Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Stauscheibe

Abstract

 Eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer drehbaren Trommel (1) und einer in der Trommel (1) angeordneten, mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel (1) drehbaren Schnecke (2), die wenigstens ein wendelartiges Schneckenblatt (3) aufweist, das am Außenumfang eines Schneckenkörpers (4) angeordnet ist, und mit wenigstens einer auf dem Schneckenkörper (4) angeordneten Stauscheibe (9), die in wenigstens einem Bereich (19,18) mit dem Schneckenblatt (3) zusammentrifft, so dass wenigstens ein keilförmiger Bereich (10,13) zwischen der Stauscheibe (9) und dem Schneckenblatt (3) ausgebildet ist, wobei in dem wenigstens einen Keilbereich (10) wenigstens ein fensterartiger Durchbruch (11) in dem Schneckenblatt (3) ausgebildet ist, der einen Durchfluss von Material durch das Schneckenblatt (3) ermöglicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Stauscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei Vollmantel-Schneckenzentrifugen wird durch den Einsatz von Stauscheiben ein Aufstaueffekt bewirkt, der die Strömung in axialer Richtung betrifft. Neben diesem an sich gewünschten Effekt kommt es auch zu einer Beeinflussung der Strömung in Umfangsrichtung. Um eine effektive Förderung der Feststoffe, die einen Feststoffkuchen ausbilden, mit der Schnecke zu erreichen, ist es erforderlich, dass sich der Feststoffkuchen nicht gegenüber der Trommel dreht sondern möglichst an ihr gleitet. Zwischen dem Feststoffkuchen und der Schnecke findet nur eine Relativbewegung in Umfangsrichtung satt.

[0003] Bekannte Schneckenzentrifugen zeigen die FR 543072, die DE 101 25096 A1, die US 4,245,777 und die DE 4408 717 A1.

[0004] Nach der in Fig. 2 und 3 dargestellten bekannten Konstruktion kommt es in bestimmten Winkelbereichen der Schnecke zwangsläufig zur Mitnahme des Feststoffkuchens ("Rundläufer") in einem keilförmigen Bereich "A", in welchem die Stauscheibe und das Schneckenblatt bzw. die Schneckenwendel in Förderrichtung zusammentreffen und in dem im Betrieb relativ hohe Kräfte auftreten. Die Drehrichtung der Schnecke ist mit U bezeichnet. Mit den Pfeilen P₁ ist angedeutet, wie die Stauscheibe überströmt wird. Die Pfeile P₂ bezeichnen dagegen die Relativströmung gegenüber der Schnecke in weiter Entfernung von der Stauscheibe.

[0005] Inder gattungsgemäßen WO 02/05966 A2 wird zur Lösung dieses Problem vorgeschlagen, in dem Keilbereich ein Blech anzuordnen.

[0006] Die Erfindung hat die Aufgabe, das vorstehend beschriebene Problem mit einfacheren konstruktiven Mitteln zu beheben.

[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0009] Der wenigstens eine oder die fensterartigen Durchbrüche bringen gleich mehrere Vorteile mit sich.

[0010] So wird auf einfache Weise die Ansammlung von Feststoffen im Keil vermieden. Hierdurch wird das aufzubringende Schneckendrehmoment verringert, was auch in einer geringeren Stromaufnahme resultiert. U.U. sind sogar kleinere Getriebe zwischen Antriebsmotor (nicht dargestellt) und Schnecke einsetzbar.

[0011] Darüber hinaus ergibt sich eine geringere mechanische Belastung der Wendel und sogar ein geringerer Verschleiß der Trommel im Bereich der Stauscheibe.

[0012] Darüber hinaus ist die Maßnahme konstruktiv besonders einfach umzusetzen und kostengünstig.

[0013] Insgesamt werden die Verfahrenwerte verbessert.

[0014] Die Schnecke erstreckt sich jeweils auf beiden Seiten der Stauscheibe, so dass sie von ihr geschnitten wird.

[0015] Wird eine mehrgängige Schnecke eingesetzt, sind mehrere Schneckenblätter vorhanden, wobei die Stauscheibe dann beide Schneckengänge schneidet.

[0016] In der DE 101 25096 A1 wird zwar vorgeschlagen, in die Schnecke Bohrungen einzubringen, welche ein Rückströmen einer Flüssigkeit erlaube. Die Bohrungen sind aber zur Stauscheibe beabstandet.

[0017] Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1a

eine Draufsicht auf einen Bereich einer Schnecke einer erfindungsgemäßen Vollmantel-Schneckenzentrifuge;

Fig. 1b

einen Schnitt senkrecht zur Drehachse durch die Vollmantel-Schneckenzentrifuge aus Fig. 1a; und

Fig. 2a

eine Draufsicht auf einen Bereich einer Schnecke einer bekannten Vollmantel-Schneckenzentrifuge;

Fig. 2b

einen Schnitt senkrecht zur Drehachse durch die Vollmantel-Schneckenzentrifuge aus Fig. 2a; und

Fig. 3

eine schematische Darstellung einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Stand der Technik.

[0018] Figur 3 zeigt eine bekannte Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer drehbaren Trommel 1 mit horizontaler Drehachse D. In der Trommel 1 ist eine mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel 1 drehbare Schnecke 2 angeordnet, die ein wendelartiges Schneckenblatt 3 aufweist, dass am Außenumfang eines Schneckenkörpers 4 angeordnet ist.

[0019] Ein Zulaufrohr 5 dient zur Zuleitung eines zu verarbeitenden Produktes über einen Verteiler 6 in die Trommel 1. Wenigstens ein Flüssigkeitsablauf 7 und ein Feststoffaustrag 8 dienen zum Austrag wenigstens einer Flüssigkeits- und wenigstens einer Feststoffphase.

[0020] Auf dem Schneckenkörper 4 ist ergänzend zur Schnecke 3 wenigstens eine Stauscheibe 9 angeordnet, die aus einem hier im wesentlichen vollständig um den Schneckenkörper 4 umlaufenden Ring bzw. Scheibenelement gebildet wird. Die Stauscheibe 9 kreuzt sich in wenigstens einem Umfangsbereich mit der Stauscheibe 9, wobei keilförmige Bereiche 10, 13 zwischen der Stauscheibe 9 und dem Schneckenblatt 3 gebildet werden.

[0021] Die Drehrichtung der Schnecke wird wiederum mit U bezeichnet und mit den Pfeilen P₂ die Relativströmung gegenüber der Schnecke in weiter Entfernung von der Stauscheibe.

[0022] In dem in Strömungsrichtung der Feststoffe zum Feststoffaustrag axial "ersten" Keilbereich 10 ist erfindungsgemäß wenigstens ein fensterartiger Durchbruch 11, vorzugsweise in dem Schneckenblatt 3, ausgebildet, welcher einen Durchfluss von Material durch das Scheckenblatt 3 ermöglicht.

[0023] Derart bleibt die Funktion der Stauscheibe 9 erhalten. Es wird aber vermieden, dass im Keilbereich 10 zu hohe Kräfte auftreten. Da die Schnecke 3 durchströmt werden kann, findet in dem Keilbereich 10 keine Ansammlung von Feststoffen mehr statt.

[0024] Ein entsprechender fensterartiger Durchbruch 12 kann in einem weiteren Keilbereich 13 vorgesehen sein, der auf der anderen Seite der Stauscheibe 9 in dem Bereich ausgebildet ist, in dem sie auf das Schneckenblatt 3 trifft.

[0025] Auch hier wird durch die Durchströmung eine Herabsetzung der auftretenden Kräfte erreicht.

[0026] Jeder der Durchbrüche 11, 12 wird vorzugsweise derart ausgebildet, dass am Innen- und/oder Außenumfang des Schneckenkörpers 4 jeweils noch ein Materialsteg 14, 15 und 16, 17 des Schneckenblattes 3 stehen bleibt.

[0027] Die äußeren Materialstege 14, 15 können durch Aufschweißungen oder dgl. verstärkt sein, um die Konstruktion zu stärken und um durch höhere Masse in diesem Bereich Unwuchten zu vermeiden.

[0028] Die Durchbrüche 11, 12 können aber auch direkt am Außenumfang des Schneckenkörpers ansetzen und/oder es radial vollständig nach außen hin durchsetzen.

[0029] Vorzugweise grenzt der/grenzen die Durchbrüche 11, 12 ferner in Umfangsrichtung jeweils direkt an den jeweiligen Bereich 18, 19 an, in dem die Stauscheibe 9 mit dem Schneckenblatt 3 zusammentrifft. D.h., die Stauscheibe selbst bildet dann einen Teil des Randes der Durchbrüche 11, 12. Dies wird besonders bevorzugt, denn ist die Wirkung der Durchbrüche ist hier besonders vorteilhaft. Insgesamt sollte der Abstand des Randes der Durchbrüche 10, 11 zur Stauscheibe insofern besonders bevorzugt 0 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm betragen.

Bezugszeichen

[0030] 

Trommel

1

Schnecke

2

Schneckenblatt

3

Schneckenkörper

4

Zulaufrohr

5

Verteiler

6

Flüssigkeitsablauf

7

Feststoffaustrag

8

Stauscheibe

9

Bereiche

10, 13

Durchbrüche

11,12

Materialstege

14, 15, 16, 17

Bereiche

18, 19

Drehachse

D

Drehrichtung der Schnecke

U

Pfeile

P₁, P₂

Ansprüche

1. Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit

a. einer drehbaren Trommel (1) und einer in der Trommel (1) angeordneten, mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel (1) drehbaren Schnecke (2), die wenigstens ein wendelartiges Schneckenblatt (3) aufweist, dass am Außenumfang eines Schneckenkörpers (4) angeordnet ist,

b. und mit wenigstens einer auf dem Schneckenkörper (4) angeordneten Stauscheibe (9), die in wenigstens einem Bereich (19, 18) mit dem Schneckenblatt (3) zusammentrifft, so dass wenigstens ein keilförmiger Bereich (10, 13) zwischen der Stauscheibe (9) und dem Schneckenblatt (3) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass

c. in dem wenigstens einen Keilbereich (10) wenigstens ein fensterartiger Durchbruch (11) in dem Schneckenblatt (3) ausgebildet ist, der einen Durchfluss von Material durch das Scheckenblatt (3) ermöglicht.

2. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchbruch oder die Durchbrüche (11, 12) in Umfangsrichtung jeweils direkt an den jeweiligen Bereich (18, 19) angrenzt/angrenzen, in dem die Stauscheibe (9) mit dem Schneckenblatt (3) zusammentrifft.

3. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauscheibe in zwei Bereichen (19, 18) auf das Schneckenblatt (3) trifft und dass auf beiden Seiten der Stauscheibe (9) jeweils in den beiden keilförmigen Bereichen (10, 13) einer der fensterartigen Durchbrüche, (11, 12) im Schneckenblatt ausgebildet ist.

4. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchbruch (11, 12) derart ausgebildet ist, dass am Innenumfang des Schneckenkörpers (3) ein Materialsteg (16, 17) des Schneckenblattes (3) stehen bleibt.

5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Durchbruch (11, 12) derart ausgebildet ist, dass am Außenumfang des Schneckenkörpers (3) ein Materialsteg (14, 15) des Schneckenblattes (3) stehen bleibt.

6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Materialstege (14, 15) verstärkt ausgelegt sind.

7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (11, 12) direkt am Außenumfang des Schneckenkörpers (4) ansetzen.

8. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (11, 12) direkt am Außenumfang des Schneckenkörpers (4) ansetzen und das Schneckenblatt (3) radial vollständig durchsetzen.

Zeichnung