EP1056904A2 - Solid bowl centrifuge for mixtures, especially for fibrous material suspensions used in the paper industry - Google Patents

Solid bowl centrifuge for mixtures, especially for fibrous material suspensions used in the paper industry

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Publication number
EP1056904A2
EP1056904A2 EP99927569A EP99927569A EP1056904A2 EP 1056904 A2 EP1056904 A2 EP 1056904A2 EP 99927569 A EP99927569 A EP 99927569A EP 99927569 A EP99927569 A EP 99927569A EP 1056904 A2 EP1056904 A2 EP 1056904A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bowl centrifuge
solid bowl
rotor
centrifuge according
separation space
Prior art date
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Ceased
Application number
EP99927569A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Albert M. Huber
Joachim Ch. Huber
Wolfgang A. Huber
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1056904A2 publication Critical patent/EP1056904A2/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/18—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force
    • D21D5/22—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor with the aid of centrifugal force in apparatus with a vertical axis

Definitions

  • Solid bowl centrifuge for mixtures, especially for fiber suspensions in the paper industry
  • the invention relates to a solid bowl centrifuge for multiphase mixtures, in particular three-phase mixtures, and to a solid bowl centrifuge for multiphase mixtures in general, which is intended in particular for fiber suspensions in the paper industry.
  • a solid bowl centrifuge is intended for example for three-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, which has a housing, a rotor for separating the three-phase mixture into a light, medium and heavy fraction and at least one opening in the rotor shell for the heavy fraction.
  • a solid-bowl centrifuge for mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry has a housing and a rotor, the outer body, like the housing, usually executing a rotary movement.
  • Such a solid jacket centrifuge which is used, for example, as a cleaner for material suspensions, is known from EP-A-0 501 134.
  • This device can separate both a light fraction and a heavy fraction.
  • a pump-like inlet blading is provided, which is followed by a multiple-stage diffuser.
  • depressions are provided on the outlet-side end of the inner cylinder, which open into discharge channels in the inner cylinder.
  • a collecting groove is provided at least before the outlet blading, from which openings lead to the outside. The stream of cleaned suspensions sion as the middle fraction is led out via the turbine-like outlet blading.
  • WO92 / 00810 describes a rotating separation device and a method for rotating separation of a mixture.
  • This device comprises an axially arranged tube and a container which surrounds the axial tube to form a separation chamber, the tube and the container rotating.
  • the mixture to be separated is directed over the circumference of the separation chamber with the aid of flow guide elements.
  • the denser components remain on the circumference and the less dense components migrate towards the central axis plane.
  • the less dense components are discharged through one or more openings in the tube.
  • Mixing between the inlet and the outlet is prevented with the help of a plug in the pipe.
  • the denser components are output via a circumferential channel.
  • the invention aims to provide a structurally simplified and less prone to failure full-shell centrifuge.
  • a solid jacket centrifuge for multi-phase mixtures for example three-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, with a housing and a rotor for separating the multi-phase mixture into a light, a medium and a heavy fraction with at least one opening in the rotor jacket for the heavy fraction
  • a conveyor is arranged in the space between the outer rotor wall and the housing, which conveys a barrier medium in the space in the direction of at least one opening for the heavy fraction with at least the pressure prevailing there.
  • a solid-bowl centrifuge for multi-phase mixtures in particular for fiber suspensions in the paper industry with a housing and a rotor according to the invention, is characterized in that gas or a gas-saturated liquid in the mixture to be separated for flotation in the direction of separating the light Fraction is introduced.
  • the gas or the gas-saturated liquid can be introduced via the inlet or via the housing and / or assigned openings in the rotor or in the outer boundary wall of the separation space.
  • Such a solid bowl centrifuge generally provides for flotation with the help of gas or a gas - saturated liquid, whereby flotation means that contaminants such as paint particles etc. , can be conveyed from the area in the vicinity of the outer boundary wall of the separation space in the direction of the area of the separation space near the axis.
  • flotation means that contaminants such as paint particles etc.
  • contaminants can be conveyed in a targeted manner to the area for separating off the light fraction in order to effectively improve the separation efficiency of such a centrifuge.
  • a solid-bowl centrifuge according to the invention is designed such that a substantially rotationally symmetrical separation space is formed between an outer boundary wall near the housing and an inner boundary wall near the axis, in which the mixture to be separated enters near an axial end, and that a light material Separating element projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space.
  • a light material Separating element projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space.
  • a zone of higher pressure is formed in the separation space to support the separation of the light fraction, which zone starts from the outer boundary wall of the separation space and extends in the radial direction.
  • a further defined zone of lower pressure preferably atmospheric pressure, at the region of the separation space near the axis, in which the light fraction is reliably separated in the region near the axis by means of the light-material separating element and can then be derived from there in a suitable manner.
  • the essentially radial overlap area of the material-separating element and the accumulation / overflow element provides a delivery pressure for the fraction to be separated in each case, so that in the solid jacket centrifuge according to the invention, regardless of the number of phases of the mixture to be separated, in the area of the separation space as a whole Working area of the solid bowl centrifuge, a sufficient discharge pressure is available without additional measures to provide continuous operation of the solid bowl centrifuge in such a way that sufficient discharge pressures are available for the discharge of the phases to be separated.
  • the rotor has at least one conveying channel in which the mixture to be separated is given a rotational movement during the conveying movement to the separation space, so that as soon as the mixture enters the Separation space this has a rotational movement to support the separation of the fractions.
  • the feed channel can be formed in the rotor, or they are formed on the rotor, and a separate part can optionally be provided for this purpose, which surrounds the rotor of the full-shell centrifuge according to the invention. This possibly forms the inner boundary wall of the separation space
  • the end can preferably be firmly connected to the housing.
  • the space between the outer rotor wall and the housing is sealed by means of hydrodynamic seals.
  • the gap-like space is kept clear by the middle and heavy fraction.
  • the middle fraction is retained in the separation space by a slight counterflow in the separation space and this fraction is prevented from escaping to the outside.
  • the inner boundary wall of the separation space is preferably conical and preferably tapers in the direction of the axis of rotation.
  • an outlet for the light fraction is provided closest to the axis of rotation. Due to the centrifugal force which acts on the mixture to be separated in the separation space, the light fraction collects in the vicinity of the axis of rotation of the full-shell centrifuge according to the invention, so that direct discharge in the vicinity of the axis of rotation is possible in a simple and constructively advantageous manner.
  • an outlet can be provided for the middle fraction or a second fraction, which can be the accepted material, for example, when used on fiber suspensions in the paper industry.
  • the invention according to the solid bowl centrifuge is designed in such a way that the housing or the outer housing of the centrifuge is stationary and in the interior of which the centrifugal force-assisted separation of the corresponding phases of the mixture to be separated takes place.
  • the outer boundary wall of the separator can be tion space be firmly connected to the rotor.
  • the outer boundary wall of the separation space can be formed separately from the rotor and, if necessary, can also be driven separately for this purpose, so that different rotational speeds can be given to the respective inner and outer boundary walls and thereby effectively influence the phase separation and also the amount of flow (pumping effect) of the mixture.
  • the conveying device for the barrier medium is preferably designed in the form of grooves or blades.
  • the separation space can widen in the direction of the opening for the heavy fraction in the solid jacket centrifuge according to the invention.
  • the derivation of the heavy fraction in the direction of the opening is designed to be streamlined.
  • a discharge device with at least one lock can be provided in the discharge area.
  • the housing is designed as a pressure vessel.
  • At least one flushing device is preferably provided for cleaning work, which can be designed in the form of a cleaning lance and can be provided on the housing.
  • the rotor on its inlet side is connected upstream of a ballast element for reducing the impact losses caused by the mixture to be separated.
  • At least one entraining element for the mixture can be provided on the outer boundary wall of the separation space. be seen in order to intensify the circulation of the mixture in the separation space.
  • all walls and parts which come into contact with the abrasive heavy fraction during operation of the centrifuge can be made of wear-resistant material or can be provided with a wear-resistant coating. As a result, the durability of the solid bowl centrifuge according to the invention is significantly improved.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a solid bowl centrifuge according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic longitudinal sectional view of a preferred embodiment of a solid-bowl centrifuge according to the invention, in which the outer boundary wall of the separation space is driven separately by the rotor, and a light-weight separating element is firmly connected to the rotor,
  • FIG. 3 shows a schematic longitudinal sectional view of a further preferred embodiment of a full-shell centrifuge according to the invention, in which the rotor is firmly connected to the outer boundary wall of the separation space and the light-weight separating element,
  • FIG. 4 shows a schematic longitudinal sectional view of a further development of a solid bowl centrifuge according to FIG. 3, in which the light fraction is derived in the rotor itself, O 99/35331
  • Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a further embodiment of a solid bowl centrifuge, in which the rotor is firmly connected to the outer boundary wall of the separation space and the inner boundary wall of the separation space is formed by a separate part in the form of an annular shell body which is fixed to the housing connected is,
  • FIG. 6 is a schematic sectional view taken along the line A-A in FIG. 4,
  • FIG. 7 is a schematic sectional view taken along line B-B in FIG. 4,
  • FIG. 9 shows a schematic partial sectional view of a further embodiment of a full-shell centrifuge according to the invention, in which flotation is carried out by means of a gas or a gas-saturated liquid, and
  • Fig. 10 is a schematic partial sectional view of a further embodiment of a solid bowl centrifuge according to the invention, in which a damming / overflow element is formed by an end face of the housing.
  • a fixed or stationary housing 2 is provided, a multiphase mixture to be separated being separated in a stationary manner, for example via a pipe elbow 3. is directed.
  • the mixture to be separated or separated is then passed to a rotor 7, which can also be referred to as a conveyor rotor, via a rotary leadthrough 4 and a movable part, for example designed as a hollow shaft 5, which is arranged about an axis of rotation 6.
  • a ballast element 8 is connected upstream in the feed rotor 7 on the inlet side for the mixture to be separated, which is formed, for example, by the hollow shaft 5, in order to reduce shock losses in the rotor 7.
  • this ballast element 8 is designed in the form of a guide plate 8 which tapers from the rotor 7 in the direction of the wall of the housing 2.
  • the mixture to be separated is introduced via a rotor inlet 9 or a conveyor rotor inlet 9.
  • This mixture to be separated is conveyed via channels 10 or delivery channels 10 with the rotor 7 rotating into a separation space 12, in which the mixture to be separated opens into the separation space 12 via outlets 11.
  • the separation space 12 is essentially rotationally symmetrical and is formed between an outer boundary wall 24 near the housing and an inner boundary wall 13 near the axis.
  • the channels 10 preferably run approximately parallel to the inner boundary surface 13 of the separation space 12.
  • the inner boundary wall 13 of the separation space 12 is conical in the direction of the discharge point for the light fraction and preferably tapers conically.
  • the inner boundary surface 13 of the separation space 12 is formed by the outer surface of the rotor 7, which runs conically in the direction of the discharge point for the light fraction (discharge openings 14 and 21 for the light fraction) , so that the outer surface of the rotor 7 at the same time the re boundary wall or the inner boundary surface 13 of the separation space 12 forms.
  • a separate part 15 surrounding the rotor 7 and forming the inner boundary wall 13 of the separation space 12 is provided, which is preferably firmly connected to the housing 2.
  • This part 15 is formed, for example, by an annular jacket body, which at the same time forms the inner boundary wall 13 of the separation space 12.
  • This part 15, designed in the form of a jacket body is arranged in a closely fitting manner around the conically shaped rotor 7 and around a part of the hollow shaft 5 as a rotationally symmetrical body while maintaining a narrow gap 16.
  • This part 15, which is designed as an annular jacket body is firmly connected to the stationary housing 2 by means not shown in detail.
  • the embodiments of the solid-wall centrifuge according to the invention shown in the drawings have a light-weight separating element 17 which projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space 12.
  • a disk-shaped light-weight separating element 17 is provided, which is arranged in a rotationally symmetrical manner on the part 15 designed as an annular jacket body in the direction of flow through the solid jacket centrifuge 1 at the end of the inner boundary surface 13.
  • This light-weight separating element 17 is firmly connected to that part 15 designed as an annular jacket body in the region of the discharge points for the light fraction (discharge openings 14).
  • a tube 18 is connected to the light-weight separating element 17, which is arranged in a rotationally symmetrical manner around the hollow shaft 5, the axis of rotation 6 of the rotor 7 and around the separate part 15 in the form of an annular jacket body and the light-weight discharge openings 14 and enclosing them.
  • the separated light fraction is passed into a fixed light material collecting container 19 (collecting container for the light fraction), which has an outlet connection 20.
  • a light-weight separating element 17 is provided, which is rotationally symmetrical and disk-shaped.
  • This light material separating element 17 is arranged at the end of the inner boundary surface 13 of the separation space 12 and projects approximately radially into the separation space 12.
  • the disk-shaped light material separating element 17 is between the discharge openings 14 for the light fraction with the inner boundary surface 13 of the Separation room 12 firmly connected.
  • a tube 18 is provided to discharge the light fraction, which is arranged rotationally symmetrically about the hollow shaft 5 and the axis of rotation 6 of the rotor 7.
  • the separated light fraction is collected via the pipe 18 in a collecting container 19 for the light fraction (light material collecting container 19), which has an outlet connection 20.
  • the light-weight separating element 17 which is designed to be rotationally symmetrical, is arranged at the end of the inner boundary surface 13 of the separation space 12 and is tightly and firmly connected to the rotor 7.
  • This light material separating element 17 converges in the direction of the discharge openings 14 for the light fraction.
  • the discharge openings 14 are formed by radial bores 21 which point in the rotor 7 in the direction of the axis of rotation 6. There they open into a collecting tube 22.
  • FIG. 7 shows the arrangement of the radial bores 21 in the rotor 7, which open into a collecting tube 22 and run between the channels or delivery channels 10.
  • the separated light fraction is fed via the radial bores 21 to the collecting tube 22 running on the axis of rotation 6. leads and led out in a manner not shown via the drive shaft 23 of the rotor 7.
  • the outer boundary wall 24 of the separation space 12 is firmly connected to the rotor 7 via the end wall of the separation space 12. Furthermore, a jam / overflow element 25 is provided downstream of the light material separating element 17 in the direction of flow, which is provided axially spaced from the light material separating element 17 such that at least the free edge of the light material separating element 17 partially overlaps in the radial direction through the jam / overflow element 25 becomes.
  • the end wall of the separation space 12 opposite the light-substance separating element 17 is designed as a disk-shaped, rotationally symmetrical accumulation / overflow element 25.
  • the outer boundary wall 24 of the separation space 12 is firmly connected to a rotationally symmetrical rotary part 27 which is separated from the rotor 7 via a gap 26 and which also forms the end wall of the separation space.
  • the opposite end wall is designed as a disk-shaped, rotationally symmetrical accumulation / overflow element 25.
  • the rotating part 27, which is firmly connected to the outer boundary wall 24 of the separation space 12, is driven by a drive shaft 23.
  • the drive shaft 23 is supported on the stationary housing 2 by means of floating bearings 28, 29 and a connection is made to a rotary drive (not shown) via a feather key 30, so that the rotary part 27 is rotated about the axis of rotation 6.
  • the rotor 7 is supported via its shaft journal 31 and by means of a bearing 32 at the top of the rotating part 27.
  • a counter bearing 33 and a pulley 34 for separately driving the rotor 7 are arranged on the hollow shaft 5.
  • the counter bearing 33 is supported via the housing 2.
  • Corresponding camps are also located 28, 29, 32 and 33 are provided, which are sealed in a manner known per se.
  • the core of the rotor 7 is designed as a cavity 35, which contributes to material and weight savings with regard to the design of the rotor 7.
  • the rotor 7 is firmly connected to the drive shaft 23.
  • the rotor 7 is mounted in the housing 2 together with the drive shaft 23 by means of floating bearings 28, 29.
  • a drive connection with a drive device is established via a feather key 30 with the drive shaft 23 of the conveyor rotor 7, so that the rotor 7 rotates about the axis of rotation 6.
  • the bearings 28, 29 described above are sealed in a conventional manner.
  • the rotor 7 is also firmly connected to the drive shaft 23, and this arrangement is mounted on the one hand in a bearing 36 and on the other hand via the hollow shaft 5 and a bearing 37 on the housing 2.
  • This drive shaft 23 is connected via a feather key 30 to a rotary drive device, not shown, so that the rotor 7 performs a rotary movement about the axis of rotation 6.
  • the bearings 36, 37 are sealed in a manner known per se.
  • the accumulation / overflow element 25 is followed by a collection container for the middle fraction, for example an accept material collection container 38, which has an outlet connection 39.
  • Zone I extends from the outer boundary wall 24 in the direction of the axis of rotation 6 of the separation space 12. The course is preferably parallel to the rotation, and zone I extends at least approximately to the radius of the clear width of the accumulation / overflow element 25. Zone I is concerned it is a zone of higher pressure which acts as a separation zone for the light fraction to aid in the separation of the light fraction.
  • a second zone II is entered in FIG. 8, which is a zone of lower pressure, preferably atmospheric pressure, on the area of the separation space 12 near the axis, the discharge area for the light fraction.
  • This second zone II of lower pressure is delimited by the zone I of higher pressure, the light material separating element 17 and the inner boundary surface 13 of the separation space 12.
  • the light fraction separated from zone I collects in this second zone II and is discharged via the openings 14 (light material discharge openings 14) and the pipe 18 connected to it.
  • the light-weight separating element 17 and the accumulation / overflow element 25 and the external resistance (pipe friction, geodetic height, etc.) result in an overlap area D which brings about a delivery pressure for the fraction to be separated in each case.
  • the pressure generated in this way allows the accept to be passed on to the accept container 38, which is a container for the middle fraction.
  • the good The material collection container 38 is connected to an accept material outlet connector 39.
  • the radial difference D lies between zone I and zone II, the radial difference D not being shown to scale.
  • the radial difference D viewed in the direction of flow, lies in front of the light-weight separating element 17 and is formed in cooperation with the clear width of the accumulation / overflow element 25. This radial difference D, in cooperation with the centrifugal force of this mass, builds up a corresponding delivery pressure for forwarding the middle fraction or the accept.
  • the pipe 18 for discharging the light fraction, which goes through the lower housing wall, is sealed at the passage point in a corresponding manner, for example by means of a stuffing box 40.
  • the hollow shaft 5, which passes through the lower housing wall can also be sealed in a correspondingly suitable manner, for example with the aid of a stuffing box 40.
  • openings 41 are provided in the outer boundary wall 24 of the separation space 12 for the continuous separation of the heavy fraction.
  • the inner surface 42 of the outer boundary wall 24 is partially funnel-shaped in such a way that the separation space 12 widens in the direction of the opening (s) 41 for the heavy fraction. Separated by a gap 43, these openings 41 are followed by a separation space 44 for the heavy fraction in the housing 2, which is arranged in a ring around the axis of rotation 6.
  • the separation space 44 completely covers the openings 41 during the rotational movement of the outer boundary wall 24 of the separation space 12, so that there is no shearing of the heavy fraction (which may contain metal parts or the like) when passing through the openings 41 into the separation space 64.
  • a discharge device 45 with at least one lock 46, 47 is connected to the separation space 44.
  • a conveying device 51 is arranged, which conveys a barrier medium in the space 43 in the direction of the at least one opening 41 for the heavy fraction with at least the pressure prevailing there.
  • the conveying device 51 can be arranged in the region of that part of the rotor outer wall 24 which is referred to as the accumulation / overflow element 25 and extends in the radial direction. This radial extension of the rotor outer wall 24 can then form the accumulation / overflow element 25 at the same time.
  • the hydraulic sealing of the gap-shaped space 43 takes place via rotationally symmetrical self-contained ring elements which are formed on the one hand by the radially elongated end wall and on the other hand by the radially elongated accumulation / overflow element 25.
  • the rotationally symmetrical, annular grooves 48, 49 in the housing 2 extend over the radially elongated accumulation / overflow element 25.
  • the ring elements formed in this way have shapes at the radial ends, for example in the form of cutouts 50, which can be seen, for example, from FIG.
  • grooves 51 are arranged in the radial direction on the sides facing the housing 2 and serve as a conveying device 51 for the barrier medium in the space 43. This conveyor or the grooves 51 are also shown in FIG. 6.
  • the barrier medium is supplied via one or more supply line (s) 52 in the housing 2.
  • the barrier medium which can be, for example, barrier water or another liquid, is supplied to the grooves 48 and 49 radially outward via the feed line 52 and the grooves 51 by means of the centrifugal force.
  • the barrier medium is rotated by means of the cutouts 50 in such a way that a high barrier medium pressure prevails at these grooves 48 and 49, so that the mixture in the gap-shaped space 43 and also the heavy fraction do not pass through the grooves 48 and 49 in the housing 2 can escape.
  • the conveying device 51 thus conveys the barrier medium in the space 43 in the direction of at least one opening 41 for the heavy fraction with a pressure which corresponds at least to the pressure prevailing there.
  • the radial grooves 51 provided in the accumulation / overflow element 25 are shown for the supply of the blocking medium into the groove 49, which is located in the housing 2.
  • This figure 6 also shows the cutouts 50 and the hollow shaft 5 with the ballast element 8 located therein, which is designed in the form of a guide plate.
  • a flushing device in the form of a flushing lance 53 is provided for the discontinuous discharge of the separated heavy fraction from the area of the outer boundary wall 24 of the separation chamber 12.
  • This rinsing device rinses out the heavy fraction, for example, via the accumulation / overflow element 25, the collecting container 38 and the outlet connection 39 by means of rinsing water to form a collecting trough (not shown).
  • the hydraulic sealing of the gap-shaped space 43 takes place via a rotationally symmetrically closed ring element which projects through the radially elongated accumulation / overflow element 25 into the rotationally symmetrical, annular groove 49 in the housing 2.
  • This ring element has cutouts 50 at the radial end.
  • the blocking medium is supplied via supply lines 54.
  • the accumulation / overflow element 25 is formed by the corresponding end wall of the stationary housing 2.
  • FIGS. 9 and 10 in which zones I and II are entered in accordance with the explanation of FIG. 8, serve to describe in more detail an alternative embodiment of a solid-bowl centrifuge according to the invention, in which a gas or a gas-saturated liquid flows into the to be separated Mixture is introduced into the separation space 12 in the direction of separating the light fraction.
  • the gas or the gas-saturated liquid can be introduced via the inlet 3, for example.
  • An alternative embodiment is explained with reference to FIGS. 9 and 10, in which a feed line 56 for gas or a gas-saturated liquid is provided on the housing 2.
  • the gas introduced via the supply line 56 on the housing 2 or the gas-saturated liquid introduced via it is fed via openings 55 of the rotor or the outer boundary wall 24 to the separation space 12 in such a way that flotation is obtained in the separation space 12 through the contaminants, such as paint particles and The like, are conveyed from the area of the outer boundary wall 24 of the separation space 12 in the direction of the area of the separation space 12 close to the axis, that is to say in the direction of the axis of rotation 6, in such a way that they can reach the area for separating the light fraction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

The invention relates to a solid bowl centrifuge (1) for multiphase mixtures, preferably three-phase mixtures, which is especially meant for fibrous material suspensions used in the paper industry. The solid bowl centrifuge (1) has a housing (2) and a rotor (7) which is provided for separating the multiphase mixture into a light, middle and heavy fraction. At least one orifice (41) situated in the bowl of the rotor (7) is provided for conveying the heavy fraction out. A conveying device (51) is arranged in a chamber (43) between the outer wall (24) of the rotor (7) and the housing (2). Said conveying device conveys a blocking medium into the chamber (43) with at least the pressure prevailing there and in a direction of at least one orifice (41) provided for the heavy fraction.

Description

Vollmantel-Zentrifuge für Gemische, insbesondere für Faserstoffsuspensionen in der Papierindustrie Solid bowl centrifuge for mixtures, especially for fiber suspensions in the paper industry
Die Erfindung befaßt sich mit einer Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemische, insbesondere Dreiphasengemische, sowie mit einer Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemische allgemein, welche insbesondere für FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie bestimmt ist .The invention relates to a solid bowl centrifuge for multiphase mixtures, in particular three-phase mixtures, and to a solid bowl centrifuge for multiphase mixtures in general, which is intended in particular for fiber suspensions in the paper industry.
Eine Vollmantel-Zentrifuge ist beispielsweise für Dreiphasengemische, insbesondere für FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie bestimmt, welche ein Gehäuse, einen Rotor zur Trennung des Dreiphasengemisches in eine leichte, mittlere und eine schwere Fraktion und wenigstens eine Öffnung im Rotormantel für die schwere Fraktion hat. Insbesondere hat eine Vollmantel-Zentrifuge für Gemische, insbesondere für FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie, ein Gehäuse und einen Rotor, wobei der Außenkörper, wie das Gehäuse, meist eine Drehbewegung ausführt.A solid bowl centrifuge is intended for example for three-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, which has a housing, a rotor for separating the three-phase mixture into a light, medium and heavy fraction and at least one opening in the rotor shell for the heavy fraction. In particular, a solid-bowl centrifuge for mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, has a housing and a rotor, the outer body, like the housing, usually executing a rotary movement.
Eine derartige Vollmantel-Zentrifuge, welche beispielsweise als ein Reiniger für Stoffsuspensionen eingesetzt wird, ist aus EP- A-0 501 134 bekannt. Diese Vorrichtung kann sowohl eine leichte Fraktion als auch eine schwere Fraktion trennen. Hierbei ist eine pumpenartige Eintrittsbeschaufelung vorgesehen, an welche sich ein Mehrfach-Stufendiffusor anschließt. Zum Austrag der leichten Fraktion sind am austrittsseitigen Ende des Innenzylin- ders Vertiefungen vorgesehen, die in Austragskanäle im Innenzylinder münden. Für die schwere Fraktion ist mindestens vor der Austrittsbeschaufelung eine Sammelnut vorgesehen, aus welcher Öffnungen nach außen führen. Der Strom der gereinigten Suspen- sion als mittlere Fraktion wird über die turbinenartige Austrittsbeschaufelung herausgeführt . Ein solcher Reiniger für StoffSuspensionen ist äußerst kompliziert ausgeführt und arbeitet störungsanfällig, da insbesondere Eintrittsbeschaufelungen und Austrittsbeschaufelungen für die Weiterbeförderung vorgesehen sein müssen und entsprechende Abfuhrδffnungen wechselseitig im Betrieb jeweils kurzfristig geöffnet und geschlossen werden müssen. Daher ist der bekannte Reiniger für StoffSuspensionen stδrungsanfällig und bauaufwendig ausgestaltet .Such a solid jacket centrifuge, which is used, for example, as a cleaner for material suspensions, is known from EP-A-0 501 134. This device can separate both a light fraction and a heavy fraction. Here, a pump-like inlet blading is provided, which is followed by a multiple-stage diffuser. To discharge the light fraction, depressions are provided on the outlet-side end of the inner cylinder, which open into discharge channels in the inner cylinder. For the heavy fraction, a collecting groove is provided at least before the outlet blading, from which openings lead to the outside. The stream of cleaned suspensions sion as the middle fraction is led out via the turbine-like outlet blading. Such a cleaner for material suspensions is extremely complicated and works prone to failure, since in particular blading in and out of blading must be provided for onward transport and corresponding discharge openings have to be opened and closed alternately in operation at short notice. Therefore, the known cleaner for suspensions is designed to be prone to malfunction and complex.
In WO92/00810 sind eine umlaufende Trennvorrichtung und ein Verfahren zum umlaufenden Trennen eines Gemisches beschrieben. Mit Hilfe von speziell gestalteten Stromungsleitelementen wird ein Gemisch in seine Fraktionen durch die Bereitstellung von entsprechenden Umlaufbahnen getrennt . Diese Vorrichtung umfaßt ein axial angeordnetes Rohr und einen Behälter, welcher das axiale Rohr unter Bildung einer Separationskammer umgibt, wobei das Rohr und der Behälter eine Drehbewegung ausführen. Mit Hilfe von Strömungsleitelementen wird das zu trennende Gemisch über den Umfang der Separationskammer gelenkt . Hierbei bleiben die dichteren Komponenten am Umfang und die weniger dichten Komponenten wandern in Richtung zu der Mittelachsebene . Die weniger dichten Komponenten werden über eine oder mehrere Öffnungen in dem Rohr ausgetragen. Eine Vermischung zwischen dem Zulauf und dem Ablauf wird mit Hilfe eines Stopfens im Rohr verhindert . Die dichteren Komponenten werden über einen Umfangskanal ausgegeben. Bei dieser Auslegungsform einer Zentrifuge ist eine sorgfältige Abstimmung des konischen Strömungsleitelements auf das zu trennende Gemisch erforderlich, was Schwierigkeiten insbesondere bei FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie bereitet.WO92 / 00810 describes a rotating separation device and a method for rotating separation of a mixture. With the help of specially designed flow control elements, a mixture is separated into its fractions by providing corresponding orbits. This device comprises an axially arranged tube and a container which surrounds the axial tube to form a separation chamber, the tube and the container rotating. The mixture to be separated is directed over the circumference of the separation chamber with the aid of flow guide elements. Here the denser components remain on the circumference and the less dense components migrate towards the central axis plane. The less dense components are discharged through one or more openings in the tube. Mixing between the inlet and the outlet is prevented with the help of a plug in the pipe. The denser components are output via a circumferential channel. With this design of a centrifuge, a careful adjustment of the conical flow guiding element to the mixture to be separated is necessary, which creates difficulties, in particular with pulp suspensions in the paper industry.
Aus EP-A-0 037 347 und EP-A-0359 682 sind weitere Zentrifugen bekannt, welche die Trennung von leichten und schweren und gegebenenfalls mittleren Fraktionen aus Mehrphasengemischen unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft gestatten. Die schwere Fraktion sammelt sich hierbei am Umfang der Zentrifuge, während die leichte Fraktion sich in Richtung der Rotationsachse sammelt. Insbesondere bereitet bei diesen Zentrifugen die genaue Definition von Bereichen für die jeweils abzutrennende Fraktion Schwierigkeiten. Ferner sind insbesondere bauaufwendige Vorrichtungen bzw. Zentrifugen erforderlich, welche auch zusätzliche Fördermittel für die Zuleitung und die Ableitung von Gemisch und Fraktionen beispielsweise in Form von Beschaufelungen haben müssen.From EP-A-0 037 347 and EP-A-0359 682 further centrifuges are known which allow the separation of light and heavy and optionally medium fractions from multi-phase mixtures using the centrifugal force. The heavy fraction collects on the circumference of the centrifuge, while the light fraction collects in the direction of the axis of rotation. In particular, the exact definition of areas for the respective fraction to be separated creates difficulties with these centrifuges. Furthermore, devices and centrifuges that are expensive to construct are required, which must also have additional funding for the supply and discharge of the mixture and fractions, for example in the form of blading.
Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, eine konstruktiv vereinfachte und wenig stδrungsanfällige Vollmantel-Zentrifuge bereitzustellen.In contrast, the invention aims to provide a structurally simplified and less prone to failure full-shell centrifuge.
Nach der Erfindung wird hierzu einerseits eine Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemische, beispielsweise Dreiphasengemische, insbesondere für FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie, mit einem Gehäuse, einem Rotor zur Trennung des Mehrphasengemisches in eine leichte, eine mittlere und eine schwere Fraktion mit mindestens einer Öffnung im Rotormantel für die schwere Fraktion bereitgestellt, welche sich dadurch auszeichnet, daß im Raum zwischen Rotoraußenwand und Gehäuse eine Fördereinrichtung angeordnet ist, welche ein Sperrmedium im Raum in Richtung zumindest einer Öffnung für die schwere Fraktion mit mindestens dem dort herrschenden Druck fördert .According to the invention, a solid jacket centrifuge for multi-phase mixtures, for example three-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, with a housing and a rotor for separating the multi-phase mixture into a light, a medium and a heavy fraction with at least one opening in the rotor jacket for the heavy fraction is provided, which is characterized in that a conveyor is arranged in the space between the outer rotor wall and the housing, which conveys a barrier medium in the space in the direction of at least one opening for the heavy fraction with at least the pressure prevailing there.
Bei einer derartigen Vollmantel-Zentrifuge wird die schwere Fraktion in der Nähe der Rotoraußenwand aufgrund der Zentrifugalkraft abgetrennt und über die Rotoraußenwand ausgetragen. Mittels eines Sperrmediums und eines dynamischen Dichtsystems wird sichergestellt, daß die schwere Fraktion zuverlässig aus der Zentrifuge ausgetragen wird. Der spaltförmige Raum wird von der mittleren und schweren Fraktion hierdurch freigehalten. Durch eine leichte Gegenströmung in den Separationsraum wird die mittlere Fraktion im Separationsräum zurückgehalten und der Austritt dieser Fratkion nach außen verhindert . Auf diese Weise erhält man eine vereinfacht ausgestaltete Vollmantel-Zentrifuge, welche einen stδrungsunanfälligen Betrieb auf zuverlässige Weise gestattet. Gemäß einer alternativen Ausgestaltungsform zeichnet sich eine Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemische, insbesondere für Faserstoffsuspensionen in der Papierindustrie mit einem Gehäuse und einem Rotor nach der Erfindung dadurch aus, daß Gas oder eine gasgesättigte Flüssigkeit in das zu trennende Gemisch zur Flotation in Richtung der Abtrennung der leichten Fraktion eingebracht wird. Die Einleitung des Gases oder der gasgesättigten Flüssigkeit kann über den Zulauf erfolgen, oder über das Gehäuse und/oder zugeordnete Öffnungen im Rotor bzw. in der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums .In such a full-shell centrifuge, the heavy fraction in the vicinity of the rotor outer wall is separated off due to the centrifugal force and discharged via the rotor outer wall. A barrier medium and a dynamic sealing system ensure that the heavy fraction is reliably discharged from the centrifuge. The gap-like space is kept clear by the middle and heavy fraction. The middle fraction is retained in the separation area by a slight counterflow and the leakage of this fraction is prevented. In this way, a simplified full-shell centrifuge is obtained, which allows operation that is not susceptible to faults in a reliable manner. According to an alternative embodiment, a solid-bowl centrifuge for multi-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry with a housing and a rotor according to the invention, is characterized in that gas or a gas-saturated liquid in the mixture to be separated for flotation in the direction of separating the light Fraction is introduced. The gas or the gas-saturated liquid can be introduced via the inlet or via the housing and / or assigned openings in the rotor or in the outer boundary wall of the separation space.
Eine solche Vollmantel-Zentrifuge sieht also generell eine Flotation mit Hilfe von Gas oder einer gasgesättigten Flüssigkeit vor, wobei durch die Flotation Schmutzstoffe, wie Farbpartikel etc . , aus dem Bereich in der Nähe der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums in Richtung zu dem achsnahen Bereich des Separationsraums gefördert werden können. Somit lassen sich Schmutzstoffe mittels dieser Flotation in gezielter Weise zu dem Bereich zur Abtrennung der leichten Fraktion befördern, um den Separationswirkungsgrad einer derartigen Zentrifuge auf effektive Weise zu verbessern.Such a solid bowl centrifuge generally provides for flotation with the help of gas or a gas - saturated liquid, whereby flotation means that contaminants such as paint particles etc. , can be conveyed from the area in the vicinity of the outer boundary wall of the separation space in the direction of the area of the separation space near the axis. Thus, by means of this flotation, contaminants can be conveyed in a targeted manner to the area for separating off the light fraction in order to effectively improve the separation efficiency of such a centrifuge.
Insbesondere ist eine Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung derart ausgelegt, daß ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Separationsräum zwischen einer gehäusenahen, äußeren Begrenzungswand und einer achsnahen, inneren Begrenzungswand gebildet wird, in welchen das zu trennende Gemisch in der Nähe eines Axialendes eintritt, und daß ein Leichtstoff-Abtrennelement axial beabstandet von dem Gemischeintrittsende etwa radial in den Separationsraum ragt . Gegebenenfalls in Wirkverbindung mit einem in Durchflußrichtung mit dem Leichtstoff-Abtrennelement axial nachgeschalteten Stau/Überlaufelement, welches wenigstens die freie Kante des Leichtstoff-Abtrennelements teilweise in radialer Richtung überlappt, werden im Separationsraum der Vollmantel-Zentrifuge vorbestimmte Zonen definiert, die den jeweils zu separierenden Fraktionen zugeordnet sind. Bei dieser erfindungsgemäß ausgestalteten Vollmantel-Zentrifuge wird im Separationsraum eine Zone höheren Drucks zur Unterstützung der Separation der leichten Fraktion gebildet, welche von der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums ausgeht und sich in radialer Richtung erstreckt. Hieran schließt sich am achsnahen Bereich des Separationsraums eine weitere definierte Zone niedrigeren Drucks, vorzugsweise atmosphärischen Drucks, an, in welcher mittels des Leichtstoff-abtrennelements die leichte Fraktion zuverlässig im achsnahen Bereich abgetrennt wird und dann von dort auf entsprechend geeignete Weise abgeleitet werden kann.In particular, a solid-bowl centrifuge according to the invention is designed such that a substantially rotationally symmetrical separation space is formed between an outer boundary wall near the housing and an inner boundary wall near the axis, in which the mixture to be separated enters near an axial end, and that a light material Separating element projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space. If necessary, in operative connection with an accumulation / overflow element which is axially downstream in the flow direction with the light-weight separating element and which partially overlaps at least the free edge of the light-weight separating element in the radial direction, predetermined zones are defined in the separation space of the solid-bowl centrifuge, which are the fractions to be separated assigned. In this solid jacket centrifuge designed according to the invention, a zone of higher pressure is formed in the separation space to support the separation of the light fraction, which zone starts from the outer boundary wall of the separation space and extends in the radial direction. This is followed by a further defined zone of lower pressure, preferably atmospheric pressure, at the region of the separation space near the axis, in which the light fraction is reliably separated in the region near the axis by means of the light-material separating element and can then be derived from there in a suitable manner.
Insbesondere stellt der im wesentlichen radiale Überlappungsbereich von Leich stoff-Abtrennelement und Stau/Überlaufelement einen Förderdruck für die jeweils zu trennende Fraktion bereit, so daß bei der erfindungsgemäßen Vollmantel-Zentrifuge unabhängig von der Anzahl der zu trennenden Phasen des Gemisches im Bereich des Separationsraums im gesamten Arbeitsbereich der Vollmantel-Zentrifuge jeweils ein ausreichender Förderdruck ohne ergänzende Zusatzmaßnahmen zur Verfügung steht, um einen kontinuierlichen Betrieb der Vollmantel-Zentrifuge derart bereit zu stellen, daß für die abzutrennenden Phasen jeweils ausreichende Förderdrücke zu deren Ableitung vorhanden sind.In particular, the essentially radial overlap area of the material-separating element and the accumulation / overflow element provides a delivery pressure for the fraction to be separated in each case, so that in the solid jacket centrifuge according to the invention, regardless of the number of phases of the mixture to be separated, in the area of the separation space as a whole Working area of the solid bowl centrifuge, a sufficient discharge pressure is available without additional measures to provide continuous operation of the solid bowl centrifuge in such a way that sufficient discharge pressures are available for the discharge of the phases to be separated.
Um die Effektivität einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung noch weiter zu steigern, weist der Rotor wenigstens einen Förderkanal auf, in welchem dem zu trennenden Gemisch schon während der Förderbewegung zu dem Separationsraum eine Rotationsbewegung erteilt wird, so daß bereits beim Eintritt des Gemisches in den Separationsraum dieses eine Rotationsbewegung zur Unterstützung der Abtrennung der Fraktionen hat. Hierbei kann der oder es können die Förderkanäle im Rotor ausgebildet sein, oder sie sind am Rotor ausgebildet und hierzu kann gegebenenfalls ein gesondertes Teil vorgesehen sein, welches den Rotor der erfindungsgemäßen Vollmantel-Zentrifuge umgibt. Dieses gegebenenfalls die innere Begrenzungswand des Separationsraums bil- dende Teil kann vorzugsweise fest mit dem Gehäuse verbunden sein.In order to increase the effectiveness of a solid-bowl centrifuge according to the invention even further, the rotor has at least one conveying channel in which the mixture to be separated is given a rotational movement during the conveying movement to the separation space, so that as soon as the mixture enters the Separation space this has a rotational movement to support the separation of the fractions. In this case, the feed channel can be formed in the rotor, or they are formed on the rotor, and a separate part can optionally be provided for this purpose, which surrounds the rotor of the full-shell centrifuge according to the invention. This possibly forms the inner boundary wall of the separation space The end can preferably be firmly connected to the housing.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Raum zwischen der Rotoraußenwand und dem Gehäuse mittels hydrodynamischen Dichtungen abgedichtet . Der spaltförmige Raum wird von der mittleren und schweren Fraktion hierdurch freigehalten. Durch eine leichte Gegenströmung in den Separationsraum wird die mittlere Fraktion im Separationsraum zurückgehalten und der Austritt dieser Fraktion nach außen verhindert.According to a further embodiment of the invention, the space between the outer rotor wall and the housing is sealed by means of hydrodynamic seals. The gap-like space is kept clear by the middle and heavy fraction. The middle fraction is retained in the separation space by a slight counterflow in the separation space and this fraction is prevented from escaping to the outside.
Vorzugsweise ist die innere Begrenzungswand des Separationsraums konisch ausgebildet und zwar vorzugsweise in Richtung der Rotationsachse verjüngend.The inner boundary wall of the separation space is preferably conical and preferably tapers in the direction of the axis of rotation.
Insbesondere ist der Rotationsachse nächstliegend ein Auslaß für die leichte Fraktion vorgesehen. Aufgrund der Zentrifugalkraft, welche auf das zu trennende Gemisch im Separationsraum einwirkt, sammelt sich die leichte Fraktion in der Nähe der Rotationsachse der erfindungsgemäßen Vollmantel-Zentrifuge, so daß eine unmittelbare Ableitung in der Nähe der Rotationsachse auf einfache und konstruktiv günstige Weise möglich ist .In particular, an outlet for the light fraction is provided closest to the axis of rotation. Due to the centrifugal force which acts on the mixture to be separated in the separation space, the light fraction collects in the vicinity of the axis of rotation of the full-shell centrifuge according to the invention, so that direct discharge in the vicinity of the axis of rotation is possible in a simple and constructively advantageous manner.
Im Bereich der lichten Weite des Stau/Überlaufelements kann ein Auslaß für die mittlere Fraktion oder eine zweite Fraktion vorgesehen sein, bei der es sich bei der Anwendung auf Faserstoffsuspensionen in der Papierindustrie beispielsweise um den Gut- stoff handeln kann.In the area of the clear width of the accumulation / overflow element, an outlet can be provided for the middle fraction or a second fraction, which can be the accepted material, for example, when used on fiber suspensions in the paper industry.
Insbesondere ist die Erfindung gemäß der Vollmantel-Zentrifuge derart ausgestaltet, daß das Gehäuse bzw. das Außengehäuse der Zentrifuge stationär ist und in dessen Innenraum dann die zentrifugalkraftunterstützte Trennung der entsprechenden Phasen des zu trennenden Gemisches erfolgt .In particular, the invention according to the solid bowl centrifuge is designed in such a way that the housing or the outer housing of the centrifuge is stationary and in the interior of which the centrifugal force-assisted separation of the corresponding phases of the mixture to be separated takes place.
Gemäß einer Ausgestaltungsform nach der Erfindung kann bei der Vollmantel-Zentrifuge die äußere Begrenzungswand des Separa- tionsraums fest mit dem Rotor verbunden sein. Alternativ kann die äußere Begrenzungswand des Separationsraums gesondert vom Rotor ausgebildet sein und gegebenenfalls auch gesondert hierzu drehangetrieben werden, so daß man den jeweiligen inneren und äußeren Begrenzungswänden unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten erteilen kann und hierdurch in effektiver Weise Einfluß auf die Phasentrennung und zusätzlich auch die Fδrderstrommenge (Pumpwirkung) des Gemischs nehmen kann.According to an embodiment according to the invention, the outer boundary wall of the separator can be tion space be firmly connected to the rotor. Alternatively, the outer boundary wall of the separation space can be formed separately from the rotor and, if necessary, can also be driven separately for this purpose, so that different rotational speeds can be given to the respective inner and outer boundary walls and thereby effectively influence the phase separation and also the amount of flow (pumping effect) of the mixture.
Vorzugsweise ist die Fördereinrichtung für das Sperrmedium in Form von Nuten oder Schaufeln ausgebildet .The conveying device for the barrier medium is preferably designed in the form of grooves or blades.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform kann sich der Separationsraum in Richtung zu der Öffnung für die schwere Fraktion bei der erfindungsgemäßen Vollmantel-Zentrifuge erweitern. Hierdurch wird die Ableitung der schweren Fraktion in Richtung zu der Öff ung strδmungsgünstig gestaltet .According to an expedient embodiment, the separation space can widen in the direction of the opening for the heavy fraction in the solid jacket centrifuge according to the invention. As a result, the derivation of the heavy fraction in the direction of the opening is designed to be streamlined.
Im Anschluß an die Öffnung für die schwere Fraktion kann im Austragsbereich eine Ableitungseinrichtung mit wenigstens einer Schleuse vorgesehen sein.Following the opening for the heavy fraction, a discharge device with at least one lock can be provided in the discharge area.
Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse als Druckbehälter ausgebildet ist .It is particularly expedient if the housing is designed as a pressure vessel.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Spüleinrichtung für Reinigungs- arbeiten vorgesehen, welche in Form einer Reinigungslanze ausgelegt sein kann und an dem Gehäuse vorgesehen sein kann.At least one flushing device is preferably provided for cleaning work, which can be designed in the form of a cleaning lance and can be provided on the housing.
Ferner ist bei der Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung dem Rotor an seiner Zulaufseite ein Vorschaltelement zur Herabsetzung der Stoßverluste durch das zu trennende Gemisch vorgeschaltet.Furthermore, in the solid-bowl centrifuge according to the invention, the rotor on its inlet side is connected upstream of a ballast element for reducing the impact losses caused by the mixture to be separated.
Gegebenenfalls kann an der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums wenigstens ein Mitnahmeelement für das Gemisch vor- gesehen sein, um die Umwälzungen des Gemisches im Separations- raums zu verstärken.If necessary, at least one entraining element for the mixture can be provided on the outer boundary wall of the separation space. be seen in order to intensify the circulation of the mixture in the separation space.
Um einen möglichst langzeitigen, weitgehend störungslosen Betrieb der Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung sicherzustellen, können alle im Betrieb der Zentrifuge mit der abrasiven schweren Fraktion in Berührung kommenden Wandungen und Teile aus verschleißfestem Material hergestellt sein oder mit einem verschleißfesten Belag versehen sein. Hierdurch wird die Dauerhaltbarkeit der erfindungsgemäßen Vollmantel-Zentrifuge wesentlich verbessert .In order to ensure the longest possible, largely trouble-free operation of the solid jacket centrifuge according to the invention, all walls and parts which come into contact with the abrasive heavy fraction during operation of the centrifuge can be made of wear-resistant material or can be provided with a wear-resistant coating. As a result, the durability of the solid bowl centrifuge according to the invention is significantly improved.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt :Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 eine schematische Längsschnittansicht einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung,1 is a schematic longitudinal sectional view of a solid bowl centrifuge according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Längsschnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung, bei der die äußere Begrenzungswand des Separationsraums gesondert vom Rotor angetrieben ist, und ein Leichtstoff-Abtrennelement fest mit dem Rotor verbunden ist,2 shows a schematic longitudinal sectional view of a preferred embodiment of a solid-bowl centrifuge according to the invention, in which the outer boundary wall of the separation space is driven separately by the rotor, and a light-weight separating element is firmly connected to the rotor,
Fig. 3 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung, bei der der Rotor mit der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums und dem Leichtstoff-Abtrennelement fest verbunden ist,3 shows a schematic longitudinal sectional view of a further preferred embodiment of a full-shell centrifuge according to the invention, in which the rotor is firmly connected to the outer boundary wall of the separation space and the light-weight separating element,
Fig. 4 eine schematische Längsschnittansicht einer Weiterbildung einer Vollmantel-Zentrifuge nach Figur 3, bei der die Ableitung der leichten Fraktion im Rotor selbst vorgesehen ist, O 99/353314 shows a schematic longitudinal sectional view of a further development of a solid bowl centrifuge according to FIG. 3, in which the light fraction is derived in the rotor itself, O 99/35331
Fig. 5 eine schematische Längsschnittansicht einer weiteren Ausgestaltungsform einer Vollmantel-Zentrifuge, bei der der Rotor mit der äußeren Begrenzungswand des Separationsraums fest verbunden ist und die innere Begrenzungswand des Separationsraums von einem gesonderten Teil in Form eines kreisringförmigen Mantelkörpers gebildet wird, welches mit dem Gehäuse fest verbunden ist,Fig. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a further embodiment of a solid bowl centrifuge, in which the rotor is firmly connected to the outer boundary wall of the separation space and the inner boundary wall of the separation space is formed by a separate part in the form of an annular shell body which is fixed to the housing connected is,
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 4,6 is a schematic sectional view taken along the line A-A in FIG. 4,
Fig. 7 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 4,7 is a schematic sectional view taken along line B-B in FIG. 4,
Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung der im Separationsräum sich bildenden Zonen,8 shows a schematic view to illustrate the zones forming in the separation space,
Fig. 9 eine schematische Teilschnittansicht einer weiteren Ausgestaltungsform einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung, bei welcher eine Flotation mittels eines Gases oder einer gasgesättigten Flüssigkeit verwirklicht ist, und9 shows a schematic partial sectional view of a further embodiment of a full-shell centrifuge according to the invention, in which flotation is carried out by means of a gas or a gas-saturated liquid, and
Fig. 10 eine schematische Teilschnittansicht einer weiteren Ausgestaltungsform einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung, bei der ein Stau/Überlaufelement von einer Stirnseite des Gehäuses gebildet wird.Fig. 10 is a schematic partial sectional view of a further embodiment of a solid bowl centrifuge according to the invention, in which a damming / overflow element is formed by an end face of the housing.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen..In the figures of the drawing, identical or similar parts are provided with the same reference symbols.
Bei den Ausgestaltungsformen einer erfindungsgemäßen Vollmantel- Zentrifuge, welche insgesamt mit 1 bezeichnet ist, nach den Figuren 1 bis 5 ist ein feststehendes bzw. stationäres Gehäuse 2 vorgesehen, wobei auf stationäre Weise beispielsweise über einen Rohrkrümmer 3 ein zu separierendes Mehrphasengemisch ein- geleitet wird. Das zu trennende bzw. separierende Gemisch wird dann über eine Drehdurchführung 4 und ein beispielsweise als Hohlwelle 5 ausgebildete bewegliches Teil, welches um eine Rotationsachse 6 angeordnet ist, zu einem Rotor 7 geleitet, welcher auch als Fδrderrotor bezeichnet werden kann.In the embodiments of a full-shell centrifuge according to the invention, which is designated overall by 1, according to FIGS. 1 to 5, a fixed or stationary housing 2 is provided, a multiphase mixture to be separated being separated in a stationary manner, for example via a pipe elbow 3. is directed. The mixture to be separated or separated is then passed to a rotor 7, which can also be referred to as a conveyor rotor, via a rotary leadthrough 4 and a movable part, for example designed as a hollow shaft 5, which is arranged about an axis of rotation 6.
Nach den Figuren 1 bis 5 ist an der Zulaufseite für das zu separierende Gemisch, welche beispielsweise von der Hohlwelle 5 gebildet wird, im Fδrderrotor 7 ein Vorschaltelement 8 vorgeschaltet, um Stoßverluste im Rotor 7 herabzusetzen. Dieses Vorschaltelement 8 ist bei der dargestellten Ausführungsform in Form eines Leitbleches 8 ausgebildet, welches vom Rotor 7 in Richtung der Wandung des Gehäuses 2 spitz zuläuft.According to FIGS. 1 to 5, a ballast element 8 is connected upstream in the feed rotor 7 on the inlet side for the mixture to be separated, which is formed, for example, by the hollow shaft 5, in order to reduce shock losses in the rotor 7. In the embodiment shown, this ballast element 8 is designed in the form of a guide plate 8 which tapers from the rotor 7 in the direction of the wall of the housing 2.
Über einen Rotoreinlaß 9 bzw. einen Förderrotoreinlaß 9 wird das zu separierende Gemisch bei der Ausgestaltungsform der Vollmantel-Zentrifuge nach den Figuren 1 bis 5 eingeleitet. Dieses zu separierende Gemisch wird über Kanäle 10 bzw. Förderkanäle 10 bei sich drehendem Rotor 7 in einen Separationsräum 12 gefördert, in welchem das zu trennende Gemisch über Auslässe 11 in den Separationsräum 12 mündet. Der Separationsräum 12 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet und wird zwischen einer gehäusenahen, äußeren Begrenzungswand 24 und einer achs- nahen, inneren Begrenzungswand 13 gebildet. Vorzugsweise verlaufen die Kanäle 10 etwa parallel zu der inneren Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12. Die innere Begrenzungswand 13 des Separationsraums 12 ist in Richtung der Austragsstelle für die leichte Fraktion konisch ausgebildet und vorzugsweise verjüngt sie sich konisch.In the embodiment of the solid bowl centrifuge according to FIGS. 1 to 5, the mixture to be separated is introduced via a rotor inlet 9 or a conveyor rotor inlet 9. This mixture to be separated is conveyed via channels 10 or delivery channels 10 with the rotor 7 rotating into a separation space 12, in which the mixture to be separated opens into the separation space 12 via outlets 11. The separation space 12 is essentially rotationally symmetrical and is formed between an outer boundary wall 24 near the housing and an inner boundary wall 13 near the axis. The channels 10 preferably run approximately parallel to the inner boundary surface 13 of the separation space 12. The inner boundary wall 13 of the separation space 12 is conical in the direction of the discharge point for the light fraction and preferably tapers conically.
Bei den Ausgestaltungsformen der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach den Figuren 1 bis 4 wird die innere Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12 durch die konisch in Richtung der Austragsstelle für die leichte Fraktion (Austragsöffnungen 14 bzw. 21 für die leichte Fraktion) verlaufende Außenfläche des Rotors 7 gebildet, so daß die Außenfläche des Rotors 7 zugleich die inne- re Begrenzungswand bzw. die innere Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12 bildet .In the embodiments of the solid jacket centrifuge 1 according to FIGS. 1 to 4, the inner boundary surface 13 of the separation space 12 is formed by the outer surface of the rotor 7, which runs conically in the direction of the discharge point for the light fraction (discharge openings 14 and 21 for the light fraction) , so that the outer surface of the rotor 7 at the same time the re boundary wall or the inner boundary surface 13 of the separation space 12 forms.
Bei der Ausgestaltungsform der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 5 ist ein den Rotor 7 umgebendes, gesondertes und die innere Begrenzungswand 13 des Separationsraums 12 bildendes Teil 15 vorgesehen, welches vorzugsweise fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist. Dieses Teil 15 wird beispielsweise von einem kreis- ringförmigen Mantelkörper gebildet, welcher zugleich die innere Begrenzungswand 13 des Separationsraums 12 bildet . Dieses in Form eines Mantelkδrpers ausgestaltete Teil 15 ist unter Einhaltung eines schmalen Spalts 16 eng anliegend um den konisch ausgebildeten Rotor 7 sowie um einen Teil der Hohlwelle 5 als rotationssymmetrischer Körper angeordnet. Dieses als kreisring- fδrmige Mantelkörper gestaltete Teil 15 ist über nicht näher dargestellte Einrichtungen fest mit dem stationären Gehäuse 2 verbunden.In the embodiment of the solid bowl centrifuge 1 according to FIG. 5, a separate part 15 surrounding the rotor 7 and forming the inner boundary wall 13 of the separation space 12 is provided, which is preferably firmly connected to the housing 2. This part 15 is formed, for example, by an annular jacket body, which at the same time forms the inner boundary wall 13 of the separation space 12. This part 15, designed in the form of a jacket body, is arranged in a closely fitting manner around the conically shaped rotor 7 and around a part of the hollow shaft 5 as a rotationally symmetrical body while maintaining a narrow gap 16. This part 15, which is designed as an annular jacket body, is firmly connected to the stationary housing 2 by means not shown in detail.
Die in den Zeichnungen dargestellten Ausgestaltungsformen der Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung weisen ein Leichtstoff- Abtrennelement 17 auf, welches axial beabstandet von dem Gemischeintrittsende etwa radial in den Separationsraum 12 ragt.The embodiments of the solid-wall centrifuge according to the invention shown in the drawings have a light-weight separating element 17 which projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space 12.
Bei der Ausgestaltungsform nach Figur 5 ist ein scheibenförmiges Leichtstoff-Abtrennelement 17 vorgesehen, welches an dem als kreisringförmigen Mantelkδrper gestalteten Teil 15 in Durchströmungsrichtung der Vollmantel-Zentrifuge 1 gesehen am Ende der inneren Begrenzungsfläche 13 rotationssymmetrisch angeordnet ist. Dieses Leichtstoff-Abtrennelement 17 ist mit jenem als kreisringförmiger Mantelkörper gestalteten Teil 15 im Bereich der Austragstellen für die leichte Fraktion (Austragsöffnungen 14) fest verbunden. An das Leichtstoff-Abtrennelement 17 ist zur Ausleitung der leichten Fraktion ein Rohr 18 angeschlossen, welches fest rotationssymmetrisch um die Hohlwelle 5, die Rotationsachse 6 des Rotors 7 und um das gesonderte Teil 15 in Form eines kreisringförmigen Mantelkörpers und die Leichtstoff-Austragsöffnungen 14 angeordnet ist und dieselben umschließt. Über dieses Rohr 18 wird die abgetrennte leichte Fraktion in einen feststehenden Leichtstoff-Sammelbehälter 19 (Sammelbehälter für die leichte Fraktion) geleitet, welcher einen Ablaufstutzen 20 aufweist .In the embodiment according to FIG. 5, a disk-shaped light-weight separating element 17 is provided, which is arranged in a rotationally symmetrical manner on the part 15 designed as an annular jacket body in the direction of flow through the solid jacket centrifuge 1 at the end of the inner boundary surface 13. This light-weight separating element 17 is firmly connected to that part 15 designed as an annular jacket body in the region of the discharge points for the light fraction (discharge openings 14). To discharge the light fraction, a tube 18 is connected to the light-weight separating element 17, which is arranged in a rotationally symmetrical manner around the hollow shaft 5, the axis of rotation 6 of the rotor 7 and around the separate part 15 in the form of an annular jacket body and the light-weight discharge openings 14 and enclosing them. about this tube 18, the separated light fraction is passed into a fixed light material collecting container 19 (collecting container for the light fraction), which has an outlet connection 20.
Bei den Ausgestaltungsfoirmen der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach den Figuren 1 bis 3 ist ein Leichtstoff-Abtrennelement 17 vorgesehen, welches rotationssymmetrisch und scheibenförmig ausgebildet ist. Dieses LeichtStoff-Abtrennelement 17 ist am Ende der inneren Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12 angeordnet und ragt etwa radial in den Separationsraum 12. Das scheibenförmige Leichtstoff-Abtrennelement 17 ist zwischen den Austragsöff- nungen 14 für die leichte Fraktion mit der inneren Begrenzungs- flache 13 des Separationsraums 12 fest verbunden. Die Austrage- öffnungen 14 umschließend ist zur Ausleitung der leichten Fraktion ein Rohr 18 vorgesehen, welches rotationssymmetrisch um die Hohlwelle 5 und die Rotationsachse 6 des Rotors 7 angeordnet ist. Über das Rohr 18 wird die abgetrennte leichte Fraktion in einem Sammelbehälter 19 für die leichte Fraktion (Leichtstoff- Sammelbehälter 19) aufgefangen, welcher einen Ablaufstutzen 20 hat.In the embodiment of the solid jacket centrifuge 1 according to FIGS. 1 to 3, a light-weight separating element 17 is provided, which is rotationally symmetrical and disk-shaped. This light material separating element 17 is arranged at the end of the inner boundary surface 13 of the separation space 12 and projects approximately radially into the separation space 12. The disk-shaped light material separating element 17 is between the discharge openings 14 for the light fraction with the inner boundary surface 13 of the Separation room 12 firmly connected. Surrounding the discharge openings 14, a tube 18 is provided to discharge the light fraction, which is arranged rotationally symmetrically about the hollow shaft 5 and the axis of rotation 6 of the rotor 7. The separated light fraction is collected via the pipe 18 in a collecting container 19 for the light fraction (light material collecting container 19), which has an outlet connection 20.
Bei der Ausgestaltungsform der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 4 ist das Leichtstoff-Abtrennelement 17, welches rotationssymmetrisch ausgestaltet ist, am Ende der inneren Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12 angeordnet und mit dem Rotor 7 dicht und fest verbunden. Dieses Leichtstoff-Abtrennelement 17 konvergiert in Richtung der Austragsδffnungen 14 für die leichte Fraktion. Die Austragsöffnungen 14 werden von radialen Bohrungen 21 gebildet, welche im Rotor 7 in Richtung der Rotationsachse 6 weisen. Dort münden sie in ein Sammelrohr 22. Insbesondere ist aus Figur 7 die Anordnung der radialen Bohrungen 21 im Rotor 7 zu ersehen, welche in ein Sammelrohr 22 münden und zwischen den Kanälen bzw. Förderkanälen 10 verlaufen. Bei der Auslegungsform der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 4 wird die abgetrennte leichte Fraktion über die radialen Bohrungen 21 dem auf der Rotationsachse 6 verlaufenden Sammelrohr 22 zuge- führt und auf nicht näher dargestellte Weise über die Antriebswelle 23 des Rotors 7 ausgeleitet.In the embodiment of the solid bowl centrifuge 1 according to FIG. 4, the light-weight separating element 17, which is designed to be rotationally symmetrical, is arranged at the end of the inner boundary surface 13 of the separation space 12 and is tightly and firmly connected to the rotor 7. This light material separating element 17 converges in the direction of the discharge openings 14 for the light fraction. The discharge openings 14 are formed by radial bores 21 which point in the rotor 7 in the direction of the axis of rotation 6. There they open into a collecting tube 22. In particular, FIG. 7 shows the arrangement of the radial bores 21 in the rotor 7, which open into a collecting tube 22 and run between the channels or delivery channels 10. In the design of the solid jacket centrifuge 1 according to FIG. 4, the separated light fraction is fed via the radial bores 21 to the collecting tube 22 running on the axis of rotation 6. leads and led out in a manner not shown via the drive shaft 23 of the rotor 7.
Bei den Ausgestaltungsformen der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach den Figuren 1, 3, 4 und 5 ist die äußere Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 über die Stirnwand des Separationsraums 12 fest mit dem Rotor 7 verbunden. Ferner ist in Durchflußrichtung dem Leichtstoff-Abtrennelement 17 nachgeschaltet ein Stau/Überlaufelement 25 vorgesehen, welches axial beabstandet vom Leichtstoff-Abtrennelement 17 derart vorgesehen ist, daß wenigstens die freie Kante des Leichtstoff-Abtrennelements 17 teilweise in radialer Richtung durch das Stau/Überlaufelement 25 überlappt wird. Bei der Ausgestaltungsform nach den Figuren 1, 3, 4 und 5 ist die dem LeichtStoff-Abtrennelement 17 gegenüberliegende Stirnwand des Separationsraums 12 als scheibenförmiges, rotationssymmetrisches Stau/Überlaufelement 25 ausgebildet.In the embodiments of the solid jacket centrifuge 1 according to FIGS. 1, 3, 4 and 5, the outer boundary wall 24 of the separation space 12 is firmly connected to the rotor 7 via the end wall of the separation space 12. Furthermore, a jam / overflow element 25 is provided downstream of the light material separating element 17 in the direction of flow, which is provided axially spaced from the light material separating element 17 such that at least the free edge of the light material separating element 17 partially overlaps in the radial direction through the jam / overflow element 25 becomes. In the embodiment according to FIGS. 1, 3, 4 and 5, the end wall of the separation space 12 opposite the light-substance separating element 17 is designed as a disk-shaped, rotationally symmetrical accumulation / overflow element 25.
Bei der Ausgestaltung der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 2 ist die äußere Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 mit einem über einen Spalt 26 vom Rotor 7 getrennten, rotationssymmetrischen Drehteil 27 fest verbunden, welches zugleich die Stirnwand des Separationsraums bildet . Die gegenüberliegende Stirnwand ist als scheibenförmiges, rotationssymmetrisches Stau- /Überlaufelement 25 ausgebildet. Das Drehteil 27, welches mit der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 fest verbunden ist, wird mittels einer Antriebswelle 23 angetrieben. Die Antriebswelle 23 ist mittels fliegender Lager 28, 29 am feststehenden Gehäuse 2 abgestützt und über eine Paßfeder 30 wird eine Verbindung mit einem nicht dargestellten Drehantrieb hergestellt, so daß das Drehteil 27 um die Rotationsachse 6 gedreht wird.In the embodiment of the solid bowl centrifuge 1 according to FIG. 2, the outer boundary wall 24 of the separation space 12 is firmly connected to a rotationally symmetrical rotary part 27 which is separated from the rotor 7 via a gap 26 and which also forms the end wall of the separation space. The opposite end wall is designed as a disk-shaped, rotationally symmetrical accumulation / overflow element 25. The rotating part 27, which is firmly connected to the outer boundary wall 24 of the separation space 12, is driven by a drive shaft 23. The drive shaft 23 is supported on the stationary housing 2 by means of floating bearings 28, 29 and a connection is made to a rotary drive (not shown) via a feather key 30, so that the rotary part 27 is rotated about the axis of rotation 6.
Der Rotor 7 ist über seinen Wellenzapfen 31 und mittels eines Lagers 32 oben am Drehteil 27 abgestützt. Eine Gegenlagerung 33 und eine Riemenscheibe 34 zum gesonderten Antrieb des Rotors 7 sind an der Hohlwelle 5 angeordnet. Die Gegenlagerung 33 wird über das Gehäuse 2 abgestützt. Ferner sind entsprechende Lager 28, 29, 32 und 33 vorgesehen, welche auf an sich bekannte Weise abgedichtet sind.The rotor 7 is supported via its shaft journal 31 and by means of a bearing 32 at the top of the rotating part 27. A counter bearing 33 and a pulley 34 for separately driving the rotor 7 are arranged on the hollow shaft 5. The counter bearing 33 is supported via the housing 2. Corresponding camps are also located 28, 29, 32 and 33 are provided, which are sealed in a manner known per se.
Nach den Figuren 1, 3 und 5 ist der Kern des Rotors 7 als Hohlraum 35 ausgebildet, was zur Material- und Gewichtsersparnis hinsichtlich der Auslegung des Rotors 7 beiträgt.According to FIGS. 1, 3 and 5, the core of the rotor 7 is designed as a cavity 35, which contributes to material and weight savings with regard to the design of the rotor 7.
Bei der Ausgestaltung der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach den Figuren 1, 3 und 4 ist der Rotor 7 mit der Antriebswelle 23 fest verbunden. Der Rotor 7 ist zusammen mit der Antriebswelle 23 mittels fliegender Lager 28, 29 im Gehäuse 2 gelagert. Eine Antriebsverbindung mit einer nicht näher dargestellten Antriebseinrichtung wird über eine Paßfeder 30 mit der Antriebswelle 23 des Fδrderrotors 7 hergestellt, so daß sich der Rotor 7 um die Rotationsachse 6 dreht. Die vorstehend beschriebenen Lager 28, 29 sind auf an sich übliche Weise abgedichtet.In the configuration of the solid-bowl centrifuge 1 according to FIGS. 1, 3 and 4, the rotor 7 is firmly connected to the drive shaft 23. The rotor 7 is mounted in the housing 2 together with the drive shaft 23 by means of floating bearings 28, 29. A drive connection with a drive device (not shown in more detail) is established via a feather key 30 with the drive shaft 23 of the conveyor rotor 7, so that the rotor 7 rotates about the axis of rotation 6. The bearings 28, 29 described above are sealed in a conventional manner.
Bei der Ausgestaltung der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 5 ist der Rotor 7 mit der Antriebswelle 23 ebenfalls fest verbunden, und diese Anordnung ist einerseits in einem Lager 36 und andererseits über die Hohlwelle 5 und ein Lager 37 am Gehäuse 2 gelagert. Diese Antriebswelle 23 wird über eine Paßfeder 30 mit einer nicht dargestellten Drehantriebseinrichtung verbunden, so daß der Rotor 7 eine Drehbewegung um die Rotationsachse 6 ausführt. Die Lager 36, 37 sind auf an sich bekannte Weise abgedichtet .5, the rotor 7 is also firmly connected to the drive shaft 23, and this arrangement is mounted on the one hand in a bearing 36 and on the other hand via the hollow shaft 5 and a bearing 37 on the housing 2. This drive shaft 23 is connected via a feather key 30 to a rotary drive device, not shown, so that the rotor 7 performs a rotary movement about the axis of rotation 6. The bearings 36, 37 are sealed in a manner known per se.
Bei der Ausgestaltungsform der Vollmantel-Zentrifuge nach den Figuren 1 bis 5 ist dem Stau/Überlaufelement 25 ein Sammelbehälter für die mittlere Fraktion, beispielsweise ein Gutstoffsammelbehälter 38, nachgeschaltet, welcher einen Ablaufstutzen 39 hat.In the embodiment of the solid jacket centrifuge according to FIGS. 1 to 5, the accumulation / overflow element 25 is followed by a collection container for the middle fraction, for example an accept material collection container 38, which has an outlet connection 39.
Unter Bezugnahme auf Figur 8 werden in Form einer vergrößerten Ausschnittsansicht vorteilhafte Wirkungen im Bereich des Separationsraums 12 der nach der Erfindung ausgestalteten Vollmantel- Zentrifuge 1 näher erläutert, welche ein Gehäuse 2 hat. Im Betrieb wird bei einer Rotation des Rotors 7 das zu separierende Gemisch fliehkraftunterstützt über die Kanäle 10 (Fδrderkanäle 10) in den Separationsräum 12 gefördert. Durch die Drehbewegung des Rotors 7 und der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 wird dem zu trennenden Mehrphasengemisch, beispielsweise einem Dreiphasengemisch, im Separationsräum 12 eine Rotationsbewegung erteilt, und insbesondere durch das Zusammenwirken von Leichtstoff-Abtrennelement 17 und Stau/Überlaufelement .25 wird eine Zone I im Separationsraum 12 ausgebildet, welche horizontal schraffiert dargestellt ist. Die Zone I erstreckt sich von der äußeren Begrenzungswand 24 in Richtung der Rotationsachse 6 des Separationsraums 12. Der Verlauf ist vorzugsweise rotationsachsparallel, und die Zone I erstreckt sich mindestens etwa zu dem Radius der lichten Weite des Stau/Überlaufelements 25. Bei der Zone I handelt es sich um eine Zone höheren Drucks, welche für die leichte Fraktion als Abscheidezone wirkt, um die Separation der leichten Fraktion zu unterstützen.With reference to FIG. 8, advantageous effects in the area of the separation space 12 of the solid-bowl centrifuge 1 designed according to the invention, which has a housing 2, are explained in more detail in the form of an enlarged sectional view. in the In operation, when the rotor 7 rotates, the mixture to be separated is assisted by centrifugal force via the channels 10 (conveyor channels 10) into the separation space 12. Due to the rotary movement of the rotor 7 and the outer boundary wall 24 of the separation space 12, the multiphase mixture to be separated, for example a three-phase mixture, is given a rotational movement in the separation space 12, and in particular due to the interaction of the light-weight separating element 17 and the jam / overflow element .25, a zone becomes I formed in the separation space 12, which is shown hatched horizontally. Zone I extends from the outer boundary wall 24 in the direction of the axis of rotation 6 of the separation space 12. The course is preferably parallel to the rotation, and zone I extends at least approximately to the radius of the clear width of the accumulation / overflow element 25. Zone I is concerned it is a zone of higher pressure which acts as a separation zone for the light fraction to aid in the separation of the light fraction.
Ohne Schraffur ist in Figur 8 eine zweite Zone II eingetragen, bei der es sich um eine Zone niedrigeren Drucks, vorzugsweise atmosphörischen Druck, am achsnahen Bereich des Separationsrau- mes 12 um den Ableitungsbereich für die leichte Fraktion handelt. Diese zweite Zone II niedrigeren Drucks wird durch die Zone I höheren Drucks, das LeichtStoff-Abtrennelement 17 und die innere Begrenzungsfläche 13 des Separationsraums 12 begrenzt. In dieser zweiten Zone II sammelt sich die aus der Zone I abgetrennte leichte Fraktion, welche über die Öffnungen 14 (Leichtstoff-Austragsöffnungen 14) und das daran angeschlossene Rohr 18 ausgeleitet wird. Durch das Leichtstoff-Abtrennelement 17 und das Stau/Überlaufelement 25 und den äußeren Widerstand (Rohrreibung, geodätische Höhe etc.) stellt sich ein Überlappungsbereich D ein, der einen Förderdruck für die jeweils zu trennende Fraktion bewirkt. Insbesondere bei einer Anwendung der Vollmantel- Zentrifuge 1 für Faserstoffsuspensionen in der Papierindustrie kann durch den hierdurch aufgebauten Druck der Gutstoff in den GutstoffSammelbehälter 38, welcher ein Sammelbehälter für die mittlere Fraktion darstellt, weitergeleitet werden. Der Gut- Stoffsammelbehälter 38 ist mit einem Gutstoff-Ablaufstutzen 39 verbunden. Die radiale Differenz D liegt zwischen der Zone I und der Zone II, wobei die radiale Differenz D nicht maßstabsgetreu dargestellt ist. Die radiale Differenz D liegt in Durchströmungsrichtung gesehen vor dem Leichtstoff-Abtrennelement 17 und wird im Zusammenwirken mit der lichten Weite des Stau/Überlauf- elements 25 gebildet. Durch diese radiale Differenz D wird im Zusammenwirken mit der Fliehkraft dieser Masse ein entsprechender Fδrderdruck zur Weiterleitung der mittleren Fraktion bzw. des Gutstoffs aufgebaut.Without hatching, a second zone II is entered in FIG. 8, which is a zone of lower pressure, preferably atmospheric pressure, on the area of the separation space 12 near the axis, the discharge area for the light fraction. This second zone II of lower pressure is delimited by the zone I of higher pressure, the light material separating element 17 and the inner boundary surface 13 of the separation space 12. The light fraction separated from zone I collects in this second zone II and is discharged via the openings 14 (light material discharge openings 14) and the pipe 18 connected to it. The light-weight separating element 17 and the accumulation / overflow element 25 and the external resistance (pipe friction, geodetic height, etc.) result in an overlap area D which brings about a delivery pressure for the fraction to be separated in each case. In particular, when using the solid jacket centrifuge 1 for fiber suspensions in the paper industry, the pressure generated in this way allows the accept to be passed on to the accept container 38, which is a container for the middle fraction. The good The material collection container 38 is connected to an accept material outlet connector 39. The radial difference D lies between zone I and zone II, the radial difference D not being shown to scale. The radial difference D, viewed in the direction of flow, lies in front of the light-weight separating element 17 and is formed in cooperation with the clear width of the accumulation / overflow element 25. This radial difference D, in cooperation with the centrifugal force of this mass, builds up a corresponding delivery pressure for forwarding the middle fraction or the accept.
Nach den Figuren 1, 2 und 3 ist das Rohr 18 zur Ausleitung der leichten Fraktion, welches durch die untere Gehäusewandung geht, an der Durchführungsstelle in entsprechender Weise beispielsweise mittels einer Stopfbuchse 40 abgedichtet. In den Figuren 4 und 5 kann die Hohlwelle 5, welche durch die untere Gehäusewandung geht, ebenfalls auf entsprechend geeignete Weise beispielsweise mit Hilfe einer Stopfbuchse 40 abgedichtet sein.According to FIGS. 1, 2 and 3, the pipe 18 for discharging the light fraction, which goes through the lower housing wall, is sealed at the passage point in a corresponding manner, for example by means of a stuffing box 40. In FIGS. 4 and 5, the hollow shaft 5, which passes through the lower housing wall, can also be sealed in a correspondingly suitable manner, for example with the aid of a stuffing box 40.
Bei der Ausgestaltungsform der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach den Figuren 2 bis 5 sind zum kontinuierlichen Abtrennen der schweren Fraktion in der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 Öffnungen 41 vorgesehen. Die Innenfläche 42 der äußeren Begrenzungswand 24 ist teilweise trichterartig derart ausgebildet, daß sich der Separationsraum 12 in Richtung zu der/den Öffnung (en) 41 für die schwere Fraktion erweitert. Durch einen Spalt 43 getrennt ist diesen Öffnungen 41 ein Abscheideraum 44 für die schwere Fraktion im Gehäuse 2 nachgeschaltet, welcher kreisringförmig um die Rotationsachse 6 angeordnet ist . Der Abscheideraum 44 deckt die Öffnungen 41 bei der Drehbewegung der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 projektionsmäßig vollständig ab, so daß es zu keiner Scherung der schweren Fraktion (welche eventuell Metallteile oder dergleichen enthält) beim Durchgang durch die Öffnungen 41 in den Abscheideraum 64 kommt. Mit dem Abscheideraum 44 ist eine Ableitungseinrichtung 45 mit wenigstens einer Schleuse 46, 47 verbunden. In einem Raum 43 zwischen der Rotoraußenwand 24 und dem Gehäuse 2 ist eine Fördereinrichtung 51 angeordnet, welche ein Sperrmedium im Raum 43 in Richtung zu der wenigstens einen Öffnung 41 für die schwere Fraktion mit mindestens dem dort herrschenden Druck fördert. Bei einer der Ausgestaltungsformen kann die Fördereinrichtung 51 im Bereich jenes Teils der Rotoraußenwand 24 angeordnet sein, welcher in radialer Richtung verlaufend als Stau/Überlaufelement 25 bezeichnet ist. Diese radiale Verlängerung der Rotoraußenwand 24 kann dann zugleich das Stau/Überlaufelement 25 bilden. Die hydraulische Abdichtung des spaltformigen Raums 43 erfolgt über rotationssymmetrisch in sich geschlossene Ringelemente, die zum einen durch die radial verlängerte Stirnwand und zum anderen durch das radial verlängerte Stau/Überlauf- element 25 gebildet werden. Über das radial verlängerte Stau/- Überlaufelement 25 erstrecken sich die rotationssymmetrische, ringförmige Nuten 48, 49 im Gehäuse 2. Diese so gebildeten Ringelemente besitzen an den radialen Enden Ausformungen, beispielsweise in Form von Ausfräsungen 50, welche beispielsweise aus Figur 6 zu ersehen sind. An der Stirnwand und dem Stau/Überlauf- element 25 sind auf den dem Gehäuse 2 zugewandten Seiten Nuten 51 in radialer Richtung angeordnet, welche als Fördereinrichtung 51 für das Sperrmedium im Raum 43 dienen. Diese Fördereinrichtung bzw. die Nuten 51 sind auch in Figur 6 dargestellt. Das Sperrmedium wird über ein oder mehrere Zuleitung (en) 52 im Gehäuse 2 zugeführt. Das Sperrmedium, welches beispielsweise Sperrwasser oder eine andere Flüssigkeit sein kann, wird über die Zuleitung 52 und die Nuten 51 mittels der Zentrifugalkraft radial nach außen den Nuten 48 und 49 zugeführt. Dort wird das Sperrmedium mittels den Ausfräsungen 50 derart in Rotation versetzt, daß an diesen Nuten 48 und 49 ein hoher Sperrmediumsdruck herrscht, so daß sich das im spaltformigen Raum 43 befindende Gemisch und auch die schwere Fraktion nicht über die Nuten 48 und 49 im Gehäuse 2 entweichen können. Somit fördert die Fördereinrichtung 51 das Sperrmedium im Raum 43 in Richtung zumindest der einen Öffnung 41 für die schwere Fraktion mit einem Druck, welcher mindestens dem dort herrschenden Druck entspricht. Bei der Ausgestaltung der Vollmantel-Zentrifuge 1 nach Figur 6 sind die im Stau/Überlaufelement 25 vorgesehenen radialen Nuten 51 für die Zufuhr des Sperrmediums in die Nut 49 dargestellt, welche sich in dem Gehäuse 2 befindet . In dieser Figur 6 sind auch die Ausfräsungen 50 und die Hohlwelle 5 mit dem darin befindlichen Vorschaltelement 8 dargestellt, welches in Form eines Leitbleches ausgelegt ist .In the embodiment of the solid jacket centrifuge 1 according to FIGS. 2 to 5, openings 41 are provided in the outer boundary wall 24 of the separation space 12 for the continuous separation of the heavy fraction. The inner surface 42 of the outer boundary wall 24 is partially funnel-shaped in such a way that the separation space 12 widens in the direction of the opening (s) 41 for the heavy fraction. Separated by a gap 43, these openings 41 are followed by a separation space 44 for the heavy fraction in the housing 2, which is arranged in a ring around the axis of rotation 6. The separation space 44 completely covers the openings 41 during the rotational movement of the outer boundary wall 24 of the separation space 12, so that there is no shearing of the heavy fraction (which may contain metal parts or the like) when passing through the openings 41 into the separation space 64. A discharge device 45 with at least one lock 46, 47 is connected to the separation space 44. In a space 43 between the outer rotor wall 24 and the housing 2, a conveying device 51 is arranged, which conveys a barrier medium in the space 43 in the direction of the at least one opening 41 for the heavy fraction with at least the pressure prevailing there. In one of the embodiments, the conveying device 51 can be arranged in the region of that part of the rotor outer wall 24 which is referred to as the accumulation / overflow element 25 and extends in the radial direction. This radial extension of the rotor outer wall 24 can then form the accumulation / overflow element 25 at the same time. The hydraulic sealing of the gap-shaped space 43 takes place via rotationally symmetrical self-contained ring elements which are formed on the one hand by the radially elongated end wall and on the other hand by the radially elongated accumulation / overflow element 25. The rotationally symmetrical, annular grooves 48, 49 in the housing 2 extend over the radially elongated accumulation / overflow element 25. The ring elements formed in this way have shapes at the radial ends, for example in the form of cutouts 50, which can be seen, for example, from FIG. On the end wall and the accumulation / overflow element 25, grooves 51 are arranged in the radial direction on the sides facing the housing 2 and serve as a conveying device 51 for the barrier medium in the space 43. This conveyor or the grooves 51 are also shown in FIG. 6. The barrier medium is supplied via one or more supply line (s) 52 in the housing 2. The barrier medium, which can be, for example, barrier water or another liquid, is supplied to the grooves 48 and 49 radially outward via the feed line 52 and the grooves 51 by means of the centrifugal force. There, the barrier medium is rotated by means of the cutouts 50 in such a way that a high barrier medium pressure prevails at these grooves 48 and 49, so that the mixture in the gap-shaped space 43 and also the heavy fraction do not pass through the grooves 48 and 49 in the housing 2 can escape. The conveying device 51 thus conveys the barrier medium in the space 43 in the direction of at least one opening 41 for the heavy fraction with a pressure which corresponds at least to the pressure prevailing there. In the embodiment of the solid bowl centrifuge 1 according to FIG. 6, the radial grooves 51 provided in the accumulation / overflow element 25 are shown for the supply of the blocking medium into the groove 49, which is located in the housing 2. This figure 6 also shows the cutouts 50 and the hollow shaft 5 with the ballast element 8 located therein, which is designed in the form of a guide plate.
Bei der Ausgestaltung der Vollmantel-Zentrifuge nach Figur 1 ist zum diskontinuierlichen Austragen der abgetrennten schweren Fraktion von dem Bereich der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 eine Spüleinrichtung in Form einer Spüllanze 53 vorgesehen. Diese Spüleinrichtung spült mittels Spülwasser beispielsweise die schwere Fraktion über das Stau/Überlaufelement 25, den Sammelbehälter 38 und den Ablaufstutzen 39 zu einer nicht näher dargestellten Auffangwanne aus . Die hydraulische Abdichtung des spaltformigen Raums 43 erfolgt über ein rotationssymmetrisch in sich geschlossenes Ringelement, welches durch das radial verlängerte Stau/Überlaufelement 25 in die rotationssymmetrisch, ringförmige Nut 49 im Gehäuse 2 hineinragt. Dieses Ringelement besitzt am radialen Ende Ausfräsungen 50. Die Zuführung des Sperrmediums erfolgt über Zuleitungen 54.In the embodiment of the solid bowl centrifuge according to FIG. 1, a flushing device in the form of a flushing lance 53 is provided for the discontinuous discharge of the separated heavy fraction from the area of the outer boundary wall 24 of the separation chamber 12. This rinsing device rinses out the heavy fraction, for example, via the accumulation / overflow element 25, the collecting container 38 and the outlet connection 39 by means of rinsing water to form a collecting trough (not shown). The hydraulic sealing of the gap-shaped space 43 takes place via a rotationally symmetrically closed ring element which projects through the radially elongated accumulation / overflow element 25 into the rotationally symmetrical, annular groove 49 in the housing 2. This ring element has cutouts 50 at the radial end. The blocking medium is supplied via supply lines 54.
Auch bei der schematischen Darstellung einer Teilausschnitts- ansieht nach den Figuren 9 und 10 sind gleiche oder ähnliche Teile wie bei den voranstehenden Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen versehen und werden daher nicht nochmals näher erläutert. Bei der Ausgestaltung nach Figur 10 wird das Stau/- Überlaufelement 25 von der entsprechenden Stirnwand des stationären Gehäuses 2 gebildet .Even in the schematic representation of a partial detail view according to FIGS. 9 and 10, the same or similar parts as in the preceding embodiments are provided with the same reference numerals and are therefore not explained again in detail. In the embodiment according to FIG. 10, the accumulation / overflow element 25 is formed by the corresponding end wall of the stationary housing 2.
Ansonsten dienen die Figuren 9 und 10, in welchen die Zonen I und II entsprechend der Erläuterung der Figur 8 eingetragen sind, zur näheren Beschreibung einer alternativen Ausführungs- form einer Vollmantel-Zentrifuge nach der Erfindung, bei welcher ein Gas oder eine gasgesättigte Flüssigkeit in das zu trennende Gemisch in den Separationsraum 12 in Richtung der Abtrennung der leichten Fraktion eingebracht wird.Otherwise, FIGS. 9 and 10, in which zones I and II are entered in accordance with the explanation of FIG. 8, serve to describe in more detail an alternative embodiment of a solid-bowl centrifuge according to the invention, in which a gas or a gas-saturated liquid flows into the to be separated Mixture is introduced into the separation space 12 in the direction of separating the light fraction.
In Verbindung mit den voranstehend erläuterten Ausführungsformen der Vollmantel-Zentrifuge 1 kann die Einleitung des Gases oder der gasgesättigten Flüssigkeit über den Zulauf 3 beispielsweise erfolgen. An Hand den Figuren 9 und 10 wird aber eine hierzu alternative Ausgestaltungsform erläutert, bei der am Gehäuse 2 eine Zuleitung 56 für Gas oder eine gasgesättigte Flüssigkeit vorgesehen ist. Das über die Zuleitung 56 am Gehäuse 2 eingeleitete Gas oder die hierüber eingeleitete gasgesättigte Flüssigkeit wird über Öffnungen 55 des Rotors bzw. der äußeren Begrenzungswand 24 dem Separationsraums 12 derart zugeleitet, daß man eine Flotation im Separationsraum 12 erhält, durch die Schmutzstoffe, wie Farbpartikel und dergleichen, von dem Bereich der äußeren Begrenzungswand 24 des Separationsraums 12 in Richtung zu dem achsnahen Bereich des Separationsraums 12 , das heißt in Richtung der Rotationsachse 6, derart gefördert werden, daß sie zu dem Bereich zur Abtrennung der leichten Fraktion gelangen können. In connection with the embodiments of the solid jacket centrifuge 1 explained above, the gas or the gas-saturated liquid can be introduced via the inlet 3, for example. An alternative embodiment is explained with reference to FIGS. 9 and 10, in which a feed line 56 for gas or a gas-saturated liquid is provided on the housing 2. The gas introduced via the supply line 56 on the housing 2 or the gas-saturated liquid introduced via it is fed via openings 55 of the rotor or the outer boundary wall 24 to the separation space 12 in such a way that flotation is obtained in the separation space 12 through the contaminants, such as paint particles and The like, are conveyed from the area of the outer boundary wall 24 of the separation space 12 in the direction of the area of the separation space 12 close to the axis, that is to say in the direction of the axis of rotation 6, in such a way that they can reach the area for separating the light fraction.
BezugszeichenlisteReference list
1 Vorrichtung bzw. Vollmantel-Zentrifuge insgesamt1 device or solid bowl centrifuge in total
2 feststehendes Gehäuse2 fixed housing
3 Zulauf für zu separierendes Gemisch (Rohrkrümmer)3 Inlet for mixture to be separated (pipe bend)
4 Drehdurchführung4 rotating union
5 Hohlwelle = bewegliches Mittel5 hollow shaft = moving means
6 Rotationsachse6 axis of rotation
7 Fδrderrotor7 conveyor rotor
8 Vorschaltelement (Leitblech)8 ballast (baffle)
9 Fδrderrotoreinlaß9 Conveyor rotor inlet
10 Fδrderkanal10 conveyor channel
11 Förderkanalauslaß11 Delivery channel outlet
12 Separationsräum12 separation rooms
13 Innere Begrenzungsfläche des Separationsraums 1213 inner boundary surface of the separation space 12
14 Leichtstoffaustragsöffnung14 light material discharge opening
15 Kreisringförmiger Mantelkörper (fest mit feststehendem Gehäuse 2 verbunden)15 annular casing body (firmly connected to fixed housing 2)
16 Spalt16 gap
17 LeichtStoff-Abtrennelement17 Lightweight separating element
18 Leichtstoff-Ausleitungsmittel (Rohr)18 light material rejection agent (pipe)
19 Leichtstoff-Sammelbehälter19 light material collection container
20 Ablaufstutzen20 drain socket
21 Radiale Bohrung als Leichtstoff-Aus- tragsδffnung 1421 Radial bore as light material discharge opening 14
22 Sammelrohr22 manifold
23 Antriebswelle23 drive shaft
24 Äußere Begrenzungswand des Separationsraums 1224 outer boundary wall of the separation space 12
25 Stau/Überlaufelement an stirnseitiger Wand des Separationsraumes 12 26 Spalt25 Jam / overflow element on the front wall of the separation room 12 26 gap
27 Drehteil27 turned part
28, 29 Fliegende Lagerung28, 29 Flying storage
30 Paßfeder30 key
31 Fδrderrotorwellenzapfen31 conveyor rotor shaft journal
32 Lager32 bearings
33 Gegenlagerung33 counter bearing
34 Riemenscheibe34 pulley
35 Hohlraum im Rotor 735 cavity in the rotor 7
36 Lager36 bearings
37 Lager37 bearings
38 GutstoffSammelbehälter (Sammelbehälter für mittlere Fraktion)38 Acceptable material collection container (collection container for medium fraction)
39 Gutstoff-Ablaufstutzen39 Acceptable waste outlet connection
40 Stopfbuchse40 stuffing box
41 Öffnungen für schwere Fraktion41 openings for heavy fraction
42 Innenfläche der äußeren Begrenzungs- wand 2442 inner surface of the outer boundary wall 24
43 Spalt43 gap
44 Abscheideraum für schwere Fraktion44 Separation room for heavy fraction
45 Weiterleitungsmittel (Rohr) 46, 47 Schleusen45 forwarding means (tube) 46, 47 locks
48, 49 Nuten (ringförmig)48, 49 grooves (ring-shaped)
50 Ausfräsung50 milling
51 Nuten (Fördereinrichtung)51 grooves (conveyor)
52 Zuleitung für Sperrmedium52 supply line for sealing medium
53 Spüllanze für diskontinuierlichen Aus- trag von schwerer Fraktion53 Rinsing lance for discontinuous discharge of heavy fractions
54 Zuleitung für Sperrmedium54 supply line for barrier medium
55 Öffnungen im Rotor 7 zur Einleitung des Gases oder der gasgesättigten Flüssigkeit zur Flotation55 openings in the rotor 7 for introducing the gas or the gas-saturated liquid for flotation
56 Zuleitung am Gehäuse 2 für Gas oder gasgesättigte Flüssigkeit zur Flotation 56 Supply line on housing 2 for gas or gas-saturated liquid for flotation

Claims

Vollmantel-Zentrifuge für Gemische, insbesondere für Faserstoffsuspensionen in der PapierindustriePatentansprüche Solid bowl centrifuge for mixtures, especially for fiber suspensions in the paper industry
Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemisch, vorzugsweise Dreiphasengemische, insbesondere für FaserstoffSuspensionen in der Papierindustrie, mit einem Gehäuse (2) , einem Rotor (7) zur Trennung des Mehrphasengemisches in eine leichte, eine mittlere und eine schwere Fraktion mit mindestens einer Öffnung (41) im Rotormantel für die schwere Fraktion, dadurch gekennzeichnet, daß im Raum (43) zwischen Rotoraußenwand (24) und Gehäuse (2) eine Fördereinrichtung (51) angeordnet ist, welche ein Sperrmedium im Raum (43) in Richtung zumindest einer Öffnung (41) für die schwere Fraktion mit mindestens dem dort herrschenden Druck fördert.Solid bowl centrifuge for multi-phase mixture, preferably three-phase mixtures, especially for fiber suspensions in the paper industry, with a housing (2), a rotor (7) for separating the multi-phase mixture into a light, medium and heavy fraction with at least one opening (41) in the Rotor jacket for the heavy fraction, characterized in that a conveyor device (51) is arranged in the space (43) between the outer rotor wall (24) and the housing (2), which conveys a barrier medium in the space (43) in the direction of at least one opening (41) for promotes the heavy fraction with at least the pressure prevailing there.
Vollmantel-Zentrifuge für Mehrphasengemische, insbesondere für Faserstoffsuspensionen in der Papierindustrie, mit einem Gehäuse (2) und einem Rotor (7) , dadurch gekennzeichnet, daß Gas oder eine gasgesättigte Flüssigkeit in das zu trennende Gemisch zur Flotation in Richtung der Abtrennung der leichten Fraktion eingebracht wird. Solid bowl centrifuge for multi-phase mixtures, in particular for fiber suspensions in the paper industry, with a housing (2) and a rotor (7), characterized in that gas or a gas-saturated liquid is introduced into the mixture to be separated for flotation in the direction of separating off the light fraction becomes.
3. Vollmantel-Zentrifuge für Gemische nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Gases oder einer gasgesättigten Flüssigkeit über den Zulauf (3) erfolgt.3. Solid bowl centrifuge for mixtures according to claim 2, characterized in that the introduction of the gas or a gas-saturated liquid takes place via the inlet (3).
4. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung des Gases oder der gasgesättigten Flüssigkeit über das Gehäuse (2) und/- oder zugeordnete Öffnungen (55) im Rotor bzw. der äußeren Begrenzungswand (24) des Separationsraumes erfolgt .4. Solid bowl centrifuge according to claim 2 or 3, characterized in that the introduction of the gas or the gas-saturated liquid via the housing (2) and / - or associated openings (55) in the rotor or the outer boundary wall (24) of the separation space he follows .
5. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen rotationssymmetrischer Separationsraum (12) zwischen einer gehäusenahen, äußeren Begrenzungswand (24) und einer achsnahen, inneren Begrenzungswand (13) gebildet wird, in welchen das zu trennende Gemisch in der Nähe eines Axialendes eintritt, und daß ein Leichtstoff-Abtrennelement (17) axial beabstandet von dem Gemischeintrittsende etwa radial in den Separationsraum (12) ragt.5. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that a substantially rotationally symmetrical separation space (12) is formed between an outer boundary wall near the housing (24) and an inner boundary wall (13) close to the axis, in which the mixture to be separated occurs in the vicinity of an axial end, and that a light-weight separating element (17) projects axially spaced from the mixture inlet end approximately radially into the separation space (12).
6. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß axial beabstandet in Durchströmungsrichtung nachgeschaltet dem Leichtstoff-Abtrennelement (17) ein Stau/Überlaufelement (25) angeordnet ist, welches wenigstens die freie Kante des Leichtstoff-Abtrennelements (17) teilweise in radialer Richtung überlappt.6. Solid bowl centrifuge according to claim 5, characterized in that axially spaced in the flow direction downstream of the light-weight separating element (17) is arranged a jam / overflow element (25) which at least the free edge of the light-weight separating element (17) is partially radial Direction overlapped.
7. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stau/Überlaufelement (25) von einer Stirnwand des Separationsraumes (12) gebildet wird. 99/353317. Solid bowl centrifuge according to claim 6, characterized in that the accumulation / overflow element (25) is formed by an end wall of the separation space (12). 99/35331
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8. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stau/Überlaufelement (25) von einer Stirnwand des Gehäuses (2) gebildet wird.8. Solid bowl centrifuge according to claim 6, characterized in that the accumulation / overflow element (25) is formed by an end wall of the housing (2).
9. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis9. Solid bowl centrifuge according to one of claims 6 to
8, dadurch gekennzeichnet, daß sich ausgehend von dem der äußeren Begrenzungswand (24) des Separationsrau- mes (12) nahen Bereich durch das Zusammenwirken von Leichtstoff-Abtrennelement (17) und Stau/Überlauf- element (25) eine Zone (I) höheren Drucks zur Unterstützung der Separation der leichten Fraktion und eine definierte Zone (II) niedrigeren Drucks am achs- nahen Bereich des Separationsraumes (12) um den Ableitungsbereich für die leichte Fraktion bildet .8, characterized in that, starting from the area close to the outer boundary wall (24) of the separation area (12), a zone (I) higher due to the interaction of the light-weight separating element (17) and the accumulation / overflow element (25) Pressure to support the separation of the light fraction and a defined zone (II) lower pressure at the near-axis area of the separation space (12) around the discharge area for the light fraction.
10. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis10. Solid bowl centrifuge according to one of claims 6 to
9, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen radiale Überlappungsbereich von Leichtstoff-Abtrennelement (17) und Stau/Überlaufelement (25) einen Förderdruck für die jeweils zu trennende Fraktion bereitstellt.9, characterized in that the essentially radial overlap area of the light material separating element (17) and the accumulation / overflow element (25) provides a delivery pressure for the fraction to be separated in each case.
11. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) wenigstens einen Kanal (10) bzw. Fδrderkanal aufweist, in welchem dem zu trennenden Gemisch während der Förderung von dem Gemischeintrittsende zu dem Austrittsende in den Separationsräum (12) eine Rotationsbewegung erteilt wird.11. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (7) has at least one channel (10) or conveying channel, in which the mixture to be separated during the conveyance from the mixture inlet end to the outlet end in the separation space ( 12) a rotational movement is given.
12. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kanäle (10) im oder am Rotor (7) ausgebildet sind.12. Solid bowl centrifuge according to claim 11, characterized in that the channel or channels (10) are formed in or on the rotor (7).
13. Vollmantel-Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) mit dem oder den Kanälen (10) von einem gesonderten und die innere Begrenzungswand (13) des Separationsraums (12) bildenden Teil (15) umgeben ist, welches vorzugsweise fest mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.13. Solid bowl centrifuge according to claim 11, characterized in that the rotor (7) with the one or more channels (10) by a separate and the inner Surrounding wall (13) of the separation space (12) forming part (15) is surrounded, which is preferably fixed to the housing (2).
14. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (43) zwischen Rotoraußenwand (24) und Gehäuse (2) mittels hydrodynamischen Dichtungen (48 bis 51) abgedichtet ist.14. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the space (43) between the rotor outer wall (24) and housing (2) is sealed by means of hydrodynamic seals (48 to 51).
15. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Begrenzungswand (13) des Separationsraums (12) in Richtung der Austragsstelle für die leichte Fraktion konisch ausgebildet ist.15. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the inner boundary wall (13) of the separation space (12) is conical in the direction of the discharge point for the light fraction.
16. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsachse (6) nächstliegend wenigstens ein Auslaß (14) für die leichte Fraktion vorgesehen ist .16. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation (6) is at least one outlet (14) is provided for the light fraction.
17. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der lichten Weite des Stau/Überlaufelements (25) ein Auslaß für die mittlere Fraktion vorgesehen ist.17. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that an outlet for the middle fraction is provided in the area of the clear width of the accumulation / overflow element (25).
18. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse18. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the housing
(2) stationär ist.(2) is stationary.
19. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begrenzungswand (24) des Separationsraumes (12) fest mit dem Rotor (7) verbunden ist.19. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the outer boundary wall (24) of the separation space (12) is fixedly connected to the rotor (7).
20. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Begren- zungswand (24) des Separationsraumes (12) gesondert vom Rotor (7) ausgebildet und gesondert drehantreib- bar ist .20. Solid bowl centrifuge according to one of claims 1 to 18, characterized in that the outer limiter tongue wall (24) of the separation space (12) is formed separately from the rotor (7) and is separately drivable.
21. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (51) in Form von Nuten oder Schaufeln ausgebildet ist .21. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the conveyor (51) is in the form of grooves or blades.
22. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Separationsraum (12) in Richtung zu der oder den Öffnung (en) (41) für die schwere Fraktion erweitert.22. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the separation space (12) widens in the direction of the or the opening (s) (41) for the heavy fraction.
23. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Austragsbereich im Anschluß an die Öffnung (41) für die schwere Fraktion eine Ableitungseinrichtung (45) mit wenigstens einer Schleuse (46, 47) vorgesehen ist.23. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that a discharge device (45) with at least one lock (46, 47) is provided in the discharge area following the opening (41) for the heavy fraction.
24. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse24. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the housing
(2) als Druckbehälter ausgebildet ist.(2) is designed as a pressure vessel.
25. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse25. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the housing
(2) wenigstens eine Spüleinrichtung (53) für Reinigungsarbeiten aufweist.(2) has at least one rinsing device (53) for cleaning work.
26. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rotor (7) an seiner Zulaufseite ein Vorschaltelement (8) zur Herabsetzung der Stoßverluste durch das zu trennende Gemisch vorgeschaltet ist .26. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (7) is connected upstream on its inlet side a ballast element (8) for reducing the impact losses by the mixture to be separated.
27. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Begrenzungswand (24) des Separationsraums (12) wenigstens ein Mitnahmeelement für das Gemisch vorgesehen ist.27. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that on the outer Boundary wall (24) of the separation space (12) at least one driving element is provided for the mixture.
28. Vollmantel-Zentrifuge nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle im Betrieb der Zentrifuge mit der abrasiven schweren Fraktion in Berührung kommenden Wandungen und Teile aus verschleißfestem Material bestehen oder mit einem verschleißfesten Belag versehen sind. 28. Solid bowl centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that all the walls and parts which come into contact with the abrasive heavy fraction during operation of the centrifuge consist of wear-resistant material or are provided with a wear-resistant coating.
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