CN103648654B - 包括带有外罩的可旋转的离心分离机转筒的断续式离心分离机和用于制造外罩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种断续式离心分离机，它具有一个带有外罩（13）的可旋转的离心分离机转筒（10）。圆筒形的离心分离机外罩（13）设有用于排出在离心分离时产生的液体的孔（50）。这些孔（50）具有椭圆形的横截面。孔（50）的横截面由内向外扩展。在此，孔壁是连续的。孔平行于转筒轴在外罩（13）的内侧上的横截面的直径与孔（50）平行于转筒轴在孔（50）的外侧上的横截面的直径相等。而孔（50）沿周向方向在外罩（13）的内侧上的横截面的直径小于孔（50）沿周向方向在外罩（13）的外侧上的横截面的直径。椭圆孔的面积还可以附加地通过接桥分割。
Description
技术领域
本发明涉及一种断续式离心分离机，该断续式离心分离机包括一个绕转筒轴可旋转的带有外罩的离心分离机转筒，其中，圆筒形的离心分离机外罩设有用于排出在离心分离时产生的液体的孔，这些孔具有椭圆形的横截面。
此外，本发明涉及一种用于制造用于这种断续式离心分离机的外罩的方法。本发明还涉及一种用于运行这样的断续式离心分离机的方法。
背景技术
带有径向开口的离心式分离器由按照DE 696 09 594 T2的EP 0 804 291 B1已知。在此，离心式分离器的转子这样构造有以径向开口形式的排出口，使得在这些径向排出口中堵塞或磨损的危险减小并且通过排出口的横截面的特别构成而使得减少产生的噪声级并且减少在排出口中产生的声音的频率的影响。为了达到这种结果，排出口这样构成，使得该排出口的径向内部的横截面向外首先是恒定的或者缓慢增长并且接着在排出口中间非连续地向外突然敞开。对此，设置首先大致恒定的并且接着漏斗形扩展的形状，或者也设置由恒定的形状转为球冠的过渡部或以类似形状设置。这种方案对于某些应用情况可能是适宜的，但是至今例如在制糖业中未证实为可用的。
断续式离心分离机特别是也用于从糖晶体悬浮液分离糖晶体。
原材料、例如具有积聚的晶体悬浮液的稠液从上面被输送和然后在离心分离机转筒中被这样处理，使得产品、例如在这里结晶物在离心分离机转筒的外罩的内面上沉积。糖浆在此通过工作筛逸出，所述工作筛放置在外罩上。
这种结晶物或这种晶体层然后必须从离心分离机转筒中清除，借此该离心分离机转筒可用于下一次的使用或下一次的装料。
这种也称为周期性工作的、用于离心分离填充料的离心分离机的方案由DE 1 916280 B已知。在离心分离机外罩中设有孔，在离心分离时与糖晶体分离的液体通过这些孔向外导出并且离开离心分离机转筒。
对于这些孔的横截面形状，DE 1 916 280 B出于机械的原因而提出一种椭圆形，因为这对于稳定性是有利的。这些考虑得到了证实。在离心分离机外罩中的应力在开口区域中被这样减少并且因此整个离心分离机转筒的耐久性和稳定性被改善。
在糖离心分离机的另一种形式中，即，在连续式工作的离心分离机中，由EP 1 693112 B1已知椭圆状的孔，亦即带有椭圆形的横截面的孔。
鉴于正是在制糖业领域中大量使用的间歇式工作的离心分离机而存在也进一步改善离心分离机外罩的显著的需求。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提出一种断续式离心分离机，该断续式离心分离机具有对离心分离机外罩的进一步优化。
本发明的另一个任务在于，给出一种用于制造这种离心分离机的方法。
首先提到的任务借助于本发明在同类型的断续式离心分离机中通过如下方式解决，即，所述孔的横截面由内向外是连续的，所述孔平行于转筒轴在外罩的内侧上的横截面的直径(a2)与所述孔平行于转筒轴在孔的外侧上的横截面的直径(a1)相等或几乎相等，并且所述孔沿周向方向在外罩的内侧上的横截面的直径(l2)小于所述孔沿周向方向在外罩的外侧上的横截面的直径(l1)，从而所述孔的横截面向外扩展。
在同类型的方法中，该任务借助于本发明通过如下方式解决，即，在使外罩金属板变圆之前或之后，外罩借助于水射流切割设有椭圆形的开口。
出人意外的是，通过在离心分离机中的孔的该首先第一眼看上去显得改变轻微的构成，能够显著改善性能。
对此，原因如下：
离心力对转筒中的液体引起离心加速度aZ。然而因为液体被壁拦住，所以液体沿垂直于转筒壁的方向具有接近零的速度。如果液体微粒进入到开口中，则该液体微粒失去与旋转的参考系的接触并且离心加速度因此同样变为零。因为微粒不被进一步加速，所以该微粒需要相对长的时间穿过开口而离开转筒。非常可能的是，该微粒通过转筒的旋转运动被椭圆的壁开口赶上并且因此再次获得与旋转的参考系的接触。在这里该微粒被逼向沿旋转方向在后面的开口面。在那里离心加速度再次起作用并且微粒被径向加速。
为了支持上面描述的效果，开口面因此应该向外变更大。同时液体可以“倚靠”的更大的面是有利的。
引入这种向外扩展的椭圆形的孔首先非常耗费。在此要考虑，椭圆形的孔向外的扩展不应沿每个方向以相同的程度进行。如由上面对糖颗粒或者微粒的运动情况的考虑所得出的相同，特别涉及应该沿不同方向不同地表现的孔壁。
也就是说，孔的横截面在平行于转筒轴的维度中由内向外应该不增长或者至少在任何情况下不明显增长。即沿该平行于转筒轴的方向在离心分离机转筒中没有颗粒的运动或者只有颗粒的少量的偏离运动并且孔在该维度中的扩展或者收缩因此不是有意义的并且如已证实的也是完全不希望的。
如下表达，即，孔平行于转筒轴在外罩的内侧上的横截面的直径与孔平行于转筒轴在孔的外侧上的横截面的直径应该相等，被理解为，这两个直径应该相互偏差小于5％。轻微的偏离、特别是横截面向外的轻微扩展也在该维度中还是可容忍的，如果该偏差也应该尽可能小的话。
取而代之地，由内向外的横截面扩展涉及沿离心分离机转筒的周向方向的维度，因此同时沿旋转的转筒的运动方向。
孔的壁因此应该在孔壁的不同的区域中构造成不同的。
通过离心分离机转筒的外罩金属板的利用不同方法的特别小心的加工，这点是可能的。
然而特别优选的是，所述孔借助水射流切割在使金属板变圆以形成圆筒形的离心分离机外罩之前作为开口被引入到外罩金属板中。
更确切地说，已证实的是，利用离心分离机外罩的特别适合的制造可以特别可靠地、精确地并且同时成本有利地进行椭圆形的孔的这样的如所描述的不同地向外扩展的造型。
更确切地说，当椭圆被引入到还是平的金属板中并且该金属板接着被变圆，以便使成形转筒的圆筒时，则这特别有利地进行。如果椭圆几乎垂直地引入到金属板中，它在变圆时得到仅在一个维度中轻微圆锥的形状。恰好这种效果是有利的，因为由此液体的排放被加速。该效果可以通过如下方式增强，即，开口已经以一定程度就这点而言“圆锥形地”引入到平的金属板中。这里，在0.1°至10°，优选0.2至3°的范围中的小的角度已经足够取得大的效果。
这里，借助于磨蚀的水射流切割引入开口是有利的，因为这里可简单地形成切割面相对于金属板表面的斜置并且可以同时确保，不进行在垂直于其延伸的第二维度中的斜置。
为了通过较大的面增强排放效果，在一种优选的实施形式中也可以实现在中间带有平行于转筒轴延伸的接桥的椭圆，该实施形式将椭圆划分成两个相互对称地相同的半部。这点具有如下优点，即，利用所述接桥产生附加的面，该面附加地加速液体并且因此液体更快地离开转筒。这里，接桥面也优选是向外沿旋转方向轻微倾斜的。
包括带有多于一个接桥的椭圆的实施形式也具有优点，然而增加了制造费用，从而不多于5个接桥在技术上是合适的。
通过离心分离机外罩的按照本发明的构成还可以利用上其他的效果。孔的椭圆造型的横截面形状有利于定中心的开口面，由此于是需要共计更少的孔。更确切地说，椭圆与带有圆形横截面的孔相比在相同尺寸的情况下在沿与轴平行的方向具有多倍的面积。对于较少数量的孔需要用于制造的较少的单独的工作步骤。对于穿流通过椭圆形的孔的液体的输送和进一步处理也仅需考虑与此相应地更少的位置，液体在这些位置处在离心分离机转筒的外侧上排出。
在从属权利要求中给出或者在对附图的说明中更详细地阐述其他的优选的实施形式。
附图说明
以下借助附图更详细地阐述本发明的实施例。图中：
图1以本发明的一种实施形式的断续式离心分离机的示意性剖视图，包括垂直地穿过离心分离机平行于离心分离机转筒的轴的剖面；
图2穿过图1的断续式离心分离机垂直于离心分离机转筒的轴截取的剖面；
图3用于制造按照本发明的离心分离机外罩的外罩金属板；
图4用于构成在按照本发明的离心分离机外罩中的孔的第一实施例；
图5用于构成在按照本发明的离心分离机外罩中的孔的第二实施例；
图6用于构成在按照本发明的离心分离机外罩中的孔的第三实施例；以及
图7类似于图4的实施形式的俯视图，带有三维效果的图。
具体实施方式
在图1的示意性剖视图中以垂直的中间剖面看到离心分离机，例如糖离心分离机，该离心分离机包括一个离心分离机转筒10。离心分离机转筒10具有驱动轴11，该驱动轴也构成离心分离机转筒10的竖直设置的轴并且提供用于整个离心分离机转筒10的旋转驱动装置。在图1中驱动轴11仅示意性地表明。旋转方向12附加地通过箭头标出。
此外，离心分离机转筒10具有外罩13，该外罩通过旋转驱动装置11置于旋转运动中。外罩13基本上是圆筒形的并且在其内壁上被未更详细示出的工作筛覆盖。
稠液被添加到离心分离机转筒10中，所述稠液特别是具有还带有其母液的糖晶体。该稠液由高速驱动的离心分离机转筒10离心分离，其中，糖晶体不通过工作筛，而糖浆通过工作筛排出并且由在图中未示出的在外罩13中的孔(50)向外排出。
在进一步的工作步骤之后，例如利用纯净的液体洗涤按照这种方式沉积的晶体之后，糖晶体以结晶物14形式保持附着在外罩13的内侧上并且在那里形成一种糖层。
离心分离机转筒10向下通过底部15封闭。底部15基本上垂直于离心分离机转筒10的轴设置。当然底部15具有开口16，结晶物14可以基于其重力通过这些开口从离心分离机转筒10排出。这些开口16在离心分离过程期间是关闭的并且在此之后才打开。
为了能够将附着在外罩13的内壁上的结晶物14从那里去除，设有一个清除器20。清除器20具有一个清除杆21和一个设置在清除杆21上的元件22，例如刮刀22或者刮推器。刮刀22或者刮推器相对于清除杆绕由清除杆21形成的轴可摆动。
刮刀22或者刮推器平行于离心分离机转筒10的轴并且因此竖直地延伸。刮刀或者刮推器在外罩13的整个或者几乎整个高度上延伸。
该摆动运动导致刮刀22可以进入到结晶物14中并且连续地在那里剥离结晶物14的层。
在剥离过程之后，结晶物14的糖晶体基于其重力在离心分离机转筒11内向下朝底部15方向掉落并且在那里通过现在不再封闭的开口16。
在图2中在垂直于转筒轴并且因此垂直于驱动轴11的剖面图中现在看到相同的离心分离机转筒10的相同情形。
在这里可以很好地看出，带有其清除杆21的清除器20由以刮刀或者刮推器形式的元件22补充。在所示位置中，该元件22没有一直伸入到结晶物14中。因此在离心分离期间图1和图2的所述位置被占据。
外罩13设有较大数量的孔50。这些孔50按比例这样小，以致这些孔在图1和2的示图中没有单独地显示。
在离心分离过程中从糖晶体悬浮液逸出并且留下结晶物14的糖浆可以通过这些孔50从带有外罩13的离心分离机转筒10向外逸出。结晶物14本身保持附着在筛(未示出)上，该筛放置在外罩13的内侧上。
在图3中示出外罩金属板，其可能适合于制造图1和2中的外罩13。
可看到，在外罩13中设有多个椭圆形的孔50。这些椭圆形的孔分布在设置用于外罩13的外罩金属板上。这里可想到许多可能性。
在此，孔50借助水射流切割被引入到用于外罩13的外罩金属板中。
在图4中在上方以剖视图和在下方以俯视图看到孔50的第一实施形式。在图4中，在上方以剖面图看出用于外罩13的外罩金属板并且在下方以俯视图看出孔50的区域。
在这里看到，孔50具有椭圆的形状并且通过垂直于金属板平面的磨蚀的方法在外罩金属板中被引入。
如果现在为了制造外罩13以圆筒形使外罩金属板弯曲，则可以容易地想象出在图4中例如在向上弯曲时孔50在上面的侧面上压缩并且在下面的侧面上拉伸。该过程是均匀的，从而仅通过该弯曲产生孔50的连续的形状，该形状在图4中是向下开口的。对此进一步的解释与对图7的描述相结合在下文说明。
在图5中在上面以剖面图和在下面以俯视图看到孔50的第二实施形式。孔50在这里由两个单独的区域50a和50b组成，这两个区域共同构成一个具有处于其间的接桥51的椭圆形。
在图5中在上面示出的横剖视图中显示出，该实施形式也通过垂直的水射流切割引入到用于外罩13的外罩金属板中。
在为了制造圆筒形的外罩13弯曲金属板时，又类似于在图4中那样产生椭圆形构造的在一个维度中例如称为锥形的变形。
接桥已有利地制成为轻微倾斜的(在俯视图中观察)，亦即，沿旋转方向向外连续倾斜。
在图6中在上面以剖面图和在下面以俯视图看到孔50的第三实施形式。孔50在这里又是椭圆形的并且通过两个接桥51a和51b分割，从而形成三个部分孔50a、50b和50c。
在图7中示出孔50的一种实施形式的俯视图，该实施形式首先与图4中的示图类似。
不过在该示图中重点在于另一方面。孔50具有共计三个维度。第一维度在圆筒转筒的圆周上延伸并且在图7中识别为在纸平面中由左向右。
第二维度在圆筒转筒上平行于转筒轴延伸并且在图7中的纸平面中显示为由上向下。
第三维度垂直于离心分离机转筒10的外罩13延伸并且因此垂直于图7中的纸平面。
离心分离机转筒的外罩13具有最终的尺寸。该外罩具有朝向转筒轴的内侧和朝向环境的外侧。
孔50现在具有相应椭圆状构造的横截面。该椭圆状的横截面因此具有通常较小的直径，该直径在示出的实施形式中平行于转筒轴延伸，亦即，在图7中由上向下。在此，椭圆状的横截面在外罩13外侧上的直径标记为a1并且椭圆状的横截面在外罩13内侧上的直径标记为a2。如可看出的，两个直径a1和a2大小相同并且也彼此重叠。
在多个实施例中以及也在示出的实施形式中较大的第二直径垂直于第一直径a1和a2沿外罩13的周向方向延伸并且因此在图7中由左向右延伸。这里椭圆状的孔50的位于转筒外罩的外侧上的横截面标记为l1，椭圆状的横截面的位于外罩的13内侧上的在该维度中的直径标记为l2。
可看出，l1大于l2。因为孔壁将在外侧在外罩13上的椭圆状的横截面与在内侧在外罩13中的横截面相互连续地连接，由此得出，在图7中的孔壁在示图中在上面或在下面的各侧面上垂直于纸平面地延伸，而孔壁在位于孔50左边或者右边的各区域中倾斜于纸平面地延伸。
附图标记列表
10 离心分离机转筒
11 离心分离机转筒10的驱动轴
12 离心分离机转筒10的旋转方向
13 外罩
14 在外罩13的内侧上的结晶物
15 底部
16 开口
20 清除器
21 清除器20的清除杆
22 元件、特别是清除器20的刮刀或者刮推器
50 孔
50a 部分孔
50b 部分孔
50c 部分孔
51 接桥
51a 第一接桥
51b 第二接桥
a1 孔50沿垂直方向在外罩13的外侧上的直径
a2 孔50沿垂直方向在外罩13的内侧上的直径
l1 孔50沿水平方向在外罩13的外侧上的直径
l2 孔50沿水平方向在外罩13的内侧上的直径
Claims (21)
1.断续式离心分离机，
包括一个绕转筒轴可旋转的带有外罩(13)的离心分离机转筒(10)，
其中，圆筒形的离心分离机外罩(13)设有用于排出在离心分离时产生的液体的孔(50)，这些孔(50)具有椭圆形的横截面，
其特征在于，
所述孔(50)的横截面由内向外是连续的，
所述孔(50)平行于转筒轴在外罩(13)的内侧上的横截面的直径(a2)与所述孔(50)平行于转筒轴在孔(50)的外侧上的横截面的直径(a1)相等或几乎相等，并且
所述孔(50)沿周向方向在外罩(13)的内侧上的横截面的直径(l2)小于所述孔(50)沿周向方向在外罩(13)的外侧上的横截面的直径(l1)，从而所述孔(50)的横截面向外扩展。
2.按照权利要求1所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述孔(50)的向外扩展的椭圆横截面具有如下孔壁，这些孔壁在沿周向方向的直径(l1、l2)的外端部处相对于外罩(13)的垂直线的角度大于0.1°并且小于10°。
3.按照权利要求1所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述孔(50)的向外扩展的椭圆横截面具有如下孔壁，这些孔壁在沿周向方向的直径(l1、l2)的外端部处相对于外罩(13)的垂直线的角度大于0.2°并且小于3°。
4.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述孔(50)的孔壁沿周向方向也是连续的。
5.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述孔(50)借助水射流切割在使金属板变圆以形成圆筒形的离心分离机外罩(13)之前作为开口被引入到外罩金属板中。
6.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
椭圆孔(50)沿周向方向的横截面的直径(l1、l2)大于孔(50)平行于转筒轴的直径(a1、a2)，并且
所述椭圆的半轴比在1:2.5至1:7.5之间。
7.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
椭圆孔(50)沿周向方向的横截面的直径(l1、l2)大于孔(50)平行于转筒轴的直径(a1、a2)，并且
所述椭圆的半轴比在1:4.5至1:5.5之间。
8.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
每个椭圆的开口面积处于80mm2和150mm2之间。
9.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
每个椭圆的开口面积处于95mm2和105mm2之间。
10.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
在所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)中的孔(50)在转筒的高度上分布地具有不同的开口横截面。
11.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
在所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)中的孔(50)在转筒的高度上具有相互不同的距离。
12.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)的外罩金属板的材料厚度为8mm和25mm之间。
13.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)的外罩金属板的材料厚度为10mm和17mm之间。
14.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
在所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)中的孔(50)的一个椭圆或多个椭圆在中心具有至少一个平行于转筒轴延伸的接桥(51)，该接桥将所述椭圆分成两个相互对称地相同的半部。
15.按照权利要求1或2所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
在所述离心分离机转筒(10)的外罩(13)中的孔(50)的所有椭圆在中心具有至少一个平行于转筒轴延伸的接桥(51)，该接桥将所述椭圆分成两个相互对称地相同的半部。
16.按照权利要求14所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述接桥(51)的横截面积构成为向外逐渐减小的，并且
孔壁也在接桥(51)的区域中是连续的。
17.按照权利要求14所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述椭圆具有多个接桥(51a、51b)。
18.按照权利要求14所述的断续式离心分离机，
其特征在于，
所述椭圆具有至少两个接桥(51a、51b)并且最多五个接桥。
19.用于制造按照上述权利要求之一所述的断续式离心分离机的方法，
其特征在于，
在使外罩金属板变圆之前，外罩(13)借助于水射流切割设有椭圆形的开口，在变圆之后由这些开口形成具有椭圆横截面的孔(50)。
20.按照权利要求19所述的用于制造断续式离心分离机的方法，
其特征在于，
所述椭圆形的开口在使外罩金属板变圆之前借助于水射流切割得到圆锥形状。
21.用于制造按照权利要求1到18之一所述的断续式离心分离机的方法，
其特征在于，
所述外罩(13)在使外罩金属板变圆之后借助于水射流切割设有横截面为椭圆形的孔(50)，
所述孔(50)的壁由内向外并且沿周向方向构成为连续的，并且
所述孔(50)沿周向方向在外罩(13)的内侧上的横截面的直径(l2)构成为小于所述孔(50)沿周向方向在外罩(13)的外侧上的横截面的直径(l1)，从而所述孔(50)的横截面向外扩展。
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