DE1011364B

DE1011364B - Centrifuge with a hermetically sealed outlet

Info

Publication number: DE1011364B
Application number: DEA23735A
Authority: DE
Inventors: Henric Wilhelm Thylefors
Original assignee: Separator AB
Current assignee: Alfa Laval Holdings Amsterdam AB
Priority date: 1954-11-10
Filing date: 1955-11-07
Publication date: 1957-06-27
Also published as: US2858063A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Zentrifugen mit einem hermetisch geschlossenen Ein- und. Auslaß werden verwendet, wenn die zu schleudernde Flüssigkeit zu- und abgeleitet werden soll, ohne mit der Außenluft in Berührung zu kommen. Der Zweck dieser Maßnahme ist zu verhindern, daß die Flüssigkeit aus der Luft Keime aufnimmt oder sich mit ihr unter Bildung von Schaum mischt, wie es beispielsweise bei Bier und Milch eintreten kann. Bei derartigen Zentrifugen ist daher die Aufgabe zu lösen, die geschleuderte Flüssigkeit gegen einen veränderlichen Gegendruck von einem umlaufenden Teil (der Zentrifugentrommel) zu einem feststehenden Teil (dem Auslaßrohr der Zentrifuge) zu leiten, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn geschleudertes Bier einem Filter zugeführt wird, wo es bei einem sauberen Filter genügt, ihm das Bier mit einem Druck von 3 kg/cm² zuzuleiten, während zu einem späteren Zeitpunkt, wenn sich das Filter zugesetzt hat, das Bier beispielsweise einen Zulaufdruck von etwa 10 kg/cm² haben muß.Centrifuges with a hermetically sealed inlet and. Outlets are used when the liquid to be thrown is to be supplied and discharged without coming into contact with the outside air. The purpose of this measure is to prevent the liquid from absorbing germs from the air or mixing with it to form foam, as can occur, for example, with beer and milk. In such centrifuges, the problem to be solved is to guide the thrown liquid against a variable counterpressure from a rotating part (the centrifuge drum) to a stationary part (the outlet tube of the centrifuge), as is the case, for example, when thrown beer passes through a filter is fed, where it is sufficient with a clean filter to feed him the beer at a pressure of 3 kg / cm ² , while at a later point in time, when the filter has clogged, the beer, for example, an inlet pressure of about 10 kg / cm ² must have.

Die Verbindung zwischen den umlaufenden und feststehenden Teilen muß abgedichtet sein. In den bekannten Ausführungen ist dies auf verschiedenartige Weise durchgeführt worden. In bestimmten Fällen wurde das Auslaßende der Zentrifugentrommel mit einem Verschleiß- oder Schleifring ausgerüstet, der so den umlaufenden Teil bildet. Diesen Schleife ring ließ man gegen einen aus Kohle oder einem anderen zweckentsprechenden Material bestehenden feststehenden Ring auf dem Auslaß rohr laufen, der durch Federkraft gegen den Schleifring gepreßt gehalten wird und dadurch die erforderliche Abdichtung herstellt.The connection between the rotating and stationary parts must be sealed. In the known designs, this has been done in various ways. In particular Cases, the outlet end of the centrifuge drum was equipped with a wear or slip ring, which thus forms the circumferential part. This loop ring was left against one made of coal or one other appropriate material existing fixed ring run on the outlet pipe, the is held pressed against the slip ring by spring force and thereby the required seal manufactures.

Bei einer anderen Ausführung ist das Auslaßende der Zentrifugen trommel als Rohrstutzen gestaltet, der sieh konzentrisch zum Auslaßrohr und in die Öffnung dieses Rohres hinein erstreckt, wobei der freie Raum zwischen dem Rohrstutzen und den. Rändern der Öffnung durch einen Dichtring abgeschlossen ist, zweckmäßigerweise durch eine sogenannte Manschettenpackung von U-förmigem Querschnitt. Wenn man bei diesen beiden Ausführungen einen bestimmten Druck im Auslaßrohr der Zentrifuge aufrechthalten will, muß man die Flüssigkeit der Zentrifuge unter einem entsprechend erhöhten Druck zuführen, um den Druckabfall beim Durchströmen der Zentrifuge auszugleichen. In another embodiment, the outlet end of the centrifuge drum is designed as a pipe socket, the see concentric with the outlet pipe and extending into the opening of this pipe, the free space between the pipe socket and the. Edges of the opening is closed by a sealing ring, expediently by a so-called cuff pack with a U-shaped cross-section. If Maintain a certain pressure in the outlet tube of the centrifuge in these two versions wants, you have to feed the liquid to the centrifuge under a correspondingly increased pressure to the Compensate for pressure drop when flowing through the centrifuge.

Bei einer dritten bekannten Ausführung ragt das Auslaßende der Zentrifugentrommel in gleicher Weise wie beschrieben mit einem Rohrstutzen in das Auslaßrohr hinein, wobei auch die gleiche Abdichtung zwischen den umlaufenden und feststehenden Teilen vorgesehen ist. Bei den beiden zuerst beschriebenen Ausführungen steht die Dichtung in der Verbindung Zentrifuge mit einem hermetisch
geschlossenen AuslaßIn a third known embodiment, the outlet end of the centrifuge drum protrudes in the same way as described with a pipe socket into the outlet pipe, the same seal being provided between the rotating and stationary parts. In the first two versions described, the seal is in the connection with a centrifuge hermetically
closed outlet

Anmelder:
Aktiebolaget Separator, StockholmApplicant:
Aktiebolaget Separator, Stockholm

Vertreter: E. Kipp und Dipl.-Ing. F. Baumbach,
Patentanwälte, Hamburg 1, Glockengießerwall 2-4Representative: E. Kipp and Dipl.-Ing. F. Baumbach,
Patentanwälte, Hamburg 1, Glockengießerwall 2-4

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 10. November 1954Claimed priority:
Sweden 10 November 1954

Henric Wilhelm Thylefors, Stockholm,
ist als Erfinder genannt wordenHenric Wilhelm Thylefors, Stockholm,
has been named as the inventor

zwischen umlaufenden und -feststehenden Teilen unter dem vom Gegendruck in dem Auslaßrohr abhängenden Druck, was oft Abdichtschwierigkeiten ergab. Bei der genannten dritten Ausführung sollte dieser Mißstand dadurch beseitigt werden, daß der Rohrstutzen mit einem Pumpenrad ausgerüstet wurde, welches in einer im Auslaßrohr angeordneten Kammer arbeitet. Das.Pumpenrad läuft infolgedessen zusammen mit der Zentrifugentrommel um und kann in einem gewissen Ausmaß den Druck der aus der Zentrifugentrommel strömenden Flüssigkeit verstärken, so daß diese Flüssigkeit das Auslaßrohr weiterhin unter erhöhtem Druck durchströmt. Hierdurch wird es ermöglicht, den Druck in der Zulaufleitung der Zentrifuge zu vermindern und trotzdem im Auslaßrohr denselben hohen Druck zu erreichen. Dies bewirkt eine Druckentlastung der Auslaßpackung der Zentrifuge, und auf dem Pumpenrad vorgesehene Flügel von zweckmäßiger Form und Abmessung ermöglichen eine solche Druckminderung der Flüssigkeit in der Nähe der Packung, daß auf ihrer Innenseite fast derselbe-Druck herrscht wie auf der vom Atmosphärendruck belasteten Außenseite. Da indessen nicht immer mit einem gleichbleibenden Gegendruck im Auslaßrohr gerechnet werden kann und bei einem beträchtlichen Ansteigen dieses Druckes, wie es bei der erwähnten Bierfiltration der Fall sein kann, der Druck in der Zulaufleitung der Zentrifuge in entsprechendem Maß erhöht werden muß, hat diese Ausführung den Nachteil, daß die Packung unterbetween rotating and stationary parts below the pressure depending on the back pressure in the outlet pipe, which often resulted in sealing difficulties. In the third embodiment mentioned, this deficiency should be eliminated in that the pipe socket was equipped with an impeller, which is arranged in a chamber in the outlet pipe is working. As a result, the pump wheel rotates together with the centrifuge drum and can to some extent increase the pressure of the liquid flowing out of the centrifuge drum, so that this liquid continues to flow through the outlet pipe under increased pressure. Through this it is made possible to reduce the pressure in the feed line of the centrifuge and still to achieve the same high pressure in the outlet pipe. This has the effect of relieving the pressure on the outlet packing the centrifuge, and vanes of suitable shape and provided on the impeller Dimensions allow such a pressure reduction of the liquid in the vicinity of the pack that on The pressure on its inside is almost the same as on the outside, which is exposed to atmospheric pressure. Since, however, a constant back pressure in the outlet pipe cannot always be expected and with a considerable increase in this pressure, as would be the case with the aforementioned beer filtration can, the pressure in the feed line of the centrifuge must be increased accordingly, this has Execution the disadvantage that the pack is under

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diesen Umständen trotzdem unter einem beträchtlichen Druck steht. Daher wurde die erstrebte, praktisch vollständige Druckentlastung der Packung nicht erzielt.under these circumstances nevertheless under a considerable amount Pressure is on. As a result, the practically complete pressure relief of the packing that was strived for was not achieved achieved.

Die Bedeutung einer Druckentlastung wird beispielsweise bei einer Manschettenpackung verdeutlicht durch die Tatsache, daß, je größer der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Packung ist, auch, der Anpreßdruck der letzteren gegen ihre Gleitfläche um so größer sein muß, wenn keine Undichtheiten auftreten sollen. Ein derartiger erhöhter Druck führt zu einem schnellen Verschleiß der Packung und verkürzt so deren Lebensdauer. Wenn der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Packung auf Null vermindert werden kann, wird es theoretisch fast unmöglich sein, die Packung zu verschleißen. The importance of pressure relief is illustrated, for example, with a cuff pack by the fact that the greater the pressure difference between the two sides of the pack is, also, the contact pressure of the latter against their sliding surface must be all the greater if there are no leaks should occur. Such increased pressure leads to rapid wear of the Packaging and thus shortens its service life. When the pressure difference between the two sides of the If the packing can be reduced to zero, it will theoretically be almost impossible for the packing to wear out.

Die Erfindung erstrebt eine derartige Druckentlastung an der Packung einer Zentrifuge mit hermetisch geschlossenen Auslaß, wobei gleichwohl die Möglichkeit bestehen soll, die zentrifugierte Flüssigkeit gegen einen veränderlichen Gegendruck auszutragen, ohne auch den Druck in der Zulaufleitung des Separators ändern zu müssen. Dies wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß in einer Zentrifuge mit einer in der Trommel angeordneten Schälkammer, in die eine feststehende Schälvorrichtung mit zur Trommelachse konzentrischer Auslaßleitung ragt, eine Manschettenpackung von U-förmigem Querschnitt fest mit dem Trommelkörper verbunden ist und mit ihrer inneren Dichtfläche auf der Außenseite des Auslaßrohres gleitet.The invention seeks such a pressure relief on the packing of a centrifuge with hermetically closed outlet, although there should be the possibility of the centrifuged liquid Discharge against a variable counter pressure without also reducing the pressure in the supply line of the Having to change separators. This is achieved according to the invention in that in a centrifuge with a peeling chamber arranged in the drum, into which a stationary peeling device is used Drum axis of concentric outlet pipe protrudes, a cuff packing of U-shaped cross-section is connected to the drum body and with its inner sealing surface on the outside of the outlet pipe slides.

Die Manschettenpackung wird nach der Erfindung weiterhin so bemessen, daß sie an der Außenseite des Auslaßrohres mit einer gewissen Anfangsspannung anliegt; diese soll vorzugsweise so groß sein, daß ihr die während des Betriebes der Zentrifuge auf die Packung einwirkende Zentrifugalkraft im wesentlichen das Gleichgewicht hält, so daß der Anlagedruck der Packung gegen die Außenseite des Auslaßrohres klein wird. Wenn kein Druckunterschied zwischen den Bereichen auf den beiden Seiten der Packung herrscht, kann der Andruck der Packung etwa Null sein. Es ist dann praktisch unmöglich, die Packung zu verschleißen.The cuff pack is further sized according to the invention so that they are on the outside of the Outlet pipe is applied with a certain initial tension; this should preferably be so large that its essentially the centrifugal force acting on the packing during operation of the centrifuge maintains the equilibrium, so that the pressure of the packing against the outside of the outlet tube becomes small. If there is no pressure difference between the areas on the two sides of the Pack prevails, the pressure of the pack can be about zero. It is then practically impossible to wear out the pack.

Der Fortschritt der Einrichtung nach der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Manschettenpackung bei den bisher bekannten hermetisch geschlossenen Zentrifugen mit einem feststehenden Teil fest verbunden war und dadurch gegen die umlaufende Fläche gedrückt wurde, und zwar außer mit einer etwa vorhandenen Vorspannung auch noch mit auf sie wirkenden beträchtlichen Flüssigkeitsdruck, so daß ein schneller Verschleiß der Packung die Folge war.The progress of the device according to the invention results from the fact that the cuff pack in the previously known hermetically sealed centrifuges with a fixed part was firmly connected and was thereby pressed against the circumferential surface, with the exception of one any existing bias with considerable fluid pressure acting on them, so that the result was rapid wear of the pack.

Wenn gasabgebende Flüssigkeiten, beispielsweise Bier, das bekanntlich Kohlensäure enthält, mit der neuen Zentrifuge behandelt werden sollen, kann in der Schälkammer ein gewisser Überdruck gegenüber der Atmosphäre herrschen, beispielsweise von etwa 0,8 kg/cm², der jedoch nur einen Teil des normalerweise in dem Auslaßrohr der Zentrifuge herrschenden Druckes darstellt, welcher bei den bisher üblichen Ausführungen unmittelbar auf die Packung wirkt Wenn jedoch nunmehr ein solcher Überdruck vorhanden ist, so ist die Manschettenpackung zweckmäßigerweise so anzuordnen, daß sie mit ihrer ringförmigen Ausnehmung nach dem Trommelinneren weist.If gas-emitting liquids, for example beer, which is known to contain carbonic acid, are to be treated with the new centrifuge, there may be a certain overpressure in relation to the atmosphere in the peeling chamber, for example of about 0.8 kg / cm ² , which is, however, only part of the normal represents the pressure prevailing in the outlet tube of the centrifuge, which in the previous designs acts directly on the packing.

Der Überdruck bewirkt dabei, daß der innere Schenkel der U-förmigen Packung nach innen geführt wird, so daß er an die entsprechende Dichtfläche auf der Außenseite des Auslaßrohres anliegt und dadurch die erstrebte Abdichtung gegenüber der äußeren Atmosphäre sichert.The overpressure causes the inner leg of the U-shaped pack to be guided inwards so that it rests against the corresponding sealing surface on the outside of the outlet pipe and thereby ensures the desired seal against the external atmosphere.

Weiterhin kann die Lebensdauer der Manschettenpackung nach der Erfindung durch Kühlung und Schmierung der Packung verlängert werden, und dies kann dadurch erreicht werden, daß der ■ feststehende Schälkörper mit einem zur Trommelachse konzentrischen zylindrischen Ansatz versehen ist, dessen freier Rand in die ringförmige Ausnehmung der Manschettenpackung ragt, und daß ein oder mehrere Kanäle zur Zufuhr von Flüssigkeit in den Ringraum zwischen der Außenseite des Auslaßrohres und der Innenseite des zylindrischen Ansatzes münden. Hierbei kann der Flüssigkeitszufluß durch Anordnung einer oder mehrerer öffnungen in der Wand des Auslaßkanals der Schälvorrichtung erreicht werden, so daß die im Auslaßkanal unter Druck stehende Flüssigkeit in diesen Raum spritzen kann. Die eingespritzte Flüssigkeit, die dann als Schmiermittel wirkt, strömt längs der Innenseite der Manschettenpackung über den freien Raum des zylindrischen Ansatzes und vereinigt sich dann mit der Flüssigkeit in der Schälkammer.Furthermore, the life of the cuff packing according to the invention by cooling and Lubrication of the packing can be extended, and this can be achieved by the fact that the ■ fixed The peeling body is provided with a cylindrical extension concentric to the drum axis, whose free edge protrudes into the annular recess of the cuff pack, and that one or several channels for the supply of liquid in the annulus between the outside of the outlet pipe and the inside of the cylindrical extension open. Here, the flow of liquid can be arranged one or more openings can be reached in the wall of the outlet channel of the peeling device, so that the liquid under pressure in the outlet channel can spray into this space. The injected Liquid, which then acts as a lubricant, flows along the inside of the cuff pack over the free space of the cylindrical attachment and then merges with the liquid in the peeling chamber.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist, und zwar im lotrechten Schnitt durch den Oberteil einer Zentrifuge nach der Erfindung.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment that is shown in the drawing is illustrated, namely in a vertical section through the top of a centrifuge according to the Invention.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den Trommelkörper der Zentrifuge, an dessen Spitze eine Schälkammei 2 angeordnet ist. In dieser sind fest mit dem TromrflÖ-körper verbundene Flügel 3 angeordnet, um die fön unten in Pfeilrichtung in die Schälkammer eintretende' Flüssigkeit in Umlauf zu versetzen. Eine Wan<|' 4 leitet die einströmende Flüssigkeit nach außen geÜen die Schälkammerwand. Ein Verschlußring 5 hält Trommeldeckel 6 mit dem übrigen Trommelkör verbunden. Eine feststehende Schälvorrichtung ragt durch eine Öffnung 7 in der Spitze der Trommel in die Schälkammef 2, und sie besteht aus einer Schälscheibe 8 und einem zugehörigen Auslaßrohr 9. Das Rohr 9 trägt auf seiner Außenseite ein sogenanntes Verschleiß- oder Schleifrohr 10 mit polierter Oberfläche, auf der eine Manschettenpackung 11 von U-förmigem Querschnitt mit ihrer inneren Dichtfläche gleitet. Die Manschettenpackung 11 ist fest mit dem Trommelkörper vertmnden und läuft mit diesem um. Der vom Gegendruck im Rohr 9 abhängige Flüssigkeitsstand in der Schälkammer wird bei 12 liegend angenommen. In der Wand des Auslaßkanals des Schälkörpers sind Löcher 13 vorgesehen, die in einen Ringraum 14 zwischen der Außenseite des Auslaßrohres 9 und der Innenseite eines zylindrischen Ansatzes 15 führen, der von der Schälscheibe 8 aus in die ringförmige Ausnehmung 16 der Manschettenpackung hineinragt.In the drawing, 1 denotes the drum body of the centrifuge, at the tip of which a peeling chamber 2 is arranged. In this, wings 3, which are firmly connected to the drum body, are arranged in order to set the liquid entering the peeling chamber in the direction of the arrow below into circulation. A wan <| ' 4 directs the inflowing liquid to the outside of the peeling chamber wall. A locking ring 5 keeps the drum cover 6 connected to the rest of the drum body. A stationary peeling device protrudes through an opening 7 in the tip of the drum into the peeling chamber 2, and it consists of a peeling disk 8 and an associated outlet pipe 9. The pipe 9 has a so-called wear or grinding pipe 10 with a polished surface on its outside which slides a cuff pack 11 of U-shaped cross-section with its inner sealing surface. The cuff pack 11 is firmly attached to the drum body and rotates with it. The liquid level in the peeling chamber, which is dependent on the counterpressure in the pipe 9, is assumed to be at 12. In the wall of the outlet channel of the peeling body holes 13 are provided which lead into an annular space 14 between the outside of the outlet pipe 9 and the inside of a cylindrical extension 15 which protrudes from the peeling disk 8 into the annular recess 16 of the cuff pack.

Aus dem Trennraum der Zentrifuge tritt die zentrifugierte Flüssigkeit in die Schälkammer 2 ein und wird von der Schälscheibe 8 durch das. Rohr 9 ausgetragen. Die Packung 11 beseitigt die Möglichkeit einer Berührung zwischen der zentrifugierten Flüssigkeit und der äußeren Atmosphäre.The centrifuged one emerges from the separating chamber of the centrifuge Liquid enters the peeling chamber 2 and is discharged from the peeling disk 8 through the pipe 9. The packing 11 eliminates the possibility of contact between the centrifuged liquid and the outside atmosphere.

Falls eine nicht gasabgebende Flüssigkeit zentrifugiert wird, herrscht innerhalb der Flüssigkeitsfläche 12 ein Druck, der ungefähr dem Druck der äußeren Atmosphäre gleich ist. Der erforderliche Dichtdruck der Packung 11 gegen das Rohr 10 kann nahezu gleich Null sein.If a non-gas-emitting liquid is centrifuged, there is a rule within the liquid surface 12, a pressure approximately equal to the pressure of the external atmosphere. The required sealing pressure the packing 11 against the tube 10 can be almost zero.

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Falls gasabgebende Flüssigkeiten zentrifugiert werden, ist es zweckmäßig, daß die Manschettenpackung 11 mit ihrer ringförmigen Ausnehmung nach dem Trommelinneren weist, so daß der bei der Gasabgabe erzeugte Überdruck den Anlagedruck der Packung gegen das Rohr 10 erhöht und dadurch eine sichere Abdichtung gegen die äußere Atmosphäre gewährleistet. Da der D ruckunter schied zwischen der Schälkammer 2 und der äußeren Atmosphäre, und somit auch der erforderliche Anlagedruck der Packung 11 gegen das Rohr 10, in der Praxis verhältnismäßig klein ist, wird der Verschleiß der Packung sehr gering sein. Da die Packung 11 so bemessen ist, daß sie gegen das Rohr 10 mit einer Vorspannung drückt, die von der Zentrifugalkraft nahezu ausgeglichen wird, wird der Verschleiß der Packung auf ein Minimum herabgesetzt. Durch die öffnungen 13 im Auslaßrohr 9 tritt Flüssigkeit in den Ringraum 14 ein und wirkt hier als Kühl- und Schmiermittel für die Packung, deren Lebensdauer dadurch weiterhin erhöht wird.If gas-emitting liquids are centrifuged, it is advisable that the cuff packing 11 points with its annular recess to the inside of the drum, so that the gas discharge generated overpressure increases the contact pressure of the pack against the tube 10 and thereby a secure sealing against the outside atmosphere guaranteed. Since the pressure differed between the Peeling chamber 2 and the external atmosphere, and thus also the required contact pressure of the pack 11 against the tube 10, is relatively small in practice, the wear of the packing is very low be. Since the packing 11 is dimensioned so that it presses against the tube 10 with a bias, which is almost balanced by the centrifugal force, the wear of the packing is reduced to a minimum degraded. Liquid enters the annular space 14 through the openings 13 in the outlet pipe 9 and acts here as a coolant and lubricant for the packing, which further increases its service life will.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Centrifuge with one hermetically sealed outlet and one in the drum Peeling chamber, in which there is a fixed peeling device with one to the drum axis concentric outlet pipe, characterized in that with the drum body a Cuff packing (11) of U-shaped cross-section is firmly connected to its inner Sealing surface on the outside of the outlet pipe (9,10) slides.

2. Centrifuge according to claim 1, characterized in that the cuff packing (11) so is dimensioned that it is on the outside, the outlet pipe (9,10) with such a large bias that the centrifugal force acting on the packing during operation of the centrifuge is present you essentially keep your balance.

3. Centrifuge according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve packing (11) with its annular recess facing the inside of the drum.

4. Centrifuge according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the fixed peeling body (8) with a cylindrical extension (15) concentric to the drum axis into the annular one Recess of the cuff pack (.11) protrudes and one or more channels (13) to Supply of liquid into the annular space between the outside of the outlet pipe (9,10) and the Open inside of the cylindrical extension (15).

5. Centrifuge according to claim 4, characterized in that the channels (13) from one or there are several openings in the wall of the outlet channel (9) of the peeling device.

1 sheet of drawings