WO2019141605A1 - Zentrifuge - Google Patents

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WO2019141605A1
WO2019141605A1 PCT/EP2019/050703 EP2019050703W WO2019141605A1 WO 2019141605 A1 WO2019141605 A1 WO 2019141605A1 EP 2019050703 W EP2019050703 W EP 2019050703W WO 2019141605 A1 WO2019141605 A1 WO 2019141605A1
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WO
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drum
wear protection
protection elements
centrifuge according
wear
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/050703
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Kleimann
Thomas Bathelt
Axel BARTSCHER
Original Assignee
Gea Mechanical Equipment Gmbh
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Publication date
Application filed by Gea Mechanical Equipment Gmbh filed Critical Gea Mechanical Equipment Gmbh
Priority to RU2020115546A priority Critical patent/RU2769126C9/ru
Priority to CA3081915A priority patent/CA3081915A1/en
Priority to EP19700687.7A priority patent/EP3740321B1/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
    • B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B04B1/14—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with periodical discharge
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a centrifuge in which a flowable starting product in egg nem continuous operation in a centrifugal field in a rotating drum of solids is clarified, the drum having a drum shell and a drum base, and wherein the drum shell or the drum base a having movable piston valve, can be opened or closed by the outlet openings in the drum, wherein further one or more re wear protection elements are provided to protect against abrasive wear
  • the closed drum holds the substances in the rotating system in which a pressure is built up which is proportional to the square of the angular velocity "w 2 ".
  • outlet openings or openings are provided on the outer circumference of the drum when the solids are discharged from the solids discharge drum, the pressurized solid is forced through this outlet opening (s) at high speed and thus energy.
  • solids are emptied of a self-emptying separator at full speed so far the solids, especially abrasive solids, cause wear on the / the discharge opening (s) of the drum base, on the drum shell and in particular on the piston slide.
  • This centrifuge is characterized by one or both of the following features: a) the drum is mounted on an axial annular surface of the upper drum part or drum bottom part with two or more first anti-wear elements ( en), wherein the wear protection elements have the shape of circular ring segments and / or b) the piston valve is provided on a corresponding axial annular surface with two or more second wear protection element (s), wherein the
  • Wear protection elements have the shape of circular ring segments.
  • the drum is part on which the first wear protection elements are arranged, the drum shell (which may also include an element disposed on the drum shell element such as a ring heard).
  • the piston valve is displaceably guided in the upper part of the drum - which is less preferred, however - the drum part is where the first one is
  • Wear protection elements are arranged, the drum base.
  • the one or more first and / or second wear protection elements are designed so that they cover the entire axial annular surface of the component to which they are arranged or attached.
  • This refinement has the advantage that the component or functional members which allow the solid material outlet to be opened and closed by mechanically opening and closing the solids discharge openings are completely equipped with wear protection elements at their entire circumference or in the circumferential direction and are correspondingly protected.
  • the one or more first and / or second wear protection elements are designed so that they only a part of the axial Ring surface of the component on which they are arranged (ie either on the one hand drum shell or - lower part and / or on the other hand, the spool) cover. Then, respectively, sections of the corresponding covered areas are better protected.
  • wear protection elements are provided on both corresponding components - in particular on the drum shell and on the spool - wear and that they abut axially in the closed state of the solids discharge openings of the drum. This results in a particularly advantageous protection of both components.
  • the one or more first and / or second wear protection elements are designed so that they cover only a radial part of the axial annular surface of the component on which they are arranged.
  • the one or more first and / or second wear protection elements are designed so that they cover only individual peripheral portions of the axial annular surface of the component on which they are angeord net, so they do not Form circumferentially closed ring.
  • the one or more first and / or second wear protection elements together form a circumferentially closed ring in interaction. In this way, a particularly advantageous wear protection is realized.
  • this ring projects axially inwards beyond the respective component. In this way, something solid can accumulate here, which forms a further protection against wear. This will be explained in more detail below and also with reference to the figure description.
  • the ring can also terminate flush with the respective component radially inward.
  • solid means the substances which are emptied through the outlet openings of the drum. These may be, for example, turbidity substances or contaminants, but also adjuvants such as bentonite or valuable substances such as algae, yeasts, cell cultures or microorganisms. The term solids is not to be understood too narrowly. It also falls a possibly flowable phase underneath, which can be emptied by the releasable and closable by the piston valve openings.
  • the first or the first wear protection elements can thus be designed so that they cover the entire axial annular surface of the drum shell. Alternatively, they may also be designed in such a way that they extend radially and / or in the circumferential direction over only part of the axial annular surface of the upper drum part and only partially cover it.
  • the ers th or wear protection elements form a circumferentially closed ring. But it or they can be provided only in sections in the circumferential direction, so that no circumferentially closed ring is formed.
  • at least the radial region is assigned a wear protection element of the drum shell part radially in front of each discharge opening.
  • the second wear protection element (s) may accordingly be designed to cover the entire axial annular surface of the piston valve. Alternatively, they can also be designed so that they occidentalre radially and / or in order circumferential direction only over a portion of the axial annular surface of the spool and cover these only partially. It can preferably be provided that the second wear protection element or elements form a circumferentially closed ring. But it or they can be provided only in sections in the circumferential direction, so that no circumferentially closed ring is formed. However, it is preferably provided that at least the radial region radially before each discharge opening from a wear protection element of the piston valve is associated. The type is the abrasive wear on the spool in this hazardous area effectively reduced.
  • the first and / or second Ver wear protection elements may be formed as plates, in particular as arcuate plate portions of an otherwise preferably at least on one side flat ring. These can then preferably the circular ring segment-like shape aufwei sen. As a result, the wear protection elements can advantageously be produced inexpensively without large waste.
  • the circular ring segments can complement each other to form a closed circle or ring. They can be set in the circumferential direction in each case. Each annular segment is then not circumferentially closed and preferably less than 360 °, in particular less than 180 ° or even less than 90 °.
  • the several ren wear protection elements together with one (if, for example, two half circles form a ring) or possibly two adjacent Verschl furnishage elements (if, for example, three or more ring segments form a ring) then each one joint edge on. Between adjacent or sto Commabutting edges thus a joint is formed.
  • the respective joint or all joints can, according to one embodiment, extend completely or partially radially. However, it is preferred that it does not extend radially in whole or in sections but is inclined by an angle cc in the direction of rotation of the drum. This prevents the radially emerging solid from following the course of the joint and eroding it. Since the direction of the exiting solid crosses the course of the joint substantially at the angle cc, erosion of the joint is minimized.
  • the respective joint or joints may also have a wavy or zigzag-like contour in such a way that adjacent wear protection Lemente in the circumferential direction form-fitting can be lined up or juxtaposed GE.
  • the radially emerging abrasive solid particles do not indirectly follow a surface which forms the respective abutment edge between two wear protection elements, but are advantageously braked by the wave-shaped or zig-zag-like course of the abutting edge and thus the joint can not expand o- continue to loosen up.
  • the wave or zig-zag shape of the joint edge also allows a setting of the abrasive solids Parti cle in the joint, resulting in a further advantageous protection of the abutting edge before a white direct abrasive expansion of the joint results.
  • the abutting edge in each case has an alternating arrangement of one or more angular sections.
  • the wave or zig-zag-like course of the abutting edge is advantageously simply formed.
  • the opening direction of the angle a is directed in the direction of rotation of the drum. Since the escaping solid is decelerated counter to the direction of rotation, an angle cc in the direction of rotation favors the crossing of the exiting solid and the joint.
  • the first Ver wear protection elements and the second wear protection elements are designed so that they each protrude a defined piece radially beyond the inner edge of the drum shell or piston valve into the interior of the drum.
  • This is advantageous since, in spite of the open outlet opening (s), solids still remain on the inside of the wear protection elements and thus on the inner surface of the piston slide or on the inner surface of the drum shell. On this remaining layer, the solid slides on further evacuation.
  • the surfaces of the upper drum part and the piston slide are additionally protected against abrasive wear, since the adhering solid layer covers the surfaces and thus creates an advantageous protective effect.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a centrifuge which can be operated by a method according to the invention
  • FIG. 2 shows in a) an enlarged detail of the drum in the region of an outlet opening with a closed outlet opening and in b) the section enlargement from FIG. 2a) with the outlet opening open
  • FIG. 3 shows in a) an embodiment of the invention and in b) the detail enlargement of Fig. 3a) with open outlet:
  • FIG. 4 shows a plan view of the opened outlet opening according to FIG. 3 a or FIG.
  • Fig. 1 shows a centrifuge - designed here as a separator - for clarifying solids-containing, flowable starting products AP of solids with a navba ren drum 1 with a vertical axis of rotation D.
  • the processing of the starting product AP takes place in continuous operation.
  • the separator shown here is a self-draining separator. This means that the inflow to the clarifying suspension or of the starting product AP to be clarified takes place continuously and also the discharge of at least one clarified liquid phase, called clear phase KP, takes place continuously.
  • the drum 1 of the centrifuge has in the embodiment as a self-emptying separator, however, a discontinuous solids outlet, wherein the separated from the réellepro product AP by clarification solid F is removed at intervals by opening and reclosing of one or more outlet 2.
  • the rotatable drum 1 has a drum base 3 and a drum top 4.
  • the drum 1 is here surrounded by a distance from her, in the operation not dre existing hood 5.
  • the drum 1 is also set to a drive spindle 6, which is rotatably mounted and driven by a drive motor.
  • the rotating ble parts form a total of a rotating system to which the drum 1 and the drive spindle 6 belong. The rotating system is rotated during operation in a direction of rotation U.
  • the drum 1 has a product feed 7, through which the starting product AP is fed into the drum 1. It also has at least one sequence 8 - provided with a gripper - on, which serves to derive a clear phase KP from the Trom mel 1.
  • the gripper - also called peeling disk - is designed here as a Zentripetal pump.
  • the process 8 can be done structurally in other ways or by other means. In addition, it is also conceivable, in addition to the clarification, to carry out a separation of the starting product AP into two liquid phases of different densities. For this purpose, then a further liquid flow is required.
  • the drum may be hermetically sealed or not hermetically sealed.
  • the drum 1 preferably has a disk pack 9 of axially spaced separating plates. Between the outer periphery of the plate package 9 and the inner circumference of the drum 1 in the region of its largest inner diameter, a solids collection chamber 10 is formed. Solids, which are separated in the region of the plate package 9 of the clear phase KP, accumulate in the solids collection chamber 10, from the the solids F can be discharged from the drum 1 via one or more outlet openings (s) 2.
  • the outlet opening (s) 2 can be opened and closed here by means of a piston slide 11 which is arranged in the drum base 3 and is displaceable parallel thereto in this direction (in particular vertically).
  • the solid F is discharged from the T drum 1 in a solid scavenger 12.
  • the drum 1 has a Betuschistsme mechanism on.
  • this comprises at least one supply line 22 for a control fluid, such as e.g. Water or clear phase KP and a valve assembly 23 in the drum 1 and other elements outside the drum 1.
  • At least one Sensorein device 26 may be arranged, which is adapted to determine the instantaneous amount of speed of the drive spindle 6 and the instantaneous speed of the drum 1 and the rotating system of the centrifuge.
  • a sensor device 27 On or in the product feed 7 for the starting product AP in the drum 1, a sensor device 27 for determining the flow rate volume / time or one or more parameters, such as. Mass / time to be arranged in the drum 1 to be conductive réelle product AP. This is advantageous, but not mandatory.
  • the sensor devices 26, 27 are connected via data links 28, 29 to an evaluation and control unit 30 (preferably a control computer of the centrifuge), which evaluates the determined measured values and the movement of the piston slide 11 and thus also the time interval until the opening the outlet opening Control (s) 2 controls or regulates.
  • the actuating mechanism for the spool 11 - in particular the dosing 24 - can via a data connection
  • the metering arrangement 24 may be designed, for example, in the manner of DE 10 2005 049 941 A1. It may also preferably another controllable device
  • controllable valve - for example, a controllable valve - be connected in the product inlet 7, with which the volume flow in the inlet is variable to change the feed rate or the current feed volume V Ap to be processed starting product AP per unit time.
  • This controllable device 32 is connected via a ver connection 33 with the control unit 30.
  • the aforementioned data connections 28, 29, 31, 33 enable data transmission from or to the control and evaluation unit. They can each be designed as lines or as wireless connections in each case.
  • Fig. 2a is an enlarged detail of the portion of the drum 1, in which the outlet opening (s) 2 is shown in section. Also indicated here is a radii al outer region of the drum interior, in which solid F has collected radially in front of the outlet opening 2 shown here.
  • the spool 11 is conically toroidal - and preferably also annular - formed and axially guided in the drum base 3 movable. In an upper position, it rests with an upper axial annular surface 11a on a corresponding lower axial annular surface 4a of the upper drum part 4, or on a seal which is arranged in this axial annular surface. If it moves into a lower position (see FIGS. 2a and 2b), an annular gap RS is formed between these two axial annular surfaces 11a and 4a.
  • the spool 11 On an outer circumference, the spool 11 has a seal 13 (a sealing ring), with which the circumferential gap between the outer periphery of the piston slide 1 1 and the inner periphery of the drum base 3 is sealed.
  • the drum shell 4 also has at its lower axial annular surface 4a a groove
  • the drum shell 4 has at least one, two or more first wear protection elements 16 on its lower axial annular surface 4a facing the annular gap RS on.
  • the drum shell 4 has a step-like grading or ring clearance 4b, in which these first wear protection elements
  • the ring clearance 4b may be dimensioned and designed such that the first wear protection elements 16 axially form a flush surface with the remaining part 4c of the axial ring surface 4a which is not covered by the wear protection elements 16.
  • the first wear protection elements 16 may further be designed according to a preferred embodiment in such a way that they protrude a (defined) piece radially beyond the in nenkante of the drum shell 4 in the interior of the drum 1.
  • the piston slide 1 1 has at least one, two or more second wear protection elements 17 on its upper axial annular surface 11a facing the annular gap RS.
  • the second wear protection elements 17 may be designed so that they cover the ge entire axial annular surface 1 1 a of the piston valve. You can alternatively but also be designed so that they extend radially only over part of the axial annular surface 1 1 a and cover them only partially.
  • the piston slide has, at the top, a stepped annular clearance 11b with an outer peripheral edge 18 into which the second wear protection elements 17 are inserted.
  • the ring clearance 1 1 b can be sized and configured so that the second wear protection elements 17 axially slightly over the rest, not by the Verschl discloseterrorismele elements 17 covered part surface 1 1 c of the upper axial annular surface 1 1 a of the piston slide 1 protrude. Such are in the closed state, only the first and second wear protection elements 16, 17 axially together. In this way, the annular gap RS can be further closed well in this area.
  • the second wear protection elements 17 are here designed such that they abut against the peripheral edge 18.
  • the second wear protection elements 17 may further protrude a defined piece radially beyond the inner edge of the spool 1 1 in the interior of the drum 1. This causes that despite a discharge of the solid F always a residual amount of this solid F remains in front of the edge described in the drum, which acts as a protective layer on the piston slide 1 1. On this layer, the solid F slides on further emptying conditions, which reduces the abrasion of the affected area in the spool valve 1 1.
  • the first and second wear protection elements 16, 17 may be plate-like decor with dark, so that they are inexpensive to manufacture and easy to install.
  • the outlet opening (s) 2 In the closed state of the outlet opening (s) 2 contacted / contact the Ers th wear protection elements 16 preferably the second Verschl formatschutzele elements 17. Further, the seal 14 th on the second plate-like Verschl furnishstoffelemen th 17 and thus seals the interior of the drum 1 T against the Auslassöff 2).
  • the outlet opening (s) 2 In Fig. 2b, the outlet opening (s) 2 is / are shown in an opened state. Recognizable are two areas in the interior of the drum 1 T, at which in spite of opened ter outlet opening (s) 2 still solid F adheres. On this layer, the solid F slides on further evacuation. This is advantageous because thereby the affected surfaces of the drum shell 4 and the spool 1 1 are additionally protected against abrasion wear from Ab, since the adherent layer of solids covers the surfaces over and thus creates an advantageous protective effect.
  • Fig. 3a alternative embodiment of the invention is shown. Notwithstanding the embodiment of Fig. 2a and 2b is provided here that (only) the second plate-like wear protection elements 17 cover the entire outlet opening end of the spool 1 1 and the entire axial annular surface 1 1 a. In this case, the second plate-like wear protection elements 17 are positively fixed by a respective annular shoulder 19, 20 in the radial direction, the respective piston slide 1 1 and the second plate-like wear protection elements 17 ausbil the.
  • the outlet opening (s) is / are shown in an opened state. Recognizable are two areas in the interior of the drum 1, to which, despite the opened outlet opening (s) 2, solid matter F still adheres.
  • This advantageous adhesion of solid F is achieved by the edges projecting by a defined amount into the interior of the drum 1 of the first plate-like wear protection element (s) 16 and / or the second plate-like wear protection element (e) 17 the affected surfaces of the drum shell 4 and the piston slide 11 are additionally protected against abrasion wear, since the adhering solid layer covers the surfaces and thereby creates an advantageous protective effect.
  • Fig. 4 it is shown how the second plate-like wear protection elements 17 along the circumference of the axial end of the spool 11 are arranged.
  • first plate-like wear protection elements 16 which are arranged along the circumference of the drum upper part 4 (not shown here in each case).
  • the wear protection elements In order to be able to follow the annular contour of the piston slide 11 or of the drum shell 4, the wear protection elements have the form of circular ring segments. Strung together, they form a circular ring.
  • the wear protection elements 17 can advantageously be produced inexpensively without large waste.
  • Each wear protection element 17, together with the respectively adjacent wear protection elements 17, has abutting edges 21.
  • the abutment edge 21 is designed such that the abutment edge 21, starting from a tangent point T which forms a first radial R1 with the circular arc of the circumference of the outlet opening-side end of the piston valve 11, follows the first radial R1 and thus forms at least one first radial section r1.
  • At the first radi alabintroductory r1 at least a first at an angle a to the first radial section r1 extending angle section w1 connects.
  • the abutting edge 21 is further configured such that each further radial portion r is part of another radial R which passes through the respective end point E of the preceding angular portion w or is parallel to the first radial R1.
  • the abutting edge 21 of FIG. 4 in each case three radial sections r1, r2, r3 and two angle sections w1, w2.
  • the number of radial sections r and the angle sections w can also deviate therefrom.
  • the length of the respective sections r, w results from the length of the abutting edge 21 and the choice of the amount and the opening direction -herein clockwise- the Angle a and is therefore variable in each case, with a joint edge 21 having at least two angular sections w is preferred.
  • the abutting edge 21 in each case has an alternating sequence of one or more radial section (s) r and angular section (s) w.
  • the respective abutment edge 21 has a wave-shaped or zigzag-like contour in such a way that adjacent wear protection elements 17 can be lined up in a form-fitting manner
  • the wave or zig-zag shape of the abutting edge 21 also allows a Festset zen the abrasive solids acting parti cle in the joint, resulting in a further advantageous protection of the abutting edge 21 before a further abrasive widening of the joint.
  • the wear protection elements 16, 17 are made of a hard, wear-resistant material. With regard to the centrifugal forces acting, however, the choice of materials is limited; it is therefore preferred to use technical ceramics or hard metal.
  • the wear protection elements 16, 17 are each fixed by a cohesive joining process on the spool 1 1 and on the drum top 4.
  • Preferred joining methods are welding, soldering or gluing. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Zentrifuge, in der ein fließfähiges Ausgangsprodukt (AP) in einem kontinuierlichen Betrieb in einem Zentrifugalfeld in einer sich drehenden Trommel (1) von Feststoffen F klärbar ist, wobei die Trommel (1) ein Trommeloberteil (4) und ein Trommelunterteil (3) aufweist, und wobei das Trommeloberteil (4) oder das Trommelunterteil (3) einen bewegbaren Kolbenschieber (11) aufweist, durch den Auslassöffnungen (2) in der Trommel (1) geöffnet oder geschlossen werden können, wobei ferner eines oder mehrere Verschleißschutzelemente zum Schutz gegen Abrasivverschleiß vorgese- hen sind, mit einem oder beide folgender Merkmale: a. die Trommel ist an einer Axial-Ringfläche (4a) des Trommeloberteils (4) oder des Trommelunterteils mit zwei oder mehr ersten Verschleiß- schutzelement(en) (16) versehen, wobei die Verschleißschutzelemente (16, 17) die Form von Kreisringsegmenten aufweisen, und/oder b. der Kolbenschieber (11) ist an einer korrespondierenden Axial- Ringfläche (11a) mit zwei oder mehr zweiten Verschleißschutzele- ment(en) (17) versehen, wobei die Verschleißschutzelemente (16, 17) die Form von Kreisringsegmenten aufweisen.

Description

Zentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, in der ein fließfähiges Ausgangsprodukt in ei nem kontinuierlichen Betrieb in einem Zentrifugalfeld in einer sich drehenden Trom- mel von Feststoffen klärbar ist, wobei die Trommel ein Trommeloberteil und ein Trommelunterteil aufweist, und wobei das Trommeloberteil oder das Trommelunter teil einen bewegbaren Kolbenschieber aufweist, durch den Auslassöffnungen in der Trommel geöffnet oder geschlossen werden können, wobei ferner eines oder mehre re Verschleißschutzelemente zum Schutz gegen Abrasivverschleiß vorgesehen sind
Das mit einer Zentrifugentrommel zu klärende Ausgangsprodukt und somit auch die darin enthaltenen Feststoffe - die Abfallstoffe aber auch Wertstoffe sein können - sind einer hohen Zentripetalbeschleunigung ausgesetzt, die in einem Separator mit vertikaler Drehachse mehr als das 10.000 fache der Erdbeschleunigung (mehr als 10.000 g) betragen kann. Durch die geschlossene Trommel werden die Stoffe im ro tierenden System gehalten, in welchem sich ein Druck aufbaut, der proportional zum Quadrat der Winkelgeschwindigkeit ,,w2“ ist.
Öffnen sich bei einer Feststoffentleerung der Trommel zum Auslass von Feststoffen vorgesehene eine oder mehrere Auslassöffnung(en) am Außenumfang der Trommel, so wird der unter Druck stehende Feststoff mit hoher Geschwindigkeit und somit Energie durch diese Auslassöffnung(en) gepresst. Bei der Feststoffentleerung eines selbstentleerenden Separators bei voller Drehzahl können insofern die Feststoffe, insbesondere abrasive Feststoffe, einen Verschleiß an der / den Austragsöffnung(en) des Trommelunterteils, am Trommeloberteil und insbesondere auch am Kolben schieber verursachen.
Um diesen Verschleiß zu verringern, ist es bekannt, gefährdete Stellen außen an der Trommel durch besondere Elemente oder durch eine Beschichtung aus einem ge- eigneten harten Material, z.B. aus Flartmetall, zu schützen (sie z.B. die
W02004/054719 A1 ). Zum Stand der Technik wird insoweit auch die DE 1 869 993 U genannt, die Verschleißschutzringe zum Schutz gegen Abrasivverschleiß offen bart. Die Erfindung hat die Aufgabe, weitere konstruktive Wege zum Schutz von Elemen ten von und an Zentrifugentrommeln gegen Abrasivverschleiß zu schaffen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Gekenn zeichnet ist diese Zentrifuge durch eines oder beide folgender Merkmale: a) die T rommel ist an einer Axial-Ringfläche des T rommeloberteils oder des Trommelunterteils mit zwei oder mehr ersten Verschleißschutzele- ment(en) versehen, wobei die Verschleißschutzelemente die Form von Kreis ringsegmenten aufweisen und/oder b) der Kolbenschieber ist an einer korrespondierenden Axial-Ringfläche mit zwei oder mehr zweiten Verschleißschutzelement(en) versehen, wobei die
Verschleißschutzelemente die Form von Kreisringsegmenten aufweisen.
Derart wird jeweils auf einfache Weise der Verschleißschutz an der Trommel und/oder an dem Kolbenschieber verbessert.
Nachfolgend werden vorteilhafte Varianten dieser Erfindung erläutert, mit denen je- weils der Verschleißschutz optimierbar ist.
Wird der Kolbenschieber im Trommelunterteil verschieblich geführt, ist das Trommel teil, an dem die ersten Verschleißschutzelemente angeordnet werden, das Trommel oberteil (wozu ggf. auch ein am Trommeloberteil angeordnetes Element wie ein Ring gehört). Wird der Kolbenschieber hingegen im Trommeloberteil verschieblich geführt - was weniger bevorzugt aber realisierbar ist - ist das T rommelteil, an dem die ersten
Verschleißschutzelemente angeordnet werden, das Trommelunterteil.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleiß schutzelemente so ausgestaltet sind, dass sie die gesamte Axial-Ringfläche des Bauteils, an dem sie angeordnet bzw. angebracht sind, abdecken. Diese Ausgestal- tung bietet den Vorteil, dass das oder die Bauteile bzw. Funktionsträger, die durch mechanisches Öffnen und Verschließen der Feststoffaustragsöffnungen den Fest stoffauslass ermöglichen, an ihrem gesamten Umfang bzw. in Umfangsrichtung ganz mit Verschleißschutzelementen ausgestattet und entsprechend geschützt werden. Es kann alternativ vorgesehen sein, dass das oder die ersten und/oder zweiten Ver schleißschutzelemente so ausgestaltet sind, dass sie nur einen Teil der Axial- Ringfläche des Bauteils, an dem sie angeordnet sind (also entweder einerseits Trommeloberteil oder - unterteil und/oder andererseits der Kolbenschieber) abde cken. Dann werden entsprechend jeweils Abschnitte der entsprechend abgedeckten Flächen verbessert geschützt.
Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass an beiden entsprechenden Bauteilen - insbesondere an dem Trommeloberteil und an dem Kolbenschieber - Verschleiß schutzelemente vorgesehen sind und dass diese axial im geschlossenen Zustand der Feststoffaustragsöffnungen der Trommel aneinanderstoßen. Derart ergibt sich ein besonders vorteilhafter Schutz beider Bauteile.
Nach einer Variante kann vorgesehen sein, dass das oder die ersten und/oder zwei ten Verschleißschutzelemente so ausgestaltet sind, dass sie nur einen radialen Teil der Axial-Ringfläche des Bauteils, an dem sie angeordnet sind, abdecken.
Nach einer anderen Variante kann hingegen vorgesehen sein, dass das oder die ers- ten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente so ausgestaltet sind, dass sie nur einzelne Umfangsabschnitte der Axial-Ringfläche des Bauteils, an dem sie angeord net sind, abdecken, so dass sie keinen umfangsgeschlossenen Ring bilden.
Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente gemeinsam im Zusammenspiel einen umfangsgeschlos- senen Ring ausbilden. Derart wird ein besonders vorteilhafter Verschleißschutz reali siert.
Nach einer Variante steht dieser Ring jeweils axial nach innen über das jeweilige Bauteil vor. Derart kann sich hier etwas Feststoff ansammeln, der einen weiteren Verschleißschutz bildet. Dies wird weiter unten und auch anhand der Figurenbe- Schreibung noch näher erläutert werden. Der Ring kann aber radial nach innen auch bündig mit dem jeweiligen Bauteil abschließen.
Es kann ferner zur Realisierung eines guten Verschleißschutzes und einer guten Montierbarkeit vorgesehen sein, dass das oder die ersten und/oder zweiten Ver schleißschutzelemente (z.B. in zwei Richtungen) formschlüssig an dem Bauteil, des- sen Fläche sie abdecken, angeordnet sind. Unter„Feststoff“ werden im Kontext dieser Schrift die Stoffe verstanden, welche durch die Auslassöffnungen der Trommel entleert werden. Dies können z.B. Trüb stoffe oder Verschmutzungen sein, aber auch Hilfsstoffe wie Bentonit oder auch Wertstoffe wie Algen, Hefen, Zellkulturen oder Mikroorganismen. Der Begriff Fest- Stoff ist nicht zu eng zu verstehen. Es fällt auch eine ggf. fließfähige Phase darunter, welche durch die vom Kolbenschieber freigebbaren und verschließbaren Öffnungen entleerbar ist.
Das oder die ersten Verschleißschutzelemente können somit so gestaltet sein, dass sie die gesamte Axial-Ringfläche des Trommeloberteils bedecken. Sie können alter nativ aber auch so gestaltet sein, dass sie sich radial und/oder in Umfangsrichtung nur über einen Teil der Axial-Ringfläche des Trommeloberteils erstrecken und diese nur teilweise abdecken. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das oder die ers ten Verschleißschutzelemente einen umfangsgeschlossenen Ring bilden. Es oder sie können aber jeweils in Umfangsrichtung auch nur abschnittsweise vorgesehen sein, so dass kein umfangsgeschlossener Ring gebildet wird. Es ist aber vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest der radiale Bereich radial vor jeder Austragsöffnung ein Verschleißschutzelement des Trommeloberteils zugeordnet ist. Derart wird der abra sive Verschleiß am Trommeloberteil in diesem gefährdeten Bereich wirksam verrin- gert. Dies ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung. Ein besonders vorteilhaf ter Verschleißschutz ergibt sich, wenn der Ring aus Verschleißschutzelementen am Trommeloberteil umfangsgeschlossen ausgebildet ist.
Das oder die zweiten Verschleißschutzelemente können entsprechend so gestaltet sein, dass sie die gesamte Axial-Ringfläche des Kolbenschiebers bedecken. Sie können alternativ aber auch so gestaltet sein, dass sie sich radial und/oder in Um fangsrichtung nur über einen Teil der Axial-Ringfläche des Kolbenschiebers erstre cken und diese nur teilweise abdecken. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das oder die zweiten Verschleißschutzelemente einen umfangsgeschlossenen Ring bilden. Es oder sie können aber jeweils in Umfangsrichtung auch nur abschnittsweise vorgesehen sein, so dass kein umfangsgeschlossener Ring gebildet wird. Es ist aber vorzugsweise vorgesehen, dass zumindest der radiale Bereich radial vor jeder Aus tragsöffnung ein Verschleißschutzelement des Kolbenschiebers zugeordnet ist. Der art wird der abrasive Verschleiß am Kolbenschieber in diesem gefährdeten Bereich wirksam verringert. Dies ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung. Ein be sonders vorteilhafter Verschleißschutz ergibt sich, wenn der Ring aus Verschleiß schutzelementen am Kolbenschieber umfangsgeschlossen ausgebildet ist. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung können die ersten und/oder zweiten Ver schleißschutzelemente als Platten ausgebildet sein, insbesondere als bogenförmige Plattenabschnitte eines ansonsten wenigstens an einer Seite vorzugsweise ebenen Ringes. Diese können dann vorzugsweise die kreisringsegmentartige Form aufwei sen. Dadurch können die Verschleißschutzelemente vorteilhaft kostengünstig ohne großen Verschnitt hergestellt werden. Die Kreisringsegmente können sich zu einem geschlossenen Kreis bzw. Ring ergänzen. Sie können in Umfangsrichtung jeweils aneinander gesetzt sein. Jedes Kreisringsegment ist dann nicht umfangsgeschlossen und vorzugsweise kleiner als 360°, insbesondere kleiner als 180° oder sogar kleiner 90°.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die mehre ren Verschleißschutzelemente gemeinsam mit jeweils einem (wenn z.B. zwei Halb kreise einen Ring bilden) oder ggf. zwei jeweils angrenzenden Verschleißschutzele menten (wenn z.B. drei oder mehr Kreisringsegmente einen Ring bilden) dann je- weils eine gemeinsame Stoßkante auf. Zwischen aneinander grenzenden bzw. sto ßenden Stoßkanten ist somit eine Fuge ausgebildet.
Die jeweilige Fuge oder sämtliche Fugen kann zwar nach einer Ausgestaltung ganz oder teilweise radial verlaufen. Bevorzugt wird aber, dass sie ganz oder abschnitts- weise nicht radial verläuft sondern um einen Winkel cc in Drehrichtung der Trommel geneigt ist. Hierdurch wird verhindert, dass der radial austretende Feststoff dem Ver lauf der Fuge folgt und diese erodiert. Da die Richtung des austretenden Feststoffes den Verlauf der Fuge im Wesentlichen mit dem Winkel cc kreuzt, wird eine Erosion der Fuge minimiert.
Die jeweilige Fuge oder sömtliche Fugen kann/können auch eine wellenförmige oder zickzack-artige Kontur aufweisen, in der Art, dass benachbarte Verschleißschutze- lemente in Umfangsrichtung formschlüssig aneinanderreihbar bzw. aneinander ge reiht sind.
Dies bewirkt, dass die radial austretenden abrasiven Feststoff parti kel nicht einer Fu- ge, die die jeweilige Stoßkante zwischen zwei Verschleißschutzelemente bildet, un mittelbar folgen, sondern durch den wellenförmigen oder zick-zack-artigen Verlauf der Stoßkante vorteilhaft abgebremst werden und somit die Fuge nicht erweitern o- der weiter aufschleifen können. Ferner ermöglicht die Wellen- oder Zick-Zackform der Stoßkante außerdem ein Festsetzen der abrasiv wirkenden Feststoff parti kel in der Fuge, wodurch sich ein weiterer vorteilhafter Schutz der Stoßkante vor einer wei teren abrasiven Erweiterung der Fuge ergibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Stoßkante jeweils eine wechselweise Aneinanderreihung von einen oder mehrere Winkelab- schnitt(en) auf. Dadurch wird der wellen- oder zick-zack-artige Verlauf der Stoßkante vorteilhaft einfach gebildet.
In die Fuge eingedrungener Feststoff wird durch den Winkelabschnitt gebremst und am Weiterströmen gehindert wird. Der so gesammelte Feststoff verschließt die Fuge, wodurch sich ein vorteilhafter Schutz der Stoßkante vor einer weiteren abrasiven Er weiterung der Fuge ergibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnungsrich- tung des Winkels a in die Drehrichtung der Trommel gerichtet. Da der austretende Feststoff entgegen der Drehrichtung abgebremst wird, begünstigt ein Winkel cc in Drehrichtung das Kreuzen des austretenden Feststoffes und der Fuge.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Ver schleißschutzelemente und die zweiten Verschleißschutzelemente so gestaltet, dass sie jeweils ein definiertes Stück radial über die Innenkante des Trommeloberteils bzw. Kolbenschiebers in den Innenraum der Trommel hineinragen. Dies ist vorteilhaft, da dadurch trotz geöffneter Auslassöffnung(en) noch Feststoff an der Innenseite der Verschleißschutzelemente und somit auf der Innenfläche des Kol benschiebers bzw. auf der Innenfläche der Trommeloberteils verbleibt. Auf dieser verbleibenden Schicht gleitet der Feststoff bei weiteren Entleerungen. Dies ist vor- teilhaft, da dadurch die Oberflächen des Trommeloberteils bzw. des Kolbenschiebers zusätzlich gegen Abrasivverschleiß geschützt sind, da die anhaftende Feststoff schicht die Flächen überdeckt und dadurch eine vorteilhafte Schutzwirkung entsteht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 : eine schematische Schnittansicht einer Zentrifuge, welche nach einem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann;
Figur 2: in a) eine Ausschnittsvergrößerung der T rommel im Bereich einer Aus lassöffnung mit geschlossener Auslassöffnung und in b) die Aus schnittsvergrößerung aus Fig. 2a) mit geöffneter Auslassöffnung
Figur 3: in a) eine Ausführungsvariante der Erfindung und in b) die Ausschnitts vergrößerung aus Fig. 3a) mit geöffneter Auslassöffnung:
Figur 4: eine Draufsicht auf die geöffnete Auslassöffnung nach Fig. 3a bzw. Fig.
3b, wobei das Trommeloberteil ausgeblendet wurde.
Fig. 1 zeigt eine Zentrifuge - hier als Separator ausgeführt - zum Klären von fest stoffhaltigen, fließfähigen Ausgangsprodukten AP von Feststoffen mit einer drehba ren Trommel 1 mit einer vertikalen Drehachse D. Die Verarbeitung des Ausgangs produktes AP erfolgt im kontinuierlichen Betrieb. Der hier dargestellte Separator ist ein selbstentleerender Separator. Dies bedeutet, dass der Zulauf der zur klärenden Suspension bzw. des zu klärenden Ausgangspro dukts AP kontinuierlich erfolgt und auch das Ableiten wenigstens einer geklärten Flüssigkeitsphase, Klarphase KP genannt, kontinuierlich erfolgt. Die Trommel 1 der Zentrifuge verfügt in der Ausgestaltung als selbstentleerender Separator hingegen über einen diskontinuierlichen Feststoffauslass, wobei der aus dem Ausgangspro dukt AP durch Klärung abgetrennte Feststoff F intervallartig durch das Öffnen und Wiederverschließen von einer oder mehreren Auslassöffnungen 2 entfernt wird. Die drehbare Trommel 1 weist ein Trommelunterteil 3 und ein Trommeloberteil 4 auf. Die Trommel 1 ist hier von einer von ihr beabstandeten, sich im Betrieb nicht dre henden Haube 5 umgeben. Die Trommel 1 ist zudem auf eine Antriebsspindel 6 auf gesetzt, die drehbar gelagert und durch einen Antriebsmotor antreibbar ist. Die dreh baren Teile bilden insgesamt ein rotierendes System, zu dem die Trommel 1 und die Antriebsspindel 6 gehören. Das rotierende System wird im Betrieb in eine Drehrich tung U gedreht.
Die Trommel 1 weist einen Produktzulauf 7 auf, durch welchen das Ausgangsprodukt AP in die Trommel 1 geleitet wird. Sie weist ferner wenigstens einen Ablauf 8 - mit einem Greifer versehen -, auf, der zur Ableitung einer Klarphase KP aus der Trom mel 1 dient. Der Greifer - auch Schälscheibe genannt - ist hier als eine Zentripetal pumpe ausgestaltet. Der Ablauf 8 kann konstruktiv auch auf andere Weise bzw. mit anderen Mitteln erfolgen. Zudem ist es auch denkbar, neben der Klärung auch eine Trennung des Ausgangsproduktes AP in zwei Flüssigkeitsphasen verschiedener Dichte vorzunehmen. Hierzu ist dann ein weiterer Flüssigkeitsablauf erforderlich. Die Trommel kann hermetisch abgedichtet oder nicht hermetisch abgedichtet ausgebildet sein.
Die Trommel 1 weist vorzugweise ein Tellerpaket 9 aus axial beabstandeten Trenn- tellern auf. Zwischen dem Außenumfang des Tellerpakets 9 und dem Innenumfang der Trommel 1 im Bereich ihres größten Innendurchmessers ist ein Feststoffsammel raum 10 ausgebildet. Feststoffe, welche im Bereich des Tellerpakets 9 von der Klar phase KP getrennt werden, sammeln sich in dem Feststoffsammel raum 10, aus dem die Feststoffe F über eine oder mehrere Auslassöffnung(en) 2 aus der Trommel 1 ausgetragen werden können.
Die Auslassöffnung(en) 2 kann / können dazu hier mittels eines Kolbenschiebers 11 , welcher im Trommelunterteil 3 angeordnet ist und in diesem parallel zur Drehachse (insbesondere vertikal) verschiebbar ist, geöffnet und geschlossen werden. Bei ge öffneter / geöffneten Auslassöffnung(en) 2 wird der Feststoff F aus der T rommel 1 in einen Feststofffänger 12 ausgelassen. Zur Bewegung des Kolbenschiebers 1 1 weist die Trommel 1 einen Betätigungsme chanismus auf. Hier umfasst dieser wenigstens eine Zuleitung 22 für ein Steuerfluid, wie z.B. Wasser oder Klarphase KP und eine Ventilanordnung 23 in der Trommel 1 und weitere Elemente außerhalb der Trommel 1. So wird der Zulauf des Steuerflui des über eine außerhalb der Trommel 1 angeordnete Dosieranordnung 24 ermög- licht, welche einer außerhalb der Trommel 1 angeordnete Hydraulikleitung 25 für das Steuerfluid zugeordnet ist, so dass für eine Feststoffentleerung des Feststoffs F durch Freigabe der Ventilanordnung 23 das Steuerfluid in die Trommel 1 einleitbar ist oder umgekehrt der Zustrom an Steuerfluid unterbrochen werden kann, um den Kol benschieber 1 1 entsprechend zu bewegen, um die Auslassöffnung(en) 2 freizuge- ben.
An der Antriebsspindel 6 und/oder der Trommel 1 kann zumindest eine Sensorein richtung 26 angeordnet sein, die dazu ausgelegt ist, den momentanen Betrag der Drehzahl der Antriebsspindel 6 bzw. die momentane Drehzahl der Trommel 1 bzw. des rotierenden Systems der Zentrifuge zu bestimmen. Am oder im Produktzulauf 7 für das Ausgangsprodukt AP in die Trommel 1 kann ebenfalls eine Sensoreinrichtung 27 zur Bestimmung des Durchflussstromes Volumen/Zeit oder eines oder mehrerer Parameters, wie z.B. Masse/Zeit, des in die Trommel 1 zu leitenden Ausgangspro dukts AP angeordnet sein. Dies ist vorteilhaft, aber nicht zwingend.
Die Sensoreinrichtungen 26, 27 sind über Datenverbindungen 28, 29 mit einer Aus- werte- und Steuerungseinheit 30 (vorzugsweise ein Steuerungsrechner der Zentrifu ge) verbunden, welche die ermittelten Messwerte auswertet und die Bewegung des Kolbenschiebers 1 1 und damit auch das Zeitintervall bis zur Öffnung der Auslassöff- nung(en) 2 steuert oder regelt. Der Betätigungsmechanismus für den Kolbenschieber 11 - hier insbesondere die Dosieranordnung 24 - kann über eine Datenverbindung
31 mit einer Auswerte- und Steuerungseinheit 30 verbunden sein, die auch eine Pro grammroutine zur Steuerung und/oder Regelung des Feststoffauslass aufweist. Die Dosieranordnung 24 kann beispielsweise nach Art der DE 10 2005 049 941 A1 aus gestaltet sein. Es kann zudem vorzugsweise eine weitere ansteuerbare Einrichtung
32 - beispielsweise ein ansteuerbares Ventil - in den Produktzulauf 7 geschaltet sein, mit welcher der Volumenstrom im Zulauf veränderlich ist, um die Zulaufmenge bzw. das aktuelle Zulaufvolumen VAp an zu verarbeitendem Ausgangsprodukt AP pro Zeiteinheit zu verändern. Diese ansteuerbare Einrichtung 32 ist über eine Datenver bindung 33 mit der Steuerungseinheit 30 verbunden.
Die vorgenannten Datenverbindungen 28, 29, 31 , 33 ermöglichen eine Datenüber tragung von oder zur Steuerungs- und Auswerteeinheit. Sie können jeweils als Lei- tungen ausgestaltet sein oder aber jeweils als drahtlose Verbindungen.
In Fig. 2a ist eine Ausschnittsvergrößerung des Abschnitts der Trommel 1 , in der die Auslassöffnung(en) 2 im Schnitt dargestellt ist. Angedeutet ist hier ebenfalls ein radi al äußerer Bereich des Trommelinnenraums, in dem sich Feststoff F radial innen vor der hier dargestellten Auslassöffnung 2 gesammelt hat.
Der Kolbenschieber 11 ist konisch torusförmig - und vorzugsweise zudem ringförmig - ausgebildet und axial im Trommelunterteil 3 beweglich geführt. In einer oberen Stel lung liegt er mit einer oberen Axial-Ringfläche 1 1 a an einer korrespondierenden unte- ren Axial-Ringfläche 4a des Trommeloberteils 4 an, oder an einer Dichtung, welche in dieser Axial-Ringfläche angeordnet ist. Wird er in eine untere Stellung - vergleiche Fig. 2a und 2b - bewegt, bildet sich ein Ringspalt RS zwischen diesen beiden Axial- Ringflächen 11 a und 4a aus. An einem Außenumfang weist der Kolbenschieber 11 eine Dichtung 13 (einen Dicht ring) auf, mit der der Umfangsspalt zwischen dem äußeren Umfang des Kolben schiebers 1 1 und dem inneren Umfang des Trommelunterteils 3 abgedichtet ist. Das Trommeloberteil 4 weist ferner an seiner unteren Axial-Ringfläche 4a eine Nut
15 auf, in welche ein Dichtring 14 eingesetzt ist. Dieser dichtet in dem Zustand, in welchem der Kolbenschieber 1 1 den Ringspalt RS verschließt diesen Ringspalt RS ergänzend ab.
Um einen Abrasivverschleiß der Auslassöffnung(en) 2 bei der Entleerung des Fest stoffs F durch die Auslassöffnung(en) 2 zu vermeiden, weist das Trommeloberteil 4 auf seiner dem Ringspalt RS zugewandten unteren Axial-Ringfläche 4a mindestens eines, zwei oder mehr erste Verschleißschutzelemente 16 auf.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das Trommeloberteil 4 eine stufenartige Stufung bzw. Ringfreimachung 4b aufweist, in welche diese ersten Verschleißschutzelemente
16 formschlüssig eingesetzt sind. Die Ringfreimachung 4b kann derart bemessen und ausgestaltet sein, das die ersten Verschleißschutzelemente 16 axial eine bündi- ge Fläche mit dem übrigen, nicht von den Verschleißschutzelementen 16 bedeckten Teil 4c der Axial-Ringfläche 4a bilden. Dabei kann ergänzend nach einer Variante vorteilhaft vorgesehen sein, dass sich die Ringfreimachung 4b bis an die Nut 15 er streckt, in welche der Dichtring 14 eingesetzt ist. Die ersten Verschleißschutzelemente 16 können ferner nach einer bevorzugten Aus gestaltung so ausgestaltet sein, dass sie ein (definiertes) Stück radial über die In nenkante des Trommeloberteils 4 in den Innenraum der Trommel 1 hineinragen. Dies bewirkt, dass trotz einer Entleerung des Feststoffes F immer eine Restmenge dieses Feststoffes F vor der beschriebenen Kante in der Trommel verbleibt, welcher wie ei- ne Schutzschicht auf dem T rommeloberteil 4 wirkt. Auf dieser Schicht gleitet der Feststoff F bei weiteren Entleerungen, was die Abrasion der betroffenen Fläche im Trommeloberteil reduziert.
Alternativ oder optional kann vorgesehen sein, dass der Kolbenschieber 1 1 an seiner dem Ringspalt RS zugewandten oberen Axial-Ringfläche 1 1 a mindestens eines, zwei oder mehr zweite Verschleißschutzelemente 17 aufweist.
Die zweiten Verschleißschutzelemente 17 können so gestaltet sein, dass sie die ge samte Axial-Ringfläche 1 1 a des Kolbenschiebers bedecken. Sie können alternativ aber auch so gestaltet sein, dass sie sich radial nur über einen Teil der Axial- Ringfläche 1 1 a erstrecken und diese nur teilweise abdecken.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kolbenschieber nach oben hin eine stufenar- tige Ringfreimachung 1 1 b mit einer äußeren Umfangskante 18 aufweist, in welche die zweiten Verschleißschutzelemente 17 eingesetzt sind. Die Ringfreimachung 1 1 b kann dabei derart bemessen und ausgestaltet werden, dass die zweiten Verschleiß schutzelemente 17 axial etwas über die übrige, nicht von den Verschleißschutzele menten 17 bedeckte Teilfläche 1 1 c der oberen Axial-Ringfläche 1 1 a des Kolben- Schiebers 1 1 vorstehen. Derart liegen im geschlossenen Zustand nur die ersten und zweiten Verschleißschutzelemente 16, 17 axial aneinander. Auf diese Weise kann der Ringspalt RS in diesem Bereich weiter gut geschlossen werden.
Die zweiten Verschleißschutzelemente 17 sind hier derart gestaltet, dass sie an der Umfangskante 18 anschlagen. Die zweiten Verschleißschutzelemente 17 können ferner ein definiertes Stück radial über die Innenkante des Kolbenschiebers 1 1 in den Innenraum der Trommel 1 hineinragen. Dies bewirkt, dass trotz einer Entleerung des Feststoffes F immer eine Restmenge dieses Feststoffes F vor der beschriebenen Kante in der Trommel verbleibt, welcher wie eine Schutzschicht auf dem Kolben- Schieber 1 1 wirkt. Auf dieser Schicht gleitet der Feststoff F bei weiteren Entleerun gen, was die Abrasion der betroffenen Fläche im Kolbenschieber 1 1 reduziert.
Die ersten und zweiten Verschleißschutzelemente 16, 17 können plattenartig gestal tet sein, so dass sie kostengünstig herstellbar und leicht montierbar sind.
Im geschlossenen Zustand der Auslassöffnung(en) 2 kontaktiert/kontaktieren die ers ten Verschleißschutzelemente 16 vorzugsweise die zweiten Verschleißschutzele mente 17. Ferner liegt die Dichtung 14 auf den zweiten plattenartigen Verschleißschutzelemen ten 17 auf und dichtet so den Innenraum der T rommel 1 gegen die Auslassöff nungien) 2 ab. In Fig. 2b ist/sind die Auslassöffnung(en) 2 in einem geöffneten Zustand dargestellt. Erkennbar sind zwei Bereiche im Innenraum der T rommel 1 , an denen trotz geöffne ter Auslassöffnung(en) 2 noch Feststoff F anhaftet. Auf dieser Schicht gleitet der Feststoff F bei weiteren Entleerungen. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die betroffenen Flächen des Trommeloberteils 4 bzw. des Kolbenschiebers 1 1 zusätzlich gegen Ab rasivverschleiß geschützt sind, da die anhaftende Feststoffschicht die Flächen über deckt und dadurch eine vorteilhafte Schutzwirkung entsteht.
Erreicht wird diese vorteilhafte Anhaftung von Feststoff F durch die um einen defi- nierten Betrag in den Innenraum der Trommel 1 hineinragenden Kanten des/der ers ten plattenartigen Verschleißschutzelement(e) 16 und des / der zweiten plattenarti gen Verschleißschutzelement(e) 17.
In Fig. 3a ist alternative Ausführung der Erfindung dargestellt. Abweichend zu der Ausführung nach Fig. 2a bzw. 2b ist hier vorgesehen, dass (nur) die zweiten platten artigen Verschleißschutzelemente 17 das gesamte auslassöffnungsseitige Ende des Kolbenschiebers 1 1 bzw. die gesamte Axial-Ringfläche 1 1 a abdecken. In diesem Fall werden die zweiten plattenartigen Verschleißschutzelemente 17 formschlüssig durch jeweils einen Ringabsatz 19, 20 in radialer Richtung festgelegt, den jeweils der Kol- benschieber 1 1 und die zweiten plattenartigen Verschleißschutzelemente 17 ausbil den.
In Fig. 3b ist ist/sind die Auslassöffnung(en) in einem geöffneten Zustand dargestellt. Erkennbar sind zwei Bereiche im Innenraum der T rommel 1 , an denen trotz geöffne- ter Auslassöffnung(en) 2 noch Feststoff F anhaftet. Erreicht wird diese vorteilhafte Anhaftung von Feststoff F durch die um einen definierten Betrag in den Innenraum der Trommel 1 hineinragenden Kanten des/der ersten plattenartigen Verschleiß- schutzelement(e) 16 und des / der zweiten plattenartigen Verschleißschutzele- ment(e) 17. Dadurch werden die betroffenen Flächen des Trommeloberteils 4 bzw. des Kolbenschiebers 11 zusätzlich gegen Abrasivverschleiß geschützt sind, da die anhaftende Feststoffschicht die Flächen überdeckt und dadurch eine vorteilhafte Schutzwirkung entsteht. In Fig. 4 ist dargestellt, wie die zweiten plattenartigen Verschleißschutzelemente 17 entlang des Umfangs des axialen Endes des Kolbenschiebers 11 angeordnet sind.
Analog gilt das Folgende auch für die ersten plattenartigen Verschleißschutzelemen- te 16, die entlang des Umfangs des T rommeloberteils 4 angeordnet sind (hier jeweils nicht dargestellt).
Um der ringförmigen Kontur des Kolbenschiebers 1 1 oder des Trommeloberteils 4 folgen zu können, weisen die Verschleißschutzelemente die Form von Kreisringseg- menten auf. Aneinandergereiht bilden sie dadurch einen kreisförmigen Ring.
Dadurch können die Verschleißschutzelemente 17 vorteilhaft kostengünstig ohne großen Verschnitt hergestellt werden.
Jedes Verschleißschutzelement 17 weist gemeinsam mit den jeweils angrenzenden Verschleißschutzelementen 17 Stoßkanten 21 auf.
Die Stoßkante 21 ist derart gestaltet, dass die Stoßkante 21 ausgehend von einem Tangentenpunkt T, die eine erste Radiale R1 mit dem Kreisbogen des Umfangs des auslassöffnungsseitigen Ende des Kolbenschiebers 1 1 bildet, der ersten Radiale R1 folgt und so mindestens einen ersten Radialabschnitt r1 bildet. An dem ersten Radi alabschnitt r1 schließt sich mindestens ein erster unter einem Winkel a zum ersten Radialabschnitt r1 verlaufender Winkelabschnitt w1 an.
Die Stoßkante 21 ist ferner derart gestaltet, dass jeder weitere Radialabschnitt r Teil einer weiteren Radiale R ist, die durch den jeweiligen Endpunkt E des vorangehen den Winkelabschnitts w verläuft oder eine Parallele zur ersten Radialen R1 ist.
Im Beispiel der Stoßkante 21 nach Fig. 4 weist die Stoßkante 21 jeweils drei Radial abschnitte r1 , r2, r3 und zwei Winkelabschnitte w1 , w2 auf. Die Anzahl der Radialab- schnitte r und der Winkelabschnitte w können auch davon abweichen.
Die Länge der jeweiligen Abschnitte r, w ergibt sich aus der Länge der Stoßkante 21 und der Wahl des Betrages und der Öffnungsrichtung -hier im Uhrzeigersinn- des Winkels a und ist demnach jeweils variabel, wobei eine Stoßkante 21 mit mindestens zwei Winkelabschnitten w bevorzugt ist.
Die Stoßkante 21 weist also jeweils eine wechselweise Aneinanderreihung von einen oder mehrere Radialabschnitt(en) r und Winkelabschnitt(en) w auf.
Die jeweilige Stoßkante 21 weist demnach eine wellenförmige oder zickzack-artige Kontur auf, in der Art, dass benachbarte Verschleißschutzelemente 17 formschlüssig aneinanderreihbar sind
Dies bewirkt, dass die radial austretenden abrasiven Feststoff parti kel nicht einer Fu ge, die die jeweilige Stoßkante 21 zwischen zwei Verschleißschutzelemente 17 bil det, folgen, sondern durch den wellenförmigen oder zick-zack-artigen Verlauf der Stoßkante 21 vorteilhaft abgebremst werden und somit die Fuge nicht erweitern oder weiter aufschleifen können.
Die Wellen- oder Zick-Zackform der Stoßkante 21 ermöglicht außerdem ein Festset zen der abrasiv wirkenden Feststoff parti kel in der Fuge, wodurch sich ein weiterer vorteilhafter Schutz der Stoßkante 21 vor einem weiteren abrasiven Erweitern der Fuge ergibt.
Die Verschleißschutzelemente 16, 17 sind aus einem harten, verschleißfesten Werk stoff hergestellt. Hinsichtlich der wirkenden Zentrifugalkräfte ist die Werkstoffauswahl jedoch beschränkt, bevorzugt wird deshalb technische Keramik oder Hartmetall ver- wendet.
Die Verschleißschutzelemente 16, 17 sind jeweils durch ein stoffschlüssiges Füge verfahren an dem Kolbenschieber 1 1 bzw. an dem Trommeloberteil 4 befestigt. Be vorzugte Fügeverfahren sind Schweißen, Löten oder Kleben. Bezugszeichenliste
1 Trommel
2 Auslassöffnung
3 Trommelunterteil
4 Trommeloberteil
4a Axial-Ringfläche
4b Ring-Freimachung
4c Teilfläche
5 Haube
6 Antriebsspindel
7 Produktzulauf
8 Ablauf
9 Tellerpaket
10 Feststoffsammelraum
1 1 Kolbenschieber
1 1 a Axial-Ringfläche
1 1 b Ringfreimachung
1 1 c Teilfläche
12 Feststofffänger
13 Dichtung
14 Dichtung
15 Nut
16 Verschleißschutzelement
17 Verschleißschutzelement
18 Umfangskante
19 Ringabsatz
20 Ringabsatz
21 Stoßkante
22 Zuleitung
23 Ventilanordnung
24 Dosieranordnung
25 Hydraulikleitung
26 Sensoreinrichtung
27 Sensoreinrichtung
28 Datenverbindung
29 Datenverbindung
30 Steuerungseinheit 31 Datenverbindung
32 Ansteuerbare Einrichtung
33 Datenverbindung
KP Klarphase
AP Ausgangsprodukt
F Feststoff
D Drehachse
RS Ringspalt
R, R1 , R2 Radiale
R, r1 , r2, r3 Radialabschnitt T Tangentenpunkt E Endpunkt w, w1 Winkelabschnitt a Winkel
U Drehrichtung

Claims

Ansprüche
1 . Zentrifuge, in der ein fließfähiges Ausgangsprodukt (AP) in einem kontinuierli chen Betrieb in einem Zentrifugalfeld in einer sich drehenden Trommel (1 ) von Feststoffen F klärbar ist, wobei die Trommel (1 ) ein Trommeloberteil (4) und ein Trommelunterteil (3) aufweist, und wobei das Trommeloberteil (4) oder das Trommelunterteil (3) einen bewegbaren Kolbenschieber (1 1 ) aufweist, durch den Auslassöffnungen (2) in der T rommel (1 ) geöffnet oder geschlossen wer den können, wobei ferner eines oder mehrere Verschleißschutzelemente zum Schutz gegen Abrasivverschleiß vorgesehen sind, gekennzeichnet durch ei nes oder beide folgender Merkmale:
a. die Trommel ist an einer Axial-Ringfläche (4a) des Trommeloberteils (4) oder des Trommelunterteils mit zwei oder mehr ersten Verschleiß- schutzelement(en) (16) versehen, wobei die Verschleißschutzelemente (16, 17) die Form von Kreisringsegmenten aufweisen, und/oder b. der Kolbenschieber (11 ) ist an einer korrespondierenden Axial- Ringfläche (1 1 a) mit zwei oder mehr zweiten Verschleißschutzele- ment(en) (17) versehen, wobei die Verschleißschutzelemente (16, 17) die Form von Kreisringsegmenten aufweisen.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente (16, 17) so ausgestaltet sind, dass sie die gesamte Axial-Ringfläche (4a, 1 1 a) des Bauteils, an dem sie angeordnet sind, abdecken.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente (16, 17) so ausgestaltet sind, dass sie nur einen Teil der Axial-Ringfläche (4a, 1 1 a) des Bauteils, an dem sie angeordnet sind, abdecken.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente (16, 17) so ausgestaltet sind, dass sie nur einen radialen Teil der Axial-Ringfläche (4a, 1 1 a) des Bau teils, an dem sie angeordnet sind, abdecken.
5. Zentrifuge nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutzelemente (16, 17) so ausgestal tet sind, dass sie nur einzelne Umfangsabschnitte der Axial-Ringfläche (4a, 1 1 a) des Bauteils, an dem sie angeordnet sind, abdecken, so dass sie keinen umfangsgeschlossenen Ring bilden.
6. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutze lemente (16, 17) gemeinsam im Zusammenspiel einen umfangsgeschlosse nen Ring ausbilden.
7. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die ersten und/oder zweiten Verschleißschutze lemente (16, 17) formschlüssig an dem Bauteil, dessen Fläche sie ganz oder teilweise abdecken, angeordnet sind.
8. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Bauteil das Trommeloberteil (4) und/oder der Kol benschieber (1 1 ) oder beide ist/sind.
9. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzelemente (16, 17) plattenartig gestaltet sind.
10. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Trommeloberteil (3) mindestens zwei erste Verschleißschutze lemente (16) und/oder der Kolbenschieber (1 1 ) mindestens zwei zweite Ver schleißschutzelemente (17) aufweisen.
11. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Verschleißschutzelemente (16 bzw. 17) gemeinsam mit einem oder zwei jeweils angrenzenden Verschleißschutzelementen (16 bzw. 17) je weils eine Stoßkante (21 ) aufweist, so dass zwischen aneinander liegenden Stoßkanten eine Fuge ausgebildet ist.
12. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Fugen jedenfalls abschnittweise radial ver- laufen.
13. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehreren Fugen abschnittsweise oder ganz nicht ra dial verlaufen.
14. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die jeweilige Stoßkante (21 ) zwischen zwei Verschleißschutzele menten (16 bzw. 17) eine wellenförmige oder zickzack-artige Kontur aufweist, in der Art, dass benachbarte Verschleißschutzelemente (16 bzw. 17) form schlüssig aneinanderreihbar sind.
15. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die ersten Verschleißschutzelemente (16) und die zweiten Ver schleißschutzelemente (17) so gestaltet sind, dass sie jeweils ein definiertes Stück radial über die Innenkante des Trommeloberteils (4) bzw. Kolbenschie bers (1 1 ) in den Innenraum der T rommel (1 ) hineinragen.
16. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Verschleißschutzelemente (16, 17) aus einem harten, ver schleißfesten Werkstoff hergestellt sind.
17. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzelemente (16, 17) aus technischer Keramik o- der Hartmetall hergestellt sind.
18. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzelemente (16, 17) jeweils durch ein stoffschlüs sige Fügeverfahren an dem Kolbenschieber (1 1 ) bzw. an dem Trommelober teil (4) befestigt sind.
19. Zentrifuge nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass in der Trommel (1 ) ein Tellerpaket (9) angeordnet ist und/oder dass sie eine vertikale Drehachse (D) aufweist.
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