EP4272870A1 - Dekanterzentrifuge - Google Patents

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EP4272870A1
EP4272870A1 EP22171787.9A EP22171787A EP4272870A1 EP 4272870 A1 EP4272870 A1 EP 4272870A1 EP 22171787 A EP22171787 A EP 22171787A EP 4272870 A1 EP4272870 A1 EP 4272870A1
Authority
EP
European Patent Office
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drum
inlet pipe
screw
decanter centrifuge
hub
Prior art date
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Pending
Application number
EP22171787.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen HERMELER
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • 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
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/205—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with special construction of screw thread, e.g. segments, height

Definitions

  • the invention relates to a decanter centrifuge with a rotatable drum, which tapers conically towards a solids outlet and forms a liquid outlet at the opposite end, a stationary inlet pipe arranged axially to the drum for feeding a suspension into the interior of the drum, and a rotatable in the drum arranged and with both ends rotatably mounted in bearings, which forms a helix that reaches radially to the inner peripheral surface of the drum.
  • Decanter centrifuges of this type are used to separate mixtures that usually consist of a solid and a liquid phase. However, there are also applications in which there are two liquid phases and one solid phase. The mixtures are referred to here as “suspensions” without loss of generality.
  • decanter centrifuges of this type are described in JP. Hermeler, L. Horstkötter, T. Hartmann, "New decanter generation with improved energetic Efficiency”, F & S Filtration and Separation, Volume 26 (2012) No. 3 and in WO 2019/081177 A1 .
  • the suspension is pumped into the centrifuge via the stationary inlet pipe, where centrifugal force causes a ring of liquid, a so-called “pond,” to form on the inner peripheral wall of the drum.
  • Internal components in the screw have the function of bringing the suspension from the center outwards into the liquid ring and thereby accelerating it to the peripheral speed of the screw and the drum. Due to the centrifugal force, the heavier particles are deposited on the inner wall of the drum. Due to a small speed difference between the screw and the drum, the solid is transported through the screw's spirals to the solids outlet. Ultimately, the solid cake is pushed out of the liquid ring and discharged via outlets in the drum shell. At the same time, the clarified liquid flows out via the liquid outlet on the opposite side of the drum.
  • the inlet pipe protrudes freely into the interior of the screw through a hub passage that closes the drum on the side of the liquid outlet, and the screw is rotatably mounted on a socket of a hub of the drum at its end facing the liquid outlet, which surrounds the inlet pipe.
  • the problem that can arise is that the inlet pipe is stimulated to resonate at certain speeds of the screw, which can lead to vibrations and material damage.
  • a centrifuge is also known from practice in which one end of the screw is mounted on a hub of the drum and in which the inlet pipe is connected via a rotary coupling to a fluid pipe which can be rotated centrally with the screw and which extends freely through the interior of the check and is mounted in the hub of the drum by means of a support bearing.
  • the object of the invention is to create a decanter centrifuge with improved running behavior.
  • the screw has at one end an extension which projects coaxially to the inlet pipe, on which one of the bearings is arranged and which is part of a fluid pipe which is tightly connected to the inlet pipe outside the drum via a rotary coupling and leads into the interior of the drum.
  • This design has the advantage that the suspension is supplied and distributed inside the drum not via a section of the inlet pipe that projects freely into the screw and the drum, but via a separate fluid pipe that forms a rigid unit with the screw.
  • the bending rigidity of the fluid pipe is therefore increased by the overall construction of the screw so that practically no resonance vibrations occur within the regular speed range of the centrifuge. Since the fluid pipe can be rotated relative to the inlet pipe, both pipes are connected to one another by a rotary coupling.
  • a part of the fluid pipe also forms an extension of the screw, on which one of the bearings of the screw is arranged. This bearing can be located radially inside a hub of the drum and/or axially outside the drum and therefore only takes up a small amount of space inside the drum.
  • the rotary coupling that connects the inlet pipe to the fluid pipe is located outside the hub that closes the drum.
  • a section of the fluid pipe adjoining the rotary coupling is passed tightly through the hub and stored outside this hub in a frame that also... Bearings for the drum.
  • the fluid pipe can be mounted directly in the hub of the drum, for example with a small needle bearing. In this case too, no installation space is required inside the drum for the bearing.
  • the invention also achieves a greater degree of design freedom in the design of the centrifuge, since the suspension can be fed into the interior of the drum not only from the end at which the liquid outlet is located, but optionally also from that conically tapered end where the solids outlet is located.
  • Fig. 1 Decanter centrifuge shown has a drum 10, which is axially divided into a cylindrical section 12 and a conical section 14 and is closed at both ends by respective hubs 16, 18.
  • a screw 20 is arranged inside the drum 10, which, like the drum, is divided into a cylindrical section 22 and a conical section 24.
  • the screw has an inner jacket 26, which is closed off towards the cylindrical section 22 by an end wall 28 and carries on its outer circumference a helical spiral 30 which reaches up to the inner surface of the conical section 14 of the drum.
  • the cylindrical section 22 of the screw has a helical helix 32, which has a lower height than the helix 30 and is supported with its inner circumference on the axially extending outer edges of support walls 34, which extend in the axial direction of the drum and are star-shaped arranged around the axis of the drum ( Fig. 2 ).
  • the hub 16 of the drum is rotatably mounted in a frame 37 with a bearing 36. Another bearing, not shown, is used to support the drum 10 at the opposite end.
  • the screw 20 forms a fluid tube 38 which runs coaxially with the drum 10 and is rigidly connected to the inner edges of the support walls 34.
  • a section of this fluid tube forms an extension of the drum, which is led outwards through a sealed opening in the hub 16. Outside the drum 10, this extension is mounted by means of a bearing 40 in the frame 37, in which the hub 16 is also mounted.
  • the inner casing 26 of the screw 22 forms an axial extension which is mounted in the hub 18 with a bearing 42.
  • the drum 10 and the screw 20 can be driven at slightly different speeds by rotary drives (not shown).
  • a stationary inlet pipe 44 runs coaxially with the drum 10 outside of this drum and ends at a distance in front of the hub 16.
  • An outlet end of the inlet pipe 44 is connected to the fluid pipe 38 of the screw 20 via a liquid-tight rotary coupling 46.
  • the fluid pipe 38 opens into a distribution chamber 48 within the cylindrical section 22 of the screw, which is connected to the spaces between the radial support walls 34 via radial openings.
  • the supporting walls 34 are connected to one another by disk-shaped stiffening rings 50.
  • the support walls 34 are welded to the inner jacket 26 of the conical section 24 of the screw as well as to the fluid pipe 38 and the stiffening rings 50, so that a bending and torsion-resistant support structure for the coil 32 is formed.
  • Fig. 2 the star-shaped arrangement of the supporting walls 34 can be seen. You can also recognize in Fig. 2 a single turn of the coil 32, an outer part of the end wall 28 of the inner jacket 26, the stiffening rings 50, and the cross section of the fluid pipe 38. In the space between the coil 32 and the end wall 28 one can see a baffle plate 52, which is in the drum 10 is arranged at the transition between the cylindrical part 12 and the conical part 14 and which is interrupted by a slot 54 in the area of the lower apex.
  • the drum 10 and the screw 20 are driven at slightly different speeds so that the screw 20 runs slightly faster than the drum 10.
  • An emulsion to be decanted is pumped into the interior of the drum 10 via the inlet pipe 44 and the fluid pipe 38 of the screw 20 and deflected radially outwards in the distribution chamber 48.
  • the suspension outside the distribution chamber 48 is accelerated in the circumferential direction by the radial support walls 34, so that it is due to Due to its inertia, it is distributed into a thin film on the leading surface of each supporting wall and flows radially outwards due to the centrifugal force.
  • the suspension collects to form a liquid ring or "pond", the inner surface of which is 56 in Fig. 1 and 2 is shown in dashed lines. Due to the centrifugal force, the heavier solid phase of the suspension settles on the inner surface of the drum and is moved to the left by the helix 32 due to the differential rotation of the screw and drum Fig. 1 driven, i.e. towards the conical end of the drum.
  • the solid cake is pressed with increasing compression through the slot 54 of the baffle plate 52 into the conical section 24 of the screw and then taken over by the helix 30 and transported to the tapered end of the conical section 14 of the drum, where it is transferred a solids outlet 58 formed by radial discharge openings is discharged.
  • the hub 16 at the right end of the drum 10 is interrupted by openings 60 which, together with an annular weir 62, form a liquid outlet 64.
  • the inner diameter of the weir 62 determines the position of the inner surface of the liquid ring. With increasing suspension input, the depth of the "pond" increases and as soon as the level of the inner diameter of the weir 62 is reached, the clarified liquid flows in a slow, calm axial flow in the spaces between the support walls 34 to the liquid outlet 64. The flowing liquid is swirled very little, so that the solid phase can be separated very effectively.
  • the inner diameter of the weir 62 can be very small, since no installation space is required for storing the screw 20 in the area of the liquid outlet 64. For example, this inner diameter need not be more than 20% of the diameter of the drum 10. This means that a greater pond depth can be achieved and thus an improvement in the performance of the centrifuge.
  • the depth of the pond can be varied depending on the operating conditions.
  • the torsional rigidity of the support structure for the coil 32 can be increased by increasing the outer diameter of one or more of the stiffening rings 50, possibly up to the inner surface of the liquid ring or, if you accept a small detour of the liquid via the spaces in the coil 32 , also up to the inner diameter of the helix 32.
  • Fig. 3 shows an embodiment that differs from the previously described embodiment in that the inlet pipe 44 and the rotary coupling 46 for the fluid pipe 38 are located at the end of the drum 10, which is formed by the conical section 14 and with a bearing 66 in the is stored on a frame not shown here. Accordingly, the fluid pipe 38 is guided tightly through the hub 18 here.
  • the fluid pipe 38 is an integral part of the inner jacket 26 and runs through the end wall 28 into the distribution chamber 48 inside the cylindrical section 12 of the drum.
  • the supporting walls 34 extend coaxially from a central tube 68 of the screw.
  • the screw is mounted directly in the drum 10 with the bearing 42 and a bearing (not shown) located on the central tube 68 at the opposite end.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Dekanterzentrifuge mit einer drehantreibbaren Trommel (10), die sich zu einem Feststoffauslass (58) hin konisch verjüngt und am entgegengesetzten Ende einen Flüssigkeitsauslass (64) bildet, einem axial zu der Trommel angeordneten stationären Einlaufrohr (44) zum Zuführen einer Suspension in das Innere der Trommel, und einer drehantreibbar in der Trommel angeordneten und mit beiden Enden drehbar in Lagern (40, 42) gelagerten Schnecke (20), die eine Wendel (30, 32) bildet, die radial an die innere Umfangsfläche der Trommel (10) heranreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (20) an einem Ende einen koaxial zu dem Einlaufrohr (44) vorspringenden Fortsatz aufweist, auf dem eines der Lager (40, 42) angeordnet ist und der Teil eines Fluidrohres (38) ist, das außerhalb der Trommel (10) über eine Drehkupplung (46) dicht mit dem Einlaufrohr (44) verbunden ist und in das Innere der Trommel (10) führt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dekanterzentrifuge mit einer drehantreibbaren Trommel, die sich zu einem Feststoffauslass hin konisch verjüngt und am entgegengesetzten Ende einen Flüssigkeitsauslass bildet, einem axial zu der Trommel angeordneten stationären Einlaufrohr zum Zuführen einer Suspension in das Innere der Trommel, und einer drehantreibbar in der Trommel angeordneten und mit beiden Enden drehbar in Lagern gelagerten Schnecke, die eine Wendel bildet, die radial an die innere Umfangsfläche der Trommel heranreicht.
  • Dekanterzentrifugen dieser Art werden zur Trennung von Gemischen eingesetzt, die in der Regel aus einer festen und einer flüssigen Phase bestehen. Es gibt jedoch auch Anwendungen, bei denen zwei flüssige Phasen und eine feste Phase vorliegen. Die Gemische werden hier ohne Einschränkung der Allgemeinheit als "Suspensionen" bezeichnet.
  • Ein Beispiele für Dekanterzentrifugen dieser Art werden beschrieben in JP. Hermeler, L. Horstkötter, T. Hartmann, "Neue Dekantergeneration mit verbessertem energetischen Wirkungsgrad", F & S Filtrieren und Separieren, Jahrgang 26 (2012) Nr. 3 sowie in WO 2019/081177 A1 .
  • Über das stationäre Einlaufrohr wird die Suspension in die Zentrifuge gepumpt, wo sich durch Fliehkraftwirkung ein Flüssigkeitsring, ein sogenannter "Teich" an der inneren Umfangswand der Trommel bildet. Innere Einbauten in der Schnecke haben die Funktion, die Suspension vom Zentrum nach außen in den Flüssigkeitsring zu bringen und dabei auf die Umfangsgeschwindigkeit der Schnecke und der Trommel zu beschleunigen. Aufgrund der Zentrifugalkraft scheiden sich die schwereren Partikel an der Innenwand der Trommel ab. Aufgrund einer kleinen Drehzahldifferenz zwischen der Schnecke und der Trommel wird der Feststoff durch die Wendeln der Schnecke zum Feststoffauslass transportiert. Letztlich wird der Feststoffkuchen aus dem Flüssigkeitsring herausgeschoben und über Auslässe im Trommelmantel ausgetragen. Gleichzeitig strömt die geklärte Flüssigkeit auf der entgegengesetzten Seite der Trommel über den Flüssigkeitsauslass ab.
  • Bei den bekannten Dekanterzentrifugen ragt das Einlaufrohr durch eine Durchführung einer Nabe, die die Trommel auf der Seite des Flüssigkeitsauslasses abschließt, frei in das Innere der Schnecke, und die Schnecke ist an ihrem dem Flüssigkeitsauslass zugewandten Ende drehbar auf einem Stutzen einer Nabe der Trommel gelagert, der das Einlaufrohr umgibt. Dabei kann das Problem auftreten, dass das Einlaufrohr bei bestimmten Drehzahlen der Schnecke zu Resonanzschwingungen angeregt wird, die zu Vibrationen und Materialschäden führen können.
  • Aus der Praxis ist auch eine Zentrifuge bekannt, bei der die Schnecke mit einem Ende auf einer Nabe der Trommel gelagert ist und bei der das Einlaufrohr über eine Drehkupplung mit einem mit der Schnecke mittdrehbaren Fluidrohr verbunden ist, das sich frei durch das Innere der Schecke erstreckt und mittels eines Stützlagers in der Nabe der Trommel gelagert ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dekanterzentrifuge mit verbessertem Laufverhalten zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schnecke an einem Ende einen koaxial zu dem Einlaufrohr vorspringenden Fortsatz aufweist, auf dem eines der Lager angeordnet ist und der Teil eines Fluidrohres ist, das außerhalb der Trommel über eine Drehkupplung dicht mit dem Einlaufrohr verbunden ist und in das Innere der Trommel führt.
  • Diese Bauweise hat den Vorteil, dass die Zufuhr und Verteilung der Suspension im Inneren der Trommel nicht über einen frei in die Schnecke und die Trommel ragenden Abschnitt des Einlaufrohres erfolgt, sondern über ein gesondertes Fluidrohr, das mit der Schnecke eine starre Einheit bildet. Die Biegesteifigkeit des Fluidrohres wird deshalb durch die Gesamtkonstruktion der Schnecke so erhöht, dass innerhalb des regulären Drehzahlbereichs der Zentrifuge praktisch keine Resonanzschwingungen auftreten. Da das Fluidrohr relativ zum Einlaufrohr drehbar ist, sind beide Rohre durch eine Drehkupplung miteinander verbunden. Ein Teil des Fluidrohres bildet zugleich einen Fortsatz der Schnecke, auf dem eines der Lager der Schnecke angeordnet ist. Dieses Lager kann sich radial innerhalb eine Nabe der Trommel und/oder axial außerhalb der Trommel befinden und beansprucht deshalb allenfalls nur einen geringen Bauraum im Inneren der Trommel.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In einer Ausführungsform liegt die Drehkupplung, die das Einlaufrohr mit dem Fluidrohr verbindet, außerhalb der Nabe, die die Trommel abschließt. Ein an die Drehkupplung anschließender Abschnitt des Fluidrohres ist in diesem Fall dicht durch die Nabe hindurchgeführt und außerhalb dieser Nabe in einem Gestell gelagert, dass auch das Lager für die Trommel aufnimmt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, dass der Radius des Flüssigkeitsauslasses verringert und damit die Tiefe des Teiches vergrößert werden kann, da innerhalb der Trommel kein Bauraum mehr für die Lagerung der Schnecke benötigt wird. Durch die Vergrößerung der Teichtiefe wird in vielen Anwendungsfällen eine Verbesserung der verfahrenstechnischen Leistung der Zentrifuge erreicht.
  • In einer anderen Ausführungsform kann das Fluidrohr beispielsweise mit einem kleinbauenden Nadellager unmittelbar in der Nabe der Trommel gelagert sein. Auch in diesem Fall wird für das Lager kein Bauraum in Inneren der Trommel benötigt.
  • Durch die Erfindung wird darüber hinaus ein höheres Maß an konstruktiver Freiheit bei der Gestaltung der Zentrifuge erreicht, da die Zufuhr der Suspension in das Innere der Trommel nicht nur von dem Ende her erfolgen kann, an dem sich der Flüssigkeitsauslass befindet, sondern wahlweise auch von dem konisch verjüngten Ende her, an dem sich der Feststoffauslass befindet.
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Dekanterzentrifuge;
    Fig. 2
    einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; und
    Fig. 3
    einen axialen Schnitt durch eine Dekanterzentrifuge gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Dekanterzentrifuge weist eine Trommel 10 auf, die sich axial in einen zylindrischen Abschnitt 12 und einen konischen Abschnitt 14 gliedert und an beiden Enden durch jeweilige Naben 16, 18 abgeschlossen ist. Im Inneren der Trommel 10 ist eine Schnecke 20 angeordnet, die sich ebenso wie die Trommel in einen zylindrischen Abschnitt 22 und einen konischen Abschnitt 24 gliedert. In dem konischen Abschnitt 24 weist die Schnecke einen Innenmantel 26 auf, der zum zylindrischen Abschnitt 22 hin durch eine Stirnwand 28 abgeschlossen ist und auf seinem äußeren Umfang eine schraubenförmig verlaufende Wendel 30 trägt, die bis an die Innenfläche des konischen Abschnitts 14 der Trommel heranreicht. Der zylindrische Abschnitt 22 der Schnecke weist eine schraubenförmig verlaufende Wendel 32 auf, die eine geringere Höhe hat als die Wendel 30 und sich mit ihrem inneren Umfang auf den axial verlaufenden äußeren Kanten von Tragwänden 34 abstützt, die sich in Axialrichtung der Trommel erstrecken und sternförmig um die Achse der Trommel herum angeordnet sind (Fig. 2).
  • Die Nabe 16 der Trommel ist mit einem Lager 36 drehbar in einem Gestell 37 gelagert. Ein weiteres nicht gezeigtes Lager dient zur Lagerung der Trommel 10 am entgegengesetzten Ende. Die Schnecke 20 bildet in ihrem zylindrischen Abschnitt 22 ein koaxial zu der Trommel 10 verlaufendes Fluidrohr 38, das starr mit den inneren Kanten der Tragwände 34 verbunden ist. ein Abschnitt dieses Fluidrohres bildet einen Fortsatz der Trommel, der durch eine abgedichtete Öffnung der Nabe 16 nach außen geführt ist. Außerhalb der Trommel 10 ist diese Fortsatz mittels eines Lagers 40 in dem Gestell 37 gelagert, in dem auch die Nabe 16 gelagert ist. Am anderen Ende der Schnecke bildet der Innenmantel 26 der Schnecke 22 einen axialen Fortsatz, der mit einem Lager 42 in der Nabe 18 gelagert ist. Durch nicht gezeigte Drehantriebe sind die Trommel 10 und die Schnecke 20 mit leicht unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreibbar.
  • Ein stationäres Einlaufrohr 44 verläuft koaxial zu der Trommel 10 außerhalb dieser Trommel und endet in Abstand vor der Nabe 16. Ein Auslass-Ende des Einlaufrohres 44 ist über eine flüssigkeitsdichte Drehkupplung 46 mit dem Fluidrohr 38 der Schnecke 20 verbunden..
  • Das Fluidrohr 38 mündet innerhalb des zylindrischen Abschnitts 22 der Schnecke in eine Verteilerkammer 48, die über radiale Öffnungen mit den Zwischenräumen zwischen den radialen Tragwänden 34 verbunden ist. Die Tragwände 34 sind durch scheibenförmige Versteifungsringe 50 miteinander verbunden.
  • Die Tragwände 34 sind mit dem Innenmantel 26 des konischen Abschnitts 24 der Schnecke sowie mit dem Fluidrohr 38 und den Versteifungsringen 50 verschweißt, so dass eine biege- und verwindungssteife Tragstruktur für die Wendel 32 gebildet wird.
  • In Fig. 2 ist die sternförmige Anordnung der Tragwände 34 zu erkennen. Außerdem erkennt man in Fig. 2 eine einzelne Windung der Wendel 32, einen äußeren Teil der Stirnwand 28 des Innenmantels 26, die Versteifungsringe 50, und den Querschnitt des Fluidrohres 38. In dem Zwischenraum zwischen der Wendel 32 und der Stirnwand 28 blickt man auf eine Stauscheibe 52, die in der Trommel 10 am Übergang zwischen dem zylindrischen Teil 12 und dem konischen Teil 14 angeordnet ist und die im Bereich des unteren Scheitels durch einen Schlitz 54 unterbrochen ist.
  • Im folgenden wird die Arbeitsweise der Dekanterzentrifuge beschrieben.
  • Die Trommel 10 und die Schnecke 20 werden mit leicht unterschiedlicher Drehzahl so angetrieben dass die Schnecke 20 etwas schneller läuft als die Trommel 10. Eine zu dekantierende Emulsion wird über das Einlaufrohr 44 und das Fluidrohr 38 der Schnecke 20 in das Innere der Trommel 10 gepumpt und in der Verteilerkammer 48 radial nach außen abgelenkt. Durch die radialen Tragwände 34 wird die Suspension außerhalb der Verteilerkammer 48 in Umfangsrichtung beschleunigt, so dass sie sich aufgrund ihrer Trägheit auf der vorauslaufenden Fläche jeder Tragwand zu einem dünnen Film verteilt und aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen abströmt.
  • An der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Teils 22 der Trommel sammelt sich die Suspension zu einem Flüssigkeitsring oder "Teich", dessen innere Oberfläche 56 in Fig. 1 und 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Aufgrund der Zentrifugalkraft setzt sich die schwerere Feststoffphase der Suspension an der Innenfläche der Trommel ab und wird aufgrund der differentiellen Rotation von Schnecke und Trommel durch die Wendel 32 nach links in Fig. 1 getrieben, also in Richtung auf das konische Ende der Trommel. Durch die letzte Windung der Wendel 32 wird der Feststoffkuchen unter zunehmender Verdichtung durch den Schlitz 54 der Stauscheibe 52 in den konischen Abschnitt 24 der Schnecke gedrückt und dann von der Wendel 30 übernommen und zum verjüngten Ende des konischen Abschnitts 14 der Trommel transportiert, wo er über einen durch radiale Austragöffnungen gebildeten Feststoffauslass 58 ausgetragen wird.
  • Die Nabe 16 am rechten Ende der Trommel 10 ist durch Öffnungen 60 unterbrochen, die zusammen mit einem ringförmigen Wehr 62 einen Flüssigkeitsauslass 64 bildet. Der Innendurchmesser des Wehrs 62 bestimmt die Lage der Innenfläche des Flüssigkeitsrings. Mit zunehmendem Eintrag von Suspension nimmt die Tiefe des "Teiches" zu und sobald das Niveau des Innendurchmessers des Wehrs 62 erreicht ist, fließt die geklärte Flüssigkeit in einer langsamen, ruhigen axialen Strömung in den Zwischenräumen zwischen den Tragwänden 34 zum Flüssigkeitsauslass 64 ab. Dabei wird die strömende Flüssigkeit nur sehr wenig verwirbelt, so dass die Feststoffphase sehr wirksam abgeschieden werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen kann der Innendurchmesser des Wehrs 62 sehr klein sein, da im Bereich des Flüssigkeitsauslasses 64 kein Bauraum für die Lagerung der Schnecke 20 benötigt wird. Beispielsweise braucht dieser Innendurchmesser nicht mehr als 20 % des Durchmessers der Trommel 10 zu betragen. Dadurch kann eine größere Teichtiefe und damit eine Leistungsverbesserung der Zentrifuge erreicht werden.
  • Durch Auswechseln des Wehrs 62 kann die Tiefe des Teiches je nach Einsatzbedingungen variiert werden.
  • Die Verwindungssteifigkeit der Tragstruktur für die Wendel 32 lässt sich dadurch erhöhen, dass der Außendurchmesser eines oder mehrerer der Versteifungsringe 50 vergrößert wird, ggf. bis zur Innenfläche des Flüssigkeitsringes oder, wenn man einen kleinen Umweg der Flüssigkeit über die Zwischenräume der Wendel 32 in Kauf nimmt, auch bis zum Innendurchmesser der Wendel 32.
  • Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass sich das Einlaufrohr 44 und die Drehkupplung 46 für das Fluidrohr 38 an dem Ende der Trommel 10 befinden, das durch den konischen Abschnitt 14 gebildet wird und mit einem Lager 66 in dem hier nicht gezeigten Gestell gelagert ist. Demensprechend ist das Fluidrohr 38 hier dicht durch die Nabe 18 hindurchgeführt. Das Fluidrohr 38 ist in diesem Beispiel integraler Bestandteil des Innenmantels 26 und verläuft durch die Stirnwand 28 hindurch in die Verteilerkammer 48 im Inneren des zylindrischen Abschnitts 12 der Trommel. Die Tragwände34 gehen koaxial von einem Zentralrohr 68 der Schnecke aus Die Schnecke ist mit dem Lager 42 und einem nicht gezeigten, auf dem Zentralrohr 68 sitzenden Lager am entgegengesetzten Ende unmittelbar in der Trommel 10 gelagert.

Claims (6)

  1. Dekanterzentrifuge mit einer drehantreibbaren Trommel (10), die sich zu einem Feststoffauslass (58) hin konisch verjüngt und am entgegengesetzten Ende einen Flüssigkeitsauslass (64) bildet, einem axial zu der Trommel angeordneten stationären Einlaufrohr (44) zum Zuführen einer Suspension in das Innere der Trommel, und einer drehantreibbar in der Trommel angeordneten und mit beiden Enden drehbar in Lagern (40, 42) gelagerten Schnecke (20), die eine Wendel (30, 32) bildet, die radial an die innere Umfangsfläche der Trommel (10) heranreicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (20) an einem Ende einen koaxial zu dem Einlaufrohr (44) vorspringenden Fortsatz aufweist, auf dem eines der Lager (40, 42) angeordnet ist und der Teil eines Fluidrohres (38) ist, das außerhalb der Trommel (10) über eine Drehkupplung (46) dicht mit dem Einlaufrohr (44) verbunden ist und in das Innere der Trommel (10) führt.
  2. Dekanterzentrifuge nach Anspruch 1, bei der die Trommel (10) an einem Ende durch eine Nabe (16, 18) abgeschlossen ist und das Fluidrohr (38) flüssigkeitsdicht durch die Nabe (16; 18) hindurchgeführt und außerhalb der Trommel (10) in einem Gestell (37) gelagert ist.
  3. Dekanterzentrifuge nach Anspruch 1, bei der die Trommel (10) an einem Ende durch eine Nabe (16, 18) abgeschlossen ist und das Fluidrohr (38) drehbar in der Nabe (16; 18) gelagert ist.
  4. Dekanterzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Trommel (10) einen zylindrischen Abschnitt (12) und einen konischen Abschnitt (14) aufweist und das Einlaufrohr (44) und die Drehkupplung (46) an dem Ende der Trommel (10) angeordnet sind, das durch den zylindrischen Abschnitt (12) gebildet wird.
  5. Dekanterzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem die Trommel (10) einen zylindrischen Abschnitt (12) und einen konischen Abschnitt (14) aufweist und das Einlaufrohr (44) und die Drehkupplung (46) an dem Ende der Trommel (10) angeordnet sind, das durch den konischen Abschnitt (14) gebildet wird.
  6. Dekanterzentrifuge nach Anspruch 4 oder 5, bei dem das Fluidrohr (38) im Inneren des zylindrischen Abschnitts (12) mündet.
EP22171787.9A 2022-05-05 2022-05-05 Dekanterzentrifuge Pending EP4272870A1 (de)

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