VOLLMANTEL-SCHNECKENZENTRIFUGE

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Vollmantel- Schneckenzentrifuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Eine solche Vollmantel-Schneckenzentrifuge - auch Dekanter genannt - ist aus der DE 10 2006 028 804 A1 bekannt. Während des Betriebes erwärmt sich das umlaufende Getriebe der Antriebsvorrichtung. Es ist insofern bekannt, Getriebekühleinrichtungen einzusetzen, mit welchen diesem Effekt entgegen gewirkt werden soll.

Als Getriebekühleinrichtungen sind zum einen externe Ölkühler bekannt. Das Öl wird dabei über eine Drehvorrichtung in das umlaufende Getriebe - welches wenigstens ein sich drehendes Getriebeaußenteil aufweist - geleitet und wieder herausgeführt. Weiterhin ist bekannt, dass man die Kühlung des Getriebes durch eine stärkere Luft- Umwälzung verbessern kann. Die Reibungskräfte der rotierenden Getriebeoberfläche werden dabei genutzt, um einen Luftstrom um das Getriebe zu erzeugen, mit dem die Luft an der Getriebeoberfläche von dieser weg radial nach außen geleitet wird. Weiterhin sind Lösungen bekannt, bei denen das Getriebe mit einer Einhausung versehen wird. Axial wird über am rotierenden Getriebe angebrachte Flügel ein Luft- ström zur Kühlung erzeugt und in die Einhausung geleitet.

Die Erfindung hat vor diesem Hintergrund die Aufgabe, dem Effekt einer Getriebeerwärmung an einem Getriebe einer Antriebsvorrichtung für eine Zentrifuge mit einfachen konstruktiven Mitteln entgegenzuwirken.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Geschaffen wird eine Antriebsvorrichtung für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge, mit zumindest einem Motor zum Drehen einer Trommel der Zentrifuge, einem zwischen Motor und Trommel geschalteten Getriebe, und einer Kühleinrichtung zum Kühlen des Getriebes im Betrieb bei Drehungen der Trommel. Diese Kühleinrichtung ist als ein Ringkörper ausgebildet, der außen auf das Getriebe aufgesetzt ist und der wenigstens eine Luftleiteinrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, Luft radial von weiter außen nach radial weiter innen an die Außenoberfläche des Getriebes zu leiten. Die Erfindung schafft ferner eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach Anspruch 1 6.

Mit der nach Art des Anspruchs 1 ausgestalteten Getriebekühleinrichtung wird der erzwungene konvektive Wärmeübergang vom Getriebe an die Umgebung auf einfache konstruktive Weise verbessert. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung, mit welcher der Kühleffekt weiter erhöht wird, sind mehrere der Luftleiteinrichtungen an dem Ringkörper ausgebildet.

Vorzugsweise weist der Ringkörper einen Ring oder mehrere Ringe auf, der/die vor- zugsweise als radial ausgerichtete Ringscheiben ausgebildet sind. Diese Ringe lassen sich leicht an dem Getriebe befestigen und erlauben andererseits auf einfache Weise das Anbringen der Luftleiteinrichtungen. Die Ringe können zudem ergänzend selber zur Luftleitung genutzt werden. Nach einer vorteilhaften Variante sind eine oder mehrere der Luftleiteinrichtungen zwischen zwei axial beabstandeten Ringen des Ringkörpers ausgebildet, wobei die eine oder mehreren zwischen den zwei axial beabstandeten Ringen des Ringkörpers ausgebildeten Luftleiteinrichtungen zum einen als Flügel wirken, die den Luftstrom in der Umgebung des Getriebes erhöhen und zum anderen luftleitend, indem sie den Luftstrom von radial weiter außen radial dichter an die Getriebeoberfläche heran führen. Insbesondere derart ist es möglich, dass eine oder mehrere der Luftleiteinrichtungen und die Ringe im montierten Zustand zusammen eine Hülle um das Getriebe bilden, die an einer oder mehreren Stellen radial weiter außen angeordnete Einlässe und vorzugsweise relativ dazu radial weiter innen liegende Auslässe aufweisen.

Vorzugsweise ist das Getriebe als Umlaufgetriebe bzw. umlaufendes Getriebe ausgebildet, was im Sinne dieser Anmeldung bedeutet, dass es wenigstens ein im Betrieb sich drehendes Getriebeaußenteil aufweist, also ein radial nach außen ganz oder teilweise frei liegendes Teil, mit welchem sich der Ringkörper im Betrieb in einer Drehrichtung dreht. Es wird ferner - z.B. radial weiter innen - weitere sich drehende Teile aufweisen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 a und b zwei verschiedene perspektivische Ansichten einer Getriebekühlein- richtung für ein umlaufendes Getriebe für eine Antriebsvorrichtung für eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge;

Fig. 2a-e verschiedene Ansichten eines Getriebes für eine Antriebsvorrichtung einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Getriebekühleinrichtung; Fig. 3a und b zwei verschiedene perspektivische Ansichten einer weiteren Getriebekühleinrichtung für ein Getriebe einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge;

Fig. 4a-e verschiedene Ansichten eines Getriebes für eine Antriebsvorrichtung einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einer Getriebekühleinrichtung; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer bekannten Vollmantel- Schneckenzentrifuge mit einer Antriebsvorrichtung ohne eine Getriebekühleinrichtung.

Die Fig. 5 zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge - auch Dekanter genannt - mit einer drehbaren Trommel 1 mit einer vorzugsweise horizontalen Drehachse und einer innerhalb der Trommel 1 angeordneten, ebenfalls drehbaren Schnecke 2. Die Trommel 1 der Figur 1 ist beispielhaft zwischen einem antriebsseitigen und einem antriebsabgewandten Trommellager (nicht dargestellt) angeordnet und mit diesen Trommellagern an einem (ebenfalls nicht dargestellten) Maschinengestell/Fundament drehbar gelagert. Details wie ein Zulauf für ein Produkt, ein Verteiler, und Produktauslässe sind in Fig. 1 nicht dargestellt, aber an sich bekannt. In der Vollmantel-Schneckenzentrifuge wird bei der Rotation der Trommel 1 ein zu verarbeitender Produkt in zwei oder drei Phasen getrennt, wobei eine Feststoffphase und wenigstens eine geklärte Flüssigkeitsphase anfallen. Ggf. kann die Flüssigkeitsphase ggf. auch in zwei oder mehr Flüssigkeitsphasen verschiedener Dichte getrennt werden.

Das zu verarbeitende Produkt(-gemisch) wird durch ein zentrales Rohr in die sich drehende Trommel 1 geleitet. In der Trommel 1 wird dieses Produkt von einer Feststoffphase oder einer wässrigen Phase geklärt. Die Feststoffphase muss entgegen der Fliehkraft der Partikel entlang der Schnecke 2 geschoben werden.

In der Trommel 1 ist daher die Schnecke 2 drehgelagert, die mit einer geringen Relativdrehzahl zur Trommel 1 gedreht wird. Derart bewirkt die Schnecke 2 die erforderliche Förderung des Feststoffes bzw. der Feststoffphase in Richtung eines Feststoffauslasses (in der Regel an einem konischen Ende der Trommel 1 ).

Zum Drehen der Trommel 1 und der Schecke 2 weist die Vollmantel-Schneckenzentrifuge ein Antriebssystem auf. Ein erster Antriebsmotor -Hauptmotor 3 genannt - dient primär zum Drehen der Trommel 1 und ein zweiter Antriebsmotor - Sekundärmotor 4 genannt - dient primär zur Erzeugung einer variablen Differenzdrehzahl zwischen der Trommel 1 und der Schnecke 2. Zwischen den Antriebsmotoren einerseits und der Trommel 1 und der Schnecke 2 andererseits kann ein Getriebe 5 vorgesehen sein. Dieses Getriebe 5 kann beispielsweise als ein Planetengetriebe mit einer oder mehreren Stufen ausgebildet sein. Es kann auch umlaufendes Kurven- Scheibengetriebe sein. Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der gattungsgemäßen DE 10 2006 028 804 A1 bekannt.

Der Hauptmotor 3 ist über einen Riementrieb 6 mit hier beispielhaft zwei Riemen 7, 8 mit dem Getriebe 5 und der Trommel 1 verbunden. Der Hauptmotor 3 dient zur Ein- speisung der Abwurfleistung für geklärtes Fluid und den Feststoff und stellt die Leerlaufleistung bereit. Das im Betrieb auftretende Drehmoment zwischen der Schnecke 2 und der Trommel 1 wird hier über das Getriebe 5 erzeugt. Die benötigte Leistung für die Feststoffförderung - also der variablen Differenzdrehzahl zwischen der Trommel 1 und der Schnecke 2 - wird über den Sekundärmotor 4 in das Getriebe 5 eingespeist.

Der Hauptmotor 3 und der Sekundärmotor 4 werden - vorzugsweise jeweils über ihnen vorgeschaltete - hier nicht dargestellte Frequenzumrichter - an ein Wechselspannungsnetz - in der Regel ein Dreiphasen-Drehstromnetz angeschlossen und derart mit elektrischer Energie versorgt.

Im Betrieb erwärmt sich das Getriebe 5 auf Grund von Flankenreibung, Lager- und Dichtungsreibung und Plantschverlusten. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird das Getriebe 5 - vorzugsweise ein Planetengetriebe - mit einer Getriebekühleinrich- tung 9 (Fig.1 a, b; Fig.3a, b) gekühlt.

Das Getriebe 5 weist - siehe auch Fig. 2b oder Fig. 4b - ein sich im Betrieb in einer Drehrichtung U drehendes Getriebeaußenteil 10 auf. Die Getriebekühleinrichtung 9 ist im Wesentlichen außen auf dieses sich drehende Getriebeaußenteil 10 des Ge- triebes 5 aufgesetzt und umgibt es konzentrisch über einen Teil seiner axialen Er- streckung (nicht dort, wo Antriebsriemen vorgesehen sind). Die Drehachse, auf die sich nachfolgend die Begriffe„radial" und„axial" beziehen, ist in Fig. 2c mit D bezeichnet und erstreckt sich senkrecht zu der Ebene der Fig. 2c. Nach Fig. 1 und 2 ist die Getriebekühleinrichtung 9 als ein Ringkörper 1 1 ausgebildet, der an das Getriebe gesetzt ist und das Getriebeaußenteil 10 des Getriebes 5 außen wenigstens abschnittsweise umgibt bzw. sogar vorzugsweise einhüllt. Der Ringkörper 1 1 weist wenigstens einen Ring 12 - siehe Fig. 3 - oder - siehe Fig. 1 - zwei oder mehr axial beabstandete Ringe 12, 13 auf, an denen wenigstens eine oder mehrere Luftleiteinrichtungen 14, 15, 1 6, 25 ausgebildet, insbesondere montiert, sind. Die Ringe 12, 13 sind als radial ausgerichtete Ringscheiben ausgebildet, die an Bohrungen 23 am Getriebe 5 mit Schrauben 24 (Fig. 1 a bzw. 2a) oder dgl. z.B. an einem Axialabschnitt des Getriebes montierbar sind. Es sind aber auch andere alternative Arten der Befestigung am Getriebe 5 denkbar.

Es ist bevorzugt und konstruktiv einfach realisierbar, dass eines oder mehrere Ble- che die Luftleiteinrichtungen 14, 15, 1 6, 25 bilden. Nach Fig. 1 sind die Luftleiteinrichtungen 14 jeweils einstückig durch Biegen aus ausgeschnittenen Blechstreifen gebildet. Diese sind an dem einen Ring 12 oder an mehreren der Ringe 12, 13 befestigt.

Die Luftleiteinrichtungen 14, 15, 16, 25 der Fig. 1 und der Fig. 3 sind derart ausge- staltet und ausgerichtet, dass sie Luft von radial weiter außen radial näher an die Oberfläche des Getriebes 5 führen. Die Luftleiteinrichtungen 14, 1 6, 25 wirken dabei zum einen als Flügel, die den Luftstrom in der Umgebung des Getriebes 5 erhöhen und leiten diesen jedenfalls zum überwiegenden Teil aufgrund ihrer Geometrie von radial weiter außen radial dichter an die Getriebeoberfläche heran, bis er von dort wieder abströmt.

Die eine oder mehreren Luftleiteinrichtungen 14, 15, 1 6, 25 können jeweils einstückig ausgebildet sein oder mehrstückig. Sie sind an dem Ring 12 (Fig. 3) oder den Ringen 12, 13 sowie nach Fig. 1 zwischen den Ringen 12, 13 befestigt. Nach Fig. 1 bilden die Luftleiteinrichtungen 14 und die Ringe 12, 13 im Zusammenspiel eine Art Hülle um das Getriebe 5, hier das sich drehende Getriebeteil 10, die an mehreren Stellen in nachfolgend zu erörternder Weise Einlässe 17 und Auslässe 18 aufweist.

Nach Fig. 1 und 2 weist die Getriebekühleinrichtung 9 umfangsverteilt zwischen den beiden Ringen 12, 13 eine oder vorzugsweise mehrere - in Fig. 1 vier - der Luftleiteinrichtungen 14 auf. Diese sind derart geformt, dass sie bei Drehungen des Getriebes 5 Luft jeweils in einem äußeren schaufelartigen Luftsammelbereich 14a an dem jeweiligen Einlass 17 radial nach innen zur Getriebeaußenoberfläche hin leiten, wo die Luft in einem Spalt 19 zwischen der Getriebeaußenoberfläche und einem Um- fangsluftleitbereich 14b in Umfangsrichtung weitergeleitet wird, bis die Luft jeweils vor einem Radialabschnitt 14c, welcher vorzugsweise die Getriebeaußenoberfläche berührt oder fast berührt, in Umfangsrichtung am Weiterströmen gehindert wird. Diese Luft kann sodann durch axiale Durchbrechungen oder Aussparungen 21 - die hier die Auslässe 18 bilden - in den Ringen 12, 13 axial entweichen. Die Auslässe 18 lie- gen radial weiter innen als die Einlasse 17 (der Luftstrom ist durch dickere schwarze Pfeile in Fig. 2 und 4 dargestellt).

Im Prinzip wird nach Fig. 1 und 2 eine Art vorzugsweise nahezu geschlossene Hülle um das Getriebe 5 gebildet, die aber an einigen Umfangspositionen die Öffnungen bzw. Einlasse 17 und Auslässe 18 aufweist, wobei sich aber ähnlich zu einem Pitot- Rohr-Effekt Luft aufstaut und durch den Spalt 19 zwischen Getriebe 5 und Hülle geleitet wird. Die Luftleiteinrichtungen 14 können in Umfangsrichtung beispielsweise mit einem weiteren Ring 20, der axial zwischen den Ringen 12, 13 liegt, stabilisiert werden. Die Luftleiteinrichtungen 14 wirken insbesondere in einem hinsichtlich der Außenkontur ganz oder weitgehend zylindrischem Getriebebereich 5a. An einem der beiden Ringe 12, 13 ist eine weitere - hier ebenfalls konisch geformte - Luftleiteinrichtung 15 vorgesehen, die als konischer Blechring ausgebildet ist. Derart wird ein konischer Spalt 28 (Fig. 2b) zwischen dem Getriebe 5 und der Luftleiteinrichtung 15 mit wenigstens einem Einlass und wenigstens einem Auslass ausgebildet. Zum Ring 12 hin weist die Luftleiteinrichtung 15 eines oder mehrere Fenster oder Aussparungen 22 als Auslässe auf. Derart wird hier Luft durch den Spalt 28 gesaugt, die radial nach außen durch die Fenster oder Aussparungen 22 als Auslässe entweichen kann (Fig. 2b). Diese optionale Luftleiteinrichtung 15 bläst die Luft anders als die Luftleiteinrichtungen 14, 1 6, 25 auch radial an die hier konische Oberfläche heran. Sie wirkt ergänzend kühlend in dem konischen Getriebebereich 5b und ist daher vorteilhaft.

Nach Fig. 3a, b bzw. 4a -e ist an der Getriebekühleinrichtung 9, die wiederum als Ringkörper 1 1 ausgebildet ist, nur einer der Ringe 12 vorgesehen. Dieser Ring 12 ist wiederum nach Art sich radial erstreckenden Ringscheibe ausgebildet. An den bei- den Axialseiten dieses Ringes 12 sind die Luftleiteinrichtungen 16 und 25 ausgebildet. Diese Luftleiteinrichtungen 1 6 und 25 weisen jeweils eine Mehrzahl an den beiden Seiten des Ringes 12 umfangsverteilt angeordneter Luftleitbleche 26, 27 auf. Diese Luftleitbleche 26, 27 weisen wiederum jeweils wenigstens einen mehr in Umfangsrichtung bzw. mehr tangential ausgerichteten Abschnitt 26a, 27a auf und we- nigstens einen oder mehrere sich daran anschließende weiter in Radialrichtung gebogene Abschnitte 26b, c; 27b. Derart wird Luft im Betrieb weiter von außen nach innen an das Getriebe heran geleitet. Die Luftleitbleche 26 der Luftleiteinrichtung 1 6 erstrecken sich an einem Ende radial bis an die Oberfläche des rotierenden Getriebeteils 10 heran (Fig. 4e). Derart wird wieder eine Art Hülle gebildet, wobei die Rota- tion durch die Umgebungsluft im Wesentlichen nur die Luftleitbleche 26 als Hülle erwärmt. Die zum rotierenden Getriebeteil 10 geleitete Luft staut sich vor der Oberfläche und strömt seitlich axial ab, so dass die Getriebeoberfläche auch durch den sich derart bildenden Luftstrom gekühlt wird.

Die Luftleiteinrichtungen 1 6 sind dabei dazu vorgesehen, Luft in den eher zylindrischen Getriebebereich 5a des Getriebes 5 zu leiten und die Luftleiteinrichtungen 25 dazu, Luft in den eher konischen Getriebebereich 5b des Getriebes 5 zu leiten. Es wird wieder Luft radial von außen nach innen zum Getriebe 5 geleitet, wobei die Luft axial seitlich aus den Luftleiteinrichtungen 1 6, 26 am Außenumfang des Getriebes 5 entweichen kann (siehe Fig. 4a - e).

Bezugszeichen

Trommel 1

Schnecke 2

Hauptmotor 3

Sekundärmotor 4

Getriebe 5

zylindrischer Getriebebereich 5a

konischer Getriebebereich 5b

Riementrieb 6

Riemen 7, 8

Getriebekühleinrichtung 9

Getriebeaußenteil 10

Ringkörper 1 1

Ringe 12, 13

Luftleiteinrichtungen 14, 15, 1 6

Luftsammelbereich 14a

Umfangsluftleitbereich 14b

Radialabschnitt 14c

Einlasse 17

Auslässe 18

Spalt 19

Ring 20

Aussparungen 21

Aussparungen 22

Bohrungen 23

Schrauben 24

Luftleiteinrichtungen 25

Luftleitbleche 26, 27

Abschnitt 26a, 27a; 26b, 27b; 27c

Spalt 28

Drehachse D

Drehrichtung U