Die Erfindung betrifft eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie jeweils ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vollmantel- Schneckenzentrifuge nach Anspruch 5 oder 6.

Vollmantel-Schneckenzentrifuge werden zum Trennen bzw. Klären einer Suspension in wenigstens eine Flüssigkeitsphase und eine Feststoffphase verwendet. Bei derarti gen Vollmantel-Schneckenzentrifugen werden oftmals Radialwellendichtringe zum Schutz eines oder mehrerer Lager, insbesondere Wälzlager, gegen ein Eindringen der Suspension eingesetzt. Hierbei wird z.B. ein Dichtungskäfig des Radialwellen dichtrings in ein Lagergehäuse eingesetzt, während eine Dichtlippe auf einer rotie renden Welle aufliegt. Durch die hohen im Betrieb erreichten Umfangsgeschwindig keiten der Wellen der Vollmantel-Schneckenzentrifuge unterliegt die Dichtlippe eines Radialwellendichtrings einem erheblichen Verschleiß.

Um eine genügende Dichtfunktion eines Radialwellendichtrings zu gewährleisten, wird die Dichtlippe an die Lauffläche oder Gegendichtfläche der rotierenden Welle angepresst. Die Anpresskraft kann über die elastische Dichtlippe erzeugt werden, welche im nicht montierten Zustand einen kleineren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Welle, die die Gegendichtfläche bildet. Bei der Montage eines sol chen Radialwellendichtrings wird die elastische Dichtlippe bis auf den Wellendurch messer aufgedehnt, wobei die Rückstellkraft der elastischen Dichtlippe die ge wünschte Anpresskraft bzw. gewünschte Flächenpressung der Dichtlippe erzeugt.

Die Anpresskraft kann zusätzlich auch durch eine Ring- oder Schlangenfeder erhöht werden.

Je höher die Anpresskraft der Dichtlippe gewählt wird, desto höher ist auch die Reibleistung der Dichtlippe und somit der Wärmeeintrag in die Lagerung der Welle. Die hierdurch verursachte Erhöhung der Lagertemperatur ist unerwünscht. Die we sentlichen Einflussfaktoren für die Reibungsverluste sind die konstruktive Ausführung des verwendeten Radialwellendichtrings, der Werkstoff der Dichtlippe sowie die An presskraft, mit der die Dichtlippe auf die Welle gedrückt wird, die Drehzahl, mit der die Welle umlauft, die Präzision, mit der die Welle hergestellt wurde, sowie die Ober flächengüte der Welle oder der Gegendichtfläche und die Art der Schmierung der ab zudichtenden Lagerstellen. Die Reibungsverluste eines Radialwellendichtrings mit 110 mm Durchmesser und ei ner Wellendrehzahl von 6500 1/min können nach Literaturangaben etwa 700 W be tragen und sind damit nicht unerheblich.

Zusätzlich wird der Verschleiß eines Radialwellendichtrings in einer Vollmantel- Schneckenzentrifuge erhöht, wenn eine zu klärende Suspension an die Radialwel lendichtringe gelangt, insbesondere dann, wenn es sich um eine abrasiv wirkende Suspension, wie z.B. Klärschlamm handelt.

Erst wenn die Lagerung auf Grund von Undichtigkeit beschädigt wird, führt dies zu detektierbaren Schwingungen, Geräuschen oder einer deutlichen Temperaturerhö hung. Diese indirekten Folgeerscheinungen der Dichtungsleckage können überwacht werden. Der aktuelle Verschleißgrad und damit der vermutliche Zeitpunkt des Versa gens eines Radialwellendichtrings in einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge kann im Sinne einer vorausschauenden Wartung nicht automatisiert erkannt bzw. abge schätzt oder vorhergesagt werden.

Aus der DE 3430508 A1 ist eine Filterzentrifuge zum Trennen von in einer Suspen sion befindlichen Feststoff- und Flüssigkeitsbestandteilen mit einer umlaufenden, Filt ratdurchlässe aufweisenden Trommel bekannt. Die Trommel der Zentrifuge ist mit ei ner die Trommel tragenden Welle in Wälzlagern auf einem Maschinengestell gela gert. Die Wälzlager sind mit wenigstens einer zwischen Welle und Maschinengestell angeordneten Dichtung zum Schutz gegen Eindringen von Suspensionsbestandtei len abgedichtet. Die Schutzwirkung der Dichtung ist dadurch besonders hoch, weil die Dichtung zwei Radialwellendichtringe umfasst, die in gegenseitigem axialem Ab stand unter Ausbildung eines Zwischenraumes an der Welle angeordnet sind und der Zwischenraum durch einen Entlüftungskanal zur Atmosphäre hin entlüftet ist. Nach teilig an dieser Lösung ist u.a. die fehlende Abschätzbarkeit oder Vorhersagbarkeit eines Totalausfalls eines Radialwellendichtrings.

Zum Stand der Technik sei insofern beispielhaft die gattungsgemäße US 20160310 969 A1 genannt, bei welcher ein Lager eines Dekanters gekühlt wird, welches zwi schen zwei Radialwellendichtringen angeordnet ist. Eine Kammerzwischen diesen Dichtungen wird mit Fluid gekühlt das in die Kammer geleitet und wieder aus dieser abgeleitet wird.

Die DE 2212 165 A offenbart eine Dichtungsanordnung für eine Welle, in welcher zwei Radialwellendichtringe gegengleich angeordnet sind. Diese Dichtungen begren zen somit eine Kammer. Es wird z.B. Luft durch eine Bohrung und eine Drossel in die Kammer geleitet. Es wird der Gasdruck in der Kammer so eingestellt, dass Gas unter den Dichtlippen der Radialwellendichtringen entweicht.

Vor diesem Hintergrund hat die Erfindung die Aufgabe, den Verschleiß der Radial wellendichtringe auf einfache Weise gering zu halten. Zudem soll nach einer Weiter bildung die Vorhersagbarkeit eines Totalausfalls eines Radialwellendichtrings ver bessert werden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe zunächst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

Derart wird eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zum Trennen einer zulaufenden Suspension in wenigstens eine Flüssigkeitsphase und wenigstens eine Fest stoffphase geschaffen, die wenigstens folgendes aufweist: a. eine drehbare Trommel mit einer Drehachse, wobei die Trommel einen zy lindrischen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweist, b. mindestens einen Zulauf für eine Suspension, mindestens einen Flüssig keitsablauf und mindestens einen Feststoffaustrag, c. eine relativ zur drehbaren Trommel mit einer Differenzdrehzahl drehbaren, in der Trommel angeordnete Schnecke, d. wenigstens eines oder mehrere Trommellager zur Lagerung der Trommel in einem Gehäuse, e. wenigstens eines oder mehrere Schneckenlager zur Lagerung der Schne cke in der Trommel, f. wenigstens einer zwischen einem Trommelwellenabschnitt und dem Ge häuse angeordneten Dichtanordnung zum Schutz wenigstens eines der Lager, insbesondere wenigstens eines der Trommellager, insbesondere gegen ein Eindringen von Bestandteilen der Suspension, g. wobei die jeweilige Dichtanordnung wenigstens zwei Radialwellendicht ringe umfasst, die in gegenseitigem axialem Abstand unter Ausbildung we nigstens einer jeweiligen Kammer angeordnet sind, h. wobei die jeweilige Kammer mit einer Gasquelle mit einem Gasdruck be aufschlagbar ist, so dass sich in ihr im Betrieb ein aktueller Gasdruck Pakt einstellt, i. wobei die jeweiligen Radialwellendichtringe derart angeordnet sind, dass ihre jeweiligen Dichtlippen von der jeweiligen Kammer weggerichtet sind, j. wobei die Kammer mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung und der Gasquelle mit dem Gasdruck beaufschlagbar ist, wobei der Gasdruck in der jeweiligen Kammer mit Hilfe der Steuer- und / oder Regeleinrichtung veränderbar ist, und k. wobei die jeweilige Leitung ein Druckmessgerät und/oder einen Druck sensor aufweist, mit dem der aktuelle Gasdruck in oder außen an der je weiligen Kammer messbar oder sensierbar ist.

Diese vorteilhafte Ausgestaltung und das Verfahren nach Anspruch 5 eröffnen ver schiedenste Optionen.

Es wird auf konstruktiv einfache Art und Weise und damit vorteilhaft eine Druckmes sung in der jeweiligen Kammer möglich. Über das Druckmessgerät kann der Gas druck Pakt in der Kammer und/oder in einem Raum angrenzend zur Kammer be stimmt werden. Das Druckmessgerät kann mit der Steuer- und / oder Regeleinrich tung wirkverbunden sein.

Derart wird es möglich, den Verschleiß der Radialwellendichtringe auf einfache Weise zu verringern, da es möglich ist, diese im Betrieb leicht von der Welle, an der ihre freien Enden sonst anliegen, soweit zu lösen, dass die Reibung und der damit einhergehende Verschleiß in diesem Bereich verringert werden.

Da sich an die Leitung eine Gasquelle anschließt, wird eine konstruktiv einfache Möglichkeit geschaffen, um die - ggf. jeweilige - Kammer mit Gasdruck zu beauf schlagen. Sodann kann diese Konstruktion genutzt werden, um in vorteilhafter Weise eine Bestimmbarkeit eines aktuellen Verschleißgrades der Dichtungen zu erreichen, sowie eine Abschätzbarkeit oder Vorhersagbarkeit eines Totalausfalls einer Dich tung, so dass eine vorausschauende Wartung der Dichtungen möglich wird.

Es ist bevorzugt, dass beidseits des jeweiligen zu schützenden Lagers jeweils eine der Dichtanordnungen angeordnet ist und dass die jeweiligen Dichtlippen der Radial wellendichtringe der jeweiligen Kammer jeweils in entgegengesetzter Richtung von der jeweiligen Kammer weggerichtet sind. Derart ist das Lager axial zu beiden Sei ten hin jeweils durch eine der vorteilhaften Dichtanordnungen geschützt.

Es ist vorteilhaft sowie einfach, wenn die jeweilige Kammer jeweils über eine Boh rung und/oder eine Leitung mit dem Gasdruck beaufschlagt werden kann.

Dabei kann weiter vorteilhaft und konstruktiv einfach vorgesehen sein, dass zwischen der Gasquelle und den Dichtanordnungen der jeweiligen Kammer jeweils eine Blende angeordnet oder ausgebildet ist. Die Aufgabe wird auch durch das Verfahren nach Anspruch 5 und nach Anspruch 6 gelöst.

Nach Anspruch 5 wird ein Verfahren zum Betrieb einer Vollmantel-Schneckenzentri- fuge geschaffen, die nach einem auf diese bezogenen Ansprüche ausgebildet ist, bei welchem Verfahren eine zulaufende Suspension Su in wenigstens eine Flüssigkeits phase Fl und wenigstens eine Feststoffphase Fe getrennt wird, wobei während der Trennung in der jeweiligen Kammer der wenigstens einen Dichtanordnung mit jeweils zwei Radialwellendichtringen durch die Gasquelle ein Gasdruck Pakt durch eine mit der jeweiligen Kammer wirkverbundene Gasquelle erzeugt wird, wobei der Gasdruck Pakt zumindest bis zu einem Gasdruck Pmax erhöht wird, bei dem die radiale Anlage der jeweiligen Dichtlippe überwunden wird, so dass eine Gasleckage an den Dichtlip pen des jeweiligen Radialwellendichtringes bei einem Leckagedruck Pmax beginnt.

Der aktuelle Leckagedruck Pakt, welcher dem aktuellen Gasdruck Pakt in der Kammer entspricht, wird gemessen und der aktuell gemessene Leckagedruck Pakt wird mit wenigstens einem gespeicherten Referenzwert verglichen. Sodann wird der aktuelle Verschleißzustand der jeweiligen Dichtlippe bzw. der Dichtanordnung anhand des Vergleiches des aktuell gemessenen Leckagedrucks Pakt mit dem wenigstens einen gespeicherten Referenzwert ermittelt und/oder bewertet wird.

Nach Anspruch 6 wird zudem ein Verfahren zum Betrieb einer Vollmantel-Schne- ckenzentrifuge geschaffen, die nach einem der darauf bezogenen Ansprüche ausge bildet ist, bei welchem Verfahren eine zulaufende Suspension Su in wenigstens eine Flüssigkeitsphase Fl und wenigstens eine Feststoffphase Fe getrennt wird, wobei während der Trennung in der jeweiligen Kammer der wenigstens einen Dichtanord nung mit jeweils zwei Radialwellendichtringen ein Gasdruck Pakt durch eine mit der jeweiligen Kammer wirkverbundene Gasquelle erzeugt wird, wobei die jeweilige Kammer durch eine jeweilige Blende mit dem Gasdruck beaufschlagt wird und bzw. so dass das Zuführungsvolumen durch die jeweilige Blende begrenzt wird und wobei der Zuführdruck Pzu vor der jeweiligen Blende zumindest zeitweise so eingestellt wird, dass durch den Gasdruck Pakt in der Kammer die radiale Anlage der jeweiligen Dichtlippe überwunden wird, so dass eine Gasleckage an den Dichtlippen des jewei ligen Radialwellendichtringes bei einem Leckagedruck Pmax beginnt. Der aktuelle Le ckagedruck Pakt, welcher dem aktuellen Gasdruck Pakt in der Kammer entspricht, wird gemessen und der aktuell gemessene Leckagedruck Pakt wird mit wenigstens einem gespeicherten Referenzwert verglichen. Sodann wird der aktuelle Verschleißzustand der jeweiligen Dichtlippe bzw. der Dichtanordnung anhand des Vergleiches des aktu ell gemessenen Leckagedrucks Pakt mit dem wenigstens einen gespeicherten Refe renzwert ermittelt und/oder bewertet wird. Derart wird jeweils vorteilhaft der Verschleiß der jeweiligen Dichtringe, verringerbar bzw. im Betrieb verringert.

Dabei kann jeweils der Gasdruck vorteilhaft nach den Anforderungen der jeweilig verbauten Radialwellendichtringe und der Baugröße der jeweiligen Zentrifuge indivi duell eingestellt werden.

Der Gasdruck Pzu wird dabei - beispielsweise durch die Steuer- und / oder Regelein richtung und die Gasquelle - bei einem neuen Satz Dichtungen bis zu einem Gas druck Pmax erhöht, bei dem eine Gasleckage einer Dichtlippe des jeweiligen Radial wellendichtrings beginnt. Dadurch wird auf eine einfache Art und Weise ein Refe renzwert für den Maximaldruck und dann auch für den Leckagedruck Pmax erzeugt.

Dabei wird der Betrag des Leckagedrucks Pmax als Referenzwert - insbesondere in der Steuer- und / oder Regeleinrichtung - gespeichert. Dadurch kann der Referenz wert in vorteilhafter Weise jederzeit zu Vergleichszwecken abgerufen werden.

Es wird jeweils der aktuelle Leckagedruck Pmax gemessen. Dadurch kann einfach und damit vorteilhaft der aktuelle Zustand der Dichtung abgebildet werden.

Da der aktuell gemessene Leckagedruck Pmax mit wenigstens einem gespeicherten Referenzwert für den Leckagedruck Pmax verglichen wird, kann in einfacher und da mit vorteilhafter Weise ein Rückschluss auf den aktuellen Verschleißzustand der Dichtung erfolgen.

Es wird insbesondere der aktuelle Verschleißzustand der jeweiligen Dichtlippe ermit telt und/oder bewertet. Dies erfolgt durch Vergleich des aktuellen Leckagedrucks mit einem oder mehreren hinterlegten Referenzwerten, so dass eine Restlebensdauer der Dichtung angegeben werden kann. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine vo rausschauende Wartung der Dichtung möglich.

Nach der Variante des Anspruchs 6 wird die Blende in der jeweiligen Gasleitung zu nächst so dimensioniert, dass eine definiert kleine Gasmenge durch die jeweiligen Dichtlippen entweichen kann. Denn es kann die zugeführte Gasmenge/Zeit in die je weilige Kammer bei einem konstanten Zuführdruck Pzu > Pmax jeweils durch die Blende begrenzt sein. Es ergibt sich ein Leckagegasstrom, wenn der Zuführdruck größer als der Leckagedruck Pmax ist, wobei in Abhängigkeit von der Blendenöffnung ein relativ konstanter Gasfluss entstehen kann. Hinter der Blende bzw. in der Kam mer stellt sich somit der Leckagegasstrom ein, der wiederum vom Verschleißzustand an den Dichtlippen abhängen kann. Der Messwert dieses Gasdruckes kann in einer Steuerung mit gespeicherten Referenzwerten für den Leckagedruck verglichen wer den. Derart ergibt sich ein Rückschluss auf den Verschleißzustand der Dichtung bzw. der Dichtanordnung. Eine Gasdruckregeleinrichtung und eine Durchflussmessung sind hierbei nicht erforderlich, so dass dieses Verfahren besonders einfach ausge staltet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausfüh rungsbeispielen näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbei spiele beschränkt, sondern kann im Rahmen der Ansprüche auch anders umgesetzt werden. Zudem können einzelnen Merkmale der nachfolgende Ausführungsbeispiele auch jeweils für sich mit jeweils anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es zeigen:

Figur 1 : eine schematische, schnittartige Ansicht einer Vollmantel-Schnecken zentrifuge;

Figur 2: ein Ausschnitt einer Trommelwellenlagerung einer Vollmantel-Schne- ckenzentrifuge insbesondere nach Art der Fig. 1 ;

Figur 3: ein Diagramm, in dem der Reibungsverlust über der Umfangsgeschwin digkeit eines Radialwellendichtrings der Vollmantel-Schneckenzentri- fuge aus Fig. 1 aufgetragen ist;

Figur 4 einen Messschrieb eines ersten Versuchs mit einem Radialwellendicht- ring-Paar an einem ersten Lager „FLT“ und einem zweiten Lager „FS“.

Figur 5 einen Messschrieb eines zweiten Versuchs mit einem Radialwellen- dichtring-Paar an einem ersten Lager „FLT“ und einem zweiten Lager „FS“.

Die im Folgenden verwendeten Begriffe „rechts“, „links“, „horizontal“, „vertikal“ bezie hen sich auf die jeweilige Zeichnungsebene.

Fig. 1 zeigt eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge mit einem im Betrieb nicht drehba ren bzw. sich nicht drehenden Gestell und vorzugsweise einem Gehäuse 100 sowie einem im Betrieb drehbaren bzw. sich drehenden Rotor 200. Der Rotor 200 weist eine drehbare Trommel 210 mit einer hier horizontalen Dreh achse D auf. Die Drehachse D kann aber auch anders, insbesondere vertikal, im Raum orientiert sein. Zum Rotor 200 gehört zudem eine in der Trommel 210 ange ordnete Schnecke 230, deren Drehachse mit der der Trommel 210 übereinstimmt.

Die Schnecke 230 kann im Betrieb mit einer Differenzdrehzahl zur Trommel 210 ge dreht werden.

Die Trommel 210 weist einen hier innen und außen zylindrischen Abschnitt 211 auf und einen sich daran axial anschließenden hier innen und außen konischen Ab schnitt 212. Der zylindrische Abschnitt 211 wird von einem sich im Wesentlichen ra dial erstreckenden Trommeldeckel 213 abgeschlossen.

Die Schnecke 230 weist hier ebenfalls einen jedenfalls außen zylindrischen Abschnitt 231 auf und einen sich daran axial anschließenden zumindest außen konischen Ab schnitt 232. Sie ist innerhalb der Trommel 210 angeordnet. Die Trommel 201 ist im Betrieb drehbar. Zudem ist die Schnecke 230 im Betrieb drehbar. Vorzugsweise wer den die beiden Elemente Trommel 210 und Schnecke 230 im Betrieb mit einer Diffe renzdrehzahl zueinander gedreht. Zum Drehen dient einer oder mehrere entspre chende Antriebe, z.B. Elektromotore.

In die Trommel 210 ragt ein hier konzentrisch zur Drehachse verlaufendes Zulaufrohr 214, dass in einen Verteiler 215 mündet, durch den eine zu verarbeitende Suspen sion Su radial in einen Schleuderraum 216 der Trommel 210 geleitet werden kann.

Das Zulaufrohr 214 kann entweder von der Seite des zylindrischen Trommelab schnittes 211 in die Trommel 210 geführt sein oder es kann von der Seite des koni schen Trommelabschnitts 212 in die Trommel 210 geführt sein.

In oder an dem Trommeldeckel 213 können einer oder mehrere Flüssigkeitsabläufe 217 ausgebildet sein. Diese können auf verschiedene Weise ausgebildet sein, so als Öffnungen im Trommeldeckel 213, die eine Art Überlaufwehr aufweisen oder auf andre Weise, so als Schälscheibe. Im Bereich des, insbesondere am Ende mdes ko nischen Abschnitts 212 ist wenigstens ein Feststoffaustrag 218 ausgebildet.

In der Regel ist die Trommel 210 als eine Vollmanteltrommel ausgebildet. In der sich drehenden Trommel 210 wird dann wenigstens die Suspension geklärt bzw. in we nigstens eine Flüssigkeitsphase Fl und eine Feststoffphase Fe getrennt. Die wenigs tens eine Flüssigkeitsphase Fl tritt am Trommeldeckel 213 aus dem Flüssigkeitsab lauf 217 aus. Die Feststoffphase bzw. die Feststoffe Fe werden von der Schnecke 230 hingegen in Richtung des Feststoffaustrages 218 transportiert und dort aus der Trommel 210 ausgeworfen.

An dem Trommeldeckel 213 bzw. an der eigentlichen Trommel 210 schließt sich axial ein erster Trommelwellenabschnitt 220 an, der drehfest mit der Trommel 210 verbunden ist. An dem konischen Trommelabschnitt 212 schließt sich axial ein zwei ter Trommelwellenabschnitt 219 anschließt, der ebenfalls drehfest mit der Trommel 210 verbunden ist.

An den zylindrischen Abschnitt 231 der Schnecke 230 schließt sich axial ein erster Schneckenwellenabschnitt 234 an, der drehfest mit der Schnecke 230 verbunden ist und an den konischen Trommelabschnitt 232 schließt sich axial ein zweiter Schne ckenwellenabschnitt 233 an, der ebenfalls drehfest mit der Schnecke 230 verbunden ist.

Hier ist die Drehachse D horizontal ausgerichtet. Die Drehachse kann auch vertikal oder schräg ausgerichtet sein (hier nicht dargestellt). Die Trommel und/oder die Schnecke können auch einseitig gelagert sein.

Zum Antrieb des Rotors 200 dient eine Antriebsvorrichtung 300 mit einem oder zwei Motoren (hier nicht dargestellt). Der Antriebsvorrichtung 300 kann wenigstens ein Getriebe 310 nachgeschaltet sein. An diesem sind hier beispielhaft schematisch zwei Riemenscheiben 320, 330 dargestellt sind, was andeutet, dass das Getriebe 310 we nigstens zwei Schnittstellen zum Einspeisen eines jeweiligen Drehmomentes des Elektromotors oder der Elektromotoren in das Getriebe 310 aufweisen kann, um die Trommel und die Schnecke anzutreiben.

Alternativ (hier nicht dargestellt) kann der Antrieb des Rotors auch anders, so z.B. über Hydraulikmotoren erfolgen, so dass u.U. kein Getriebe erforderlich ist. Auch kann der Antrieb durch eine Kombination aus Elektromotor/en und Hydraulikmotor/en erfolgen, wobei hierfür andere Getriebe eingesetzt werden und die Riemenscheiben ganz oder teilweise entfallen.

Der Antrieb dreht hier somit einerseits die Trommel 210 und andererseits die Schne cke 230. Dazu weist das Getriebe 310 hier zwei Ausgangswellen auf. Die erste Aus gangswelle ist drehfest mit dem ersten Trommelwellenabschnitt 220 gekoppelt oder direkt mit der Trommel 210 gekoppelt und die zweite Ausgangswelle ist direkt oder indirekt drehfest mit dem ersten Schneckenwellenabschnitt 234 gekoppelt oder direkt mit der Schnecke 230. Die Trommel 210 und die Welle sind jeweils mit zwei axial in Richtung der Drehachse angeordneten Trommellagern 221 , 222 drehbar gelagert. Der Begriff des „Lagers“ ist insofern nicht zu eng zu fassen. Jedes der Lager 221 , 222 kann jeweils aus einem oder mehreren Einzellagern bestehen, die dann aber axial direkt nebeneinander an geordnet sind, dass sie funktional jeweils als ein Einzellager betrachtet werden kön nen. Die Lager 221 , 222 können zudem als Lager verschiedenster Bauart ausgebil det sein, so als Wälzlager - insbesondere als Keramiklager, als Hybrid-Keramiklager, als Magnetlager oder als Gleitlager.

Die Trommellager 221 , 222 sind zwischen der Trommel 210 und dem Gestell 100 oder einem mit dem Gestell verbundenen Teil angeordnet, damit die Trommel 210 relativ zum Gestell 100 gedreht werden kann. Dabei sind die Trommellager 221 , 222 vorzugsweise radial zwischen der Trommel 210 und dem Gestell 100 oder einem mit dem Gestell verbundenen Teil angeordnet.

Die Schneckenlager 235, 236 sind hingegen radial zwischen der Schnecke 230 und der Trommel 210 angeordnet, so dass die Schnecke 230 relativ zur Trommel 210 drehbar ist. Dabei sind die Schneckenlager 235, 236 vorzugsweise radial zwischen der Trommel 210 und der Schnecke 230 angeordnet.

Bei einer möglichen Ausführungsvariante (nicht dargestellt) kann das eine der Schneckenlager 235 im Bereich des Feststoffaustrages 218 entfallen. In diesem Fall zentriert sich die rotierende Schnecke selbstständig, was z.B. bei einer vertikalen An ordnung des Dekanters bekannt ist.

Axial links und rechts neben einem der Lager, insbesondere der Trommellager - hier beispielhaft neben dem Trommellager 221 am konischen Trommelabschnitt 212 - ist wenigstens eine Dichtanordnung - hier zwei Dichtanordnungen- angeordnet. Diese soll das jeweilige Lager, dem sie zugeordnet ist, während der Verarbeitung der Sus pension insbesondere gegen ein Eindringen von Suspension bzw. Supensionsbe- standteilen abdichten. Das zu schützende Lager kann jeweils axial von einer der Dichtanordnungen geschützt sein bzw. zwischen zwei Dichtanordnungen angeordnet sein. Es kann aber alternativ auch axial nur zu einer Seite hin von einer einzigen Dichtanordnung geschützt werden (hier nicht dargestellt).

Die jeweilige Dichtanordnung weist jeweils zwei Radialwellendichtringe 400a, b, bzw. 400c, d auf, die jeweils in gegenseitigem axialem Abstand unter Ausbildung einer Kammer 402a, b zwischen den zwei Radialwellendichtringe 400a, b, angeordnet sind. Radial nach innen begrenzt die jeweilige Kammer 402a , die Welle 219 bzw. ein Teil dieser Welle. Radial nach außen hin kann sie ergänzend von dem Ring- oder Hülsenabschnitt 110 begrenzt sein.

Die eine der beiden Dichtanordnungen dichtet hier das Trommellager 221 axial ge gen einen Auffangraum 101 für die Feststoffphase Fe ab und die andere Dichtanord nung dichtet es axial zur anderen Seite hin - beispielsweise gegen die Umgebung - ab. Insofern wirkt die jeweilige Dichtanordnung 400 zum Schutz des Trommellagers 221 ,222 gegen das Eindringen von Bestandteilen der Suspension Su von der ent sprechenden axialen Seite.

Ein Radialwellendichtring 400 im Sinne dieser Schrift ist eine Dichtung, die verwen det wird, um rotierende Elemente, wie z.B. rotierende Wellen abzudichten, insbeson dere solche die in einem Ring- oder Hülsenabschnitt 110 des Gehäuses 100 drehbar gelagert sind.

Die jeweiligen Radialwellendichtringe 400 weisen dazu eine Dichtlippe 401 auf, die auf der Oberfläche der sich drehenden Welle aufliegt. Die Dichtlippe 401 ist so aus gelegt, dass sie radial auf die Wellenoberfläche oder eine Wellenhülse 405 gedrückt, so dass eine Dichtkraft erzeugt wird, die auf die Welle oder die Wellenhülse 405 wirkt und so eine Dichtwirkung erzeugt wird. Dazu kann auch eine Schlauchfeder oder Wurmfeder vorgesehen sein. Die Radialwellenringe können einen Verstärkungsring z.B. aus Metall aufweisen. Nach außen hin sind sie in dem Ring- oder Hülsenab schnitt 110 festgelegt.

Die oben erwähnte Lagerstelle ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Axial links und rechts neben dem Trommellager 221 sind jeweils paarweise die vier Radialwellen dichtringe 400a, b, c, d angeordnet und bilden somit hier zwei der Dichtanordnungen.

Die Radialwellenringe 400a, b, c, d können insbesondere (radial nach außen hin) an einem umgebenden Ring- oder Hülsenabschnitt 110 festgelegt sein, der ein Element z.B. des Gestells oder Gehäuses sein kann.

Die Dichtlippen 401 von jeweils einem Paar Radialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d berühren hier jeweils eine jeweilige Wellenhülse 405, der auf den Trommel wellenabschnitt 219 aufgezogen ist. Die Wellenhülse 405 bildet jeweils die Lauffläche oder Gegendichtfläche der paarweise angeordneten Radialwellendichtringe 400a, b, c, d. Die paarweise Radialwellendichtringe 400a, b bzw. 400c, d sind so ausgerichtet, dass die Dichtlippen 401 bei dem jeweiligen Paar nach außen zeigen, d.h. von der jeweiligen Kammer 402a, b wegzeigen. Die jeweilige Kammer 402a, b ist seitlich durch die Dichtlippen 401 der beiden Radi alwellendichtringe 400a, b bzw. 400c, d, und radial nach innen durch den Trommel wellenabschnitt 219 und/oder die jeweilige Wellenhülse 405 begrenzt. Radial nach außen kann sie ferner durch den Ringabschnitt 110 begrenzt sein. In die Kammer mündet eine Zuleitung für ein Gas. Dieses kann aus einer Gasquelle 600 zugeführt werden. Die Gasquelle kann ein Druckluftbehälter sein und/oder ein Kompressor.

Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass die jeweiligen Dichtlippen 401 der Radialwellen dichtringe 400a, b bzw. 400c, d, der jeweiligen Kammer 402a, b jeweils in entgegen gesetzter Richtung von der jeweiligen Kammer 402a, b weggerichtet sind, so dass die beiden Dichtlippen 401 jeweils von einem Gasdruck in der Kammer radial nach au ßen angehoben werden können. Die Dichtlippen 401 beschreiben eine Art Bogen, der aus der radialen Richtung in eine axiale Richtung übergeht, wobei sie mit dem axialen Abschnitt innen an dem rotierenden Element anliegen können. Die axialen Enden bzw. Abschnitte der beiden Dichtlippen 401 an einer der Kammern 402a, b sind somit voneinander weg nach außen gerichtet. Wären sie nach innen aufeinan der zu gerichtet, könnten sie von einem Gasdruck in der Kammer 402a, b nicht ange hoben werden, sondern würden mit zunehmendem Gasdruck sogar fester gegen das rotierende Element gedrückt.

Der Gasquelle 600 kann z.B. ein von der Steuer- und /oder Regeleinrichtung 500 an steuerbares Ventil nachgeschaltet sein. Es kann auch der Kompressor 600 von der Steuer- und /oder Regeleinrichtung 500 ansteuerbar sein (schematisch in Fig. 2 an gedeutet aber nicht im Detail dargestellt).

In die jeweilige Kammer 402a, b mündet hier eine Bohrung 403a, b im Ring- oder Hülsenabschnitt 110, an die sich eine Leitung 404a, b anschließen kann, die bis zu der Gasquelle 600 führt. Über die Leitung 404a, b und hier die Bohrung 403a, b kann die jeweilige Kammer 402a, b aus der Gasquelle 600, beispielsweise einer Druckluft quelle, mit einem Gasdruck Pzu beaufschlagt werden kann, aus dem ein aktueller Gasdruck Pakt in der Kammer 402a, b resultiert.

Es kann ein Druckmessgerät oder einen Drucksensor aufweisen, mit dem der Gas druck Pakt in der jeweiligen Kammer 402a, b messbar oder sensierbar ist. Dies kann z.B. in der jeweilige Leitung 404a, b vorgesehen sein. Das Gas zum Erzeugen des Gasdrucks wird mit Hilfe der Gasquelle 600 bereitgestellt. Diese kann ansteuerbar ausgebildet sein. Wie in Fig. 3 zu erkennen, bildet der Anpressdruck der Dichtlippe 401 einen Parame ter für den Betrag der Reibungsverluste. Wird nun die jeweilige Kammer 402a, b mit einem Gasdruck Pakt beaufschlagt, wird die Dichtlippe 401 auf Grund ihrer Form und Anordnung (Dichtlippe zeigt nach außen) durch den Gasdruck Pakt angehoben. Somit wirkt der Gasdruck Pakt dem Anpressdruck der jeweiligen Dichtlippe 401 entgegen und reduziert somit den Anpressdruck der Dichtlippe 401 auf die Wellenhülse 405 oder dem Trommelwellenabschnitt 219 und dadurch die Reibungsverluste.

Bei einem Paar Radialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d mit jeweils intakter Dichtlippe 401 kommt es ab einem bestimmten Gasdruck Pakt = Pmax in der jeweili gen Kammer 402a, b zu einem Abheben der Dichtlippe 401 von der Wellenhülse 402 oder dem Trommelwellenabschnitt 219. Daraus resultiert dann eine entsprechende Gasleckage.

Mit Hilfe einer entsprechenden Steuer- und / oder Regeleinrichtung, mit der bei spielsweise ein Ventil hinter der Gasdruckquelle oder ein Kompressor (hier nicht dar gestellt) angesteuert wird, kann der Gasdruck Pakt verändert werden. Der Gasdruck Pakt kann somit in der jeweiligen Kammer 402a, b bei einer neuen Dichtlippe 401 bis zu einem Gasdruck Pmax erhöht werden, bei dem eine Leckage beginnt.

Bei fortschreitendem Verschleiß der Dichtlippe 401 wird der Messwert für den Gas druck Pmax, bei dem die Leckage einsetzt, immer kleiner und kann in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 500 (der insbesondere ein Rechner mit Schnittstellen und einem Speicher ist) mit Referenzwerten für den Gasdruck Pmax, bei dem die Leckage einsetzen sollte, verglichen werden. Hieraus ergibt sich ein Rückschluss auf den Ver schleißzustand der jeweiligen Dichtlippe 401. Bei diesem Vorgehen sind zusätzlich zur Druckmessung auch eine Druckregelung und eine Durchflussmessung erforder lich.

Alternativ kann die zugeführte Gasmenge/Zeit in die jeweilige Kammer 402a, b bei einem konstanten Zuführdruck Pzu > Pmax jeweils durch eine Blende 406a, b begrenzt sein. Hierbei ergibt sich ein Leckagegasstrom, da der Zuführdruck Pzu größer als der Leckagedruck Pmax ist, so dass in Abhängigkeit von der Blendenöffnung ein relativ konstanter Gasfluss entsteht, der die jeweilige Dichtlippe 401 überwindet.

Hinter der Blende bzw. in der jeweiligen Kammer 402a, b stellt sich dabei ein aktuel ler Gasdruck bzw. ein Leckagedruck Pakt ein, welcher vom Verschleißzustand der je weiligen Dichtlippe 401 abhängt. Der Messwert dieses Gasdruckes in der jeweiligen Kammer 402a, b kann in einer Steuerung mit Referenzwerten verglichen werden und gibt einen Rückschluss auf den Verschleißzustand der jeweiligen Dichtlippe 401.

Eine Druckregeleinrichtung und eine Durchflussmessung ist hierbei nicht erforderlich.

Fig. 4 zeigt einen Messschrieb eines Versuchs an einer Vollmantel-Schneckenzentri- fuge. Der Dichtungsdurchmesser beträgt in diesem Versuch 110 mm und die Voll- mantel-Schneckenzentrifuge wird mit einer Drehzahl von 6500 1/min betrieben. In diesem Versuch mit einem Paar Radialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d an ei nem ersten Lager „FLT“, wurde der Gasdruck Pakt in der Kammer 402a, b zwischen dem Radialwellendichtring-Paar von 150 mbar auf 8 mbar abgesenkt. Die Gasle ckage verringert sich dabei von 980 Nl/h auf 0 Nl/h, während die Lagertemperatur von 100°C auf 122°C ansteigt.

Fig. 4 zeigt einen weiteren Messschrieb eines weiteren Versuchs mit einem Paar Ra dialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d an einem zweiten Lager „FS“, bei dem der Gasdruck Pakt in der Kammer 402a, b zwischen dem Radialwellendichtring-Paar von 145 mbar auf 4 mbar abgesenkt wurde. Die Gasleckage verringerte sich dabei von 3000 Nl/h auf 0 Nl/h während die Lagertemperatur von 58°C auf 70°C anstieg.

Der Zusammenhang zwischen erhöhter Reibleistung der jeweiligen Dichtlippe 401 und reduziertem Gasdruck Pakt in der Kammer 402 a, b ist hierbei deutlich zu erken nen.

Fig. 5 zeigt einen Messschrieb eines weiteren Versuchs an einer Vollmantel-Schne- ckenzentrifuge. Der Dichtungsdurchmesser beträgt in diesem Versuch 110 mm und die Vollmantel-Schneckenzentrifuge wird mit einer Drehzahl von 6500 1/min betrie ben. In diesem Versuch mit einem Paar Radialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d an dem ersten Lager „FLT“ wurde der Gasdruck Pakt in der Kammer 402a, b zwi schen dem Radialwellendichtring-Paar von 50 mbar auf 100 mbar erhöht. Eine Gas leckage trat nicht auf und die Lagertemperatur ging von 122,5°C auf 115°C zurück.

Fig. 5 zeigt einen weiteren Messschrieb eines weiteren Versuchs mit einem Paar Ra dialwellendichtringen 400a, b bzw. 400c, d an einem zweiten Lager „FS“, bei dem der Gasdruck in der Kammer 402a, b zwischen dem Radialwellendichtring-Paar von 50 mbar auf 100 mbar erhöht wurde. Die Gasleckage stieg dabei von 980 Nl/h auf 1700 Nl/h während die Lagertemperatur von 69°C auf 61 °C zurück ging.

Der Zusammenhang zwischen der reduzierten Reibleistung der jeweiligen Dichtlippe 401 bei erhöhtem Gasdruck Pakt in der Kammer 402 a, b ist auch hier gut zu erken nen. Für den Betrieb einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge, bei dem eine zulaufende Suspension Su in der sich drehenden Trommel 210 in eine Feststoffphase Fe und in wenigstens eine Flüssigkeitsphase Fl getrennt wird, wird somit vorzugsweise folgen des Verfahren angegeben:

Der Gasdruck Pakt in der jeweiligen Kammer 401a, b der jeweiligen Dichtanordnung mit zwei Radialwellendichtringen 400a, b, c, d kann durch die Steuer- und / oder Re geleinrichtung und durch eine oder mehrere von dieser Steuer- und/oder Regelein richtung ansteuerbare Komponenten, insbesondere Ventile und/oder einen Kompres sor oder dgl. als Druckquelle eingestellt werden.

Derart wird die jeweilige Kammer somit mit einem Gasdruck Pzu beaufschlagt, der in einem Gasdruck Pakt in der Kammer resultiert.

Der Gasdruck Pakt kann durch die Steuer- und / oder Regeleinrichtung bis zu einem Gasdruck Pmax erhöht werden, bei dem eine Gasleckage an einer neuen Dichtlippe 401 des jeweiligen Radialwellendichtrings 400a, b, c, d beginnt, da diese von der Welle abhebt.

Derart kann der Verschließ an der oder den Dichtlippen der jeweiligen Radialwellen dichtringe 400a, b, c, d verringert werden.

Beispielhaft können in der Praxis der Zuführdruck Pzu und der Blendenquerschnitt der Blende so gewählt werden, dass sich ein definierter Durchfluss, beispielsweise ein Durchfluss bzw. Strom von einigen Flundert Nl/h bis einigen Tausend Nl/h, bei spielsweise etwa 400NI/h (Nl/h: Normvolumenstrom/h) pro Paar der Radialwellen dichtringe (also pro Kammer) einstellt. In dem Messprotokoll der Fig. 4 ist ein Bei spiel mit 3000NI/h (mit Druckregelung) enthalten. Der Betrag des dem definierten Durchfluss entsprechenden Leckagedrucks Pmax einer neuen Dichtanordnung 400 kann als Referenzwert - z.B. in der Steuer- und / oder Regeleinrichtung 500 - ge speichert werden.

Sodann bzw. dabei kann mit einer Messeinrichtung (nicht dargestellt) der aktuelle Le ckagedruck Pakt in oder an der jeweiligen Kammer gemessen werden. Dies kann kontinuierlich oder in definierten Zeitintervallen erfolgen.

Sodann wird der aktuell gemessene Leckagedruck Pakt mit dem einen oder den ge speicherten Referenzwert(en) verglichen. Dies kann ebenfalls kontinuierlich oder in definierten Zeitintervallen erfolgen. Daraufhin kann optional der aktuelle Verschleißzustand der jeweiligen Dichtanord nung 400 bewertet werden. Dies kann auf einfache Weise beispielsweise anhand wenigstens einer in der Steuer- und/oder Regeleinheit 500 hinterlegter Wertetabelle erfolgen, in der entsprechende Wertepaare des jeweiligen Leckagedrucks Pakt und des dazugehörigen Verschleißgrades hinterlegt sind.

Es wird eine Meldung erzeugt, wenn der aktuelle Verschleißzustand einen definierten Schwellwert überschreitet, so dass der jeweilige Radialwellendichtring 400a, b, c, d ausgetauscht werden muss.

Durch diese Variante wird somit in einfacher Weise eine Messbarkeit des aktuellen Verschleißgrades der Dichtlippe 401, sowie eine Abschätzbarkeit oder Vorhersagbar keit eines Totalausfalls eines Radialwellendichtrings 400a, b, c, d zur Verfügung ge stellt, so dass eine vorausschauende Wartung der Radialwellendichtringe 400a, b, c, d möglich.

Bezeichnungsliste

100 Gehäuse

101 Auffangraum

110 Ring- oder Hülsenabschnitt

200 Rotor

210 Trommel

211 zylindrischer Abschnitt

212 konischer Abschnitt

213 Trommeldeckel

214 Zulaufrohr

215 Verteiler

216 Schleuderraum

217 Flüssigkeitsablauf

218 Feststoffaustrag

219 Trommelwellenabschnitt

220 Trommelwellenabschnitt

221 Trommellager

222 Trommellager

230 Schnecke

231 zylindrischer Abschnitt

232 konischer Abschnitt

233 Schneckenwellenabschnitt

234 Schneckenwellenabschnitt

235 Schneckenlager

236 Schneckenlager

300 Antriebsvorrichtung 310 Getriebe 320 Riemenscheibe 330 Riemenscheibe

400 Dichtanordnung 400a, b, c, d Radialwellendichtring

401 Dichtlippe

402a, b Kammer

403a, b Bohrung 404a, b Leitung

405 Wellenhülse

406a, b Blende 500 Steuer- und/oder Regeleinrichtung

600 Gasquelle

D Drehachse

Su Suspension

Fe Feststoffe

Fl Flüssigkeitsphase

Pzu Zuführdruck

Pmax Maximaldruck

Pakt akt. Gasdruck, Leckagedruck