CH641056A5 - Abscheider zum abscheiden einer in einer fluessigkeit enthaltenen dispersen phase. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Abscheider nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung eignet sich insbesondere für die Feinreinigung von Ölen, flüssigen Brennstoffen, Schmier- und Kühlflüssigkeiten im Flugzeug-und Werkzeugmaschinenbau, sowie in der chemischen Industrie, in der Milchverarbeitung und in anderen Industriezweigen, um mechanische Verunreinigungen aus den Flüssigkeiten auszuscheiden.

Ein aus dem SU-Urheberschein Nr. 157 168 (1962) bekannter konischer Teller für einen Abscheider weist einen Innen- und einen Aussenrand sowie Mittel zum Zurückhalten der dispersen Phase auf. Dieses Mittel ist als Ringschwelle ausgebildet, welche am Austritt der gereinigten Flüssigkeit angeordnet ist.

Eine derartige Bauart des Tellers trägt zum Zurückhalten der sich absetzenden Teilchen auf der Telleroberfläche bei und verringert deren Fortschwemmen durch den gereinigten Flüssigkeitsstrom. Da aber die Ringschwelle am minimalen Halbmesser des konischen Tellers nahe dem Austrittskanal angebracht ist und in Anbetracht der Stromrichtung der zu reinigenden Flüssigkeit vom Umfang des Tellers zur Mitte, ist es bei alledem schwierig, bei der Feinreinigung der Flüssigkeit, wenn sich die Abstände zwischen den benachbarten konischen Tellern in einer Grössenordnung von 0,4 bis 1,5 mm bewegen, die vor der Ringschwelle angesammelten Teilchen auszutragen, weil die Fliehkräfte hier wesentlich schwächer als am Umfang des Tellers sind. Darüberhinaus ist die Möglichkeit nicht ausgeschlossen, dass sich die vor der Ringschwelle abgesetzten Teilchen wegen der Wirbelbildung vom gereinigten Flüssigkeitsstrom in den sauberen Hohlraum mitreissen lassen. Ferner ist auch die Schmutzkapazität der durch die Ringschwelle und den Innerand gebildeten Einzeltasche zu klein.

s Das Ziel der Erfindung ist es, einen Abscheider mit einem konischen Teller zu schaffen, mit dem die Phasentrenn-güte beim Trennen disperser Systeme gesteigert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ab-lo scheider mit einem konischen Teller nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die disperse Phase mit Sicherheit zurückgehalten, die Fortschwemmgefahr der dispersen Phase durch den gereinigten Flüssigkeitsstrom herabgesetzt und die Selbstreinigungsmöglichkeit des konischen 15 Tellers verbessert wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine derartige Ausführung des konischen Tellers hat den 20 Vorteil, dass die disperse Phase mit grösserer Sicherheit zurückgehalten und von dem zu reinigenden Flüssigkeitsstrom in geringerem Masse mitgerissen wird. Ferner ist die Selbstreinigungsmöglichkeit des Tellers dadurch verbessert.

Eine Ausführungsform nach Anspruch 2 ist zur Reini-25 gung von Flüssigkeiten geeignet, die Teilchen enthalten, welche spezifisch schwerer als die zu reinigende Flüssigkeit sind, weil sich beim Betrieb des Abscheiders solche Teilchen von der Drehachse hinsichtlich des zu reinigenden Flüssigkeitsstroms zum Umfang bewegen.

30 Eine Ausführungsform nach Anspruch 3 ist zur Reinigung von Flüssigkeiten geeignet, die Teilchen enthalten, welche spezifisch leichter als die zu reinigende Flüssigkeit sind, weil sich beim Betrieb des Abscheiders solche Teilchen zur Mitte hinsichtlich des zu reinigenden Flüssigkeitsstromes be-35 wegen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen konischen Teller für einen Abscheider zum Abscheiden einer schweren Phase; 40 Fig. 2 eine Ansicht auf die Innenseite des konischen Tellers nach der Fig. 1 in Pfeilrichtung A;

Fig. 3 eine Schnittansicht durch eine Rippe des konischen Tellers entlang der Linie III-III nach den Fig. 2 und 5;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen konischen Teller 45 zum Abscheiden einer leichten Phase und

Fig. 5 eine Ansicht auf die Aussenseite des konischen Tellers nach der Fig. 4.

In den Fig. 1 und 4 sind die konischen Flächen 1 des konischen Tellers erkennbar. Die konische Fläche 1 jedes Tel-solers ist durch einen Innenrand 2 und einen Aussenrand 3 begrenzt. Sowohl auf dem Innenrand 2 als auch auf dem Aussenrand 3 sind in gleichmässigen Abständen voneinander verteilt sich in Achsrichtung des Tellers erstreckende Zapfen 4 angeordnet.

ss Als Mittel zum Zurückhalten der dispersen Phase sind auf der konischen Fläche 1 der beiden dargestellten konischen Teller Rippen 5 angeordnet. Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Teller befinden sich die Rippen 5 auf der inneren konischen Fläche, während sie bei dem in den Fig. 4 und 5 60 gezeigten Teller auf der äusseren konischen Fläche 1 angeordnet sind. In einer Projektion auf eine zur Drehachse des Tellers senkrechte Ebene stellen die Rippen einen Teil einer mehrgängigen Spirale dar. Die Kurven dieser Spirale sind derart bemessen, dass zwischen einer Tangente Xt an einem 65 beliebigen Punkt derSpiralkurven und dem über diesen Punkt verlaufenden Strömungsvektor X der zu reinigenden Flüssigkeit ein Winkel a von 30 bis 60c gebildet ist, welcher grösser ist als der Reibungswinkel der dispersen Phase bei ih-

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rer Reibung an der konischen Fläche 1. Der Winkel a ist von der Viskosität der Flüssigkeit und den physikalisch-chemischen Eigenschaften der dispersen Phase abhängig.

Die Höhe der Rippen 5 in bezug auf die konische Fläche 1 beträgt das 0,2- bis 0,5fache der Länge der Zapfen 4. Die spiralförmigen Rippen 5 weisen mit ihrer konkaven Seite in Drehrichtung des konischen Tellers. Die dem zu reinigenden Flüssigkeitsstrom zugekehrten Seitenflanken der Rippen 5 bilden im wesentlichen einen rechten Winkel zur konischen Fläche 1. In der Fig. 3 ist die Querschnittsform einer Rippe 5 dargestellt.

Die zu einem Paket zusammenzustellenden konischen Teller weisen zur Fixierung auf einer nicht dargestellten Welle eine Keilnut 6 auf. Zusammen mit der Welle bildet ein solches Tellerpaket den Rotor eines Abscheiders.

Zum Trennen einer Aufschlämmung wird diese durch Spalte eingeführt, welche zwischen den Aussenrändern 3 jeweils zwei einander benachbarter konischer Teller begrenzt sind. Die Trennung der Aufschlämmung erfolgt bei sich drehendem Rotor in den Zwischenräumen zwischen den konischen Tellern.

Es ist bekannt, dass sich der zu reinigende Flüssigkeitsstrom parallel zur Mantellinie bewegt, wenn im Spalt zwischen zwei benachbarten konischen Tellern der Mantellinie entlang spalthohe Rippen vorgesehen sind. Da jedoch im vorliegenden Fall keine solchen Lenkrippen vorhanden sind, so erhält der zu reinigende Flüssigkeitsstrom unter der Einwirkung von Corioliskräften eine Winkelgeschwindigkeitskomponente, so dass er sich im Spalt zwischen den konischen Tellern spirallinienförmig bewegt. In den Fig. 2 und 5 sind solche Spirallinien gestrichelt dargestellt.

Während sich die Aufschlämmung entlang des konischen Teils 1 der Teller vom Umfang zur Mitte hin bewegt, werden die Feststoffteilchen, welche die disperse Phase darstellen, bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2 zur Innenseite der konischen Teller verdrängt, wenn das spezifische Gewicht der Feststoffteilchen grösser als dasjenige der zu reinigenden 5 Flüssigkeit ist.

Wenn ein abgesetztes Teilchen, durch den zu reinigenden Flüssigkeitsstrom mitgerissen, seine Bewegung über die konische Innenfläche des Tellers fortsetzt, so trifft es auf seiner Bahn auf eine der Rippen 5 auf. Da die Form der mehrgän-io gigen Spirale sich aus der Bedingung ergibt, dass der Winkel a zwischen der berührenden an einem beliebigen Punkt jeder Rippe auf der Anströmseite und dem Geschwindigkeitsvektor des zu reinigenden Flüssigkeitsstromes an demselben Punkt in Austragsrichtung der dispersen Phase grösser als i5 der Reibungswinkel der letzteren bei ihrer Reibung an der konischen Fläche des Tellers ist, so erhält der Strömungsvektor X eine normale Komponente XN, mit der das Teilchen an die vorlaufende Seitenflanke der Rippe 5 gedrückt wird, und eine tangentielle Komponente Xt, die darauf hin-20 wirkt, die Teilchen in der den Kanälen für die gereinigte Flüssigkeit entgegengesetzten Richtung auszutragen. Diese Eigenschaft ist besonders vorteilhaft, weil die Selbstreinigungsmöglichkeit der konischen Teller sich dadurch verbessern und das Risiko für die abgesetzten Teilchen durch die zu reinigende Flüssigkeit fortgeschwemmt zu werden, sich vermindert.

Da der Flüssigkeitsstrom unter Vermeidung von Wirbelzonen jeweils mehrere der Rippen 5 überquert, ist die Sicherheit umso grösser, dass die Teilchen zurückgehalten werden. 30 Wie bereits erwähnt, sind die Rippen 5 auf der äusseren konischen Fläche 1 des Tellers anzuordnen, wenn Teilchen ausgeschieden werden sollen, deren spezifisches Gewicht geringer als dasjenige der Flüssigkeit ist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

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1. Abscheider zum Abscheiden einer in einer Flüssigkeit enthaltenen dispersen Phase, mit mindestens einem rotierend angetriebenen konischen Teller, der Mittel zum Zurückhalten der dispersen Phase sowie einen Innen- und einen Aus-senrand (2,3) aufweist, welche Ränder mit Zapfen (4) besetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Zurückhalten der dispersen Phase auf der konischen Fläche (1) des Tellers angeordnete Rippen (5) sind, deren Projektion auf eine zur Drehachse senkrechte Ebene einen Teil einer mehrgängigen Spirale darstellt, wobei deren Kurven derart bemessen sind, dass zwischen einer Tangente (Xt) an einem beliebigen Punkt der Spiralkurven und dem über diesen Punkt verlaufenden Strömungsvektor (X) der zu reinigenden Flüssigkeit ein Winkel (a) von 30 bis 60c gebildet ist, welcher grösser ist als der Reibungswinkel der dispersen Phase bei ihrer Reibung an der konischen Fläche (1), und dass die Höhe der Rippen (5) in bezug auf die konische Fläche (1) das 0,2-bis 0,5fache der Länge der Zapfen (4) beträgt, dass die konkave Seite der Rippen der Drehrichtung zugewandt ist und eine der Seitenflächen der Rippen (5) im wesentlichen einen rechten Winkel zur konischen Fläche (1) bildet.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (5) auf der Innenfläche des Tellers angeordnet sind und dass die konvexe Seitenfläche der Rippen im wesentlichen einen rechten Winkel zur konischen Fläche (1) bildet.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (5) auf der Aussenfläche des Tellers angeordnet sind und dass die konkave Seitenfläche der Rippen im wesentlichen einen rechten Winkel zur konischen Fläche (1) bildet.