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Mit dieser Anordnung der Platten können die Teilchen, deren Dichte derjenigen der zu reinigenden Flüssigkeit nahekommt, bei ihrer Bewegung längs der Einlagen aufgehalten und als Ausscheidung angesammelt werden.
Der gemäss der Erfindung ausgeführte Zentrifugalreiniger gestattet es, den Reinigungsgrad, insbesondere bei Fremdstoffen mit verhältnismässig kleiner Dichte, beispielsweise von Gummi, um ein Mehrfaches zu verbessern.
Nachstehend soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden ; in diesen zeigt : Fig. l im Längsschnitt den erfindungsgemässen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten, Fig. 2 einen Abschnitt des Bandspiralenquerschnittes in einer Ansicht von unten, Fig. 3 eine Abwicklung des Bandes mit Einlagen, in vergrössertem Massstab, und Fig. 4 einen durch Nachbarwindungen des Bandes und der Einlagen gebildeten Schlitz, in vergrössertem Massstab.
Der Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten enthält eine vertikal angeordnete Hohlachse --1-- (Fig. 1), die mit ihrem unteren Ende auf einer Grundplatte --2-- starr befestigt ist. Der Hohlraum "A" der Hohlachse --1-- steht in seinem unteren Teil mit einem Eintrittsstutzen --3-- für die zu reinigende Flüssigkeit und mit einem Austrittsstutzen --4-- für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung.
Das befestigte Ende der Hohlachse --1-- ist von einem Blindflansch --5-- abgedeckt. Auf der Hohlachse-l-sitzt in Lagern --6 und 7-- drehbar gelagert ein zylindrischer Läufer-8-', in dem die eigentliche Zentrifugalreinigung der Flüssigkeit vor sich geht. Am oberen Ende der Hohlachse --1-- ist eine Druckscheibe --9-- angebracht, die den inneren Hohlraum des Läufers - über ein innerhalb des Hohlraumes "A" der Hohlachse --1-- befindliches Rohrstück --10-- mit dem Austrittsstutzen --4-- verbindet.
Die Druckscheibe --9-- dient einmal zur Umwälzung der gereinigten Flüssigkeit und stellt zum andern ein oberes Drucklager des Läufers --8-- dar. Die Hohlachse --1-- weist Zufuhröffnungen --11-- auf, durch die die Flüssigkeit in den Hohlraum "B"
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förmig gewundenen Band --13--, zwischen dessen Windungen parallel zur Hohlachse --1-- in radialer Richtung Einlagen-14- (Fig. 2) eine nach der andern derart untergebracht sind, dass sie am Umfang gleichmässig verteilte Radialreihen formen. Die Einlagen --14-- bilden zusammen mit den Windungen des Bandes --13-- Schlitze --15--, deren Breite durch die Stärke der Einlagen - bestimmt ist.
In die Hülse --12-- sind ein unteres --16-- und ein oberes Flügelrad--17-- (Fig. 1), die unter bzw. über der Spirale des Bandes --13-- angeordnet sind, eingepresst. Das untere Flügelrad --16-- umfasst einen Flansch --18-- mit am Umfang gleichmässig verteilten Radialrippen --19-- und einem Unterteil, der als Riemenscheibe --20-- ausgeführt ist, mit deren Hilfe der Läufer --8-- über einen (nicht gezeigten) Keilriementrieb mit einem (nicht gezeigten) Antrieb verbunden ist. Das Flügelrad --16-- erteilt der Flüssigkeit einen Drall und zentriert gleichzeitig den Läufer --8-- im Lager --6--.
Das obere Flügelrad --17-- enthält einen Flansch --21-- mit am Umfang gleichmässig verteilten Radialrippen --22--, zentriert den Läufer --8-- im Lager --7-- und erteilt der Flüssigkeit einen Drall.
Die Hülse --12--, die Hohlachse --1-- und die Radialkanäle des Flügelrades --16-- schliessen einen Hohlraum "B" ein, über den die Flüssigkeit den Schlitzen --15-- zugeführt wird, während zur Abführung der Flüssigkeit aus den Schlitzen --15-- Radialkanäle des Flügelrades --17-dienen.
Der Läufer --8-- ist von einem Gehäuse --23-- abgedeckt, das am Flansch --18-- des Flügel- rades --16-- durch einen Sprengring --24-- fixiert ist.
Im oberen Teil des Gehäuses --23-- befindet sich ein mit einem Stopfen --25-- abschliessbares Luftloch zur Entlüftung des Läufers --8-- bei dessen Füllung mit Flüssigkeit. Um ein Aussickern der Flüssigkeit aus dem Läufer --8-- zu verhindern, ist zwischen dem unteren Flügelrad --16-- und der Hohlachse --1-- eine Dichtung --26-- vorgesehen.
In der Hohlachse --1-- ist ein Kanal --27-- vorgesehen, durch den an die Dichtung --26-und das Lager --6-- gereinigte Flüssigkeit geleitet wird.
Das Band --13-- ist gefaltet ausgeführt, wobei die Falten, wie aus der Fig. 2 ersichtlich
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ist, zur Hohlachse --1-- parallel verlaufen und die Einlagen --14-- in den Faltenscheiteln untergebracht sind und am Umfang gleichmässig verteilte Radialreihen bilden. Zur Erzeugung und Fixierung der Falten ist die Hülse --12-- mit Rippen --28-- versehen, die am Umfang gleichmässig verteilt sind und mit Reihen von Einlagen-14-abwechseln, wobei sie auf entsprechenden Einlagenreihen aufliegen, während auf der Seite des Gehäuses --23-- Rippen --29-- angeordnet sind, derart, dass sie mit den Rippen --28-- abwechseln und auf entsprechenden Reihen von Einlagen - 14-- aufliegen.
Die Rippen --29-- besitzen an ihrem oberen und unteren Ende kegelförmige Nasen --30--, die in ihnen entsprechende Vertiefungen in den Radialrippen --19 bzw. 22-- des unteren - bzw. oberen Flügelrades --17- hineinragen.
Um Fremdstoffteilchen von einer Dichte, welche der Dichte der zu reinigenden Flüssigkeit nahekommt, aufhalten zu können, sind über die gesamte Länge jeder Reihe von Einlagen --14-auf der Auslaufseite des Läufers --8-- Platten --31-- (Fig.1, 3) angeordnet. Jede dieser Platten - ist breiter als eine Einlage --14- und ragt beidseits der Einlagen --14-- in einer Länge "1" vor, die 20 bis 40% der Breite "h" des Schlitzes --15-- beträgt. Die Länge 111" wird mit Rücksicht auf die Viskosität der zu reinigenden Flüssigkeit und ihre Durchgangsgeschwindigkeit im Schlitz gewählt.
Die Wirkungsweise des Zentrifugalreinigers für Flüssigkeiten ist die folgende :
Der flüssigkeitsgefüllte Läufer --8-- wird über einen (nicht gezeigten) Keilriementrieb von einem (nicht gezeigten) Antrieb in Drehbewegung gesetzt. Die zu reinigende Flüssigkeit tritt bei C durch den Stutzen --3-- in den Zentrifugalreiniger ein.
Die Flussrichtung ist durch Pfeile angedeutet. Über den Hohlraum" A", die Zufuhröffnungen --11-- in der Hohlachse --1-- und den Hohlraum"B"gelangt die Flüssigkeit in die Radialkanäle zwischen den Radialrippen --19-- des Flügelrades --16--, wo sie von den Radialrippen --19-- in Drehbewegung mit der Winkelgeschwindigkeit des Läufers --8-- gesetzt wird, und erreicht von unten in ihrem Fortlauf durch die zwischen den benachbarten Bandspiralenabschnitten des Bandes --13-- und den Einlagen-14-der Einlagenreihen
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Weg H, zurücklegend (dieser Wert hängt von den Eigenschaften der zu trennenden Phasen und dem Betriebszustand des Zentrifugalreinigers ab) durchqueren die Fremdstoffteilchen "a" (Fig.3, 4) und"b"der schweren bzw.
leichten dispersen Phase den Schlitz --15-- und setzen sich auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Bandes --13-- ab, und werden sodann infolge Neigung des Bandes --13-- durch die Fliehkräfte an die Einlagen --14-- abgeschleudert, wo sie Abschei- dungen "d" und "e" bilden. Die (in der Fig. 3 gestrichelten) Gleitbahnen der Teilchen hängen vom Verhältnis der Abschwemmkraft des Flüssigkeitsstromes und der Tangentialkomponente der Fliehkraft
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werden können, haben einen minimalen Reibungswinkel und rollen daher zum Keilzonenscheitel des Schlitzes --15-- ab (vgl. die in Fig. 4 mit a'und b'bezeichneten Feststoffteilchen), wo eine Strömung praktisch ausbleibt, weil die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten dem Quadrat der Schlitzhöhe proportional sind.
Mit der Abscheidung, die sich aus Grobteilchen und/oder aus Teilchen mit einem erhöhten Reibwert zusammensetzt, werden automatisch die Bedingungen geschaffen, unter denen die Teilchen, die sonst in einem gewöhnlichen Spalt leicht mitgerissen würden, in der Keilzone des Spaltes des erfindungsgemässen Zentrifugalreinigers aufgehalten werden. Die mitreissanfälligsten Teilchen werden zusätzlich von den Platten --31-- aufgehalten, die auf der gesamten Länge jeder
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d. h.Platten -31-- bilden ausserdem zusammen mit den Einlagen --14-- und dem Band --13-- im Schlitz - höhenmässig beträchtliche Toträume, in denen die sich an den Einlagen entlang bewegenden Teilchen zum Stillstand gezwungen werden und sich als Abscheidungen "f" (Fig.3) und "g" ansammeln.
Die Platten --31-- wirken darüber hinaus als Hindernisse, an denen eine ausgeschiedene disperse flüssige Phase"i"aufgehalten wird. Diese flüssige Phase tropft dann in den Rippenzwischenraum des Flügelrades --16-- ab und wird weiters tropfweise in einen Schlammfänger "D" (Fig. l) abgeleitet oder kann aus dem Zentrifugalreiniger in einer beliebigen bekannten zweckdien-
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lichen Weise kontinuierlich ausgetragen werden. Die Platten --31-- schwächen auch die Corioliskräfte ab, die vom Flügelrad --17-- her auf den auslaufseitigen Teil der Schlitze --15-- einwirken, und tragen damit zu einer besseren Hydrodynamik des Stromes bei.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten, der eine senkrecht angeordnete und auf einer Grundplatte starr befestigte Hohlachse enthält, welche einen Einlauf und einen Auslauf für die Flüssigkeit besitzt, die mit den entsprechenden Hohlräumen eines auf der Hohlachse drehbar gelagerten zylindrischen Läufers in Verbindung steht, wobei im Innern des Läufers koaxial zur Hohlachse eine Hülse mit einem daran befestigten, spiralförmig gewickelten Band angeordnet ist, zwischen dessen Nachbarwindungen Einlagen parallel zur Hohlachse und radial hintereinander vorgesehen sind, die zusammen mit dem Band Schlitze zum Flüssigkeitsdurchgang bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (13) mit zickzackförmigen Falten gewickelt ist, wobei die Falten parallel zur Hohlachse (1) verlaufen und die Einlagen (14)
in den Faltenscheiteln untergebracht sind, derart, dass jeweils einem Faltenscheitel mit einem geringeren radialen Abstand von der Drehachse Faltenscheitel mit einem grösseren radialen Abstand von der Drehachse benachbart sind.