EP3148701B1 - Separator - Google Patents

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EP3148701B1
EP3148701B1 EP15725318.8A EP15725318A EP3148701B1 EP 3148701 B1 EP3148701 B1 EP 3148701B1 EP 15725318 A EP15725318 A EP 15725318A EP 3148701 B1 EP3148701 B1 EP 3148701B1
Authority
EP
European Patent Office
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drum
inner drum
separator according
pipe
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15725318.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3148701A2 (de
Inventor
Wilfried Mackel
Andreas Penkl
Thomas Bathelt
Kathrin Quiter
Marie-Theres Sedler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
GEA Mechanical Equipment GmbH
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=53269478&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP3148701(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by GEA Mechanical Equipment GmbH filed Critical GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority to SI201531784T priority Critical patent/SI3148701T1/sl
Priority to PL15725318T priority patent/PL3148701T3/pl
Priority to EP21164482.8A priority patent/EP3862096A1/de
Publication of EP3148701A2 publication Critical patent/EP3148701A2/de
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Publication of EP3148701B1 publication Critical patent/EP3148701B1/de
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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
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids
    • 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
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape

Definitions

  • the invention relates to a separator according to the preamble of claim 1.
  • Centrifugal separators for realizing continuous operation have been known for a long time, for example in an embodiment as nozzle separators from FIG JP 62-117649 A .
  • those with solids discharge openings are known to which a hydraulically actuated piston valve is assigned, with which the solids discharge openings can be closed and released.
  • a separator without solids discharge in a design as a separator shows U.S. 2,017,734 .
  • a separator with solid drum lower and drum upper parts screwed together also shows U.S. 2,286,354 .
  • the FR 971 978 A discloses a drum with an internal liner.
  • a generic separator for separating a flowable product into different phases or for clarifying a product which has a rotatable drum with a lower drum part and an upper drum part and a means arranged in the drum for clarifying, with one, several or all of the following elements Plastic or a plastic composite material consist of: the lower part of the drum, the upper part of the drum, the clarifying agent.
  • Plastic or a plastic composite material consist of: the lower part of the drum, the upper part of the drum, the clarifying agent.
  • the drum has an external support device and a drum - called the internal drum - arranged inside the support device.
  • a means for clarifying (or optimizing the clarifying effect) the product to be processed in the centrifugal field is also arranged in the inner drum.
  • the running behavior of the rotating system in particular the drum, is significantly improved in a simple manner, since the external support device stabilizes the system. Since this support device lies radially on the outside relative to the drum wall which delimits the drum interior, the actual drum delimiting the centrifugal chamber is hereinafter referred to as the "inner drum”.
  • the outer support device is designed as an outer ring which axially surrounds the inner drum in sections.
  • a ring in the form of a "bandage" stabilizes the construction on the outer circumference.
  • the at least one stabilizing ring (or the plurality of rings) is preferably made of metal, but can also be made of a plastic or a plastic composite material. It is also conceivable to provide a contour, for example a ring-like pocket open axially in one direction, on the outer circumference of the inner drum, into which the stabilizing ring is inserted.
  • the outer support device is designed as a circumferentially closed outer ring which axially surrounds the inner drum in sections.
  • the outer support device is designed as an outer drum which surrounds the inner drum completely or in sections.
  • the running behavior of the rotating system, in particular the drum is significantly improved in a simple manner, since the outer drum stabilizes the system dynamically and mechanically.
  • Both deflections of the rotating system in the radial direction to the axis of rotation D and the tendency to form unbalance can be significantly reduced.
  • Both the inner drum and the support structure can - but do not have to - be designed with relatively thin walls.
  • the inner drum which is preferably to be changed after processing a product batch, can thereby be manufactured in a very material-saving manner.
  • the change of the inner drum and its assembly, disassembly and other handling can also be carried out in a simple manner, because since there is a stable outer drum construction into which the inner drum only has to be inserted, it is possible to only connect the drive to an electric motor the outer drum so that the inner drum only has to be removed from the outer drum when it is changed and another inner drum has to be reinserted into it, without the need for many complicated assembly steps such as establishing a drive connection to the drive shaft.
  • the outer drum can completely surround the inner drum. However, there is also good stabilization of the rotating system if the outer drum only surrounds the inner drum axially in sections, preferably over at least 50% of the axial length of the inner drum or more.
  • the inner drum protrudes axially from the outer drum, which makes it easier to clearly separate and space the inlet and outlet areas of the inner drum from the outer drum.
  • the inner drum and the outer drum are made of different materials, since in this way the optimal materials can be selected for both elements, the outer drum and the inner drum.
  • the inner drum preferably consists of a relatively thin-walled plastic or a plastic composite material so that it can be easily disposed of and the reusable outer drum of metal, in particular steel, so that its running properties can be optimized particularly well.
  • the weight of the outer drum can significantly exceed that of the inner drum, so that the rotational behavior is essentially determined by the outer drum.
  • the weight of the rotating parts of the metallic outer drum is preferably more than twice as great, in particular more than four times as great as the weight of the rotating parts made of plastic or the weight of the empty inner drum.
  • the outer drum also makes it possible to design the inner drum with particularly thin walls, since it is stabilized by the outer drum.
  • the outer drum has an outer drum base and one of it Has detachable outer drum upper part.
  • the inner drum has an inner drum lower part and an inner drum upper part that can be preassembled or preassembled with it. This is because it is necessary to place various elements such as the clarifying agent, a feed pipe and the like in the inner drum during manufacture, which is simplified by the separation into the upper part and the lower part.
  • the assembly of the inner drum in the outer drum is particularly easy if the outer drum upper part is designed in the manner of a ring which is screwed to the outer drum lower part and which is designed to be axially open at the top so that the inner drum upper part protrudes axially out of it.
  • the lower outer drum part and the upper outer drum part can also be connected in other ways.
  • An advantageous variant is a connection with screw bolts.
  • a bayonet is also conceivable as a connecting means.
  • a lower edge of the outer drum upper part is preferably inserted into the outer drum lower part, where it can rest on a collar. Then a ring with an external thread is screwed from above into an internal thread of the lower outer drum part, which fixes the upper outer drum part to the lower outer drum part.
  • the inner drum and the outer drum are non-rotatably and / or positively connected to one another in a non-rotatable manner.
  • an inlet system and an outlet system for the drum are formed exclusively on the inner drum, so that the outer drum does not come into contact with the product to be processed during operation.
  • the inlet system and the outlet system are designed in a sealed design on the inner drum.
  • the inlet system and the outlet system have a cover ring body which, when in operation, does not interfere with the Drum rotating part is formed and if the feed system has a feed pipe which is designed as a rotating element with the drum.
  • the cover ring body is preferably connected non-rotatably to an abutment of the separator outside the drum.
  • the discharge system is preferably designed without centripetal pumps.
  • the phases to be diverted flow from rotating channels between pipe ends // - sections into annular spaces in the non-rotating cover ring body and from there into non-rotating discharge lines and downstream tanks or the like.
  • At least one or more of the tubular elements of the drum are axially displaceable in the annular body and a device for releasably fixing the tubular element in an axial position in the annular body is provided.
  • the construction is thus stabilized in a simple manner for transport and cannot come loose.
  • This safety device is only released at the installation site so that these elements can rotate relative to one another.
  • This construction is useful with an inner drum but also with a drum without an inner drum, for example on the type of WO 2014/000829 A1 .
  • the transport lock is used when removing the drum.
  • the transport lock is reactivated after / when removing the inner drum so that it can be removed and disposed of more easily. Line ends can be closed again (eg sticking or clamping or locking).
  • the inner drum in particular the entire inner drum, together with the inlet and outlet system, is designed as an exchangeable, preassembled module.
  • This module preferably consists wholly or in any case predominantly (i.e. in particular more than 70%, in particular more than 80% of the weight of the module) of plastic or a plastic composite material. It is also conceivable to provide limited local reinforcements, e.g. made of metal or plastic or another suitable material, in the area of the inner drum.
  • the actual inner drum is designed as a circumferentially closed drum which extends around the axis of rotation of the drum and which preferably forms a self-supporting unit.
  • This self-supporting unit is so dimensionally stable that it retains its shape after it has been placed on the lower outer drum part without the upper outer drum part attached (at a standstill, i.e. not rotated). In this embodiment, it is therefore not a type of non-dimensionally stable bag or the like.
  • the inner drum is also preferably not connected to the outer drum in a materially bonded manner, i.e. it is not a coating of the outer drum or the like.
  • the outer drum upper part should preferably have such a large central opening that it can be plugged in from above over the cover ring body with its inlet and outlet stubs and possibly attached hoses, which only have to be connected after assembly. In this way, the assembly of the inner drum can be implemented particularly easily and quickly after the outer drum upper part has been removed.
  • the means for clarifying a product to be processed from a phase containing more solids per volume than the other phase is preferably and advantageously in turn a separating plate package made of conical separating plates made of plastic, but can also be, for example, a one-piece clarifying / separating insert made of plastic according to the type DE 10 2008 052 630 A1 his or another means for clarifying a product of solid particles such as a ribbed body with radial ribs or the like.
  • the separator drum is preferably used to further concentrate a product, that is, a phase containing more solids per unit volume, but preferably still flowable, is separated from a phase containing less solids with the means for clarifying.
  • the term "means of clarification" is to be interpreted relatively. It also relates to this application, the clarifying agent being used here to further concentrate the product or to obtain a more concentrated phase.
  • the inner drum some and preferably even all of the product-contacting areas of the rotating system are made of a plastic or a plastic composite material, in particular the inner drum lower part and the inner drum upper part and the plate assembly.
  • the inlet system and the outlet system also consist entirely or predominantly of plastic or a plastic composite material.
  • pipe sections can be designed as sleeves made of metal or parts of the inner drum or in / on the inner drum, in particular pipe sections, can be reinforced with one or more sleeves made of metal.
  • the separating means preferably the plate insert for separating out solids
  • a separating plate and the diverter There may also be sealing rings.
  • a functional plastic centrifuge drum is created which consists of only a few components, which makes its manufacture and assembly particularly easy.
  • the elements of the separating plate and the upper part of the inner drum could also be designed in one piece.
  • the upper drum part would be provided directly with one or more channels through which one or more phases from one as on a separating plate or similarly Area of larger diameter in the drum to the tip of which can flow up to a discharge from the rotating system.
  • the lower inner drum part and the upper inner drum part are permanently connected to one another during initial assembly in order to prevent attempts to be made to dismantle them and, if necessary, to reuse them after insufficient cleaning. Instead, the inner drum is completely disposed of or recycled. This is also advantageous in that sterility is guaranteed.
  • the design is preferably such that no air can penetrate into the inner drum from the outside before installation and after removal.
  • the concept of the inner drum is like the one WO 2014/000829 A1 It is also possible to design part of the drum or preferably even the entire drum - preferably together with the inlet and outlet systems or areas - for single use, which is of interest and advantage in particular with regard to the processing of pharmaceutical products such as fermentation broths or the like , since after the operation for processing a corresponding product batch in continuous operation during the processing of the product batch, no cleaning of the drum has to be carried out but the drum as a whole is replaced. Hygienic problems associated with cleaning are hereby excluded in a simple manner. The parts that come into contact with the product can be disposed of entirely or recycled. Disposal is of particular interest in the case of hazardous substances.
  • a recyclable plastic is preferably used as the plastic, in particular PE (polyethylene), PP (polypropylene) or TK-PEEK (in particular partially crystalline) polyether ether ketone.
  • the materials PC polycarbonate
  • MABS methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • PSU polysulfone
  • the parts made of plastic could be manufactured in an injection molding process and, if necessary, reworked, e.g. provided with bores and the like, where necessary.
  • Screws and the like can also be made of plastic, but they can also be made of a different material, especially if they are not touched by the product during processing.
  • the inner drum of the invention that runs particularly smoothly and is therefore well suited as an inner drum for an outer drum.
  • the integrated means for clarifying in the inner drum as well as the advantageous form-locking means provided according to a further development for the surprisingly safe and good torque transmission between the inner drum and the outer drum are to be emphasized. Because taking the inner drum with you purely by jamming has proven to be less than optimal due to effects such as slippage and the like.
  • the inner drum is so well suited for single use - in particular treated beforehand by radiation such as gamma radiation.
  • Fig. 1 shows a section through the area of a housing 1 and a drum 2 of a separator according to the invention, with which a liquid product can be separated into two phases in a centrifugal field.
  • the drum 2 has a vertical axis of rotation D. Terms used below such as “above” or “below” relate to the orientation of elements of the separator in relation to this vertical axis of rotation.
  • the housing 1 has a lower base 3, a housing jacket 4 and an upper cover 5.
  • the base 3 in turn has a passage 6 through which a rotatable drive spindle 7 passes.
  • a drive motor 8 is preferably arranged directly below the base 3. This drive motor 8 is used to drive the drive spindle 7.
  • Alternative configurations are conceivable, for example one in which the drive spindle 7 is driven with a drive belt or the like, the drive motor then being arranged elsewhere.
  • a direct drive is preferred, in particular on the type of Fig. 1 , in which the drive shaft of the motor is arranged directly in a vertical extension of the drive spindle 7 is.
  • the spindle construction does not have its own mounting, which makes the construction simple and relatively inexpensive to implement. This construction is simple and robust and very well suited for the lightweight drum construction.
  • the function of mounting the drum is carried out in a simple manner by the electric motor or its rotor mounting
  • the drum 2 On the vertically upper end of the drive spindle 7, the drum 2 is in turn placed non-rotatably relative to the drive spindle 7, so that it can be set in rotation by the drive spindle 7 and the drive motor 8.
  • the drive spindle 7 could be rotatably mounted in the housing 1, here in the base 3, with one or more bearings. However, such a storage can also be dispensed with. Rather, a gap 9 is formed between the outer circumference of the drive spindle and the inner circumference of the passage 6 of the base 3. In this way, a mounting of a drive shaft 10 in the motor housing of the drive motor 8, on which the drive spindle 7 is fixed or on which it is formed in another way, can also be used in a simple manner for mounting the entire rotating system, which consists of the drum 2 and the drive spindle 7 exists, can be used.
  • the drive spindle 7 is coupled directly to the output shaft of the motor and that the drive spindle 7 has no additional rotary bearing - for example no neck bearing and no foot bearing - on its outer circumference.
  • a seal 72 ensures that the gap 9 is sealed.
  • the seal 72 can, for example, be a mechanical seal or another suitable seal in the annular gap 9 between the parts 3, 7 rotating relative to one another.
  • the drum 2 has an outer drum 11, which can also be designed as an outer drum section - and an inner drum 12.
  • the outer drum section or the outer drum 11 and the inner drum 12 are preferably made of different materials.
  • the outer drum 11 is preferably made of metal, in particular steel, and the inner drum 12 is preferably wholly or at least partially, in particular predominantly, made of a plastic or a plastic composite material.
  • the outer drum 11 serves as a type of holder in which the inner drum 12 is inserted. This holder completely surrounds the inner drum 12 in the vertical or axial direction, at least in sections, or encloses it.
  • the outer drum 11 and the inner drum 12 are preferably connected to one another in a rotationally fixed manner. This can be achieved in particular by a form fit and / or force fit between the outer drum 11 and the inner drum 12.
  • the outer drum 11 has an outer drum lower part 13 which, essentially like the drum lower part of known separators, can be designed or is here without an inner drum.
  • the outer drum lower part 13 is placed non-rotatably on the drive spindle 7 and preferably has a single or, here, preferably double-conical inner shape, which leads to good rotating and separating behavior on the separator drum.
  • the outer drum 11 also preferably has an outer drum upper part 14.
  • the lower outer drum part 13 and the upper outer drum part 14 preferably have corresponding threads 71, in the area of which they are screwed directly to one another.
  • the thread of the outer drum lower part section is designed as an inner thread of the drum lower part and the thread of the outer drum upper part 14 is designed as a corresponding outer thread.
  • the outer drum upper part 14 is also conical. It is also designed as a ring that is non-rotatably connected at the bottom to the lower outer drum part 13 and is designed to be open at the top so that the inner drum 12 protrudes vertically or axially upward from the outer drum, here from the upper outer drum part 14.
  • the outer drum upper part 14 preferably extends only into the conical section of the inner drum upper part 17, so that the latter still protrudes vertically upwards from the outer drum upper part 14 with part of its conical area (preferably more than 20% of the vertical length of this area). It it has been shown that this already leads to very good turning behavior.
  • the upper part of the outer drum can be reduced to a conical ring in this way.
  • the lower outer drum part 13 and the upper outer drum part 14 are preferably made of metal, in particular steel, and preferably at least the lower drum part is designed like that of a separator drum without an inner drum 12, they can largely offer the smoothness, stability and safety of a known modern metal separator drum.
  • the outer drum 11 surrounds the inner drum 12 in sections or entirely on the outside, the outer drum stabilizes the inner drum.
  • the outer drum 11 advantageously contributes to optimizing the running properties of the entire drum 2 during operation at high speed.
  • the wall thickness of the inner drum 12 can also be selected to be much thinner than that of a separator drum consisting solely of plastic without an outer drum 11, as in FIG WO 2014/000829 A1 suggested.
  • the inner drum 12 delimits the actual separating or centrifugal chamber 15 to the outside for the centrifugal processing of a flowable product.
  • the inner drum 12 is designed in such a way that it preferably rests directly against the inner circumference of the outer drum in a largely form-fitting manner.
  • the inner drum 11 has an inner drum lower part 16 and an inner drum upper part 17.
  • the inner drum lower part 16 and the inner drum upper part 17 are preferably each conical, so that a double-conical body is formed.
  • the parts 16 and 17 consist of plastic or a plastic composite material and are connected to one another in a liquid-tight manner, in particular in the upper (inner drum lower part 16) and lower (inner drum upper part 17) flange areas 18, 19 (see FIG Figure 1b ).
  • connection such as a bayonet lock between the elements to be connected, inner drum lower part 16 and inner drum upper part 17.
  • the Figure 1c and 1d each illustrate different connection variants between the elements to be connected inner drum lower part 16 and inner drum upper part 17, in which these are connected to one another via a latching connection.
  • first and second latching means 60, 63 are provided, which are intended to interact with a corresponding latching edge or contour on the other inner drum part.
  • the first latching means 60 can be designed as one or more webs 61 axially formed on the outer circumference of the inner drum upper part 17, axially in the direction of the inner drum lower part, with a radially inwardly projecting latching contour 62, which the inner drum lower part 16 on the outer circumferential edge - the thus the counter-locking means forms - reaches under.
  • the webs 61 can be formed with a radially inwardly projecting locking contour 62 on the inner drum lower part 16 and overlap the inner drum upper part 17 on the outer circumferential edge - which thus forms the counter-locking means 63.
  • connection variants between the inner drum lower part 16 and the inner drum upper part 17 can also be advantageously implemented, for example screw connections with plastic screws and nuts or the like (not shown here). It is also an expedient connection if the inner drum lower part and the inner drum upper part are clamped together on their outer circumference with one or more clamps (not shown here). These types of connections between the inner drum parts 16, 17 are easy to handle, can be implemented inexpensively and are nevertheless very functionally reliable.
  • At least one preferably circumferential sealing ring 64 can be arranged axially in order to ensure the tightness of the (plastic) inner drum ( Figure 1c and 1f ).
  • This sealing ring 64 can be a separately inserted sealing ring or it can be designed as a sealing ring strip which is injection molded onto one or both of the flange areas.
  • the inner drum lower part 16 and the inner drum upper part 17 each have in the region of their largest outer circumference upwards (inner drum lower part 16) and downwards (inner drum upper part 17) channels 82, 83 which are open and have a U-shaped cross-section, which mesh with one another when the inner drum 12 is in the assembled state Form a circumferentially closed annular space 84 in cross section.
  • the sealing ring 64 is arranged in the annular space 84. When it rotates, it lies radially outwards and widens so that the annular space or the interior of the inner drum 12 is well sealed.
  • a lock such as a latching can be formed between the inner drum lower part 16 and the inner drum upper part 17.
  • the outer drum lower part 13 extends in Fig. 1f advantageously vertically so far upwards that it stabilizes the inner drum in the area of the grooves 82, 83 radially on the outside.
  • the inner drum upper part 17 is screwed to the inner drum lower part with a stepped locking ring 85, with corresponding threads 86 being formed between the locking ring 85 and the inner drum lower part 17, and the locking ring 85 pressing the inner drum upper part 17 against the inner drum lower part 16.
  • a very good sealing effect is also supported in this way.
  • a here lower section 20 of the inner drum lower part 16 closes axially upwards as a separate part or as a one-piece with the inner drum lower part, coaxially surrounding the axis of rotation D distributor, in particular distributor attachment 21 (see again Fig. 1a ), which has a complete distributor for introducing the material to be centrifuged into the inner drum interior or centrifugal chamber 15 and to accelerate the material to be centrifuged in the circumferential direction when the drum 2 rotates.
  • a blind hole-like bore is formed, into which an inlet pipe 23 opens.
  • the inlet pipe 23 can also be molded directly onto the distributor attachment or formed directly in one piece with it in some other way.
  • the inlet pipe 23 and the distributor attachment 21 form an inlet system which is preferably advantageously designed to be sealed off from the environment.
  • the inlet pipe 23 preferably projects axially upward from the inner drum upper part 17 and rotates with the drum 2 during operation.
  • the distributor attachment 21 opens into one or more distributor channels 24, which are designed at an angle to the axis of rotation and here likewise open at an angle into the actual centrifugal chamber 15.
  • separating means or means for clarification such as in particular a one-part or preferably multi-part plate pack 25, are arranged that is designed as a stack of axially spaced separating plates 26, which have a conical basic shape and which are preferably placed on the distributor attachment 21 so that they cannot rotate.
  • the separating means for clarification could also be designed in a different form, for example as a rib body with radial or arcuate ribs.
  • the separation plates 26 have the same or different radii.
  • the distributor attachment or distributor 21 can also be designed in one piece with the means for clarifying, if this is a clarifying insert made of plastic with clarifying chambers of the type DE 10 2008 052 630 A1 is trained.
  • a product introduced into the inner drum interior or centrifugal chamber 15 is separated in the drum 2 into different, preferably two, product phases of different densities.
  • a drainage system with two or more drainage areas is used to derive the various product phases from the drum 2.
  • a conical plate is attached, in particular glued or molded, which is arranged like an upper separating plate 30 above the separating plate package, being spaced from the upper drum part so that a gap is formed between the upper drum part and the separating plate.
  • a flange-like peripheral edge 31 (see Figure 1b ) placed between the flange areas 18, and 19 of the inner drum lower part 16 and the inner drum upper part 17 and there preferably firmly glued to them, which stabilizes the arrangement of the separating plate 30 and also gives the entire construction additional strength.
  • a heavier liquid phase (or a still just drainable, in particular just slightly flowable solid phase) is drawn from the area of the largest inner circumference of the drum interior through one or more bores 32 in the radially outer area of the separating plate into the gap 33, which functions as a channel, between the inner drum upper part 17 and the Separating plate 30, preferably up to a second annular channel 34 - or into one or more channels, which are preferably spaced apart by ribs, - between the pipe section 29 surrounding the inlet pipe and an axial pipe extension 45 of the inner drum upper part 17.
  • the cover ring body 37 is preferably of stepped design and, in its vertically uppermost area, has a connection stub 38 as a connection option for an inlet line 75 (but which is shown in FIG Fig. 2 to be recognized and explained in more detail below).
  • the internally hollow connecting piece 38 opens into an axially uppermost annular space 39 on the inner circumference of the cover ring body 37, in which the upper end of the inlet pipe 23 extends axially from below, which rotates with the drum during operation of the centrifuge and which opens into the annular space 39 , but at each point of the annular space 39 to the cover ring body 37 is spaced.
  • each of the annular spaces 39, 35, 36 is preferably delimited by a sealing arrangement 40, 41, 42 on one or more (here two) sealing rings, which are arranged between the outer circumference of the inlet pipe 23 and the inner wall of the annular space.
  • sealing arrangements 40, 41, 42 two sealing rings axially spaced from one another, in particular in the manner of mechanical seals, are preferably provided.
  • the cover ring body 37 widens further at a next step.
  • the middle annular space 36 between the outer circumference of the inlet pipe 23 and the inner circumference of the cover ring body 37 is formed below the uppermost seal arrangement 40 and above the middle seal arrangement 41.
  • a further connection piece 43 can be formed on the cover ring body 37, which preferably extends radially or at an angle away from the rest of the cover ring body 37.
  • the pipe end, which adjoins the dividing plate 30, opens into this annular space 36 from below.
  • the middle sealing arrangement 41 is arranged between the outer circumference of the pipe section 29 and the inner circumference of the cover ring body 37.
  • the cover ring body 37 widens again at a next step.
  • the annular space 35 between the outer circumference of the pipe section 29 and the inner circumference of the cover ring body 37 is formed below the middle seal arrangement 41 and above the lower seal arrangement 42. This lower annular space 35 serves to divert a liquid phase that is relatively lighter and heavier from the rotating system.
  • connection piece 44 can be formed on the cover ring body 37, which extends (here at an angle) preferably radially away from the rest of the cover ring body 37.
  • the lower sealing arrangement 42 is arranged between the outer circumference of the pipe extension 45 of the inner drum upper part 17 and the inner circumference of the cover ring body 37.
  • Leakage chambers 80 can be formed on the sealing arrangements 40, 41, 42, from which leakage fluid can flow out of the rotating system through connection pieces 81, lines and / or leakage containers being connected to the connection pieces 81 in turn).
  • the ring body 37 widens further below the sealing arrangement 42. It is fixed by means of fastening means on its lower peripheral edge to an upper opening of the housing, which the ring body and the pipe socket 45 and the elements penetrating this inside the pipe socket penetrate. This fixing can be done, for example, by means of circumferentially distributed screws 22 which are screwed tightly to the housing 1 (preferably to the cover 5).
  • the ring body 37 can have corresponding threaded screw receptacles 73 for this purpose.
  • the inner drum 12 is connected to the outer drum 11 in a form-fitting and / or force-fitting manner.
  • a non-positive connection can be implemented in a simple manner in that the flange areas 18 and 19 as well as the outer edge 31 of the separating plate 30 extend into the screwing area between the lower outer drum part and the upper outer drum part, where they each rest against the steps of these parts and when the upper drum part is screwed together be clamped screwed between these in the lower part of the drum ( Figure 1b ).
  • positive locking means such as ribs 87 (and / or grooves) on the outer circumference of the inner drum and corresponding grooves 88 (and (or ribs) on the inner circumference of the outer drum 11 can be provided, which interlock and thus connect the two elements of the inner drum 12 and the outer drum 11 in a rotationally fixed manner ( Fig. 1a ).
  • one or more of the ribs 87 are distributed on the outside (on the outer surface or the outer casing of the outer drum), preferably circumferentially distributed on the inner drum lower part 16 and correspondingly one or more of the grooves 88 are circumferentially distributed on the outside (on the inner surface facing the inner drum) are formed on the outer drum lower part 13.
  • the outer drum lower part 13 is here advantageously double-conical and has an inner conical area 13a and an oppositely oriented outer conical area 13b.
  • the inner drum lower part 16 has a corresponding double-conical shape with an inner conical area 16a and an outer conical area 16b.
  • the form-fit means (s), in particular ribs 87, is / are preferably formed on the outside of the inner conical region 16a of the inner drum lower part 16 or protrude from it and the corresponding form-fit means (s), in particular grooves / recesses 88, is / are correspondingly on the inner conical area Area 13a of the inner drum upper part 13 is formed on its inner surface. It is precisely the arrangement in this area close to the drive spindle 7 that enables a very good torque transmission from the outer drum to the inner drum that guarantees very smooth running. A torque transmission in other areas on the outside of the inner and outer drums is also conceivable.
  • the inner drum 12 will also lie, widening radially, on the inner circumference of the outer drum 11, which improves the torque transmission and the rotating entrainment of the inner drum 12 by the driven outer drum 11.
  • the inner drum 12 can be disposed of after a sufficiently large batch of product has been processed.
  • the preferably metallic outer drum 11, on the other hand, is used again. Since it cannot come into contact with the product during operation, cleaning it is very easy or less important. Due to the outer drum 11, the inner drum 12 can be made quite thin-walled. With complete disposal, there is accordingly very little plastic waste.
  • Fig. 1 shows an embodiment as a two-phase separating machine (separation of a product into the phases: "liquid / liquid”), three-phase machines (for separation into three phases) can also be implemented (not shown here).
  • the product is preferably, but not necessarily, a fermentation broth to be concentrated
  • the entire inner drum, together with the inlet and outlet system is designed as an exchangeable, preassembled module made of plastic or a plastic composite material.
  • the outer drum section 11 essentially serves as a holder for the inner drum 12, which in particular improves the running properties of the inner drum 12.
  • the design of the upper part of the outer drum as a ring is optimized in the experiment. It can thereby be determined up to which conical area the ring-like outer drum cover or the outer drum upper part must surround the inner drum upper part upwards.
  • the structure of the housing 1 will be considered in more detail below.
  • the housing 1 has the base 3, a preferably cylindrical housing jacket 4 and the cover 5. Only in the area of the cover ring body 37 does the housing come into contact with the plastic area that can be disposed of after operation.
  • the base 3 is designed here as a separate base plate 46.
  • the base plate 46 is round.
  • the housing jacket 4 is arranged on the floor.
  • an edge area of the base serves as a flange-like support surface 47 for a lower flange section 48 of the housing jacket 4, which is cylindrical in this preferred embodiment.
  • the housing jacket 4 also has an upper flange section 49 on which the cover 5 is screwed.
  • the base plate 36 can be used to rest on an abutment, not shown here, such as a foundation or a machine frame.
  • an abutment not shown here, such as a foundation or a machine frame.
  • bores 74 are also formed in the flange section 48, to which the flange section can be fixed to the abutment (for example with screws not shown here).
  • the housing 1 has a drain opening 59, preferably in its bottom 3, through which any liquid - which occurs in the housing, for example due to an unforeseen leakage or which would collect there for other reasons - can flow off.
  • a discharge line such as a drain hose for discharging this liquid into a container can be arranged at a connection of the opening 59.
  • the drive motor is preferably an electric motor which is directly is arranged in the axial extension of the drive spindle 7, preferably on the side facing away from the drum.
  • the drive spindle 7 is preferably axially connected directly to the output shaft 10 by means of a bolt. It is also connected to the output shaft of the electric motor in a rotationally fixed manner in the circumferential direction by means of a torque transmission means, preferably a feather key (not shown here).
  • the torque transmission means can also be designed in a different form, for example as a torque transmission contour (not shown here in each case).
  • a terminal box 75 is arranged on the motor 8.
  • the rotatable drum 2 can be connected to the drive spindle construction with a press fit (e.g. in a conical section) or by means of some other torque transmission means (not shown here).
  • the motor 8 is also fastened here on its side facing the spindle 7 with a flange section 50 on the bottom of the housing 1, for example screwed on with screw bolts.
  • a terminal box 51 is also arranged on the motor 8.
  • the invention also provides a device for at least axially securing the cover ring body 37 to an element of the rotating system of the separator of the inner drum, in any case in the transport state, i.e. in the state not mounted in the outer drum and in the housing 1.
  • FIG. 2 an upper section of the cover ring body 37 with the connecting piece 38 as a connection option for a hose-like inlet line 75 and an upper section of the inlet pipe and the upper sealing arrangement 40 are shown.
  • the hoses can be glued shut at the ends facing away from the connecting pieces. Before commissioning, the glued ends are cut off and welded to a piece of tubing that comes from the fermenter, for example.
  • Other variants for connecting the hoses and nozzles and for closing any open line ends are also conceivable.
  • coupling elements are conceivable for connecting, which are designed to be latching, for example, or closing the ends with cable ties or similar elements is conceivable.
  • the Figs. 2 to 4 also show the inlet pipe 23 in an axially further (here upwards in the direction of the upper connection stub 38) pushed into the body 37 (dashed line) and in a slightly further axially downwardly moved state (solid line).
  • the dashed state or the further pushed-in state of the inlet pipe 23 indicates the transport state and the non-dashed state indicates the installation state in the outer drum 11 for operation.
  • the axial transport lock is based on a force fit and / or form fit.
  • a combined force and form fit is realized.
  • a projection 53 arranged on a leaf spring 52 for example a pin, engages in an annular groove 54 on the outer circumference of the inlet pipe 23 when it is pushed further into the cover ring body 37.
  • the force of the spring is chosen in such a way that a good transport security is realized, but that it is still possible after To release the transport lock during transport during installation by means of a targeted axial movement of the inlet pipe downwards.
  • FIG. 3 Such a form fit is achieved in an annular groove 54 of the inlet pipe 23 in that a radially inwardly projecting web 55 on the cover ring body 37 engages on the inside in the annular groove 54 of the inlet pipe 23.
  • a taper / bevel 56 at the free upper end of the inlet pipe 23 it can be pushed into the transport securing position shown in dashed lines, in particular before the disposal of the rotating system or before the initial transport.
  • a releasable frictional connection is achieved by placing a type of tension ring 58 (similar to a tensionable hose clamp) around the outside of the cover ring body 37 and clamped it so that it presses the cover ring body 37 with a force fit onto the outer circumference of the feed pipe 23 that is pushed in further.
  • a type of tension ring 58 similar to a tensionable hose clamp
  • the Fig. 5 and 6th illustrate that reinforcement elements made of plastic, in particular the inner drum, can be provided locally.
  • these reinforcing elements are designed as sleeves 76, 77, 78.
  • These sleeves lie protectively radially between each one of the sealing arrangements 40, 41, 42 and the associated inner pipe / pipe section / pipe socket 23, 29, 45 and reinforce them.
  • one or more of the sleeves can themselves also form a section of a pipe / pipe section / pipe extension 23, 29, 45.
  • a sleeve 23a forms an axial end of the inlet pipe 23.
  • the sealing arrangement 40 is arranged radially on the outside of the sleeve 23a.
  • the sleeves 23a, 76, 77, 78 can be designed to be insulating or heat-conducting, depending on the requirements. They are preferably also made of plastic (preferably a high temperature resistant and preferably high strength Plastic). However, it is also conceivable and preferred to manufacture them in a different way, for example from other materials, including plastic composite materials or other composite materials. Reinforcement elements made in particular of glass, metal, plastic-to-metal compounds (e.g. plastic with metal fabric to dissipate heat) are conceivable. These are possibly separated during recycling or disposal.
  • the sleeves 23a, 76, 77, 78 heat up less than the rest of the pipe / pipe section / pipe socket 23, 29, 45 due to the choice of material made of metal. In this case, it is particularly advantageous if the sleeve virtually alone forms a pipe section of the pipe / pipe section / pipe extension 23, 29, 45.
  • the sleeve - for example 23a - itself forms a section, in particular one end of a pipe, it is expedient to connect this firmly to the rest of the pipe / pipe section / pipe socket 23, 29, 45, preferably inseparably. In the latter case, it is advisable to glue the sleeve to the remaining pipe / pipe section / pipe socket 23, 29, 45 or to place it in the appropriate mold when the plastic pipe is injection-molded, so that an intimate connection, in particular between Metal and plastic is created.
  • the sleeve 23a, 76, 77, 78 and the pipe / pipe section / pipe socket 23, 29, 45 can also overlap or engage in one another in sections ( Fig. 7 ).
  • the sleeve made of metal, the sleeve has a relatively high heat absorption capacity, so that it does not heat up too much, in particular when the drum is started up to operating speed. This in turn protects temperature-sensitive elements, in particular the mechanical seals arranged in their area, which are preferably adjacent to them.
  • Fig. 6 have one or more of the sleeves 76, 77, 78 - here on the inner peripheral edge - one or more grooves, in particular annular grooves 79, or one or more chambers, which is reduced by the formation of air chambers it contributes to heat conduction and therefore protects the adjacent elements, especially seals.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Zentrifugal-Separatoren zur Realisierung eines kontinuierlichen Betriebs sind seit langem bekannt, so in einer Ausgestaltung als Düsenseparatoren aus der JP 62 - 117649 A . Neben Düsenseparatoren sind solche mit Feststoffaustragsöffnungen bekannt, denen ein hydraulisch betätigbarer Kolbenschieber zugeordnet ist, mit dem die Feststoffaustragsöffnungen verschlossen und freigegeben werden können. Einen Separator ohne Feststoffaustrag in einer Ausbildung als Trenner zeigt die US 2,017,734 . Einen Separator mit miteinander verschraubten, massiven Trommelunter- und Trommeloberteilen zeigt ferner die US 2,286,354 .
  • Aus der US 3,012,710 ist ein Separator mit einer doppelt konischen Trommel mit einem konischen Oberteil und einem konischen Trommelunterteil bekannt, wobei das Trommeloberteil und das Trommeloberteil miteinander verschraubt sind.
  • Aus der US 5,637,217 ist ein Separator mit einer Trommel mit einem Oberteil und einem Trommelunterteil bekannt, wobei die Trommel einen wechselbaren Einsatz mit Trenntellern aufweist.
  • Die FR 971 978 A offenbart eine Trommel mit einer innenliegenden Auskleidung.
  • Aus der WO 2014/000829 A1 ist zudem ein gattungsgemäßer Separator zur Trennung eines fließfähigen Produktes in verschiedene Phasen oder zur Klärung eines Produktes bekannt, der eine drehbare Trommel mit einem Trommelunterteil und einem Trommeloberteil aufweist und ein in der Trommel angeordnetes Mittel zum Klären, wobei eines, mehrere oder sämtliche folgender Elemente aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen: das Trommelunterteil, das Trommeloberteil, das Mittel zum Klären. Derart ist es möglich, einen Teil der Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel - vorzugsweise nebst den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung auszulegen, was insbesondere in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte wie Fermentationsbrühen oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchgeführt werden muss sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht werden kann. Gerade aus hygienischer Sicht ist dieser Separator damit sehr vorteilhaft.
  • Wünschenswert ist daher- und dies ist die Aufgabe der Erfindung - eine weitere Verbesserung der Laufeigenschaften und auch der Handhabbarkeit der gattungsgemäßen Konstruktion.
  • Die Erfindung löst diese Probleme durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ist zunächst vorgesehen, dass die Trommel eine Außenstützvorrichtung und eine innerhalb der Stützvorrichtung angeordnete Trommel - Innentrommel genannt - aufweist. Es ist ferner ein Mittel zur Klärung (bzw. zur Optimierung der Klärwirkung) des im Zentrifugalfeld zu verarbeitenden Produktes in der Innentrommel angeordnet.
  • Derart wird auf einfache Weise das Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der Trommel, deutlich verbessert, da die Außenstützvorrichtung das System stabilisiert. Da diese Stützvorrichtung relativ zur Trommelwandung, welche den Trommelinnenraum begrenzt, radial außen liegt, wird die eigentliche, den Schleuderraum begrenzende Trommel nachfolgend "Innentrommel" genannt.
  • Nach einer Variante ist die Außenstützvorrichtung als Außenring ausgebildet, welcher die Innentrommel axial abschnittsweise umgibt. Ein solcher Ring nach Art einer "Bandage" stabilisiert die Konstruktion am Außenumfang. Der wenigstens eine stabilisierende Ring (oder die mehreren Ringe) besteht bevorzugt aus Metall, kann aber auch aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff gefertigt sein. Es ist auch denkbar, eine Kontur, beispielsweise eine axial in einer Richtung offene ringartige Tasche, am Außenumfang der Innentrommel vorzusehen, in welche der Stabilisierungsring eingelegt ist.
  • Es ist weiter nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorteilhaft, wenn die Außenstützvorrichtung als umfangsgeschlossener Außenring ausgebildet ist, welcher die Innentrommel axial abschnittsweise umgibt.
  • Nach einer anderen Variante ist die Außenstützvorrichtung als Außentrommel ausgebildet, welche die Innentrommel ganz oder abschnittsweise umgibt. Besonders auf diese Art wird auf einfache Weise das Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der Trommel, deutlich verbessert, da die Außentrommel das System dynamisch und mechanisch stabilisiert. Es können sowohl Durchbiegungen des rotierenden Systems in radialer Richtung zur Drehachse D als auch die Neigung zur Unwuchtbildung deutlich verringert werden. Sowohl die Innentrommel, aber auch die Stützkonstruktion können - müssen aber nicht - relativ dünnwandig ausgelegt werden. Insbesondere die vorzugsweise nach Verarbeitung einer Produktcharge zu wechselnde Innentrommel kann hierdurch sehr materialsparend gefertigt sein.
  • Dennoch bleibt es möglich, die Vorteile des Materials "Kunststoff" oder "Kunststoffverbundwerkstoff" zu nutzen, denn es ist weiterhin möglich, einen Teil der Trommel - die Innentrommel und vorzugsweise deren Bestandteile - insbesondere mitsamt den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung auszulegen, so dass nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen und sanitären Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Dieses Austauschen gestaltet sich als deshalb besonders einfach, da die Außentrommel, welche vorzugsweise wiederverwendet wird, keiner großen Reinigung bedarf, da sie mit dem zu verarbeitenden Produkt vorzugsweise überhaupt nicht in Berührung kommt. Sie muss daher nicht bei jedem Wechsel der Innentrommel oder nur relativ kurz gereinigt und/oder desinfiziert werden.
  • Auch der Wechsel der Innentrommel und deren Montage, Demontage und sonstige Handhabung können auf einfache Weise durchgeführt werden, denn da eine stabile Außentrommelkonstruktion vorhanden ist, in welche die Innentrommel nur eingesetzt werden muss, ist es möglich, die Antriebsverbindung zu einem Elektromotor nur an der Außentrommel vorzusehen, so dass die Innentrommel bei einem Wechsel nur aus der Außentrommel herausgenommen und eine andere Innentrommel wieder in diese eingesetzt werden muss, ohne dass hierzu viele komplizierte Montageschritte wie das Herstellen einer Antriebsverbindung zur Antriebswelle nötig sind.
  • Dabei kann die Außentrommel die Innentrommel vollständig umgeben. Es ergibt sich aber auch bereits eine gute Stabilisierung des rotierenden Systems, wenn die Außentrommel die Innentrommel axial lediglich abschnittsweise umgibt, vorzugsweise über jedenfalls 50% der axialen Länge der Innentrommel oder mehr.
  • Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel axial aus der Außentrommel vorsteht, was es vereinfacht, den Zulauf- und Ablaufbereich der Innentrommel klar von der Außentrommel zu trennen und zu beabstanden.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Innentrommel und die Außentrommel aus verschiedenen Materialien bestehen, da derart für beide Elemente Außentrommel und Innentrommel jeweils die optimalen Materialien gewählt werden können. Bevorzugt besteht die Innentrommel aus einem wiederum vorzugsweise relativ dünnwandigen Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff, so dass sie leicht entsorgt werden kann und die wiederverwendbare Außentrommel aus Metall, insbesondere aus Stahl, so dass ihre Laufeigenschaften besonders gut optimierbar sind.
  • Vorteilhaft ist daran auch, dass bei Einsatz einer metallischen Außentrommel und einer Innentrommel aus Kunststoff das Gewicht der Außentrommel das der Innentrommel deutlich übertreffen kann, so dass das Drehverhalten im Wesentlichen von der Außentrommel bestimmt wird. Vorzugsweise ist dazu das Gewicht der rotierenden Teile der metallischen Außentrommel mehr als doppelt so groß, insbesondere mehr als viermal so groß wie das Gewicht der rotierenden Teile aus Kunststoff bzw. als das Gewicht der leeren Innentrommel. Durch die Außentrommel ist es auch möglich, die Innentrommel besonders dünnwandig auszugestalten, da sie durch die Außentrommel stabilisiert wird.
  • Um die Innentrommel in die Außentrommel gut und einfach einsetzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Außentrommel ein Außentrommelunterteil und ein von diesem lösbares Außentrommeloberteil aufweist. Hingegen ist es im Wesentlichen aus Fertigungsgründen vorteilhaft, wenn die Innentrommel ein Innentrommelunterteil und ein hiermit vormontierbares bzw. vormontiertes Innentrommeloberteil aufweist. Denn es ist notwendig, in der Innentrommel bei der Herstellung verschiedene Elemente wie das Mittel zum Klären, ein Zulaufrohr und dgl. zu platzieren, was durch die Trennung in Oberteil und Unterteil vereinfacht wird.
  • Besonders einfach ist die Montage der Innentrommel in der Außentrommel, wenn das Außentrommeloberteil nach Art eines Ringes ausgebildet ist, der mit dem Außentrommelunterteil verschraubt ist und der axial nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass das Innentrommeloberteil axial aus ihm vorsteht. Das Außentrommelunterteil und das Außentrommeloberteil können auch auf andere Weise verbunden sein. Eine vorteilhafte Variante ist eine Verbindung mit Schraubbolzen. Denkbar ist auch ein Bajonett als Verbindungsmittel. Vorteilhaft ist schließlich, das Außentrommeloberteil und das Außentrommelunterteil mit einem Verschlussring miteinander zu verbinden bzw. relativ zueinander zu fixieren. Dazu wird vorzugsweise ein unterer Rand des Außentrommeloberteils in das Außentrommelunterteil eingesetzt, wo er auf einem Bund aufliegen kann. Sodann wird ein Ring mit Außengewinde von oben in ein Innengewinde des Außentrommelunterteils eingeschraubt, welcher das Außentrommeloberteil am Außentrommelunterteil fixiert.
  • Um eine sichere Rotation möglichst ohne Schlupf zwischen der Innentrommel und der Außentrommel zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel und die Außentrommel kraft- und/oder formschlüssig drehfest miteinander verbunden sind.
  • Aus Gründen der Hygiene ist es ferner vorteilhaft, wenn ein Zulaufsystem und ein Ablaufsystem der Trommel ausschließlich an der Innentrommel ausgebildet sind, so dass die Außentrommel im Betrieb nicht mit dem zu verarbeitenden Produkt in Berührung kommt. Erfindungsgemäß werden das Zulaufsystem und das Ablaufsystem in abgedichteter Bauart an der Innentrommel ausgebildet.
  • In weiterer Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn das Zulaufsystem und das Ablaufsystem einen Abdeckringkörper aufweisen, der als im Betrieb sich nicht mit der Trommel drehendes Teil ausgebildet ist und wenn das Zulaufsystem ein Zulaufrohr aufweist, das als sich mit der Trommel rotierendes Element ausgebildet ist. Der Abdeckringkörper wird dazu vorzugsweise drehfest mit einem Widerlager des Separators außerhalb der Trommel verbunden.
  • Hierdurch wird der Übergang des Produktes in das rotierende System bereits am Einlauf des Zulaufrohres realisiert, was den Aufbau der Innentrommel vereinfacht. Das Ableitsystem ist vorzugweise zentripetalpumpenfrei ausgebildet. Aus rotierenden Kanälen zwischen Rohrenden//-abschnitten fließen die abzuleitenden Phasen in Ringräume im nicht rotierenden Abdeckringkörper und von dort in nicht rotierende Ableitungen und nachgeordnete Tanks oder dgl.
  • Denkbar ist es aber nach einer weniger bevorzugten, da konstruktiv aufwendigeren, Variante auch, das Ablaufsystem mit Hilfe von einem oder mehreren Greifern aus Kunststoff zu realisieren, die nach Art von Zentripetalpumpen die eine oder mehreren im Zentrifugalfeld getrennten Phasen aus der Trommel leiten.
  • Nach einer Weiterbildung sind zumindest eines oder mehrere der Rohrelemente der Trommel in dem Ringkörper axial verschieblich und es ist eine Einrichtung zur lösbaren Fixierung des Rohrelementes in einer axialen Stellung im Ringkörper vorgesehen. Damit wird die Konstruktion in einfacher Weise für den Transport stabilisiert und kann sich nicht lösen. Erst am Montageort wird diese Sicherung gelöst, damit sich diese Elemente relativ zueinander drehen können. Diese Konstruktion ist bei einer Innentrommel sinnvoll aber auch bei einer Trommel ohne Innentrommel, beispielsweise nach Art der WO 2014/000829 A1 .
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn die Transportsicherung beim Ausbauen der Trommel genutzt wird. Hierzu wird die Transportsicherung nach/beim Ausbauen der Innentrommel wieder aktiviert, damit sie einfacher ausgebaut und entsorgt werden kann. Leitungsenden können dabei wieder geschlossen werden (z.B. klebend oder klemmend oder rastend).
  • Insgesamt ist es aus Handhabungsgründen besonders vorteilhaft, wenn die Innentrommel, insbesondere die gesamte Innentrommel, nebst dem Zu- und Ablaufsystem als wechselbares vormontiertes Modul ausgelegt ist. Vorzugsweise besteht dieses Modul ganz oder jedenfalls überwiegend (d.h. insbesondere zu mehr als 70%, insbesondere mehr als 80% des Gewichtes des Moduls) aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff. Es ist auch denkbar, begrenzt lokal Verstärkungen, z.B. aus Metall oder Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material, im Bereich der Innentrommel vorzusehen.
  • Die eigentliche Innentrommel ist als sich rund um die Drehachse der Trommel erstreckende umfangsgeschlossene Trommel ausgebildet, die vorzugsweise eine selbsttragende Einheit bildet. Diese selbsttragende Einheit ist so formstabil, dass sie nach einem Aufsetzen auf das Außentrommelunterteil ohne aufgesetztes Außentrommeloberteil (im Stillstand, d.h. nicht in Drehungen versetzt) ihre Form beibehält. Es handelt sich in dieser Ausgestaltung mithin nicht um eine Art nicht formstabilen Beutel oder dgl.. Die Innentrommel ist zudem vorzugsweise nicht stoffschlüssig mit der Außentrommel verbunden, d.h. es handelt sich nicht um eine Beschichtung der Außentrommel oder dgl.
  • Es soll das Außentrommeloberteil vorzugsweise eine so große zentrische Öffnung aufweisen, dass es von oben über den Abdeckringkörper mit seinen Zu- und Ableitungsstutzen und ggf. daran angebrachten Schläuchen steckbar ist, die nach der Montage lediglich noch angeschlossen werden müssen. Derart ist die Montage der Innentrommel nach dem Abnehmen des Außentrommeloberteils besonders einfach und schnell realisierbar.
  • Das Mittel zum Klären eines zu verarbeitenden Produktes von einer pro Volumenanteil mehr Feststoffe enthaltende Phase als die andere Phase ist vorzugsweise und vorteilhaft wiederum ein Trenntellerpaket aus konischen Trenntellern aus Kunststoff, kann aber beispielweise auch ein einstückiger Klär-/Abscheideeinsatz aus Kunststoff nach Art der DE 10 2008 052 630 A1 sein oder ein anderes Mittel zum Klären eines Produktes von Feststoffpartikeln wie ein Rippenkörper mit radialen Rippen oder dgl. Vorzugsweise wird die Separatortrommel dazu genutzt ein Produkt weiter aufzukonzentrieren, d.h., es wird mit dem Mittel zum Klären eine pro Volumeneinheit mehr Feststoffanteil enthaltende, aber vorzugsweise noch gerade fließfähige Phase von einer weniger Feststoffe enthaltenen Phase getrennt. Der Begriff "Mittel zum Klären" ist sofern relativ auszulegen. Er bezieht sich auch auf diese Anwendung, wobei hier das Mittel zum Klären dazu dient, das Produkt weiter aufzukonzentrieren bzw. eine aufkonzentrierte Phase zu gewinnen.
  • Insgesamt bestehen auch mit dem Konzept der Innentrommel ein Teil der und vorzugweise sogar sämtliche der produktberührenden Bereiche des rotierenden Systems aus einem Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff, insbesondere das Innentrommelunterteil und das Innentrommeloberteil und das Tellerpaket. Bevorzugt und hinsichtlich einer Einmalverwendung vorteilhaft bestehen ferner das Zulaufsystem und das Ablaufsystem ganz oder überwiegend aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff.
  • Es ist vorteilhaft, wenn sämtliche oder jedenfalls die überwiegenden sich im Betrieb drehenden Teile der Innentrommel und die Teile ihres sich nicht im Betrieb drehenden Zu- und Ablaufsystems - soweit sie mit Produkt in Berührung kommen - aus Kunststoff bestehen - und wenn insgesamt - außer ggf. vorzusehenden Dichtungen - von der Anzahl her auch nur wenige Teile, z.B. Kunststoff-Spritzgußteile, vorgesehen sind. Ergänzend können Rohrabschnitte als Hülsen aus Metall ausgebildet sein oder es können Teile der Innentrommel oder in/an der Innentrommel, insbesondere Rohrabschnitte mit einer oder mehreren Hülsen aus Metall verstärkt sein.
  • Vorzugsweise sind dies das Innentrommelunterteil, das Innentrommeloberteil, der Verteiler, das Abscheidemittel (vorzugsweise der Tellereinsatz zum Abscheiden von Feststoffen), ein Scheideteller und der Ableiter. Daneben kann es noch Dichtringe geben. Auf diese Weise wird eine funktionsfähige Zentrifugentrommel aus Kunststoff geschaffen, die aus nur sehr wenigen Bestandteilen besteht, was ihre Herstellung und ihre Montage besonders einfach macht. Die Elemente Scheideteller und Innentrommeloberteil könnten auch einstückig ausgebildet sein. In diesem Fall würde das Trommeloberteil direkt mit einem oder mehreren Kanälen versehen, durch welche wie an einem Scheideteller bzw. ähnlich dazu eine oder mehrere Phasen aus einem Bereich größeren Durchmessers in der Trommel zu deren Spitze bis zu einer Ableitung aus dem rotierenden System fließen können.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn das Innentrommelunterteil und das Innentrommeloberteil bei der Erstmontage unlösbar miteinander verbunden werden, um zu verhindern, dass versucht wird, sie zu demontieren und ggf. nach einer unzureichenden Reinigung wiederzuverwenden. Stattdessen wird die Innentrommel vollständig entsorgt oder recycelt. Hieran ist auch vorteilhaft, dass die Sterilität gewährleistet ist. Die Auslegung ist vorzugsweise derart, dass vor dem Einbau und nach dem Ausbau keine Luft von außen in die Innentrommel eindringen kann.
  • Mit dem Konzept der Innentrommel ist es wie bei der WO 2014/000829 A1 weiterhin möglich, einen Teil der Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel - vorzugsweise nebst den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung auszulegen, was insbesondere in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte wie Fermentationsbrühen oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Mit einer Reinigung verbundene hygienische Probleme werden hierdurch auf einfache Weise ausgeschlossen. Die produktberührenden Teile können ganz entsorgt oder recycelt werden. Die Entsorgung ist insbesondere auch bei gefährlichen Stoffen von Interesse. Es ist wiederum auch denkbar, bei einem Klärvorgang eines Produktes in erster Linie eine Aufkonzentration eines zu verarbeitenden Produktes durchzuführen und die Innentrommel nach der Verarbeitung einer Charge einzuschmelzen oder beispielweise in einer Säure oder dgl. aufzulösen, um den schweren Stoff als Rückstand dieses Vorgangs zu gewinnen. Durch den Einsatz von vorzugsweise dünnwandigen Kunststoffteilen können zudem die Herstellkosten relativ gering gehalten werden.
  • Es ist dabei wiederum vorteilhaft sowie besonders hygienisch, wenn die gesamte Trommel, insbesondere auch ihr Zulaufsystem und ihr Ablaufsystem, in abgedichteter Bauart ausgebildet ist/sind.
  • Vorzugsweise wird als Kunststoff ein recyclingfähiger Kunststoff verwendet, insbesondere PE (Polyethylen), PP (Polypropylen) oder TK-PEEK (insbesondere teilkristallines) Polyethereretherketon. Denkbar sind ferner u.a. (und dies ist keine abschließende Aufzählung) die Materialien PC(Polycarbonat)), MABS (Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) und PSU (Polysulfon).
  • Die aus Kunststoff gefertigten Teile könnten im Spritzgießverfahren hergestellt werden und ggf. nachbearbeitet werden, z.B. mit Bohrungen und dgl. versehen werden, wo es notwendig ist.
  • Schrauben und dgl. können auch aus Kunststoff bestehen, sie können aber, insbesondere wenn sie bei der Verarbeitung nicht vom Produkt berührt werden, auch aus einem anderen Material gefertigt sein.
  • Gerade die Innentrommel der Erfindung ist besonders laufruhig und damit als Innentrommel für eine Außentrommel gut geeignet. Hervorzuheben sind das integrierte Mittel zum Klären in der Innentrommel sowie auch die nach einer Weiterbildung vorgesehenen vorteilhaften Formschlussmittel zur überraschend sicheren und guten Drehmomentübertragung zwischen Innentrommel und Außentrommel. Denn ein rein klemmendes Mitnehmen der Innentrommel hat sich aufgrund Effekten wie Schlupf und dergleichen als weniger optimal erwiesen. Die Innentrommel ist derart gut für Einmalverwendungen - insbesondere durch Strahlung wie Gammastrahlung vorab behandelt - geeignet.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    in a) eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Separators mit einem Direktantrieb und mit geschnitten dargestelltem Gehäuse und Trommel, in b) eine detailliertere und ausschnittsvergrößerte Darstellung eines Außenumfangsbereiches einer Separatortrommel, in c) und d) alternative Ausgestaltungen des Bereiches aus a), in e) eine detailliertere und ausschnittsvergrößerte Darstellung eines Zu- und Ablaufbereiches des Separatortrommel aus Fig. 1a; und in f) eine ausschnittsvergrößerte Darstellung eines Außenumfangsbereichs einer weiteren Separatortrommel.
    Fig. 2
    einen Schnitt durch einen Zulaufbereich einer Separatortrommel;
    Fig. 3
    in a) einen Schnitt durch einen weiteren Zulaufbereich einer Separatortrommel und in b) und c) Schnitte senkrecht zur Ansicht a) einmal in einer Transportund einmal in einer Nichttransportstellung;
    Fig. 4
    einen Schnitt durch einen Zulaufbereich einer Separatortrommel; und
    Fig. 5, 6 und 7
    Schnittansichten eines Teilbereichs aus Fig. 1a in alternativen Ausgestaltungen.
  • Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Bereich eines Gehäuses 1 und einer Trommel 2 eines erfindungsgemäßen Separators, mit dem ein flüssiges Produkt im Zentrifugalfeld in zwei Phasen getrennt werden kann. Die Trommel 2 weist eine vertikale Drehachse D auf. Nachfolgend verwendete Begriffe wie "oben" oder "unten" beziehen sich auf die Orientierung von Elementen des Separators in Bezug auf diese vertikale Drehachse.
  • Das Gehäuse 1 weist einen unteren Boden 3 auf, einen Gehäusemantel 4 und eine obere Abdeckung 5. Der Boden 3 weist wiederum eine Durchführung 6 auf, die von einer drehbaren Antriebsspindel 7 durchsetzt ist. Vorzugsweise ist direkt unterhalb des Bodens 3 ein Antriebsmotor 8 angeordnet. Dieser Antriebsmotor 8 dient zum Antrieb der Antriebsspindel 7. Alternative Ausgestaltungen sind denkbar, z.B. eine solche, bei der die Antriebsspindel 7 mit einem Antriebsriemen oder dgl. angetrieben wird, wobei dann der Antriebsmotor an anderer Stelle angeordnet ist. Bevorzugt wird aber ein Direktantrieb insbesondere nach Art der Fig. 1, bei welchem die Antriebswelle des Motors direkt in vertikaler Verlängerung der Antriebsspindel 7 angeordnet ist. Dabei wird vorzugsweise auf eine eigene Lagerung der Spindelkonstruktion verzichtet, was die Konstruktion einfach und relativ preiswert realisierbar macht. Diese Konstruktion ist einfach und robust und für die leichte Trommelkonstruktion sehr gut geeignet. Die Funktion der Lagerung der Trommel übernimmt in einfacher Weise der Elektromotor bzw. dessen Rotorlagerung
  • Auf das vertikal obere Ende der Antriebsspindel 7 ist wiederum die Trommel 2 relativ zur Antriebspindel 7 unverdrehbar aufgesetzt, so dass sie von der Antriebsspindel 7 und dem Antriebsmotor 8 in Drehung versetzt werden kann.
  • Die Antriebsspindel 7 könnte im Gehäuse 1, hier im Boden 3, drehbar mit einem oder mehreren Lagern gelagert sein. Es kann aber auch auf eine solche Lagerung verzichtet. Es ist vielmehr ein Spalt 9 zwischen dem Außenumfang der Antriebsspindel und dem Innenumfang der Durchführung 6 des Bodens 3 ausgebildet. Derart kann eine Lagerung einer Antriebswelle 10 im Motorgehäuse des Antriebsmotors 8, auf welcher die Antriebsspindel 7 festgelegt ist oder an der sie in anderer Weise ausgebildet ist, in einfacher Weise auch zur Lagerung des gesamten rotierenden Systems, das aus der Trommel 2 und der Antriebsspindel 7 besteht, genutzt werden. Damit ist auch bevorzugt, dass die Antriebsspindel 7 direkt mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist und dass die Antriebsspindel 7 kein zusätzliches Drehlager - beispielsweise kein Halslager und kein Fußlager - an ihrem Außenumfang aufweist. Vorzugsweise ist auch kein Federsystem zur federnden Abstützung im Bereich der Antriebsspindel vorgesehen. Eine Dichtung 72 sorgt für eine Abdichtung des Spaltes 9. Die Dichtung 72 kann beispielsweise eine Gleitringdichtung sein oder eine andere geeignete Dichtung im Ringspalt 9 zwischen den relativ zueinander drehenden Teile 3, 7.
  • Nachfolgend sei nunmehr näher der Aufbau der Trommel 2 erläutert, der erheblich von dem Aufbau bekannter Konstruktionen abweicht.
  • Denn die Trommel 2 weist eine Außentrommel 11, die auch als Außentrommelabschnitt ausgebildet sein kann - und eine Innentrommel 12 auf.
  • Vorzugsweise bestehen der Außentrommelabschnitt bzw. die Außentrommel 11 und die Innentrommel 12 aus verschiedenen Materialien. Bevorzugt besteht die Außentrommel 11 aus Metall, insbesondere aus Stahl, und die Innentrommel 12 besteht vorzugsweise ganz oder zumindest teilweise, insbesondere überwiegend, aus einem Kunststoff- oder einem Kunststoffverbundwerkstoff.
  • Die Außentrommel 11 dient dabei als Art Halterung, in welche die Innentrommel 12 eingesetzt ist. Diese Halterung umgibt die die Innentrommel 12 in vertikaler bzw. axialer Richtung wenigstens abschnittsweise vollumfänglich bzw. fasst sie ein. Bevorzugt sind die Außentrommel 11 und die Innentrommel 12 drehfest miteinander verbunden. Dies kann insbesondere durch einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen der Außentrommel 11 und der Innentrommel 12 realisiert werden.
  • Die Außentrommel 11 weist ein Außentrommelunterteil 13 auf, das im Wesentlichen wie das Trommelunterteil bekannter Separatoren ohne eine Innentrommel ausgebildet sein kann bzw. hier ist. Das Außentrommelunterteil 13 ist drehfest auf die Antriebsspindel 7 aufgesetzt und weist vorzugsweise innen eine einfach oder hier bevorzugt doppeltkonische Innenform auf, was an der Separatortrommel zu einem guten Dreh- und Trennverhalten führt. Die Außentrommel 11 weist ferner vorzugsweise ein Außentrommeloberteil 14 auf. Vorzugsweise weisen das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil 14 korrespondierende Gewinde 71 auf, in deren Bereich sie direkt miteinander verschraubt sind. Hier ist das Gewinde des Außentrommelunterteilabschnitts als Innengwinde des Trommelunterteils und das Gewinde des Außentrommeloberteils 14 als korrespondierendes Außengewinde ausgebildet.
  • Das Außentrommeloberteil 14 ist ebenfalls konisch ausgebildet. Es ist ferner als Ring ausgebildet, der unten drehfest mit dem Außentrommelunterteil 13 verbunden ist und der nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass die Innentrommel 12 vertikal bzw. axial nach oben hin aus der Außentrommel, hier aus dem Außentrommeloberteil 14, vorsteht. Bevorzugt erstreckt sich das Außentrommeloberteil 14 nur bis in den konischen Abschnitt des Innentrommeloberteils 17, so dass letzteres noch mit einem Teil seines konischen Bereichs (vorzugsweise mit mehr als 20% der vertikalen Länge dieses Bereichs) aus dem Außentrommeloberteil 14 vertikal nach oben vorsteht. Es hat sich gezeigt, dass dies bereits zu einem sehr guten Drehverhalten führt. Das Außentrommeloberteil kann derart auf einen konischen Ring reduziert werden.
  • Da das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil 14 vorzugsweise aus Metall, insbesondere Stahl, bestehen und vorzugsweise wenigstens das Trommelunterteil wie das einer Separatortrommel ohne Innentrommel 12 ausgebildet ist, können sie weitgehend die Laufruhe und Stabilität und Sicherheit einer bekannten modernen Separatortrommel aus Metall bieten. Da die Außentrommel 11 die Innentrommel 12 abschnittsweise oder ganz außen umgibt, stabilisiert die Außentrommel die Innentrommel. Insbesondere trägt die Außentrommel 11 vorteilhaft dazu bei, die Laufeigenschaften der gesamten Trommel 2 im Betrieb bei hoher Drehzahl zu optimieren. Zudem kann die Wandstärke der Innentrommel 12 auch sehr viel dünner gewählt werden als die einer allein aus Kunststoff bestehenden Separatortrommel ohne Außentrommel 11, wie in der WO 2014/000829 A1 vorgeschlagen.
  • Die Innentrommel 12 begrenzt dagegen nach außen hin den eigentlichen Separier- bzw. Schleuderraum 15 zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes.
  • Die Innentrommel 12 ist bzgl. ihrer Formgebung derart ausgestaltet, dass sie vorzugsweise weitgehend formschlüssig unmittelbar am Innenumfang der Außentrommel anliegt.
  • Die Innentrommel 11 weist ein Innentrommelunterteil 16 und ein Innentrommeloberteil 17auf. Vorzugsweise sind das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17 jeweils konisch ausgebildet, so dass ein doppeltkonischer Körper ausgebildet wird. Die Teile 16 und 17 bestehen aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff und sind miteinander flüssigkeitsdicht verbunden, insbesondere in oberen (Innentrommelunterteil 16) und unteren (Innentrommeloberteil 17) Flanschbereichen 18, 19 (siehe Fig. 1b).
  • Vorzugsweise ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Innentrommelunterteil 16 und dem Innentrommeloberteil 17 und ggf. weiterer Elemente der Innentrommel 12 vorgesehen, die im Sinne dieser Schrift beispielsweise durch ein Verschmelzen aber auch durch ein Verkleben erreicht werden kann.
  • Es sind auch andere Arten der Verbindung denkbar, so ein Bajonettverschluss zwischen den zu verbindenden Elementen Innentrommelunterteil 16 und Innentrommeloberteil 17. Die Fig. 1c und 1d veranschaulichen jeweils verschiedene Verbindungsvarianten zwischen den zu verbindenden Elementen Innentrommelunterteil 16 und Innentrommeloberteil 17, bei welchen diese über eine Rastverbindung miteinander verbunden sind.
  • Hierzu ist/sind entweder am Innentrommeloberteil 17 (Fig. 1c) oder am Innentrommelunterteil 16 (Fig. 1d) eine oder mehrere erste und zweite Rastmittel 60, 63 vorgesehen, die zum Zusammenwirken mit einer korrespondierenden Rastkante oder -kontur am anderen Innentrommelteil vorgesehen sind. Die ersten Rastmittel 60 können als einer oder mehrere sich axial am Außenumfang des Innentrommeloberteils 17 ausbildete, sich axial in Richtung des Innentrommelunterteils erstreckende(r) Stege 61 mit einer radial nach innen vorragenden Rastkontur 62 ausgebildet sein, welche das Innentrommelunterteil 16 am Außenumfangsrand - der somit das Gegenrastmittel bildet - untergreift. Alternativ können die Stege 61 mit einer radial nach innen vorragenden Rastkontur 62 am Innentrommelunterteil 16 ausgebildet sein und das Innentrommeloberteil 17 am Außenumfangsrand - der somit das Gegenrastmittel 63 bildet - übergreifen.
  • Es sind auch andere Verbindungsvarianten zwischen dem Innentrommelunterteil 16 und dem Innentrommeloberteil 17 vorteilhaft realisierbar, so Schraubverbindungen mit Kunststoffschrauben und -muttern oder dgl. (hier nicht dargestellt). Es ist auch eine zweckmäßige Verbindung, wenn das Innentrommelunterteil und das Innentrommeloberteil an ihrem Außenumfang mit einer oder mehreren Klammern zusammengeklammert sind (hier nicht dargestellt). Diese Arten von Verbindungen zwischen den Innentrommelteilen 16, 17 sind einfach handhabbar, kostengünstig realisierbar und dennoch sehr funktionssicher.
  • Zwischen Flanschbereichen 18, 19 zwischen dem Innentrommelunterteil 16 und dem Innentrommeloberteil 17 kann axial wenigstens ein vorzugsweise umlaufender Dichtring 64 angeordnet sein, um die Dichtigkeit der (Kunststoff-)Innentrommel zu gewährleisten (Fig. 1c und 1f).
  • Dieser Dichtring 64 kann ein separat eingelegter Dichtring sein oder als Dichtringstreifen ausgelegt sein, der an einen oder beide der Flanschbereiche angespritzt ist.
  • Nach Fig. 1f weisen das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17 jeweils im Bereich ihres größten Außenumfangs nach oben (Innentrommelunterteil16) bzw. unten (Innentrommeloberteil 17) offene und im Querschnitt U-förmige Rinnen 82, 83 auf, die im montierten Zustand der Innentrommel 12 ineinander greifen und einen im Querschnitt umfangsgeschlossenen Ringraum 84 ausbilden. Dabei ist der Dichtring 64 in dem Ringraum 84 angeordnet. Bei Drehungen legt er sich radial nach außen und weitet sich, so dass der Ringraum bzw. das Innere der Innentrommel 12 gut abgedichtet wird. Ergänzend kann eine Verriegelung wie eine Verrastung zwischen dem Innentrommelunterteil 16 und dem Innentrommeloberteil 17 ausgebildet sein. Das Außentrommelunterteil 13 erstreckt sich in Fig. 1f vorteilhaft vertikal so weit nach oben, dass es die Innentrommel im Bereich der Rinnen 82, 83 radial außen stabilisiert.
  • In Fig. 1f ist im Übrigen das Innentrommeloberteil 17 mit einem gestuften Verschlussring 85 am Innentrommelunterteil festgeschraubt, wobei zwischen dem Verschlussring 85 und dem Innentrommelunterteil 17 korrespondierende Gewinde 86 ausgebildet sind, und wobei der Verschlussring 85 das Innentrommeloberteil 17 gegen das Innentrommelunterteil 16 drückt. Auch derart wird eine sehr gute Dichtwirkung unterstützt.
  • An einen hier unteren Abschnitt 20 des Innentrommelunterteils 16 schließt sich axial nach oben hin als separates Teil oder als einstückig mit dem Innentrommelunterteil verbundener, die Drehachse D koaxial umgebender Verteiler, insbesondere Verteileransatz 21 (siehe wieder Fig. 1a) an, der einen vollständigen Verteiler zum Einleiten des Schleudergutes in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum 15 und zur Beschleunigung des Schleudergutes in Umfangsrichtung bei Drehungen der Trommel 2 ausbildet.
  • In dem Verteileransatz 21 ist im oberen Bereich beispielsweise eine sacklochartige Bohrung ausgebildet, in die ein Zulaufrohr 23 mündet. Das Zulaufrohr 23 kann auch direkt an den Verteileransatz angeformt sein bzw. in anderer Weise direkt mit diesem einstückig ausgebildet sein. Das Zulaufrohr 23 und der Verteileransatz 21 bilden ein vorzugsweise vorteilhaft gegen die Umgebung abgedichtet ausgelegtes Zulaufsystem. Das Zulaufrohr 23 steht vorzugweise nach oben hin aus dem Innentrommeloberteil 17 axial vor und dreht sich im Betrieb mit der Trommel 2.
  • Der Verteileransatz 21 mündet am unteren Ende in einen oder mehrere Verteilerkanäle 24, die schräg zur Drehachse ausgebildet sind und hier ebenfalls schräg in den eigentlichen Schleuderraum 15 münden.
  • Im Schleuderraum 15 sind Abscheidemittel bzw. Mittel zur Klärung wie insbesondere ein einteiliges oder vorzugsweise mehrteiliges Tellerpaket 25 angeordnet, dass als ein Stapel aus axial beabstandeten Trenntellern 26 ausgebildet ist, welche eine konische Grundform aufweisen und welche vorzugsweise verdrehsicher auf den Verteileransatz 21 aufgesetzt sind. Die Abscheidemittel zur Klärung könnten auch in andere Form ausgebildet sein, so als Rippenkörper mit radialen oder bogenförmigen Rippen. Die Trennteller 26 weisen gleiche oder verschiedene Radien auf.
  • Der Verteileransatz bzw. Verteiler 21 kann auch einstückig mit dem Mittel zur Klärung ausgebildet sein, wenn dies als Kläreinsatz aus Kunststoff mit Klärkammern nach Art der DE 10 2008 052 630 A1 ausgebildet ist. Ein in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum 15 eingeleitetes Produkt wird in der Trommel 2 in verschiedene, vorzugsweise zwei, Produktphasen unterschiedlicher Dichte getrennt.
  • Zur Ableitung der verschiedenen Produktphasen aus der Trommel 2 dient ein Ablaufsystem mit zwei oder mehr Ablaufbereichen.
  • So fließt eine leichtere Flüssigkeitsphase radial nach innen und wird dort (siehe Fig. 1a und e) in einem Kanal 27 außen am Verteileransatz 21 axial nach oben in einen Ringkanal 28 geleitet, der zwischen dem Außenumfang des Zulaufrohrs 23 und einem Rohrstück 29 größeren Durchmessers ausgebildet ist, welches ebenfalls von oben in das Innentrommeloberteil 17 ragt.
  • Unten ist an dieses Rohrstück 29 ein konischer Teller angesetzt, insbesondere angeklebt, oder angeformt, der nach Art eines oberen Scheidetellers 30 oberhalb des Trenntellerpaktes angeordnet ist, wobei er zum Trommeloberteil beabstandet ist, so dass zwischen dem Trommeloberteil und dem Scheideteller ein Spalt ausgebildet ist. Am unteren Ende ist hier ein flanschartiger Umfangsrand 31 (siehe Fig. 1b) zwischen die Flanschbereiche 18, und 19 des Innentrommelunterteils 16 und des Innentrommeloberteils 17 gesetzt und dort vorzugsweise fest mit diesen verklebt, was die Anordnung des Scheidetellers 30 stabilisiert und auch der gesamten Konstruktion zusätzliche Festigkeit verleiht.
  • Eine schwerere Flüssigkeitsphase (oder eine noch gerade ableitbare, insbesondere gerade noch etwas fließfähige Feststoffphase) wird vom Bereich des größten Innenumfangs des Trommelinnenraums durch eine oder mehrere Bohrungen 32 im radial äußeren Bereich des Scheidetellers in den als Kanal fungierenden Spalt 33 zwischen dem Innentrommeloberteil 17 und dem Scheideteller 30 geleitet, und zwar vorzugsweise bis in einen zweiten Ringkanal 34 - oder in einen oder mehrere Kanä-1e, die vorzugsweise durch Rippen beabstandet sind, - zwischen dem das Zulaufrohr umgebenden Rohrstück 29 und einem axialen Rohransatz 45 des Innentrommeloberteils 17.
  • Die schwerere und die leichtere Flüssigkeitsphase fließen aus den Ringkanälen 28, 34 nach oben hin jeweils in axial übereinander angeordnete Ringräume 35, 36 in einem Abdeckringkörper 37, der nicht drehbar (in noch näher zu erläuternder Weise) an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Vorteilhaft ist, dass derart auf radial aus der Trommel führende Düsen oder dgl. zur Feststoffableitung verzichtet wird, so dass kein Kontakt zwischen dem inneren der Trommel und der Trommelumgebung im Behältnis gegeben ist.
  • Der Abdeckringkörper 37 ist vorzugsweise gestuft ausgebildet und weist in seinem vertikal obersten Bereich einen Anschlussstutzen 38 als Anschlussmöglichkeit für eine Zulaufleitung 75 auf (die aber in Fig. 2 zu erkennen und weiter unten noch näher erläutert wird). Ausgehend von dem Anschlussstutzen 38 weitet sich der Abdeckringkörper 37 stufenweise auf. Der innen hohle Anschlussstutzen 38 mündet in einen axial obersten Ringraum 39 am Innenumfang des Abdeckringkörpers 37, in welchen sich axial von unten das obere Ende des Zulaufrohrs 23 erstreckt, welches sich im Betrieb der Zentrifuge mit der Trommel dreht und welches zwar in den Ringraum 39 mündet, aber an jeder Stelle des Ringraumes 39 zum Abdeckringkörper 37 beabstandet liegt. Derart erfolgt in einfacher Weise die Überleitung des zulaufenden und zu verarbeitenden Schleudergutes in das rotierende System. Nach unten hin wird jeder der Ringräume 39, 35, 36 vorzugsweise jeweils von einer Dichtungsanordnung 40, 41, 42 auf einer oder mehreren (hier zwei) Dichtringen begrenzt, die zwischen dem Außenumfang des Zulaufrohres 23 und dem Innenwand des Ringraums angeordnet sind. Als Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 sind vorzugsweise jeweils zwei axial zueinander beabstandete Dichtringe insbesondere nach Art von Gleitringdichtungen vorgesehen.
  • Unterhalb der obersten Dichtanordnung 40 weitet sich der Abdeckringkörper 37 an einer nächsten Stufung weiter auf. Zwischen dem Zulaufrohr 23 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist hier unterhalb der obersten Dichtungsanordnung 40 und oberhalb der mittleren Dichtungsanordnung 41 der mittlere Ringraum 36 zwischen dem Außenumfang des Zulaufrohrs 23 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ausgebildet. Dieser dient zur Ableitung der leichten Flüssigkeitsphase. Dazu kann ein weiterer Anschlussstutzen 43 am Abdeckringkörper 37 ausgebildet sein, der sich vorzugsweise radial oder schräg vom übrigen Abdeckringkörper 37 weg erstreckt. Das Rohrende, welches sich an den Scheideteller 30 anschließt, mündet von unten her in diesen Ringraum 36. Zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist die mittlere Dichtungsanordnung 41 angeordnet.
  • Unterhalb der mittleren Dichtanordnung 41 weitet sich der Abdeckringkörper 37 an einer nächsten Stufung wiederum weiter auf. Zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist hier unterhalb der mittleren Dichtungsanordnung 41 und oberhalb der unteren Dichtungsanordnung 42 der Ringraum 35 zwischen dem Außenumfang des Rohrstücks 29 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ausgebildet. Dieser untere Ringraum 35 dient zur Ableitung einer relativ zur leichteren schwereren Flüssigkeitsphase aus dem rotierenden System.
  • Dazu kann ein weiterer Anschlussstutzen 44 am Abdeckringkörper 37 ausgebildet sein, der sich (hier schräg)vorzugsweise radial vom übrigen Abdeckringkörper 37 weg erstreckt. Zwischen dem Außenumfang des Rohransatzes 45 des Innentrommeloberteils 17 und dem Innenumfang des Abdeckringkörpers 37 ist die untere Dichtungsanordnung 42 angeordnet.
  • An den Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 können Leckagekammern 80 ausgebildet sein, aus welche Leckagefluid durch Anschlussstutzen 81 aus dem rotierenden System strömen kann, wobei an die Anschlussstutzen 81 wiederum Leitungen und/oder Leckagebehälter angeschlossen werden).
  • Unterhalb der Dichtungsanordnung 42 weitet sich der Ringkörper 37 weiter auf. Er ist mittels Befestigungsmitteln an seinem unteren Umfangsrand an einer oberen Öffnung des Gehäuses festgelegt, welche der Ringkörper sowie der Rohransatz 45 sowie die innen im Rohransatz diesen durchsetzenden Elemente durchsetzen. Dies Festlegen kann beispielsweise mittels umfangsverteilten Schrauben 22 erfolgen, die an dem Gehäuse 1 (vorzugsweise an der Abdeckung 5) festgeschraubt sind. Der Ringkörper 37 kann hierzu entsprechende Gewinde-Schraubaufnahmen 73 aufweisen.
  • Um die Innentrommel und die Außentrommel 12, 11 auf einfache Weise drehfest aber lösbar im Stillstand miteinander zu verbinden, kann vorgesehen sein, dass die Innentrommel 12 form- und/oder kraftschlüssig mit der Außentrommel 11 verbunden ist.
  • Auf einfache Weise kann eine kraftschlüssige Verbindung dadurch realisiert werden, dass die Flanschbereiche 18 und 19 sowie der Außenrand 31 des Scheidetellers 30 sich bis in den Verschraubungsbereich zwischen dem Außentrommelunterteil und dem Außentrommeloberteil erstrecken, wo sie jeweils an Stufungen dieser Teile anliegen und beim Verschrauben des Trommeloberteils im Trommelunterteils zwischen diesen schraubend eingespannt werden (Fig. 1b).
  • Ergänzend können Formschlussmittel wie Rippen 87 (und/oder Nuten) am Außenumfang der Innentrommel und entsprechende Nuten 88 (und(oder Rippen) am Innenumfang der Außentrommel 11 vorgesehen sein, welche ineinander greifen und derart die beiden Elemente Innentrommel 12 und Außentrommel 11 drehfest verbinden (Fig. 1a).
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn eine oder mehrere der Rippen 87 außen (an der Außenfläche bzw. dem Außenmantel der Außentrommel) vorzugsweise umfangsverteilt am Innentrommelunterteil 16 und korrespondierend eine oder mehrere der Nuten 88 außen (an der Innenfläche zur Innentrommel gewandt) umfangsverteilt am Außentrommelunterteil 13 ausgebildet sind. Das Außentrommelunterteil 13 ist hier vorteilhaft doppeltkonisch ausgebildet und weist einen inneren konischen Bereich 13a und einem entgegengesetzt ausgerichteten äußeren konischen Bereich 13b auf. Das Innentrommelunterteil 16 weist eine entsprechende doppeltkonische Form mit einem inneren konischen Bereich 16a und einem äußeren konischen Bereich 16b auf. Das oder die Formschlussmittel, insbesondere Rippen 87, ist/sind vorzugsweise außen an dem inneren konischen Bereich 16a des Innentrommelunterteils 16 ausgebildet bzw. stehen von diesem vor und das oder die korrespondierenden Formschlussmittel, insbesondere Nuten/Ausnehmungen 88 ist/sind korrespondierend an dem inneren konischen Bereich 13a des Innentrommeloberteils 13 an dessen Innenfläche ausgebildet. Gerade die Anordnung in einem/diesem Bereich nahe zur Antriebsspindel 7 ermöglicht eine sehr gute und eine sehr hohe Laufruhe garantierende Drehmomentübertragung von der Außentrommel zur Innentrommel. Eine Drehmomentübertragung in anderen Bereichen außen an Innen- und Außentrommel ist aber auch denkbar.
  • Im Betrieb wird sich zudem die Innentrommel 12 sich radial aufweitend an den Innenumfang der Außentrommel 11 legen, was die Drehmomentübertragung und rotierende Mitnahme der Innentrommel 12 durch die angetriebene Außentrommel 11 verbessert. Alternativ wäre es auch denkbar, die Teile der Außentrommel auf andere Weise miteinander lösbar zu verbinden, so mit Schraubbolzen oder dgl. oder mittels eines Bajonettes.
  • Derart besteht ein Teil der oder es bestehen vorzugsweise sogar sämtliche der produktberührenden Bereiche des rotierenden Systems aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff, insbesondere das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17. Bevorzugt bestehen ferner die Trennteller 26 aus Kunststoff sowie auch sämtliche oder nahezu sämtliche der produktberührenden Bereiche des Zulaufsystems und der Ablaufsystems, auch soweit diese im Betrieb nicht rotieren. Derart kann die Innentrommel 12 nach dem Verarbeiten einer genügend großen Produktcharge entsorgt werden. Die vorzugsweise metallische Außentrommel 11 wird hingegen wieder verwendet. Da sie mit Produkt im Betrieb nicht in Berührung kommen kann, ist ihre Reinigung sehr einfach bzw. weniger wichtig. Durch die Außentrommel 11 kann die Innentrommel 12 recht dünnwandig ausgeführt werden. Bei einer vollständigen Entsorgung fällt entsprechend sehr wenig Kunststoffmüll an.
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführung als Zweiphasen-Trennmaschine (Trennung eines Produktes in die Phasen: "Flüssig/Flüssig"), Dreiphasenmaschinen (zur Trennung in drei Phasen) sind ebenfalls realisierbar (hier nicht dargestellt). Das Produkt ist vorzugsweise, aber nicht zwingend eine aufzukonzentrierende Fermentationsbrühe
  • Derart ist erfindungsgemäß die gesamte Innentrommel nebst dem Zu- und Ablaufsystem als wechselbares vormontiertes Modul aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff ausgelegt.
  • Dabei dient der Außentrommelabschnitt 11 im Wesentlichen als Halterung für die Innentrommel 12, welcher insbesondere die Laufeigenschaften der Innentrommel 12 verbessert.
  • Die Auslegung des Außentrommeloberteils als Ring wird im Versuch optimiert. Dabei kann bestimmt werden, bis in welchen konischen Bereich nach oben hin der ringartige Außentrommeldeckel bzw. das Außentrommeloberteil das Innentrommeloberteil umgeben muss.
  • Nachfolgend sei der Aufbau des Gehäuses 1 nochmals näher betrachtet. Das Gehäuse 1 weist den Boden 3, einen vorzugsweise zylindrischen Gehäusemantel 4 und die Abdeckung 5 auf. Lediglich im Bereich des Abdeckringkörpers 37 kommt das Gehäuse mit dem nach einem Betrieb entsorgbaren Kunststoffbereich in Berührung.
  • Der Boden 3 ist hier als separate Bodenplatte 46 ausgebildet ist. Vorzugsweise - aber nicht zwingend - ist die Bodenplatte 46 rund ausgestaltet. Auf dem Boden ist der Gehäusemantel 4 angeordnet. Hier dient ein Randbereich des Bodens als flanschartige Auflagefläche 47 für einen unteren Flanschabschnitt 48 des hier in bevorzugter Ausgestaltung zylindrischen Gehäusemantels 4. Der Gehäusemantel 4 weist ferner einen oberen Flanschabschnitt 49 auf, auf dem die Abdeckung 5 festgeschraubt ist.
  • Die Bodenplatte 36 kann zur Auflage an einem hier nicht dargestellten Widerlager wie einem Fundament oder einem Maschinengestell genutzt werden. Dazu sind ferner im Flanschabschnitt 48 Bohrungen 74 ausgebildet, an welchen der Flanschabschnitt an dem Widerlager festgelegt werden kann (beispielsweise mit hier nicht dargestellten Schrauben).
  • Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse 1 eine Ablauföffnung 59, vorzugsweise in seinem Boden 3, aufweist, durch welches ggf. Flüssigkeit - welche in dem Gehäuse beispielsweise aufgrund einer unvorhergesehenen Leckage auftritt oder welche sich aus anderem Grund dort sammeln würde, abfließen kann. An einem Anschluss der Öffnung 59 kann dazu eine Ableitung wie ein Ablaufschlauch zur Ableitung dieser Flüssigkeit in einen Behälter angeordnet werden.
  • Eine besonders kompakte Bauform wird dadurch erreicht, dass - wie bereits eingangs angesprochen - der Antriebsmotor vorzugsweise ein Elektromotor ist, der direkt in axialer Verlängerung der Antriebsspindel 7 angeordnet ist, vorzugsweise an der von der Trommel abgewandten Seite. Vorzugsweise wird die Antriebsspindel 7 direkt mit einem Bolzen axial mit der Abtriebswelle 10 verbunden. Sie ist ferner mit einem Drehmomentübertragungsmittel, vorzugsweise eine Passfeder, in Umfangsrichtung mit der Abtriebswelle des Elektromotors drehfest verbunden (hier nicht dargestellt). Das Drehmomentübertragungsmittel kann auch in anderer Form - beispielsweise als Drehmomentübertragungskontur - ausgebildet werden (hier jeweils nicht dargestellt). Am Motor 8 ist ein Klemmenkasten 75 angeordnet.
  • Die drehbare Trommel 2 kann mit einem Presssitz (z.B. in einem konischen Abschnitt) mit der Antriebsspindelkonstruktion verbunden werden oder mittels eines sonstigen Drehmomentübertragungsmittels (hier nicht dargestellt). Der Motor 8 ist hier an seiner der Spindel 7 zugewandten Seite ferner mit einem Flanschabschnitt 50 am Boden des Gehäuses 1 befestigt, beispielsweise mit Schraubbolzen angeschraubt. Am Motor 8 ist ferner ein Klemmenkasten 51 angeordnet.
  • Es seien noch vorteilhafte Möglichkeiten einer Transportsicherung des rotierenden Systems aus Kunststoff näher beschrieben. Wie vorstehend erläutert, ist es möglich, das rotierende System aus Kunststoff von Zeit zu Zeit auszutauschen. Zu diesem Zweck schafft die Erfindung auch eine Einrichtung zur zumindest axialen Sicherung des Abdeckringkörpers 37 an einem Element des rotierenden Systems des Separators der Innentrommel jedenfalls im Transportzustand, d.h. im nicht in der Außentrommel und im Gehäuse 1 montierten Zustand.
  • Da der Ringkörper als sich im Betrieb nicht drehendes Teil mit den sich im Betrieb drehenden Teilen, mit denen er Ringkammern ausbildet, lediglich über die Dichtungsanordnen 40, 41, 42 verbunden ist, bestünde ohne ein Mittel zur zumindest axialen Transportsicherung die Gefahr, dass sich der Abdeckringkörper 37 axial lösen könnte. Im Betrieb besteht diese dagegen nicht, da sowohl die Innentrommel 12 über das Außentrommelunterteil am Motor und über diesen am Gehäuse 1 als auch der Abdeckringkörper 37 direkt am Gehäuse 1 abgestützt und axial mithin genügend relativ zueinander lagefixiert sind.
  • In Fig. 2 sind ein oberer Abschnitt des Abdeckringkörpers 37 mit dem Anschlussstutzen 38 als Anschlussmöglichkeit für eine schlauchartige Zulaufleitung 75 dargestellt sowie ein oberer Abschnitt des Zulaufrohres und der oberen Dichtungsanordnung 40. Die schlauchartige Zulaufleitung 75 (und analog schlauchartige Ablaufleitungen an den weiteren Anschlussstutzen 43, 44) wird/werden vorzugsweise klebend an diesen vormontiert befestigt. Die Schläuche können an den von den Anschlussstutzen abgewandten Enden zugeklebt sein. Vor der Inbetriebnahme werden die verklebten Enden abgeschnitten und mit einem Schlauchstück, das z.B. vom Fermenter kommt, verschweißt. Denkbar sind auch andere Varianten zum Verbinden der Schläuche und Stutzen und zum Verschließen ggf. offener Leitungsenden. So sind zum Verbinden Kupplungselemente denkbar, die z.B. rastend ausgelegt sind oder es ist ein Verschließen der Enden mit Kabelbindern oder ähnlichen Elementen denkbar.
  • Die Fig. 2 bis 4 zeigen zudem das Zulaufrohr 23 in einem axial weiter (hier nach oben in Richtung des oberen Anschlussstutzens 38) in den Körper 37 eingeschobenen Zustand (gestrichelte Linie) und in einem etwas weiter axial nach unten bewegten Zustand (durchgezogene Linie). Der gestrichelte Zustand bzw. der weiter eingeschobene Zustand des Zulaufrohres 23 gibt den Transportzustand und der nicht gestrichelte den Einbauzustand in die Außentrommel 11 für den Betrieb an.
  • In Fig. 2 bis 4 sind Varianten der Einrichtung zur zumindest axialen Sicherung des Abdeckringkörpers an einem Element des rotierenden Systems des Separators der Innentrommel jedenfalls im Transportzustand, d.h. im nicht in der Außentrommel 11 und im Gehäuse 1 montierten Zustand dargestellt.
  • Dabei basiert die axiale Transportsicherung auf einem Kraft- und/oder Formschluss.
  • Nach Fig.2 wird ein kombinierter Kraft- und Formschluss realisiert. Hier greift ein an einer Blattfeder 52 angeordneter Vorsprung 53, beispielsweise ein Stift, in eine Ringnut 54 am Außenumfang des Zulaufrohrs 23 in deren weiter in den Abdeckringkörper 37 eingeschobenen Zustand ein. Die Kraft der Feder ist derart gewählt, dass eine gute Transportsicherung realisiert wird, dass es aber dennoch möglich ist, nach dem Transport bei der Montage die Transportsicherung durch eine gezielte axiale Bewegung des Zulaufrohres nach unten zu lösen.
  • Nach Fig. 3 wird ein solcher Formschluss in einer Ringnut 54 des Einlaufrohres 23 dadurch erreicht, dass ein radial nach innen ragender Steg 55 an dem Abdeckringkörper 37 innen in die Ringnut 54 des Einlaufrohres 23 eingreift. Durch eine Verjüngung/Fase 56 am freien oberen Ende des Einlaufrohrs 23 kann dessen Einschieben in die gestrichelt dargestellte Transortsicherungsstellung, insbesondere vor der Entsorgung des rotierenden Systems oder vor dem Ersttransport, erfolgen.
  • Zum Lösen muss Abdeckringkörper 37 so verdreht werden, dass der Steg 55 mit einer Radialnut 57 oberhalb der Ringnut 54 fluchtet. In dieser Stellung kann das Ableitungsrohr in seine nicht gestrichelt dargestellte Betriebsstellung gezogen werden (siehe Fig. 3b, c).
  • Nach Fig. 4 wird ein lösbarer Kraftschluss dadurch erreicht, dass eine Art Spannring 58 (ähnlich zu einer spannbaren Schlauchschelle) außen um den Abdeckringkörper 37 gelegt und so festgespannt wird, dass er den Abdeckringkörper 37 kraftschlüssig auf den Außenumfang des weiter eingeschobenen Zuleitungsrohres 23 drückt.
  • Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen, dass lokal Verstärkungselemente aus Kunststoff, insbesondere der Innentrommel, vorgesehen sein können. Hier sind diese Verstärkungselemente als Hülsen 76, 77, 78 ausgebildet. Diese Hülsen liegen schützend radial zwischen jeweils einer der Dichtungsanordnungen 40, 41, 42 und dem dazugehörigen inneren Rohr/Rohrstück/Rohransatz 23, 29, 45 und verstärken diese. Alternativ können eine oder mehrere der Hülsen auch selbst einen Teilabschnitt eines Rohrs/Rohrstücks/Rohransatzes 23, 29, 45 bilden. Eine solche Ausgestaltung zeigt Fig. 7. Hier bildet eine Hülse 23a ein axiales Ende des Zulaufrohrs 23. Radial außen zu der Hülse 23a ist die Dichtungsanordnung 40 angeordnet.
  • Die Hülsen 23a, 76, 77, 78 können dazu - je nach Anforderung isolierend oder wärmeleitend gestaltet werden. Sie bestehen vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff (vorzugsweise einem hochtemperaturbeständigen und vorzugsweise hochfesten Kunststoff). Es ist aber auch denkbar und bevorzugt, sie auf andere Weise zu fertigen, so aus anderen Werkstoffen, auch Kunststoff-Verbundwerkstoffen oder anderen Verbundwerkstoffen. Denkbar sind Verstärkungselemente insbesondere aus Glas, Metall, Kunststoff-Metall-Verbindungen (z.B. Kunststoff mit Metall-Gewebe zur Ableitung der Wärme).Diese werden beim Recyceln oder Entsorgen ggf. getrennt.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass sich die Hülsen 23a, 76, 77, 78 aufgrund der Werkstoffwahl weniger erwärmen als das/der übrige Rohr/Rohrstück/Rohransatz 23, 29, 45. Insbesondere gilt dies, wenn die Hülse 23a, 76, 77, 78 aus Metall besteht. Dabei ist es wiederum besonders vorteilhaft, wenn die Hülse quasi allein einen Rohrabschnitt des Rohrs/Rohrstücks/Rohransatzes 23, 29, 45 bildet.
  • Wenn die Hülse - z.B. 23a - selbst einen Teilabschnitt, insbesondere ein Ende eines Rohres bildet, ist es zweckmäßig, dieses fest mit dem übrigen Rohr/Rohrstück/Rohransatz 23, 29, 45 vorzugsweise untrennbar zu verbinden. Im letzteren Fall bietet es sich an, die Hülse an das/den übrige(n) Rohr/Rohrstück/Rohransatz 23, 29, 45 anzukleben oder sie beim Spritzen des Kunststoffrohrs mit in die entsprechende Form zu legen, so dass eine innige Verbindung insbesondere zwischen Metall und Kunststoff geschaffen wird. Die Hülse 23a, 76, 77, 78 und das/der Rohr/Rohrstück/Rohransatz 23, 29, 45 können sich auch abschnittsweise überlappen bzw. ineinander greifen (Fig. 7).
  • Bei einer Ausgestaltung der Hülse aus Metall weist die Hülse eine relativ große Wärmeaufnahmefähigkeit auf, so dass sie sich insbesondere beim Hochfahren der Trommel auf Betriebsdrehzahl nicht zu stark erwärmt. Dies schont wiederum temperaturempfindliche Elemente, so insbesondere die in ihrem Bereich angeordneten Gleitringdichtungen, welche vorzugsweise an sie angrenzen.
  • Nach Fig. 6 weisen eine oder mehrere der Hülsen 76, 77, 78 - hier am inneren Umfangsrand - eine oder mehrere Nuten, insbesondere Ringnuten 79, oder eine oder mehrere Kammern auf, was durch die Ausbildung von Luftkammern zur Verringerung er Wärmeleitung beiträgt und daher die angrenzenden Elemente, insbesondere Dichtungen - schützt.
    • Bezugszeichen
  • Gehäuse 1
    Trommel 2
    Boden 3
    Gehäusemantel 4
    Abdeckung 5
    Durchführung 6
    Antriebsspindel 7
    Antriebsmotor 8
    Spalt 9
    Antriebswelle 10
    Außentrommel 11
    Innentrommel 12
    Außentrommelunterteil 13
    Konische Bereiche 13a, b
    Außentrommeloberteil 14
    Schleuderraum 15
    Innentrommelunterteil 16
    Konische Bereiche 16a, b
    Innentrommeloberteil 17
    Flanschbereiche 18, 19
    Abschnitt 20
    Verteileransatz 21
    Schrauben 22
    Zulaufrohr 23
    Verteilerkanäle 24
    Tellerpaket 25
    Trennteller 26
    Kanal 27
    Ringkanal 28
    Rohrstück 29
    Scheideteller 30
    Umfangsrand 31
    Bohrungen 32
    Spalt 33
    Ringkanal 34
    Ringräume 35, 36
    Abdeckringkörper 37
    Anschlusstutzen 38
    Ringraum 39
    Dichtungsanordnung 40, 41, 42
    Anschlussstutzen 43
    Anschlussstutzen 44
    Rohransatz 45
    Bodenplatte 46
    Auflagefläche 47
    Flanschabschnitt 48
    Bohrungen 49
    Flanschabschnitt 50
    Klemmenkasten 51
    Blattfeder 52
    Vorsprung 53
    Ringnut 54
    Steg 55
    Verjüngung/Fase 56
    Radialnut 57
    Spannring 58
    Ablauföffnung 59
    Rastmittel 60
    Stege 61
    Rastkontur 62
    Rastmittel 63
    Dichtring 64
    Gewinde 71
    Dichtung 72
    Schraubaufnahmen 73
    Bohrungen 74
    Zulaufleitung 75
    Hülsen 76, 77, 78
    Ringnuten 79
    Leckagekammern 80
    Leckagestutzen 81
    Rinnen 82, 83
    Ringraum 84
    Verschlussring 85
    Gewinde 86
    Rippen 87
    Nuten 88
    vertikale Drehachse D

Claims (27)

  1. Separator zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes, mit zumindest folgenden Merkmalen:
    a. einer drehbaren Trommel (2), die einen Schleuderraum (15) begrenzt und
    dadurch gekennzeichnet, dass
    b. die Trommel (2) eine Außenstützvorrichtung und eine in der Außenstützvorrichtung eingesetzte und angeordnete Innentrommel (12) aufweist, und dass
    c. ein Mittel zur Klärung des im Zentrifugalfeld zu verarbeitenden Produktes in der Innentrommel (12) angeordnet ist, wobei das Mittel zur Klärung ein Tellerpaket (25) aus einem Stapel von Trenntellern (26) ist
    d. wobei die Außenstützvorrichtung als umfangsgeschlossener Außenring ausgebildet ist, welcher die Innentrommel (12) axial abschnittsweise umgibt und/oder dass die Außenstützvorrichtung als Außentrommel (11) ausgebildet ist, in welcher die Innentrommel (12) angeordnet ist,
    e. wobei die Außentrommel (11) als Halterung dient, in welche die Innentrommel (12) eingesetzt ist, und wobei die Außentrommel (11) die Innentrommel (12) axial lediglich abschnittsweise umgibt, so dass die Innentrommel (12) axial aus der Außentrommel (11) vorsteht oder wobei die Außentrommel (11) die Innentrommel (12) axial vollständig umgibt,
    f. wobei die gesamte Innentrommel (12) nebst einem Zu- und Ablaufsystem als wechselbares, vormontiertes Modul ausgelegt ist,
    g. das überwiegend aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff ausgelegt ist und
    h. wobei das Zulaufsystem und das Ablaufsystem in abgedichteter Bauart an der Innentrommel (12) ausgebildet sind.
  2. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel und die Außentrommel (12, 11) aus verschiedenen Materialien bestehen, wobei die Innentrommel (12) aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff besteht und wobei die Außentrommel (11) aus Metall, insbesondere aus Stahl besteht.
  3. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) ein Außentrommelunterteil (13) und ein Außentrommeloberteil (14) aufweist, wobei das Außentrommelunterteil (13) und das Außentrommeloberteil (14) durch Schraubmittel aneinander fixiert sind, wobei die Schraubmittel
    a. Schraubbolzen oder
    b. einen Verschlussring oder
    c. ein Gewinde zwischen dem Außentrommeloberteil (14) und dem Außentrommelunterteil (13)
    umfassen.
  4. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel (12) ein Innentrommelunterteil (16) und ein Innentrommeloberteil (17) aufweist, wobei das Innentrommelunterteil (16) und das Innentrommeloberteil (17) nicht demontierbar miteinander verbunden sind, wobei vorzugsweise das Innentrommelunterteil (16) und das Innentrommeloberteil (17) miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt sind und/oder das Innentrommelunterteil (16) und das Innentrommeloberteil (17) miteinander mechanisch verbunden sind und/oder dass zwischen dem Innentrommelunterteil (16) und dem Innentrommeloberteil (17) wenigstens eine Dichtung, insbesondere ein umlaufender Dichtring (64), angeordnet oder ausgebildet ist.
  5. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außentrommeloberteil (14) nach Art eines Ringes ausgebildet ist und axial nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass das Innentrommeloberteil axial aus ihm vorsteht.
  6. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder beide folgender Teile konisch ausgebildet sind: das Außen- und das Innentrommeloberteil (14, 17) und das Außen- und das Innentrommelunterteil (13, 16), wobei vorzugsweise das Außentrommelunterteil (13) doppeltkonisch ausgebildet ist und einen inneren konischen Bereich (13a) und einen äußeren konischen Bereich (13b) aufweist und dass das Innentrommelunterteil (16) eine entsprechende doppeltkonische Form mit einem inneren konischen Bereich (16a) und einem äußeren konischen Bereich (16b) aufweist.
  7. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel (12) und die Außentrommel (11) kraft- und/oder formschlüssig drehfest miteinander verbunden sind.
  8. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel (12) und die Außentrommel (11) drehfest durch wenigstens eines oder mehrere korrespondierende Formschlussmittel miteinander verbunden sind, wobei die Innentrommel (12) als Formschlussmittel vorzugsweise wenigstens eine oder mehrere Rippen (87) aufweist, der/die in eine oder mehrere korrespondierende Nute/n) (88) am Außentrommelunterteil (13) eingreift, wobei vorzugsweise die eine oder mehreren Rippe(n) (87) an dem inneren konischen Bereich (16a) des Innentrommelunterteils (16) an dessen Außenfläche ausgebildet ist/sind und dass die eine oder mehreren Nuten (88) korrespondierend an dem inneren konischen Bereich (13a) des Innentrommeloberteils (13) an dessen Innenfläche ausgebildet ist/sind.
  9. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) von einem Antriebsmotor (8) angetrieben wird.
  10. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel von Trenntellern (26) aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff gefertigt ist.
  11. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Außentrommeloberteil (14) bis in den konischen Abschnitt des Innentrommeloberteils (17) erstreckt, derart, dass letzteres noch mit einem Teil seines konischen Bereichs aus dem Außentrommeloberteil (14) vertikal nach oben vorsteht.
  12. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außentrommelunterteil (13) mit einer Antriebsspindel (7) drehfest verbunden ist.
  13. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zulaufsystem und ein Ablaufsystem der Trommel ausschließlich an der Innentrommel (12) ausgebildet sind, und/oder dass keine radial aus der Innentrommel (12) in den Umgebungsraum der Innentrommel hinausführenden Feststoffaustragsöffnungen in der Innentrommelwandung ausgebildet sind.
  14. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufsystem und das Ablaufsystem in abgedichteter Bauart an der Innentrommel (12) ausgebildet sind.
  15. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel das Zulaufsystem zum Zuleiten des fließfähigen Produktes und das Ablaufsystem zum Ableiten von verschiedenen Produktphasen aus der Trommel (2) aufweist, wobei das Ablaufsystem vorzugsweise zwei oder mehr Ablaufbereiche aufweist.
  16. Separator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ableitsystem zentripetalpumpenfrei ausgebildet ist.
  17. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zulaufsystem und das Ablaufsystem einen Abdeckringkörper (37) aufweisen, der sich im Betrieb nicht mit der Trommel dreht, wobei das Zulaufsystem ein Zulaufrohr (23) aufweist, dass als sich mit der Trommel rotierendes Element (2) ausgebildet ist und wobei das Zulaufrohr (23) in den Abdeckringkörper (37) hinein ragt.
  18. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere weitere Rohrelemente in den Ringkörper (37) hinein ragen, die sich im Betrieb mit der Trommel (2) drehen, wobei zwischen dem Abdeckringkörper (37) und sich drehenden Rohrelementen bzw. -enden (23, 29, 45) der Trommel eine oder mehrere Dichtungsanordnungen (40, 41, 42) mit jeweils einem oder mehreren Dichtringen angeordnet sind.
  19. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines oder mehrere der im Betrieb sich mit der Trommel drehenden Rohrelemente, insbesondere das Zulaufrohr (23), der Trommel in dem Abdeckringkörper (37) axial verschieblich geführt ist/sind und dass eine Einrichtung zur lösbaren Fixierung des wenigstens einen Rohrelementes in einer axialen Stellung im Abdeckringkörper (37) vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Einrichtung zur lösbaren Fixierung des Rohrelementes in einer axialen Stellung im Abdeckringkörper (37) einen lösbaren Form- und/oder Kraftschluss realisiert.
  20. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelunterteil mit einem Verteileransatz (21) versehen ist, das Verteilerkanäle zum Überleiten des zu verarbeitenden Produktes aus einem Zulaufrohr in den Schleuderraum bzw. den Trommelinnenraum (15) aufweist.
  21. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche im Betrieb mit Produkt in Berührung kommende Bereiche der Trommel (2) aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff bestehen und/oder dass die Trommel (2) in einem Gehäuse (1) angeordnet ist.
  22. Separator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (7) mit einem Antriebsriemen angetrieben wird, wobei dann der Antriebsmotor (8) an anderer Stelle als direkt unterhalb eines Bodens (3) des Gehäuses (1) angeordnet ist.
  23. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Innentrommeloberteil (17) wenigstens ein Ablaufkanal für eine schwere Produktphase integriert ist und/oder dass die Ablaufbereiche des Ablaufsystems als Ringkanäle ausgebildet sind, die axial in Ringräume des Abdeckringkörpers (37) münden.
  24. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere Verstärkungselemente insbesondere für ein Rohr, ein Rohrstück oder einen Rohransatz aus Kunststoff oder Kunststoffverbundwerkstoff vorgesehen ist, wobei das oder die Verstärkungselemente vorzugsweise als Hülse(n) (76, 77, 78) ausgebildet ist/sind, wobei die Hülse vorzugsweise aus Keramik oder Metall besteht.
  25. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche sich im Betrieb drehenden Teile der Innentrommel und die Teile ihres sich nicht im Betrieb drehenden Zu- und Ablaufsystems - soweit sie mit Produkt in Berührung kommen - aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen.
  26. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche sich im Betrieb drehenden Teile der Innentrommel und die Teile ihres sich nicht im Betrieb drehenden Zu- und Ablaufsystems -- soweit sie mit Produkt in Berührung kommen, außer ggf. vorzusehenden Dichtungen - aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen.
  27. Separator nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnungen nach Art von Gleitringdichtungen ausgelegt sind.
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