EP2950932B1 - Vollmantelschneckenzentrifuge mit einer wehrkante - Google Patents

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EP2950932B1
EP2950932B1 EP13801466.7A EP13801466A EP2950932B1 EP 2950932 B1 EP2950932 B1 EP 2950932B1 EP 13801466 A EP13801466 A EP 13801466A EP 2950932 B1 EP2950932 B1 EP 2950932B1
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EP
European Patent Office
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weir edge
screw centrifuge
bowl screw
solid bowl
rotation
Prior art date
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Active
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EP13801466.7A
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EP2950932A1 (de
Inventor
Benno Vielhuber
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Flottweg SE
Original Assignee
Flottweg SE
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/06Fluid drive
    • 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
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    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
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    • 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
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    • 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 with a centrifuge drum rotatable in operation in a direction of rotation about a longitudinal axis, on the front side of which at least one outflow opening for the outflow of clarified material from the centrifuge drum, a weir edge delimiting the outflow opening radially outward and a weir edge located on the weir edge Energy recovery device for recovering energy of the outflowing, clarified goods are formed. Furthermore, the invention also relates to a structural unit which is formed by such a weir edge and such an energy recovery device and is provided for attachment to an end face of a centrifuge drum.
  • an energy recovery device with a weir edge is known, the weir edge extending in a radial plane perpendicular to the rotation or longitudinal axis of the centrifuge drum.
  • the weir edge has an inclination of at least 60 °, preferably approximately 82 °, in this plane perpendicular to the longitudinal axis to the radial direction.
  • the invention has for its object to provide a solid bowl centrifuge whose energy recovery device is particularly effective.
  • a solid-bowl screw centrifuge with a centrifuge drum which can be rotated about a longitudinal axis in one direction of rotation during operation, at the front side of which at least one outflow opening for the outflow of clarified material from the centrifuge drum, a weir edge delimiting the outflow opening radially towards the outside and one the weir edge located energy recovery device are designed to recover energy of the outflowing, clarified material.
  • the weir edge viewed from the longitudinal axis, is at least partially pivoted so that the flow of the material flowing behind the weir edge is initially still moved in the direction of rotation.
  • the respective weir edge does not extend transversely to the longitudinal axis of the centrifuge, but at an angle to it.
  • the weir edge is not pivoted in such a way that it already deflects the flowing material tangentially against the direction of rotation.
  • a redirection similar to a jet drive would make particularly good energy.
  • the weir edge according to the invention is pivoted toward the direction of rotation so that the flow of the material flowing behind the weir edge is initially also moved in the direction of rotation.
  • the material flowing behind the weir edge is directed even more strongly towards a subsequent energy recovery device than is the case with conventional solid bowl screw centrifuges with a purely axial outflow of clarified material at the weir edge.
  • the solution according to the invention is based on the knowledge that the energy-recovery effect of energy recovery devices of the type mentioned is based in particular on the fact that the material flows axially against the associated deflection surface and then leaves it in the tangential direction. This impact and deflection creates a particularly strong impulse transmission from the outflowing material to the centrifuge drum. If instead the outflowing material is deflected as a homogeneous flow, comparatively gently tangentially against the direction of rotation, a large part of the momentum of the outflowing material is lost as internal fluid friction.
  • the solution according to the invention is superior to conventional solutions in terms of the amount of energy recovered.
  • the effect of the solution according to the invention is particularly pronounced in that the weir edge is pivoted at least in sections to the direction of rotation at an angle of between 2 ° to 45 °, preferably between 5 ° and 30 °, particularly preferably between 10 ° and 15 °. It is also special preferably the weir edge according to the invention is arranged in total pivoted towards the direction of rotation.
  • a radially outward overflow surface for the outflowing material is preferably formed.
  • the outflowing material is advantageously directed at least slightly radially outward, as a result of which its outflow speed can be increased somewhat. This also increases the impact speed of the goods on the energy recovery device, so that particularly efficient pulse transmission can be achieved there.
  • the overflow surface of this type preferably extends along the entire weir edge and is particularly advantageously designed directly adjacent to the weir edge.
  • the overflow surface is preferably pivoted radially outward with respect to the longitudinal axis at an angle between 10 ° and 65 °, preferably between 20 ° and 55 °, particularly preferably between 30 ° and 45 °. With the overflow surface inclined outwards in this way, particularly advantageous outflow velocities can be achieved for the outflowing material.
  • the energy recovery device is preferably designed with a deflecting surface that deflects the outflowing material against the direction of rotation.
  • the deflection surface is advantageously arranged axially directly behind the weir edge.
  • the deflection surface When viewed in the direction of the longitudinal axis, the deflection surface is preferably arranged exclusively radially outside of the weir edge.
  • the deflection surface of this type is particularly small in the radial direction and thus has a low air flow resistance. Furthermore, it offers only a small contact surface for outflowing material which is swirled at a leading outflow opening. Good that abuts the trailing deflection surface would slow down contribute to the centrifuge drum.
  • the weir edge according to the invention and its energy recovery device are preferably designed as a structural unit that can be jointly adjusted on the centrifuge drum. Accordingly, the invention is also directed to a structural unit which is formed by such a weir edge according to the invention and the associated energy recovery device and is provided for attachment to an end face of a centrifuge drum.
  • a solid bowl centrifuge 10 whose centrifuge drum 12 with its end wall 14.
  • One of several outflow openings 16 projecting axially through the end wall 14 in the direction of a longitudinal axis 18 of the centrifuge drum 12 is illustrated on the end wall 14.
  • a weir plate 20 is attached to the end wall 14 in a stationary but adjustable manner.
  • the weir plate 20 protrudes in front of the outflow opening 16, so that it covers the outside on its radially outer region.
  • the weir plate 20 has a weir edge 22 on its radially inward edge.
  • the weir edge 22 according to the prior art extends along the end wall 14 and thus transversely to the longitudinal axis 18 or at an angle of 90 ° to it.
  • the weir edge 22 retains clarified material 24 in the centrifuge drum 12, so that during operation of the solid-bowl screw centrifuge 10, this clarified material 24 accumulates there with a pond depth 26 and subsequently flows largely continuously over the weir edge 22.
  • An energy recovery device 28 is located on the outside of the weir plate 20 in the flow direction of the clarified material 24 behind or downstream of the weir edge 22.
  • This energy recovery device 28 is designed as an outflow channel 30 which has a flat bottom surface 32 which extends tangentially at the height of the weir edge 22.
  • a deflection surface 34 extends perpendicularly to the bottom surface 32 as part of the outflow channel 30 and, in accordance with the prior art, extends in an arc in front of the region of the outflow opening 16 which is open in the longitudinal direction.
  • the deflection surface 34 deflects the clarified material 24, which flows axially inward through the outflow opening 16, radially inward under the weir edge 22 in an inflow direction 38, in a tangential direction to an outflow direction 40.
  • the centrifuge drum 12 rotates in a direction of rotation 36 and the clarified material 24 is deflected by the deflecting surface 34 such that it emerges tangentially from the energy recovery device 28 against this direction of rotation 36.
  • the clarified material 24 “pushes off” from the centrifuge drum 12, as a result of which it transmits part of its impulse to it and contributes to energy recovery on the centrifuge drum 12. This "pushing off” is alleviated by the internal fluid friction in the clarified material 24 and by the fact that the centrifuge drum 12 also continues to rotate in the direction of rotation 36.
  • the centrifuge drum 12 thus partially evades the repulsion.
  • FIG. 1 An embodiment of a solid bowl screw centrifuge 10 is illustrated with its centrifuge drum 12, on the weir plate 20 of which a weir edge 42 is provided in accordance with the invention.
  • This weir edge 42 is pivoted with respect to the longitudinal axis 18 in its entire extent or length as a straight line by an angle 44 of 10 ° to the direction of rotation 36.
  • the weir edge 42 therefore does not extend in the transverse direction, but instead points obliquely to the direction of rotation 36 on the outside.
  • an outflow channel 46 In the direction of flow of the clarified material 24, behind the weir edge 42, there is an outflow channel 46 according to the invention, which is initially designed with a flat overflow surface 48 which is inclined radially outwards.
  • the overflow surface 48 is inclined at an angle 50 of 45 ° to the longitudinal axis 18 of the centrifuge drum 12 and extends over the entire width of the weir edge 42.
  • the overflow surface 48 is part of an energy recovery device 52 according to the invention and directs the outflow over the oblique weir edge 42 Good 24 slightly radially outwards and counter to the direction of rotation 36. This good 24 is accelerated with regard to its flow speed. Some of its potential energy is thus converted within the energy recovery device 52 to kinetic energy.
  • the outflow channel 46 of the energy recovery device 52 also includes a flat bottom surface 54, which is somewhat more radially outward than the weir edge 42. Furthermore, an arcuate deflection surface 56 is also provided.
  • the outflowing material 24 is slightly opposed by the overflow surface 48
  • Direction of rotation 36 as explained above, is guided in a particularly accelerated manner against this deflection surface 56.
  • the deflection surface 56 can be made particularly small and it is sufficient if it extends radially inward only to the depth of the weir edge 42. With such a small deflection surface 56, the energy recovery device 52 has a comparatively small flow resistance on the outside of the centrifuge drum 12, which is rotating at high speed.
  • the 6 and 7 show a preferred embodiment of a weir edge 42 according to the invention with an energy recovery device 52 according to the invention, in which the weir edge 42 is oriented at an angle 44 of 20 ° to the longitudinal axis 18.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Vollmantelschneckenzentrifuge mit einer sich im Betrieb um eine Längsachse in einer Drehrichtung drehbaren Zentrifugentrommel, an deren Stirnseite mindestens eine Abströmöffnung zum Abströmen von geklärtem Gut aus der Zentrifugentrommel, eine die Abströmöffnung nach radial außen hin begrenzende Wehrkante und eine sich an der Wehrkante befindende Energierückgewinnungseinrichtung zum Rückgewinnen von Energie des abströmenden, geklärten Gutes ausgebildet sind. Ferner betrifft die Erfindung auch eine Baueinheit, die von einer solchen Wehrkante und einer solchen Energierückgewinnungseinrichtung gebildet und zum Anbringen an einer Stirnseite einer Zentrifugentrommel vorgesehen ist.
  • Bei gattungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifugen ist es allgemein bekannt, an deren Zentrifugentrommel stirnseitig mehrere Abströmöffnungen vorzusehen, durch die hindurch das geklärte Gut über eine jeweils zugehörige Wehrkante abströmen kann. Die Wehrkante bildet dabei den radial inneren Rand einer zugehörigen Wehrplatte, die dabei an der Stirnseite der Zentrifugentrommel radial verstellbar angebracht ist.
  • Damit die kinetische Energie des ausströmenden Gutes wieder zum Antreiben der Drehbewegung der Zentrifugentrommel genutzt werden kann, werden inzwischen an derartigen Wehrkanten Energierückgewinnungseinrichtungen vorgesehen. So ist es unter anderem bekannt, an der Stirnseite einer Zentrifugentrommel Ablenkeinrichtungen vorzusehen, mit denen der Gutstrom des geklärten Guts in tangentialer Richtung umgeleitet wird. Das dann nicht axial, sondern tangential entgegen der Drehrichtung der Zentrifugentrommel austretende Gut überträgt der Zentrifugentrommel einen Impuls in Drehrichtung, der die Zentrifugentrommel entsprechend in Drehrichtung antreibt. Solche Ablenkeinrichtungen sind z.B. aus WO 2012 013624 A2 bekannt. Auch aus WO 2010 076752 A1 ist eine Energierückgewinnungseinrichtung mit einer Wehrkante bekannt, wobei sich die Wehrkante in einer radialen Ebene senkrecht zur Rotations- bzw. Längsachse der Zentrifugentrommel erstreckt. Die Wehrkante weist dabei in dieser zur Längsachse senkrechten Ebene zur Radialrichtung eine Neigung von zumindest 60°, bevorzugt circa 82° auf.
  • Zugrundeliegende Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vollmantelschneckenzentrifuge zu schaffen, deren Energierückgewinnungseinrichtung besonders wirksam ist.
  • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer Vollmantelschneckenzentrifuge mit einer sich im Betrieb um eine Längsachse in einer Drehrichtung drehbaren Zentrifugentrommel gelöst, an deren Stirnseite mindestens eine Abströmöffnung zum Abströmen von geklärtem Gut aus der Zentrifugentrommel, eine die Abströmöffnung nach radial außen hin begrenzende Wehrkante und eine sich an der Wehrkante befindende Energierückgewinnungseinrichtung zum Rückgewinnen von Energie des abströmenden, geklärten Gutes ausgebildet sind. Erfindungsgemäß ist dabei von der Längsachse aus betrachtet die Wehrkante zumindest abschnittsweise so zur Drehrichtung hin geschwenkt angeordnet, dass damit der Strom des hinter der Wehrkante abströmenden Gutes zunächst noch in die Drehrichtung bewegt ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifuge erstreckt sich die jeweilige Wehrkante nicht quer zur Längsachse der Zentrifuge, sondern schräg zu dieser. Dabei ist die Wehrkante in grundsätzlich überraschender Weise nicht so geschwenkt, dass sie das abströmende Gut bereits tangential entgegen der Drehrichtung umlenkt. Man könnte meinen, dass eine solche Umlenkung (ähnlich wie bei einem Düsenantrieb) energetisch besonders sinnvoll wäre.
  • Stattdessen ist die erfindungsgemäße Wehrkante so zur Drehrichtung hin geschwenkt, dass damit auch der Strom des hinter der Wehrkante abströmenden Gutes zunächst noch in die Drehrichtung bewegt wird. Auf diese Weise wird das hinter der Wehrkante abströmende Gut erfindungsgemäß noch stärker auf eine nachfolgende Energierückgewinnungseinrichtung gerichtet, als dies bei herkömmlichen Vollmantelschneckenzentrifugen mit einer an der Wehrkante rein axialen Abströmung von geklärtem Gut der Fall ist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass die energierückgewinnende Wirkung von Energierückgewinnungseinrichtungen der genannten Art insbesondere darauf beruht, dass an diesen das Gut axial gegen die zugehörige Ablenkfläche strömt und diese dann in tangentialer Richtung verlässt. Dieses Auftreffen und Ablenken erzeugt eine besonders starke Impulsübertragung vom abströmenden Gut auf die Zentrifugentrommel. Wenn stattdessen das abströmende Gut als ein homogener Strom vergleichsweise sanft tangential entgegen der Drehrichtung abgelenkt wird, geht ein Großteil des Impulses des abströmenden Gutes als innere Flüssigkeitsreibung verloren.
  • Die erfindungsgemäße Lösung ist entsprechend herkömmlichen Lösungen in Bezug auf die Menge an rückgewonnener Energie überlegen.
  • Die derartige Wirkung der erfindungsgemäßen Lösung ist besonders ausgeprägt, indem die Wehrkante zumindest abschnittsweise zur Drehrichtung hin in einem Winkel von zwischen 2° bis 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 30°, besonders bevorzugt zwischen 10° und 15°geschwenkt angeordnet ist. Ferner ist besonders bevorzugt die erfindungsgemäße Wehrkante insgesamt zur Drehrichtung hin geschwenkt angeordnet.
  • In Strömungsrichtung des über die Wehrkante abströmenden Gutes hinter der Wehrkante ist vorzugsweise eine, nach radial außen gerichtete Überströmungsfläche für das abströmende Gut ausgebildet ist. Mit der derartigen Überströmungsfläche wird das abströmende Gut vorteilhaft zumindest leicht nach radial außen geleitet, wodurch seine Abströmgeschwindigkeit etwas erhöht werden kann. Damit erhöht sich auch die Aufprallgeschwindigkeit des Gutes an der Energierückgewinnungseinrichtung, so dass dort eine besonders effiziente Impulsübertragung erreicht werden kann. Die derartige Überströmungsfläche erstreckt sich vorzugsweise entlang der gesamten Wehrkante und ist besonders vorteilhaft unmittelbar an die Wehrkante angrenzend gestaltet.
  • Die Überströmungsfläche ist bevorzugt in Bezug auf die Längsachse nach radial außen hin in einem Winkel zwischen 10° und 65°, vorzugsweise zwischen 20° und 55°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 45° geschwenkt angeordnet. Mit der derart nach außen geneigten Überströmungsfläche können für das abströmende Gut besonders vorteilhafte Abströmgeschwindigkeiten erzielt werden.
  • Die erfindungsgemäße Energierückgewinnungseinrichtung ist entsprechend der obigen Erklärung vorzugsweise mit einer das abströmende Gut entgegen der Drehrichtung hin ablenkenden Ablenkfläche gestaltet. Dabei ist die Ablenkfläche vorteilhaft in Richtung der Längsachse betrachtet axial unmittelbar hinter der Wehrkante angeordnet.
  • Die Ablenkfläche ist in Richtung der Längsachse betrachtet vorzugsweise ausschließlich radial außen von der Wehrkante angeordnet. Die derartige Ablenkfläche ist in radialer Richtung besonders klein und weist damit einen geringen Luftströmungswiderstand auf. Ferner bietet sie nur eine kleine Angriffsfläche für abströmendes Gut, welches an einer vorauseilenden Abströmöffnung verwirbelt wird. Derart an der nacheilenden Ablenkfläche anstoßendes Gut würde zu einer Abbremsung der Zentrifugentrommel beitragen.
  • Um eine einfache Verstellung einer Teichtiefe an der erfindungsgemäßen Vollmantelschneckenzentrifuge bei zugleich weiterhin wirksamer Energierückgewinnung zu erzielen, sind die erfindungsgemäße Wehrkante und ihre Energierückgewinnungseinrichtung vorzugsweise als eine an der Zentrifugentrommel gemeinsam verstellbare Baueinheit gestaltet. Entsprechend ist die Erfindung auch auf eine Baueinheit gerichtet, die von einer solchen erfindungsgemäßen Wehrkante und der zugehörigen Energierückgewinnungseinrichtung gebildet und zum Anbringen an einer Stirnseite einer Zentrifugentrommel vorgesehen ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zentrifugentrommel mit Wehrplatte und Energierückgewinnungseinrichtung einer Vollmantelschneckenzentrifuge gemäß dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    den Schnitt II - II in Fig. 1,
    Fig. 3
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zentrifugentrommel mit Wehrplatte und Energierückgewinnungseinrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vollmantelschneckenzentrifuge gemäß der Erfindung,
    Fig. 4
    die Ansicht IV gemäß Fig. 3,
    Fig. 5
    den Schnitt V - V gemäß Fig. 4,
    Fig. 6
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Zentrifugentrommel mit Wehrplatte und Energierückgewinnungseinrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vollmantelschneckenzentrifuge gemäß der Erfindung,
    Fig. 7
    die Ansicht VII gemäß Fig. 6 und
    Fig. 8
    einen Teil einer Ansicht gemäß Fig. 7 eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vollmantelschneckenzentrifuge gemäß der Erfindung.
    Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • In den Fig. 1 und 2 ist von einer Vollmantelschneckenzentrifuge 10 deren Zentrifugentrommel 12 mit ihrer Stirnwand 14 dargestellt. An der Stirnwand 14 ist eine von mehreren axial, in Richtung einer Längsachse 18 der Zentrifugentrommel 12 durch die Stirnwand 14 hindurchragenden Abströmöffnungen 16 veranschaulicht. Außenseitig vor der Abströmöffnung 16 ist an der Stirnwand 14 eine Wehrplatte 20 ortsfest, aber verstellbar angebracht. Die Wehrplatte 20 ragt bis vor die Abströmöffnung 16, so dass sie diese an ihrem radial äußeren Bereich außenseitig überdeckt. Dabei weist die Wehrplatte 20 an ihrem nach radial innen gerichteten Rand eine Wehrkante 22 auf. Die derartige Wehrkante 22 gemäß dem Stand der Technik erstreckt sich entlang der Stirnwand 14 und damit quer zur Längsachse 18 bzw. in einem Winkel von 90° zu dieser. Die Wehrkante 22 hält in der Zentrifugentrommel 12 geklärtes Gut 24 zurück, so dass sich im Betrieb der Vollmantelschneckenzentrifuge 10 dieses geklärte Gut 24 dort mit einer Teichtiefe 26 ansammelt und nachfolgend weitgehend kontinuierlich über die Wehrkante 22 hinweg abströmt.
  • In Strömungsrichtung des geklärten Gutes 24 hinter bzw. stromabwärts von der Wehrkante 22 befindet sich außen an der Wehrplatte 20 eine Energierückgewinnungseinrichtung 28 gemäß dem Stand der Technik. Diese Energierückgewinnungseinrichtung 28 ist als ein Abströmkanal 30 gestaltet, der eine sich auf der Höhe der Wehrkante 22 tangential erstreckende, ebene Bodenfläche 32 aufweist. Zu der Bodenfläche 32 erstreckt sich als Teil des Abströmkanals 30 senkrecht eine Ablenkfläche 34, die sich gemäß dem Stand der Technik vor dem in Längsrichtung betrachtet offenen Bereich der Abströmöffnung 16 bogenförmig erstreckt. Die Ablenkfläche 34 lenkt das axial durch die Abströmöffnung 16 radial innen, unter der Wehrkante 22 in einer Einströmrichtung 38 heranströmende, geklärte Gut 24 in tangentialer Richtung zu einer Abströmrichtung 40 um. Dabei dreht sich die Zentrifugentrommel 12 in einer Drehrichtung 36 und das geklärte Gut 24 wird so von der Ablenkfläche 34 umgelenkt, dass es entgegen dieser Drehrichtung 36 tangential aus der Energierückgewinnungseinrichtung 28 austritt. Mit dem Austritt "stößt sich" das geklärte Gut 24 von der Zentrifugentrommel 12 ab, wodurch es auf diese einen Teil seines Impulses überträgt und zu einer Energierückgewinnung an der Zentrifugentrommel 12 beiträgt. Dieses "Abstoßen" wird durch die innere Flüssigkeitsreibung im geklärten Gut 24 und dadurch gemildert, dass sich die Zentrifugentrommel 12 zugleich in Drehrichtung 36 weiterdreht. Die Zentrifugentrommel 12 weicht dem Abstoß also teilweise aus.
  • In den Fig. 3 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vollmantelschneckenzentrifuge 10 mit deren Zentrifugentrommel 12 veranschaulicht, an deren Wehrplatte 20 eine Wehrkante 42 gemäß der Erfindung vorgesehen ist. Diese Wehrkante 42 ist in Bezug auf die Längsachse 18 in ihrer gesamten Erstreckung bzw. Länge als eine gerade Strecke um einen Winkel 44 von 10° hin zur Drehrichtung 36 geschwenkt. Die Wehrkante 42 erstreckt sich also nicht in Querrichtung, sondern zeigt außenseitig schräg zur Drehrichtung 36 hin.
  • In Strömungsrichtung des geklärten Gutes 24 hinter der Wehrkante 42 befindet sich ein Abströmkanal 46 gemäß der Erfindung, der zunächst mit einer schräg nach radial außen geneigten, ebenen Überströmungsfläche 48 gestaltet ist. Die Überströmungsfläche 48 ist in einem Winkel 50 von 45° schräg zur Längsachse 18 der Zentrifugentrommel 12 geneigt und erstreckt sich über die gesamte Breite der Wehrkante 42. Die Überströmungsfläche 48 ist Teil einer Energierückgewinnungseinrichtung 52 gemäß der Erfindung und lenkt das über die schräge Wehrkante 42 abströmende Gut 24 geringfügig nach radial außen sowie entgegen der Drehrichtung 36. Dabei wird dieses Gut 24 hinsichtlich seiner Strömungsgeschwindigkeit beschleunigt. Seine potentielle Energie wird damit zu einem gewissen Teil innerhalb der Energierückgewinnungseinrichtung 52 kinetische Energie gewandelt.
  • Unmittelbar hinter der Überströmungsfläche 48 umfasst der Abströmkanal 46 der Energierückgewinnungseinrichtung 52 gemäß der Erfindung auch eine ebene Bodenfläche 54, die dabei aber etwas radial weiter außen liegt, als die Wehrkante 42. Ferner ist auch eine bogenförmige Ablenkfläche 56 vorgesehen. Dabei wird das abströmende Gut 24 von der Überströmungsfläche 48 geringfügig entgegen der Drehrichtung 36 wie oben erläutert besonders beschleunigt gegen diese Ablenkfläche 56 geleitet. Dadurch kann an dieser ein hoher Energieeintrag bzw. eine starke Impulsweitergabe von dem abströmenden, geklärten Gut 24 auf die Energierückgewinnungseinrichtung 52 erfolgen. Dadurch kann die Ablenkfläche 56 besonders klein gestaltet werden und es reicht aus, wenn sie sich radial nach innen nur bis auf die Tiefe der Wehrkante 42 erstreckt. Mit der derart kleinen Ablenkfläche 56 ergibt sich für die Energierückgewinnungseinrichtung 52 ein vergleichsweise kleiner Strömungswiderstand außen an der ja mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Zentrifugentrommel 12.
  • Die Fig. 6 und 7 zeigen ein erfindungsgemäß bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Wehrkante 42 mit einer Energierückgewinnungseinrichtung 52 gemäß der Erfindung, bei der die Wehrkante 42 in einem Winkel 44 von 20° schräg zur Längsachse 18 ausgerichtet ist.
  • In der Fig. 8 ist schließlich ein sehr ähnliches Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die zugehörige Wehrplatte 20 mitsamt der erfindungsgemäßen Wehrkante 42 und der Energierückgewinnungseinrichtung 52 in einem Winkel 58 zwischen 5° und 10°, vorzugsweise von 8° aus der Tangentialrichtung entgegen der Drehrichtung 36 betrachtet nach radial innen geneigt ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Vollmantelschneckenzentrifuge
    12
    Zentrifugentrommel
    14
    Stirnwand
    16
    Abströmöffnung
    18
    Längsachse der Zentrifugentrommel
    20
    Wehrplatte
    22
    Wehrkante gemäß dem Stand der Technik
    24
    geklärtes Gut
    26
    Teichtiefe
    28
    Energierückgewinnungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik
    30
    Abströmkanal gemäß dem Stand der Technik
    32
    Bodenfläche gemäß dem Stand der Technik
    34
    Ablenkfläche gemäß dem Stand der Technik
    36
    Drehrichtung
    38
    Einströmrichtung des geklärten Gutes (axial)
    40
    Ausströmrichtung des geklärten Gutes (tangential)
    42
    Wehrkante gemäß der Erfindung
    44
    Winkel der Schrägstellung der Wehrkante relativ zur Längsachse
    46
    Abströmkanal gemäß der Erfindung
    48
    Überströmungsfläche gemäß der Erfindung
    50
    Winkel der Schrägstellung der Überströmungsfläche relativ zur Längsachse
    52
    Energierückgewinnungseinrichtung gemäß der Erfindung
    54
    Bodenfläche gemäß der Erfindung
    56
    Ablenkfläche gemäß der Erfindung
    58
    Winkel der Neigung der Bodenfläche relativ zur Radialrichtung

Claims (10)

  1. Vollmantelschneckenzentrifuge (10) mit einer sich im Betrieb um eine Längsachse (18) in einer Drehrichtung (36) drehbaren Zentrifugentrommel (12), an deren Stirnseite mindestens eine Abströmöffnung (16) zum Abströmen von geklärtem Gut (24) aus der Zentrifugentrommel (12), eine die Abströmöffnung (16) nach radial außen hin begrenzende Wehrkante (22, 42) und eine sich an der Wehrkante (22, 42) befindende Energierückgewinnungseinrichtung (28, 52) zum Rückgewinnen von Energie des abströmenden, geklärten Gutes (24) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass von der Längsachse (18) aus betrachtet die Wehrkante (42) zumindest abschnittsweise so zur Drehrichtung (36) hin geschwenkt angeordnet ist, dass damit der Strom des hinter der Wehrkante (22, 42) abströmenden Gutes (24) zunächst noch in die Drehrichtung (36) bewegt ist.
  2. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch 1,
    bei der die Wehrkante (42) zumindest abschnittsweise zur Drehrichtung (36) hin in einem Winkel von zwischen 2° bis 45°, vorzugsweise zwischen 5° und 30°, besonders bevorzugt zwischen 10° und 15°geschwenkt angeordnet ist.
  3. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2,
    bei der die Wehrkante (42) insgesamt zur Drehrichtung (36) hin geschwenkt angeordnet ist.
  4. Vollmantelschneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei der in Strömungsrichtung des über die Wehrkante (42) abströmenden Gutes (24) hinter der Wehrkante (42) eine, nach radial außen geschwenkte Überströmungsfläche (48) für das abströmende Gut (24) ausgebildet ist.
  5. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch 4,
    bei der sich die Überströmungsfläche (48) entlang der gesamten Wehrkante (42) erstreckt.
  6. Vollmantelschneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    bei der die Überströmungsfläche (48) in Bezug auf die Längsachse (18) nach radial außen hin in einem Winkel zwischen 10° und 65°, vorzugsweise zwischen 20° und 55°, besonders bevorzugt zwischen 30° und 45° geschwenkt angeordnet ist.
  7. Vollmantelschneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    bei der die Energierückgewinnungseinrichtung (52) mit einer das abströmende Gut (24) entgegen der Drehrichtung (36) hin ablenkenden Ablenkfläche (56) gestaltet ist.
  8. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch 7,
    bei der die Ablenkfläche (56) in Richtung der Längsachse (18) betrachtet axial hinter der Wehrkante (42) angeordnet ist.
  9. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch 7 oder 8,
    bei der die Ablenkfläche (56) in Richtung der Längsachse (18) betrachtet ausschließlich radial außen von der Wehrkante (42) angeordnet ist.
  10. Vollmantelschneckenzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    bei der die Wehrkante (42) und die Energierückgewinnungseinrichtung (52) als eine an der Zentrifugentrommel (12) gemeinsam verstellbare Baueinheit gestaltet sind.
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