EP1848540B2 - Separatortrommel - Google Patents

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EP1848540B2
EP1848540B2 EP06704291.1A EP06704291A EP1848540B2 EP 1848540 B2 EP1848540 B2 EP 1848540B2 EP 06704291 A EP06704291 A EP 06704291A EP 1848540 B2 EP1848540 B2 EP 1848540B2
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EP
European Patent Office
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drum
separator
region
cylindrical
conical
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EP1848540A1 (de
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Jürgen Mackel
Norbert Wegener
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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GEA Westfalia Separator GmbH
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Publication date
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    • 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
    • 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
    • B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens

Definitions

  • the invention relates to a separator drum.
  • the drum with a vertical axis of rotation generally has a drum base and a drum top or lid part, which are screwed together by means of a separate locking ring.
  • a construction is for example from the DE 35 11 422 or the DE 39 36 165 A1 known.
  • a direct insertion of the drum base in the drum shell - see for example the US 2,369,222 or the EP 0 312 233 B1 can lead to undefined running conditions, as the drum parts due to the currently common high speeds of up to 10,000 revolutions per minute in operation too much, which in turn can lead to the loss of an exact guidance of the parts to each other.
  • This also applies to the idea of a direct screw connection between a drum base and a lid. Constructions of this kind show the centrifuge of the EP 0309 478 B1 and the generic separator of US 1,356,274 ,
  • drum top also called drum lid
  • drum base which does not require a centering ring and is fully functional even at higher speeds
  • This construction has many striking advantages.
  • the design of the threaded area reliably prevents the ingress of dirt.
  • the clamping counteracts the centrifugal force-induced widening, in particular of the lower drum part, and ensures centering and guiding of the supporting drum parts relative to one another.
  • a the drum part outside engaging behind or einklammerder centering ring is made of PCT / SE / 00249 but does not disclose the idea of direct clamping combined with a screw connection.
  • the adjacent surfaces in the region of the clamping surfaces of the drum shell and the drum base are formed conical or cylindrical.
  • piston valves and / or other emptying systems can be used without difficulty despite the simplified connection between the drum base and the drum shell.
  • the drum base can be made easier because it no longer requires a support point for the drum lid. Further, based on the outer diameter of the drum, the outer diameter of the drum seal can be increased. This results in a better utilization of the drum interior.
  • Fig. 1 shows the connection region between the drum shell 1 and the drum base 2 of a separator drum 3 according to the invention with a vertical axis of rotation (not visible here).
  • the drum shell 1 and the drum base 2 are each conical and go in the region of their largest diameter each in a on the outer circumference (drum shell) or on the outer circumference and inner circumference cylindrical portion 4, 5 via.
  • the drum base 2 has an axially slightly longer cylindrical portion 5, in which a piston valve 6 is guided axially displaceably with a peripheral seal 7.
  • the spool 6 is used to release Feststoffaustragsöffhungen 8 in the drum base 2 and to close.
  • Fig. 1 shows the opened state of the solids discharge openings.
  • the piston valve 6 In the closed state of the solids discharge openings 8 (not shown here) the piston valve 6 is located with an upper annular surface 9 on a lower collar 10 of the drum shell or on a ring seal 11 in the collar 10 at.
  • the outer cylindrical and inner conical portion 4 of the drum shell 1 is dimensioned such that it engages in the cylindrical portion 5 of the drum base 2 axially.
  • an external thread or internal thread 12,13 are respectively formed, so that the drum shell 1 is screwed into the drum base 2.
  • This annular collar 14 has in the outermost region in turn at least one axially downwardly extending projection 15, which comprises an axially above the Verschraubungs Suitees projecting annular collar 16 on the drum base 2 outside.
  • the projection 15 may also be formed as a circumferential annular collar or comprise a plurality of sections or areas which are arranged circumferentially distributed on the drum shell 1 (not visible here).
  • Fig. 1 To Fig. 1 are the approach 15 and the annular collar 16 in their facing surfaces 17 a, b formed conically, which limits the penetration depth, while Fig. 2 In this area, axially extending cylindrical surfaces 18, 19 are formed.
  • Fig. 2 discloses as such means a bore 20 in the drum shell 1.
  • the tool eg a kind of handle, not shown here
  • the bore may be closed by a bolt, for example, which is then released for attaching and securing the tool.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Forms Removed On Construction Sites Or Auxiliary Members Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Separatortrommel.
  • Bei Separatoren mit vertikaler Drehachse erfolgt i.allg. entlang der Maschinenachse durch ein Zulaufrohr und diesem nachgeschaltete radiale Verteilerkanäle die Produktzufuhr in die Schleudertrommel, wo das Produkt in einen Tellerstapel aus i.allg. dicht zueinander angeordneten, relativ zueinander beabstandeten, konischen (Trenn-)Tellern eintritt. Am Trennteller lagern sich schwerere Feststoffe i.allg. an der Unterseite ab und wandern zum Außenumfang des Tellerpakts, wohingegen die Flüssigkeit nach innen hin fließt (Zwei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation). Feststoffe werden oftmals über Düsen oder über Feststoffaustragsöffnungen mit vorgeschalteten Kolbenschieber ausgetragen.
  • Die Trommel mit vertikaler Drehachse weist im allgemeinen ein Trommelunterteil und ein Trommeloberteil bzw. Deckelteil auf, die mittels eines separaten Verschlussringes miteinander verschraubt sind. Eine solche Konstruktion ist z.B. aus der DE 35 11 422 oder der DE 39 36 165 A1 bekannt. Ein direktes Einsetzen des Trommelunterteils in das Trommeloberteil - siehe z.B. die US 2,369,222 oder die EP 0 312 233 B1 kann zu undefinierten Laufzuständen führen, da sich die Trommelteile infolge der derzeit gebräuchlichen hohen Drehzahlen von bis zu 10000 U/min im Betrieb zu stark aufweiten, was wiederum zum Verlust einer exakten Führung der Teile zueinander führen kann. Dies gilt auch für die Idee einer direkten Verschraubung zwischen einem Trommelunterteil und einem Deckel. Konstruktionen dieser Art zeigen die Zentrifuge der EP 0309 478 B1 und der gattungsgemäße Separator der US 1,356,274 .
  • Dennoch wäre eine funktionsfähige Direktverbindung zwischen dem Trommeloberteil (auch Trommeldeckel genannt) und dem Trommelunterteil, die ohne einen Zentrierring auskommt und auch bei höheren Drehzahlen voll funktionsfähig ist, von großem Interesse.
  • Die Lösung des vorstehend genannten Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Diese Konstruktion hat viele markante Vorteile.
  • Der Verschlußring als separates Teil wird eingespart. Damit ist die Lösung kostengünstig.
  • Durch die Gestaltung des Gewindebereiches wird das Eindringen von Schmutz sicher verhindert.
  • Die Verklammerung wirkt der fliehkraftbedingten Aufweitung insbesondere des Trommelunterteils entgegen und sorgt für eine Zentrierung und Führung der tragenden Trommelteile zueinander.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Ein das Trommelteil außen hintergreifender bzw. einklammernder Zentrierring ist aus der PCT/SE/00249 bekannt, die aber nicht die Idee einer direkten Verklammerung, kombiniert mit einer Verschraubung, offenbart.
  • Vorzugsweise sind die im Bereich der Verklammerung aneinander liegenden Flächen des Trommeloberteils und des Trommelunterteils kegelig oder zylindrisch ausgebildet.
  • Bei dieser Ausgestaltung können ohne weiteres bevorzugt Kolbenschieber und/oder andere Entleerungssysteme trotz der vereinfachten Verbindung zwischen Trommelunterteil und Trommeloberteil eingesetzt werden.
  • Das Trommelunterteil lässt sich einfacher gestalten, da es keinen Auflagepunkt für den Trommeldeckel mehr benötigt. Bezogen auf den Außendurchmesser der Trommel lässt sich ferner der Außendurchmesser der Trommeldichtung vergrößern. Dies resultiert in einer besseren Ausnutzung des Trommelinnenraumes.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig.1
    eine Schnittansicht durch den Verbindungsbereich zwischen dem Ober- und dem Trommelunterteil einer ersten erfindungsgemäßen Separatortrommel; und
    Fig.2
    eine Schnittansicht durch den Verbindungsbereich zwischen dem Ober- und dem Trommelunterteil einer zweiten erfindungsgemäßen Separatortrommel.
  • Fig. 1 zeigt den Verbindungsbereich zwischen dem Trommeloberteil 1 und dem Trommelunterteil 2 einer erfindungsgemäßen Separatortrommel 3 mit einer vertikalen Drehachse (hier nicht zu erkennen).
  • Das Trommeloberteil 1 und das Trommelunterteil 2 sind jeweils konisch ausgebildet und gehen im Bereich ihres größten Durchmessers jeweils in einen am Außenumfang (Trommeloberteil) bzw. am Außenumfang und Innenumfang zylindrischen Abschnitt 4, 5 über.
  • Insbesondere das Trommelunterteil 2 weist einen axial etwas längeren zylindrischen Abschnitt 5 auf, in dem ein Kolbenschieber 6 mit einer Umfangsdichtung 7 axial verschieblich geführt ist. Der Kolbenschieber 6 dient dazu, Feststoffaustragsöffhungen 8 im Trommelunterteil 2 freizugeben und zu verschließen.
  • Fig. 1 zeigt den geöffneten Zustand der Feststoffaustragsöffnungen 8.
  • Im geschlossenen Zustand der Feststoffaustragsöffnungen 8 (hier nicht dargestellt) liegt der Kolbenschieber 6 mit einer oberen Ringfläche 9 an einem unteren Bund 10 des Trommeloberteils bzw. an einer Ringdichtung 11 im Bund 10 an.
  • Der außen zylindrische und innen konische Abschnitt 4 des Trommeloberteils 1 ist derart bemessen, dass er in den zylindrischen Abschnitt 5 des Trommelunterteils 2 axial eingreift.
  • Am Außenumfang des zylindrischen Abschnitt 4 des Trommeloberteils 1 und am Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 5 des Trommelunterteils 2 sind jeweils ein Außengewinde bzw. Innengewinde 12,13 ausgebildet, so dass das Trommeloberteil 1 im Trommelunterteil 2 verschraubt ist.
  • Auf dem oberen Rand der zylindrischen Abschnittes 5 des Trommelunterteils 2 liegt am äußersten Umfang des Trommelunterteils 2 oberhalb des Verschraubungsbereiches ein radial nach außen vorstehender Ringbund 14 des Trommeloberteils 1 auf. Dieser Ringbund 14 weist im äußersten Bereich wiederum wenigstens einen sich axial nach unten erstreckenden Ansatz 15 auf, der einen oberhalb des Verschraubungsbereiches axial nach oben vorkragenden Ringbund 16 am Trommelunterteil 2 außen umfasst. Der Ansatz 15 kann ebenfalls als umlaufender Ringbund ausgebildet sein oder mehrere Abschnitte bzw. Bereiche umfassen, die umfangsverteilt am Trommeloberteil 1 angeordnet sind (hier nicht zu erkennen).
  • In axialer Richtung wird nach Fig. 1 durch die Anlage der beiden Teile im Konus 17a, 17b die Eindringtiefe begrenzt
  • Derart wird jeweils eine direkte, verschlussringfreie Verschraubung zwischen dem Trommelunterteil 2 und dem Trommeloberteil 1 realisiert und dabei dennoch auf gleichfalls einfache Weise wirksam verhindert, dass durch das Aufweiten des Trommelunterteils 2 während der Drehung im Betrieb im Bereich der Verschraubung Probleme auftreten.
  • Wesentlich ist bei der Konstruktion der Fig. 1 und 2 jeweils, dass der Ansatz 15 - ob ringförmig oder abschnittsweise umfangsverteilt - das Trommelunterteil 2, vorzugsweise dessen oberen Ringbund 16, außen nach Art einer Verklammerung hintergreift.
  • Nach Fig. 1 sind der Ansatz 15 und der Ringbund 16 in ihren zueinandergewandten Flächen 17a,b kegelig ausgebildet, was die Eindringtiefe begrenzt, während nach Fig. 2 in diesem Bereich sich axial erstreckende zylindrische Flächen 18, 19 ausgebildet sind.
  • Beide Varianten haben ihre Vorteile, wobei die Kegelflächen 17a,b einen besonders dichten Hintergriff realisieren, da diese Kegelflächen beim Aufweiten aufeinander auflaufen.
  • Üblicherweise werden das Trommelunterteil 2 und das Trommeloberteil 1 am Verschlussring miteinander verschraubt. Da dieser hier gerade eingespart wird und andererseits am Trommeloberteil eine genügende Fläche zum Ansetzen eines entsprechenden (hier nicht dargestellten) Verschraubungswerkzeuges vorhanden ist, ist es zweckmäßig, das Trommeloberteil 3 nach einer Weiterbildung direkt mit Mitteln zum Anbringen eines derartigen Werkzeuges zu versehen. Fig. 2 offenbart als derartige Mittel eine Bohrung 20 im Trommeloberteil 1. In dieser Bohrung 20 und ggf. einer oder mehreren weiteren Bohrungen kann mittels korrespondierenden Bolzen das Werkzeug (z.B. eine Art Griff; hier nicht dargestellt) zum Verschrauben der beiden Trommelteile miteinander befestigt werden. Im Betrieb kann die Bohrung z.B. von einem Schraubbolzen verschlossen sein, die dann zum Ansetzen und Befestigen des Werkzeugs gelöst wird.
    • Bezugszeichen
    • Trommeloberteil
    1
    Trommelunterteil
    2
    Separatortrommel
    3
    Abschnitt
    4, 5
    Kolbenschieber
    6
    Umfangsdichtung
    7
    Feststoffaustragsöffnungen
    8
    Ringfläche
    9
    Bund
    10
    Ringdichtung
    11
    Außengewinde bzw. Innengewinde
    12,13
    Ringbund
    14
    Ansatz
    15
    Ringbund
    16
    Flächen
    17, 18, 19
    Bohrung
    20

Claims (6)

  1. Separatortrommel (3) für einen Separator mit einer vertikalen Drehachse,
    a) mit einem Trommeloberteil(1) und
    b) einem Trommetunterteil (2),
    c) wobei eine Verschraubung bzw. ein Gewinde zwischen dem Trommeloberteil (1) und dem Trommelunterteil (2) ausgebildet ist,
    d) wobei das Trommeloberteil in das Trommelunterteil direkt verschlussringfrei eingeschraubt ist und
    e) wobei das im Bereich der Verschraubung innenliegende Trommelteil das außenliegende Trommelteil im Bereich einer Verklammerung außen einklammert bzw. hintergreift,
    f) wobei das Trommeloberteil außen und innen konisch ausgebildet ist und in seinem unteren Bereich in einen zumindest am Außenumfang zylindrischen Abschnitt (4) übergeht,
    g) wobei das Trommelunterteil außen und innen konisch ausgebildet ist und in seinem oberen Bereich in einen außen und innen zylindrischen Abschnitt (5) übergeht,
    h) wobei das Trommeloberteil (1) einen unteren Ansatz (15) aufweist, der einen oberen Ringbund (16) am Trommelunterteil (2) außen zur Ausbildung der Verklammerung hintergreift,
    i) wobei am Außenumfang des zylindrischen Abschnitts (4) des Trommeloberteils (1) ein Außengewinde (12) und am Innenumfang eines zylindrischen Abschnitts (5) des Trommelunterteils (2) ein Innengewinde (13) ausgebildet sind, so dass das Trommeloberteil in das Trommelunterteil eingeschraubt ist, wobei der Ansatz (15) und der Ringbund (16) oberhalb des Verschraubungsbereiches liegen.
  2. Separatortrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Verklammerung aneinander liegenden Flächen des Trommeloberteils (1) und des Trommelunterteils (2) kegelig ausgebildet sind.
  3. Separatortrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Bereich der Verklammerung aneinander liegenden Flächen des Trommeloberteils (1) und des Trommelunterteils (2) zylindrisch ausgebildet sind.
  4. Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz (15) und der Ringbund (16) im Bereich ihrer zueinander gewandten Flächen (16, 17; 18, 19) kegelig oder zylindrisch ausgebildet sind.
  5. Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das im zylindrischen Abschnitt (5) des Trommelunterteils (2) ein Kolbenschieber (6) axial verschieblich geführt ist, der dazu dient, Feststoffaustragsöffnungen (8) im Trommelunterteil (2) freizugeben und zu verschließen.
  6. Separatortrommel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Trommeloberteil (1) Mittel zum Anbringen oder Ansetzen eines Werkzeuges zum Verschrauben des Trommeloberteils (1) mit dem Trommelunterteil (2) ausgebildet sind.
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