DD232156A3 - Auslassduese fuer zentrifugentrommeln - Google Patents

Abstract

Die Auslassduese fuer Zentrifugentrommeln wird verwendet zur kontinuierlichen Austragung von Eiweisskonzentraten. Die Aufgabe bestand darin, eine Duese zu entwickeln, bei der der Konzentratsaustrag aus der Zentrifugentrommel in den Duesenkoerper auf einem kleineren Durchmesser liegt als die Zufuehrung des Konzentratseintritts zur Duese. Erfindungsgemaess wurde das dadurch erreicht, dass die Duese aus dem Duesenkoerper mit einer im Winkel zur Duesenachse angeordneten kalibrierten Durchflussoeffnung, einem Mundstueck und einer Kappe besteht, wobei die Kappe in ihren Abmessungen groesser ist als das Mundstueck und auf der Seite des Trennraumes auf das Mundstueck so aufgesetzt ist, dass Ringspalte gebildet werden, die in Abhaengigkeit vom zu bearbeitenden Medium einstellbar sind und in der Kappe ein oder mehrere seitliche Bohrungen angeordnet sind, deren Abstand von der Trommelachse groesser ist als der Abstand der Stirnflaeche des Mundstuecks von der Trommelachse, wobei die Groesse der Bohrungen und der Ringspalte so gewaehlt wird, dass ihre Durchflusszahl insgesamt kleiner ist als die der kalibrierten Durchflussoeffnung. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln zur kontinuierlichen Austragung von Eiweißkonzentraten, insbesondere für Quarkseparatoren, wobei der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt, als die Zuführung des Konzentrats zur Düse.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Konzentration suspendierter Feststoffe, vorzugsweise Quark mit höherem Trockenmassegehalt, ist bekannt, daß der kontinuierliche Austrag aus dem Trennraum der Zentrifugentrommel über Auslaßdüsen, die gleichmäßig am Umfang der Trommel verteilt sind, erfolgt. Um den erforderlichen Trockenmassegehalt zu erreichen, müssen auf Grund des hohen Flüssigkeitsdruckes in der Separatortrommel die Öffnungen der Auslaßdüsen sehr klein gehalten werden, insbesondere dann, wenn die Auslaßdüsen an der Peripherie der Trommel angeordnet sind. Diesem Erfordernis der sehr kleinen Durchflußöffnungen stehen die Erfordernisse der Reinigung der Trommel im Kreislauf (CIP) entgegen, da der von der Konzentratmenge abhängige Düsenquerschnitt für die Reinigung nicht ausreicht. Aus diesem Grund ist mit diesen bekannten Düsen eine ordnungsgemäße Reinigung nicht durchzuführen, so daß bei jedem Reinigungsprozeß die Auslaßdüsen gegen Düsen mit größerem Öffnungsdurchmesser ausgetauscht werden müssen. Das hat zur Folge, daß keine Zwischenreinigungen, z. B. bei Düsenverstopfungen erfolgen können, sondern die Zentrifugentrommel nur am Ende des täglichen Arbeitsprozesses gereinigt wird. Dazu ist jedoch eine nochmalige Anlaufphase des Separators mit erhöhtem Energieaufwand erforderlich. Um diesen Nachteil auszuschließen, wurden Zentrifugentrommeln mit Auslaßdüsen entwickelt, bei denen die Düsen nicht mehr an der Stelle des größten Trommeldurchmessers angeordnet sind, sondern auf einem kleineren Durchmesser im Trommelmantel. Bei diesen Zentrifugentrommeln gelangt das Konzentrat aus dem peripheren Teil des Trennraumes über schräg angeordnete lange Kanäle zur Düse, wobei das Konzentrat eine Richtungsänderung nach innen erfährt und die Austragsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Der Eintritt des Konzentrats in die Auslaßdüse erfolgt bei diesen bekannten Zentrifugentrommeln auf einem kleineren Durchmesser als die Zuführung des Konzentrats zur Düse. Dadurch ist es möglich, die Düsenbohrungen so groß zu machen, daß sie auch für die CIP-Reinigung geeignet sind.

Der Nachteil dieser Anordnung der Düsen besteht darin, daß zwar durch die Richtungsänderung des Konzentrats nach innen die Austragsgeschwindigkeit herabgesetzt wird, aber infolge der konstruktiven Gegebenheiten einer Trommel der Durchmesser, auf dem die eigentliche Düse liegt, nur in einem engen Bereich veränderbar ist, so daß diese Zentrifugentrommel nur für die Konzentration eines bestimmten suspendierten Feststoffes geeignet ist. Das Einsatzgebiet dieser bekannten Zentrifugentrommel ist damit eingeschränkt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch die Anordnung der langen schrägen Bohrungen im Trommelmanterein erhöhter Fertigungsaufwand notwendig ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln so auszubilden, daß die Düse, sowohl die Austragung des Eiweißkonzentrats mit dem geforderten Trockenmassegehalt ermöglicht, als auch gleichzeitig für die CIP-Reinigung ohne zusätzlichen technischen Aufwand, wie z.B. lange Bohrungen im Trommelmantel, bei geringerem. Energieverbrauch verwendbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Düse zu entwickeln, mit der es möglich ist, den Konzentrataustrag aus der Zentrifugentrommel in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zu verlegen, als die Zuführung des Konzentratseintritts zur Düse, wobei die Düse am größten Trommeldurchmesser angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Düse aus einem Düsenkörper mit einer im Winkel zur Düsenachse angeordneten kalibrierten Durchflußöffnung, einem Mundstück und einer Kappe besteht, wobei die Kappe auf das Mundstück so aufgesetzt ist, daß Ringspalte gebildet werden. Die Fläche Ades Mundstücks bildet mit der Innenfläche B der Kappe einen Ringspalt, der in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Medium einstellbar ist. Zwischen dem Außendurchmesser des Mundstücks und dem Innendurchmesser der Kappe wird ein zweiter Ringspalt gebildet. In der Kappe sind ein oder mehrere Bohrungen angeordnet, deren Abstand C von der Trommelachse größer ist als der Abstand der Fläche Ades Mundstücks von der Trommeiachse. Die Größe dieser Bohrungen, der Ringspalte und der Bohrungen in der Kappe sind so gewählt, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung. Durch das Aufsetzen der Kappe auf das Mundstück wird ein direktes Eintreten des Konzentrats in den Düsenkörper verhindert.

Das Konzentrat gelangt nur durch die Bohrungen in die Düse. Da das Mundstück der Düse, welches unterschiedliche Längen aufweisen kann, in den Trennraum hineinragt, wird erreicht, daß der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt als die Zuführung des Konzentrats zur Düse.

Durch diesen ständigen Richtungswechsel des die Düse durchfließenden Mediums sowie durch den Wechsel unterschiedlicher Durchflußquerschnitte, werden Widerstände geschaffen, so daß die Strömung unter Energieverlust verläuft und in eine langsamere übergeht. Die Größe der Düsenbohrungen sowie die Spaltweiten zwischen Kappe und Mundstück sind so zu wählen, daß die Durchflußzahl der Düsenbohrungen und der Ringspalte insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung. Damit wird erreicht, daß die kalibrierte Durchflußöffnung größer ausgelegt werden kann, als es bei den bekannten Düsen möglich ist. Sowohl die Düsenbohrungen, als auch die Spaltbreiten zwischen Mundstück und Kappe, sind in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung veränderbar ausgebildet. Um eine weitere Verzögerung der Austragung des Konzentrats bei vergrößerter kalibrierter Durchflußöffnung zu erreichen, kann die Düse um ihre Achse gedreht und in unterschiedlichen Stellungen gegenüber der Trommeldrehrichtung angeordnet werden. Durch die vergrößerte kalibrierte Durchflußöffnung und verringerte Ausflußgeschwindigkeit wird der allgemein geforderte Trockenmassegehalt erzielt, ohne daß die Gefahr der Verstopfung besteht. Aus diesem Grund sind die gleichen Düsen auch für die nachfolgende Reinigung der Trommel im Kreislauf einsetzbar, wobei sich bei wesentlich geringerer Viskosität der Reinigungslösung gegenüber dem Eiweiß ein geringer Druckverlust einstellt und somit mehr Reinigungslösung pro Zeiteinheit für die Reinigung der Trommel zur Verfügung steht.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden: Fig. 1: stellt den Querschnitt der Düse an der Stelle des größten Durchmessers des Trennraumes dar. Fig. 2: zeigt die Ansicht in Richtung X

Die Fig. 1 zeigt den Trommelmantel 10 mit der Düse 1, von der vorzugsweise vier Stück gleichmäßig auf dem größten Trennraumdurchmesser angeordnet sind. Die Düse 1 besteht aus dem Düsenkörper 2 mit der kalibrierten Durchflußöffnung 3 und dem Mundstück 4 sowie der Kappe 5. Das Mundstück 4 begrenzt den Düsenkörper 2 auf der Seite des Trennraumes 9 der Zentrifugentrommel und ist von der Kappe 5 umschlossen. Die Länge des in die Kappe 5 hineinragenden Mundstücks 4 ist, abhängig von den technologischen Erfordernissen, veränderbar. Die über dem Mundstück 4 des Düsenkörpers 2 angeordnete Kappe 5 ist in ihren Abmessungen größer als das Mundstück4 und weist ein oder mehrere seitliche Bohrungen 7 auf. Die Größe der Bohrungen 7 ist in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung 3 veränderbar, ebenso die Ringspalte 6,8 zwischen dem Mundstück4 und der Kappe 5. Die in der Kappe 5 angeordneten Bohrungen 7 sind so angeordnet, daß ihr Abstand C von derTrommelachse größer ist als der Abstand D der Stirnfläche Ades Mundstücks4 von der Trommelachse. Die Länge der Düse 1 innerhalb des Bereiches zwischen Trommelmante! 10 und Tellerpaket 12 ist variierbar. Das sich im Trennraum 9 ansammelnde Konzentrat kann bei dieser erfindungsgemäßen Düse 1 nicht direkt in den Düsenkörper 2 eintreten, sondern es gelangt über die Bohrungen 7 in den Ringspalt 8 zwischen Mundstück4 und Kappe 5 und dem Ringspalt 6, der sich zwischen der Stirnfläche A des Mundstücks 4 und der Innenfläche B der Kappe 5 bildet. Von hier gelangt das Konzentrat in den Düsenkörper 2 und wird über die kalibrierte Durchflußöffnung 3 ausgetragen. Die Größen der Bohrungen 7, der Ringspalte 6 und 8 sind so gewählt, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist, als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung 3. Das in die Bohrungen 7 eintretende Konzentrat erfährt bis zum Austrag durch die kalibrierte Durchflußöffnung 3 innerhalb der Düse 1 einen ständigen Richtungswechsel. Gleichzeitig durchströmt es unterschiedliche Durchflußquerschnitte, so daß die Strömung unter Energieverlust verläuft und bei Eintritt in den Düsenkörper 2 in eine langsamere Strömung übergeht. Aus diesem Grund ist es möglich, die kalibrierte Durchflußöffnung 3 größer zu wählen, als es bei den bekannten Lösungen möglich war. Durch Drehen des Düsenkörpers 2 um seine eigene Achse und Arretierung desselben gegenüber der Kappe 5 bzw. dem Trommelmantei 10 mittels Stift 11 tritt eine Veränderung des Winkels der kalibrierten Durchflußöffnung 3 gegenüber der Trommeldreh richtung ein. Durch konstruktive Veränderung der Düse 1 ist auch ein Drehen derselben um ihre eigene Achse möglich. Dadurch wird eine weitere Erhöhung des Durchflußwiderstandes erreicht.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß sowohl dem Erfordernis nach sehr kleiner Durchflußöffnung während des Separierprozesses, als auch dem Erfordernis der Reinigung derTrommel im Kreislauf mit ein und derselben Düse gerecht wurde, indem am größten Trommeldurchmesser und ohne zusätzlich lange Bohrungen eine Konzentration suspendierter Feststoffe, vorzugsweise Quark mit höherem Trockenmassegehalt, und eine Reinigung im Kreislauf gewährleistet wird. Durch das Hineinragen des Mundstücks 4 in den Trennraum und seine Lage zu den Düsenbohrungen 7 in der Kappe 5 wird erreicht, daß der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper 2 auf einem kleineren Durchmesser liegt, als die Zuführung des Konzentrats zur Düse 1. Da diese Umlenkung der Strömungsrichtung in der Düne 1 erfolgt, kann die Düse 1 an der Stelle des größten Trommeldurchmessers angeordnet werden und es ist kein erhöhter zusätzlicher Fertigungsaufwand, wie z.B. durch die Anordnung von langen Bohrungen im Trommelmantel, erforderlich.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch den ständigen Strömungswechsel in der Düse 1 und durch die unterschiedlichen Strömungsquerschnitte die kalibrierte Durchfiußöffnung so groß gewählt werden kann, daß die gleiche Düse auch bei der anschließenden Reinigung der Trommel in der Trommel verbleibt, da sie nicht verstopft ist und auf Grund ihrer großen Auslaßöffnung eine erhöhte Reinigungslösungsmenge hindurchtreten kann. Die CIP-Reinigung ist also ebenfalls ohne

Claims (5)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln zur kontinuierlichen Austragung von Eiweißkonzentraten, insbesondere für Quarkseparatoren, bei denen der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt, als die Zuführung des Konzentrates zur Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) aus dem Düsenkörper (2) mit einer im Winkel zur Düsenachse angeordneten kalibrierten Durchflußöffnung (3), einem Mundstück (4) und einer Kappe (5) besteht, wobei die Kappe (5) in ihren Abmessungen größer ist als das Mundstück (4) und auf der Seite des Trennraumes (9) auf das Mundstück (4) so aufgesetzt ist, daß ein Ringspalt (6) und ein Ringspalt (3) gebildet wird, wobei die Fläche (A) des Mundstücks (4) und die Innenfläche (B) der Kappe (5) den Ringspalt (6) bilden, der in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Medium einstellbar ist und in der Kappe (5) ein oder mehrere seitliche Bohrungen (7) angeordnet sind, deren Abstand (C) von der Trommelachse größer ist als der Abstand (D) der Fläche (A) des Mundstücks (4) von der Trommelachse, wobei die Größe der Bohrungen (7), des Ringspalts (6) und des Ringspalts (8) zwischen Mundstück (4) und Kappe (5) so gewählt wird, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung (3).
2. 2. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (4) unterschiedliche Längen aufweist.
3. 3. Auslaßdüse für Zentrifugentrornmeln nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (7) in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung (3) unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
4. 4. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreiten (6,8) zwischen Mundstück (4) und Kappe (5) in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung (3) veränderbar sind.
5. 5. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) oder der Düsenkörper (2) um seine Achse gedreht, in unterschiedlichen Stellungen gegenüber der Trommeldrehrichtung angeordnet ist.

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