DE29516387U1

DE29516387U1 - Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm

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Publication number: DE29516387U1
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Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1995-11-30
Anticipated expiration: 2005-10-18
Also published as: WO1997014503A2

Description

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1B. OKT. 1995 ^wpV^B1

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Herr Gerhard Schmidt, Straße der Einheit 37, 39387 Hornhausen

Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Eine derartige Zentrifuge ist grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der veröffentlichten kanadischen Patentanmeldung Nr. 20 34 918-2 beschrieben.

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung der bekannten Zentrifuge und es liegt hier die Aufgabe zugründe, eine Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm mit den im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen, also eine Zentrifuge mit vertikal stehender Drehachse zu schaffen, bei der eine kontinuierliche Beschickung mit Klärschlamm und eine kontinuierliche Abführung von

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Flüssigkeit und Feststoffmaterial möglich ist, und mit der ein hoher Durchsatz von beispielsweise 4t/h erreicht werden kann, ohne daß Probleme durch Verstopfungen oder Unwuchten entstehen. Weiterhin sollte der Aufbau der Zentrifuge möglichst einfach und kostensparend und unter Verwendung von Handels- und Normteilen durchgeführt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den Klärschlamm beim Einlaufen in die Siebtrommel und beim Verteilen in der Siebtrommel so zu führen, daß Zusammenballungen, die zu Verstopfungen oder Unwuchten führen könnten, gar nicht erst entstehen oder sofort wieder aufgelöst werden. Diese besondere Führung des Klärschlamms beginnt bereits im Einlaufbereich, in dem eine Zuführung in den Einlauftopf in axialer Richtung erfolgt. Dadurch entfällt die bei radialer Einführung notwendige Umlenkung, und die Einführungsöffnungen können eine kreisrunde, anstelle einer elliptischen Gestalt aufweisen. Die im Bereich der Zuführungsöffnung angeordneten rotierenden Führungsbleche, die flügelartig ausgebildet sein können, beschleunigen das zugeführte Medium, drücken es durch die Zuführungsöffnungen in den Innenraum der Siebtrommel und verhindern Zusammenballungen, da sie den

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zugeführten Klärschlammstrahl wie mit Messern durchtrennen. Der in den oberen Zwickelbereichen der Siebtrommel angeordnete Führungsring, dessen konkave Krümmung zweckmäßig so verläuft, daß sie tangential sowohl an den Siebtrommeldeckel als auch an den Siebtrommelmantel anschließt, sorgt dafür, daß der in an sich bekannter Weise von der rotierenden Verteilervorrichtung in Richtung auf den Siebtrommeldeckel-bewegte Klärschlamm gleichmäßig und unbehindert dem Siebtrommelmantel zugeführt wird, so daß keine Materialansammlungen und Unwuchten entstehen können. Durch die Auskleidung des Siebtrommelmantels mit einem nur Flüssigkeit durchlassenden Vlies, das nur von Wassermolekülen durchquert werden soll, wird dafür gesorgt, daß alle festen Bestandteile in der Siebtrommel zurückbleiben. Aufgrund eines leichten Wasserfilms, der sich ebenfalls an der Vliesoberfläche aufbaut, und das kontinuierliche Nachströmen des Klärschlamms, gleiten die Feststoffe nach unten, bis sie durch Abstreifer von der Siebtrommelwand entfernt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Zentrifuge werden im folgenden anhand von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt eine auf einem mit Rädern versehenen Chassis montierte Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm;

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Fig. 2 in einer Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform eines Siebtrommeleinsatzes für die Zentrifuge nach Fig. 1;

Fig. 2A in vergrößerter Darstellung den Bereich X in Fig. 2;

Fig. 2B in vergrößerter Darstellung den Bereich Y in~ Fig. 2;

Fig. 3 in einer Darstellung analog Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Siebtrommeleinsatzes für die Zentrifuge nach Fig. 1 mit Teildarstellungen der am Gehäuse befestigten Abstreifelemente;

Fig. 4 in einer Darstellung analog Fig. 1 zwei Varianten der Zentrifuge mit einer leicht veränderten Lagerung der Siebtrommel im Gehäuse.

Die in Fig. 1 dargestellte Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm ist auf einem wagenartigen Chassis 1 montiert, so daß sie leicht an einen Einsatzort gebracht werden kann. Sie besitzt ein im wesentlichen zylindrisch ausgebildetes Gehäuse 2, das an seiner Oberseite mit einem Deckel 9 abgeschlossen ist. Im Gehäuse sind Stützen 3 für die im Gehäuse angeordnete Siebtrommel 6 angeordnet. Es können beispielsweise fünf Stützen 3 in Umfangsrichtung der Siebtrommel in Abständen von 72° angeordnet sein. Im Boden des Gehäuses sind Flüssigkeitsabflüsse 8.1 und 8.2 vorgese-

hen, die in eine Flüssigkeitsableitung 8 münden. Die im Gehäuse 2 angeordnete Siebtrommel 6 ist um eine vertikale Drehachse D drehbar. Sie wird über eine Antriebswelle 22 angetrieben, und zwar von einem mittels einer Halterung 20 am Gehäusedeckel 9 montierten Elektromotor 19 über eine auf der Abtriebswelle des Motors befestigte Riemenscheibe 24, einen Keilriemen 25 und eine auf der Antriebswelle 22 angeordnete Riemenscheibe 23. Auf dem Gehäusedeckel 9 ist koaxial zur Drehachse D ein Einlauftopf 10 angeordnet, in den in axialer Richtung zu beiden Seiten der Drehachse D Zuleitungsstutzen 13 einmünden, die an eine Klärschlammzuführungsleitung 15 angeschlossen sind. Die Antriebswelle 22 ist durch den Einlauftopf 10 mittels eines Lagerrohrs 12 hindurchgeführt und in Drehlagern 26 und 27 gelagert und durch eine Scheibe 2 8 fixiert. Der Einlauftopf 10 ist über durch den Gehäusedeckel 9 geführte Zuführungsöffnungen und weitere Zuführungsöffnungen im Siebtrommeldeckel 3 0 mit dem Innenraum der Siebtrommel 6 verbunden. Innerhalb des Einlauftopfes 10 sind feststehende Führungsbleche 11 angeordnet, die so angestellt sind, daß sie dem zugeführten Klärschlamm anstelle des freien Falls eine schräge Fließrichtung aufprägen und verhindern, daß es am Übergang vom Einlauftopf zum Zentrifugeninnenraum zu starken Verwirbelungen an den Stegen der Deckel kommt.

An der durch die Zuführungsöffnungen geführten Antriebswelle 22 sind im Bereich der Zuführungsöffnungen zwischen Gehäusedeckel 9 und Siebtrommeldeckel 3 0

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mit der Siebtrommel rotierende Führungsbleche 31 angeordnet, die für eine beschleunigte Durchführung des Klärschlamms durch die Zuführungsöffnungen sorgen. Im oberen Bereich der Siebtrommel 6 ist unmittelbar unter den Zuführungsöffnungen eine mit der Siebtrommel rotierende Verteilervorrichtung angeordnet. Diese Verteilervorrichtung ist bei der in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellten Ausführungsform als Verteilerteller 29 ausgebildet, der eine um seinen Mittelpunkt laufende, von oben gesehen konkave Verteilerrinne aufweist, deren Randbereiche unter einem vorgegebenen Winkel in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckels 3 0 ausgerichtet sind. Die Verteilervorrichtung dient zur radialen und in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckels verlaufenden Verteilung des zugeführten Klärschlamms. Weiterhin ist innerhalb der sich nach unten konisch verjüngenden Siebtrommel 6 in den Zwickelbereichen zwischen Siebtrommeldeckel 3 0 und Siebtrommelmantel 6.1 ein von innen gesehen konkav gekrümmter Führungsring 38.1 angeordnet (siehe Fig. 2A) zur Umlenkung der horizontalen Bewegungskomponente des von der Verteilervorrichtung 29 kommenden Klärschlamms nach unten in Richtung des Siebtrommelmantels 6.1. Dieser Führungsring 38.1 ist Teil eines am Siebtrommeldeckel 3 0 angeordneten Führungsteils 38, das beispielsweise aus Kunststoff bestehen kann. Der Siebtrommelmantel 6.1 ist mit einem in Fig. 2B mit Bezugsziffer 3 5 dargestellten, nur Flüssigkeit durchlassenden, auswechselbarem Vlies ausgekleidet.

Im mittleren bis unteren Bereich der Siebtrommel 6

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sind am Umfang verteilt Feststoffabstreifer 32 angeordnet, die den Siebtrommelmantel 6.1 an seiner Innenseite berühren und so geformt sind, daß der abgestreifte Feststoff eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Drehachse D erhält. Die Feststoffabstreifer 3 2 sind an Halterungsarmen 32.1 befestigt, die nach unten aus der Öffnung der Siebtrommel 6 her-

ausgeführt und in nicht besonders dargestellter Weise mit dem Gehäuse 2 fest verbunden sind.

Unterhalb des offenen unteren Endes der Siebtrommel 6 ist eine Feststoffabführungsvorrichtung angeordnet, die mit einem auf dem Chassis 1 angeordneten Befestigungsring 7 fest verbundene, wannenartig nach unten zulaufende Führungsbleche 5 aufweist, sowie am tiefsten Punkt einen Schneckenförderer 4 zur Abführung des Feststoffs.

Die Abstützung und Lagerung der Siebtrommel 6 auf den Trommelstützen 3 erfolgt bei der in Fig. 1 dargestellten Ausfuhrungsform mittels eines Abstützrings 3 6 und Gleitlagern 37.

In Fig. 2B ist zu erkennen, daß das untere Ende des Siebtrommelmantels 6.1 durch Halterungsringe 33 und 34 stabilisiert ist.

Wie weiterhin aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Klärschlammzuleitung 15 über ein Ventil 18 an eine Beschickungspumpe 14 angeschlossen, der ein Grobteilsieb 17 vorgeschaltet ist.

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Fig. 3 zeigt eine Variante der Zentrifuge nach den Fig. 1 und 2. Sie unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausführungsform durch eine etwas andere Ausbildung der Verteilervorrichtung unterhalb der Zuführungsöffnungen. Anstelle des Verteilertellers 29 tritt ein Kranz aus mehreren mit der Antriebswelle 2 fest verbundenen gekrümmten Rohrstücken 39. Das Eintrittsende dieser Rohrstücke liegt"jeweils unterhalb der Zuführungsöffnungen und die Krümmung verläuft so, daß die Austrittsenden unter einem vorgegebenen Winkel in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckels 30 ausgerichtet sind. Dabei können zur Beschleunigung der Zuführungsgeschwindigkeit die Austrittsenden der Rohrstücke 39 düsenartig verjüngt sein.

Weiterhin sind bei der Ausführungsform nach Fig. 3 zusätzliche Abstreif- und Verteilungsmittel vorgesehen. An einem durch das offene untere Ende der Siebtrommel 6 hindurchgeführten Stativ 43 sind, im wesentlichen radial verlaufend, Halterungsarme 41 angeordnet, die an ihren äußeren Enden Feststoffabstreifer 40 besitzen, die dem Siebtrommelmantel unmittelbar gegenüberliegen und für ein Abstreifen in diesem Bereich sorgen. Sie sind so ausgeformt, daß sie dem Feststoffanteil eine Bewegungskomponente nach innen verleihen. Die Halterungsarme 41 können sich über Rollen 41.1 an dem Siebtrommelmantel 6.1 abstützen. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn, wie ebenfalls in Fig. 3 dargestellt, an den Halterungsarmen 41 weitere Führungsflächen angeordnet sind, die im

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mittleren Bereich des Innenraums der Siebtrommel 6
dafür sorgen, daß das dort umlaufende Klärschlammmaterial
eine zusätzliche Bewegungskomponente nach
unten erhält. Diese Führungsflächen können als Führungsbleche 42 ausgebildet sein, die von unten gesehen konkav ausgebildet sind, sich an dem der Strömungsrichtung
entgegengerichteten vorderen Ende verjüngen "und am hinteren Ende nach abwärts"gekrümmt
sind.

Fig. 4 zeigt eine weitere Variante der Zentrifuge

nach den Fig. 1 und 2, die im Hinblick auf die Lagerung der Siebtrommel 6 etwas unterschiedlich ausgebildet
ist. In Fig. 4 sind für mit der Ausführungsform nach Fig. 1 identische Teile die gleichen Be-

zugsziffern verwendet. Weiterhin sind in Fig. 4 zwei unterschiedliche Varianten der Lagerung der Siebtrommel 6 zu beiden Seiten der Mittelachse M dargestellt. Bei der links von der Mittelachse M dargestellten Variante stützt sich die Siebtrommel 6 über in zwei

Reihen übereinander angeordnete, auf der Umfangsrichtung verteilte Wälzkörper 46.1 und 46.2 auf den Siebtrommelspitzen 45 ab, während bei der in Fig. 4
rechts von der Mittelachse M dargestellten Variante
die Abstützung der Siebtrommel 6 auf den Siebtrommelstützen 45' ebenfalls zweireihig mittels an der Siebtrommel angeordneter Lagerringe erfolgt, die sich
axial und radial auf Wälzlagern abstützen.

Die Funktionsweise der Zentrifuge in den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4 ist folgende:

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Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Zentrifugen mit vertikaler Drehachse kann die dargestellte Zentrifuge kontinuierlich beschickt und entsorgt werden. Weiterhin hat sich erwiesen, daß ein Einsatz von zusätzlichen Eindickmitteln nicht erforderlich ist.

Der zugeführte Klärschlamm gelangt über eine Säuglei-" tung zum Feststoffsieb 17. Hier sollen größere Partikel, die Schäden oder Störungen an den nachfolgenden Bauteilen verursachen könnten, ausgesondert werden. Mittels der Pumpe 14 wird der Klärschlamm anschließend in die Druckleitung 15 gepreßt, in der er nach Durchlaufen des Stellventils 18 zu den Einfüllstutzen 13 fließt. Im Einlauftopf 10 wird der Klärschlamm durch die festen Führungsbleche 11 in eine schräge Fließrichtung gebracht und beim Durchströmen der Zuführungsöffnungen durch die rotierenden Führungsbleche 31 wie mit Messern durchtrennt und nach innen gefördert. Im Innenraum der Siebtrommel 6 gelangt der Klärschlamm in die Verteilervorrichtung 2 9 bzw. 39, durch welche er radial nach außen und nach oben an die Unterseite des Siebtrommeldeckels 3 0 gefördert wird. Da der Siebtrommeldeckel 3 0 ebenfalls rotiert, wandern die Materialteilchen weiter an den Außenrand und werden dort durch den Führungsring 3 8.1 auf den Siebtrommelmantel 6.1 nach unten abgelenkt. Am Siebtrommelmantel 6.1 erfolgt durch das aufgebrachte Vlies die Entwässerung. Das abgezogene Wasser gelangt durch das Gehäuse 2 in die Flüssigkeitsableitung 8, während die Feststoffe vom Siebtrommelmantel

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6.1 durch die Abstreifer 32 bzw. 40 von dem Siebtrommelmantel entfernt und nach innen geführt werden, wo sie aufgrund ihrer Schwere in die Feststoffabführungsvorrichtung 5 und 4 fallen und abgeführt werden.

Claims

·: :": :"::« 95-20-32 Schutzansprüche

1. Zentrifuge zur Entwässerung von Klärschlamm mit einem an seiner Oberseite durch einen Deckel abgeschlossenen, im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Gehäuse, das in seinem Boden mindestens eine Flüssigkeitsableitung aufweist und in dem eine Siebtrommel um eine vertikale Drehachse drehbar und von einer Antriebsvorrichtung her antreibbar angeordnet ist, einem auf dem Gehäusedeckel koaxial zur Drehachse angeordneten Einlauftopf, an den mindestens eine Klärschlammzuleitung angeschlossen ist und dessen Innenraum über durch den Gehäusedeckel und den Siebtrommeldeckel geführte Zuführungsöffnungen mit dem Innenraum der Siebtrommel verbunden ist, wobei im Einlauftopf feste Führungselemente für den Klärschlamm angeordnet sind und im oberen Bereich der Siebtrommel unmittelbar unter den Zuführungsöffnungen eine mit der Siebtrommel rotierende Verteilervorrichtung zur radialen und in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckels verlaufenden Verteilung des Klärschlamms angeordnet ist, und bei der die Siebtrommel nach unten sich konisch verjüngend ausgebildet ist, wobei dem offenen unteren Ende der Siebtrommel eine Feststoffabführungsvorrichtung gegenüberliegt, und innerhalb der Siebtrommel mindestens eine die Siebtrommel an der Innenseite berührende Feststoffabstreifvorrichtung angeordnet ist, die aus dem unteren Ende der Siebtrommel herausgeführt und mit dem Gehäuse fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Klärschlammzuleitung (13) an den Einlauftopf (10) in axialer Richtung angeschlossen ist,

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daß im Bereich der Zuführungsöffnungen zwischen Gehäusedeckel (9) und Siebtrommeldeckel (3 0) mit der Siebtrommel (6) rotierende Führungsbleche (31) angeordnet sind,

daß innerhalb der Siebtrommel (6) in den Zwickelbereichen zwischen Siebtrommeldeckel (30) und

(6.1) 6fin7"von~innen gesehen konkav gekrümmter Führungsring (38.1) angeordnet ist, zur Umlenkung der horizontalen Bewegungskomponente des von der Verteilervorrichtung (29, 39) kommenden Klärschlamms nach unten in Richtung des Siebtrommelmantels (6.1) und

daß der Siebtrommelmantel (6.1) mit einem nur Flüssigkeit durchlassenden, auswechselbaren Vlies (35) ausgekleidet ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilervorrichtung ein an der Antriebswelle (22) der Siebtrommel (6) befestigter Verteilerteller (29) ist, der eine um seinen Mittelpunkt laufende konkave Verteilerrinne aufweist, deren Randbereiche unter einem vorgegebenen Winkel in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckeis (30) ausgerichtet sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilervorrichtung aus mehreren mit der Antriebswelle (22) der Siebtrommel (6) verbundenen gekrümmten Rohrstücken (39) beseht, deren

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Eintrittsende jeweils unterhalb der Zuführungsöffnungen liegt und deren Krümmung so verläuft, daß ihre Austrittsenden unter einem vorgegebenen Winkel in Richtung auf die Unterseite des Siebtrommeldeckels (30) ausgerichtet sind. 10

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- -—· net, daß sich die Austrittsenden der'Rohrstücke

(39) düsenartig verjüngen.

5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren bis unteren Bereich der Siebtrommel (6) am Umfang verteilt mindestens zwei den Siebtrommelmantel (6.1) an der Innenseite berührende Feststoffabstreifer (32) angeordnet sind, die an von unten in die Siebtrommel (6) hineingeführten ersten Halterungsarmen (32.1) befestigt sind und eine solche Form besitzen, daß der abgestreifte Feststoff eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Drehachse (D) erhält.

6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren bis oberen Bereich der Siebtrommel (6) am Umfang verteilt mindestens zwei, dem Siebtrommelmantel (6.1) unmittelbar gegenüberliegende Feststoffabstreifer

(40) angeordnet sind, die an einem von unten in die Siebtrommel (6) hineingeführten Halterungsstativ (43) über zweite Halterungsarme (41) befestigt sind und eine solche Form besitzen, daß der abgestreifte Feststoff eine Bewegungskomponente in Richtung auf die Drehachse (D) erhält.

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7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den zweiten Halterungsarmen (41) im mittleren Bereich der Siebtrommel (6) gekrümmte, sich an ihrer der Drehrichtung entgegengerichteten Vorderseite verjüngende Führungsbleche (42) angeordnet sind, die von unten gesehen konkave und an

ihrer Rückseite abwärts gerichtete Führungsflächen — aufweisen. -----

8. Zentrifuge nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Antriebswelle (22.-22.1) der Siebtrommel (6) über ein Nadellager (44) auf dem Halterungsstativ (43) abstützt.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Innenwand des Gehäuses (2) und der Siebtrommel (6) am Umfang verteilt mehrere Siebtrommelstützen (3, 45, 45·) angeordnet sind, an denen sich die Siebtrommel mindestens längs einer Umfangslinie abstützt.

10. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Siebtrommel (6) mittels eines längs einer Umfangslinie angeordneten Lagerringes (36) über Gleitlager (37) erfolgt.

11. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Siebtrommel (6) über längs zweier Umfangslinien angeordnete Wälzkörper (46.1, 46.2) erfolgt.

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12. Zentrifuge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung der Siebtrommel (6) über längs zweier Umfangslinien angeordnete Lagerringe auf horizontal ausgerichteten Wälzlagern (46.I¹, 46.2') erfolgt.

13. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Siebtrom— mel (6) eine Feststoffauffangwanne (5) angeordnet ist, durch die ein Schneckenförderer (4) geführt ist.

14. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (22) der Siebtrommel (6) aus der Oberseite des Einlauftopfs (10) herausgeführt ist und der Antrieb von auf dem Gehäusedeckel (9) montierten Elektromotor (19) über Keilriemen (25) erfolgt.

15. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klärschlammzuführung über eine Druckleitung (15) erfolgt, in die eine Beschickungspumpe (14) eingeschaltet ist.

16. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) der Zentrifuge zusammen mit der Beschickungspumpe (14) auf einem als fahrbarer Wagen ausgebildeten Chassis (1) angeordnet ist.