EP2658656A1 - Vollmantel-schneckenzentrifuge mit überlaufwehr - Google Patents

Vollmantel-schneckenzentrifuge mit überlaufwehr

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EP2658656A1
EP2658656A1 EP11794487.6A EP11794487A EP2658656A1 EP 2658656 A1 EP2658656 A1 EP 2658656A1 EP 11794487 A EP11794487 A EP 11794487A EP 2658656 A1 EP2658656 A1 EP 2658656A1
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EP
European Patent Office
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drum
solid bowl
centrifuge according
discharge channel
angle
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EP11794487.6A
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English (en)
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EP2658656B1 (de
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Stefan Terholsen
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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Publication date
Application filed by GEA Mechanical Equipment GmbH filed Critical GEA Mechanical Equipment GmbH
Publication of EP2658656A1 publication Critical patent/EP2658656A1/de
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Publication of EP2658656B1 publication Critical patent/EP2658656B1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20Centrifuges 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20Centrifuges 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
    • B04B2001/2075Centrifuges 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 with means for recovering the energy of the outflowing liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20Centrifuges 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
    • B04B2001/2083Configuration of liquid outlets

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl screw centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • Solid bowl centrifuges are known in various embodiments.
  • DE 102 03 652 B4 discloses a solid bowl screw centrifuge with a device for discharging clarified liquid from a drum, the one
  • Drum cover having a passage to which a throttle device, in particular a throttle plate, is assigned, whose distance from the passage is variable.
  • the passage further nozzles are assigned to the outlet of the clarified liquid, which are aligned for energy saving inclined to the radial direction through the drum axis.
  • Nozzles on solid bowl centrifuges and their effect of energy saving with a corresponding orientation inclined to the drum axis are further known from DE 39 04 151 A1.
  • baffles can be assigned which of the liquid emerging from the drum.
  • the baffles are mounted on the outside of the overflow weir, for example, on the weir plates, for example, they are formed as flat sheets which are aligned parallel to the drum rotation axis, with the plane in which the flat Plates lie, the drum axis does not intersect and about an angle of about 45 ° with the radially extending straight line, which runs through the drum rotation axis and the respective passage opening.
  • the object of the invention is to provide a solid shell screw centrifuge optimized with regard to energy saving, which can also be regarded as advantageous from a hygienic point of view.
  • the weir plate has a material recess, which at least part of a discharge channel or a complete
  • discharge channel forms, wherein the discharge channel is formed such that it deflects out of the drum flow at an angle ß> 0 ° to the axis of rotation.
  • Liquids with fibrous solids may, in a complicated designed passage opening to the problem that the 50 fibers on exiting the housing in certain areas, so in for the
  • Form product deposits since a near-surface layer flow is formed, which can not rinse the central regions of the housing of solids 5. Due to the open design of the drainage channels, the o.g.
  • Outlet flows and thus can entrain solid particles. This is an advantage from a sanitary point of view but also constructive with regard to the reduced risk of the formation of potential imbalances from non-rotationally symmetrical
  • Liquid ring are flushed out asymmetrically or even the solid itself flows out of the outlet elements asymmetrically.
  • the present invention leaves the overflow weir directly to the weir plates on the drum cover and only the liquid which has already left the rotating system via the weir weir is deflected in the circumferential direction , After leaving the drum, no clearing effect can occur, the whole
  • a further advantage is that it is also avoided by the chosen constructions that the liquid contained in the housing exert too high unwanted additional 50 centrifugal forces on the drum.
  • Discharge channels can not fill with liquid, it forms only a relatively thin layer of liquid that exerts relatively little additional forces.
  • Liquid outflow is minimized from the ideal tangential direction.
  • the storage distance is shortened, which can be achieved due to the improved machine dynamics properties higher rotational speeds of the centrifuge, as the speed limiting natural frequencies to higher values
  • the design with an insert embedded in the drum wall offers the advantage that adjustments of the inner contour to product properties and also to operating parameters, such as, for example, the throughput capacity without changes of the drum wall are possible.
  • the inserts can also be easily exchanged.
  • FIG. 1 is a schematic view of a known Vollmantel-
  • Figs. 2-14 show various views, sections, representations and embodiments 50 of devices for draining liquid from one
  • Centrifuge drum formed on a drum lid of a centrifuge drum.
  • the figures are partially a schematic representation of a
  • Fig. 1 should first illustrate the basic structure of a solid bowl centrifuge. The drive together with control, a hood and other for the expert obvious elements are not shown here.
  • Fig. 1 shows a solid bowl screw centrifuge 1 with a preferably horizontal axis of rotation D rotatable drum 3, in which a likewise rotatable screw 5 is arranged.
  • the drum 3 and the screw 5 each have a substantially cylindrical portion and a conically tapered L5 portion.
  • An axially extending centric inlet pipe 7 serves to supply the
  • the screw 5 rotates at a slightly lower or greater speed than the drum 3 and promotes the ejected solid to the conical portion out of the drum 3 to the solids discharge 1 third
  • This adjustability can be achieved e.g. also simple manner via hole patterns 37 (see Fig. 5) with selectable radial
  • the hole patterns are shown for the sake of simplicity only in Fig. 5, but preferably provided in all embodiments.
  • the drum cover and / or the at least one device 23 for discharging liquid from the centrifuge drum can be replaced by a corresponding device 23 'of FIGS. 2 to 14 in the case of a solid bowl screw centrifuge.
  • FIGS. 2 to 4 First, the embodiments of FIGS. 2 to 4 will be described.
  • FIG. 3 and 4 show plan views of two different devices 23 'and Fig. 2 shows a section through a corresponding device 23'.
  • Passage opening 15 fully or partially covering weir plate 1 9.
  • the devices 23 'further each have a discharge channel 25, which is formed on the respective weir plate 1 9 and / or formed integrally therewith.
  • the weir plate 1 9 of Fig. 2 to 4 is preferably directly au Shen on
  • Drum cover 1 7 aligned parallel to the drum cover 17 at.
  • the weir 21 is placed in this area on a further au Shen at the bottom of the recess radius R27.
  • the material recess 27 on the outer side of the weir plate 1 9 preferably passes in alignment with the discharge channel 25. It thus forms the beginning of the discharge channel 25 itself.
  • the discharge channel 25 can (see Fig. 5) only from the
  • Material recess 27 are made when the weir plate 1 9 is sufficiently thick and the material recess corresponding to an inclination angle ⁇ (see Fig. 6) to the rotational direction U, is aligned.
  • the material recess but by a the weir plate on its side facing away from the drum 1 side
  • the discharge channel 25 is open at least on its radially inward-facing side and preferably also at its end facing away from the weir plate 1 9.
  • the discharge channel has lateral deflection walls 31 a, 31 b, which may be flat or bent.
  • the cross section of the drainage trough 25 - see e.g. Fig. 2 - can be designed in various ways. It is essential that the discharge channel 25 radially to
  • Deriving trough 25 can be reduced.
  • the cross-section of the discharge channel 25 can be configured correspondingly square (FIG. 3) or rather rounded (FIG. 4).
  • the cross-section can be constant over the length of the discharge channel or change.
  • the drainage channel 25 is formed on structurally particularly simple and inexpensive, and again insensitive to contamination manner only in that the weir plates 1 9 each no lengthening
  • the side walls 31 a, 31 b are not axially aligned in the circumferential direction but opposite to the direction of rotation obliquely or bent, in order to redirect the outflowing flow counter to the direction of rotation.
  • the weir plates 19 of FIGS. 5 and 6 are due to their
  • the overflow weir 21 of the embodiments according to FIGS. 2 to 6 is located at the entrance of the liquid in the material recess 27 of the weir plate 1 9, which thus determines the diameter of the liquid level in the drum.
  • the bottom wall 35 of the channel 25 extends in a straight line in the tangential direction.
  • the angle ⁇ is smaller than 0 °
  • FIGS. 7 and 8 show further embodiments of outlet elements which have a discharge channel 25 which is open radially inwardly.
  • the channel element 29 of the discharge channel has a shape running concentrically on a circular arc section with a constant radius. Therefore, in particular, the bottom wall 35, in whole or in sections, a rounded, in particular concentric to
  • FIGs. 2 to 8 relate to embodiments in which at least on one side of completely open drainage channels 25 in a weir plate 1 9 and preferably in an axial groove-like extension - channel element 29 -
  • Weir plate 1 9 are formed, it is also conceivable to deflect the effluent from the drum 1 liquid in the circumferential direction, that the drum cover itself has passage openings 1 5, which do not extend in the axial direction, but which with respect to the longitudinal axis D of the drum to a Angle ß are inclined.
  • the passage openings 1 5 are thus, for example, although cylindrical in itself, but oriented obliquely to the axis of rotation, wherein the angle ⁇ between the axis of rotation D and the central axis of the passage openings 1 5 sections in each case greater than 0 ° and less than 90 °.
  • the passage opening can also be curved in itself. Mixed forms of the described embodiments are readily feasible.
  • Each of the "inclined" passage openings 15 is preferably covered by a corresponding weir plate 19 up to a predetermined radius, whereby this covering weir plate 19 can itself be a "straight" one.
  • Overflow edge or weir edge 21 which is on a predetermined, preferably by means of hole patterns or the like. Adjustable radius.
  • FIGS. 1 and 12 show embodiments with inclined passage openings 15 in the end-face drum wall 17 and weir plates 19, which have a "grooved" bevelled contour in the manner of FIG. 6 or 7.
  • Fig. 1 3 further shows an embodiment which advantageously the inclined
  • FIG. 14 further illustrates the possibility in which
  • Drum cover may be used and then in turn may have holes 43 which are inclined to the drum axis D and D 'aligned.
  • the inserts 41 in the drum wall or in the drum cover can be configured in various ways.
  • the axial extent of the insert 41 may correspond to the axial thickness of the drum wall or the axial thickness of the drum cover (FIG. 14).

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit wenigstens einer Einrichtung (23') zum Ableiten geklärter Flüssigkeit aus einer Trommel (3), a. wobei die Einrichtung (23') wenigstens eine oder mehrere Durchlassöffnungen (15) in einem Trommeldeckel (17) aufweist, b. wobei vorzugsweise der wenigstens einen Durchlassöffnung (15) jeweils eine Wehrplatte (19) zugeordnet ist, die an ihrer radialen Innenkante jeweils ein Überlaufwehr (21) aufweist und ausbildet, c. wobei die Wehrplatte (19) eine Materialausnehmung aufweist, welche zumindest einen Teil einer Ableitungsrinne (25) oder eine vollständige Ableitungsrinne (25) ausbildet, und d. wobei die Ableitungsrinne (25) derart ausgebildet ist, dass sie aus der Trommel austretende Strömung in einem Winkel > 0 ° zur Drehachse umlenkt.

Description

Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit Überlaufwehr
Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Vollmantel-Schneckenzentrifugen sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.
So offenbart die DE 102 03 652 B4 eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Einrichtung zum Ableiten geklärter Flüssigkeit aus einer Trommel, die einen
Trommeldeckel mit einem Durchlass aufweist, dem eine Drosseleinrichtung, insbesondere eine Drosselscheibe, zugeordnet ist, deren Abstand zum Durchlass veränderlich ist. Dabei sind dem Durchlass ferner Düsen zum Auslass der geklärten Flüssigkeit zugeordnet, welche zur Energieeinsparung geneigt zur Radialrichtung durch die Trommelachse ausgerichtet sind.
Düsen an Vollmantelschneckenzentrifugen und ihr Effekt der Energieeinsparung bei entsprechender Ausrichtung geneigt zur Trommelachse sind ferner aus der DE 39 04 151 A1 bekannt.
Die Veröffentlichung„Patent Abstracts of Japan", Nummer 1 1 179236 A, offenbart demgegenüber, dass Durchlassöffnungen im Trommeldeckel, die jeweils teilweise von einer Wehrplatte verschlossen sind, welche ein Überlaufwehr bilden, Leitbleche zugeordnet werden können, welche der aus der Trommel austretenden Flüssigkeit einen Drall geben, wobei der auftretende Rückstoßeffekt zur Energieeinsparung genutzt werden soll. Die Leitbleche sind an der Außenseite des Überlaufwehrs beispielsweise an den Wehrplatten angebracht. Sie sind beispielsweise als ebene Bleche ausgebildet, welche parallel zur Trommeldrehachse ausgerichtet sind, wobei die Ebene, in welcher die ebenen Bleche liegen, die Trommelachse nicht schneidet und etwa einen Winkel von etwa 45° mit der radial verlaufenden Gerade einschließt, welche jeweils durch die Trommeldrehachse und die jeweilige Durchlassöffnung verläuft. Es ist auch bekannt - so aus der US 2004/0072668 A1 oder der WO 2008/1 38345 A1 - anstelle eines Überlaufwehrs an der Wehrplatte der Durchlassöffnung ein Gehäuse zuzuordnen, wobei dann das Überlaufwehr oder eine Düse in einer Schrägseite des Gehäuses an der Durchlassöffnung ausgebildet werden. Diese
5 Konstruktionen bringen jedoch den Nachteil mit sich, dass an der Au ßenseite des Trommeldeckels mitrotierende, relativ kompliziert geformte Flüssigkeitskammern gebildet werden, die einen Teil des rotierenden Systems bilden, so dass sich in den Flüssigkeitskammern noch der Klär- oder Trennvorgang fortsetzt. Aus diesem
Trennvorgang können unerwünschte Ablagerungen in den Kammern resultieren,
10 welche Reinigungsprobleme und Unwuchtprobleme mit sich bringen.
Die Erfindung hat ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe, eine hinsichtlich der Energieeinsparung optimierte Vollmantel-Schneckenzentrifuge zu schaffen, welche auch aus hygienischer Sicht als vorteilhaft betrachtet werden kann.
L5
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 .
Danach ist vorgesehen, dass die Wehrplatte eine Materialausnehmung aufweist, welche zumindest einen Teil einer Ableitungsrinne oder eine vollständige
10 Ableitungsrinne ausbildet, wobei die Ableitungsrinne derart ausgebildet ist, dass sie aus der Trommel austretende Strömung in einem Winkel ß > 0 ° zur Drehachse umlenkt.
Nachfolgend seien einige besondere Vorteile der beanspruchten und beschriebenen >5 Ausgestaltungen zusammen gestellt.
Zunächst sei ein Hauptvorteil der verschiedenen Ausgestaltungen mit
Ableitungsrinnen erläutert. Flüssigkeiten mit faserigen Feststoffanteilen können bei einer kompliziert gestalteten Durchlassöffnung zu dem Problem führen, dass sich die 50 Fasern beim Austritt aus dem Gehäuse in bestimmten Bereichen, so in für die
Aufnahme des Wehrblechs vorgesehenen Nuten hängen bleiben. Dies kann insbesondere bei Abfahrvorgängen passieren, wenn der Flüssigkeitsring plötzlich aufgrund zu kleiner Zentrifugalkräfte aber gleichbleibender Gravitationskraft zusammenbricht und die Trommel sich spontan entleert. Gerade in Gehäusen als Einrichtung zum Ableiten von Flüssigkeit, wie sie im Stand der Technik
verschiedentlich vorgeschlagen worden sind, können sich leicht
Produktablagerungen bilden, da sich eine oberflächennahe Schichtströmung ausbildet, welche die zentrumsfernen Bereiche des Gehäuses nicht von Feststoffen 5 freispülen kann. Durch die offene Gestaltung der Ableitungsrinnen werden die o.g.
Nachteile vermieden.
Nach den vorgeschlagenen neuen Einrichtungen zur Ableitung von Flüssigkeit aus der Zentrifugentrommel werden Ablagerungen auch vermieden, da die Flüssigkeit
10 über den gesamten Flüssigkeitsquerschnitt und somit auch in Wandnähe des
Auslasselements strömt und so Feststoffpartikel mitreißen kann. Dies ist ein Vorteil aus sanitärer Sicht aber auch konstruktiv hinsichtlich der verringerten Gefahr der Ausbildung von potentiellen Unwuchten aus nicht rotationssymmetrisch
abgelagertem Feststoff. Solche ungleichmäßige Feststoffablagerungen können sich
15 u. a. bilden, wenn die Zentrifuge angehalten wird und durch die zufällige
Stillstandsposition des Rotors Feststoffe durch den zusammenbrechenden
Flüssigkeitsring unsymmetrisch ausgespült werden oder auch der Feststoff selbst unsymmetrisch aus den Auslasselementen ausfließt.
>0 An den Varianten der Erfindung mit der offenen Ablaufrinne ist ferner vorteilhaft, dass die vorliegende Erfindung das Überlaufwehr an sich direkt an den Wehrplatten am Trommeldeckel belässt und erst die Flüssigkeit, welche das rotierende System bereits über das Überlaufwehr verlassen hat, in Umfangsrichtung umgelenkt wird. Nach dem Austritt aus der Trommel kann kein Kläreffekt mehr auftreten, der gesamte
>5 austretende Flüssigkeitsstrahl wird vielmehr durch die Ablenkeinrichtung in
Umfangsrichtung abgelenkt.
Vorteilhaft ist ferner, dass durch die gewählten Konstruktionen auch vermieden wird, dass die im Gehäuse enthaltene Flüssigkeit zu hohe unerwünschte zusätzliche 50 Zentrifugalkräfte auf die Trommel ausüben. Insbesondere die Auslass- bzw.
Ableitungsrinnen können sich nicht mit Flüssigkeit füllen, es bildet sich lediglich eine relativ dünne Flüssigkeitsschicht aus, die vergleichsweise nur kleine Zusatzkräfte ausübt. Durch die Verlängerung von einem oder beiden Elementen„Bodenwand" und„einer oder beider Seitenwände" mit oben beschriebener Neigung in Richtung
Rotationszentrum kann sichergestellt werden, dass die Abweichung der
Flüssigkeitsabströmung von der idealen tangentialen Richtung minimiert wird.
5
Die geneigten Durchlassöffnungen in der stirnseitigen Trommelwand kombiniert mit einer Wehrplatte ohne Auslasselement oder mit einer Wehrplatte, die eine„genutete" Kontur besitzt und im Besonderen der in die Trommelwand eingelassene Einsatz weisen den Vorteil auf, dass der in axialer Richtung benötigte Baumraum für den
10 Rotor relativ klein ist. Hierdurch lässt sich der Materialeinsatz für den Rotor, das den Rotor tragende Gestell sowie das den Rotor umgebende Gehäuse minimieren.
Zudem verkürzt sich der Lagerungsabstand, wodurch sich aufgrund der verbesserten maschinendynamischen Eigenschaften höhere Drehzahlen der Zentrifuge erzielen lassen, da sich die drehzahllimitierenden Eigenfrequenzen zu höheren Werten
15 verschieben.
Die Ausführung mit in die Trommelwand eingelassenem Einsatz bietet den Vorteil, dass sich Anpassungen der Innenkontur an Produkteigenschaften und auch an Betriebsparameter, wie zum Beispiel die Durchsatzleistung ohne Änderungen der >0 Trommelwand möglich sind. Die Einsätze können zudem leicht getauscht werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
>5 Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bekannten Vollmantel-
Schneckenzentrifuge; und
Fig. 2 - 14 verschiedene Ansichten, Schnitte Darstellungen und Ausgestaltungen 50 von Einrichtungen zum Ableiten von Flüssigkeit aus einer
Zentrifugentrommel, ausgebildet an einem Trommeldeckel einer Zentrifugentrommel. Den Figuren ist nachfolgend teilweise eine schematische Darstellung eines
Koordinatensystems zugeordnet, in dessen Mittelpunkt die Rotationsachse D einer Zentrifugentrommel liegt und in dem der Pfeil U die Rotationsrichtung einer
Zentrifugentrommel kennzeichnet. Die Linie D' bezeichnet eine Parallele zur
5 Rotationsachse D und der Pfeil R die Radialrichtung senkrecht zur Drehachse D.
Fig. 1 soll zunächst den grundsätzlichen Aufbau einer Vollmantel- Schneckenzentrifuge verdeutlichen. Der Antrieb nebst Steuerung, einer Haube und weitere für den Fachmann selbstverständliche Elemente sind hier nicht dargestellt.
10
Fig. 1 zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge 1 mit einer um eine vorzugsweise horizontale Drehachse D drehbaren Trommel 3, in der eine ebenfalls drehbare Schnecke 5 angeordnet ist. Die Trommel 3 und die Schnecke 5 weisen jeweils einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt und einen sich hier konisch verjüngenden L5 Abschnitt auf.
Ein sich axial erstreckendes zentrisches Einlaufrohr 7 dient zur Zuleitung des
Schleudergutes über einen Verteiler 9 in den Schleuderraum 1 1 zwischen der Schnecke 5 und der Trommel 3.
0
Wird beispielsweise ein schlammiger Brei in die Zentrifuge geleitet, setzen sich an der Trommelwandung gröbere Feststoffpartikel ab. Weiter nach innen hin bildet sich eine Flüssigkeitsphase aus.
>5 Die Schnecke 5 rotiert mit einer etwas kleineren oder größeren Geschwindigkeit als die Trommel 3 und fördert den ausgeschleuderten Feststoff zum konischen Abschnitt hin aus der Trommel 3 zum Feststoffaustrag 1 3.
Die Flüssigkeit strömt dagegen zum größeren Trommeldurchmesser am hinteren 50 Ende des zylindrischen Abschnittes der Trommel 3 und wird durch über ein Wehr abgeleitet, das Durchlassöffnungen 1 5 in einem Trommeldeckel 1 7 aufweist, wobei jeder Durchlassöffnung 1 5 eine Wehrplatte 1 9 zugeordnet ist, welche hier radial verstellbar an der Au ßenseite des Trommeldeckels angebracht ist. Die innere radiale Kante der Wehrplatte definiert damit eine Überlaufkante und damit auch das eigentliche Wehr bzw. das Überlaufwehr 21 . Die Durchlassöffnung 1 5 und die Wehrplatte 1 9 mit dem Überlaufwehr 21 bilden in Fig. 1 jeweils in ihrem
Zusammenspiel eine„Einrichtung 23 zur Ableitung von Flüssigkeit aus der
Zentrifugentrommel" aus. Es ist bevorzugt vorgesehen, am Trommeldeckel nicht nur eine dieser Einrichtungen 23 vorzusehen, sondern auf wenigstens einem Radius jeweils mehrere dieser Einrichtungen in Umfangsrichtung zu verteilen.
Vorteilhaft ergänzt werden vorzugsweise sämtliche der vorstehenden Varianten durch eine radiale Verstellbarkeit der Wehrplatten 19. Diese Verstellbarkeit kann z.B. auch einfache Weise über Lochbilder 37 (siehe Fig. 5) mit wählbaren radialen
Löchern bzw. Bohrungen an der Wehrplatte und korrespondierende Bohrungen an dem Trommeldeckel sowie Bolzen oder dgl. realisiert werden, um hierdurch eine einfache Einstellung des Flüssigkeitsspiegel-Durchmessers in der Trommel zu ermöglichen. Die Lochbilder sind der Einfachheit halber nur in Fig. 5 dargestellt, aber vorzugsweise bei sämtlichen Ausführungen vorgesehen.
Erfindungsgemäß kann z.B. bei einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Art der Fig. 1 der Trommeldeckel und/oder die wenigstens eine Einrichtung 23 zur Ableitung von Flüssigkeit aus der Zentrifugentrommel durch eine entsprechende Einrichtung 23' der Fig. 2 bis 14 ersetzt werden.
Zunächst seien die Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 4 beschrieben.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Draufsichten auf zwei verschiedene Einrichtungen 23' und Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine entsprechende Einrichtung 23'. Es handelt sich um jeweils abgewandelte Einrichtungen 23' zum Ableiten von Flüssigkeit aus einer Zentrifugentrommel, die als Bestandteile wiederum eine oder mehrere
Durchlassöffnung(en) 1 5 in einem Trommeldeckel 17 auf einem bestimmten Radius au ßerhalb der Drehachse D aufweisen sowie jeweils eine die zugeordnete
Durchlassöffnung 15 ganz oder teilweise abdeckende Wehrplatte 1 9.
Die Einrichtungen 23' weisen ferner jeweils eine Ableitungsrinne 25 auf, welche an die jeweilige Wehrplatte 1 9 angeformt und/oder integral mit dieser ausgebildet ist. Die Wehrplatte 1 9 der Fig. 2 bis 4 liegt vorzugsweise direkt au ßen am
Trommeldeckel 1 7 parallel ausgerichtet an dem Trommeldeckel 17 an.
Die Wehrplatten 1 9 der Fig. 2 weisen jeweils zum Rotationszentrum D hin eine die 5 Durchlassöffnung 15 teilweise„wieder" radial nach au ßen weiter frei gebende
Materialausnehmung 27 auf.
Hierdurch wird das Wehr 21 in diesem Bereich auf einen weiter au ßen am Grund der Ausnehmung liegenden Radius R27 gelegt.
10
Die Materialausnehmung 27 geht an der Au ßenseite der Wehrplatte 1 9 vorzugsweise fluchtend in die Ableitungsrinne 25 über. Sie bildet damit selbst den Beginn der Ableitungsrinne 25 aus.
15 Die Ableitungsrinne 25 kann (siehe hierzu Fig. 5) auch nur aus der
Materialausnehmung 27 bestehen, wenn die Wehrplatte 1 9 genügend dick ist und die Materialausnehmung entsprechend in einem Neigungswinkel γ (siehe Fig. 6) zur Rotationsrichtung U, ausgerichtet ist. Vorzugweise wird die Materialausnehmung aber durch ein die Wehrplatte an ihrer von der Trommel 1 abgewandten Seite
10 verlängerndes Rinnenelement 29 verlängert.
Die Ableitungsrinne 25 ist zumindest an ihrer radial nach innen weisenden Seite sowie vorzugsweise auch an ihrem von der Wehrplatte 1 9 abgewandten Ende offen ausgebildet.
>5
Die Ableitungsrinne weist seitliche Umlenkwände 31 a, 31 b auf, die eben oder in sich gebogen ausgebildet sein können..
Der Querschnitt der Ableitungsrinne 25 - siehe z.B. Fig. 2 - kann in verschiedener 50 Weise gestaltet werden. Wesentlich ist, dass die Ableitungsrinne 25 radial nach
innen hin zur Drehachse D hin vorzugweise ganz (insbesondere in
Strömungsrichtung der austretenden Flüssigkeit) offen ist. Gerade die ganz nach innen hin offene Bauart ist unempfindlich gegen Verschmutzungen, wobei die Verschmutzungsneigung weiter durch ein Abrunden von Eckbereichen der
Ableitungsrinne 25 verringert werden kann.
Der Querschnitt der Ableitungsrinne 25 kann entsprechend eckig (Fig. 3) oder eher abgerundet ausgestaltet sein (Fig. 4). Der Querschnitt kann über die Länge der Ableitungsrinne konstant sein oder sich verändern.
Nach Fig. 5 und 6 wird die Ableitungsrinne 25 auf konstruktiv besonders einfache und kostengünstige sowie wiederum gegen Verschmutzung unempfindliche Weise nur dadurch gebildet, dass die Wehrplatten 1 9 jeweils kein verlängerndes
Rinnenelement 29 aufweisen sondern dass lediglich die Materialausnehmung 27 an der Wehrplatte vorgesehen ist, deren Seitenwände 31 a, 31 b in Umfangsrichtung nicht axial ausgerichtet sind sondern entgegen der Rotationsrichtung schräg oder gebogen, um derart die austretende Strömung entgegen der Rotationsrichtung umzulenken. Die Wehrplatten 19 der Fig. 5 und 6 werden aufgrund ihrer
Ausgestaltung der Einfachheit halber nachfolgend auch als„genutete" Wehrplatten 19 bezeichnet.
Bei den Einrichtungen zur Ableitung von Flüssigkeit 23' der Fig. 2 bis 4 mit„eckiger" oder„gerundeter" Ableitungsrinne 25 liegt diese also„innerhalb und au ßerhalb" der Wehrplatte 1 9, bei der„genuteten" Wehrplatte 1 9 der Fig. 5 und 6 ist die
Ableitungsrinne 25 dagegen ausschließlich„innerhalb" der Wehrplatte 1 9
ausgebildet. Das Überlaufwehr 21 der Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 6 befindet sich am Eintritt der Flüssigkeit in die Materialausnehmung 27 der Wehrplatte 1 9, welche damit den Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels in der Trommel bestimmt.
Nach den Fig. 2 bis 6 verläuft die Bodenwand 35 der Rinne 25 geradlinig in tangentialer Richtung.
Der Flüssigkeitsaustritt der Rinnen ist um einen Winkel ß zur Drehachse D mit ß > 0 ° und ß vorzugsweise >= 20 ° und um einen Winkel γ relativ zur Rotationsrichtung U geneigt ausgerichtet. Für den Winkel γ gilt vorzugsweise: γ >= 0 ° und γ < 90 ° und besonders vorzugsweise: γ >= 0 ° und γ < 30 °. Diese Ausgestaltung wird bevorzugt.
Alternativ ist es aber auch denkbar, dass der Winkel γ kleiner als 0 ° ist,
beispielsweise auch kleiner als -30 ° (nicht dargestellt), auch wenn hierbei ein Austritt der Flüssigkeitsphase in Richtung des Trommeldeckels selbst erfolgt.
Es ist aber auch denkbar, dass sich die Tiefe der Rinne(n) 25 verändert
(insbesondere bezogen auf die Ebene entsprechend zu Fig. 2; nicht dargestellt). Die Fig. 7 und 8 zeigen weitere Ausgestaltungen von Auslasselementen, die eine radial nach innen hin offene Ableitungsrinne 25 aufweisen.
Nach Fig. 7 und 8 ist beispielhaft vorgesehen, dass das Rinnenelement 29 der Ableitungsrinne eine konzentrisch auf einem Kreisbogenabschnitt mit konstantem Radius verlaufende Form aufweist. Daher weist insbesondere die Bodenwand 35 ganz oder abschnittsweise eine gerundete, insbesondere konzentrisch zum
Rotationszentrum verlaufene Form auf.
Während die Fig. 2 bis 8 Ausführungsformen betreffen, bei welchen jedenfalls an einer Seite ganzoffene Ableitungsrinnen 25 in einer Wehrplatte 1 9 und vorzugsweise auch in einer axialen rinnenartigen Verlängerung - Rinnenelement 29 - der
Wehrplatte 1 9 gebildet werden, ist es auch denkbar, die aus der Trommel 1 ausströmende Flüssigkeit dadurch in Umfangsrichtung umzulenken, dass der Trommeldeckel selbst Durchlassöffnungen 1 5 aufweist, welche sich nicht in axialer Richtung erstrecken, sondern welche gegenüber der Längsachse D der Trommel um einen Winkel ß geneigt sind. Die Durchlassöffnungen 1 5 sind damit beispielsweise zwar an sich zylindrisch, aber schräg zur Drehachse ausgerichtet, wobei der Winkel δ zwischen der Drehachse D und der Mittelachse der Durchlassöffnungen 1 5 jedenfalls abschnittsweise größer als 0 ° und kleiner als 90 ° ist.
Vorzugsweise gilt für den Neigungswinkel δ: δ >= 20 ° und δ <= 60 ° (Fig. 9 und 1 0). Alternativ kann die Durchlassöffnung auch in sich gebogen ausgebildet sein. Auch Mischformen der beschriebenen Ausführungsformen sind ohne weiteres realisierbar. Jede der„geneigten" Durchlassöffnungen 15 wird vorzugsweise von einer korrespondierenden Wehrplatte 1 9 bis zu einem vorgegebenen Radius abgedeckt. Dabei kann diese abdeckende Wehrplatte 1 9 jeweils selbst eine„gerade"
Überlaufkante bzw. Wehrkante 21 aufweisen, die auf einem vorgegebenen, vorzugsweise mittels Lochbildern oder dgl. einstellbaren Radius liegt.
Bevorzugt ist es dabei ferner denkbar, die„geneigten" Durchlassöffnungen mit Wehrplatten 1 9 nach Art der Fig. 2 bis 8 zu kombinieren, d.h. mit Wehrplatten, die eine Art Ableitungsrinne 25, zumindest in Form einer Rinnenkontur, aufweisen, um derart ein besonders vorteilhaftes Ableitungsverhalten zu erzielen.
So zeigen die Fig. 1 1 und 12 Ausführungen mit geneigten Durchlassöffnungen 1 5 in der stirnseitigen Trommelwand 1 7 und Wehrplatten 19, die eine„genutete", abgeschrägte Kontur nach Art der Fig. 6 oder 7 aufweisen.
Fig. 1 3 zeigt ferner eine Ausführungsform, welche vorteilhaft die geneigten
Durchlassöffnungen 1 5 in der stirnseitigen Trommelwand 1 7 jeweils mit einer der Wehrplatten 1 9 mit einem Rinnenelement 29 nach Art der Fig. 2 oder 3 kombiniert.
Die Fig. 14 veranschaulicht darüber hinaus die Möglichkeit, in die
Durchlassöffnungen 1 5 des Trommeldeckels Einsätze 41 einzusetzen,
beispielsweise Schraubeinsätze, die in Schraubbohrungen des Trommeldeckels 1 7 eingeschraubt sind, wobei diese Einsätze selbst in axiale Bohrungen des
Trommeldeckels eingesetzt sein können und dann wiederum Bohrungen 43 aufweisen können, die geneigt zur Trommelachse D bzw. D' ausgerichtet sind. Fig. 14 zeigt eine Variante, bei welcher parallel zur Längsachse D der Trommel verlaufende Bohrungen 43 in der stirnseitigen Trommelwand ausgebildet sind, welche jeweils mit einem Einsatz 41 versehen sind, der eine Bohrung 43 im Inneren aufweist, dessen Mittelachse gegenüber der Rotationsrichtung U der Trommel um einen Winkel δ: δ >= vorzugweise 1 5 ° und δ <= vorzugweise 75 ° geneigt ausgerichtet sind (Fig. 14)
Die Einsätze 41 in der Trommelwand bzw. in dem Trommeldeckel können auf verschiedene Weise ausgestaltet werden. So kann die axiale Erstreckung des Einsatzes 41 der axialen Dicke der Trommelwand bzw. der axialen Dicke des Trommeldeckels entsprechen (Fig. 14).
Es ist theoretisch auch eine Variante des Einsatzes 41 realisierbar, bei welcher dieser - z.B. mit einem plattenartigen Flanschabschnitt oder dgl. - über die Stirnseite der Trommel hinausragt (nicht dargestellt). Denkbar ist zudem auch ein Einsatz 41 in der Trommelwand - wie vorstehend beschrieben, mit einer Abspritzkante (nicht dargestellt).
Besonders vorteilhaft ist die Kombination aus dem Einsatz 41 in der Trommelwand nach Art der Fig. 14 in Kombination mit einer Einrichtung 23' nach Fig. 2 bis 5, also mit einer Wehrplatte nach einem der vorstehenden Fig. 1 bis 13.
Bezugszeichen
Vollmantel-Schneckenzentrifuge 1
Trommel 3
Schnecke 5
Einlaufrohr 7
Verteiler 9
Schleuderraum 1 1
Feststoffaustrag 13
Durchlassöffnungen 15
Trommeldeckel 17
Wehrplatte 19
Überlaufwehr 21 Einrichtung zur Ableitung von Flüssigkeit 23, 23'
Ableitungsrinne 25
Materialausnehmung 27
Rinnenelement 29
Umlenkwände 31 a, 31 b
Bodenwand 35
Lochbilder 37
Einsätze 41
Bohrungen 43
Außenseite 45
Radius R27
Radialrichtung R
Rotationsrichtung U
Drehachse D
Parallele zu D D'
Neigungswinkel α, ß, δ, γ
Richtungen x, y

Claims

Patentansprüche
1 . Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit wenigstens einer Einrichtung (23') zum Ableiten geklärter Flüssigkeit aus einer Trommel (3),
a. wobei die Einrichtung (23') wenigstens eine oder mehrere
Durchlassöffnungen (15) in einem Trommeldeckel (17) aufweist, b. wobei vorzugsweise der wenigstens einen Durchlassöffnung (15)
jeweils eine Wehrplatte (19) zugeordnet ist, die an ihrer radialen Innenkante jeweils ein Überlaufwehr (21 ) aufweist und ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass
c. die Wehrplatte (19) eine Materialausnehmung aufweist, welche
zumindest einen Teil einer Ableitungsrinne (25) oder eine vollständige Ableitungsrinne (25) ausbildet,
d. wobei die Ableitungsrinne (25) derart ausgebildet ist, dass sie aus der Trommel austretende Strömung in einem Winkel ß > 0 ° zur Drehachse umlenkt.
2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialausnehmung (27) an der vom Inneren der Trommel abgewandten Außenseite (45) der Wehrplatte (19) vorzugsweise fluchtend in ein an die Wehrplatte angesetztes oder angeformtes Rinnenelement (29) übergeht, so dass die Ableitungsrinne (25) aus der Materialausnehmung (27) und dem Rinnenelement (29) gebildet wird.
3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsrinne (25) zumindest an ihrer radial nach innen weisenden Seite offen ausgebildet ist.
4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsrinne (25) an ihrem von der Wehrplatte (19) abgewandten Ende offen ausgebildet ist.
5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem oder mehreren der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rinnenelement (29) radial nach innen hin ganz oder abschnittsweise offen ausgebildet ist.
6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsrinne (25) seitliche
Umlenkwände (31 a, 31 b) aufweist, welche derart ausgerichtet sind, dass sie die aus der Trommel austretende Strömung in einem Winkel γ zur
Rotationsrichtung (U) umlenken.
7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Ableitungsrinne (25) eckig oder abgerundet ausgestaltet ist.
8. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitungsrinne (25) eine Bodenwand (35) aufweist, die geradlinig in tangentialer Richtung (U) verläuft.
9. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wehrplatte (19) an ihrer von dem
Trommeldeckel abgewandten Seite kein verlängerndes Rinnenelement (29) aufweist sondern lediglich die Materialausnehmung (27), deren Seitenwände (31 a, 31 b) nicht axial ausgerichtet sind sondern zur Rotationsrichtung (U) hin schräg oder gebogen, um derart die austretende Strömung etwas oder ganz in Rotationsrichtung umzulenken, so dass die Wehrplatten eine genutete Form aufweisen.
10. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsaustritt der Ableitungsrinne (25) um einen Winkel γ relativ zur Rotationsrichtung (U) geneigt ausgerichtet ist.
1 1 . Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Winkel γ gilt: γ >= 0° und γ < 90°.
12. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Winkel γ gilt: γ < 0°.
13. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenwand (35, 35') der Ableitungsrinne (25) insgesamt über ihre Länge oder abschnittsweise eine gerundete, insbesondere konzentrisch zum Rotationszentrum verlaufene Form aufweist.
14. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Trommeldeckel (17) eine oder mehrere Durchlassöffnungen (15) aufweist, welche jeweils gegenüber der Längsachse (D) der Trommel (1 ) um einen Winkel δ geneigt ausgerichtet ist/sind, der jedenfalls abschnittsweise oder vorzugsweise durchgängig größer als 0° und kleiner als 90° ist und für den insbesondere gilt: δ >= 20° und δ <= 60°.
15. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass jede der geneigten Durchlassöffnungen (15) teilweise von einer korrespondierenden Wehrplatte (19) abgedeckt ist.
16. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die eine oder mehreren
Durchlassöffnungen (15) jeweils ein Einsatz (41 ) eingesetzt ist, dessen Innenkontur gegenüber der Drehachse (D) der Trommel um einen Winkel δ geneigt ausgerichtet ist.
17. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel δ jedenfalls abschnittsweise oder vorzugsweise durchgängig größer als 0° und kleiner als 90° ist, und dass vorzugsweise gilt: δ >= 20° und δ <= 60°.
18. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel δ gleich dem Winkel ß ist.
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