WO2014009272A1 - Vollmantel-schneckenzentrifuge mit überlaufwehr - Google Patents

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WO2014009272A1
WO2014009272A1 PCT/EP2013/064255 EP2013064255W WO2014009272A1 WO 2014009272 A1 WO2014009272 A1 WO 2014009272A1 EP 2013064255 W EP2013064255 W EP 2013064255W WO 2014009272 A1 WO2014009272 A1 WO 2014009272A1
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centrifuge according
solid bowl
weir plate
recess
leitblechstück
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PCT/EP2013/064255
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ludger HORSTKÖTTER
Jürgen HERMELER
Stefan Terholsen
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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GEA Mechanical Equipment GmbH
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Priority to EP13736864.3A priority patent/EP2872256B1/de
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    • 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
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
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    • 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
    • B04B2001/2075—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 means for recovering the energy of the outflowing liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B04B2001/2083—Configuration of liquid outlets

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl screw centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • Solid bowl centrifuges are known in various embodiments.
  • DE 102 03 652 B4 discloses a solid bowl screw centrifuge with a device for discharging clarified liquid from a drum, the one
  • Drum cover having a passage to which a throttle device, in particular a throttle plate, is assigned, whose distance from the passage is variable.
  • the passage also has nozzles to the outlet of the clarified liquid, which are aligned according to the energy saving in the circumferential direction - in particular tangentially.
  • Nozzles on solid bowl centrifuges and their effect of energy saving with a corresponding orientation inclined to the drum axis are further known from DE 39 04 151 A1.
  • baffles can be assigned which of the emerging from the drum fluid
  • the baffles are mounted on the outside of the overflow weir, for example, on the weir plates, for example as flat sheets aligned parallel to the drum rotation axis, the plane in which lie the flat plates, the drum axis does not intersect and about an angle of about 45 ° with the radially extending straight line, which runs through the drum rotation axis and the respective passage opening.
  • DE 10 2010 032 503 A1 and DE 10 2010061 563 A1 turn away from the last-described path.
  • the overflow weir is left directly on the weir plates on the drum cover and it is only the liquid which has already left the rotating system via the overflow weir, deflected in the circumferential direction. After exiting the drum, no clearing effect can occur, but the entire outgoing liquid jet is deflected by the deflection device in the circumferential direction.
  • the weir plate has a material recess which forms at least part of a discharge channel or a complete discharge channel, wherein the discharge channel is designed such that it deflects flow emerging from the drum appropriately.
  • the bottom of the discharge channel to the overflow edge is tilted relative to the tangential direction by an inclination angle ⁇ at the point of the overflow edge inwards to the axis of rotation.
  • a major advantage of this embodiment is that product deposits can not easily form, as in the case of the casings of the type described in WO 2008/138345 A1. Due to the open design of drainage channels this disadvantage is rather avoided again.
  • the structural design is simple and stable.
  • the exiting product flow is deflected to a radial diameter, resulting in a particularly large energy saving.
  • ⁇ the angle of inclination ⁇ : ⁇ > 0 ° and ⁇ ⁇ 25 °, in particular ⁇ > 10 ° and ⁇ ⁇ 20 °, since in this way a particularly advantageous outflow behavior can be achieved.
  • FIG. 1 a-c show various views of a segment of a schematically illustrated drum cover of a solid bowl screw centrifuge according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic view of a known solid bowl screw centrifuge.
  • Fig. 2 is intended to illustrate the basic structure of a solid bowl screw centrifuge. The drive together with control, a hood and other obvious for the expert elements are not shown here.
  • Fig. 2 shows a solid bowl screw centrifuge 1 with a rotatable about a rotation axis D drum 3, in which a likewise rotatable screw 5 is arranged. Radial directions perpendicular to the axis of rotation D are designated by "R.”
  • the drum 3 and the screw 5 each have a substantially cylindrical portion and a conically tapered portion.
  • An axially extending centric inlet pipe 7 serves to supply the centrifuged material via a distributor 9 in the centrifugal space 1 1 between the screw 5 and the drum.
  • the screw 5 rotates preferably at a slightly lower or greater speed than the drum 3 and promotes the ejected solid to the conical portion out of the drum 3 to the solids discharge 13.
  • the liquid flows to the larger drum diameter at the rear end of the cylindrical portion of the drum 3 and is derived there through a weir, the passage openings 15 in a drum cover 17, wherein each passage opening 15 is associated with a weir plate 19 which is mounted here radially adjustable on the outside of the drum cover.
  • the inner radial edge of the weir plate 19 thus defines an overflow edge and thus also the actual weir or the overflow weir 21.
  • the liquid flows at the overflow weir 21 from the drum, which rotates in the circumferential direction U with the drum 1, so that the liquid flowing in the direction X parallel to the axis of rotation D via the overflow weir 21, in addition to the axial velocity component due to the outflow from the drum in particular also has a speed in the circumferential direction U (perpendicular to the image plane of Fig. 1, see also Fig. 2) and a caused by the centrifugal radial component from the center of rotation to the outside.
  • the drum lid can be provided with discharge weirs 23 of the type shown in FIG. 1, which replace the weir plate 19, in particular in order to achieve energy savings.
  • the draining devices 23 each have a flange-like weir plate 25, which is arranged on the drum cover.
  • the weir plates 25 are provided for attachment to the drum cover 17 with holes 27 in order to screw the respective weir plate by means of bolts (not shown here) to the drum end 17.
  • This attachment is simple and preferred. But there are also other types of attachment of the weir plate (s) 25 on the drum cover conceivable.
  • the weir plate 25 is formed as a ring segment, wherein it is advantageous (but not mandatory) - in particular to avoid a quiet run by avoiding gaps and the like - if the ring segments in the circumferential direction directly or very close lie against each other and forms such a circumferential ring of the weir plates 25.
  • the weir plate (s) 25 may also have a different shape, e.g. a rectangular or semi-circular shape.
  • FIGS. 1 a-c show only a single one of the drainage weirs 23.
  • Each weir plate 25 as the base of the drain weir has - with reference to the axis of rotation D - an inner arcuate portion-like edge 25a and an outer edge 25b and two circumferential edges 25c and 25d here radially aligned with the axis of rotation D.
  • This embodiment is also advantageous because it is easy to form a circumferential ring, but not mandatory.
  • a recess 29 is formed, which extends from the inner edge 25a - based on the mounted state on the drum cover 17 - outwardly and ends a piece in front of the outer edge 25b radially. According to Fig.
  • the recess 29 in a preferably radially or at a small angle relative to the radial (angle ⁇ preferably less than 25 °) extending first edge portion 29a and a preferably perpendicular or substantially perpendicular to the first edge portion 29th a aligned second edge portion 29b, which preferably tangentially or substantially tangentially (angle to the tangential direction 0 ° or less than 20 °) to an imaginary circle with a radius r b to the axis of rotation D.
  • At least the edge portion 29b is preferably aligned with a corresponding opening in the actual drum cover (not shown here, but not shown here, see Fig. 1).
  • the edge portion 29b substantially forms the overflow edge over which liquid passes axially out of the drum.
  • the side of the second edge section 29b facing away from the first edge section 29a is preferably followed by a (third) edge section 29c which adjoins the edge section 29c at an obtuse angle and preferably a fourth edge section 29d, which here is arcuate, and the third edge section the circular arc-shaped inner edge 25a of the weir plate 25 connects.
  • a (third) edge section 29c which adjoins the edge section 29c at an obtuse angle and preferably a fourth edge section 29d, which here is arcuate, and the third edge section the circular arc-shaped inner edge 25a of the weir plate 25 connects.
  • a discharge channel is further formed on the recess 29, which is open radially inwards (to the rotation axis) and which has a bottom and two side walls, one of a Leitblech Sharing 31 a is formed and one of a part of the weir plate 25 itself.
  • the Leitblech Partners 31 a and two forming the bottom baffles 31 b, c serve in total in conjunction with the weir plate 25 to redirect from the drum axially through the recess 29 liquid flow substantially counter to the direction of rotation K in -K direction, which due to The additional drive effect in the circumferential direction resulting from the deflection leads to an operation that is favorable in terms of energy.
  • the Leitblech Materialse 31 a, b and / or c may also be formed as sections of a single parent and accordingly cures bent or cast baffle, or be connected to each other, so by welding.
  • the three Leitblech Participantse 31 a, b, c, and the weir plate 25 itself together form the axis of rotation D towards the discharge channel.
  • the first Leitblech community 31 a is preferably perpendicular to the second and the third Leitblech Glan 31 b, c formed. It not only forms the side wall of the gutter but also provides for the actual deflection of the liquid jet from the axial direction X in a circumferential direction perpendicular thereto - K.
  • the first Leitblech Gla 31 a closes as a side wall of the gutter with its side facing the drum or surface directly to the first edge portion 29a of the recess 29 at.
  • the reference edge for the angle ⁇ is perpendicular to the weir plate and is measured on the inner edge of the baffle plate and the weir plate.
  • the first baffle piece 31 a the radius or the bend 31 a "on and then extends in section 31 a '" vorzugswei- se to parallel or preferably slightly inclined towards the weir plate.
  • the angle ß formed for the following applies: ß> 0 ° and ß ⁇ 30 °, in particular ß ⁇ 20 °.
  • the baffle piece 31 a may thus have in itself again several sections or even individual pieces or components. It can be seen from FIG. 1 c that the baffle piece here has a flat section 31 a ', a radius 31 a "and an adjoining flat section 31 a"'. Particularly important is the radius, since it mainly causes the deflection, so that the first Leitblech Division could even be reduced to a radius or curved portion.
  • the second and the third Leitblech Sharing 31 b, c are preferably perpendicular or substantially perpendicular (angle between 90 ° and 1 1 0 °) to the plane of the drum cover or the weir plate 25 (which is perpendicular to the axis of rotation) aligned and on the Au .seite the weir plate 25 (in the mounted position on the drum) arranged and preferably material-bonding (eg, fixed welding rizd).
  • the second Leitblech topics 31 b is preferably aligned with the second edge portion 29b.
  • the third Leitblech Gla 31 c is aligned with the third edge portion 29 c, but is longer than the third edge portion 29 c and provides for a deflection of the exiting liquid jet from the tangential direction preferably slightly inward towards the axis of rotation.
  • the corresponding angle ⁇ between the tangential direction T and the outflow direction A from the bottom of the gutter - here from the third Leitblech fabrics 31 c - to the axis of rotation is preferably greater than 0 ° and less than 25 °.
  • the Leitblech dividede can be sections of a sheet or separate
  • Sheet metal elements They may also each consist of several subsegments or pieces or be divided into such. The operation of the gutter will be explained in more detail below.
  • Liquid emerging from the drum is deflected by the first Leitblech Industries 31 a in the circumferential direction of the drum and against the direction of rotation K of the drum.
  • a deflection over an angle ⁇ of 0 ° to max. 25 ° relative to the radial direction R directed something to the base plate and the underlying drum lid out, which positively reduces the tendency to clog further.
  • An angle ⁇ of the overflow edge can be 0 ° to the radial R or up to ⁇ 10 °, preferably ⁇ 5 °.
  • the deflected in the circumferential direction liquid jet is passed through the bottom of the gutter - here by the second Leitblech Gla 31 b - initially substantially tangentially and then by the obtuse aligned third Leitblech laminate 31 c even to the axis of rotation from the tangential direction T something inside and leaves the third Leitblech Sea 31 c in the direction defined by the orientation of this Leitblech dealtes 31 c, whereby the energy gain is particularly large.
  • a single gutter and a single recess 29 are formed on each weir plate.
  • Leitblech Publishedes 31 are not to be understood too narrow. Preferably, these each consist of a section of a metal sheet. However, for the purposes of this application, "baffle pieces" made of non-metallic materials are also conceivable, provided that they are suitable for carrying out the necessary deflection and guiding function for the liquid.
  • the surface of the recess 29 to the inner edge 25a of the weir plate 25 should preferably be smaller, in particular smaller by 25% or more, preferably 30% smaller than the imaginary cross-section - the imaginary cross-sectional area - of the discharge channel in the region of the overflow edge (which can be calculated as the product of the bottom width with the height of the discharge channel essentially), which is defined by the height of the Leitblech Publishedes 31 a in the region of the overflow edge 31 k.
  • the area or the cross section of the recess 29 should preferably be equal to or greater than the imaginary imaginary cross section of the discharge channel at the overflow edge, since this in turn results in an excellent outflow behavior.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit Überlaufwehr
Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Vollmantel-Schneckenzentrifugen sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt.
So offenbart die DE 102 03 652 B4 eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Einrichtung zum Ableiten geklärter Flüssigkeit aus einer Trommel, die einen
Trommeldeckel mit einem Durchlass aufweist, dem eine Drosseleinrichtung, insbesondere eine Drosselscheibe, zugeordnet ist, deren Abstand zum Durchlass veränderlich ist. Der Durchlass weist ferner Düsen zum Auslass der geklärten Flüssigkeit auf, welche zur Energieeinsparung entsprechend in Umfangsrichtung - insbesondere tangential - ausgerichtet sind.
Düsen an Vollmantelschneckenzentrifugen und ihr Effekt der Energieeinsparung bei entsprechender Ausrichtung geneigt zur Trommelachse sind ferner aus der DE 39 04 151 A1 bekannt.
Die Veröffentlichung„Patent Abstracts of Japan", Nummer 1 1 179236 A, offenbart demgegenüber, dass Durchlassöffnungen im Trommeldeckel, die jeweils teilweise von einer Wehrplatte verschlossen sind, welche ein Überlaufwehr bilden, Leitbleche zugeordnet werden können, welche der aus der Trommel austretenden Flüs- sigkeit einen Drall geben, wobei der auftretende Rückstoßeffekt zur Energieeinsparung genutzt werden soll. Die Leitbleche sind an der Außenseite des Überlaufwehrs beispielsweise an den Wehrplatten angebracht. Sie sind beispielsweise als ebene Bleche ausgebildet, welche parallel zur Trommeldrehachse ausgerichtet sind, wobei die Ebene, in welcher die ebenen Bleche liegen, die Trommelachse nicht schneidet und etwa einen Winkel von etwa 45° mit der radial verlaufenden Gerade einschließt, welche jeweils durch die Trommeldrehachse und die jeweilige Durchlassöffnung verläuft. Es ist auch bekannt - so aus der US 2004/0072668 A1 oder der WO 2008/138345 A1 - anstelle eines Überlaufwehrs an der Wehrplatte der Durchlassöffnung ein Gehäuse anzuordnen, wobei dann das Überlaufwehr oder eine Düse in einer Schrägseite des Gehäuses an der Durchlassöffnung ausgebildet werden. Diese Konstruktionen bringen jedoch den Nachteil mit sich, dass an der Außenseite des Trommeldeckels mitrotierende, relativ kompliziert geformte Flüssigkeitskammern gebildet werden, die einen Teil des rotierenden Systems bilden, so dass sich in den Flüssigkeitskammern noch der Klär- oder Trennvorgang fortsetzt. Aus diesem Trennvorgang können unerwünschte Ablagerungen in den Kammern resultieren, welche Reinigungsprobleme und Unwuchtprobleme mit sich bringen.
Aus diesem Grund wenden sich die DE 10 2010 032 503 A1 und die DE 10 2010061 563 A1 von dem zuletzt beschriebenen Weg ab. Nach der DE 10 2010 032 503 A1 wird das Überlaufwehr direkt an den Wehrplatten am Trommeldeckel belassen und es wird erst die Flüssigkeit, welche das rotierende System bereits über das Überlaufwehr verlassen hat, in Umfangsrichtung umgelenkt. Nach dem Austritt aus der Trommel kann kein Kläreffekt mehr auftreten, der gesamte austretende Flüssigkeitsstrahl wird vielmehr durch die Ablenkein- richtung in Umfangsrichtung abgelenkt.
Nach der DE 10 2010061 563 A1 ist vorgesehen, dass die Wehrplatte eine Mate- rialausnehmung aufweist, welche zumindest einen Teil einer Ableitungsrinne oder eine vollständige Ableitungsrinne ausbildet, wobei die Ableitungsrinne derart aus- gebildet ist, dass sie aus der Trommel austretende Strömung geeignet umlenkt.
Damit haben sich die beiden zuletzt diskutierten Ausgestaltungen an sich bewährt. Dennoch besteht weiterer Bedarf zur Optimierung, insbesondere in Hinsicht auf einen guten Energierückgewinn bei gleichzeitiger Gewährleistung einer geringen Verschmutzungsneigung.
Die Lösung des vorstehend beschriebenen Problems ist die Aufgabe der Erfindung. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1
Danach ist vorgesehen, dass der Boden der Ableitungsrinne zur Überström kante hin relativ zur Tangentialrichtung um einen Neigungswinkel δ an der Stelle der Überström kante nach innen zur Drehachse hin geneigt ist.
Ein Hauptvorteil dieser Ausgestaltung besteht wiederum darin, dass sich nicht wie bei den Gehäusen nach Art der WO 2008/138345 A1 leicht Produktablagerungen bilden können. Durch die offene Gestaltung der Ableitungsrinnen wird dieser Nachteil vielmehr erneut vermieden. Dabei ist die konstruktive Ausgestaltung einfach und stabil. Zudem wird der austretende Produktstrom so auf einen radialen Durchmesser umgelenkt, dass sich eine besonders große Energieeinsparung ergibt. Vorzugsweise gilt dabei für den Neigungswinkel δ: δ > 0° und δ < 25°, insbesondere δ > 10° und δ < 20°, da sich derart ein besonders vorteilhaftes Abströmverhalten erzielen lässt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entneh- men.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 a-c verschiedene Ansichten eines Segmentes eines schematisch dargestellten Trommeldeckels einer erfindungsgemäßen Vollmantel- Schneckenzentrifuge; und
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer bekannten Vollmantel- Schneckenzentrifuge.
Fig. 2 soll den grundsätzlichen Aufbau einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge verdeutlichen. Der Antrieb nebst Steuerung, eine Haube und weitere für den Fachmann selbstverständliche Elemente sind hier nicht dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge 1 mit einer um eine Drehachse D drehbaren Trommel 3, in der eine ebenfalls drehbare Schnecke 5 angeordnet ist. Radialrichtungen senkrecht zur Drehachse D sind mit„R" bezeichnet. Die Trommel 3 und die Schnecke 5 weisen jeweils einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt und einen sich hier konisch verjüngenden Abschnitt auf.
Ein sich axial erstreckendes zentrisches Einlaufrohr 7 dient zur Zuleitung des Schleudergutes über einen Verteiler 9 in den Schleuderraum 1 1 zwischen der Schnecke 5 und der Trommel 3.
Wird beispielsweise ein schlammiger Brei in die Zentrifuge geleitet, setzen sich an der Trommelwandung gröbere Feststoff partikel ab. Weiter nach innen hin bildet sich eine Flüssigkeitsphase aus.
Die Schnecke 5 rotiert vorzugsweise mit einer etwas kleineren oder größeren Geschwindigkeit als die Trommel 3 und fördert den ausgeschleuderten Feststoff zum konischen Abschnitt hin aus der Trommel 3 zum Feststoffaustrag 13. Die Flüssigkeit strömt dagegen zum größeren Trommeldurchmesser am hinteren Ende des zylindrischen Abschnittes der Trommel 3 und wird dort durch über ein Wehr abgeleitet, das Durchlassöffnungen 15 in einem Trommeldeckel 17 aufweist, wobei jeder Durchlassöffnung 15 eine Wehrplatte 19 zugeordnet ist, welche hier radial verstellbar an der Außenseite des Trommeldeckels angebracht ist. Die innere radiale Kante der Wehrplatte 19 definiert damit eine Überlaufkante und damit auch das eigentliche Wehr bzw. das Überlaufwehr 21 . Die Flüssigkeit strömt am Überlaufwehr 21 aus der Trommel, welches in Umfangsrichtung U mit der Trommel 1 rotiert, so dass die Flüssigkeit , die in Richtung X parallel zur Drehachse D über das Überlaufwehr 21 strömt, neben der axialen Geschwindigkeitskomponente infolge des Ausströmens aus der Trommel insbesondere auch eine Geschwindigkeit in Umfangsrichtung U (senkrecht zur Bildebene der Fig. 1 , siehe auch Fig. 2) sowie eine durch die Zentrifugalkraft bewirkte radiale Komponente vom Rotationszentrum nach außen aufweist. Erfindungsgemäß kann z.B. bei einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Art der Fig. 2 der Trommeldeckel mit Ablaufwehren 23 nach Art der Fig. 1 versehen werden, welche die Wehrplatte 19 ersetzen, insbesondere, um eine Energieeinsparung zu erreichen.
Die Ablaufwehre 23 weisen jeweils wiederum jeweils eine flanschartige Wehrplatte 25 auf, die an dem Trommeldeckel angeordnet wird. Hier sind die Wehrplatten 25 zur Befestigung an dem Trommeldeckel 17 mit Bohrungen 27 versehen, um die jeweilige Wehrplatte mittels (hier nicht dargestellten) Bolzen an dem Trommelde- ekel 17 festzuschrauben. Diese Befestigung ist einfach und bevorzugt. Es sind aber auch andere Arten der Befestigung der Wehrplatte(n) 25 an dem Trommeldeckel denkbar.
Nach Fig. 1 ist die Wehrplatte 25 als ein Ringsegment ausgebildet, wobei es vor- teilhaft (aber nicht zwingend erforderlich) ist - insbesondere um einen leisen Lauf durch Vermeidung von Spalten und dgl. zu vermeiden - wenn die Ringsegmente in Umfangsrichtung direkt oder sehr nah aneinander liegen und sich derart ein umlaufender Ring aus den Wehrplatten 25 bildet. Die Wehrplatte(n) 25 kann/können aber auch eine andere Form aufweisen, so z.B. eine rechteckige oder eine halb- kreisartige Form.
Die Fig. 1 a-c zeigen lediglich ein einziges der Ablaufwehre 23.
Jede Wehrplatte 25 als Basis des Ablaufwehres weist - bezogen auf die Drehach- se D - eine kreisbogenabschnittsartige Innenkante 25a und eine Außenkante 25b sowie zwei hier radial zur Drehachse D ausgerichtete Umfangskanten 25c und 25d auf. Auch diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, da sich leicht ein umlaufender Ring bilden lässt, nicht aber zwingend. In der Innenkante 25a - siehe insbesondere Fig. 1 b - ist eine Aussparung 29 ausgebildet, welche sich von der Innenkante 25a - bezogen auf den montierten Zustand am Trommeldeckel 17 - nach außen hin erstreckt und ein Stück vor der Außenkante 25b radial endet. Nach Fig. 1 a und b weist die Aussparung 29 einen sich in vorzugsweise radial oder unter einem kleinen Winkel relativ zur Radialen (Winkel γ vorzugsweise kleiner 25°) erstreckenden ersten Kantenabschnitt 29a auf und einen vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu dem ersten Kantenabschnitt 29 a ausgerichteten zweite Kantenabschnitt 29b, der vorzugsweise tangential oder im Wesentlichen tangential (Winkel zur Tangentialrichtung 0° oder kleiner 20°) zu einem gedachten Kreis mit einem Radius rb zur Drehachse D verläuft.
Zumindest der Kantenabschnitt 29b fluchtet vorzugsweise mit einer unter der Wehrplatte 25 liegenden entsprechenden Öffnung im eigentlichen Trommeldeckel (hier nicht dargestellt; siehe aber Fig. 1 ). Der Kantenabschnitt 29b bildet im Wesentlichen die Überlaufkante, über welche Flüssigkeit axial aus der Trommel tritt.
An die von dem ersten Kantenabschnitt 29a abgewandte Seite des zweiten Kan- tenabschnitts 29b schließt sich vorzugsweise ein relativ zum zweiten Kantenabschnitt sich stumpfwinklig anschließender (dritter) Kantenabschnitt 29c an und an diesen vorzugsweise ein vierter Kantenabschnitt 29d, der hier bogenförmig ist und den dritten Kantenabschnitt mit der kreisbogenförmigen Innenkante 25a der Wehrplatte 25 verbindet. Das Ausströmverhalten an dieser Aussparung hat sich als vorteilhaft erwiesen.
An der im montierten Zustand vom Trommeldeckel abgewandten Außenseite der Wehrplatte 25 ist an der Aussparung 29 ferner eine Ableitungsrinne ausgebildet, welche radial nach innen (zur Drehachse) hin offen ist und welche einen Boden aufweist sowie zwei Seitenwände, von denen eine aus einem Leitblechstück 31 a gebildet ist und eine aus einem Teil der Wehrplatte 25 selbst.
Das Leitblechstück 31 a sowie zwei den Boden bildende Leitblechstücke 31 b, c dienen insgesamt im Zusammenspiel mit der Wehrplatte 25 dazu, einen aus der Trommel durch die Aussparung 29 axial austretenden Flüssigkeitsstrom im Wesentlichen entgegen der Drehrichtung K in Richtung -K umzulenken, was infolge des sich durch die Umlenkung ergebenden zusätzlichen Antriebseffektes in Um- fangsrichtung zu einem in energetischer Hinsicht günstigen Betrieb führt. Die Leitblechstücke 31 a, b und/oder c können auch aus als Abschnitte eines einzigen übergeordneten und entsprechend zurecht gebogenen oder gegossenen Leitbleches ausgebildet sein, oder miteinander verbunden sein, so durch Verschweißen.
Wie bereits erläutert, bilden die drei Leitblechstücke 31 a, b, c, und die Wehrplatte 25 selbst zusammen die zur Drehachse D hin offene Ableitungsrinne aus.
Das erste Leitblechstück 31 a ist vorzugsweise rechtwinklig zu dem zweiten und dem dritten Leitblechstück 31 b, c ausgebildet. Es bildet nicht nur die Seitenwand der Ablaufrinne sondern sorgt auch für die eigentliche Umlenkung des Flüssigkeitsstrahles aus der Axialrichtung X in eine hierzu senkrechte Umfangsrichtung - K. Das erste Leitblechstück 31 a schließt sich als Seitenwand der Ablaufrinne mit seiner zur Trommel gewandten Seite bzw. Fläche direkt an den ersten Kantenabschnitt 29a der Aussparung 29 an.
Es ist hier in bevorzugter Ausgestaltung nicht senkrecht zu der Wehrplatte bzw. dem Trommeldeckel darunter angeordnet sondern spitzwinklig, wobei der Winkel α zwischen der Ebene der Wehrplatte 25 als Basisblech und dem ersten Leitblechstück 31 a vorzugsweise 0° oder größer 0° und kleiner 45°, vorzugsweise kleiner gleich 15° sein sollte (siehe Fig. 1 c). Die Bezugskante für den Winkel α steht senkrecht auf der Wehrplatte und wird an der Innenkante des Leitblechstü- ckes und der Wehrplatte gemessen.
Hierdurch wird eine erste Umlenkung der Flüssigkeit aus der Axialrichtung mehr in Umfangsrichtung erreicht. Sodann weist das erste Leitblechstück 31 a den Radius bzw. die Biegung 31 a" auf und erstreckt sich dann im Abschnitt 31 a'" vorzugswei- se bis parallel oder vorzugsweise etwas geneigt zur Wehrplatte hin. Vorzugsweise ist dabei zwischen der Ebene der Wehrplatte 25 und der Ebene, in welcher der ebene Abschnitt 31 "' liegt bzw. bis in welche hinein sich die Biegung des ersten Leitblechstückes (31 a) erstreckt, der Winkel ß ausgebildet, für den gilt: ß > 0 °und ß < 30 °, insbesondere ß < 20 °.
Das Leitblechstück 31 a kann somit in sich auch wieder mehrere Abschnitte oder sogar Einzelstücke bzw. Komponenten aufweisen. Aus Figur 1 c ist ersichtlich : das Leitblechstück weist hier einen ebenen Abschnitt 31 a' auf, einen Radius 31 a" und einen sich daran anschließenden ebenen Abschnitt 31 a"'. Besonders wesentlich ist der Radius, da er hauptsächlich die Umlenkung bewirkt, so dass das erste Leitblechstück sogar bis auch einen Radius bzw. gekrümmten Abschnitt reduziert werden könnte.
Wie bereits ausgeführt, grenzt das erste Leitblechstück 31 a ferner als Seitenwand der Ablaufrinne an das zweite und das dritte Leitblechstück 31 b, c an, welche den Boden der Ablaufrinne bilden.
Das zweite und das dritte Leitblechstück 31 b, c sind vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht (Winkel zwischen 90 ° und 1 1 0 °) zur Ebene des Trommeldeckels bzw. der Wehrplatte 25 (die senkrecht zur Drehachse liegt) ausgerichtet und an der Au ßenseite der Wehrplatte 25 (in montierter Stellung an der Trom- mel) angeordnet und vorzugsweise materialverbindend (z.B. schwei ßend befestigt).
Das zweite Leitblechstück 31 b fluchtet dabei vorzugsweise mit dem zweiten Kantendabschnitt 29b. Das dritte Leitblechstück 31 c fluchtet mit dem dritten Kanten- abschnitt 29c, ist aber länger als der dritten Kantenabschnitt 29c und sorgt für eine Ablenkung des austretenden Flüssigkeitsstrahls aus der Tangentialrichtung vorzugsweise etwas nach innen zur Drehachse hin. Der entsprechende Winkel δ zwischen Tangentialrichtung T und der Abströmrichtung A vom Boden der Ablaufrinne - hier vom dritten Leitblechstück 31 c - zur Drehachse hin ist vorzugsweise größer 0 ° und kleiner als 25 °. Die Leitblechstücke können Abschnitte eines Bleches sein oder separate
Blechelemente. Sie können auch wieder jeweils aus mehreren Untersegmenten oder Stücken bestehen oder in solche unterteilt sein. Nachfolgend sei die Wirkungsweise der Ablaufrinne nochmals näher erläutert.
Aus der Trommel austretende Flüssigkeit wird durch das erste Leitblechstück 31 a in Umfangsrichtung der Trommel und gegen die Drehrichtung K der Trommel umgelenkt. Vorzugsweise erfolgt sogar eine Umlenkung über einen Winkel γ von 0° bis max. 25° relativ zur Radialrichtung R etwas zum Basisblech bzw. zum darunter liegenden Trommeldeckel hin gerichtet, was positiv die Verstopfungsneigung weiter reduziert.
Ein Winkel ε der Überström kante kann 0° zur Radialen R betragen oder bis zu ± 10°, vorzugsweise ± 5 °.
Dabei hindert der Boden - gebildet hier aus dem ersten und dem zweiten Leitblechstück 31 b, c - der nach innen offenen Ablaufrinne die umgelenkte Flüssigkeit daran, nach außen zu spritzen. Der Boden sorgt vielmehr für ein Weiterleiten des Flüssigkeitsstrahls in Umfangsrichtung bis zum Ende des Bodens der Ablaufrinne, wo der Flüssigkeitsstrahl an der Ablaufkante/ Überström kante 31 k die Ablaufrinne in Richtung A verlässt.
Der in Umfangsrichtung umgelenkte Flüssigkeitsstrahl wird durch den Boden der Ablaufrinne - hier durch das zweite Leitblechstück 31 b - zunächst im Wesentlichen tangential und dann durch das dazu stumpfwinklig ausgerichtete dritte Leitblechstück 31 c sogar zur Drehachse hin aus der Tangentialrichtung T etwas nach innen hin geleitet und verlässt das dritte Leitblechstück 31 c in der durch die Ausrichtung dieses Leitblechstückes 31 c definierten Richtung, wodurch der Energie- gewinn besonders groß ist. Vorzugsweise sind an jeder Wehrplatte eine einzige Ablaufrinne und eine einzige Aussparung 29 ausgebildet. Es können aber auch mehrere Ablaufrinnen und Aussparungen 29 an einer einzigen Wehrplatte ausgebildet sein. Der Begriff des Leitblechstückes 31 ist nicht zu eng zu verstehen. Bevorzugt bestehen diese jeweils aus einem Abschnitt eines Metallblech. Es sind aber im Sinne dieser Anmeldung auch„Leitblechstücke" aus nichtmetallischen Werkstoffen denkbar, sofern diese die dazu geeignet sind, die notwendige Umlenk- und Leitfunktion für die Flüssigkeit erfüllen können.
Als sehr vorteilhaft zu erwähnen ist noch, dass die Fläche der Aussparung 29 bis zur Innenkante 25a der Wehrplatte 25 vorzugsweise kleiner sein sollte, insbesondere um 25% oder mehr kleiner, vorzugsweise 30% kleiner, als der gedachte Querschnitt - die gedachte Querschnittsfläche - der Ableitungsrinne im Bereich der Überströmkante (die sich im Wesentlichen als das Produkt der Bodenbreite mit der Höhe der Ableitungsrinne berechnen lässt), welche durch die Höhe des Leitblechstückes 31 a im Bereich der Überström kante 31 k definiert ist. Dabei sollte die Fläche bzw. der Querschnitt der Aussparung 29 vorzugsweise gleich oder größer als der fiktive gedachte Querschnitt der Ableitungsrinne an der Überström- kante, da sich derart ein wiederum hervorragendes Abströmverhalten ergibt.
Bezugszeichen
Vollmantel-Schneckenzentrifuge 1
Trommel 3
Schnecke 5
Einlaufrohr 7
Verteiler 9
Schleuderraum 1 1
Feststoffaustrag 13
Durchlassöffnungen 15
Trommeldeckel 17
Wehrplatte 19
Ablaufwehr 21
Ablaufwehre 23
Wehrplatte 25
Innenkante 25a
Außenkante 25b
Umfangskanten 25c, 25d
Bohrungen 27
Aussparung 29
Kantenabschnitte 29a, b, c, d
Drehachse D
Radius rb
Leitelemente 31 a, b, c Kante 31 K
Drehrichtung K
Axialrichtung X
Winkel α, ß. γ, δ Radius rb
Radialrichtung R

Claims

Patentansprüche
1 . Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit wenigstens einem oder mehreren Ablaufwehr(en) (23) zum Ableiten geklärter Flüssigkeit aus einer Trommel (3), die eine Drehachse (D) und eine Drehrichtung (K) aufweist, mit folgenden Merkmalen:
a. wenigstens eine oder mehrere Durchlassöffnung(en) (15) in einem Trommeldeckel (17),
b. wobei der wenigstens einen Durchlassöffnung (15) jeweils eine
Wehrplatte (25) zugeordnet ist, die eine Aussparung (29) aufweist, c. wobei an der Durchlassöffnung an der Aussparung (29) eine offene Ableitungsrinne ausgebildet ist, mit welcher ein Umlenken aus einer Richtung parallel zur Drehachse (D) der Trommel im Wesentlichen in eine Umfangsrichtung entgegen der Drehrichtung (K) erfolgt, d. wobei die Ableitungsrinne derart ausgebildet ist, dass austretende Flüssigkeit über den Boden der Ableitungsrinne bis zu einer Überströmkante (31 k) geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
e. der Boden der Ableitungsrinne zur Überströmkante (31 k) hin relativ zur Tangentialrichtung (T) um einen Neigungswinkel δ > 0 an der Stelle der Überströmkante (31 k) nach innen zur Drehachse (D) hin geneigt ist.
2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Neigungswinkel δ gilt: δ > 0° und δ < 25°.
3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Neigungswinkel δ gilt: δ > 10° und δ < 20°.
4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Ableitungsrinne aus einem oder mehreren Leitblechstücken (31 b, c) gebildet ist.
5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das die Seitenwände der Ableitungsrinne aus einem weiteren Leitblechstück (31 a) und der Wehrplatte (25) ausgebildet sind.
6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitblechstück (31 a) eine Bogenform oder zumindest einen bogenförmigen Abschnitt (31 a") aufweist.
7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitblechstück (31 a) ferner einen oder zwei ebene Abschnitt(e) (31 a', 31 a'") aufweist.
8. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leitblechstück (31 a) in sich ein- oder mehrstückig ausgebildet ist.
9. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Leitblechstücke aus einem einzigen Blechelement geformt sind.
10. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitblechstücke oder Abschnitte der Leitblechstücke miteinander verbunden sind, vorzugsweise durch Schweißen.
1 1 . Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das erste Leitblechstück (31 a) als Seitenwand der Ablaufrinne mit seiner zur Trommel gewandten Seite bzw. Fläche direkt an einen ersten Kantenabschnitt (29a) der Aussparung (29) anschließt und dass der Winkel α zwischen der Ebene der Wehrplatte (25) und dem ersten Leitblechstück (31 a) vorzugsweise zwischen 0 und 45°, insbesondere zwischen 5° und 25° liegt.
12. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwi- sehen der Ebene der Wehrplatte (25) und der Ebene, bis in welche hinein sich die Biegung des ersten Leitblechstückes (31 a) erstreckt, ein Winkel ß ausgebildet ist, für den gilt: ß > 0°und ß < 30°, insbesondere ß < 20° ausgebildet ist.
13. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Leitblechstück (31 b) vorzugsweise senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Wehrplatte (25) und tangential oder im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung ausgerichtet ist.
14. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite und das dritte Leitblechstück (31 b, c) ganz oder teilweise mit entsprechenden Kanten der Aussparung (29) in der Wehrplatte (25) fluchten.
15. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aussparung (29) in der Wehrplatte einen oder mehrere gerade Kantenabschnitte (29a, b, c) aufweist.
16. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aussparung (29) in der Wehrplatte zumindest abschnittsweise wenigstens einen gekrümmten bogenförmigen Kantenabschnitt (29d) aufweist.
17. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Aussparung (29) bis zur Innenkante (25a) der Wehrplatte (25) kleiner ist als der gedachte Querschnitt der Ableitungsrinne im Bereich der Überström kante (31 k).
18. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Aussparung (29) bis zur Innenkante (25a) der Wehrplatte (25) um mehr als 25% kleiner ist als der gedachte Querschnitt der Ableitungsrinne im Bereich der Überström kante (31 k).
19. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche der Aussparung (29) bis zur Innenkante (25a) der Wehrplatte (25) um mehr 30% kleiner ist als der gedachte Querschnitt der Ableitungsrinne im Bereich der Überström kante (31 k).
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