<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten.
Am zweckmässigsten wird der gemäss der Erfindung ausgeführte Zentrifugalreiniger zur Reinigung von Flüssigkeiten (Öl, Brenn- und Kraftstoffe) von mechanischen Fremdstoffen verwendet.
Bekannt ist ein Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten, der eine senkrecht angeordnete und auf einer Grundplatte starr befestigte Hohlachse mit einem Ein- und einem Auslauf zum Durchtritt der Flüssigkeit enthält. Auf der Hohlachse ist in Gleitlagern ein zylindrischer Läufer drehbar gelagert, der ein Gehäuse, eine Hülse mit einem daran befestigten, spiralförmig gewickelten Band sowie ein unteres und ein oberes Flügelrad, die jeweils unter bzw. über der Bandspirale angeordnet sind, einschliesst.
Zwischen den Nachbarwindungen der Bandspirale sind parallel zur Hohlachse und in radialer Richtung hintereinander Einlagen angeordnet, die zusammen mit dem Band Schlitze bilden. Um die zu reinigende Flüssigkeit diesen Schlitzen zu- und die gereinigte Flüssigkeit aus denselben abzuführen, sind Hohlräume vorgesehen, die zwischen den Scheiben der Flügelräder und den Stirnseiten der Bandspirale gebildet sind.
In den Schlitzen wird die Flüssigkeit unter der Wirkung der Fliehkraft von mechanischen Teilchen gereinigt, die sich auf der Bandoberfläche absetzen (siehe z. B. SE-PS Nr. 392676).
In diesem Zentrifugalreiniger ist der Reinigungsgrad der Flüssigkeiten von festen Beimischun- gen in den von den Windungen der Bandspirale und den Einlagen gebildeten Schlitzen nicht gleich.
Dies erklärt sich dadurch, dass die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeit in den Schlitzen vom Halbmesser derselben abhängig ist, was zur Verringerung des Reinigungsgrades der Flüssigkeit im Zentrifugalreiniger führt.
Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten zu schaffen, in dem die Scheiben der Flügelräder in bezug auf die Stirnseiten der Bandspirale derart angeordnet sind, dass hiedurch eine optimale Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit der zu reinigenden Flüssigkeit in den Schlitzen und auf diese Weise gleicher Reinigungsgrad der Flüssigkeit in denselben erzielt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten, der eine vertikal angeordnete und auf einer Grundplatte starr befestigte Hohlachse enthält, die einen Ein- und einen Auslauf für die Flüssigkeit besitzt, welche mit entsprechenden Hohlräumen eines auf ihr drehbar gelagerten, zylindrischen Läufers in Verbindung stehen, der eine zur Hohlachse koaxiale Hülse mit einem an dieser befestigten, spiralförmig gewickelten Band, zwischen dessen Nachbarwindungen parallel zur Hohlachse und in radialer Richtung hintereinander Einlagen vorgesehen sind, die zusammen mit dem Band Schlitze zum Durchtritt der Flüssigkeit bilden, sowie Flügelräder aufweist, die an den Stirnseiten der Hülse und des Bandes liegen und Scheiben mit an diesen in gleichen Winkelabständen befestigten Rippen enthalten, an denen die Stirnenden der Einlagen befestigt sind,
erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Scheiben der beiden Flügelräder derart ausgeführt und befestigt sind, dass der Abstand zwischen einer jeden Scheibe und der entsprechenden Stirnfläche des spiralförmigen Bandes der folgenden Bedingung genügt :
EMI1.1
worin bedeuten : 11 - Abstand zwischen der Scheibe des unteren Flügelrades und der entsprechenden unteren
Stirnfläche des spiralförmigen Bandes, 12 - Abstand zwischen der Scheibe des oberen Flügelrades und der entsprechenden oberen
Stirnfläche des spiralförmigen Bandes,
R - maximaler Halbmesser des spiralförmigen Bandes, r - jeweiliger Halbmesser des spiralförmigen Bandes, r,-minimaler Halbmesser des spiralförmigen Bandes.
Der gemäss der Erfindung ausgeführte Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten gestattet es, den
<Desc/Clms Page number 2>
Reinigungsgrad der Flüssigkeit bei derselben Arbeitsleistung wie bei den bekannten Zentrifugalreinigern für Flüssigkeiten zu verbessern. Ausserdem ist im erfindungsgemässen Zentrifugalreiniger die Arbeitsdauer ohne Austrag der Ausscheidung aus dem Läufer gegenüber den bekannten Zentrifugalreinigern mindestens ums Zweifache verlängert.
Im folgenden wird die Erfindung in einer eingehenden Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 schematische Darstellung des Zentrifugalreinigers für Flüssigkeiten gemäss der Erfindung, im Längsschnitt ; Fig. 2 Abschnitt vom Querschnitt der Bandspirale, Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 ; Fig. 3 Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1.
Der Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten enthält eine Hohlachse-l- (Fig. 1), die mit ihrem unteren Ende auf einer Grundplatte --2-- starr befestigt ist. Im unteren Teil des Hohlraumes "A" der Hohlachse-l-befindet sich ein Stutzen --3--, der zum Einströmen der zu reinigenden Flüssigkeit in den Zentrifugalreiniger bestimmt ist, und ein Stutzen --4--, der zum Ableiten der gereinigten Flüssigkeit dient.
Auf der Hohlachse-l-ist in Lagern --5 und 6-- ein zylindrischer Läufer --7-- drehbar gelagert, der die zu reinigende Flüssigkeit in Drehung versetzt. Am oberen Ende der Hohlachse - ist eine Druckscheibe --8-- angebracht, die den Innenraum des Läufers --7-- über ein im Innern des Hohlraumes "A" der Hohlachse --1-- befindliches Rohr --9-- mit dem Stutzen --4-verbindet. Die Druckscheibe --8-- dient zur Umwälzung der zu reinigenden Flüssigkeit und stellt zugleich ein oberes Drucklager des zylindrischen Läufers --7-- dar. Im mittleren Teil der Hohl-
EMI2.1
Spirale aufgewickelten Band --12--, zwischen dessen Windungen parallel zur Achse-l-und in radialer Richtung hintereinander Einlagen --13-- (Fig. 2) angebracht sind.
Die Einlagen --13-bilden zusammen mit den Windungen des Bandes --12-- Schlitze --14--, bei denen die Dicke der Spalte durch die Stärke der Einlagen --13-- bestimmt ist. In die Hülse --11-- sind ein unteres Flügelrad --15-- (Fig. 1) und ein oberes Flügelrad --16-- eingepresst, die jeweils unter bzw. über dem spiralförmigen Band --12-- liegen. Das untere Flügelrad --15-- enthält eine Scheibe --17-mit am Kreisumfang radial und gleichmässig verteilten Rippen --18-- (Fig. 3), sowie einen unteren Teil, der in Gestalt einer Scheibe --19-- (Fig. 1) ausgeführt ist, mit deren Hilfe über einen
EMI2.2
Zentrieren des Läufers --7-- im Lager --6--.
Das obere Flügelrad --16-- enthält eine Scheibe --20-- mit am Kreisumfang radial und gleichmässig verteilten Rippen --21-- (Fig. 3) und dient zum Zentrieren des Läufers --7-- (Fig. 1) im Lager --5-- sowie zur Erteilung eines Dralls an die Flüssigkeit.
In den Rippen --18-- des unteren Flügelrades --15 und 21-- des oberen Flügelrades - sind die Stirnenden der Einlagen --13-- befestigt.
Zum Zuleiten der Flüssigkeit zu den Schlitzen --14-- dient ein Hohlraum "8", gebildet durch die Hülse --11--, die Hohlachse-l-und radiale Kanäle, die von den Rippen --18-- und der Scheibe --17-- des unteren Flügelrades --15-- sowie von der unteren Stirnfläche des spiralförmigen Bandes --12-- gebildet sind.
Zum Ableiten der Flüssigkeit aus den Schlitzen --14-- dienen radiale Kanäle, die von der oberen Stirnfläche des spiralförmigen Bandes --12--, der Scheibe --20-- und den Rippen --21-des oberen Flügelrades --16-- gebildet sind.
Der Läufer --7-- ist von einem Gehäuse --22-- abgedeckt, das an der Scheibe --17-- des unteren Flügelrades --15-- fixiert ist.
Im oberen Teil des Gehäuses --22-- ist eine (nicht abgebildete) Bohrung vorgesehen, die beim Füllen des Läufers --7-- mit einer Flüssigkeit zum Luftaustritt dient.
Der Wirkungsgrad des Zentrifugalreinigers für Flüssigkeiten ist von der Wahl der jeweiligen
EMI2.3
unteren Stirnfläche des spiralförmigen Bandes --12-- sowie zwischen der Scheibe --20-- des oberen Flügelrades --16-- und der oberen Stirnfläche des spiralförmigen Bandes --12-- abhängig. Vom
<Desc/Clms Page number 3>
Verhältnis dieser Abstände zueinander ist die Verteilung der Flüssigkeitsgeschwindigkeiten in den Schlitzen-14-und folglich die Wirksamkeit der Reinigung in einem jeden Schlitz --14-- abhän- gig.
Die günstigste Verteilung der Flüssigkeitsgeschwindigkeiten in den Schlitzen der Bandspirale ist die Verteilung nach dem folgenden Gesetz :
EMI3.1
worin bedeuten : v - Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Schlitz, r - Halbmesser der Schlitzanordnung (laufende Koordinate), da nur bei dieser Verteilung der Flüssigkeitsgeschwindigkeiten der gleiche Reinigungsgrad in jedem Schlitz und folglich die höchste Reinigungswirksamkeit in denselben gewährleistet wird.
Diese Geschwindigkeitsverteilung in den Schlitzen --14-- des spiralförmigen Bandes --12-wird dadurch erreicht, dass die Abstände zwischen einer jeden Scheibe --17, 20-- und der entsprechenden Stirnfläche des spiralförmigen Bandes --12-- der folgenden Bedingung genügen :
EMI3.2
worin bedeuten :
11 - Abstand zwischen der Scheibe --17-- des unteren Flügelrades --15-- und der entspre- chenden unteren Stirnfläche des spiralförmigen Bandes-12- ;
12 - Abstand zwischen der Scheibe --20-- des oberen Flügelrades --16-- und der entspre-
EMI3.3
;r - jeweiliger Halbmesser des spiralförmigen Bandes --21-- ; r,-minimaler Halbmesser des spiralförmigen Bandes --21--.
Im obigen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten sind die Form der Scheibe --17-- des unte-
EMI3.4
ser und der oberen Stirnfläche des spiralförmigen Bandes sind mit Berücksichtigung der Bedingung (II) gewählt.
Der Zentrifugalreiniger von Flüssigkeiten arbeitet folgenderweise :
Der mit einer Flüssigkeit gefüllte Läufer -7-- wird vom (nicht dargestellten) Antrieb über den (gleichfalls nicht abgebildeten) Keilriementrieb in Drehung versetzt. Die zu reinigende Flüssigkeit strömt durch den Stutzen --3-- in den Zentrifugalreiniger ein. Die Stromrichtung ist durch Pfeile "C" angedeutet. Durch den Hohlraum" A", die Bohrungen --10-- in der Hohlachse-l-und den Hohlraum "B" gelangt die Flüssigkeit in radiale Kanäle. Daselbst wird sie mittels der Rip- pendes unteren Flügelrades --15-- auf die Winkelgeschwindigkeit des Läufers --7-- hochge- dreht und gelangt von unten in die Schlitze-14-.
Da die auf ein Fremdstoffteilchen wirkende Fliehkraft stets dem Halbmesser der jeweiligen Lage direkt proportional und die Dicke sowie die Länge aller Schlitze gleich ist, ist es zur Erhöhung der Reinigungswirksamkeit der Flüssigkeiten erforderlich, dass die Verweilzeit der Fremdstoffteilchen in den Schlitzen der Bandspirale dem Halbmesser umgekehrt proportional ist, was bei der Verteilung der Flüssigkeitsgeschwindigkeiten in den Schlitzen nach dem Gesetz (I) der Fall ist. Seinerseits wird das Gesetz (I) durch die Realisierung der Bedingung (II) eingehalten.
<Desc/Clms Page number 4>
Die verunreinigenden Teilchen, deren Dichte von der Dichte der zu reinigenden Flüssigkeit verschieden ist, setzen sich unter der Fliehkraftwirkung auf der Oberfläche des Bandes --12-ab. Die gereinigte Flüssigkeit wird durch die radialen Kanäle, die von der oberen Stirnfläche des spiralförmigen Bandes-12-, der Scheibe --20-- und den Rippen --21-- des oberen Flügel- rades -16-- gebildet sind, die Druckscheibe --8--, das Rohr --9-- und den Stutzen --4-- zum Verbraucher geleitet. Das gleichmässige Absetzen der Fremdstoffe in den Schlitzen --14-- gestattet es, die kontinuierliche Funktionsdauer des Zentrifugalreinigers ohne Austrag der Ausscheidungen aus dem Läufer mehrfach zu erhöhen.
Der beschriebene Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten gewährleistet bei 8000 Umdr/min, einem Läuferdurchmesser von 160 mm und einer Läuferhöhe von 200 mm die Reinigung der Flüssigkeiten von Schleif- und Metallteilchen mit einer Grösse von über 1 um mit einer Leistung bis 40 l/min.