(19) |
|
|
(11) |
EP 1 949 966 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
|
04.05.2016 Patentblatt 2016/18 |
(22) |
Anmeldetag: 24.01.2008 |
|
(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
|
|
(54) |
Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Stauscheibe
Solid wall helical centrifuge with pressure plate
Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein dotée d'une chicane de mesure
|
(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
|
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL
PT RO SE SI SK TR |
(30) |
Priorität: |
26.01.2007 DE 102007003928
|
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
|
30.07.2008 Patentblatt 2008/31 |
(73) |
Patentinhaber: GEA Mechanical Equipment GmbH |
|
59302 Oelde (DE) |
|
(72) |
Erfinder: |
|
- Overberg, Martin, Dr.-Ing.
33442 Herzebrock-Clarholz (DE)
|
(74) |
Vertreter: Specht, Peter et al |
|
Loesenbeck - Specht - Dantz
Patent- und Rechtsanwälte
Am Zwinger 2 33602 Bielefeld 33602 Bielefeld (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-02/05966 DE-A1- 10 125 096
|
WO-A-97/22411
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[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.
[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 P
1 ist angedeutet, wie die Stauscheibe überströmt wird. Die Pfeile P
2 bezeichnen dagegen die Relativströmung gegenüber der Schnecke in weiter Entfernung
von der Stauscheibe.
[0005] In der
WO 02/05966 A2 wird zur Lösung dieses Problem vorgeschlagen, in dem Keilbereich ein Blech anzuordnen.
[0006] In der
DE 101 25096 A1 wird zwar vorgeschlagen, in die Schnecke Bohrungen einzubringen, welche ein Rückströmen
einer Flüssigkeit erlauben. Die Bohrungen sind zur Stauscheibe beabstandet. Die vorstehend
beschriebene Problematik wird damit noch nicht zufriedenstellend gelöst.
[0007] Die Erfindung hat die Aufgabe, das vorstehend beschriebene Problem der relativ hohen
Kräfte im Betrieb in dem Bereich, in welchem die Stauscheibe und das Schneckenblatt
bzw. die Schneckenwendel in Förderrichtung zusammentreffen, mit einfacheren konstruktiven
Mitteln zu beheben.
[0008] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
[0010] Der wenigstens eine oder die fensterartigen Durchbrüche bringen gleich mehrere Vorteile
mit sich.
[0011] 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.
[0012] Darüber hinaus ergibt sich eine geringere mechanische Belastung der Wendel und sogar
ein geringerer Verschleiß der Trommel im Bereich der Stauscheibe.
[0013] Darüber hinaus ist die Maßnahme konstruktiv besonders einfach umzusetzen und kostengünstig.
[0014] Insgesamt werden die Verfahrenwerte verbessert.
[0015] Die Schnecke erstreckt sich jeweils auf beiden Seiten der Stauscheibe, so dass sie
von ihr geschnitten wird.
[0016] Wird eine mehrgängige Schnecke eingesetzt, sind mehrere Schneckenblätter vorhanden,
wobei die Stauscheibe dann beide Schneckengänge schneidet.
[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, das 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
P
2 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, 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.
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, das 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,
c. 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,
dadurch gekennzeichnet, dass
d. die Stauscheibe in zwei keilförmigen 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.
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 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.
4. 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.
5. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Materialstege (14, 15) verstärkt ausgelegt sind.
6. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (11, 12) direkt am Außenumfang des Schneckenkörpers (4) ansetzen.
7. Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (11, 12) direkt am Außenumfang des Schneckenkörpers (4) ansetzen
und das Schneckenblatt (3) radial vollständig durchsetzen.
1. Solid wall helical centrifuge having
a. a rotatable drum (1) and a screw (2) which is arranged in the drum (1) and can
be rotated at a differential rotational speed with respect to the drum (1) and which
has at least one helical screw blade (3) which is arranged on the outer circumference
of a screw body (4),
b. and having at least one pressure plate (9) which is arranged on the screw body
(4) and which coincides with the screw blade (3), in at least one area (19, 18), so
that at least one wedge-shaped area (10, 13) is formed between the pressure plate
(9) and the screw blade (3),
c. at least one window-like aperture (11) being formed in the screw blade (3) in the
at least one wedge area (10) and permitting a flow of material through the screw blade
(3),
characterized in that
d. the pressure plate coincides with the screw blade (3) in two wedge-shaped areas
(19, 18), and in that one of the window-like apertures (11, 12) is respectively formed in the screw blade
on both sides of the pressure plate (9), in the two wedge-shaped areas (10, 13).
2. Solid wall helical centrifuge according to Claim 1, characterized in that, in the circumferential direction, the at least one aperture or the apertures (11,
12) each directly adjoin/s the respective area (18, 19) in which the pressure plate
(9) coincides with the screw blade (3).
3. Solid wall helical centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one aperture (11, 12) is formed in such a way that a material web (16,
17) of the screw blade (3) remains on the inner circumference of the screw body (3).
4. Solid wall helical centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one aperture (11, 12) is formed in such a way that a material web (14,
15) of the screw blade (3) remains on the outer circumference of the screw body (3).
5. Solid wall helical centrifuge according to Claim 4, characterized in that the outer material webs (14, 15) are of reinforced design.
6. Solid wall helical centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the apertures (11, 12) begin directly on the outer circumference of the screw body
(4).
7. Solid wall helical centrifuge according to Claim 6, characterized in that the apertures (11, 12) begin directly on the outer circumference of the screw body
(4) and pass radially completely through the screw blade (3).
1. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein avec
a. un tambour (1) rotatif et une vis sans fin (2) disposée dans le tambour (1) et
pouvant tourner à une vitesse de rotation différente de celle du tambour (1), qui
comporte au moins une pale de vis sans fin (3) en spirale qui est disposée sur la
surface extérieure d'un corps de vis sans fin (4),
b. et avec au moins une chicane de mesure (9) disposée sur le corps de vis sans fin
(4) qui rencontre la pale de vis sans fin (3) dans au moins une zone (19, 18) de sorte
qu'il se crée une zone en forme de coin (10, 13) entre la chicane de mesure (9) et
la pale de vis sans fin (3),
c. dans laquelle au moins une ouverture en forme de fenêtre (11), permettant l'écoulement
de matière à travers la pale de vis sans fin (3), est formée dans la pale de vis sans
fin (3) dans l'au moins une zone en forme de coin (10),
caractérisée en ce que
d. la chicane de mesure rencontre la pale de vis sans fin (3) dans deux zones en forme
de coin (19, 18) et en ce qu'une des ouvertures en forme de fenêtre (11, 12) est formée dans la pale de vis sans
fin (3) de part et d'autre de la chicane de mesure (9) dans une des deux zones en
forme de coin (10, 13).
2. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'au moins une ouverture ou chacune des ouvertures (11, 12) est limitrophe dans le
sens de la circonférence de la zone (18, 19) correspondante dans laquelle la chicane
de mesure (9) rencontre la pale de vis sans fin (3).
3. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que l'au moins une ouverture (11, 12) est conformée de telle manière qu'il reste sur
la circonférence intérieure du corps de vis sans fin (3) une barrette de matériau
(16, 17) de la pale de vis sans fin (3).
4. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que l'au moins une ouverture (11, 12) est conformée de telle sorte qu'il reste sur la
circonférence extérieure du corps de vis sans fin (3) une barrette de matériau (14,
15) de la pale de vis sans fin (3).
5. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 4, caractérisée en ce que les barrettes de matériau extérieures (14, 15) sont renforcées.
6. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que les ouvertures (11, 12) s'amorcent directement sur la circonférence extérieure du
corps de vis sans fin (4).
7. Centrifugeuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 6, caractérisée en ce que les ouvertures (11, 12) s'amorcent directement sur la circonférence extérieure du
corps de vis sans fin (4) et traversent complètement la pale de vis sans fin (3) dans
le sens radial.
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information
des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes.
Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei
Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente