[0001] Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Zentrifugal-Separatoren zur Realisierung eines kontinuierlichen Betriebs sind seit
langem bekannt, so in einer Ausgestaltung als Düsenseparatoren aus der
JP 62 - 117649 A. Neben Düsenseparatoren sind solche mit Feststoffaustragsöffnungen bekannt, denen
ein hydraulisch betätigbarer Kolbenschieber zugeordnet ist, mit dem die Feststoffaustragsöffnungen
verschlossen und freigegeben werden können. Einen Separator ohne Feststoffaustrag
in einer Ausbildung als Trenner zeigt die
US 2,017,734. Einen Separator mit miteinander verschraubten, massiven Trommelunter- und Trommeloberteilen
zeigt ferner die
US 2,286,354. Zum technologischen Hintergrund sei ferner die
US 5,637,217 genannt.
[0003] Die
DE 693 21 935 T2 offenbart einen Zentrifugalseparator zur Blutgewinnung mit einem Einweg-Zentrifugiermantel
aus Kunststoff.
[0004] Die
WO 98/40164 offenbart eine auf einen Separator mit vertikaler Drehachse und zwei Schälscheiben
zum Ableiten von zwei Flüssigkeitsphasen verschiedener Dichte aufsetzbare Anschlusseinheit.
[0005] Aus der
WO 2014/000829 A1 ist zudem ein gattungsgemäßer Separator zur Trennung eines fließfähigen Produktes
in verschiedene Phasen oder zur Klärung eines Produktes bekannt, der eine drehbare
Trommel mit einem Trommelunterteil und einem Trommeloberteil aufweist und ein in der
Trommel angeordnetes Mittel zum Klären, wobei eines, mehrere oder sämtliche folgender
Elemente aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen: das Trommelunterteil,
das Trommeloberteil, das Mittel zum Klären. Derart ist es möglich, einen Teil der
Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel - vorzugsweise nebst den Zulauf-
und Ablaufsystemen bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung auszulegen, was insbesondere
in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte wie Fermentationsbrühen
oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb zur Verarbeitung einer
entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge vorzugsweise
kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchgeführt werden muss sondern
die Trommel insgesamt ausgetauscht werden kann. Gerade aus hygienischer Sicht ist
dieser Separator damit sehr vorteilhaft.
[0006] Wünschenswert ist daher- und dies ist die Aufgabe der Erfindung - eine weitere Verbesserung
der Laufeigenschaften und auch der Handhabbarkeit der gattungsgemäßen Konstruktion.
Die Erfindung löst diese Probleme durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Nach dem Kennzeichen
des Anspruchs 1 ist vorgesehen, dass die Zulaufeinrichtung und die Ablaufeinrichtung(en)
derart ausgebildet sind, dass sie sich in die Trommel erstecken, im Betrieb nicht
mit der Trommel drehen und dass sie an einer oder mehreren Stellen miteinander abgedichtet
verbunden, insbesondere verklebt und/oder verschweißt sind. Das derart ausgebildete
Zu- und Ablaufsystem ist einfach herstellbar und ist, da es sich im Betrieb nicht
dreht, relativ leicht und an nur einer oder sehr wenigen Stellen relativ zur rotierenden
Trommel abzudichten. Geeignet ist es insbesondere vorteilhaft für einen Separator,
bei welchem die Trommel aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff besteht.
[0007] Dabei weist die Trommel zudem eine Außenstützvorrichtung und eine innerhalb der Stützvorrichtung
angeordnete Trommel - Innentrommel genannt - auf. Derart wird auf einfache Weise das
Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der Trommel, deutlich verbessert,
da die Außenstützvorrichtung das System stabilisiert. Da diese Stützvorrichtung relativ
zur Trommelwandung, welche den Trommelinnenraum begrenzt, radial außen liegt, wird
die eigentliche, den Schleuderraum begrenzende Trommel nachfolgend "Innentrommel"
genannt.
[0008] Sodann ist zweckmäßig ein Mittel zur Klärung des im Zentrifugalfeld zu verarbeitenden
Produktes in der Innentrommel angeordnet - beispielsweise ein Tellerpaket aus konischen
Tellern -, welches den Klärvorgang bzw. analog eine Aufkonzentration verbessert.
[0009] Dabei ist es ferner baulich vorteilhaft und einfach, wenn das Zu- und Ablaufsystem
als die Zulaufeinrichtung ein Zulaufrohr aufweist, dessen Mittelachse im montierten
Zustand mit der Drehachse der Trommel fluchtet und/oder dass das Zu- und Ablaufsystem
als die Ablaufeinrichtung einen oder zwei oder mehr Greifer aufweist, der/die jeweils
einen Scheibenabschnitt und einen Schaftabschnitt aufweist/aufweisen.
[0010] Vorzugsweise weist das Zu- und Ablaufsystem eine einzige Zulaufeinrichtung und zwei
Ablaufeinrichtungen auf, insbesondere um ein zu verarbeitendes Produkt dadurch aufzukonzentrieren,
dass von ihm eine leichte Phase abgetrennt wird.
[0011] Es ist konstruktiv vorteilhaft und einfach, wenn die Greifer aus Greiferbauelementen
aufgebaut sind, die jeweils aus einem Rohrabschnitt und einem Ringscheibenabschnitt
bestehen. Dies lässt sich wiederum einfach dadurch realisieren, dass die Greiferbauelemente
jeweils aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff bestehen und dass sie vorzugsweise
jeweils einstückig ausgebildet sind. Bei der Montage werden die Trommelteile und die
einzelnen Elemente des Zu- und Ablaufsystems vorzugsweise nacheinander in geeigneter
Abfolge von unten nach oben axial übereinander gesetzt und dabei Trommelteile einerseits
und Elemente des Zu- und Ablaufsystems für die Trommel andererseits an geeigneten
Stellen miteinander verschweißt und/oder verklebt. So kann beispielsweise der Scheideteller
erst montiert werden, wenn das Tellerpaket und der Stützkörper montiert sind und das
Zulaufrohr mit dem unteren Greifer. Sodann werden die Greiferbauelemente des zweiten
Greifers montiert und erst dann das Innentrommel-Oberteil aufgesetzt. Darauf wird
dann die Dichtung gesetzt. Hierauf wird schließlich die Abdeckung montiert. Beispielhafte
geeignete Schweißstellen sind durch fett gedruckte Punkte in Fig. 1b angedeutet. Der
Begriff "Greifer" ist synonym zum Begriff "Schälscheibe" und zu dem Begriff "Zentripetalpumpeneinrichtung".
[0012] Vorzugweise ist über die Greiferbauelemente weiter konstruktiv in einfacher Weise
eine Abdeckung gesetzt, die als mehrfach gestuftes, umfangsgeschlossenes Rohr mit
zylindrischem Durchmesser ausgebildet ist, wobei die Stufen jeweils Rohrabschnitte
verschiedenen Durchmessers axial begrenzen und wobei die Abdeckung Ableitungskammern
begrenzt.
[0013] Es ist weiter vorteilhaft, wenn sich von der Abdeckung ein Ringscheibenabschnitt
radial nach außen erstreckt, der an dem Gehäuse flanschartig anliegt und vorzugsweise
an diesem lösbar befestigbar ist.
[0014] Vorzugsweise ist ferner zwischen dem Ringscheibenabschnitt des Trommeloberteils,
insbesondere eines Innentrommeloberteils, und dem Ringscheibenabschnitt der Abdeckung
wenigstens eine (vorzugsweise nur eine einzige) axial wirkende Ringdichtungseinrichtung
vorgesehen. Die Abdichtung zwischen dem Zu- und Ablaufsystem und der Trommel kann
daher auf nur einen einzigen Bereich reduziert sein, was kostengünstig ist. Zudem
wird eine etwaige Wärmeentwicklung im Bereich aneinander gleitender Teile im Bereich
der vorzugsweise einzigen Dichtung zwischen diesen Teilen minimiert.
[0015] Es ist zudem vorteilhaft, wenn oberhalb des Trenntellerpaktes ein Scheideteller angeordnet
oder ausgebildet ist, welcher vorzugsweise auf der Oberseite mit Rippen versehen ist,
so dass zwischen der Unterseite des Innentrommeloberteils und der Oberseite des Scheidetellers
wenigstens ein kanalartiger Spalt als Ablaufkanal ausgebildet ist.
[0016] Nach einer Variante ist die Außenstützvorrichtung als Außenring ausgebildet, welcher
die Innentrommel axial abschnittsweise umgibt. Ein solcher Ring nach Art einer "Bandage"
stabilisiert die Konstruktion am Außenumfang. Der wenigstens eine stabilisierende
Ring (oder die mehreren Ringe) besteht bevorzugt aus Metall, kann aber auch aus einem
Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff gefertigt sein. Es ist auch denkbar,
eine Kontur, beispielsweise eine axial in einer Richtung offene ringartige Tasche,
am Außenumfang der Innentrommel vorzusehen, in welche der Stabilisierungsring eingelegt
ist.
[0017] Es ist weiter nach einer bevorzugten Ausgestaltung vorteilhaft, wenn die Außenstützvorrichtung
als umfangsgeschlossener Außenring ausgebildet ist, welcher die Innentrommel axial
abschnittsweise umgibt. Denkbar ist aber auch, dass die Außenstützvorrichtung als
gitterartiger Außenring ausgebildet ist, welcher die Innentrommel auf einem bestimmten
axialen Abschnitt umgibt.
[0018] Nach einer anderen Variante ist die Außenstützvorrichtung als Außentrommel ausgebildet,
welche die Innentrommel ganz oder abschnittsweise umgibt. Besonders auf diese Art
wird auf einfache Weise das Laufverhalten des rotierenden Systems, insbesondere der
Trommel, deutlich verbessert, da die Außentrommel das System dynamisch und mechanisch
stabilisiert. Es können sowohl Durchbiegungen des rotierenden Systems in radialer
Richtung zur Drehachse D als auch die Neigung zur Unwuchtbildung deutlich verringert
werden. Sowohl die Innentrommel, aber auch die Stützkonstruktion können - müssen aber
nicht - relativ dünnwandig ausgelegt werden. Insbesondere die vorzugsweise nach Verarbeitung
einer Produktcharge zu wechselnde Innentrommel kann hierdurch sehr materialsparend
gefertigt sein.
[0019] Dennoch bleibt es möglich, die Vorteile des Materials "Kunststoff" oder "Kunststoff-verbundwerkstoff"
zu nutzen, denn es ist weiterhin möglich, einen Teil der Trommel-die Innentrommel
und vorzugsweise deren Bestandteile - insbesondere mitsamt den Zulauf- und Ablaufsystemen
bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung auszulegen, so dass nach dem Betrieb zur
Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der Produktcharge
vorzugsweise kontinuierlichen und sanitären Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen
ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Dieses Austauschen gestaltet
sich als deshalb besonders einfach, da die Außentrommel, welche vorzugsweise wiederverwendet
wird, keiner großen Reinigung bedarf, da sie mit dem zu verarbeitenden Produkt vorzugsweise
überhaupt nicht in Berührung kommt. Sie muss daher nicht bei jedem Wechsel der Innentrommel
oder nur relativ kurz gereinigt und/oder desinfiziert werden.
[0020] Auch der Wechsel der Innentrommel und deren Montage, Demontage und sonstige Handhabung
können auf einfache Weise durchgeführt werden, denn da eine stabile Außentrommelkonstruktion
vorhanden ist, in welche die Innentrommel nur eingesetzt werden muss, ist es möglich,
die Antriebsverbindung zu einem Elektromotor nur an der Außentrommel vorzusehen, so
dass die Innentrommel bei einem Wechsel nur aus der Außentrommel herausgenommen und
eine andere Innentrommel wieder in diese eingesetzt werden muss, ohne dass hierzu
viele komplizierte Montageschritte wie das Herstellen einer Antriebsverbindung zur
Antriebswelle nötig sind.
[0021] Dabei kann die Außentrommel die Innentrommel vollständig umgeben. Es ergibt sich
aber auch bereits eine gute Stabilisierung des rotierenden Systems, wenn die Außentrommel
die Innentrommel axial lediglich abschnittsweise umgibt, vorzugsweise über jedenfalls
50% der axialen Länge der Innentrommel oder mehr.
Im letzteren Fall ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel axial aus der Außentrommel
vorsteht, was es vereinfacht, den Zulauf- und Ablaufbereich der Innentrommel klar
von der Außentrommel zu trennen und zu beabstanden.
[0022] Besonders vorteilhaft ist, wenn die Innentrommel und die Außentrommel aus verschiedenen
Materialien bestehen, da derart für beide Elemente Außentrommel und Innentrommel jeweils
die optimalen Materialien gewählt werden können. Bevorzugt besteht die Innentrommel
aus einem wiederum vorzugsweise relativ dünnwandigen Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff,
so dass sie leicht entsorgt werden kann und die wiederverwendbare Außentrommel aus
Metall, insbesondere aus Stahl, so dass ihre Laufeigenschaften besonders gut optimierbar
sind.
[0023] Vorteilhaft ist daran auch, dass bei Einsatz einer metallischen Außentrommel und
einer Innentrommel aus Kunststoff das Gewicht der Außentrommel das der Innentrommel
deutlich übertreffen kann, so dass das Drehverhalten im Wesentlichen von der Außentrommel
bestimmt wird. Vorzugsweise ist dazu das Gewicht der rotierenden Teile der metallischen
Außentrommel mehr als doppelt so groß, insbesondere mehr als viermal so groß wie das
Gewicht der rotierenden Teile aus Kunststoff bzw. als das Gewicht der leeren Innentrommel.
Durch die Außentrommel ist es auch möglich, die Innentrommel besonders dünnwandig
auszugestalten, da sie durch die Außentrommel stabilisiert wird.
[0024] Um die Innentrommel in die Außentrommel gut und einfach einsetzen zu können, ist
es vorteilhaft, wenn die Außentrommel ein Außentrommelunterteil und ein von diesem
lösbares Außentrommeloberteil aufweist. Hingegen ist es im Wesentlichen aus Fertigungsgründen
vorteilhaft, wenn die Innentrommel ein Innentrommelunterteil und ein hiermit vormontierbares
bzw. vormontiertes Innentrommeloberteil aufweist. Denn es ist notwendig, in der Innentrommel
bei der Herstellung verschiedene Elemente wie das Mittel zum Klären, ein Zulaufrohr
und dgl. zu platzieren, was durch die Trennung in Oberteil und Unterteil vereinfacht
wird.
[0025] Besonders einfach ist die Montage der Innentrommel in der Außentrommel, wenn das
Außentrommeloberteil nach Art eines Ringes ausgebildet ist, der mit dem Außentrommelunterteil
verschraubt ist und der axial nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass das Innentrommeloberteil
axial aus ihm vorsteht. Das Außentrommelunterteil und das Außentrommeloberteil können
auch auf andere Weise verbunden sein. Eine vorteilhafte Variante ist eine Verbindung
mit Schraubbolzen. Denkbar ist auch ein Bajonett als Verbindungsmittel. Vorteilhaft
ist schließlich, das Außentrommeloberteil und das Außentrommelunterteil mit einem
Verschlussring miteinander zu verbinden bzw. relativ zueinander zu fixieren. Dazu
wird vorzugsweise ein unterer Rand des Außentrommeloberteils in das Außentrommelunterteil
eingesetzt, wo er auf einem Bund aufliegen kann. Sodann wird ein Ring mit Außengewinde
von oben in ein Innengewinde des Außentrommelunterteils eingeschraubt, welcher das
Außentrommeloberteil am Außentrommelunterteil fixiert.
[0026] Um eine sichere Rotation möglichst ohne Schlupf zwischen der Innentrommel und der
Außentrommel zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn die Innentrommel und die Außentrommel
kraft- und/oder formschlüssig drehfest miteinander verbunden sind.
[0027] Aus Gründen der Hygiene ist es ferner vorteilhaft, wenn das Zu - und Ablaufsystem
der Trommel ausschließlich an der Innentrommel und am Gehäuse angeordnet sind, so
dass die Außentrommel im Betrieb nicht mit dem zu verarbeitenden Produkt in Berührung
kommt.
[0028] Insgesamt bestehen auch mit dem Konzept der Innentrommel ein Teil der und vorzugweise
sogar sämtliche der produktberührenden Bereiche des rotierenden Systems aus einem
Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff, insbesondere das Innentrommelunterteil
und das Innentrommeloberteil und das Tellerpaket. Besonders bevorzugt bestehen ferner
das Zu- und Ablaufsystem aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff.
[0029] Besonders vorteilhaft ist es, wenn sämtliche sich im Betrieb drehenden Teile der
Innentrommel und die Teile ihres sich nicht im Betrieb drehenden Zu- und Ablaufsystems
- soweit sie mit Produkt in Berührung kommen - aus Kunststoff bestehen - und wenn
insgesamt - außer ggf. vorzusehenden Dichtungen - von der Anzahl her auch nur wenige
Teile, z.B. Kunststoff-Spritzgußteile , vorgesehen sind. Vorzugsweise sind dies das
Innentrommel-Unterteil, das Innentrommel-Oberteil, der Verteiler, das Abscheidemittel
(vorzugsweise der Tellereinsatz zum Abscheiden von Feststoffen), ein Scheideteller
und das Zu- und Ablaufsystem mit den Greifern und dem Zulaufrohr, die sich nicht drehen.
[0030] Daneben kann es noch einen oder mehrere Dichtringe geben. Auf diese Weise wird eine
funktionsfähige Zentrifugentrommel aus Kunststoff geschaffen, die aus nur sehr wenigen
Bestandteilen besteht, was ihre Herstellung und ihre Montage besonders einfach macht.
[0031] Besonders vorteilhaft ist es dabei ferner, wenn das Innentrommel-Unterteil und das
Innentrommel-Oberteil bei der Erstmontage unlösbar miteinander verbunden werden, um
zu verhindern, dass versucht wird, sie zu demontieren und ggf. nach einer unzureichenden
Reinigung wiederzuverwenden. Stattdessen wird die Innentrommel vollständig entsorgt
oder recycelt. Hieran ist auch vorteilhaft, dass die Sterilität gewährleistet ist.
Die Auslegung ist vorzugsweise derart, dass vor dem Einbau und nach dem Ausbau keine
Luft von außen in die Innentrommel eindringen kann.
[0032] Mit dem Konzept der Innentrommel ist es wie bei der
WO 2014/000829 A1 weiterhin möglich, einen Teil der Trommel oder vorzugsweise sogar die gesamte Trommel
- vorzugsweise nebst den Zulauf- und Ablaufsystemen bzw. -bereichen - für eine Einmalverwendung
auszulegen, was insbesondere in Hinsicht für die Verarbeitung pharmazeutischer Produkte
wie Fermentationsbrühen oder dgl. von Interesse und Vorteil ist, da nach dem Betrieb
zur Verarbeitung einer entsprechenden Produktcharge im während der Verarbeitung der
Produktcharge vorzugsweise kontinuierlichen Betrieb keine Reinigung der Trommel durchzuführen
ist sondern die Trommel insgesamt ausgetauscht wird. Mit einer Reinigung verbundene
hygienische Probleme werden hierdurch auf einfache Weise ausgeschlossen. Die produktberührenden
Teile können ganz entsorgt oder recycelt werden. Die Entsorgung ist insbesondere auch
bei gefährlichen Stoffen von Interesse. Es ist wiederum auch denkbar, bei einem Klärvorgang
eines Produktes in erster Linie eine Aufkonzentration eines zu verarbeitenden Produktes
durchzuführen und die Innentrommel nach der Verarbeitung einer Charge einzuschmelzen
oder beispielweise in einer Säure oder dgl. aufzulösen, um den schweren Stoff als
Rückstand dieses Vorgangs zu gewinnen. Durch den Einsatz von vorzugsweise dünnwandigen
Kunststoffteilen können zudem die Herstellkosten relativ gering gehalten werden.
[0033] Es ist dabei vorteilhaft sowie besonders hygienisch, wenn die gesamte Trommel, insbesondere
auch ihr Zu- und Ablaufsystem, in abgedichteter Bauart ausgebildet ist/sind.
[0034] Vorzugsweise wird als Kunststoff ein recyclingfähiger Kunststoff verwendet, insbesondere
PE (Polyethylen), PP (Polypropylen) oder TK-PEEK (insbesondere teilkristallines) Polyethereretherketon.
Denkbar sind ferner u.a. (und dies ist keine abschließende Aufzählung) die Materialien
PC(Polycarbonat)), MABS(Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol)
und PSU (Polysulfon).
[0035] Die aus Kunststoff gefertigten Teile könnten im Spritzgießverfahren hergestellt werden
und ggf. nachbearbeitet werden, z.B. mit Bohrungen und dgl. versehen werden, wo es
notwendig ist.
[0036] Schrauben und dgl. können auch aus Kunststoff bestehen, sie können aber, insbesondere
wenn sie bei der Verarbeitung nicht vom Produkt berührt werden, auch aus einem anderen
Material gefertigt sein.
[0037] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen,
die jeweils vorteilhafte konstruktive Ausgestaltungen beschreiben.
[0038] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die
Figuren näher beschrieben. Es zeigt:
- Fig. 1
- in a) eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Separators mit einem Direktantrieb, in
b) eine detailliertere und ausschnittsvergrößerte Darstellung eines Zuund Ablaufbereiches
des Separatortrommel aus a) und in c) eine detailliertere und ausschnittsvergrößerte
Darstellung eines alternativ ausgestalteten Außenumfangsbereiches einer Separatortrommel
nach Art der Fig. 1 a).
[0039] Fig. 1a zeigt einen Schnitt durch den Bereich eines Gehäuses 1 und einer Trommel
2 eines erfindungsgemäßen Separators, mit dem ein flüssiges Produkt im Zentrifugalfeld
in zwei Phasen getrennt werden kann. Die Trommel 2 weist eine vertikale Drehachse
D auf. Nachfolgend verwendete Begriffe wie "oben" oder "unten", "radial" usw. beziehen
sich auf die Orientierung von Elementen des Separators in Bezug auf diese vertikale
Drehachse.
[0040] Das Gehäuse 1 weist einen unteren Boden 3 auf, einen Gehäusemantel 4 und eine obere
Abdeckung 5. Der Boden 3 weist wiederum eine Durchführung 6 auf, die von einer drehbaren
Antriebsspindel 7 durchsetzt ist. Vorzugsweise ist direkt unterhalb des Bodens 3 ein
Antriebsmotor 8 angeordnet. Dieser Antriebsmotor 8 dient zum Antrieb der Antriebsspindel
7. Alternative Ausgestaltungen sind denkbar, z.B. eine solche, bei der die Antriebsspindel
7 mit einem Antriebsriemen oder dgl. angetrieben wird, wobei dann der Antriebsmotor
an anderer Stelle angeordnet ist. Bevorzugt wird aber ein Direktantrieb insbesondere
nach Art der Fig. 1a, bei welchem die Antriebswelle des Motors direkt in vertikaler
Verlängerung der Antriebsspindel 7 angeordnet ist. Dabei wird vorzugsweise auf eine
eigene Lagerung der Spindelkonstruktion verzichtet, was die Konstruktion einfach und
relativ preiswert realisierbar macht. Diese Konstruktion ist einfach und robust und
für die leichte Trommelkonstruktion sehr gut geeignet. Die Funktion der Lagerung der
Trommel übernimmt in einfacher Weise der Elektromotor bzw. dessen Rotorlagerung
Auf das vertikal obere Ende der Antriebsspindel 7 ist wiederum die Trommel 2 relativ
zur Antriebspindel 7 unverdrehbar aufgesetzt, so dass sie von der Antriebsspindel
7 und dem Antriebsmotor 8 in Drehung versetzt werden kann.
[0041] Die Antriebsspindel 7 könnte im Gehäuse 1, hier im Boden 3, drehbar mit einem oder
mehreren Lagern gelagert sein. Es kann aber auch auf eine solche Lagerung verzichte
werden. Hier ist daher ein Spalt 9 zwischen dem Außenumfang der Antriebsspindel und
dem Innenumfang der Durchführung 6 des Bodens 3 ausgebildet. Derart kann eine Lagerung
einer Antriebswelle 10 im Motorgehäuse des Antriebsmotors 8, auf welcher die Antriebsspindel
7 festgelegt ist oder an der sie in anderer Weise ausgebildet ist, in einfacher Weise
auch zur Lagerung des gesamten rotierenden Systems, das aus der Trommel 2 und der
Antriebsspindel 7 besteht, genutzt werden. Damit ist auch bevorzugt, dass die Antriebsspindel
7 direkt mit der Abtriebswelle des Motors gekoppelt ist und dass die Antriebsspindel
7 kein zusätzliches Drehlager - beispielsweise kein Halslager und kein Fußlager -
an ihrem Außenumfang aufweist. Vorzugsweise ist auch kein Federsystem zur federnden
Abstützung im Bereich der Antriebsspindel vorgesehen.
[0042] Nachfolgend sei nunmehr näher der Aufbau der bevorzugt verwendeten Trommel 2 erläutert.
[0043] Die Trommel 2 weist eine Außentrommel 11, die auch als Außentrommelabschnitt ausgebildet
sein kann - und eine Innentrommel 12 auf. Die Innentrommel 12 ist wechselbar in die
Außentrommel 11 eingesetzt.
[0044] Vorzugsweise bestehen der Außentrommelabschnitt bzw. die Außentrommel 11 und die
Innentrommel 12 aus verschiedenen Materialien. Besonders bevorzugt besteht die Außentrommel
11 aus Metall, insbesondere aus Stahl, und die Innentrommel 12 besteht vorzugsweise
ganz oder zumindest teilweise aus einem Kunststoff- oder einem Kunststoffverbundwerkstoff.
[0045] Die Außentrommel 11 dient dabei als Art Halterung, in welche die Innentrommel 12
eingesetzt ist und welche die Innentrommel 12 in vertikaler bzw. axialer Richtung
wenigstens abschnittsweise vollumfänglich umgibt bzw. einfasst. Besonders bevorzugt
sind die Außentrommel 11 und die Innentrommel 12 drehfest miteinander verbunden. Dies
kann insbesondere durch einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen der Außentrommel
11 und der Innentrommel 12 realisiert werden.
[0046] Die Außentrommel 11 weist ein Außentrommelunterteil 13 auf, das im Wesentlichen wie
das Trommelunterteil bekannter Separatoren ohne eine Innentrommel ausgebildet sein
kann bzw. hier ist. Das Außentrommelunterteil 13 ist drehfest auf die Antriebsspindel
7 aufgesetzt und weist vorzugsweise innen eine einfach oder hier besonders bevorzugt
doppeltkonische Innenform auf. Die Außentrommel 11 weist ferner vorzugsweise ein Außentrommeloberteil
14 auf. Vorzugsweise weisen das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil
14 korrespondierende Gewinde auf, in deren Bereich sie direkt miteinander verschraubt
sind. Hier ist das Gewinde des Außentrommelunterteilabschnitts als Innengewinde des
Trommelunterteils und das Gewinde des Außentrommeloberteils 14 als korrespondierendes
Außengewinde ausgebildet.
[0047] Das Außentrommeloberteil 14 ist ebenfalls konisch ausgebildet. Es ist ferner als
Ring ausgebildet, der unten drehfest mit dem Außentrommelunterteil 13 verbunden ist
und der nach oben hin offen ausgebildet ist, so dass die Innentrommel 12 vertikal
bzw. axial nach oben hin aus der Außentrommel, hier aus dem Außentrommeloberteil 14,
vorsteht.
[0048] Da das Außentrommelunterteil 13 und das Außentrommeloberteil 14 vorzugsweise aus
Metall, insbesondere Stahl, bestehen und vorzugsweise wenigstens das Trommelunterteil
wie das einer Separatortrommel ohne Innentrommel 12 ausgebildet ist, können sie weitgehend
die Laufruhe und Stabilität und Sicherheit einer bekannten modernen Separatortrommel
aus Metall bieten. Da die Außentrommel 11 die Innentrommel 12 abschnittsweise oder
ganz außen umgibt, stabilisiert die Außentrommel die Innentrommel. Insbesondere trägt
die Außentrommel 11 vorteilhaft dazu bei, die Laufeigenschaften der gesamten Trommel
2 im Betrieb bei hoher Drehzahl zu optimieren. Zudem kann die Wandstärke der Innentrommel
12 auch sehr viel dünner gewählt werden als die einer allein aus Kunststoff bestehenden
Separatortrommel ohne Außentrommel 11, wie in der
WO 2014/000829 A1 vorgeschlagen. Anzumerken ist, dass ein noch zu beschreibendes Zu- und Ablaufsystem
aber auch bei Konstruktionen
[0049] Die Innentrommel 12 begrenzt dagegen nach außen hin den eigentlichen Separier- bzw.
Schleuderraum 15 zur zentrifugalen Verarbeitung eines fliessfähigen Produktes. Die
Innentrommel 12 ist bzgl. ihrer Formgebung derart ausgestaltet, dass sie vorzugsweise
weitgehend formschlüssig unmittelbar am Innenumfang der Außentrommel anliegt.
[0050] Die Innentrommel 12 weist ein Innentrommelunterteil 16 und ein Innentrommeloberteil
17auf. Vorzugsweise sind das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil
17 jeweils konisch ausgebildet, so dass ein doppeltkonischer Körper ausgebildet wird.
Die Teile 16 und 17 bestehen aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff
und sind miteinander flüssigkeitsdicht verbunden, insbesondere in oberen (Innentrommelunterteil
16) und unteren (Innentrommeloberteil 17) Flanschbereichen 18, 19 (siehe Fig. 1c).
[0051] Vorzugsweise ist eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Innentrommelunterteil
16 und dem Innentrommeloberteil 17 und ggf. weiterer Elemente der Innentrommel 12
vorgesehen, die im Sinne dieser Schrift beispielsweise durch ein Verschmelzen aber
auch durch ein Verkleben erreicht werden kann. Dies ist insbesondere in Fig. 1c gut
zu erkennen. Es sind auch andere Arten der Verbindung denkbar, so ein Bajonett- oder
Schrauben- oder Schnapp- oder Rastverschluss zwischen den zu verbindenden Elementen
Innentrommelunterteil 16 und Innentrommeloberteil 17 (hier nicht dargestellt). Diese
können jeweils auch die stoffschlüssige Verbindung ergänzen.
[0052] Auf dem Innentrommelunterteil ist oben - als separates Teil oder als einstückig mit
dem Innentrommelunterteil verbundener - ein die Drehachse D koaxial umgebender Verteiler
21 ausgebildet oder angeordnet, der einen vollständigen Verteiler zum Einleiten des
Schleudergutes in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum 15 und zur Beschleunigung
des Schleudergutes in Umfangsrichtung bei Drehungen der Trommel 2 ausbildet.
[0053] Der Verteiler 21 weist einen unteren konischen Abschnitt 22 und einen oberen Rohrabschnitt
23 auf, der konzentrisch zur Drehachse D ausgerichtet ist und nach oben hin offen
ist (Fig. 1a und 1b). Dieser Rohrabschnitt 23 mündet am unteren Ende in den einen
oder mehrere der Verteilerkanäle 24, die schräg zur Drehachse ausgebildet sind und
auf einem Radius vorzugsweise außen an einem Tellerpaket 25 in den eigentlichen Schleuderraum
15 münden.
[0054] Im Schleuderraum 15 sind Abscheidemittel bzw. Mittel zur Klärung wie insbesondere
das erwähnte einteilige oder vorzugsweise mehrteilige Tellerpaket 25 angeordnet, das
als ein Stapel aus axial beabstandeten Trenntellern 26 ausgebildet ist, welche eine
konische Grundform aufweisen und welche vorzugsweise verdrehsicher auf den Verteileransatz
21 aufgesetzt sind. Die Abscheidemittel zur Klärung könnten auch in andere Form ausgebildet
sein, so als Rippenkörper mit radialen oder bogenförmigen Rippen. Die Trennteller
26 weisen gleiche oder verschiedene Radien auf.
[0055] Der Verteileransatz bzw. Verteiler 21 kann auch einstückig mit dem Mittel zur Klärung
ausgebildet sein, wenn dies als Kläreinsatz aus Kunststoff mit Klärkammern nach Art
der
DE 10 2008 052 630 A1 ausgebildet ist. Ein in den Innentrommel-Innenraum bzw. Schleuderraum 15 eingeleitetes
Produkt wird in der Trommel 2 in verschiedene, vorzugsweise zwei, Produktphasen unterschiedlicher
Dichte getrennt.
[0056] Zur Zu- und Ableitung der verschiedenen Produktphasen aus der Trommel 2 dient ein
Zu- und Ablaufsystem 27 mit wenigstens einer Zulaufeinrichtung und wenigstens zwei
Ablaufeinrichtungen (siehe insbesondere Fig. 1b).
[0057] Als Zulaufeinrichtung weist das Zu- und Ablaufsystem ein umfangsgeschlossenes Zulaufrohr
28 mit vorzugsweise zylindrischem Querschnitt auf, dessen Mittelachse im montierten
Zustand mit der Drehachse D der Trommel fluchtet.
[0058] Als die wenigstens zwei Ablaufeinrichtungen weist das Zu- und Ablaufsystem ferner
wenigstens einen oder vorzugsweise zwei Greifer 29, 30 - auch Schälscheiben genannt
- auf. Weder das Zulaufrohr 28 noch die zwei Greifer 29, 30 drehen sich im Betrieb
mit der Trommel. Sie stehen vielmehr im Betrieb still. Das Innentrommeloberteil 17
dreht sich im Betrieb um das Zu- und Ablaufsystem 27.
[0059] Die zwei Greifer weisen jeweils einen Scheibenabschnitt 29a, 30a und einen Schaftabschnitt
29b, 30b auf. Die Schaftabschnitte 29b, 30b sind konzentrisch zum Zulaufrohr 28 und
zueinander ausgebildet.
[0060] Zur Ausbildung der Greifer 29, 30 dienen mehrere Greiferbauelemente, die jeweils
aus einem Rohrabschnitt und einem Ringscheibenabschnitt bestehen, wobei der Ringscheibenabschnitt
sich jeweils sich radial zum Rohrabschnitt erstreckt. Die Greiferbauelemente bestehen
vorzugsweise jeweils aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff. Sie sind ferner
vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet.
[0061] Das innerste und erste der Greiferbauelemente wird aus dem Zulaufrohr 28 und einem
sich radial zum Zulaufrohr 28 - hier in einem etwa axial mittigen Bereich des Zulaufrohrs
28 ausgebildet - erstreckenden Ringscheibenansatz 31 gebildet. Ein zweites, drittes
und viertes dieser Greiferbauelemente - 32, 33, 34 - werden ebenfalls jeweils aus
einem Rohrabschnitt 35, 36, 37 und einem sich zu diesem Rohrabschnitt am Ende des
Rohrabschnitts radial erstreckenden Ringscheibenansatz 38, 39, 40 gebildet. Dabei
weisen die Rohrabschnitte 35, 36, 37 vorzugsweise und vorteilhaft jeweils verschiedene
Innendurchmesser auf, so dass die Rohrabschnitte 35, 36, 37 axial ineinander schiebbar
sind.
[0062] Der Rohrabschnitt 35 des zweiten Greiferbauelementes 32 ist größer als der Außendurchmesser
des Zulaufrohres 28, über das er konzentrisch geschoben ist, derart, dass zwischen
dem Außendurchmesser des Zulaufrohres 28 und dem Innendurchmesser des Rohrabschnitts
35 des zweiten Greiferbauelements 32 ein Ablaufkanal 41 ausgebildet ist. Zudem ist
der Ringscheibenansatz 38 des zweiten Greiferbauelementes 32 derart axial beabstandet
zu dem ersten Ringscheibenansatz 31 am Zulaufrohr 28 (was zusammen auch dem ersten
Greiferbauelement entspricht) ausgebildet, dass diese beiden Ringscheibenansätze 31,
38 gemeinsam den Scheibenabschnitt 29a des ersten Greifers 29 ausbilden. In dem Scheibenabschnitt
29a des ersten Greifers 29 ist derart ebenfalls wenigstens ein radialer Ablaufkanal
42 ausgebildet, der in den axialen Ablaufkanal 41 mündet. Stege an den Ringscheibenansätzen
31, 38 können den Kanal 41 begrenzen.
[0063] Das dritte und das vierte Greiferbauelement 33, 34 bilden gemeinsam den zweiten Greifer
aus.
[0064] Dazu ist vorzugsweise und vorteilhaft der Rohrabschnitt 36 des dritten Greiferbauelementes
33 größer als der Außendurchmesser des Rohrabschnitts 35 des zweiten Greiferbaulementes
32, über das es konzentrisch geschoben ist, derart, dass es direkt an dem Außendurchmesser
des Rohrabschnitts 35 des zweiten Greiferbauelements anliegt. Vorzugsweise sind das
zweite Greiferbaulement 32 und das dritte Greiferbauelement 33 miteinander verbunden,
insbesondere verschweißt oder verklebt. Diese Verbindung besteht vorzugsweise wenigstens
an den Enden der Rohrabschnitte 35, 36, so dass ein Spalt zwischen den Rohrabschnitten
35, 36 abgedichtet verschlossen ist. Der Ringscheibenansatz 39 des dritten Greiferbauelementes
33 ist axial zu dem Ringscheibenansatz 38 des zweiten Greiferbauelementes 32 versetzt
angeordnet.
[0065] Um den zweiten Greifer 30 auszubilden, ist der Rohrabschnitt 37 des vierten Greiferbauelementes
34 größer als der Außendurchmesser des Rohrabschnitts 36 des dritten Greiferbauelements
33, über das es konzentrisch geschoben ist, derart, dass zwischen dem Außendurchmesser
des Rohrabschnitts 36 des dritten Greiferbauelements 36 und dem Innendurchmesser des
Rohrabschnitts 37 des vierten Greiferbauelements 34 ein axialer Ablaufkanal 43 ausgebildet
ist. Zudem ist der Ringscheibenansatz 40 des vierten Greiferbauelementes 34 derart
axial beabstandet zu dem Ringscheibenansatz 39 am dritten Greiferbauelement 33 ausgebildet,
dass diese beiden Ringscheibenansätze 39, 40 gemeinsam den Scheibenabschnitt 30a des
zweiten Greifers 30 ausbilden. In dem Scheibenabschnitt 30a des zweiten Greifers 30
ist derart ebenfalls wenigstens ein radialer Ablaufkanal 44 ausgebildet, der in den
axialen Ablaufkanal 43 mündet. Stege an den Ringsscheibenabschnitten (in axialer Richtung)
können den wenigstens einen radialen Ablaufkanal 43 begrenzen.
[0066] Über die vier Greiferbauelemente ist eine Abdeckung 45 gesetzt. Diese ist als mehrfach
gestuftes, umfangsgeschlossenes Rohr mit zylindrischem Durchmesser ausgebildet, wobei
die Stufen 46, 47, 48 jeweils Rohrabschnitte 49, 50, 51, 52 verschiedenen Durchmessers
axial begrenzen.
Der erste Rohrabschnitt 46 bildet hier vorteilhaft und einfach auch einen Anschlussstutzen
(für einen Schlauch oder dgl.) aus. Er liegt vertikal bzw. axial oberhalb des Zulaufrohrs
28 und fluchtet mit diesem. Die erste Stufe 49 liegt axial an dem Ende des Zulaufrohrs
an. Der zweite Rohrabschnitt 50 übergreift außen das Zulaufrohr 28. Dabei sind der
zweite Rohrabschnitt 50 und das Zulaufrohr 28 miteinander verbunden (Verbindungsbereich
53), insbesondere verschweißt oder verklebt, so dass ein Spalt zwischen dem Zulaufrohr
28 und der Abdeckung 45 abgedichtet verschlossen ist.
[0067] Unterhalb des Verbindungsbereiches 53 ist die zweite Stufe 47 ausgebildet, an welchen
sich nach unten der dritte Rohrabschnitt 51 anschließt, der eine Ableitungskammer
54 für den ersten Greifer 29 außen begrenzt, deren Innenumfang von Außenumfang des
Zuleitungsrohres 28 gebildet ist. Am Außenumfang dieser Ableitungskammer 54 ist ein
Anschlussstutzen 55 ausgebildet. An diesen kann ein Schlauch oder dgl. zur Ableitung
angesetzt sein (hier nicht dargestellt)
[0068] Der dritte Rohrabschnitt 51der Abdeckung 45 übergreift außen den Rohrabschnitt 36
des dritten Greiferbauelements bzw. den ersten Greifer 29. Dabei sind der dritte Rohrabschnitt
51 der Abdeckung 45 und der erste Greifer 29 miteinander verbunden (Verbindungsbereich
56), insbesondere verschweißt oder verklebt, so dass ein Spalt zwischen diesen Elementen
abgedichtet verschlossen ist.
[0069] Unterhalb des Verbindungsbereiches 56 ist die dritte Stufe 48 ausgebildet, an welchen
sich nach unten der vierte Rohrabschnitt 52 anschließt, der außen eine Ableitungskammer
57 für den zweiten Greifer 30 begrenzt, deren Innenumfang von dem Abschnitt 35 gebildet
wird. Am Außenumfang dieser Ableitungskammer 57 ist wiederum ein Anschlussstutzen
58 ausgebildet. An diesen kann ein Schlauch oder dgl. zur Ableitung angesetzt werden
(hier nicht dargestellt)
[0070] Der vierte Rohrabschnitt 52 der Abdeckung 45 übergreift außen den Rohrabschnitt 37
des vierten Greiferbauelements bzw. den zweiten Greifer 30. Dabei sind der vierte
Rohrabschnitt 52 der Abdeckung 45 und der zweite Greifer 30 miteinander verbunden
(Verbindungsbereich 59), insbesondere verschweißt oder verklebt, so dass ein Spalt
zwischen diesen Abschnitten abgedichtet verschlossen ist.
[0071] Von dem vierten Rohrabschnitt 52 erstreckt sich ein Ringscheibenabschnitt 60 radial
nach außen. Dieser Ringscheibenabschnitt der Abdeckung 45 liegt unterhalb des Gehäuses
1 flanschartig an diesem an. Das Gehäuse 1 und die Abdeckung 45 sind in diesem Bereich
vorzugsweise lösbar miteinander verbunden, beispielsweise mittels einem oder mehrerer
Bolzen 61. Dabei steht die Abdeckung 45 durch eine mittige Öffnung einer Abdeckung
5 des Gehäuses 2 vertikal nach oben vor.
[0072] Nachfolgend sei nunmehr näher das Zusammenspiel zwischen dem Zu- und Ablaufsystem
27, dass sich im Betrieb nicht dreht und der drehbaren (Innen)Trommel erörtert.
[0073] Oberhalb des Trenntellerpaktes 25 ist ein Scheideteller 62 (siehe auch Fig. 1b) angeordnet,
so dass zwischen der Unterseite des Innentrommeloberteils 17 und der Oberseite des
Scheidetellers 62 ein Spalt 63 als Ablaufkanal ausgebildet ist. Oberhalb des Scheidetellers
62 liegt ferner ein Stützkörper 20, hier ein Stützring, zur Stabilisierung der Konstruktion
oberhalb des Tellerpaktes und zur Gewährleistung eines definierten Sitzes des Tellerpaktes
zu gewährleisten.
[0074] Eine schwerere Flüssigkeitsphase (oder eine noch gerade ableitbare, insbesondere
gerade noch etwas fließfähige Feststoffphase) wird vom Bereich des größten Innenumfangs
des Trommelinnenraums durch den Spalt 63 bzw. einen Kanal im Spalt zwischen dem Innentrommeloberteil
17 und dem Scheideteller 62 aus dem Schleuderraum abgeleitet.
[0075] Der Scheideteller 62 und das Innentrommeloberteil 17 gehen an ihren axial oberen
Enden in zylindrische Abschnitte 64, 65 über. An den vertikal oberen Enden erstrecken
sich von diesen zylindrischen Abschnitten 64, 65 jeweils radial Ringscheibenabschnitte
66, 67 radial nach innen. Der Ringscheibenabschnitt 66 des zylindrischen Abschnitts
des Scheidetellers 62 erstreckt sich radial zwischen die Scheibenabschnitte 29a, 30a
der beiden Greifer 29, 30. Der Ringscheibenabschnitt 67 des zylindrischen Abschnitts
65 des Innentrommeloberteils 17 erstreckt sich radial oberhalb des Scheibenabschnitts
30a des zweiten Greifers 30 nach innen.
[0076] Unterhalb des ersten Greifers 29 erstreckt sich ebenfalls radial eine Ringscheibenkontur
68 ringscheibenartig nach innen. Diese kann als radialer Ansatz des Verteilers 21
ausgebildet sein oder auf andere Weise z.B. als Ansatz des Scheidetellers. Derart
werden im Zusammenspiel der zylindrischen Abschnitte 64, 65 und der Ringscheibenabschnitte
und - konturen 66, 67, 68 Greiferkammern 69, 70 ausgebildet. Aus dem Spalt 63 fließt
die schwerere Phase durch den Spalt zwischen den beiden zylindrischen Abschnitten
bis in die obere Greiferkammer 70, wo der zweite Greifer 30 diese Phase ableitet.
[0077] Innen am Trenntellerpaket 25 leitet ferner ein Kanal 71 die aus dem Trenntellerpaket
25 radial nach innen strömende leichtere Phase in die erste untere Greiferkammer,
aus welcher der erste Greifer 29 die leichtere Phase ableitet.
[0078] Rippen 77, 78 am Ringscheibenabschnitt 66 sowie vorzugsweise Rippen 79 am Ringscheibenabschnitt
67 und vorzugsweise Rippen 80 und Rippen 81 am Verteiler 21 und am Stützkörper 20
sorgen für eine Mitnahme der entsprechenden Produktphasen im Betrieb der Zentrifuge.
[0079] Das Zu- und Ablaufsystem ist vorteilhaft und baulich einfach als sich im Betrieb
nicht mit der Innentrommel drehendes System ausgelegt, d.h., die Innentrommel 12 dreht
sich im Betrieb relativ zu diesem bzw. um dieses Zu- und Ablaufsystem 27. Zwischen
dem Ringscheibenabschnitt 67 des Innentrommeloberteils 17 und dem Ringscheibenabschnitt
60 der Abdeckung 45 ist daher vorzugsweise und vorteilhaft eine axial wirkende Ringdichtungseinrichtung
72 vorgesehen. Diese kann federvorgespannt und/oder gleitringdichtungsähnlich ausgebildet
sein. Vorteilhaft ist eine gleitend abgedichtete Anlage der relativ zueinander sich
drehenden Elemente "Abdeckung 45 des Zu- und Ablaufsystems 27" und (Innen-)"Trommeloberteil
17", um den Bereich zwischen dem Zu- und Ablaufsystem 27, das im Betrieb stillsteht,
und der sich drehenden Trommel 2 sanitär abzudichten.
[0080] Um die Innentrommel und die Außentrommel 12, 11 auf einfache Weise drehfest aber
lösbar im Stillstand miteinander zu verbinden, kann vorgesehen sein, dass die Innentrommel
12 form- und/oder kraftschlüssig mit der Außentrommel 11 verbunden ist. Auf einfache
Weise kann eine kraftschlüssige Verbindung dadurch realisiert werden, dass die Flanschbereiche
18 und 19 sowie ggf. auch ein der Außenrand des Scheidetellers 62 ich bis in den Verschraubungsbereich
zwischen dem Außentrommelunterteil und dem Außentrommeloberteil erstrecken, wo sie
jeweils an Stufungen dieser Teile anliegen und beim Verschrauben des Trommeloberteils
im Trommelunterteils zwischen diesen schraubend eingespannt werden (Fig. 1c).
[0081] Ergänzend können Formschlussmittel wie Rippen am Außenumfang der Innentrommel und
entsprechende Nuten am Innenumfang der Außentrommel 11 vorgesehen sein, welche ineinander
greifen und derart die beiden Elemente Innentrommel 12 und Außentrommel 11 drehfest
verbinden (hier nicht dargestellt). Im Betrieb wird sich zudem die Innentrommel 12
sich radial aufweitend an den Innenumfang der Außentrommel 11 legen, was die Drehmomentübertragung
und rotierende Mitnahme der Innentrommel 12 durch die angetriebene Außentrommel 11
verbessert. Alternativ wäre es auch denkbar, die Teile der Außentrommel auf andere
Weise miteinander lösbar zu verbinden, so mit Schraubbolzen oder dgl. oder mittels
eines Bajonettes.
[0082] Derart besteht ein Teil der oder es bestehen vorzugsweise sogar sämtliche der produktberührenden
Bereiche des rotierenden Systems aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff,
insbesondere das Innentrommelunterteil 16 und das Innentrommeloberteil 17. Besonders
bevorzugt bestehen ferner die Trennteller 26 aus Kunststoff sowie auch sämtliche der
produktberührenden Bereiche des Zulauf- und Ablaufsystems, auch soweit diese im Betrieb
nicht rotieren.
[0083] Derart kann die Innentrommel 12 nach dem Verarbeiten einer genügend großen Produktcharge
entsorgt werden. Die vorzugsweise metallische Außentrommel 11 wird hingegen wieder
verwendet. Da sie mit Produkt im Betrieb nicht in Berührung kommen kann, ist ihre
Reinigung sehr einfach bzw. weniger wichtig. Durch die Außentrommel 11 kann die Innentrommel
12 recht dünnwandig ausgeführt werden. Bei einer vollständigen Entsorgung fällt entsprechend
sehr wenig Kunststoffmüll an. Fig. 1 zeigt eine Ausführung als Zweiphasen-Trennmaschine
(Trennung eines Produktes in die Phasen: "Flüssig/Flüssig"), Dreiphasenmaschinen (zur
Trennung in drei Phasen) sind ebenfalls realisierbar (hier nicht dargestellt). Das
Produkt ist vorzugsweise, aber nicht zwingend eine aufzukonzentrierende Fermentationsbrühe
[0084] Derart ist vorzugsweise die gesamte Innentrommel nebst dem Zu-und Ablaufsystem vorzugsweise
als wechselbares vormontiertes Modul aus Kunststoff oder einem Kunststoff-Verbundwerkstoff
ausgelegt.
[0085] Dabei dient der Außentrommelabschnitt 11 im Wesentlichen als Halterung für die Innentrommel
12, welcher insbesondere die Laufeigenschaften der Innentrommel 12 verbessert.
[0086] Die Auslegung des Außentrommeloberteils als Ring wird im Versuch optimiert. Dabei
kann bestimmt werden, bis in welchen konischen Bereich nach oben hin der ringartige
Außentrommeldeckel bzw. das Außentrommeloberteil das Innentrommeloberteil umgeben
muss.
[0087] Nachfolgend sei der Aufbau des Gehäuses 1 nochmals näher betrachtet. Das Gehäuse
1 weist den Boden 3, einen hier konischen Gehäusemantel 4 und die Abdeckung 5 auf.
Lediglich im Bereich der Abdeckung 45 des Zu- und Ablaufsystems 27 kommt das Gehäuse
1 mit dem nach einem Betrieb entsorgbaren Kunststoffbereich in Berührung. Die Abdeckung
ist geeignet - vorzugsweise mit Bolzen 75 - an dem Gehäusemantel 4 befestigt (Fig.
1b). Der Gehäusemantel 4 ist ferner an dem Boden 3 geeignet - vorzugsweise mit Bolzen
76 - befestigt. (Fig. 1b). Diese Bolzen 75, 76 (oder andere geeignete Verbindungsmittel)
sind lösbar angeordnet, um die Innentrommel 12 einfach wechseln zu können.
[0088] Zum Wechseln der Innentrommel 12 wird das Gehäuse 1 geöffnet (Bolzen 75, 76) und
es werden die Bolzen 61 zur Abdeckung 45 des Zu- und Ablaufsystems 27 gelöst. Dann
wird die Innentrommel 12 ausgewechselt und ggf. entsorgt. Dabei soll die Abdeckung
5 vorzugsweise eine so große zentrische Öffnung aufweisen, dass sie von oben über
die Abdeckung 45 des Zu- und Ablaufsystems mit seinen Zu- und Ableitungsstutzen und
ggf. daran angebrachten Schläuchen steckbar ist, die nach der Montage lediglich noch
an externe Anschlüsse angeschlossen werden müssen. Derart ist die Montage der Innentrommel
nach dem Abnehmen des AußentrommelOberteils besonders einfach und schnell realisierbar.
Die Schläuche können an den Enden verschlossen, beispielsweise verschweißt sein und
werden bei Inbetriebnahme abgeschnitten und nach Inbetriebnahme wieder verschlossen.
Dies kann auch mit Klammern realisiert werden.
[0089] Vorzugsweise ist die gesamten Innentrommel 12 sanitär ausgelegt.
[0090] Das Gehäuse 1 kann zur Auflage an einem Fundament oder einem Gestell 74 oder einer
Art Tisch oder Schrank genutzt werden.
[0091] Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse 1 eine Ablauföffnung 73, vorzugsweise in seinem
Boden 3, aufweist, durch welches ggf. Flüssigkeit - welche in dem Gehäuse beispielsweise
aufgrund einer unvorhergesehenen Leckage auftritt oder welche sich aus anderem Grund
dort sammeln würde, abfließen kann. An einem Anschluss der Öffnung 59 kann dazu eine
Ableitung wie ein Ablaufschlauch zur Ableitung dieser Flüssigkeit in einen Behälter
angeordnet werden.
[0092] Eine besonders kompakte Bauform wird dadurch erreicht, dass - wie bereits eingangs
angesprochen - der Antriebsmotor vorzugsweise ein Elektromotor ist, der direkt in
axialer Verlängerung der Antriebsspindel 7 angeordnet ist, vorzugsweise an der von
der Trommel abgewandten Seite. Vorzugsweise wird die Antriebsspindel 7 direkt mit
einem Bolzen axial mit der Abtriebswelle 10 verbunden. Sie ist ferner mit einem Drehmomentübertragungsmittel,
vorzugsweise eine Paßfeder, in Umfangsrichtung mit der Abtriebswelle des Elektromotors
drehfest verbunden (hier nicht dargestellt). Das Drehmomentübertragungsmittel kann
auch in anderer Form - beispielsweise als Drehmomentübertragungskontur - ausgebildet
werden (hier jeweils nicht dargestellt). Am Motor 8 ist ein Klemmenkasten 75 angeordnet.
[0093] Die drehbare Trommel 2 kann mit einem Preßsitz (z.B. in einem konischen Abschnitt)
mit der Antriebsspindelkonstruktion verbunden werden oder mittels eines sonstigen
Drehmomentübertragungsmittels (hier nicht dargestellt). Der Motor 8 ist hier an seiner
der Spindel 7 zugewandten Seite ferner mit einem Flanschabschnitt am Boden des Gehäuses
1 befestigt, beispielsweise mit Schraubbolzen angeschraubt. Am Motor 8 ist ferner
ein Klemmenkasten angeordnet.
Bezugszeichen
| Gehäuse |
1 |
| Trommel |
2 |
| Boden |
3 |
| Gehäusemantel |
4 |
| Abdeckung |
5 |
| Durchführung |
6 |
| Antriebsspindel |
7 |
| Antriebsmotor |
8 |
| Spalt |
9 |
| Antriebswelle |
10 |
| Außentrommel |
11 |
| Innentrommel |
12 |
| Außentrommelunterteil |
13 |
| Außentrommeloberteil |
14 |
| Schleuderraum |
15 |
| Innentrommelunterteil |
16 |
| Innentrommeloberteil |
17 |
| Flanschbereiche |
18, 19 |
| Stützkörper |
20 |
| Verteiler |
21 |
| Konischer Abschnitt |
22 |
| Rohrabschnitt |
23 |
| Verteilerkanäle |
24 |
| Tellerpaket |
25 |
| Trennteller |
26 |
| Zu- und Ablaufbaueinheit |
27 |
| Zulaufrohr |
28 |
| Greifer |
29, 30 |
| Scheibenabschnitt |
29a, 30a |
| Schaftabschnitt |
29b, 30 b |
| erster Ringscheibenansatz |
31 |
| Greiferbauelemente |
32, 33, 34 |
| Rohrabschnitt |
35, 36, 37 |
| Ringscheibenansatz |
38, 39, 40 |
| Ablaufkanäle |
41, 42, 43, 44 |
| Abdeckung |
45 |
| Stufen |
46, 47, 48 |
| Rohrabschnitte |
49, 50, 51, 52 |
| Verbindungsbereich |
53 |
| Ableitungskammer |
54 |
| Anschlussstutzen |
55 |
| Verbindungsbereich |
56 |
| Ableitungskammer |
57 |
| Anschlussstutzen |
58 |
| Verbindungsbereich |
59 |
| Ringscheibenabschnitt |
60 |
| Bolzen |
61 |
| Scheideteller |
62 |
| Spalt |
63 |
| zylindrische Abschnitte |
64, 65 |
| Ringscheibenabschnitte |
66, 67 |
| Ringscheibenkontur |
68 |
| Greiferkammern |
69, 70 |
| Kanal |
71 |
| Ringdichtungseinrichtung |
72 |
| Ablauföffnung |
73 |
| Gestell |
74 |
| Bolzen |
75, 76 |
| Rippen |
77, 78, 79, 80, 81 |
| vertikale Drehachse |
D |
1. Separator zur zentrifugalen Verarbeitung eines fließfähigen Produktes , mit zumindest
folgenden Merkmalen:
a. einer drehbaren Trommel (2), die einen Schleuderraum (15) begrenzt,
b. wobei die Trommel (2) ein Zu- und Ablaufsystem (27) mit wenigstens einer Zulaufeinrichtung
und einer oder mehreren Ablaufeinrichtungen aufweist, die aus Kunststoff oder einem
Kunststoffverbundwerkstoff bestehen,
dadurch gekennzeichnet, dass
c. die Trommel eine Außenstützvorrichtung und eine in der Außenstützvorrichtung angeordnete
Innentrommel (12) aufweist,
d. die Innentrommel aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff besteht,
e. ein Mittel zur Klärung des im Zentrifugalfeld zu verarbeitenden Produktes in der
Innentrommel (12) angeordnet ist,
f. die Zulaufeinrichtung und die eine oder mehreren Ablaufeinrichtungen
i. sich bis in die Innentrommel (12) erstrecken, und
ii. derart ausgebildet sind, dass sie sich im Betrieb nicht mit der Innentrommel drehen
und
iii. an einer oder mehreren Stellen miteinander abgedichtet verbunden verklebt und/oder
verschweißt sind,
g. wobei das Zu- und Ablaufsystem (27) als die Ablaufeinrichtung einen oder zwei oder
mehr Greifer (29, 30) aufweist, der/die jeweils einen Scheibenabschnitt (29a, 30a)
und einen Schaftabschnitt (29b, 30 b) aufweist/aufweisen.
2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu- und Ablaufsystem (27) der Zulaufeinrichtung ein Zulaufrohr (28) aufweist,
dessen Mittelachse im montierten Zustand mit der Drehachse D der Trommel fluchtet.
3. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifer (29, 30) aus Greiferbauelementen aufgebaut sind, die jeweils aus einem
Rohrabschnitt (28, 35, 36, 37) und einem Ringscheibenabschnitt (31, 38, 39, 40) bestehen
und dass die Greiferbauelemente jeweils aus Kunststoff oder Kunststoff-Verbundwerkstoff
bestehen und dass sie vorzugsweise jeweils einstückig ausgebildet sind.
4. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Greiferbauelemente eine Abdeckung (45) gesetzt ist, die als mehrfach gestuftes,
umfangsgeschlossenes Rohr mit zylindrischem Durchmesser ausgebildet ist, wobei die
Stufen (46, 47, 48) jeweils Rohrabschnitte (49, 50, 51, 52) verschiedenen Durchmessers
axial begrenzen und dass die Abdeckung (45) des Zu- und Ablaufsystems (27) eine oder
mehrere Ableitungskammern (54, 57) zumindest radial außen begrenzt.
5. Separator nach dem vorstehenden Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Abdeckung (45) ein Ringscheibenabschnitt (60) radial nach außen erstreckt,
der an dem Gehäuse (1) flanschartig anliegt und vorzugsweise an diesem lösbar befestigbar
ist.
6. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Trenntellerpaktes (25), welches das Mittel zur Klärung ist, ein Scheideteller
(62) angeordnet oder ausgebildet ist, so dass zwischen der Unterseite des Innentrommeloberteils
(17) und der Oberseite des Scheidetellers (62) wenigstens ein Spalt (63) als Ablaufkanal
ausgebildet ist, wobei der Scheideteller (62) und das Trommeloberteil (17) gehen an
ihren axial oberen Enden in zylindrische Abschnitte (64, 65) übergehen, wobei sich
an den vertikal oberen Enden von diesen zylindrischen Abschnitte (64, 65) nach innen
erstrecken, um Greiferkammern (69, 70) zu begrenzen.
7. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ringscheibenabschnitt (67) des Trommeloberteils, insbesondere eines
Innentrommeloberteils (17) und dem Ringscheibenabschnitt (60) der Abdeckung (45) wenigstens
eine axial wirkende Ringdichtungseinrichtung (72) vorgesehen ist.
8. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstützvorrichtung als wenigstens ein Außenring ausgebildet ist, welcher die
Innentrommel (12) axial abschnittsweise umgibt, wobei die Außenstützvorrichtung als
umfangsgeschlossener Außenring ausgebildet ist, welcher die Innentrommel (12) axial
abschnittsweise umgibt.
9. Separator nach einem vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenstützvorrichtung als Außentrommel (11) ausgebildet ist, in welcher die Innentrommel
(12) angeordnet ist, wobei die Außentrommel (11) dort, wo sie die Innentrommel (12)
umgibt, umfangsgeschlossen ausgebildet ist..
10. Separator nach dem vorstehenden Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) die Innentrommel (12) in Umfangsrichtung vollständig umgibt.
11. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, 9 - 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) die Innentrommel (12) axial vollständig umgibt oder dass die
Außentrommel (11) die Innentrommel (12) axial nur abschnittsweise umgibt, so dass
die Innentrommel (12) axial aus der Außentrommel (11) vorsteht.
12. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, 9 - 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel und die Außentrommel (12, 11) aus verschiedenen Materialien bestehen,
wobei die Innentrommel (12) aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff besteht
und dass die Außentrommel (11) aus Metall, insbesondere aus Stahl besteht.
13. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, 9 - 12
dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) ein Außentrommelunterteil (13) und ein Außentrommeloberteil
(14) aufweist, wobei das Außentrommelunterteil (13) und das Außentrommeloberteil (14)
durch Schraubmittel aneinander fixiert sind, und wobei die Schraubmittel
a. Schraubbolzen oder
b. einen Verschlussring oder
c. ein Gewinde zwischen dem Außentrommeloberteil (14) und dem Außentrommelunterteil
(13)
umfassen.
14. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel (12) ein Innentrommelunterteil (16) und ein Innentrommeloberteil
(17) aufweist, wobei das Innentrommelunterteil (16) und das Innentrommeloberteil (17)
nicht demontierbar miteinander verbunden sind, wobei das Innentrommelunterteil (16)
und das Innentrommeloberteil (17) miteinander stoffschlüssig verbunden, insbesondere
verklebt oder verschweißt sind oder wobei das Innentrommelunterteil (16) und das Innentrommeloberteil
(17) miteinander mechanisch verbunden sind.
15. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, 13 - 14 dadurch gekennzeichnet, dass das Außentrommeloberteil (14) nach Art eines Ringes ausgebildet ist und axial nach
oben hin offen ausgebildet ist, so dass das Innentrommeloberteil axial aus ihm vorsteht.
16. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innentrommel (12) und die Außentrommel (11) kraft- und/oder formschlüssig drehfest
miteinander verbunden sind.
17. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außentrommel (11) von einem Antriebsmotor (8) angetrieben wird und dass das Außentrommelunterteil
(13) mit einer Antriebsspindel (7) drehfest verbunden ist.
18. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Mittel zur Klärung ein Tellerpaket (25) aus einem Stapel von Trenntellern (26)
ist, der vorzugsweise aus Kunststoff oder einem Kunststoffverbundwerkstoff gefertigt
ist.
19. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Teile konisch ausgebildet sind: das Außen- und das Innentrommeloberteil
und das Außen- und das Innentrommelunterteil.
20. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu- und Ablaufsystem der Trommel ausschließlich an der Innentrommel (12) ausgebildet
ist und/oder dass keine radial aus der Innentrommel (12) in den Umgebungsraum der
Innentrommel hinausführenden Feststoffaustragsöffnungen in der Innentrommelwandung
ausgebildet sind.
1. A separator for centrifugally processing a flowable product, having the following
features:
a. a rotatable drum (2), which delimits a centrifugal space (15),
b. wherein the drum (2) has an inflow and outflow system (27) comprising at least
one inflow device and one or more outflow devices, which consist of plastic or a plastics
composite,
characterized in that
c. the drum has an outer supporting apparatus and an inner drum (12) arranged in the
outer supporting apparatus,
d. the inner drum consists of plastic or a plastics composite,
e. a means for clarifying the product to be processed in the centrifugal field is
arranged in the inner drum (12),
f. the inflow device and the one or more outflow devices
i. extend into the inner drum (12), and
ii. are configured such that they do not rotate with the inner drum during operation,
and
iii. are connected, bonded and/or welded to one another in a sealed manner at one
or more points,
g. wherein the inflow and outflow system (27) has as the outflow device one or two
or more grippers (29, 30), which respectively has/have a disk portion (29a, 30a) and
a shank portion (29b, 30b).
2. The separator as claimed in claim 1, characterized in that the inflow and outflow system (27) of the inflow device has an inflow tube (28),
the center axis of which, in the fitted state, is aligned with the rotational axis
D of the drum.
3. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the grippers (29, 30) are made up of gripper components, which respectively consist
of a tube section (28, 35, 36, 37) and an annular disk portion (31, 38, 39, 40), and
in that the gripper components respectively consist of plastic or plastics composite, and
in that they are preferably respectively configured in one piece.
4. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that over the gripper components is placed a cover (45), which is configured as a multistepped,
peripherally closed tube of cylindrical diameter, wherein the steps (46, 47, 48) respectively
axially delimit tube sections (49, 50, 51, 52) of different diameter, and in that the cover (45) of the inflow and outflow system (27) delimits one or more evacuation
chambers (54, 57) at least radially on the outside.
5. The separator as claimed in the preceding claim 4, characterized in that extending radially outward from the cover (45) is an annular disk portion (60), which
bears in a flange-like manner against the housing (1) and can preferably be detachably
fastened thereto.
6. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that above the separating plate assembly (25), which is the clarifying means, a separating
plate (62) is arranged or configured, so that between the bottom side of the inner
drum top part (17) and the top side of the separating plate (62) is formed at least
one gap (63) as the outflow channel, wherein the separating plate (62) and the drum
top part (17) pass at their axially upper ends into cylindrical portions (64, 65),
wherein at the vertically upper ends extend inward from these cylindrical portions
(64, 65) in order to delimit gripper chambers (69, 70).
7. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that between the annular disk portion (67) of the drum top part, in particular of an inner
drum top part (17), and the annular disk portion (60) of the cover (45) is provided
at least one axially acting ring seal device (72).
8. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the outer supporting apparatus is configured as at least one outer ring, which axially
partially surrounds the inner drum (12), wherein the outer supporting apparatus is
configured as a peripherally closed outer ring, which axially partially surrounds
the inner drum (12).
9. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the outer supporting apparatus is configured as an outer drum (11), in which the
inner drum (12) is arranged, wherein the outer drum (11), at the point where it surrounds
the inner drum (12), is configured peripherally closed.
10. The separator as claimed in the preceding claim 9, characterized in that the outer drum (11) fully surrounds the inner drum (12) in the peripheral direction.
11. The separator as claimed in one of the preceding claims 9-10, characterized in that the outer drum (11) axially fully surrounds the inner drum (12) or in that, axially, the outer drum (11) only partially surrounds the inner drum (12), so that
the inner drum (12) protrudes axially from the outer drum (11).
12. The separator as claimed in one of the preceding claims 9-11, characterized in that the inner drum and the outer drum (12, 11) consist of different materials, wherein
the inner drum (12) consists of plastic or a plastics composite, and in that the outer drum (11) consists of metal, in particular of steel.
13. The separator as claimed in one of the preceding claims 9-12,
characterized in that the outer drum (11) has an outer drum bottom part (13) and an outer drum top part
(14), wherein the outer drum bottom part (13) and the outer drum top part (14) are
fixed to one another by screwing means and wherein the screwing means comprise
a. screw bolts or,
b. a locking ring, or
characterized in that
c. a thread between the outer drum top part (14) and the outer drum bottom part (13).
14. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the inner drum (12) has an inner drum bottom part (16) and an inner drum top part
(17), wherein the inner drum bottom part (16) and the inner drum top part (17) are
non-detachably connected to one another, wherein the inner drum bottom part (16) and
the inner drum top part (17) are integrally connected, in particular bonded or welded,
to one another, or wherein the inner drum bottom part (16) and the inner drum top
part (17) are mechanically connected to one another.
15. The separator as claimed in one of the preceding claims 13-14, characterized in that the outer drum top part (14) is configured in the style of a ring and is configured
open in the axially inward direction, so that the inner drum top part protrudes axially
therefrom.
16. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the inner drum (12) and the outer drum (11) are non-positively and/or positively
connected to one another in a rotationally secure manner.
17. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the outer drum (11) is driven by a drive motor (8) and in that the outer drum bottom part (13) is connected in a rotationally secure manner to a
drive spindle (7)
18. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the clarifying means is a plate assembly (25) consisting of a stack of separating
plates (26), which is preferably produced from plastic or a plastics composite.
19. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the following parts are conically configured: the outer and the inner drum top part
and the outer and the inner drum bottom part.
20. The separator as claimed in one of the preceding claims, characterized in that the inflow and outflow system of the drum is configured solely on the inner drum
(12) and/or in that no solids discharge openings which lead radially out of the inner drum (12) into
the space surrounding the inner drum are formed in the inner drum wall.
1. Séparateur pour le traitement centrifuge d'un produit fluide, présentant au moins
les caractéristiques suivantes :
a. un tambour rotatif (2) qui délimite une chambre de centrifugation (15),
b. le tambour (2) présentant un système d'alimentation et de décharge (27) avec au
moins un équipement d'alimentation et un ou plusieurs équipements de décharge qui
sont constitués de matière plastique ou d'un matériau composite plastique,
caractérisé en ce que
c. le tambour présente un dispositif de support extérieur et un tambour intérieur
(12) disposé dans le dispositif de support extérieur,
d. le tambour intérieur est constitué de matière plastique ou d'un matériau composite
plastique,
e. un moyen de clarification du produit à traiter dans le champ centrifuge est disposé
dans le tambour intérieur (12),
f. l'équipement d'alimentation et lesdits un ou plusieurs équipements de décharge
i. s'étendent jusque dans le tambour intérieur (12),
ii. sont conçus de manière à ne pas tourner avec le tambour intérieur pendant le fonctionnement
et
iii. sont reliés ensemble en un ou plusieurs points de manière étanche par collage
et/ou soudage,
g. le système d'alimentation et de décharge (27) présentant comme équipement de décharge
un ou plusieurs préhenseurs (29, 30) qui présentent chacun une section formant disque
(29a, 30a) et une section formant arbre (29b, 30b).
2. Séparateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système d'alimentation et de décharge (27) de l'équipement d'alimentation présente
un tube d'alimentation (28) dont l'axe médian, à l'état monté, est aligné avec l'axe
de rotation D du tambour.
3. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les préhenseurs (29, 30) sont construits à partir d'éléments structuraux de préhenseur
qui se composent chacun d'une section tubulaire (28, 35, 36, 37) et d'une section
formant disque annulaire (31, 38, 39, 40) et que les éléments structuraux de préhenseur
sont constitués chacun de matière plastique ou de matériau composite plastique et
qu'ils sont de préférence formés chacun d'une seule pièce.
4. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un couvercle (45) est posé sur les éléments structuraux de préhension, lequel est
réalisé sous la forme d'un tube à plusieurs étages, fermé circonférentiellement et
de diamètre cylindrique, les étages (46, 47, 48) délimitant chacun axialement des
sections tubulaires (49, 50, 51, 52) de diamètre différent, et que le couvercle (45)
du système (27) d'alimentation et de décharge délimite une ou plusieurs chambres d'évacuation
(54, 57) au moins radialement vers l'extérieur.
5. Séparateur selon la revendication 4 précédente, caractérisé en ce qu'une section formant disque annulaire (60) s'étend radialement vers l'extérieur à partir
du couvercle (45), s'appuie contre le carter (1) à la manière d'une bride et peut
de préférence être fixée à celui-ci de manière amovible.
6. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un disque-cloison (62) est disposé ou formé au-dessus du paquet de disques de séparation
(25) qui est le moyen de clarification, de sorte qu'au moins un espace (63) est réalisé
sous la forme d'un canal de décharge entre la face inférieure de la partie supérieure
de tambour intérieur (17) et la face supérieure du disque-cloison (62), le disque-cloison
(62) et la partie supérieure de tambour (17) se prolongeant à leurs extrémités axialement
supérieures en sections cylindriques (64, 65), ces sections cylindriques (64, 65)
s'étendant vers l'intérieur à leurs extrémités verticalement supérieures pour délimiter
des chambres de préhenseur (69, 70).
7. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un équipement d'étanchéité annulaire (72) agissant axialement est prévu entre
la section formant disque annulaire (67) de la partie supérieure de tambour, en particulier
d'une partie supérieure de tambour intérieur (17), et la section formant disque annulaire
(60) du couvercle (45).
8. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de support extérieur est réalisé sous la forme d'au moins une bague
extérieure qui entoure le tambour intérieur (12) axialement sur une certaine partie,
le dispositif de support extérieur étant réalisé sous la forme d'une bague extérieure
fermée circonférentiellement qui entoure le tambour intérieur (12) axialement sur
une certaine partie.
9. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de support extérieur est réalisé sous la forme d'un tambour extérieur
(11) dans lequel est disposé le tambour intérieur (12), le tambour extérieur (11)
étant fermé circonférentiellement là où il entoure le tambour intérieur (12).
10. Séparateur selon la revendication 9 précédente, caractérisé en ce que le tambour extérieur (11) entoure complètement le tambour intérieur (12) dans la
direction circonférentielle.
11. Séparateur selon l'une des revendications 9 à 10 précédentes, caractérisé en ce que le tambour extérieur (11) entoure axialement complètement le tambour intérieur (12)
ou que le tambour extérieur (11) entoure axialement le tambour intérieur (12) seulement
sur une certaine partie, de sorte que le tambour intérieur (12) dépasse axialement
du tambour extérieur (11).
12. Séparateur selon l'une des revendications 9 à 11 précédentes, caractérisé en ce que le tambour intérieur et le tambour extérieur (12, 11) sont constitués de matériaux
différents, le tambour intérieur (12) étant constitué de matière plastique ou d'un
matériau composite plastique, et que le tambour extérieur (11) est constitué de métal,
en particulier d'acier.
13. Séparateur selon l'une des revendications 9 à 12 précédentes,
caractérisé en ce que le tambour extérieur (11) présente une partie inférieure de tambour extérieur (13)
et une partie supérieure de tambour extérieur (14), la partie inférieure de tambour
extérieur (13) et la partie supérieure de tambour extérieur (14) étant fixées l'une
à l'autre par des moyens de vissage, et les moyens de vissage comprenant
a. des boulons filetés ou
b. une bague de verrouillage ou
c. un filetage entre la partie supérieure de tambour extérieur (14) et la partie inférieure
de tambour extérieur (13).
14. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tambour intérieur (12) présente une partie inférieure de tambour intérieur (16)
et une partie supérieure de tambour intérieur (17), la partie inférieure de tambour
intérieur (16) et la partie supérieure de tambour intérieur (17) étant reliées entre
elles de manière non démontable, la partie inférieure de tambour intérieur (16) et
la partie supérieure de tambour intérieur (17) étant reliées entre elles par liaison
de matière, en particulier collées ou soudées, ou la partie inférieure de tambour
intérieur (16) et la partie supérieure de tambour intérieur (17) étant reliées entre
elles mécaniquement.
15. Séparateur selon l'une des revendications 13 à 14 précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure de tambour extérieur (14) est réalisée à la manière d'une bague
et conçue ouverte axialement vers le haut, de sorte que la partie supérieure de tambour
intérieur dépasse axialement de celle-ci.
16. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tambour intérieur (12) et le tambour extérieur (11) sont reliés entre eux de manière
solidaire en rotation par conjugaison de forces et/ou par complémentarité de formes.
17. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tambour extérieur (11) est entraîné par un moteur d'entraînement (8) et que la
partie inférieure de tambour extérieur (13) est reliée de manière solidaire en rotation
à une broche d'entraînement (7).
18. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de clarification est un paquet de disques (25) constitué d'un empilement
de disques de séparation (26) qui est de préférence fabriqué en matière plastique
ou dans un matériau composite plastique.
19. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les parties suivantes sont de forme conique : la partie supérieure de tambour extérieur
et de tambour intérieur et la partie inférieure de tambour extérieur et de tambour
intérieur.
20. Séparateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système d'alimentation et de décharge du tambour est formé exclusivement sur le
tambour intérieur (12) et/ou qu'aucune ouverture d'évacuation de matières solides
conduisant radialement du tambour intérieur (12) dans l'espace environnant du tambour
intérieur n'est formée dans la paroi de tambour intérieur.