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Gaszentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Gaszentrifuge und befasst sich mit der Aufgabe, gasförmige Fraktionen aus der Zentrifugentrommel zu entnehmen und weiterzuleiten. Erfindungsgemäss ist zur Ableitung zumindest einer der gasförmigen Fraktionen im Innern der Zentrifugentrommel ein Ableitrohr mit einer ausserhalb der Drehachse der Zentrifugentrommel liegenden, gegen die Drehrichtung der Zentrifuge weisenden Gas- eintrittsöffnung angeordnet, welches die gasförmige Fraktion unter der Wirkung des Stau-
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Es sei erwähnt, dass es bei Flüssigkeitszentrifugen bekannt und üblich ist, entgaste Flüssigkeit mittels sogenannter Schälrohre abzuleiten. Dabei taucht das "schälende" Ende des Schälrohres unter den Flüssigkeitsspiegel und ist dadurch gegen Gaszutritt abgeschlossen. Bei Gaszentrifugen ist keine solche Grenzfläche zwischen flüssiger und fester Phase vorhanden und es war daher nicht vorauszusehen, dass auf die erfindungsgemässe Weise die Ableitung einer gasförmigen Fraktion möglich wäre, obwohl zwischen den verschiedenen Fraktionen keine eindeutige Grenzfläche besteht. Durch die Ausnutzung des Staudruckes für die Ableitung wird aber überraschenderweise erreicht, dass ohne störende Beeinflussung der Druckverteilung im Innenraum der Zentrifugentrommel eine Fraktion gewünschter Schwere abgeleitet werden kann.
Es ist insbesondere sogar möglich, zur getrennten Ableitung von verschieden schweren Fraktionen zwei oder mehrere Ableitrohre vorzusehen, deren Gaseintrittsöffnungen in verschiedenen Abständen von der Drehachse der Zentrifugentrommel und/oder in verschiedenen Höhen in der Trommel liegen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Ende des Ableitrohres hakenförmig gegen die Drehrichtung der Zentrifugentrommel abgebogen. Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass zwei diametral gegenüberliegende, insgesamt Z-förmige Ableitrohre vorgesehen werden.
Die Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Fig. 1 und 2 zeigen im Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2 bzw. im Achsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel, während die Fig. 3 und 4 im Schnitt längs der
Linie III-III bzw. im Achsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel darstellen.
Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Gaszentrifuge 1 rotiert um die Achse 2 im Sinne des Pfeiles 3. In das Innere der Zentrifuge ragt von oben her in Achsrichtung ein Rohr 4, an das sich ein radiales Rohrstück 5 anschliesst, dessen Ende hakenförmig gegen die Drehrichtung der Zentrifuge 1 gerichtet ist. Dabei ist es wesentlich, dass die Gaseintrittsöffnung des hakenförmig gekrümmten Rohrstückes 5 ausserhalb der Drehachse 2 der Zentrifugentrommel liegt.
Die in Fig. 3 und 4 als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigte Gaszentrifuge lässt einen kontinuierlichen Betrieb zu. In die Trommel der Zentrifuge 6 führen beispielsweise ein Speiserohr 7, ein Ableitrohr 8 zur Entnahme der leichten Fraktion und ein weiteres Ableitrohr 9 zur Entnahme der schweren Fraktion. Die Enden der Rohre 8 und 9 sind hakenförmig gegen die durch Pfeile 10 angedeutete Drehrichtung der Zentrifuge bzw. des darin befindlichen, mitrotierenden gasförmigen Mediums gerichtet. Die Gaseintrittsöffnungen 11 und 12 der Rohre 9 bzw. 8 sind in der Trommel in verschiedener Höhe angeordnet und haben ferner verschiedene Abstände von der Drehachse 13 der Zentrifuge.
Der Gasdruck im Innern der rotierenden Zentrifuge steigt gegen die Peripherie exponentiell an ; dieser Druckverlauf ist in Fig. 4 durch die strichlierte Linie 14 angedeutet worden.
Es ist erkennbar, dass sich die Gaseintritts- öffnungen 11 und 12 in Bereichen verschieden starken Druckes befinden, so dass über die beiden Ableitrohre verschieden schwere Fraktionen austreten. Um das Verhältnis der Entnahmemengen der beiden Fraktionen bei allenfalls ver- änderlichem Fülldruck der Zentrifuge einzuregeln, können die Strömungswiderstände der Ableitrohre durch verschiedene Querschnittsbemessung entsprechend gewählt und durch Änderung der Lage der Gaseintrittsöffnungen kann der wirksame Staudruck an diesen Öffnungen beeinflusst werden. Durch diese Massnahmen ist es möglich, bei direkter Speisung anderer Gaszentrifugen, beispielsweise in einer Kaskade, über Leitungen ohne besondere Regelglieder eine selbständige Einhaltung der erforderlichen Fülldrucke zu erreichen.
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Der Querschnitt der Ableitrohre wird insbesondere in den zur Trommelachse senkrechten Rohrteilen nach strömungstechnischen Gesichtspunkten zweckmässig so gewählt, dass die Ableitrohre der Relativbewegung des Gases in der Trommel möglichst geringen Widerstand entgegensetzen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gaszentrifuge, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung zumindest einer der gasförmigen Fraktionen im Innern der Zentrifugentrommel ein Ableitrohr mit einer ausserhalb der Drehachse der Zentrifugentrommel liegenden, gegen die Drehrichtung der Zentrifuge weisenden Gaseintrittsöffnung angeordnet ist, welches die gas-
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Gas centrifuge
The invention relates to a gas centrifuge and is concerned with the task of removing gaseous fractions from the centrifuge drum and forwarding them. According to the invention, a discharge pipe with a gas inlet opening located outside the axis of rotation of the centrifuge drum and pointing against the direction of rotation of the centrifuge is arranged in the interior of the centrifuge drum for discharging at least one of the gaseous fractions.
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It should be mentioned that it is known and customary for liquid centrifuges to divert degassed liquid using so-called peeling tubes. The "peeling" end of the peeling tube dips below the liquid level and is thus sealed against gas entry. In gas centrifuges there is no such interface between liquid and solid phase and it was therefore not foreseeable that a gaseous fraction could be discharged in the manner according to the invention, although there is no clear interface between the various fractions. By utilizing the dynamic pressure for the discharge, it is surprisingly achieved that a fraction of the desired weight can be discharged without interfering with the pressure distribution in the interior of the centrifuge drum.
In particular, it is even possible to provide two or more discharge pipes for the separate discharge of fractions of different weights, the gas inlet openings of which are at different distances from the axis of rotation of the centrifuge drum and / or at different heights in the drum.
In a preferred embodiment of the invention, the end of the discharge pipe is bent like a hook against the direction of rotation of the centrifuge drum. A further advantageous embodiment of the invention consists in that two diametrically opposite, overall Z-shaped discharge pipes are provided.
The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing of exemplary embodiments. 1 and 2 show in section along the line I-I in Fig. 2 and in axial section a first embodiment, while FIGS. 3 and 4 in section along the
Line III-III or in axial section represent a second embodiment.
The gas centrifuge 1 shown in FIGS. 1 and 2 rotates around the axis 2 in the direction of the arrow 3. In the interior of the centrifuge, a tube 4 protrudes from above in the axial direction, to which a radial tube section 5 connects, the end of which is hooked against the direction of rotation of the centrifuge 1 is directed. It is essential that the gas inlet opening of the hook-shaped curved pipe section 5 lies outside the axis of rotation 2 of the centrifuge drum.
The gas centrifuge shown in FIGS. 3 and 4 as a second exemplary embodiment of the invention allows continuous operation. A feed pipe 7, a discharge pipe 8 for removing the light fraction and a further discharge pipe 9 for removing the heavy fraction lead into the drum of the centrifuge 6. The ends of the tubes 8 and 9 are hook-shaped directed against the direction of rotation of the centrifuge or of the co-rotating gaseous medium located therein, indicated by arrows 10. The gas inlet openings 11 and 12 of the tubes 9 and 8 are arranged in the drum at different heights and also have different distances from the axis of rotation 13 of the centrifuge.
The gas pressure inside the rotating centrifuge increases exponentially towards the periphery; this pressure curve has been indicated in FIG. 4 by the dashed line 14.
It can be seen that the gas inlet openings 11 and 12 are located in areas of different pressure, so that fractions of different weights emerge via the two discharge pipes. In order to regulate the ratio of the withdrawal quantities of the two fractions with a possibly changing filling pressure of the centrifuge, the flow resistances of the discharge pipes can be selected accordingly by different cross-sectional dimensions and the effective dynamic pressure at these openings can be influenced by changing the position of the gas inlet openings. These measures make it possible to achieve independent compliance with the required filling pressures when other gas centrifuges are fed directly, for example in a cascade, via lines without special control elements.
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The cross-section of the discharge pipes is expediently selected, in particular in the pipe parts perpendicular to the drum axis, from a fluidic point of view so that the discharge pipes offer as little resistance as possible to the relative movement of the gas in the drum.
PATENT CLAIMS:
1. Gas centrifuge, characterized in that a discharge pipe with a gas inlet opening located outside the axis of rotation of the centrifuge drum and pointing against the direction of rotation of the centrifuge is arranged for discharging at least one of the gaseous fractions inside the centrifuge drum, which gas inlet opening
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