DE10055398C1

DE10055398C1 - Tellerpaket für einen Zentrifugalseparator

Info

Publication number: DE10055398C1
Application number: DE2000155398
Authority: DE
Original assignee: KYFFHAEUSER MASCHINENFABRIK ARTERN GmbH; KYFFHAEUSER MASCHF ARTERN GmbH
Current assignee: Alfa Laval Corporate AB
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2000-11-09
Publication date: 2002-04-18
Anticipated expiration: 2020-11-10
Also published as: SE519460C2; SE0103720D0; SE0103720L

Abstract

Tellerpaket für einen Zentrifugalseparator mit einer umlaufenden Trommel zum Trennen von Flüssigkeiten mit gleichzeitiger Abtrennung von Feststoffpartikeln, bestehend aus einer Anzahl von kegelstumpfförmigen Einsatztellern mit auf einem Lochkreis angeordneten Steiglöchern und mit Abstandselementen, die bei arretierten Aufsetzen auf den Verteilerschaft eines Verteilers zwischen benachbarten Einsatztellern einen Zwischenraum und über die Höhe des Tellerpaketes Steigkanäle für den Transport sowie für die Verteilung der Flüssigkeit auf die Zwischenräume ausbilden. Zur annähernd vollständigen Einbeziehung der konstruktiv fixierten Trennfläche des Tellerpaketes in den Trennprozeß wird vorgeschlagen, über die Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit in den Steigkanälen Vorzugsbeströmung von Einsatztellerzwischenräumen auszuschließen und eine annähernde gleiche Aufteilung von Produktteilströmen auf die einzelnen Einsatztellerzwischenräume über die Höhe des Tellerpaketes zu erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Tellerpaket für einen Zentrifu galseparator mit einer umlaufenden Trommel zum Trennen von Flüssigkeiten mit gleichzeitiger Abtrennung von Feststoff partikeln, bestehend aus einer Anzahl von kegelstumpfför migen Einsatztellern mit auf einem Lochkreis angeordneten Steiglöchern und mit Abstandselementen, die beim arretierten Aufsetzen auf den Verteilerschaft eines Verteilers zwischen benachbarten Einsatztellern einen Zwischenraum und über die Höhe des Tellerpaketes Steigkanäle für den Transport sowie für die Verteilung der Flüssigkeit auf die Zwischenräume ausbilden.

Bei einem derartigen Tellerpaket ist es allgemeiner Stand der Technik, daß auf dem Verteiler, der aus einem der Form der Einsatzteller angepaßten Verteilerfuß und einem Vertei lerschaft besteht, der sich durch die Höhe des Tellerpake tes erstreckt, Einsatzteller mit gleich großen Steiglöchern in der Weise nacheinander aufgelegt werden, daß die auf einem gemeinsamen Lochkreis liegenden Steiglöcher der ein zelnen Einsatzteller Steigkänale ausbilden, die sich mit einem konstanten Durchmesser durch die Höhe des Tellerpake tes erstrecken und parallel sowie senkrecht zur Drehachse der Trommel verlaufen.

Zu diesem Zweck ist es allgemein bekannt, daß auf der Ober fläche des Verteilerschafts eine geradlinige verlaufende Arretierung vorgesehen wird, die über die Höhe des Teller paketes verläuft. Mit Hilfe dieser Arretierung werden die Einsatzteller, die mit einer korrospondierenden Arretierung ausgebildet sind, beim Auflegen gleichmäßig auf den Vertei lerschaft ausgerichtet, so daß die auf einem gemeinsamen Lochkreis liegenden Steiglöcher der einzelnen Einsatzteller Steigkanäle bilden, die über die Höhe des Tellerpaketes mit einem konstanten Querschnitt verlaufen.

Diese Art und Weise der Ausbildung der Steigkanäle hat sich einerseits auf Grund der Vielzahl der Einsatzteller, die für die Auslegung eines Tellerpaketes benötigt werden, als am wirtschaftlichsten für die Herstellung der Einsatzteller und der Montage des Tellerpaketes erwiesen, da ausschließ lich Einsatzteller gleicher Ausführung zur Anwendung kommen können, andererseits haben aber Untersuchungen am Teller paket ergeben und das ist auch in den einschlägigen Fach kreisen allgemein bekannt, daß infolge der vorherrschenden Strömungs- und Druckverhältnisse in den Steigkanälen die Einsatztellerzwischenräume über die Höhe des Tellerpaketes mit unterschiedlich starken Produktteilströmen beaufschlagt werden. Insbesondere tritt diese Erscheinung in Abhängigkeit des zu separierenden Produkts verstärkt entweder im oberen Bereich oder im unteren Bereich des Tellerpaketes auf.

Das hat zur Folge, daß ein nicht unwesentlicher Anteil der konstruktiv fixierten Telleroberfläche eines Tellerpaketes für die Trennprozeße unzureichend genutzt wird oder gar ungenutzt bleibt, wodurch sich der Wirkungsgrad eines Zen trifugalseparators wesentlich verringert. Die Folge ist, daß die konstruktiv fixierte Trennfläche bei den bekannten Aus führungsarten des Tellerpakets überdimensioniert wird, um eine konzipierte Durchsatzleistung eines Zentrifugalsepara tors zu gewährleisten.

Eine ungleichmäßige Beaufschlagung der Einsatztellerzwi schenräume führt aber auch dazu, daß es in den entsprechen den Abschnitten infolge der bevorzugten Beströmung zu einer Überbelastung der Einsatztellerzwischenräume kommt. Eine Überbelastung von Einsatztellerzwischenräumen führt aber zu einer Verschlechterung der Trennschärfe und damit zur Ver ringerung des Wirkungsgrades des Zentrifugalseparators.

Um die Trennschärfe und damit den Wirkungsgrad von Zentri fugalseparatoren durch eine effektivere Ausnutzung der konstruktiv fixierten Trennfläche eines Tellerpaketes zu verbessern, wurden Maßnahmen bekannt, die zur Erhöhung des Widerstandes auf der Austrittsseite eines Tellerpaketes dienen sollten, um dadurch eine gleichmäßige Beaufschlagung der Tellerzwischenräume über die Höhe des Tellerpaketes zu erreichen.

So wurden beispielsweise Blenden und Einbauten zur Quer schnittsverengung in den Tellerzwischenräumen vorgesehen oder auch die Querschnitte der einzelnen Tellerzwischenräume verschieden groß ausgelegt, um durch veränderte Druckver hältnisse auf der Austrittsseite die Beaufschlagung der Einsatztellerzwischenräume über die Höhe eines Tellerpaketes zu verbessern.

Alle diese Maßnahmen führten jedoch nur unwesentlich dazu, die konstruktiv fixierte Trennfläche des Tellerpaketes bes ser auszunutzen. Desweiteren wurde durch diese Maßnahmen der Fertigungsaufwand erheblich erhöht, der sich insbesondere im Materialverbrauch und in der dafür erforderlichen tech nologischen Aufwendung zur Herstellung der verschiedenen Einsatztellerarten niederschlägt. Aber auch bei der Montage eines Tellerpakets und bei Serviceleistungen, einschließlich der Lagerhaltung von Reserveeinsatztellern haben sich diese Maßnahmen aufgrund der verschiedenen Ausführungsarten der Einsatzteller nicht bewährt.

Aus der DD 96 002 ist bekannt geworden, die Beaufschlagung der Tellerzwischenräume innerhalb eines Tellerpaketes durch ein gerichtetes Einströmen der zu separierenden Flüssigkeit in die Steigkanäle zu verbessern. Zu diesem Zweck ist der Verteilerfuß im Einströmungsbereich der Steigkanäle mit achsparallel zur Rotationsachse verlaufenden Einlaufstutzen versehen, wobei jeder der Einlaufstutzen innerhalb der Quer schnittsfläche des jeweiligen Steigkanals liegt und eine mittlere Länge aufweist, die das 2,5-fache des Durchmessers des Einlaufstutzens ist.

Diese Einlaufstutzen gewährleisten zwar ein gerichtetes Einströmen der Flüssigkeit in die Steigkanäle und führen durch die gleichzeitig erzielte reduzierte Verlustenergie zu einer verbesserten strömungstechnischen Einleitung der zu separierenden Flüssigkeit in die Steigkanäle, so daß eine Vor zugsbeströmung einzelner Einsatztellerzwischenräume im Tel lerpaket vermieden werden konnte, aber die beabsichtigte gleichmäßige Beströmung der Einsatztellerzwischenräume über die Höhe des Tellerpaketes und damit eine annähernde voll ständige Ausnutzung der konstruktiv fixierten Trennfläche eines Tellerpaketes konnte nicht erreicht werden, wie sich bei Kontrollen an der vorzeitigen Verschmutzung einzelner Einsatzteller gezeigt hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein ein leitend genanntes Tellerpaket mit Einsatztellern gleicher Ausführungsart dadurch zu verbessern, daß eine gleichmäßige Beströmung der Einsatztellerzwischenraume über die Höhe des Tellerpaketes erreicht wird und die konstruktiv fixierte Trennfläche eines Tellerpaketes annähernd vollständig für den Trennprozeß wirksam ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Anspruch 1 ge löst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 aufgeführt.

Mit dem drallförmigen Verlauf der Steigkanäle, der entgegen der Drehrichtung der Trommel steigend sein kann und damit die Strömungsgeschwindigkeit erhöht oder der steigend in Drehrichtung der Trommel sein kann und damit die Strömungs geschwindigkeit verringert, wird gewährleistet, daß die Strömungsgeschwindigkeit im Steigkanal, die bekanntlich eine der wesentlichsten Einflußfaktoren für eine gleichmäßige Beströmung der Einsatztellerzwischenräume ist, speziell auf das zu separierende Produkt ausgelegt werden kann. Auf diese Weise wird eine Vorzugsbeströmung von Einsatztellerzwischen räumen weitgehend ausgeschlossen und über die Höhe des Tel lerpaketes wird eine annähernde gleichmäßige Aufteilung der Produktteilströme auf die Einsatztellerzwischenräume er reicht. Folglich wird die konstruktiv fixierte Trennfläche eines Tellerpaketes weitgehend für den Trennprozeß wirksam genutzt, so daß auf eine Überdimensionierung der Trennfläche eines Tellerpakets bei einer bestimmten konzepierten Durch satzleistung verzichtet werden kann.

Vielmehr, durch die Anpassung der Strömungsgeschwindigkeit in den Steigkanälen an die technologischen Parameter des Zentrifugalseparators und dem zu separierenden Produkt und der damit verbundenen Vermeidung von Vorzugsbeströmungen auf einzelnen Einsatztellerzwischenräumen wird eine Überbelas tung von Einsatztellerzwischenräumen vermieden und damit die Trennleistung des Zentrifugalseparators erhöht.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der drallförmige Verlauf der Steigkanäle im Tellerpaket dadurch erreicht, daß der Außendurchmesser des Verteiler schafts mit mindestens einer drallförmig verlaufenden Ar retierung ausgebildet ist und auf dem Verteilerschaft Ein satzteller gleicher Ausführungsform aufgesetzt sind, die durch die Arretierung des Verteilerschafts geführt sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß für die Montage eines Tellerpaketes mit einem drallförmigen Steigkanal auf Einsatzteller gleicher Ausführungsform zurückgegriffen wer den kann und die bisher bekannten parallel und geradlinig verlaufenden Arretierungen auf dem Verteilerschaft drall förmig verlaufend auszuführen sind, so daß der zu betreiben de technologische Aufwand gegenüber den bisher bekannten Tellerpaketen gleich ist.

Desweiteren kann durch diese Ausführungsform des Teller paketes ein Zentrifugalseparator ohne größeren Aufwand auf ein zu separierendes Produkt umgestellt werden, das eine andere Strömungsgeschwindigkeit in den Steigkanälen zur gleichmäßigen Beaufschlagung erforderlich macht. In diesem Fall ist ausschließlich der Verteiler mit einem Verteiler auszutauschen, der mit dem entsprechend drallförmigen Ver lauf der Arretierung ausgelegt ist. Folglich können auch ohne größeren Aufwand die bisher im Einsatz befindlichen Zentrifugalseparatoren mit dem vorgeschlagenen Tellerpaket nachgerüstet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

In der Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Teilschnitt durch eine schematisch darge stellte Trommel eines Zentrifugalseparators,

Fig. 2: einen Verteiler,

Fig. 3: eine Draufsicht auf ein Tellerpaket mit Verteiler.

Die nachfolgende nähere Beschreibung der Erfindung, die sowohl für selbstreinigende und nichtselbstreinigende Zen trifugalseparatoren zur Anwendung kommen kann, erfolgt in der nachfolgenden Beschreibung an einer in Fig. 1 schema tisch dargestellten nichtselbstreinigenden Trommel 12.

Die Trommel 12 besteht im wesentlichen aus dem Trommel unterteil 16, in dem der Verteiler 2 mit dem Tellerpaket 1 und dem Scheideteller 13 eingesetzt ist, dem Trommeldeckel 15 und dem Verschlußring 14.

Der Verteiler 2 ist mit einem kegelförmigen Verteilerfuß 3 versehen, an dem sich der Verteilerschaft 4 anschließt.

Im Verteilerfuß 3 sind auf einem Lochkreis liegende Einlauf bohrungen 11 vorgesehen, die den nicht näher gezeigten Ein laufraum unterhalb des Verteilerfußes 3 mit dem Trennraum verbinden.

Der Verteilerschaft 4 ist bei der gezeigten Ausführungs form mit vier auf dem Außendurchmesser des Verteilerschafts 4 drallförmig verlaufenden Arretierungen 8 ausgebildet, die bei dieser Ausführungsform entgegen der Drehrichtung der Trommel 12 steigend verlaufen und sich über die Höhe des Verteilerschaftes 4 erstrecken.

Die Einsatzteller 7 sind mit nicht gezeigten Abstandsele menten ausgebildet, die beim Aufeinanderfügen der Einsatz teller 7 zu einem Tellerpaket 1 jeweils zwischen zwei an grenzenden Einsatzteller 7 einen Einsatztellerzwischenraum 17 ausbilden und jeder Einsatzteller 7 ist mit einer glei chen lagefixierenden Arretierung 9 versehen, die der Quer schnittsform der Arretierung 8 des Verteilerschafts 4 ent spricht sowie mit auf einem gleichen Lochkreis liegenden Steiglöchern 5 gleicher Abmessung, wobei der Lochkreis und die Abmessung der Steiglöcher 5 gleich dem Lochkreis und der Abmessung der Einlaufbohrungen 11 im Verteilerfuß 3 ent sprechen.

Die so einheitlich ausgebildeten Einsatzteller 7, deren konische Form gleich der angrenzenden Fläche 18 des Verteilerfußes 3 entspricht, werden nacheinander auf den Verteilerschaft 4 aufgesetzt und bilden das Tellerpaket 1 mit den Steigkanälen 6.

Beim Aufeinanderfügen der Einsatzteller 7 zu einem Teller paket 1 werden die einzelnen Einsatzteller 7 mit ihren Arretierungen 9 durch die drallförmigen Arretierungen 8 am Verteilerschaft 4 spielfrei auf dem Verteiler 2 lagefixiert, so daß die auf einem Lochkreis liegenden Steiglöcher 5 der Einsatzteller 7 zwangsläufig dem drallförmigen Verlauf der Arretierungen 8 am Verteilerschaft 4 folgen und sich somit über die Höhe des Tellerpakets 1 Steigkanäle 6 ausbilden, die drallförmig durch das Tellerpaket 1 verlaufen.

Der drallförmige Verlauf der Steigkanäle 6 wird in Abhän gigkeit der Gestaltung des Tellerpaketes 1 sowie der kon struktiv vorgegebenen Einströmverhältnisse vom Verteiler raum in die Steigkanäle 6 und durch die Zusammensetzung und Viskosität des zu separierenden Produkts bestimmt.

Bei einem Produkt, bei dem bekannt ist, daß der untere Abschnitt der Einsatztellerzwischenräume 17 des Tellerpa ketes 1 bevorzugt beaufschlagt wird und die konstruktiv fixierte Trennfläche 10 des oberen Abschnitts des Teller paketes 1 nur ungenügend in den Trennprozeß einbezogen wird, ist der Drallverlauf der Steigkanäle 6 entgegen der Dreh richtung der Trommel 12 steigend auszulegen. Auf diese Weise wird das in den Steigkanälen 6 strömende Produkt infolge der Corioliskraft beschleunigt und der obere Abschnitt des Tel lerpaketes 1 kann ausreichend mit Produkt beaufschlagt wer den. Damit kann eine gleichmäßigere Aufteilung der Produkt teilströme über die Höhe des Tellerpaketes 1 auf die Ein satztellerzwischenräume 17 erreicht und somit die konstruk tiv fixierte Trennfläche des Tellerpaketes 1 für den Trenn prozeß annähernd vollständig genutzt werden.

Sollte sich bei einem zu separierenden Produkt zeigen, daß der obere Abschnitt des Tellerpaketes 1 bevorzugt beauf schlagt und somit die konstruktiv fixierte Trennfläche 10 im unteren Abschnitt des Tellerpaketes 1 ungenügend in den Trennprozeß einbezogen wird, ist der drallförmige Verlauf der Steigkanäle in Drehrichtung der Trommel 12 steigend aus zubilden. In diesem Fall wird das strömende Produkt in den Steigkanälen 6 infolge der Trägheitskräfte des Produkts ge bremst. Auf diese Weise kann im unteren Abschnitt des Tel lerpakets 1 ein verbessertes Einströmen und damit eine gleichmäßigere Aufteilung der Produktteilströme auf die Einsatztellerzwischenräume 17 im unteren Abschnitt des Tel lerpakets 1 erreicht werden.

Über die Steigung des drallförmigen Verlaufs der Steigkanäle 6 und damit der Arretierungen 8 am Verteilerschaft 4, ist es möglich, daß die Verzögerung bzw. Beschleunigung des Pro duktstroms im Steigkanal 6 individuell auf die Bedingungen des zu separierenden Produkt abgestimmt werden kann. Folglich kann für jedes Produkt gewährleistet werden, daß die konstruktiv fixierte Trennfläche 10 des Tellerpakets 1 weitgehend für den Trennprozeß genutzt wird.

Bezugszeichen

1

Tellerpaket

2

Verteiler

3

Verteilerfuß

4

Verteilerschaft

5

Steiglöcher

6

Steigkanäle

7

Einsatzteller

8

Arretierung Verteilerschaft

9

Arretierung Einsatzteller

10

Trennfläche

11

Einlaufbohrungen am Verteilerfuß

12

Trommel

13

Scheideteller

14

Verschlußring

15

Trommeldeckel

16

Trommelunterteil

17

Einsatztellerzwischenraum

18

Fläche des Verteilers

Claims

1. Tellerpaket für einen Zentrifugalseparator mit einer umlaufenden Trommel zum Trennen von Flüssigkeiten mit gleichzeitiger Abtrennung von Feststoffpartikeln, be stehend aus einer Anzahl von kegelstumpfförmigen Ein satztellern mit auf einem Lochkreis angeordneten Steig löchern und mit Abstandselementen, die beim arretierten Aufsetzen auf den Verteilerschaft eines Verteilers zwi schen benachbarten Einsatztellern einen Zwischenraum und über die Höhe des Tellerpaketes Steigkanäle für den Transport sowie für die Verteilung der Flüssigkeit auf die Zwischenräume ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigkanäle (6) im Tellerpaket (1) mindestens teilweise über die Höhe des Tellerpaketes (1) mit einem drallförmigen Verlauf ausgebildet sind.

2. Tellerpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drall der Steigkanäle (6) entgegen der Dreh richtung der Trommel (12) steigend ist.

3. Tellerpaket nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drall der Steigkanäle (6) in Drehrichtung der Trommel (12) steigend ist.

4. Tellerpaket nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Vertei lerschafts (4) mit mindestens einer drallförmig ver laufenden Arretierung (8) ausgebildet ist und auf den Verteilerschaft (4) Einsatzteller (7) gleicher Ausfüh rungsform aufgesetzt sind, die durch die Arretierung (8) des Verteilerschafts (4) geführt sind.