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AT510883B1 - Abscheider zum abscheiden von feststoffen aus einem zahnärztlichen abwassergemisch - Google Patents

Abscheider zum abscheiden von feststoffen aus einem zahnärztlichen abwassergemisch Download PDF

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AT510883B1
AT510883B1 AT20952010A AT20952010A AT510883B1 AT 510883 B1 AT510883 B1 AT 510883B1 AT 20952010 A AT20952010 A AT 20952010A AT 20952010 A AT20952010 A AT 20952010A AT 510883 B1 AT510883 B1 AT 510883B1
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Alfred Konzett
Bruno Pregenzer
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Alfred Konzett
Bruno Pregenzer
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem zahnärztlichen Abwassergemisch, mit einer in einen Sedimentierbehälter hineinragenden Zentrifugentrommel (10), die einerseits an ihrer Oberseite einen zentralen Zulauf für das zahnärztliche Abwassergemisch aufweist und andererseits einen Ansaugtrichter (12) aufweist, der in den Sedimentierbehälter hineinragt und der zum Abpumpen von im Sedimentierbehälter aufgefangener Flüssigkeit dient. Erfindungsgemäß ist die Zentrifugentrommel (10) als Mehrkammerzentrifuge ausgebildet

Description

österreichisches Patentamt AT510 883 B1 2013-03-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem zahnärztlichen Abwassergemisch nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Abscheider zur Trennung von Feststoff-Flüssigkeitsgemischen im Bereich von dentalem Abwasser werden bereits seit geraumer Zeit in verschiedenen Ausführungen eingesetzt. Üblicherweise weisen diese eine Vollmantelzentrifuge mit einem Einlaß für das zu trennende Gemisch und einem Auslaß für die abgetrennte Flüssigkeit auf. Die Einlaßöffnung ist üblicherweise an der Oberseite angeordnet. Für den Flüssigkeitsauslaß ist eine Übertrittsöffnung vorgesehen. Weiterhin ist ein Feststoffablauf vorhanden, unterhalb dessen in der Regel ein abnehmbar angeordneter Sedimentierbehälter angeordnet ist. Durch den Feststoffablauf fließt nach jeder Zentrifugierphase, das heißt während der Stillstandsphase der Zentrifuge aufgrund der Schwerkraftwirkung der angesammelte Feststoff mit Restflüssigkeit in den Sedimentierbehälter.
[0003] Die DE 3521929 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Abscheiden von Luft und festen Teilchen aus einer Flüssigkeit, die bei der Zahnbehandlung anfallen. Die Vorrichtung besteht aus drei Kammern, wobei zwischen zweiter und dritter Kammer eine Zentrifuge angeordnet ist. Die dritte Kammer dient zum Auffangen der festen Teilchen. In den dritten Behälter ragt ein trichterförmiger, mit Schaufeln versehener Körper, der als Pumpe dient. Die WO 2005104987 A1 beschreibt einen Sedimentpegelfühler für einen Feststoff-Sammelbehälter eines Abscheiders von Feststoffpartikeln aus einer Flüssigkeit, insbesondere dem Abwasser eines dentalen Arbeitsplatzes, wobei ein Pumpenkonus vorgesehen ist. Der Pumpenkonus befördert Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter zurück in eine Zentrifugiereinheit. Die WO 199416643 A1 zeigt einen zahnärztlichen Abscheider bestehend aus einem abnehmbaren Sammelbehälter für Feststoffe, einer Saugluftabscheideeinrichtung und aus einer Vollmantelzentrifuge. Die Vollmantelzentrifuge enthält zwei ineinander angeordnete Zentrifugenbehälter. Die WO 198904214 A1 zeigt einen Zentrifugalabscheider zur Trennung eines Feststoffes aus einem Flüssigkeitsgemisch, insbesondere von dentalem Abwasser, mit einer angetriebenen Vollmantelzentrifuge, wobei die Vollmantelzentrifuge mindestens zwei Vollmantelzentrifugenkammern umfasst, die in Serie im Durchflussweg angeordnet sind. Die DE 8536838 U1 beschreibt einen Abscheider zur Trennung eines Feststoff-Flüssigkeits-Saugluftgemisches in zahnärztlichen Absauganlagen. Vom unteren Sammelraum für Flüssigkeit und Feststoffe führt eine Abflussleitung über eine Hilfspumpe die Flüssigkeit über Vollmantelzentrifuge zurück.
[0004] Im Sedimentierbehälter sinken die schwereren abgeschiedenen Feststoffpartikel nach unten. Allerdings schweben kleinere Partikel noch in der Flüssigkeit. Zur Erreichung eines besseren Trenngrades wird daher oberhalb einer maximal vorgegebenen Sedimentationshöhe in dem entsprechenden Sedimentierbehälter die Flüssigkeit nochmals in die Vollmantelzentrifuge überführt, um in einem weiteren Zentrifugiervorgang noch in der Flüssigkeit befindliche Feststoffanteile abzutrennen.
[0005] Zur Rückführung der Flüssigkeit aus dem Absetzbehälter sind unterschiedliche Ausgestaltungen bekannt. Gemäß einer möglichen Ausgestaltung wird, eine Pumpe eingesetzt, die ein sich bis oberhalb der maximalen, vorgegebenen Sedimentationshöhe nach unten in den Sedimentierbehälter erstreckendes Ansaugrohr aufweist. Über diese Pumpe wird die angesaugte Flüssigkeit über eine Leitung gefördert, die die Druckseite der Pumpe mit der Einlaßöffnung der Zentrifuge verbindet. Ein derartiger Abscheider ist beispielsweise aus der WO-A-89/04152 bekannt. Der Einlaß für das zu trennende Gemisch, das beispielsweise aus einer zahnärztlichen Ansaugeinrichtung oder aus einer Speischale stammt, liegt bei diesem Abscheider an der Oberseite der Zentrifuge und mündet in eine Gemischeinlaßkammer, aus der es in die Zentrifuge gelangt. Die nach unten gemeinsam mit Restflüssigkeit abfließenden Feststoffe sammeln sich im Absetzbehälter, aus dem die überstehende Flüssigkeit mittels der Pumpe wieder nach oben in den Gemischeinlaß gefördert wird. Bei Erreichen einer vorgegebenen Sedimentationshöhe wird der Sedimentierbehälter abgenommen und entleert bzw. gegen einen leeren ausgetauscht. 1 /6 österreichisches Patentamt AT510 883B1 2013-03-15 [0006] Gemäß einer anderen Lösung kann ein Teil der Zentrifugentrommel selbst in die im Sedimentierbehälter gesammelte Flüssigkeit eintauchen. Hierzu ist, wie grundsätzlich beispielsweise aus der DE 35 21 929 C2 bereits bekannt, der in den Sedimentierbehälter hineintauchende Teil der Zentrifugentrommel als Ansaugeinrichtung ausgebildet. Sobald die Zentrifuge in Gang gesetzt wird, wirkt diese Ansaugeinrichtung als Pumpe, die den im obersten Abschnitt des Sedimentierbehälters befindlichen Teil der Flüssigkeit in die umlaufende Zentrifugentrommel zurückfördert.
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der gattungsbildenden DE 35 21 929 C2 den Trenngrad des Abscheiders weiter zu verbessern, wobei gleichzeitig die notwendige Betriebsdauer zur Erreichen des verbesserten Trenngrades vermindert wird.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ausgehend vom gattungsbildenden Stand der Technik durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0009] Demnach ist ein Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem zahnärztlichen Abwassergemisch an die Hand gegeben, der eine in einen Sedimentierbehälter hineinragende Zentrifugentrommel aufweist, die einerseits an ihrer Oberseite einen zentralen Zulauf für das zahnärztliche Abwassergemisch aufweist und andererseits einen Ansaugtrichter aufweist, der in den Sedimentierbehälter hineinragt und der zum Abpumpen von im Sedimentierbehälter aufgefangener Flüssigkeit dient. Erfindungsgemäß ist die Zentrifugentrommel als Mehrkammerzentrifuge ausgebildet. So kann das zu trennende Flüssigkeits-Feststoffgemisch in unterschiedlichen Kammern der Zentrifugentrommel aufgeteilt bzw. aufgetrennt werden. Es ist grundsätzlich eine größere Mantelfläche zur Auftrennung der Flüssigkeit und der Feststoffe im Vergleich zu einer Einkammervollmantelzentrifuge vorhanden.
[0010] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
[0011] Bevorzugt weist die Zentrifugentrommel zentral einen Ansaugtrichter auf, um den herum mehrere ineinander angeordnete Zentrifugenbehälter angeordnet sind. Hierdurch läßt sich eine besonders kompakte Baueinheit realisieren. Diese Baueinheit ist streng symmetrisch aufgebaut, was bei der Konstruktion der mit hoher Drehgeschwindigkeit angetriebenen Vollmantelzentrifuge von besonderer Bedeutung ist.
[0012] Bevorzugt weist der Ansaugtrichter innen auf seinen Umfang verteilt entlang seiner Längsrichtung verlaufende Stege auf. Diese Stege bilden flügelartige Schaufeln, so daß der Ansaugtrichter als Pumpe wirkt.
[0013] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Absaugtrichter über seine Innenwand verteilt Ablauföffnungen auf, die jeweils mit einem der Zentrifugenbehälter in Verbindung stehen.
[0014] Eine besonders gute Trennwirkung ergibt sich, wenn der zentrale Zulauf für das zahnärztliche Abwassergemisch zunächst in den innersten der Zentrifugenbehälter mündet. Demgegenüber kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der Absaugtrichter im Bereich größerer Durchmesser mit Zentrifugenbehältern kleinerer Durchmesser und im Bereich kleinerer Durchmesser mit Zentrifugenbehältern größeren Durchmessers in Strömungsverbindung stehen. Hierdurch ist es gewährleistet, daß die aus dem Sedimentierbehälter angesaugte Flüssigkeit zum Großteil auf den größeren Zentrifugenbehälter, das heißt auf den Zentrifugenbehälter mit dem größeren Durchmesser, verteilt wird und daß nur ein geringer Anteil der aus dem Sedimentierbehälter zurückgeförderten Flüssigkeit in den kleineren Zentrifugenbehälter gefördert wird. Dies wiederum hat den Vorteil, daß die zurückgesaugte Flüssigkeit mit den vergleichsweise kleineren noch in ihr schwebenden Feststoffpartikeln zum Großteil im Bereich des Zentrifugenbehälters größeren Durchmessers einer größeren Zentrifugalkraft ausgesetzt wird, so daß hier vergleichsweise kleinere Teilchen sicher aus der Flüssigkeit abgetrennt werden können.
[0015] Vorteilhaft ist der Absaugtrichter an seiner Oberseite über einen Deckel verschlossen. Hierdurch ist eine Kurzschlußströmung zwischen dem frisch einfließenden dentalen Abwasser- 2/6 österreichisches Patentamt AT510 883B1 2013-03-15 gemisch einerseits und der aus dem Sedimentierbehälter zurückgeführten Flüssigkeit sicher unterbunden.
[0016] In einer einfachen Ausführungsform kann die Mehrkammerzentrifuge aus zwei Kammern bestehen. Gemäß dem Prinzip der Erfindung wird aber eine noch bessere Vergleichmäßigung der zu trennenden Abwasserströme und eine noch bessere Trennwirkung erreicht, wenn die Zentrifugentrommel mehr als zwei Zentrifugenbehälter aufweist.
[0017] Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen: [0018] Figur 1: eine teilweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemäßen Zentrifugen trommel und [0019] Figur 2: eine vollständig geschnittene Darstellung der Zentrifugentrommel gemäß Fi gur 1.
[0020] In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich die das Kernstück des Abscheiders bildende Zentrifugentrommel 10 gezeigt. Diese ist Teil eines ansonsten konventionellen Abscheiders, wie er beispielsweise aus der DE 35 21 929 C2, auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird, bekannt ist.
[0021] Die Zentrifugentrommel 10 ist als Mehrkammerzentrifuge, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Zweikammerzentrifuge ausgeführt.
[0022] Zentrales Teil der Zentrifugentrommel ist ein konischer Ansaugtrichter 12, der sich nach unten hin verjüngt. Diese umgeben zwiebelartig zwei Zentrifugenbehälter 14 und 16, wobei der Zentrifugenbehälter 14 einen vergleichsweise kleineren Durchmesser aufweist als der Zentrifugenbehälter 16. Die beiden Zentrifugenbehälter 14 und 16 sind mit einem zentralen Deckel 18 verschlossen, der auf seiner Innenseite eine große Einlauföffnung 20 aufweist. In hier nicht dargestellter Art und Weise wird durch die Öffnung 20 auch eine nicht dargestellte Antriebswelle geführt, welche mit einem Deckel 22 koppelbar ist, der den Ansaugtrichter 12 verschließt. Über diese Welle, die über einen ebenfalls nicht näher dargestellten Antriebsmotor in Drehbewegung versetzbar ist, wird die Zentrifugentrommel 10 in Drehbewegung versetzt.
[0023] Um den Ansaugtrichter 12 sind die Zentrifugenbehälter 14 und 16 radialsymmetrisch angeordnet. Im oberen Bereich des Ansaugtrichters 12, also im Bereich dessen vergleichsweise größeren Durchmessers, ist der Zentrifugenbehälter 14 mit vergleichsweise kleinerem Außendurchmesser angeordnet. Dieser weist, wie dies bei vertikal angeordneten Vollmantelzentrifugen bekannt ist, eine zumindest teilweise schräg nach außen verlaufende Wandung auf. Dabei ist der untere Bereich der Wandung, wie in der Figur 2 zu sehen ist, aus der Vertikalen stärker angeschrägt, während ein mittlerer Bereich wesentlich weniger stark zur Vertikalen angeschrägt ist. Der obere Randbereich ist gegenüber der Vertikalen in die andere Richtung leicht angeschrägt, so daß sich insgesamt die Form eines Bechers ergibt.
[0024] Wie sich aus der Figur 2 weiter ergibt, ist der Zentrifugenbehälter 16 mit vergleichsweise größerem Außendurchmesser, der den ersten Zentrifugenbehälter 14 zwiebelschalenartig umgibt, bereits im mittleren Bereich des Ansaugtrichters 12, in dem er einen vergleichsweise kleineren Durchmesser hat, angesetzt. Der im Durchmesser größere Zentrifugenbehälter 16 weist einen Vollmantel auf, der im unteren Bereich zur Vertikalen stärker angeschrägt ist und im oberen Bereich zur Vertikalen weniger stark angeschrägt ist.
[0025] Der Zentrifugenbehälter 14 kleineren Durchmessers ist über Öffnungen 24 im Ansaugtrichter 12, die über den Umfang des Ansaugtrichters 12 auf einer Ebene gleich verteilt angeordnet sind und über an die Öffnungen 24 anschließende Verbindungsrohre 26 mit der Innenseite des Ansaugtrichters 12 verbunden.
[0026] Auch der Zentrifugenbehälter 16 größeren Durchmessers ist über entsprechende Öffnungen 28 und Verbindungsrohre 30 mit dem Inneren des Ansaugtrichters 12 verbunden. Der Zentrifugenbehälter 14 weist Auslaßöffnungen 32 für den abgesetzten Feststoff in seinem Bodenbereich auf. Auch der Zentrifugenbehälter 16 größeren Durchmessers weist in seinem 3/6 österreichisches Patentamt AT510 883B1 2013-03-15
Bodenbereich Auslaßöffnungen 34 zum Auslaß des abgetrennten Feststoffes auf. Die Auslaßöffnungen für die vom Feststoff weitgehend befreite Flüssigkeit befindet sich in hier nicht näher dargestellter Art und Weise im oberen Randbereich der Zentrifugenbehälter 14 und 16.
[0027] Im Ansaugtrichter 12 sind auf Umfang in seiner Längsrichtung verlaufende Stege 36 gleich verteilt angeordnet. Diese Stege bilden im Ansaugtrichter 12 nach innen gerichtete Pumpenflügel.
[0028] In Figur 2 ist mittels der Pfeile die Flüssigkeitsströmung dargestellt. So fließt das zahnärztliche Abwassergemisch über die zentrale Zu lauf Öffnungen 20 in die Zentrifugentrommel 10. Oberhalb des Ansaugtrichters 12 wird das zahnärztliche Abwassergemisch, wie durch die entsprechenden Pfeile dargestellt, in den ersten Sedimentierbehälter 14 mit kleinerem Durchmesser geleitet. Dort findet eine erste Auftrennung des zahnärztlichen Abwassergemisches statt. Die Feststoffpartikel sammeln sich im unteren Bereich des Behälters an und fließen mit Restwasser, das noch nicht dekantiert wurde, bei Stillstand der Zentrifuge aus den Auslaßöffnungen 32 nach unten hin in den den ersten Zentrifugenbehälter 14 umgebenden zweiten Zentrifugenbehälter 16 ab. Dort sammelt sich der Feststoff mit dem Restwasser ebenfalls im Bodenbereich und fließt dort gleich weiter aus der entsprechenden Auslaßöffnung 34 in den hier nicht näher dargestellten Sedimentierbehälter ab.
[0029] Während der Drehbewegung der Zentrifugentrommel wirkt der sich in gleicher Drehgeschwindigkeit mitdrehende Ansaugtrichter 12 als Ansaugpumpe und saugt aus dem hier nicht näher dargestellten Sedimentierbehälter Flüssigkeit zurück in die Zentrifugentrommel 10. Beim Zurückfließen in die Zentrifugentrommel 10 in entsprechender Pfeilrichtung fließt ein Großteil der zurückgeführten Flüssigkeit über die Öffnungen 28 und die Rohrstücke 30 in den Zentrifugenbehälter 16 mit dem größeren Durchmesser, wo eine Auftrennung der Flüssigkeit von der noch in ihr schwebenden Feststoffpartikel erfolgt. Dabei kann in dem Zentrifugenbehälter 16 mit vergleichsweise größerem Durchmesser aufgrund der dort wirkenden größeren Zentrifugalkraft ein noch besserer Trenngrad erreicht werden. Dabei läßt sich eine kleinere Trennkorngröße erreichen.
[0030] Der Anteil der vom Ansaugtrichter 12 angesaugten Flüssigkeit aus dem Sedimentierbehälter, der noch nicht über die Öffnungen 28 abgeführt wurde, tritt über die Öffnungen 24 in den kleineren Sedimentierbehälter 14, der den vergleichsweise kleineren Durchmesser aufweist, ein und wird dort in bekannter Weise aufgetrennt. Die jeweilige weitgehend von den Partikeln befreite Flüssigkeit fließt über die hier nicht näher dargestellte im oberen Randbereich angeordnete Ablauföffnung in Pfeilrichtung ab.
[0031] Die Verteilung der über den Absaugtrichter aus dem Sedimentierbehälter zurückgeför-derten Flüssigkeit auf die jeweiligen Zentrifugenbehälter kann über die Anzahl der gleich verteilt auf der Innenwandung des Ansaugtrichters angeordneten Öffnungen 28 bzw. 24 eingestellt werden. So kann, wie beispielsweise in der Figur 2 dargestellt, eine vergleichsweise kleinere Anzahl von Öffnungen 28 für den Zentrifugenbehälter mit dem größten Durchmesser und eine zunehmende Anzahl von Öffnungen 24 für die jeweiligen Zentrifugenbehälter mit kleineren Durchmessern vorgesehen werden. Hierdurch wird der den jeweiligen Zentrifugenbehältern zugeführte Volumenstrom mengenmäßig aufgeteilt.
[0032] Die hier anhand von zwei Kammern vorgestellte Mehrkammerzentrifuge kann wahlweise aus noch mehr Kammern bestehen, wobei eine noch gleichmäßigere Aufteilung der Flüssigkeitsströme mit einer noch weiter verbesserten Trennwirkung erreicht werden kann. 4/6

Claims (9)

  1. österreichisches Patentamt AT 510 883 B1 2013-03-15 Patentansprüche 1. Abscheider zum Abscheiden von Feststoffen aus einem zahnärztlichen Abwassergemisch, mit einer in einen Sedimentierbehälter hineinragenden Zentrifugentrommel (10), die einerseits an ihrer Oberseite einen zentralen Zulauf für das zahnärztliche Abwassergemisch aufweist und andererseits einen Ansaugtrichter (12) aufweist, der in den Sedimentierbehälter hineinragt und der zum Abpumpen von im Sedimentierbehälter aufgefangener Flüssigkeit dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrifugentrommel (10) als Mehrkammerzentrifuge ausgebildet ist.
  2. 2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifugentrommel (10) zentral einen Ansaugtrichter (12) aufweist, um den herum mehrere ineinander angeordnete Zentrifugenbehälter (14, 16) angeordnet sind.
  3. 3. Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugtrichter (12) innen auf seinen Umfang verteilt entlang seiner Längsrichtung verlaufende Stege (36) aufweist.
  4. 4. Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugtrichter (12) über seine Innenwand verteilt Ablauföffnungen (24, 28) aufweist, die jeweils mit einem der Zentrifugenbehälter (14, 16) in Verbindung stehen.
  5. 5. Abscheider nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Zulauf für das zahnärztliche Abwassergemisch in den innersten der Zentrifugenbehälter (14) einmündet.
  6. 6. Abscheider nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugtrichter (12) im Bereich größerer Durchmessers mit Zentrifugenbehältern (14) kleineren Durchmessers und im Bereich kleinerer Durchmesser mit Zentrifugenbehältern (16) größeren Durchmessers in Strömungsverbindung steht.
  7. 7. Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansaugtrichter (12) an seiner Oberseite über einen Deckel (18) verschlossen ist.
  8. 8. Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei ineinander angeordnete Zentrifugenbehälter (14, 16) vorgesehen sind.
  9. 9. Abscheider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder mehr ineinander angeordnete Zentrifugenbehälter (14, 16) vorgesehen sind. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 5/6
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