EP3774062B1 - Zentrifuge mit trommelwerkzeug - Google Patents

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EP3774062B1
EP3774062B1 EP19717857.7A EP19717857A EP3774062B1 EP 3774062 B1 EP3774062 B1 EP 3774062B1 EP 19717857 A EP19717857 A EP 19717857A EP 3774062 B1 EP3774062 B1 EP 3774062B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
ring
centrifuge according
retaining
actuators
Prior art date
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Active
Application number
EP19717857.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3774062A1 (de
Inventor
Thomas Bathelt
Wilfried Mackel
Marcel WEGHAKE
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
Application filed by GEA Mechanical Equipment GmbH filed Critical GEA Mechanical Equipment GmbH
Publication of EP3774062A1 publication Critical patent/EP3774062A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3774062B1 publication Critical patent/EP3774062B1/de
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Classifications

    • 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
    • B04B2007/005—Retaining arms for gripping the stationary part of a centrifuge bowl or hold the bowl itself

Definitions

  • the present invention relates to a centrifuge with a drum tool according to the preamble of claim 1.
  • a centrifuge drum in particular a separator drum, of the generic type has several drum parts. This includes a lower drum part and an upper drum part and, if necessary, a drum locking ring. A screw connection is formed between at least two of these parts. It is important to be able to tighten and loosen these with a tool in order to open or close the drum.
  • This screw connection is loosened and tightened using an impact wrench adapted to the respective drum, which is usually designed as a ring wrench.
  • the ring wrench is placed in a form-fitting manner on the locking ring of the drum and then caused to rotate by hitting it with the help of a firing pin or sledgehammer, which loosens (or tightens) the screw connection.
  • the drum is not mechanically fixed during this process.
  • the counter-torque against the impact on the drum locking ring is provided by the frictional moments of the screw connection and the mass moment of inertia of the drum.
  • the technological background also includes: DE 10 2012 213 821 A1 and the US 5,996,441 A1 called.
  • the DE 10 2012 213 821 A1 discloses a device for the automated production and release of screw connections.
  • the US 5,996,441 A1 discloses an adjustable electric bottle opener.
  • the object of the invention is to provide a centrifuge with a drum tool for a centrifuge drum in which the disadvantages of the prior art are reduced.
  • a centrifuge in particular a separator, is created for the centrifugal processing of a flowable product and drum tool, with at least the following features: a rotatable drum which delimits a centrifugal space and wherein the drum has at least two drum parts that can be rotated relative to one another on a thread, the drum tool, which for opening and / or closing the drum by rotating the drum parts screwed together via the thread, the drum tool having at least the following: a holding element that can be attached to one drum part, a driver element that can be attached to the other, relatively rotatable drum part, at least one rotating device for Relative rotation of the holding element relative to the driver element together with the drum parts, the holding element and the driver element each having two or more points of attack for the rotating device, which are arranged symmetrically in such a way that the forces generated by the rotating device generate a torque for relatively rotating the drum parts, but none or none significantly disadvantageous
  • the resulting force is created, which acts on the screwed drum parts on one side (
  • the rotating device has one or more length-variable actuators.
  • the invention is particularly suitable for centrifuges in which the lower drum part and the upper drum part are either screwed directly together or in which a drum locking ring and the upper drum part or the lower drum part are screwed together.
  • the holding element can be designed as a retaining ring and/or the driver element can be designed as a driver ring.
  • the holding element in particular the holding ring, has two or more support arms on which the points of attack for the rotating device are formed.
  • the points of application are arranged offset by 180 ° or by 120 ° or by 90 ° on the holding element, in particular the retaining ring, and on the driver element, in particular the driver ring.
  • the holding element in particular the retaining ring
  • the driver element in particular the driver ring
  • variable-length actuators can preferably work according to a fluidic operating principle (hydraulic or pneumatic) or according to an electromotive operating principle.
  • the drum locking ring has an external thread and the lower drum part has a corresponding internal thread.
  • Handling can be further simplified if the retaining ring can be placed on the lower part of the drum and clamped to it. It can further advantageously be provided that the driver ring can be placed on the locking ring and can be secured to it in a rotationally fixed manner.
  • At least two or more support arms projecting radially outwards are formed on the retaining ring and on the driver ring and that the actuators are placed between corresponding support arms of the retaining ring and the driver ring.
  • the actuators act on fastening points of the corresponding support arms, with the fastening points on the retaining ring and the fastening points on the support arms each having the same radial distance from the axis of rotation (so that there is a pairwise symmetry) and preferably lie in an axial plane and / or that the actuators are designed the same.
  • the support arms also lie in one plane. They can be the same length radially.
  • the drum tool thus advantageously serves to facilitate and thus simplify the opening and closing process of the drum, especially with regard to occupational safety.
  • the drum can be advantageously opened using a fluidic operating principle by rotating the drum closure ring in the range of 0.5° to 45° (angular degrees), particularly preferably 2° to 20°, in the opening direction.
  • the drum locking ring can then be unscrewed further by hand.
  • FIG. 1 a drum 1 of a centrifuge - here as an example of a separator with a vertical axis of rotation - is shown.
  • the drum 1 has several drum parts. This includes a lower drum part 2 and an upper drum part 3 as well as a drum locking ring 4. A screw connection is formed between at least two of these parts. It is important to be able to tighten and loosen these with a tool in order to open or close the drum.
  • a gap is formed between the outer circumference of the conical upper drum part 3 and the inner circumference of the lower drum part 2, which is at least partially cylindrical on the inside.
  • the locking ring 4 which is also cylindrical on the radial outside, is inserted into this gap.
  • the locking ring 4 has an external thread and the lower drum part 2 has a corresponding internal thread (see also Fig. 3 ).
  • the locking ring 4 is screwed into the drum base 2. It rests on the radially outer edge of the upper drum part 3 and holds it in the lower drum part 2.
  • screw connection This is an exemplary type of screw connection. It is essential that a screw connection is formed between two drum parts. If no locking ring is provided, a screw connection can also be formed directly between the upper drum part and the lower drum part. (not shown here). Other such and similar screw connection variants, which are not shown here, can also be implemented.
  • the drum lock ring 4 points in Fig. 1 and 3 a conical inner surface 7, which corresponds geometrically to a conical outer surface 8 of the drum upper part 2.
  • the drum locking ring 4 also has - here on its axial top - circumferentially distributed torque transmission geometries. These are designed here as cup-like depressions 9.
  • Fig. 2 the drum 1 is shown with a drum tool 100 according to the invention.
  • the drum tool 100 has at least one or more rotating devices as well as a holding means and a driving means.
  • the holding means and the driving means are designed here as a holding ring 101 and a driving ring 109, which have fastening points or means for one or more variable-length actuators.
  • the retaining ring 101 here has a substantially angular cross section with ring sections 101a and 101b sealed at right angles to one another.
  • the retaining ring 101 can be placed on the drum radially from the outside with its ring section 101a. In this state, the ring portion 101a is vertically oriented. In this state, the further ring section 101b extends radially outwards from the ring section 101a.
  • the retaining ring 101 is in Fig. 3 with the ring section 101a on the outer circumference of the drum lower part 2. Here it ends in the vertical direction approximately with the upper end of the lower drum part 2. In this way, a support surface is formed in alignment with an upper axial plane of the drum locking rings 4.
  • the retaining ring 101 has a plurality of bores 101c which pass vertically through the radially aligned ring section 101b.
  • the retaining ring 101 also has a conical outer surface 102 on its vertically extending ring section 101a.
  • Corresponding to the conical outer surface 102 is a conical inner surface 103 of a clamping ring 104, which can be attached radially from below to the retaining ring 101 and in Fig.3 is attached to it in this way.
  • the clamping ring 104 has several threaded holes 104a distributed around its circumference, here vertically aligned. These are aligned with the holes 101c.
  • screws 105 are screwed vertically from above through the holes 101c into the threaded holes 104a.
  • the screw 105 each has a screw head 105a, which engages in a step or countersink 101d of the bore 101c, which is each formed by the retaining ring 101.
  • the clamping ring 104 is pulled in the axial direction with its conical inner surface 103 against the conical outer surface 102 of the retaining ring 101.
  • the retaining ring 101 experiences on its peripheral surface a radial force F R directed towards an interior of the drum 1, which leads to a frictional connection of the retaining ring 101 to the lower drum part 2.
  • Fig. 3 and 4 further show that at least two support arms 107a, 107b extending radially outwards can be formed on the retaining ring 101, offset circumferentially. These rest on the retaining ring 101 and are attached to it.
  • the attachment of the support arms 107a, b can, for example, be designed as a cohesive connection in the form of a weld seam 108a, 108b or can be done in another way, for example by pins and / or screws.
  • a driver element lies radially inside of the support arms 107a, b in the same plane as the support arms 107a, b. This can be designed as a driver ring 109. It can have the same axial extent as the support arms 107a, b.
  • Fig. 4 the drum tool 100 is shown in a top view.
  • the driver element 109 has at least two - here two - support arms 110a, 110b that extend radially outwards.
  • the driver element 109 has several driver bolts 106 - here four - which engage vertically - here vertically from above - each in the recesses 9, which the drum locking ring 4 forms here.
  • the driving pins 106 together with the respective recess 9 form a torque transmission device.
  • an actuator 111a, 111b is arranged on the support arms 110a, 110b.
  • the respective actuator can advantageously be pivotally attached to the respective support arm 110a, 110b.
  • the respective actuator 111a, 111b works here advantageously and simply according to a fluidic operating principle and can each be designed, for example, as a hydraulic cylinder.
  • Both actuators 111a, 111b can be in In a preferred embodiment, it can be designed the same way, so have the same diameter and/or the same stroke and/or the same pressure/pull.
  • the other ends of the respective actuators 111a, 111b are each supported on a corresponding support arm 107a, 107b of the retaining ring 101.
  • the drum tool 100 thus has at least two actuators 111a, 111b, the length of which is variable.
  • the at least two actuators 111a, 111b or the two hydraulic cylinders thus generate a relative rotation between the support arms 107a, 107b and the corresponding support arms 110a, 110b by changing their length.
  • the two actuators 111a, 111b or the two hydraulic cylinders are advantageously attached to the circumference of the drum 1 or the drum locking ring 4, offset by 180 degrees, so that no one-sided moment acts on the drum locking ring 4 and the screw connection between the drum locking ring 4 or
  • the upper drum part 3 and the lower drum part 2 are excluded.
  • More support arms can also be provided and more actuators, for example three each, which would then be arranged offset by 120°. Further, finer, uniform angular distributions can be implemented accordingly.
  • the actuators can each be symmetrically and in the same axial plane on the support arms 107a, 107b; Attack 110a, 110b (at their attachment points).
  • the simultaneous actuation of the hydraulic cylinders causes an advantageously uniform rotational movement of the drum locking ring 4 or the upper drum part 3 relative to the lower drum part 2.
  • the drum tool 100 is also used in the manner described to close the screw connection of the drum lower part 2 or the Drum upper part 3 and the drum locking ring 4 can be used.
  • the drum tool 100 advantageously serves to facilitate the opening and closing process of the drum 2, especially with regard to work safety.
  • the drum 1 can be opened using a fluidic operating principle by rotating the drum closure ring in the range from 0.5° to 45° (angular degrees), particularly preferably 2° to 20°, in the opening direction.
  • the drum locking ring can then be unscrewed further by hand.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit Trommelwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Zentrifugentrommel, insbesondere Separatortrommel, der gattungsgemäßen Art weist mehrere Trommelteile auf. Hier gehören ein Trommelunterteil und ein Trommeloberteil und ggf. ein Trommelverschlussring. Zwischen wenigstens zwei dieser Teile ist eine Schraubverbindung ausgebildet. Diese gilt es, mit einem Werkzeug anziehen und lösen zu können, um die Trommel zu öffnen oder zu verschließen.
  • Das Lösen -und auch das Anziehen- dieser Schraubverbindung erfolgt mit Hilfe eines an die jeweilige Trommel angepassten Schlagschlüssels, der üblicherweise als Ringschlüssel ausgeführt ist.
  • Hierbei wird der Ringschlüssel am Verschlussring der Trommel formschlüssig angesetzt und dann mit Hilfe eines Schlagbolzens oder Vorschlaghammers durch Schläge in eine Drehbewegung gebracht, wodurch die Schraubverbindung gelöst (oder auch angezogen) wird. Die Trommel wird bei diesem Vorgang mechanisch nicht fixiert. Das Gegenmoment gegen den Schlag auf den Trommelverschlussring wird von den Reibmomenten der Schraubverbindung sowie vom Massenträgheitsmoment der Trommel geliefert.
  • Die Problematik, die sich hieraus ergibt, wird in der GB 437 030 beschrieben. Durch das erforderliche Spiel des Ringschlüssels zu den Drehmomentübertragungsflächen am Trommelverschlussring besteht die Gefahr einer lokalen plastischen Verformung der Drehmomentübertragungsflächen am Trommelverschlussring auf Grund einer Impulsbelastung, die aus der schlagartig wirkende Krafteinleitung in den Ringschlüssel resultiert. Die plastische Verformung zeigt sich in Form von hammerschlagartigen Vertiefungen an den Drehmomentübertragungsflächen. Je nach Häufigkeit des Lösens und Wiederanziehens ergibt sich ein fortschreitender Verschleiß an den Drehmomentübertragungsflächen, der mit einer zunehmenden Gratigkeit der Drehmomentübertragungsflächen einhergehen kann, was zu minimieren ist.
  • Lösungsansätze zu diesem Problem finden sich auch in der DE 2615 058 oder der DE 484 735 . Allerdings werden nach der technischen Lehre der beiden Publikationen Hebelkräfte genutzt, die einseitig auf die Schraubverbindung des Trommelverschlussringes wirken, was nach wie vor zum Verkanten der Gewinde und somit zum Fressen der Schraubverbindung führen kann.
  • Ein weiterer Nachteil der vorgeschlagenen Lösung aus DE 2615 058 und DE 484 735 ist, dass die Trommel mechanisch fixiert werden muss, da der Hebelmechanismus ein Gegenmoment zu dem Drehmoment des Hebels erfordert.
  • Zum technologischen Hintergrund werden noch die DE 10 2012 213 821 A1 und die US 5 996 441 A1 genannt. Die DE 10 2012 213 821 A1 offenbart eine Vorrichtung zum automatisierten Herstellen und Lösen von Schraubverbindungen. Die US 5 996 441 A1 offenbart einen einstellbaren elektrischen Flaschenöffner.
  • Die US 2012/100 980 A1 offenbart den Gegenstand des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist demnach die Aufgabe der Erfindung, eine Zentrifuge mit einem Trommelwerkzeug für eine Zentrifugentrommel anzugeben, bei der die Nachteile des Standes der Technik verringert werden.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Anspruchs 1.
  • Geschaffen wird eine Zentrifuge, insbesondere ein Separator, zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes und Trommelwerkzeug, mit zumindest folgenden Merkmalen: einer drehbaren Trommel, die einen Schleuderraum begrenzt und wobei die Trommel zumindest zwei relativ zueinander an einem Gewinde verdrehbare Trommelteile aufweist, dem Trommelwerkzeug, das zum Öffnen und/oder Schließen der Trommel durch Verdrehen der über das Gewinde miteinander verschraubten Trommelteile ausgelegt ist, wobei das Trommelwerkzeug wenigstens folgendes aufweist: ein an dem einen Trommelteil anbringbares Halteelement, ein an dem anderen, relativ verdrehbaren Trommelteil anbringbares Mitnehmerelement, wenigstens eine Dreheinrichtung zum Relativverdrehen des Halteelementes relativ zu dem Mitnehmerelement zusammen mit den Trommelteilen, wobei das Halteelement und das Mitnehmerelement jeweils zwei oder mehr Angriffspunkte für die Dreheinrichtung aufweisen, die derart symmetrisch angeordnet sind, dass die von der Dreheinrichtung erzeugten Kräfte ein Drehmoment zum Relativerdrehen der Trommelteile erzeugen, jedoch keine oder keine nennenswert nachteilige resultierende Kraft entsteht, welche einseitig (radial und/oder axial) auf die verschraubten Trommelteile wirkt, so dass diese beim Relativverdrehen nicht verkanten können.
  • Derart wird ein Verkanten der miteinander verschraubten Trommelteile vermieden und die eingangs beschriebenen Nachteile werden auf einfache Weise verringert.
  • Um die Handhabung zu vereinfachen, ist vorgesehen, dass die Dreheinrichtung einen oder mehrere längenveränderliche Aktuatoren aufweist.
  • Die Erfindung eignet sich insbesondere für Zentrifugen, bei welchen das Trommelunterteil und das Trommeloberteil entweder direkt miteinander verschraubt sind oder bei denen ein Trommelverschlussring und das Trommeloberteil oder das Trommelunterteil miteinander verschraubt sind.
  • Nach einer konstruktiv einfach umsetzbaren Varianten kann das Halteelement als ein Haltering ausgebildet sein und/oder dass das Mitnehmerelement als ein Mitnehmerring ausgebildet sein.
  • Dabei kann weiter vorteilhaft und einfach vorgesehen sein, dass das Halteelement, insbesondere der Haltering, zwei oder mehr Stützarme aufweist, an welchen die Angriffspunkte für die Drehreinrichtung ausgebildet sind.
  • Um den Gegenstand des Anspruchs 1 einfach konstruktiv umzusetzen, kann vorgesehen sein, dass die Angriffspunkte jeweils um 180° oder um 120° oder um 90° versetzt am Halteelement, insbesondere Haltering, und an dem Mitnehmerelement, insbesondere dem Mitnehmerring, angeordnet sind. Weitere Varianten dieser Art sind denkbar.
  • Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass jeweils zwischen korrespondierenden der Angriffspunkte des Halteelements, insbesondere des Halterings, und des Mitnehmerelements, insbesondere des Mitnehmerrings, einer der längenveränderlichen Aktuatoren angeordnet ist. Dabei können die längenveränderlichen Aktuatoren bevorzugt nach einem fluidischen Wirkprinzip (hydraulisch oder pneumatisch) oder nach einem elektromotorischen Wirkprinzip arbeiten.
  • Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Trommelverschlussring ein Außengewinde aufweist und das Trommelunterteil ein korrespondierendes Innengewinde.
  • Die Handhabung kann weiter vereinfacht werden, wenn der Haltering an das Trommelunterteil anlegbar und an diesem festklemmbar ist. Dabei kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Mitnehmerring auf den Verschlussring auflegbar ist und an diesem drehfest festlegbar ist.
  • Aus konstruktiver Sicht kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass an dem Haltering und an dem Mitnehmerring jeweils mindestens zwei oder mehr radial nach außen vorstehende Stützarme ausgebildet sind und dass die Aktuatoren zwischen korrespondierende Stützarme des Halteringes und des Mitnehmerringes gesetzt sind.
  • Zur Umsetzung der Erfindung kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Aktuatoren an Befestigungspunkten der korrespondierenden Stützarme angreifen, wobei jeweils die Befestigungspunkte am Haltering und jeweils die Befestigungspunkte an den Stützarmen einen jeweils gleichen radialen Abstand zur Drehachse aufweisen (so dass eine paarweise Symmetrie vorliegt) und vorzugsweise in einer axialen Ebene liegen und/oder dass die Aktuatoren gleich ausgebildet sind.
  • Dazu kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Stützarme ebenfalls in einer Ebene liegen. Sie können radial gleich lang sein.
  • Das Trommelwerkzeug dient somit in vorteilhafter Weise der Erleichterung und damit der Vereinfachung des Öffnungs- und Schließvorganges der Trommel, besonders auch mit Blick auf die Arbeitssicherheit. Mit dem Trommelwerkzeug lässt sich die Trommel unter Ausnutzung eines fluidischen Wirkprinzips vorteilhaft öffnen, indem der Trommelverschlussring im Bereich von 0,5° bis 45° (Winkelgrad) besonders bevorzugt 2° bis 20° in Öffnungsrichtung gedreht wird. Das weitere Offenschrauben des Trommelverschlussringes kann anschließend von Hand erfolgen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1:
    eine Vorderansicht einer Zentrifugentrommel im Schnitt, ohne die erfindungsgemäße Öffnungs- und/oder Verschlussvorrichtung;
    Figur 2:
    die Vorderansicht der Zentrifugentrommel im Schnitt aus Fig. 1 mit der erfindungsgemäßen Öffnungs- und/oder Verschlussvorrichtung;
    Figur 3:
    eine Ausschnittsvergrößerung der Fig. 2, in der das erfindungsgemäße Trommelwerkzeug dargestellt ist;
    Figur 4:
    eine Draufsicht der Zentrifugentrommel mit dem erfindungsgemäßen Trommelwerkzeug aus Fig. 2
  • In Figur 1 ist eine Trommel 1 einer Zentrifuge - hier beispielhaft eines Separators mit vertikaler Drehachse - dargestellt.
  • Die Trommel 1 weist mehrere Trommelteile auf. Hier gehören dazu ein Trommelunterteil 2 und ein Trommeloberteil 3 sowie ein Trommelverschlussring 4. Zwischen wenigstens zwei dieser Teile ist eine Schraubverbindung ausgebildet. Diese gilt es, mit einem Werkzeug anziehen und lösen zu können, um die Trommel zu öffnen oder zu verschließen.
  • Hier ist das Trommeloberteil 3 in das Trommelunterteil 2 eingesetzt. Es liegt dort auf einem inneren radialen Bund 2a des Trommelunterteils 2 auf.
  • Zwischen dem Außenumfang des konisch ausgebildeten Trommeloberteils 3 und dem Innenumfang des jedenfalls abschnittsweise innen zylindrisch ausgebildeten Trommelunterteils 2 ist ein Spalt ausgebildet. In diesen Spalt ist der radial außen ebenfalls zylindrische Verschlussring 4 eingesetzt. Der Verschlussring 4 weist ein Außengewinde auf und das Trommelunterteil 2 ein korrespondierendes Innengewinde (siehe auch Fig. 3). Der Verschlussring 4 ist in das Trommelunterteil 2 eingeschraubt. Er liegt auf dem radial äußeren Rand des Trommeloberteils 3 auf und hält dieses in dem Trommelunterteil 2.
  • Dies ist eine beispielhafte Art der Schraubverbindung. Wesentlich ist, dass zwischen zwei Trommelteilen eine Schraubverbindung ausgebildet ist. Wenn kein Verschlussring vorgesehen ist, kann auch direkt eine Schraubverbindung zwischen dem Trommeloberteil und dem Trommelunterteil ausgebildet sein. (hier nicht dargestellt). Weitere solcher und ähnlicher Schraubverbindungsvarianten, die hier nicht dargestellt sind, sind ebenfalls realisierbar.
  • Der Trommelverschlussring 4 weist in Fig. 1 und 3 eine kegelige Innenfläche 7 auf, die geometrisch mit einer kegeligen Außenfläche 8 des Trommeloberteils 2 korrespondiert. Durch das Einschrauben des Trommelverschlussrings 4 über sein Außengewinde 5 in das Innengewinde 6 des Trommelunterteils 2 legt sich die kegelige Innenfläche 7 des Trommelverschlussrings 4 an die kegelige Außenfläche 8 des Trommeloberteils 3 an, so dass es fest in dem Trommelunterteil 2 gehalten ist.
  • Der Trommelverschlussring 4 weist ferner - hier an seiner axialen Oberseite - umfangsverteilte Drehmomentübertragungsgeometrien auf. Diese sind hier als napfartige Vertiefungen 9 ausgebildet.
  • In Fig. 2 ist die Trommel 1 mit einem erfindungsgemäßen Trommelwerkzeug 100 dargestellt.
  • Das Trommelwerkzeug 100 weist wenigstens eine oder mehrere Dreheinrichtungen sowie ein Haltemittel und ein Mitnehmermittel auf.
  • Das Haltemittel und das Mitnehmermittel sind hier als ein Haltering 101 und ein Mitnehmerring 109 ausgebildet, welche Befestigungspunkte bzw. -mittel für einen oder mehrere längenveränderliche Aktuatoren aufweisen.
  • Der Haltering 101 weist hier einen im Wesentlichen winkligen Querschnitt mit zueinander rechtwinklig ausgedichteten Ringabschnitten 101a und 101b auf.
  • Der Haltering 101 ist mit seinem Ringabschnitt 101a radial von außen an die Trommel anlegbar. In diesem Zustand ist der Ringabschnitt 101a vertikal ausgerichtet. Der weitere Ringabschnitt 101b erstreckt sich in diesem Zustand radial vom Ringabschnitt 101a nach außen.
  • Der Haltering 101 liegt in Fig. 3 mit dem Ringabschnitt 101a an dem Außenumfang des Trommelunterteils 2 an. Er schließt hier in vertikaler Richtung in etwa mit dem oberen Ende des Trommelunterteils 2 ab. Derart bildet sich eine Auflagefläche fluchtend mit einer oberen axialen Ebene des Trommelverschlussringe 4 aus.
  • Der Haltering 101 weist mehrere den radial ausgerichteten Ringabschnitt 101b hier vertikal durchsetzende Bohrungen 101c auf. Der Haltering 101 weist ferner an seinem sich vertikal erstreckenden Ringabschnitt 101a eine konische Außenfläche 102 auf. Mit der konischen Außenfläche 102 korrespondiert eine konische Innenfläche 103 eines Klemmrings 104, der radial von unten an den Haltering 101 ansetzbar ist und in Fig.3 derart an diesen angesetzt ist.
  • Der Klemmring 104 weist mehrere an seinem Umfang verteilte, hier vertikal ausgerichtete Gewindebohrungen 104a auf. Diese sind fluchtend zu den Bohrungen 101c ausgerichtet. Hier sind vertikal von oben Schrauben 105 durch die Bohrungen 101c in die Gewindebohrungen 104a eingeschraubt. Die Schraube 105 weist jeweils einen Schraubenkopf 105a auf, der jeweils in eine Stufung oder Senkung 101d der Bohrung 101c eingreift, die jeweils von dem Haltering 101 ausgebildet ist.
  • Durch das Anziehen der Schrauben 105 wird der Klemmring 104 in axialer Richtung mit seiner kegeligen Innenfläche 103 gegen die kegelige Außenfläche 102 des Halterings 101 gezogen. Dadurch erfährt der Haltering 101 an seiner Umfangsfläche eine in Richtung eines Innenraums der Trommel 1 gerichtete Radialkraft FR, die zu einer reibschlüssigen Verbindung des Halterings 101 mit dem Trommelunterteil 2 führt.
  • Fig. 3 und 4 zeigen weiter, dass an dem Haltering 101 umfangsversetzt wenigstens zwei sich radial nach außen erstreckende Stützarme 107a, 107b ausgebildet sein können. Diese liegen auf dem Haltering 101 auf und sind an diesem befestigt.
  • Die Befestigung der Stützarmen 107a, b kann zum Beispiel jeweils als stoffschlüssige Verbindung in Form einer Schweißnaht 108a, 108b ausgebildet sein oder andern, z.B. durch Stifte und / oder Schrauben, erfolgen.
  • Radial innen zu den Stützarmen 107a, b liegt hier in der gleichen Ebene wie die Stützarme 107a, b ein Mitnehmerelement. Dieses ist kann als Mitnehmerring 109 ausgebildet sein. Es kann die axiale gleiche Erstreckung wie die Stützarme 107a, b aufweisen.
  • In Fig. 4 ist das Trommelwerkzeug 100 in einer Draufsicht dargestellt. Das Mitnehmerelement 109 weist mindestens zwei -hier zwei- sich radial nach außen erstreckende Stützarme 110a, 110b auf.
  • Das Mitnehmerelement 109 weist mehrere -hier vier- Mitnehmerbolzen 106 auf, die vertikal - hier vertikal von oben - jeweils in die Vertiefungen 9 eingreifen, die hier der Trommelverschlussring 4 ausbildet. Die Mitnehmerbolzen 106 bilden zusammen mit der jeweiligen Vertiefung 9 eine Drehmomentübertragungseinrichtung.
  • An den Stützarmen 110a, 110b ist jeweils das eine Ende eines Aktuators 111a, 111b, angeordnet. Der jeweilige Aktuator kann vorteilhaft schwenkbar an dem jeweiligen Stützarm 110a, 110b befestigt sein. Der jeweilige Aktuator 111a, 111b arbeitet hier vorteilhaft und einfach nach einem fluidischen Wirkprinzip und kann jeweils z.B. als Hydraulikzylinder ausgeführt sein. Beide Aktuatoren 111a, 111b können in bevorzugter Ausgestaltung gleich ausgestaltet sein, so einen gleichen Durchmesser und/oder einen gleichen Hub und/oder einen gleichen Druck/Zug aufweisen. Die anderen Enden der jeweiligen Aktuatoren 111a, 111b stützen sich jeweils an einer korrespondierenden Stützarme 107a, 107b des Halteringes 101 ab. Das Trommelwerkzeug 100 weist somit mindestens zwei Aktuatoren 111a, 111b auf, deren Länge veränderlich ist.
  • Die mindestens zwei Aktuatoren 111a, 111b bzw. die beiden Hydraulikzylinder erzeugen somit durch Längenveränderung eine Relativverdrehung zwischen den Stützarmen 107a, 107b und den korrespondierenden Stützarmen 110a, 110b.
  • Dies resultiert in einer rotierenden Bewegung des Trommelverschlussrings 4 relativ zu dem Trommelunterteil 2, wodurch die Schraubverbindung zwischen dem Trommelverschlussring 4 bzw. dem Trommeloberteil 3 und dem Trommelunterteil 2 lösbar und vorzugweise auch wieder anziehbar ist.
  • Die beiden Aktuatoren 111a, 111b bzw. die beiden Hydraulikzylinder sind hier vorteilhaft um 180 Grad versetzt am Umfang der Trommel 1 bzw. des Trommelverschlussringes 4 angebracht, so dass kein einseitiges Moment auf den Trommelverschlussring 4 wirkt und ein Verkanten der Schraubverbindung zwischen dem Trommelverschlussring 4 bzw. dem Trommeloberteil 3 und dem Trommelunterteil 2 ausgeschlossen ist. Es können auch mehr Stützarme vorgesehen sein und mehr Aktuatoren, z.B. je drei, die dann um 120° versetzt angeordnet wären. Weitere feinere gleichmäßige Winkelverteilungen sind entsprechend umsetzbar.
  • Die Aktuatoren können jeweils symmetrisch und in gleicher axialer Ebene an den Stützarme 107a, 107b; 110a, 110b angreifen (an deren Befestigungspunkten).
  • Das gleichzeitige Betätigen der Hydraulikzylinder bewirkt eine vorteilhaft gleichmäßige Drehbewegung des Trommelverschlussringes 4 bzw. des Trommeloberteils 3 relativ zu dem Trommelunterteil 2.
  • Derart kann kein auf das Trommelunterteil 2 wirkendes, resultierendes Drehmoment, sofern - wie oben ausgeführt - die Aktuatoren 111a, 111b gleich ausgelegt sind. Das Trommelunterteil 2 muss deshalb nicht gegen eine mögliche Drehbewegung während des Öffnungsvorgangs fixiert werden.
  • Wenn die Aktuatoren 111a, 111b bzw. die Fluidzylinder als doppelwirkende Zylinder ausgeführt werden, so dass die Kolbenstangen pneumatisch oder hydraulisch sowohl aus- als auch eingefahren werden, ist das Trommelwerkzeug 100 in der beschriebenen Weise auch zum Schließen der Schraubverbindung des Trommelunterteils 2 bzw. des Trommeloberteils 3 und des Trommelverschlussrings 4 verwendbar.
  • Das Trommelwerkzeug 100 dient in vorteilhafter Weise der Erleichterung des Öffnungs- und Schließvorganges der Trommel 2, besonders auch mit Blick auf die Arbeitssicherheit. Mit der Trommelwerkzeug 100 lässt sich die Trommel 1 unter Ausnutzung eines fluidischen Wirkprinzips öffnen, indem der Trommelverschlussring im Bereich von 0,5° bis 45° (Winkelgrad) besonders bevorzugt 2° bis 20° in Öffnungsrichtung gedreht wird. Das weitere Offenschrauben des Trommelverschlussringes kann anschließend von Hand erfolgen.
  • Durch das Drehen des Trommelverschlussringes 4 in Öffnungsrichtung, wird dieser auf Grund der Steigung des Gewindes 5, 6 geringfügig angehoben. Dieser Höhenversatz zwischen Trommelverschlussring 4 und Haltering 101, wird durch das Spiel innerhalb der schwenkbaren Befestigungen der Aktuatoren ausgeglichen.
  • Das impulsgesteuerte und Verschleiß verursachende Öffnungsverfahren mit einem als Ringschlüssel ausgeführten Schlagschlüssel entfällt vollständig.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Trommel
    2
    Trommelunterteil
    2a
    Bund
    3
    Trommeloberteil
    4
    Trommelverschlussring
    5
    Außengewinde
    6
    Innengewinde
    7
    Innenfläche
    8
    Außenfläche
    9
    Vertiefung
    100
    Trommelwerkzeug
    101
    Haltering
    101a
    Ringabschnitt
    101b
    Ringabschnitt
    101c
    Bohrung
    101d
    Stufung
    102
    Außenfläche
    103
    Innenfläche
    104
    Klemmring
    104a
    Gewindebohrung
    105
    Schraube
    105a
    Schraubenkopf
    106
    Mitnehmerbolzen
    107a, 107b
    Stützarme
    108a, 108b
    Schweißnaht
    109
    Mitnehmerring
    110a, 110b
    Stützarm
    111a, 111b
    Aktuator
    FR
    Radialkraft

Claims (14)

  1. Zentrifuge, insbesondere Separator, zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes und Trommelwerkzeug , mit zumindest folgenden Merkmalen:
    a. einer drehbaren Trommel (1), die einen Schleuderraum begrenzt und
    b. wobei die Trommel (1) zumindest zwei relativ zueinander an einem Gewinde verdrehbare Trommelteile (2, 3, 4) aufweist,
    c. dem Trommelwerkzeug (100), das zum Öffnen und/oder Schließen der Trommel durch Verdrehen der über das Gewinde miteinander verschraubten Trommelteile (2, 3, 4) ausgelegt ist,
    d. wobei das Trommelwerkzeug wenigstens folgendes aufweist:
    i. ein an dem einen Trommelteil (2) anbringbares Halteelement,
    ii. ein an dem anderen, relativ verdrehbaren Trommelteil (3, 4) anbringbares Mitnehmerelement,
    iii. eine wenigstens eine Dreheinrichtung zum Relativverdrehen des Halteelementes relativ zu dem Mitnehmerelement zusammen mit den Trommelteilen (2, 3, 4),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    e. das Halteelement und das Mitnehmerelement jeweils zwei oder mehr Angriffspunkte für die Dreheinrichtung aufweisen, wobei diese Angriffspunkte derart symmetrisch angeordnet sind, dass die von der Dreheinrichtung erzeugten Kräfte ein Drehmoment zum Relativerdrehen der Trommelteile erzeugen, jedoch keine resultierende Kraft entsteht, welche einseitig auf die verschraubten Trommelteile wirkt, und
    f. die Dreheinrichtung einen oder mehrere längenveränderliche Aktuatoren (111) aufweist
  2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement als ein Haltering (101) ausgebildet und/oder dass das Mitnehmerelement als ein Mitnehmerring (109) ausgebildet ist/sind.
  3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement, insbesondere der Haltering (101), zwei oder mehr Stützarme (107a, 107b) aufweist, an welchen die Angriffspunkte für die Drehreinrichtung ausgebildet sind.
  4. Zentrifuge nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffspunkte jeweils um 180° oder um 120° oder um 90° versetzt am Halteelement, insbesondere Haltering (101) und an dem Mitnehmerelement, insbesondere dem Mitnehmerring (109), angeordnet sind.
  5. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen korrespondierenden der Angriffspunkte des Halteelements, insbesondere des Halterings (101) und des Mitnehmerelements, insbesondere des Mitnehmerrings (109), einer der längenveränderlichen Aktuatoren (111) angeordnet ist.
  6. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren nach einem fluidischen Wirkprinzip oder nach einem elektromotorischen Wirkprinzip arbeiten.
  7. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (101) an das Trommelunterteil (2) anlegbar und an diesem festklemmbar ist.
  8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerring (109) auf den Verschlussring (104) auflegbar ist und an diesem drehfest festlegbar ist.
  9. Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Haltering (101) und an dem Mitnehmerring (109 jeweils mindestens zwei oder mehr radial nach außen vorstehende Stützarme (107a, 107b; 110a, 110b) ausgebildet sind.
  10. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (111a, 111b) zwischen korrespondierende Stützarme (107a, 107b; 110a, 110b) des Halteringes (101) und des Mitnehmerringes (109) gesetzt sind.
  11. Zentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (111a, 111b) an Befestigungspunkten der korrespondierenden Stützarme (107a, 107b; 110a, 110b) angreifen, die jeweils symmetrisch zur Drehachse ausgeführt sind und vorzugsweise in einer axialen Ebene liegen.
  12. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatoren (111a, 111b) gleich ausgebildet sind.
  13. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelunterteil (2) und das Trommeloberteil (3) entweder direkt miteinander verschraubt sind oder dass ein Trommelverschlussring (4) und/oder das Trommeloberteil (3) oder das Trommelunterteil (2) miteinander verschraubt sind.
  14. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trommelverschlussring (4) ein Außengewinde (5) aufweist und das Trommelunterteil (2) ein korrespondierendes Innengewinde (6) aufweist.
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