zunächst axial nach außen aus der Trommel tritt, bis sie auf eine Wand oder Scheibe auftrifft, von der sie im wesentlichen radial nach außen spritzt, wobei sie auf die sich aufweitende Ablenkscheibe auftrifft, die verhindert, dass die austretende Flüssigkeit direkt radial auf die Wandung(en) (9) der Fangkammer trifft, so dass sich die Geräuschentwicklung verringert.
  5. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die sich aufweitende Ablenkscheibe (12) am Innenmantel (7) einen Winkel 90° - γ zur Drehachse (D) der Trommel aufweist, der größer als 0° und kleiner als 90° ist.
  6. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der innere kleinste Durchmesser der Ablenkscheibe (12) größer ist als der äußere Durchmesser, auf dem die Durchlassöffnungen (5) angeordnet sind.
  7. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ablenkscheibe axial unmittelbar an die Durchlassöffnungen (5) anschließt.
  8. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Durchlassöffnungen (5) ein axial vom Trommeldeckel vorstehender Ansatz (19) ausgebildet ist, welchen die Ablenkscheibe (12) axial überlappt.
  9. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (γ) der Ablenkscheibe (12) zwischen 5 und 45° liegt.
  10. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (γ) der Ablenkscheibe (12) zwischen 10 und 30° liegt.
  11. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (γ) der Ablenkscheibe (12) konstant ist.
  12. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Öffnungswinkel (γ) der Ablenkscheibe (12) über deren axiale Erstreckung und/oder in Umfangsrichtung verändert.
  13. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Öffnungswinkel (γ) der Ablenkscheibe (12) über den axialen Verlauf der Ablenkscheibe (12) hinweg kontinuierlich oder sprunghaft verändert, insbesondere vergrößert.
  14. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine mehrteilige, insbesondere zweiteilige Ausgestaltung der Ablenkscheibe (12).
  15. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Durchlass (4) und der Drosselscheibe (6) veränderlich ist.
  16. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet, durch eine Ausgestaltung als Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer in der Schleudertrommel (1) angeordneten drehbaren Schnecke (2).
  17. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkscheibe (12) an einer umgebenden Wandung (9, 10) über Bolzen (15 oder 16) in axialer Ausrichtung befestigt ist.
  18. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkscheibe (12) an einer umgebenden Wandung (9, 10) über Bolzen (15 oder 16) in radialer Ausrichtung befestigt ist.
  19. Vollmantelzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablenkscheibe (12) an einer umgebenden Wandung (9, 10) über einen Ring (17) befestigt ist.
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