[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine einstellbare Wehrplatte für Vollmantel-Schneckenzentrifugen
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
[0002] Vollmantel-Schneckenzentrifugen der in Frage stehenden Art werden unter anderem für
sehr diffizile Trennaufgaben eingesetzt, die ein sehr genaues Einstellen der Teichhöhe
im Zentrifugentrennraum durch eine feinstufig veränderliche Wehreinstellung für den
Flüssigkeitsablauf verlangen, um optimale Trennergebnisse zu erzielen, so beispielsweise
im Gebiet der schwerförderbaren Schlämme. Aber auch sonst besteht ein Bedürfnis, die
Wehrhöhe einstellbar zu gestalten.
[0003] Zu diesem Zweck hat man bereits veränderlich einstellbare Wehrplatten verwendet,
dergestalt, daß diese in ihren Seitenbereichen mehrere Bohrungen aufweisen, durch
die je nach Wahl der radialen Lage der Platte und damit des Wehrdurchmessers die beiden
Bestigungsschrauben geführt werden. Damit lassen sich jedoch nur verhältnismäßig grobe
Wehrdurchmesseränderungen einstellen, so daß für eine feinstufige Einstellbarkeit
des Wehrdurchmessers mehrere - für einen Einstellbereich von 20 mm in 1 mm-Schritten
zehn - Wehrplattensätze erforderlich sind. Diese Plattensätze müssen zur Verfügung
gestellt, auf Lager gehalten und in richtiger Zuordnung angewendet werden, was einen
entsprechend großen Aufwand erfordert.
[0004] Weiterhin ist bekannt, die Ablauföffnungen mit hinsichtlich des Außenumfanges runden
Wehrplatten abzudecken, die eine exzentrisch zum Außenumfang angeordnete Bohrung aufweisen,
durch die die Flüssigphase abgeführt wird. Diese Wehrplatten lassen sich im Abstand
von im Umfangsseitenbereich angeordneten Bohrungen in unterschiedlichen Verdrehlagen
festlegen, so daß entsprechend unterschiedliche Abstandslagen der Bohrungen zur Rotationsachse
der Zentrifuge einstellbar sind. Der Durchmesser der exzentrischen Bohrungen innerhalb
der Wehrscheiben ist im Vergleich zu demjenigen der Ablauföffnungen verhältnismäßig
klein, was die abführbare Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit nachteilig beeinträchtigt.
Bei wechselndem Durchsatz staut das Wehr daher unterschiedlich hoch an. Dies steht
der erstrebten exakten Wehreinstellung entgegen. Die Größe und/oder Anzahl der Ablauföffnungen
in dem Manteldeckel der Zentrifuge ist aus Festigkeitsgründen beschränkt.
[0005] Anstelle der vorgeschilderten runden Wehrplatten mit exzentrischer Bohrung ist es
weiterhin bekannt, kreisabschnittförmige Wehrscheiben einzusetzen, deren außerhalb
des kreisförmigen Umfanges verlaufende Begrenzung als Überlaufkante dient, die sich
über die Öffnungsweite der Ablauföffnung erstreckt und der Umfangsbahn des durch sie
gebildeten Wehrdurchmessers folgend gewölbt gestaltet ist. In diesem Falle braucht
man für jeden der einzustellenden Wehrdurchmesser einen gesonderten Satz von Wehrplatten.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wehrplatte der eingangs genannten
Art zu schaffen, die nach Herstellung, Handhabung und Lagerhaltung in möglichst kostengünstiger
und einfacher Weise eine feinstufige Wehrhöheneinstellung über einen großen Durchmesserbereich
hinweg ermöglicht.
[0007] Ausgehend von einer einstellbaren Wehrplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruches 1 wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale
gelöst.
[0008] Durch die erfindungsgemäße Versetzbarkeit der Wehrplatte in radialer Richtung zur
Zentrifugenachse durch ein drehbar gelagertes Einstellglied und die Festlegung in
der jeweilig eingestellten Lage wird es möglich, mit ein und derselben Wehrplatte
pro Ablauföffnung eine Vielzahl feinstufig voneinander beabstandeter Wehrdurchmesser
einzustellen, deren Überlaufkante die Weite der Ablauföffnung übergreift, so daß deren
Ablaufkapazität voll ausgenutzt wird.
[0009] Das Einstellglied kann als Hebel ausgebildet sein, dessen Drehpunkt an dem Manteldeckel
festgelegt ist und dessen verschwenkbares Ende an einer Angriffsfläche der Wehrplatte
angreift oder umgekehrt. Es reicht grundsätzlich ein Hebel oder dergleichen aus, wobei
man durch eine Verschiebeführung der Wehrplatte die einwandfreie Lage der Überlaufkante
sicherstellen kann.
[0010] In besonders bevorzugter Ausführung ist der Hebel als Exzenterscheibe ausgebildet,
die weiterhin vorzugsweise in eine kreisförmige Ausnehmung der Wehrplatte eingesetzt
ist. Insbesondere sind zwei solcher Exzenterscheiben vorgesehen, deren Drehachsen
durch die Befestigungsschrauben für die Wehrplatte gebildet sind. Dabei befindet sich
in jedem Seitenbereich der Wehrplatte eine Schraube.
[0011] In weiterhin bevorzugter Ausführung sind die einzelnen Einstellungen - insbesondere
im Abstand von lmm gestaffelt - der Wehrdurchmesser durch Verdrehlagenmarkierung für
das Einstellglied fixiert, insbesondere durch formschlüssige Eingriffsausbildungen,
beispielsweise nach Art von Nut und Feder. Damit erreicht man eine absolut gleiche
Wehrdurchmessereinstellung für alle Wehrplatten, was für den exakten Ablauf und die
Auswuchtung der Zentrifuge von Bedeutung ist.
[0012] Bevorzugte Ausführungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen und im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiel,
dessen nachfolgende Beschreibung die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisierte, in Längsrichtung unterbrochen wiedergegebene Teilansicht
einer Zentrifuge der infrage stehenden Art mit einer Wehrplatte als Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 eine vergrößerte Teildraufsicht auf den Manteldeckel im Bereich einer Wehrplatte
in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Wehrplatte;
Fig. 4 eine Schnittansicht durch die Wehrplatte nach der Linie IV-IV in Fig. 3 mit
angrenzendem Bereich des Manteldeckels.
[0013] Die Vollmantel-Schneckenzentrifuge gemäß Fig. 1 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt
- rechts im Bild - der nach links hin in einen konischen Abschnitt übergeht, wobei
ein Mittelabschnitt mit dem Übergang weggelassen ist. Innerhalb des Mantels 11 der
Zentrifuge ist die Schnecke 12 angeordnet, deren Außenkontur an die Innenwandung des
Mantels 11 angepaßt ist. Die Zentrifuge wird mit hohen Umdrehungszahlen betrieben,
wobei durch nicht dargestellte Getriebemaßnahmen dafür gesorgt ist, daß die Schnecke
12 sich mit geringer Differenzdrehzahl relativ zum Mantel 11 dreht, derart, daß aufgrund
der Fliehkraft sich an der Mantelinnenwand absetzender Feststoff einer in nicht dargestellter
Weise in den Trennraum 14 kontinuierlich eingespeisten Suspension von der Schneckenwendel
zu dem Feststoffaustrag 13 im Endbereich des konischen Abschnittes der Zentrifuge
transportiert wird. Die sich aufgrund des höheren spezifischen Gewichtes des Feststoffes
klärende Flüssigphase der Suspension ist demnach im radial innersten Bereich des in
dem Trennraum vorhandenen Suspensionsteiches vorhanden, wobei je nach Art der Suspension
ein Optimum an Trennergebnis - Trenngüte und Trenndurchsatz - mit von der parallelen
Abmessung des Teiches im Trennraum abhängig ist. Um dieses Optimum einstellen zu können,
wird die radiale Teichabmessung durch einstellbare
Wehrp
latt
en bestimmt, die im Bereich von Ablauföffnungen 15 in dem Manteldeckel 16 als stirnseitiger
Abschluß des zylindrischen Mantelteils an diesem festgelegt sind. Von den Ablauföffnungen
15 sind mehrere über den Umfang des Deckels verteilt angeordnete vorgesehen, ihre
Zahl und/oder ihre Öffnungsweite ist durch die Festigkeitserfordernisse des Deckels
nach oben begrenzt.
[0014] Wie Fig..1 erkennen läßt, wird ein radial äußerer Abschnitt der Ablauföffnungen 15
von Wehrplatten 17 abgedeckt, die durch Schrauben 18 gehalten und durch Einstellglieder
19 in noch näher zu schildernder Weise hinsichtlich ihres Abstandes zu der Rotationsachse
20 der Zentrifuge einstellbar sind. Dabei bestimmt die der Zentrifugenachse 20 zugewandte
Überlaufkante 21 bzw. 22 der Wehrplatten den Wehrdurchmesser und damit die radiale
Mächtigkeit des sich bei Rotation zylinderförmig ausbildenden Suspensionsteiches im
Trennraum 14. Dabei sind die Überlaufkanten 21 bzw. 22 etwa dem Umfangsverlauf des
durch einen mittleren Wehrdurchmessers bestimmten Kreisbogens folgend gewölbt ausgebildet,
wie dies Fig. 2 erkennen läßt.
[0015] Anhand der Fig. 3 und 4 wird das Einstellen unterschiedlicher Wehrdurchmesser anhand
eines Ausführungsbeispieles der Wehrplatte 17 für eine der Ablauföffnungen 15 geschildert,
deren jeder eine entsprechende Wehrplatte zugeordnet ist. Die Einstellglieder 19 haben
jeweils kreisrunden Außenumfang und damit eine kreiszylindrische Umfangsfläche um
die Zentrumsachse 23 herum, der gegenüber die parallel verlaufende Schraubenachse
24 der zugehörigen Schraube 18 um den Abstand e exzentrisch versetzt ist. Die Wehrplatte
17 weist für die beiden als Exzenterscheiben ausgebildeten Einstellglieder 19 und
die zugehörigen Schrauben 18 jeweils eine Plattenausnehmung 27 auf, die von der Einführseite
der Schraube 18 her gesehen als Abschnitt 29 mit kreiszylindrischer Innenumfangsfläche
25 um die Zentrumsachse 23 des in den Abschnitt 29 eingesetzten Einstellgliedes 19
ausgebildet ist, wobei die Umfangsfläche 26 des Einstellgliedes 19 an der als Angriffsfläche
25 dienenden Innenumfangsfläche des Abschnitts 29 mit Spielpassung anliegt. Um den
Abstand e gegenüber der Zentrumsachse 23 versetzt, d.h. mit der Schraubenachse 24
als Mittellinie, ist in das Einstellglied 19 eine Drehlagerbohrung 28 eingebracht,
die mit Spielpassung einen zylindrischen Abschnitt des Schraubenbolzens unterhalb
des Schraubenkopfes der Schraube 18 aufnimmt. In Einführrichtung der Schraube 18 gesehen,
ist in den Boden des Abschnittes 29 der Plattenausnehmung 27 ein Öffnungsbereich 31
eingebracht, der einen geringeren Durchmesser als der Abschnitt 29 aufweist und durch
die der Schaft der Schraube 18 geführt ist, um in ein Gewinde seitlich der Ablauföffnung
15 in dem Manteldeckel 16 eingeschraubt werden zu können und so die Wehrplatte 17
an diesem festzulegen. Im Randbereich zwischen dem Abschnitt 29 und dem Öffnungsbereich
31 der Plattenausnehmung 27 besteht somit ein Absatz 30, gegen den bzw. dessen Fläche
32 das durch die Schraube 18 im Festlegezustand beaufschlagte Einstellglied 19 abgestützt
gehalten ist.
[0016] Der Öffnungsbereich 31 der Plattenausnehmung 27 ist so weit gehalten, daß sich die
Wehrplatte in jeder möglichen Drehlageneinstellung des Einstellgliedes und damit entsprechender
radialer Versetzung um den Schaft der Schraube 18 herum bewegen kann. Der Schraubenschaft
ist so lang, daß die Schraube ohne das Gewinde zu verlassen so weit gelockert werden
kann, daß sich das Einstellglied 19 aus seinem Eingriff in den Abschnitt 29 herausnehmen
und in anderer Drehlage wieder einsetzen läßt.
[0017] Die Einstellglieder 19 lassen sich in bestimmten, durch formschlüssige Eingriffsausbildung
markierten Verdrehstellungen in den jeweils zugehörigen Abschnitt 29 der Plattenausnehmung
27 genau positioniert einsetzen, wie dies insbesondere Fig. 3 erkennen läßt. Die formschlüssige
Eingriffsausbildung ist hier derart getroffen, daß in dem Umfangsbereich der Einstellglieder
19 parallel zur Zentrumsachse 23 verlaufende, nach radial außen offene im Querschnitt
etwa halbkreisförmige Aussparungen 33 eingearbeitet sind, die die Umfangsfläche 26
unterbrechen, während an der Innenumfangsfläche 25 des Abschnittes 29 der Plattenausnehmung
27 ein entsprechend etwa halbkreisförmiger Vorsprung vorgesehen ist, der wahlweise
bzw. je nach Verdrehlage des Einstellgliedes 19 in eine der Aussparungen 33 eingreift.
Im vorliegenden Fall ist dieser Vorsprung durch etwa die eine Längshälfte eines Stiftes
34, beispielsweise als Kerbstift ausgeführt, gebildet, der parallel zu der Zentrumsachse
23 in eine in den Übergang zwischen dem Absatzbereich 30 und der Innenumfangsfläche
25 eingebrachte Bohrung eingeführt ist, die fluchtend in einer etwa halbkreisförmigen
Ausnehmung 40 ausläuft, die parallel zur Zentrumsachse 23 in der Innenumfangsfläche
25 des Abschnittes 29 liegt. Dies ergibt sich aus Fig. 3 und insbesondere auch Fig.
4.
[0018] Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß die Aussparungen 33 ungleichmäßig voneinander beabstandet
über die Umfangsfläche 26 der Einstellglieder 19 verteilt angeordnet sind. Damit erreicht
man gleichmäßig gestufte Wehrdurchmesser bzw. Wehrradiusänderungen ar der Abdeckstellungen
35 der Wehrplatten 17 nach der Beziehung

bzw.

wobei α der Winkel um die Zentrumsachse 23 der Einstellglieder 19 ist, unter dem eine
Aussparung 33 angeordnet ist, die einer bestimmten Stufung Ar zugehört. Dabei sind
die geradzahligen Aüssparungen 2, 4, 6, 8 an der einen Hälfte 37 des Umfanges und
die ungeradzahligen Aussparungen 1, 3, 5, 7, 9 an der anderen Umfangshälfte 36 der
Einstellglieder 19 angeordnet, während die Aussparungen 0 und 10 etwa in Wehrradiusrichtung
liegen. Damit lassen sich zehn Einstellungen vornehmen, die in Wehrradiusrichtung
aufeinander folgend gleich beabstandet sind, beispielsweise um 1 mm. Dreht man die
Wehrplatte 17 um, so daß die andere 22 der beiden jeweils mit zur Anlagefläche 39
des Manteldeckels 16 schräg abfallend 38ausgebildeten Überlauf kanten der Rotationsachse
20 zugewandt ist, so erhält man zehn weitere Einstellmöglichkeiten gleich feiner Stufung,
die sich mit demselben Stufenabstand an die ersten Stufen der Überlaufkante 21 anschließen
können, da die Überlaufkante 22 einen entsprechend anderen radialen Abstand von den
Einstellgliedern 19 aufweist.
1. Einstellbare Wehrplatte für Vollmantel-Schneckenzentrifugen, deren an der Stirnseite
des Flüssigkeitsablaufs befindlicher Manteldeckel eine Reihe von Ablauföffnungen aufweist,
die mit gleichem radialem Abstand von der Rotationsachse des Mantels und über den
Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und deren jede in einem radial äußeren
Teilbereich von einer Wehrplatte abgedeckt ist, die jeweils mittels wenigstens einer
in eine entsprechende Plattenausnehmung eingesetzten Schraube oder dergleichen Verbindungselement
im Nachbarbereich der zugehörigen Ablauföffnung in radial unterschiedlichen Abdeckstellungen
versetzbar gehalten sind und deren der Rotationsachse des Mantels zugewandten Überlaufkanten
die jeweilige Ablauföffnung übergreifend in der jeweiligen für alle Wehrplatten gleich
gewählten Abdeckstellung den zugehörigen Wehrdurchmesser festlegen, gekennzeichnet
durch ein an einer Angriffsfläche (25) der Wehrplatte (17) angreifendes, um eine Achse
(24) drehbar gelagertes Einstellglied (19), mit welchem in Abhängigkeit von dessen
Drehlage in radialer Richtung von der Rotationsachse (20) des Mantels (11) aus gesehen
wahlweise unterschiedliche Abstände zwischen der Rotationsachse (20) und der Überlaufkante
(21; 22) der Wehrplatte (17) einstellbar sind, in denen die Wehrplatte (17) mit Hilfe
der zugehörigen Schraube bzw. Schrauben (18) oder dergleichen festlegbar ist.
2. Wehrplatte nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet , daß die Drehlagen (0-10)
des Einstellgliedes (19) stufenweise vorgegeben sind, in denen die radial versetzten
Abdeckstellungen (35) der Überlaufkanten (21; 22) der Wehrplatte (17) linear gestaffelte
Positionen einnehmen.
3. Wehrplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Schrauben
(18) oder dergleichen vorgesehen sind, deren jede eine entsprechend groß bemessene
Plattenausnehmung (27) durchgreift und als exzentrische Drehachse (24) eines Exzentergliedes
(19) ausgebildet ist, und daß jedes der beiden Exzenterglieder (19) an einer Angriffsfläche
(25) der Wehrplatte (17) anliegen in verschieden Verdrehlagen (0-10) einstellbar durch
die zugehörige Schraube (18) gehalten ist.
4. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- durch gekennzeichnet, daß das
bzw. die Einstellglieder (19) als Scheiben mit kreiszylindrischer Umfangsfläche (26)
und exzentrisch zu der Zylinderachse (23) verlaufender Drehlagerbohrung (28) für die
Aufnahme der zugehörigen Schraube (18) oder dergleichen ausgebildet sind, die jeweils
in einen mit einer kreiszylindrischen Innenumfangsfläche (25) ausgebildeten Abschnitt
(29) der zugehörigen Plattenausnehmung (27) unter etwa Spielpassung zwischen den Umfangsflächen
(25 und 26) eingesetzt sind.
5. Wehrplatte nach Anspruch 4, dadurch ge- kennzeichnet, daß sich der Abschnitt (29)
von der Schraubeneinführseite her gesehen über einen Teilbereich der Dicke der Wehrplatte
(17) erstreckt und über einen radial nach innen vorspringenden Absatzbereich (30)
in einen radial kleineren Öffnungsbereich (31) der Plattenausnehmung (27) übergeht.
6. Wehrplatte nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Absatzbereich (30)
mit dem Abschnitt (29) zugewandter ringförmiger Fläche (32) ausgebildet ist.
7. Wehrplatte nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß sich die ringförmige
Fläche (32) in radialer Ebene erstreckt.
8. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 2 bis 7, da- durch gekennzeichnet , daß die
stufenweise vorgegebenen Drehlagen (1-10) des Einstellgliedes (19) durch in Drehrichtung
formschlüssige Eingriffsausbildungen (33, 34) nach Art von Nut und Feder gebildet
sind.
9. Wehrplatte nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet , daß die Eingriffsausbildungen
(33, 34) eines jeden der beiden Einstellglieder (19) aus an der Umfangsfläche (26)
des scheibenförmigen Einstellgliedes (19) angeordneten, im Querschnitt etwa halbkreisförmigen,
parallel zur Scheibenmittellinie (23) längsverlaufende Aussparungen (33) und einen
parallel dazu längsverlaufenden Stift (34) gebildet sind, der an der Innenumfangsfläche
(25) des Abschnittes (29) der zugehörigen Plattenausnehmung (27) derart angeordnet
ist, daß er mit etwa einer Hälfte seines kreisförmigen Querschnittes in eine im Querschnitt
etwa halbkreisförmige Ausnehmung (40) in der Innenumfangsfläche (25) und mit der verbleibenden
Hälfte seines kreisförmigen Querschnittes in eine der Aussparungen (33) der Umfangsfläche
(26) des zugehörigen Einstellgliedes (19) mit etwas Spielpassung eingreift.
10. Wehrplatte nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die den mit gleichem
Abstand aufeinanderfolgend einzustellenden Abdeckstellungen (35) der Wehrplatte (17)
entsprechend über die Umfangsfläche (26) des Einstellgliedes (19) bzw. der Angriffsfläche
(25) der Wehrplatte (17) angeordneten Drehlagen (0-10) bzw. diese bestimmenden Eingriffsausbildungen
(33, 34) bezüglich der radialen Aufeinanderfolge der Abdeckstellungen abwechselnd
an einer Hälfte (36) und an der dieser gegenüberliegenden Hälfte (37) des Umfanges
vorgesehen sind.
11. Wehrplatte nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet , daß von einer der Grenzabdeckstellungen
aus gesehen die den ungeradzahligen Abdeckstellungen entsprechenden Ausnehmungen (1,
3, 5, 7, 9) an der einen (36) der durch etwa Radiusrichtung des Wehres geteilten Hälften
(26, 27) der Umfangsfläche (25) jedes Einstellgliedes (19) und die den geradzahligen
Abdeckstellungen entsprechenden Ausnehmungen (2, 4, 6, 8) an der anderen Hälfte (37)
der Umfangsfläche (26) vorgesehen sind.
12. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 11, da- durch gekennzeichnet , daß die
räumliche Verteilung der Eingriffsbildungen (33, 34) hinsichtlich der Scheibenmittellinie
(23) jedes Einstellgliedes (19) nach der Maßgabe

getroffen ist, wobei
△ r die von einer Grenzabdeckstellung der Wehrplatte (17) aus gesehen einstellende
Änderung des Wehrradius,
e der Exzenterabstand zwischen der Scheibenmittellinie (23) und der Drehachse (24),
∞ der von der Grenzabdeckstellung aus um die Scheibenmittellinie (23) als Drehpunkt
zu wählende Winkelabstand für die Lage der die einzustellenden Änderungen des Wehrradius
entsprechenden Eingriffsausbildungen (33, 34) bzw. Aussparungen (33) ist.
13. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da- durch gekennzeichnet , daß
die Überlaufkante (21, 22) der Wehrplatte (17) sich mit einer durch einen der einzustellenden
Wehrdurchmesser bestimmten Kreisbahn deckend ausgebildet ist.
14. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da- durch gekennzeichnet , daß
an der die Überlaufkante (21) aufweisenden seitlichen Begrenzung gegenüberliegenden
Seite der Wehrplatte (17) ebenfalls eine Überlaufkante (22) ausgebildet ist, wobei
beide Überlaufkanten (21, 22) zur Achse des bzw. der Einstellglieder (19) unterschiedlich
beabstandet sind.
15. Wehrplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 14, da- durch gekennzeichnet , daß die
Überlaufkante (21) bzw. Überlaufkanten (21, 22) an Abschrägungen (38) ausgebildet
sind, die zur Anlagefläche (39) an dem Manteldeckel (11) hin die Wehrplatte (17) verbreiternd
verlaufen.