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(11) | EP 1 949 966 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (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 |
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| 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.
[0003] Bekannte Schneckenzentrifugen zeigen die FR 543072, die US 4,245,777 und die DE 44 08 717 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] 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.
[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.
[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 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, 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.
[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.
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.
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).
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).
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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