DE3409068A1 - Centrifuge for cutting materials of different thickness - Google Patents
Centrifuge for cutting materials of different thicknessInfo
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Abstract
Description
Zentrifuge zum Trennen von Stoffen unterschiedlicherCentrifuge for separating different materials
Dichte Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge zum Trennen von Stoffen unterschiedlicher Dichte, bestehend aus einem Trenngefäß, einer innerhalb des Trenngefäßes angeordneten, mit einem Tellereinsatz versehenen Verteilungseinrichtung, die mit einem Antrieb zur Erzeugung der Schleuderdrehzahl verbunden ist, wobei die Zentrifuge mit wenigstens einer Zuleitung für die zu trennenden Stoffe und einer Ableitung für die voneinander getrennten Stoffe ausgerüstet ist.Density The invention relates to a centrifuge for separating of substances of different densities, consisting of a separation vessel, one inside the separation vessel arranged with a plate insert distribution device, which is connected to a drive for generating the spin speed, the Centrifuge with at least one feed line for the substances to be separated and one Discharge is equipped for the separated substances.
Derartige Zentrifugen sind allgemein bekannt. Das Trenngefäß und die Verteilungseinrichtung sind dabei formschlüssig miteinander verbunden und rotieren somit bei Betrieb mit der gleichen Drehzahl. Die maximal zulässige Drehzahl wird bestimmt durch die in der Wandung des Trenngefäßes auftretenden Spannungen, die durch Massenfliehkräfte und Flüssigkeitsdruck erzeugt werden, wobei die Massenfliehkräfte meistens überwiegen.Such centrifuges are generally known. The separation vessel and the Distribution devices are positively connected to one another and rotate thus when operating at the same speed. The maximum permissible speed is determined by the stresses occurring in the wall of the separation vessel, the are generated by centrifugal mass forces and fluid pressure, the centrifugal mass forces mostly predominate.
Die Trennung des Stoffgemisches in seine einzelnen Bestandteile findet im Tellereinsatz statt, wobei die Trennleistung einer Zentrifuge proportional dem Produkt aus der wirksamen Klärfläche des Tellereinsatzes und der mittleren Zentrifugalbeschleunigung im Tellereinsatz ist. Die Zentrifugalbeschleunigung wiederum ist eine Funktion der 2. Potenz der Drehzahl.The separation of the substance mixture into its individual components takes place in the plate insert instead, the separation efficiency of a centrifuge being proportional to the Product of the effective clearing area of the plate insert and the mean centrifugal acceleration is in the plate insert. The centrifugal acceleration, in turn, is a function of the 2nd power of the speed.
Die hohe Drehzahl zur Erzielung einer möglichst hohen Trennleistung ist somit nur im Tellereinsatz erforderlich, wird aber konstruktionsbedingt auf das Trenngefäß übertragen und bedingt hier -die Verwendung hochwertiger Werkstoffe und relativ dicker Wandstärken.The high speed to achieve the highest possible separation performance is therefore only required in the plate insert, but is due to the design transferring the separation vessel and requires the use of high-quality materials and relatively thick walls.
Bei Zentrifugen der gattungsgemäßen Art wird die leichte Phase des Stoffgemisches in der Regel mittels eines Schälorgans und die schwere Phase über ständig offene oder verschließbare Kanäle in der Wandung des Trenngefäßes abgelassen. Die dabei entstehenden Verluste an Rotationsenergie bestimmen hauptsächlich den für den Betrieb der Zentrifuge erforderlichen Kraftbedarf. Hinzu kommen noch Verluste aufgrund der Luftreibung an den Außenwänden des Trenngefäßes. Alle genannten Verluste sind Funktionen der 2. oder höheren Potenz der Drehzahl des Trenngefäßes.In centrifuges of the generic type, the light phase of the Mixture of substances usually by means of a peeling organ and the heavy phase over drained continuously open or closable channels in the wall of the separation vessel. The resulting losses of rotational energy mainly determine the power required to operate the centrifuge. There are also losses due to the air friction on the outer walls of the separation vessel. All losses mentioned are functions of the 2nd or higher power of the speed of the separation vessel.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Leistungsfähigkeit der bekannten Zentrifugen zu erhöhen und/oder die Herstellungs- und Betriebskosten zu erniedrigen.The object of the present invention is to improve the performance to increase the known centrifuges and / or the manufacturing and operating costs to humiliate.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Trenngefäß gegenüber der Verteilungseinrichtung drehbeweglich gelagert ist und mit einer geringeren Drehzahl angetrieben wird als die Verteilungseinrichtung.This object is achieved in that the separation vessel compared to the Distribution device is rotatably mounted and at a lower speed is driven as the distribution facility.
Mit der erfindungsgemäßen Zentrifuge ist es möglich, im Vergleich zu bekannten Zentrifugen entweder die Drehzahl der Verteilungseinrichtung und damit die Trennleistung der Zentrifuge zu erhöhen, ohne die zulässige Spannung in der Wandung des Trenngefäßes zu überschreiten, oder die Drehzahl des Trenngefäßes herabzusetzen ohne Verminderung der Trennleistung, womit entweder der erforderliche Kraftbedarf zum Betrieb der Zentrifuge erniedrigt wird oder die Anforderungen verringert werden, die an die Qualität des für das Trenngefäß verwendeten Werkstoffes gestellt werden.With the centrifuge according to the invention it is possible to make a comparison to known centrifuges either the speed of the distribution device and thus to increase the separation efficiency of the centrifuge without reducing the permissible voltage in the Wall of the separation vessel to exceed, or reduce the speed of the separation vessel without reducing the separation performance, which means either the required power requirement is lowered for operation of the centrifuge or the requirements are reduced, which are placed on the quality of the material used for the separation vessel.
Es ist jedoch auch denkbar, die Drehzahl der Verteilungseinrichtung zu erhöhen und gleichzeitig die Drehzahl des Trenngefäßes abzusenken, wodurch die Leistungsfähigkeit der Zentrifuge bei gleichzeitiger Senkung der Herstellungs-und Betriebskosten erhöht werden kann.However, it is also conceivable to change the speed of the distribution device to increase and at the same time lower the speed of the separation vessel, whereby the Centrifuge efficiency while reducing manufacturing and production Operating costs can be increased.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Antrieb des Trenngefäßes durch die zu trennenden Stoffe über Reibkräfte erfolgt, die an den Innenwänden des Trenngefäßes angreifen.It is particularly advantageous if the drive of the separation vessel is through the substances to be separated takes place via frictional forces that act on the inner walls of the separation vessel attack.
Dadurch ergibt sich auf einfache Weise eine Differenzdrehzahl, deren Größe bestimmt wird durch das Verhältnis dieser Reibkräfte zu den drehzahlverzögernden Kräften, die am Trenngefäß wirken.This results in a simple way of a differential speed whose The size is determined by the ratio of these frictional forces to the speed-retarding forces Forces that act on the separation vessel.
Wird eine bestimmte Drehzahl des Trenngefäßes angestrebt, so können die die Drehzahl beeinflussenden Kräfte durch geeignete Maßnahmen verändert werden.If a certain speed of the separation vessel is aimed for, so can the forces influencing the speed can be changed by suitable measures.
Die drehzahlerzeugende Flüssigkeitsreibung kann zum Beispiel durch strömungsbehindernde Elemente im Trenngefäß erhöht werden.The speed-generating fluid friction can, for example, by flow-restricting elements in the separation vessel are increased.
Derartige strömungsbehindernde Elemente können beispielsweise Rippen auf der inneren Wandung des Trenngefäßes sein.Such flow-impeding elements can, for example, ribs be on the inner wall of the separation vessel.
Eine weitere Möglichkeit bieten leicht austauschbare Rippeneinsätze, die in das Trenngefäß eingesetzt werden können.Another option is easily exchangeable rib inserts, which can be used in the separation vessel.
Die drehzahlverzögernden Kräfte können ebenfalls leicht verändert werden. Beispielsweise können an der Außenwand des Trenngefäßes Rippen angebracht sein zur Erhöhung des Luftwiderstandes.The speed-retarding forces can also be changed slightly will. For example, ribs can be attached to the outer wall of the separation vessel be to increase air resistance.
Bei der Ableitung der leichten Phase kann durch Verwendung unterschiedlich großer Schälorgane der Rotationsenergieverlust vergrößert oder verkleinert werden.When deriving the light phase can be different through use large peeling organs the rotational energy loss can be increased or decreased.
Wird in der Ableitung für die leichte Phase ein Drosselorgan vorgesehen, läßt sich durch entsprechende Einstellung des Drosselorgans die Eintauchtiefe und damit auch die Flüssigkeitsreibung an der Ober- und Unterseite des Schälorgans variieren.If a throttle device is provided in the discharge for the light phase, the immersion depth and so that the fluid friction on the top and bottom of the peeling organ also vary.
Sind in der Wandung des Trenngefäßes als Düsen ausgebildete, ständig offene Kanäle vorgesehen zum Ablassen der schweren Phase, so können durch die Wahl des Ausströmwinkels der Düsenbohrung, bezogen auf die Drehrichtung des Trenngefäßes, unterschiedliche Energieverluste erzeugt werden. Der Ausströmwinkel kann dabei von nahezu tangentialem Ausströmen entgegen der Drehrichtung mit kleinsten Verlusten über radiales Ausströmen bis zu tangentialem Ausströmen in Drehrichtung mit größten Verlusten verändert werden.Are formed as nozzles in the wall of the separation vessel, constantly Open channels provided for draining the heavy phase, so can by choice the outflow angle of the nozzle bore, based on the direction of rotation of the separation vessel, different energy losses are generated. The outflow angle can be from almost tangential outflow against the direction of rotation with the smallest losses from radial outflow to tangential outflow in the direction of rotation with largest Losses are changed.
Darüber hinaus bieten sich zur Beeinflussung der Drehzahl während des Betriebes an sich bekannte Bremsen an. Da mit der Drehzahl des- Trenngefäßes sich auch die Düsenleistung verändert, kann dadurch die Feststoffkonzentration beeinflußt werden.In addition, lend themselves to influencing the speed during brakes known per se of the company. As with the speed of the separating vessel If the nozzle output also changes, this can influence the solids concentration will.
Als Bremsen kommen Wirbelstrom-, Flüssigkeits- und Reibungsbremsen in Betracht.Eddy current, fluid and friction brakes are used as brakes into consideration.
Die Drehzahldifferenz zwischen Trenngefäß und Verteilungseinrichtung kann auch durch ein Getriebe oder einen separaten Antrieb für das Trenngefäß erzeugt werden.The speed difference between the separation vessel and the distribution device can also be generated by a gear unit or a separate drive for the separation vessel will.
Zur Überwachung der Drehzahl des Trenngefäßes kann ein Drehzahlfühler vorgesehen werden, der in Verbindung mit der zur Zentrifuge gehörenden Steuerung eine Abschaltung der Zentrifuge veranlaßt, sobald die zulässige Drehzahl des Trenngefäßes überschritten wird.A speed sensor can be used to monitor the speed of the separation vessel are provided in connection with the control system belonging to the centrifuge The centrifuge is switched off as soon as the permissible speed of the separation vessel is reached is exceeded.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Trenngefäß auf der Nabe der Verteilungseinrichtung gelagert, wodurch Trenngefäß und Verteilungseinrichtung eine Einheit bilden.In a preferred embodiment of the invention, the separation vessel is mounted on the hub of the distribution device, thereby separating vessel and distribution device form a unit.
Es ist jedoch auch denkbar, das Trenngefäß separat auf der Antriebsspindel oder im Antriebsgehäuse zu lagern.However, it is also conceivable to place the separating vessel separately on the drive spindle or to be stored in the drive housing.
In jedem Fall ist die Lagerung des Trenngefäßes mit einer Dichtung gegenüber dem Innenraum des Trenngefäßes abgedichtet.In any case, the separation vessel is supported with a seal sealed against the interior of the separation vessel.
Es kann auch zweckmäßig sein, eine weitere Dichtung im Bereich des Übertritts der leichten Phase aus dem Tellereinsatz zum Schälorgan vorzusehen.It can also be useful to have a further seal in the area of the Provide transfer of the light phase from the plate insert to the peeling organ.
Mit den vorgenannten Maßnahmen lassen sich Drehzahlen des Trenngefäßes erzielen, die im Bereich von 0 - 95 % der Drehzahl der Verteilungseinrichtung liegen. Bevorzugt wird jedoch mit einer Drehzahl des Trenngefäßes gearbeitet, die etwa 50 - 80 % der Drehzahl der Verteilungseinrichtung beträgt. Dabei reduziert sich die Eigenspannung in der Wandung des Trenngefäßes auf 25 - 65 % des Wertes der bekannten Zentrifugen.With the aforementioned measures, the speeds of the separation vessel achieve that are in the range of 0-95% of the speed of the distribution device. However, preference is given to working with a speed of rotation of the separation vessel which is approximately 50 - 80% of the speed of the distribution device. This reduces the Internal stress in the wall of the separation vessel to 25 - 65% of the value of the known Centrifuges.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail.
Mit 1 ist das Trenngefäß bezeichnet, das aus dem Unterteil 2, dem Oberteil 3, dem Deckel 4 und den Verschlußringen 5 und 6 besteht. Das Trenngefäß ist gegenüber der Verteilungseinrichtung 7 drehbeweglich mittels Lager 8 und 9 gelagert. Die Verteilungseinrichtung setzt sich zusammen aus dem Verteiler 10, der Verteilernabe 11, dem Tellereinsatz 12, dem Druckteller 13 und dem Gewindestück 14, das über dem Druckteller 13 die Vorspannung des Tellereinsatzes 12 bewirkt. Der Verteiler 10 hat eine zentrale Einlaufkammer 15, die mit der Zuleitung 16 in Verbindung steht und von der Kanäle 17 ausgehen, die in Ausnehmungen 18 münden, denen Steigekanäle 19 im Tellereinsatz 12 zugeordnet sind. Im peripheren Teil des Trenngefäßes 1 befinden sich Rippen 20 und an der Außenseite des Oberteils 3 Rippen 21. Über Kanäle 22 in der Wandung des Unterteils 2 können abgeschleuderte Feststoffe aus dem Trenngefäß 1 abfließen. Der Tellereinsatz 12 wird über Rippen 23 am Verteiler 10 geführt, wobei die Räume zwischen den Rippen über Kanäle 24 mit der Schälkammer 25 in Verbindung stehen. In der Schälkammer 25 befindet sich ein Schälorgan 26, das an einem stillstehenden Gehäuse 27 befestigt ist, das mit einer Ableitung 28 versehen ist, in der ein Drosselorgan 29 angeordnet ist. Ein im Oberteil 3 vorgesehener Wellendichtring 30 dichtet den Spalt 31 zwischen Oberteil und Druckteller 13 ab. Ein weiterer Wellendichtring 32 im Unterteil 2 schützt die Lager 8 und 9 vor Feuchtigkeit. Die Verteilernabe 11 ist über die Antriebs spindel 33 und das Antriebsgehäuse 34 mit dem Antrieb 35 verbunden. Zur Überwachung der Drehzahl des Trenngefäßes 1 ist ein Drehzahlfühler 36 vorgesehen. Über eine Bremseinrichtung 37 kann die Drehzahl des Trenngefäßes 1 beeinflußt werden.1 with the separation vessel is referred to, which consists of the lower part 2, the Upper part 3, the cover 4 and the locking rings 5 and 6 consists. The separation vessel is rotatably mounted with respect to the distribution device 7 by means of bearings 8 and 9. The distribution device is composed of the distributor 10, the distributor hub 11, the plate insert 12, the pressure plate 13 and the threaded piece 14, which is above the Pressure plate 13 causes the bias of the plate insert 12. The distributor 10 has a central inlet chamber 15 which is connected to the supply line 16 and proceed from the channels 17, which open into recesses 18, which riser channels 19 are assigned in the plate insert 12. Located in the peripheral part of the separation vessel 1 ribs 20 and on the outside of the upper part 3 ribs 21. Via channels 22 in the wall of the lower part 2 can be thrown-off solids from the separation vessel 1 drain. The plate insert 12 is on ribs 23 on Distributor 10 out, the spaces between the ribs via channels 24 with the peeling chamber 25 related. In the peeling chamber 25 there is a peeling element 26, which is attached to a stationary housing 27 which is connected to a discharge line 28 is provided, in which a throttle member 29 is arranged. One provided in the upper part 3 Shaft sealing ring 30 seals the gap 31 between the upper part and pressure plate 13. Another shaft sealing ring 32 in the lower part 2 protects the bearings 8 and 9 from moisture. The distributor hub 11 is via the drive spindle 33 and the drive housing 34 connected to the drive 35. To monitor the speed of the separation vessel 1 is a speed sensor 36 is provided. The speed can of the separation vessel 1 can be influenced.
Das zu trennende Stoffgemisch wird der mit Betriebsdrehzahl rotierenden Verteilungseinrichtung 7 über Zuleitung 16' zugeführt und gelangt über Kanäle 17 zu den Ausnehmungen 18 und von dort in die Steigekanäle 19 des Tellereinsatzes 12, wobei das Stoffgemisch auf die in den Steigekanälen herrschende Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt wird. Die leichte Phase strömt zu den Rippen 23 des Verteilers 10, wird dabei von der schweren Phase getrennt und gelangt über Kanäle 24 im Druckteller 13 in die Schälkammer 25, aus der sie mittels Schälorgan 26 und Ableitung 28 herausgeführt wird. Durch Verstellen des Drosselorgans 29 können die Eintauchtiefe des Schälorgans 26 und damit auch die Reibungskräfte verändert werden, wodurch die Drehzahl des Trenngefäßes 1 beeinflußt wird.The mixture of substances to be separated becomes the one rotating at operating speed Distribution device 7 is supplied via feed line 16 ′ and arrives via channels 17 to the recesses 18 and from there into the riser channels 19 of the plate insert 12, the mixture of substances to the circumferential speed prevailing in the riser channels is accelerated. The light phase flows to the ribs 23 of the distributor 10, is separated from the heavy phase and passes through channels 24 in the pressure plate 13 into the peeling chamber 25, from which it is led out by means of a peeling element 26 and a discharge line 28 will. By adjusting the throttle member 29, the immersion depth of the peeling member 26 and thus also the frictional forces can be changed, whereby the speed of the Separation vessel 1 is influenced.
Die schwere Phase strömt zur Peripherie des Trenngefäßes 1 und überträgt einen Teil seiner in der Verteilungseinrichtung 7 erhaltenen Rotationsenergie auf das Trenngefäß.The heavy phase flows to the periphery of the separation vessel 1 and transfers part of its rotational energy received in the distribution device 7 the separation vessel.
Die Energieübertragung kann durch Rippen 20 im Trenngefäß 1 noch verbessert werden, wobei die Rippen 20 auch als leicht auswechselbarer Rippeneinsatz 38 ausgeführt sein können.The energy transfer can be further improved by ribs 20 in the separation vessel 1 The ribs 20 are also designed as easily exchangeable rib inserts 38 could be.
Die schwere Phase verläßt das Trenngefäß über ständig offene Kanäle 22, wobei je nach Ausströmwinkel der Kanäle eine mehr oder weniger starke Bremswirkung auf das Trenngefäß 1 erzeugt wird. Eine zusätzliche Bremswirkung wird durch auf der Außenseite des Oberteils 3 angebrachte Rippen 21 und durch die Bremseinrichtung 37 erzeugt.The heavy phase leaves the separation vessel through constantly open channels 22, with a more or less strong braking effect depending on the outflow angle of the channels is generated on the separation vessel 1. An additional braking effect is due to the outside of the upper part 3 attached ribs 21 and by the braking device 37 generated.
Die Kanäle 22 können auch als verschließbare Schlitze ausgebildet sein, die während des Betriebes periodisch geöffnet und geschlossen werden zum Ablassen der schweren Phase.The channels 22 can also be designed as closable slots which are periodically opened and closed during operation for draining the difficult phase.
Als besonderer Vorteil ergibt sich hierbei, daß sich der stoßartige Impulsverlust nicht auf den Antrieb überträgt, da über die Flüssigkeitsmitnahme eine sehr weiche Kupplung zwischen Verteilungseinrichtung 7 und Trenngefäß 1 gegeben ist.A particular advantage here is that the shock-like Impulse loss is not transferred to the drive because it entrains liquids a very soft coupling between distribution device 7 and separation vessel 1 is given is.
Die Lagerung des Trenngefäßes 1 kann außer wie in der Zeichnung dargestellt auch auf der Antriebsspindel 33 oder im Antriebsgehäuse 34 erfolgen. Zur Einstellung der Drehzahldifferenz zwischen Verteilungseinrichtung 7 und Trenngefäß 1 können auch ein nicht dargestelltes Übersetzungsgetriebe oder ein separater Antrieb für das Trenngefäß vorgesehen sein.The storage of the separation vessel 1 can except as shown in the drawing also take place on the drive spindle 33 or in the drive housing 34. To recruitment the speed difference between distribution device 7 and separation vessel 1 can also a transmission gear (not shown) or a separate drive for the separation vessel can be provided.
Bezugszeichenliste 1 Trenngefäß 2 Unterteil 3 Oberteil 4 Deckel 5 Verschlußring 6 Verschlußring 7 Verteilungseinrichtung 8 Lager 9 Lager 10 Verteiler 11 Verteilernabe 12 Tellereinsatz 13 Druckteller 14 Gewindestück 15 Einlaufkammer 16 Zuleitung 17 Kanäle 18 Ausnehmung 19 Steigekanal 20 Rippe 21 Rippe 22 Kanal 23 Rippe 24 Kanal 25 Schälkammer 26 Schälorgan 27 Gehäuse 28 Ableitung 29 Drosselorgan 30 Wellendichtring 31 Spalt 32 Wellendichtring 33 Antriebs spindel 34 Antriebsgehäuse 35 Antrieb 36 Drehzahlfühler 37 Bremseinrichtung 38 Rippeneinsatz Leerseite -LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 separating vessel 2 lower part 3 upper part 4 cover 5 Locking ring 6 Locking ring 7 Distribution device 8 Bearing 9 Bearing 10 Distributor 11 Distribution hub 12 Plate insert 13 Pressure plate 14 Threaded piece 15 Inlet chamber 16 supply line 17 channels 18 recess 19 riser channel 20 rib 21 rib 22 channel 23 Rib 24 channel 25 peeling chamber 26 peeling element 27 housing 28 discharge line 29 throttle element 30 Shaft sealing ring 31 Gap 32 Shaft sealing ring 33 Drive spindle 34 Drive housing 35 Drive 36 Speed sensor 37 Braking device 38 Rib insert Blank page -
Claims (18)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19843409068 DE3409068A1 (en) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | Centrifuge for cutting materials of different thickness |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19843409068 DE3409068A1 (en) | 1984-03-13 | 1984-03-13 | Centrifuge for cutting materials of different thickness |
Publications (1)
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| DE3409068A1 true DE3409068A1 (en) | 1985-09-26 |
Family
ID=6230285
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GEA MECHANICAL EQUIPMENT GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: WESTFALIA SEPARATOR AG, 59302 OELDE, DE Effective date: 20140507 |