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Vollmantelschneckenzentrifuge Die Erfindung betrifft eine Vollmantelschneckenzentrifuge,
auch Dekanter genannt, nach dem Gleichstromprinzip.
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Volmantelschneckenzentrifugen dienen dazu, kontinuierlich Feststoff-Flüssigkeitsgemische
zu trennen. Sie bestehen im wesentlichen aus einer drehbar gelagerten horizontal
oder vertikal angeordneten konisch oder konischzylindrischen Trommel. In diesen
Trommeln ist eine Forderschnecke koaxial gelagert, die mit einer gewissen Drehzahldifferenz
zur Trommel angetrieben wird.
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Bei derartigen Dekantern wird das Schleudergut durch ein zentrales
Rohr zuseführt und durch eine oder mehrere oeffnungen in der Wand des Schneckenkörpers
am Ende des grösseren Trommeldurchmessers in den Trennraum der Schleudertrommel
aufgegeben0 Das zu trennende Feststoff-Flüssigkeitsgemisch wird gewöhnlich durch
die hohle Mittelachse der Trommel in den Innenraum der Zentrifuge eingeleitet. Dort
bildet sich unter der Einwirkung der Fliehkräfte der ümlaufenden Trommel ein Flüssigkeitsring.
Das Niveau des Ringes wird durch Wehrscheiben oder Schälorgane bestimmt. Durch die
Zentrifugalkraft sedimentieren die Feststoffe an die Innenwand der Trommel und werden
dort von der Schnecke erfasst und zum kleineren Durchmesser der Trommel befördert,
wo sie durch öffnnen abgeschleudert werden. Die gereinigte Flüssigkeit fliesst über
die Wehrscheiben ab oder sie wird durch Schälorgane abgeschält.
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Man unterscheidet zwei Formen der Strömungsführung im Dekanter. In
einem Fall wird das Schleudergut etwa in der Mitte der Trommel in den Schleuderraum
eingeleitet0
Bei Dekantern mit besonders grossem Durchmesserlängenverhältnis
auch im vorderen Drittel des Schleuderraums.
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Die Flüssigkeit fliesst dann in den Schneckengängen zum grossen Durchmesser
der Trommel, während der Feststoff von der Schnecke zum kleineren Durchmesser der
Trommel transportiert wird. Die Fliessrichtung der Flüssigkeit ist der Transportrichtung
der Feststoffe entgegengesetzt, deshalb spricht man von Gegenstromdekantern.
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Im zweiten Fall wird das Schleudergut nahe dem Ende oder am Ende des
grossen Trommeldurchmessers eingeleitet. Die Flüssigkeit läuft dann in den Schneckengängen
in Richtung kleinerer Trommeldurchmesser. Auch der Feststoff wird durch die Schnecke
in die gleiche Richtung transportiert0 In diesem Fall spricht man von Gleichstromdekantern.
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Die Abnahme der gereinigten Flüssigkeit erfolgt bei einer bekannten
Art des Gleichstromdekanters durch Durchbrüche im Schneckenkörper (Deutsche Patentschrift
1020575) wobei die Flüssigkeit im Schneckenkörper zum grossen Trommeldurchmesser
läuft0 Dort wird sie durch Durchbrüche, die gegenüber dem Trommelinhalt abgedichtet
sind, nach aussen abgeführt.
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Bei einem weiteren bekannten Gleichstromdekanter (Deutsche Patentschrift
1274997) erfolgt die Abnahme der gereinigten Flüssigkeit durch ein Schälorgan, das
im Schneckenkörper angeordnet ist0 An der Stelle, an der das Schälorgan arbeitet,
ist der Schneckenkorper im Durchmesser vergrössert und mit Durchbrüchen versehen.
Das Schälorgan ist im Durchmesser verstellbar, um mit verschiedenem Flüssigkeitsniveau
arbeiten zu können.
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Den beschriebenen zwei Formen von Gleichstromdekantern haften verschiedene
Nachteile an, die durch den erfindungsgemässen Dekanter vermieden werden.
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Bei dem ersten beschriebenen Gleichstromdekanter erfolgt die Abführung
der gereinigten Flüssigkeit ii Innenraum des Schneckentragkörpers. Der Schneckentragkörper
hat einen rohrförmigen Querschnitt, er taucht daher mit der gesamten Mantelfläche
in den Flüssigkeitsring ein. Dadurch wird erstens das Rlärvolumen beträchtlich verileinert
und ausserdem Verwirbelungen gerade auch an der oberen Schicht des Flüssigkeitsringes
hervorgerufen. Der im Schneckentragkörper zurücklaufenden Flüssigkeit steht ein
relativ großer ringförmiger Querschnitt zur Verfügung, so dass vor. allem bei einem
kleinen Innendurchmesser des Flüssigkeitsrings relativ geringe Fließgeschwindigkeiten
entstehen. Dadurch kommt es bei bestizxmten Stoffen zum Nacnsedimentieren von Feststoffen
im Schneckeninnenraum.
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Bei dem zweiten beschriebenen Gleichstromdekanter wird die gereinigte
Flüssigkeit durch ein verstellbares Schälorgan abgenommen. Das Schälorgan ist im
Innenraum des Schneckenkörpers angeordnet, an der Eingriffstelle des Sckälorgans
in den Flüssigkeitsring ist der Schnecken-!=ö-er im Durchimesser vergrössert und
mit Durchbrüchen versehen Durch die Durchbrüche fliesst die gereinigte Flüssigreit
in eine Kammer im Schneckeninnenraum und wird dort durch das Schälorgan abgeschält.
Auch hier taucht der gesante Umfang des Schneckenkörpers an der Schälstelle in den
Flüssigkeitsmantel ein und verengt dadurch den reststoffdurchjang betraclltlich.
Zudem werden, durch das,. gegenauer dem Troimnelmantel stillstehende Schälorgan,
starke Wirbel ausgelöst, die auch in den Trennraum einwirken. Das in Schneckeninnenraum
befindliche Schälorgan stellt eine sehr teuere und koinpliziert aufgebaute Vorrichtung
dar.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beseitigexl.
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Sie betrifft eine Maschine nach dem Gleichstrom'2rinzip0 Diese Aufgabe'
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst dass der-Tragkörpr der Schneckenwendel so ausgeführt
ist, dass er mit dem Teil, in dem der Rücklauf der gereinigten Flüssigkeit stattfindet,
nur teilweise in das Flüssigkeitsniveau eintaucht0 Wie bei den bekannten Dekantern
dieser Art erfolgt die Zuführung des Feststoffflüssigkeitsgemisches nahe am Ende
der Zentrifuge am grösseren Durchmesser der Trommel.
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Das am Ende des grösseren Trommeldurchmessers in den Trennraum einlaufende
Schleudergut läuft nut den Schneckengängen folgend in Richtung kleinerer Trommeldurchmesser.
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Dabei sedimentieren die Feststoffe an die Trommelinnenwand und werden
dort von der Schnecke erfasst und in Richtung kleinerer Trommeldurchmesser transportiert.
Der Ablauf der geklärten Flüssigkeit erfolgt an sich bekannter Weiseldurch Durchbrüche
im Schneckenkörper. Die gereinigte Flüssigkeit fliesst dann im Schneckenkörper zurück
in Richtung grösserer Trommeldurchmesser und läuft dann durch Bohrungen im Trommeldeckel
nach aussen ab. Die Dichtung zwischen Trommeldeckel und Schneckenkörper kann durch
eine Labyrinthdichtung oder durch einen angefederten Ring erfolgen, Der Schneckenkörper,
in dem der Rücklauf stattfindet ist so ausgeführt, dass er nur mit einem geringen
Teil seiner Oberfläche in den Flüssigkeitsring eintaucht und dadurch das Flüssigkeitsvolumen
nicht wesentlich verkleinert und Verwirbelungen an der Oberfläche der Flüssigkeit
in wesentlich geringeren Rahmen vornimmt. Gleichzeitig ist durch die Form des Schneckenkörpers
ein rasches Rücklaufen der geklärten Flüssigkeit im Schneckenkörper gewährleistet,
so dass es dort nicht zu Sedimentationen von noch in der Flüssigkeit befindlichen
Feststoffen kommen kann.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Teil
des Schneckenkörpers, in dem der Rücklauf stattfindet, mit einem quadratischen Querschnitt
ausgeführt, wobei nur die Ecken des Quadrates in den Flüssigkeitsspiegel eintauchen0
Der Querschnitt des Schneckenkörpers kann auch mehreckig oder oval ausgeführt sein,
Auch ein kreuzförmiger Querschnitt der Schnecke bietet dieselben vorteile. Der Teil
des Schneckenkörpers, in dem der Einlauf des Schleudergute-s stattfindet, kann dabei'noch
einen kreisförmigen Querschnitt, der mit seiner ganzen Oberfläche in das Flüssigkeitsniveau
eintaucht, behalten da in dieser Zone durch den Einlauf des Schleudergutes so viel
Turbulenz herrscht, dass durch das Eintauchen kein zusätzlicher Nachteil entsteht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vollmantelschneckenzentrifuge
nach dem Gleichstromprinzip, wobei der Teil des Schneckenkörpers, in dem der Rücklauf
stattfindet, mit viereckigem Querschnitt ausgeführt ist0 Fig. 2 einen Schnitt durch
den viereckigen Körper Fig. 3 Einzelheit des Schnittes von Fig. 2 In Fig. 1 läuft
das Schleudergut im Einlaufrohr 1 in den runden Schneckenkörperteil 2 ein und wird
durch Bohrungen 3 in den Trennraum 4 der Schleuder aufgegeben. Das Schleudergut
läuft dann den Schneckengängen folgend, in Richtung kleinerer Durchmesser der Trommel,
wobei die Feststoffe an die Innenwand des Trommelmantels 5 sedimentieren. Dort werden
sie von den Schneckenflügeln 6 erfasst und zum kleineren Trommeldurchmesser zu den
Austragsbohrungen 9 transportiert und dort ausgeworfen.
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Geklärte Flüssigkeit läuft durch Durchbrüche 7 in den Schneckenkörper
8 ein und fliesst dann im Schneckenkörper zurück durch das Schneckenkörperteil 2
hindurch und über Bohrungen 10 imTromme1deckel über die Wehrscheibe 11 nach aussen
ab.
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Die Abdicntung zwischen dem Schneckenkörperteil 2 und dem Trommeldeckel
12 erfolgt in der bekannten Weise, mit einem sehr engen Spalt oder durch eine angefederte
Dichtung.
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Fig0 2 zeigt einen Querschnitt durch den quadratisch geformten Schneckenkörper
8, wobei dieser Schneckenkörper so geformt ist, dass er nur mit zwei Kanten in die
Flüssigkeitsoberfläche eintaucht.
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Fig. 3 zeigt einen näheren Ausschnitt aus dem Schneckenkörper, der
in Fig. 2 dargestellt ist. Die beiden Seitenteile 13 des Schneckenkörpers werden
durch die Stege 14 fest verbunden, Durch das Befestigen des Bleches 15 am Stoß der
Fläche 13 wird der Kanal geschaffen, in dem der Rückfluß stattfindet. Dadurch ist
ein sehr geringes Eintauchen des Schneckenkörpers in das Flüssigkeitsniveau möglich.