DE102009032618A1

DE102009032618A1 - Zentrifuge mit einer um eine Drehachse drehbaren Schleudertrommel

Info

Publication number: DE102009032618A1
Application number: DE200910032618
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. Mackel; Thomas Dipl.-Ing. Bathelt; Andreas Dipl.-Ing. Penkl; Kathrin Dipl.-Ing. Quiter
Original assignee: GEA Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-13
Also published as: WO2011004007A1; EP2451584B1; EP2451584A1

Abstract

Eine Zentrifuge mit einer um eine Drehachse drehbaren Schleudertrommel, insbesondere Separator mit einer um eine vertikale Drehachse drehbaren Schleudertrommel (2), welche einen Zulauf (3) für ein zu verarbeitendes Schleudergut und wenigstens zwei Abläufe (10; 12, 13) zum Ableiten einer leichteren und einer schwereren Phase aus der Schleudertrommel (2) aufweist und welche mit einer Antriebsspindel (14) versehen ist, zeichnet sich durch eine gegen die Umgebung abgedichtete, vorzugsweise vollhermetische, Auslegung des rotierenden Systems und durch wenigstens eine der Abläufe (12, 13) in Strömungsrichtung nachgeschaltete strömungstechnische Diode aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit einer um eine Drehachse drehbaren Schleudertrommel, insbesondere einen Separator mit einer um einer vertikale Drehachse drehbaren Schleudertrommel, welche einen Zulauf für ein zu verarbeitendes Schleudergut und wenigstens zwei Abläufe zum Ableiten einer leichteren und einer schwereren Phase aus der Schleudertrommel aufweist und welche mit einer Antriebsspindel versehen ist.
Es ist bekannt, mittels Separatoren bei der Verarbeitung eines hefehaltigen Schleudergutes – einer hefehaltigen Flüssigkeit – diese Flüssigkeit von Hefe zu klären, wobei eine leichtere Flüssigkeitsphase und ein schwereres Hefekonzentrat getrennt voneinander aus der Schleudertrommel abgeleitet werden.
Zur Verarbeitung eines hefehaltigen Schleudergutes werden vorzugsweise Düsenseparatoren eingesetzt, wobei versucht wird, durch Einsatz geeigneter Düsen die Konzentration des Hefekonzentrats zu regeln. Bei Hefeseparatoren wird beispielsweise versucht, die Hefekonzentration mit geeigneten Austragsdüsen weitgehend konstant zu halten, wobei es wünschenswert ist, dass der Separator quasi selbstregulierend auf Zulaufschwankungen reagiert. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass dies mit Hilfe des Einsatzes geeigneter Austragsdüsen nur bedingt gelingt.
Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Danach zeichnet sich der Separator durch eine gegen die Umgebung abgedichtete, vorzugsweise vollhermetische, Auslegung des rotierenden Systems aus und durch wenigstens einen der Abläufe in Strömungsrichtung nachgeschaltete strömungstechnische Diode.
Durch die dem einen Ablauf nachgeschaltete strömungstechnische Diode ergibt sich ein Regelungseffekt in Abhängigkeit von der Viskosität der abgeleiteten Produktphase, bei der es sich vorzugsweise – aber nicht zwingend – um ein Hefekonzentrat handelt.
Konstruktiv lässt sich die strömungstechnische Diode auf einfache Weise als Drallraum realisieren, der vorzugsweise innen zylindrisch ausgebildet ist und wiederum vorzugsweise jeweils einen tangentialen Einlauf und einen axialen Ablauf aufweist.
Es ist weiter vorteilhaft und konstruktiv unproblematisch umsetzbar, wenn der Einlauf des Drallraums in Strömungsrichtung einer Ablaufbohrung in der Antriebsspindel der Zentrifuge nachgeordnet ist. Er wird vorzugsweise als sich im Betrieb nicht drehende Einrichtung ausgelegt, die einfach zu warten ist.
Unter einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge im Sinne dieser Anmeldung wird verstanden, dass in Übergangsbereichen zwischen sich nicht drehenden Elementen des Zulaufrohres und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel wenigstens eine Dichteinrichtung angeordnet ist und wenn weiter jeweils in dem Übergangsbereich zwischen sich nicht drehenden Elementen der Abläufe und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel jeweils wenigstens eine Dichteinrichtung angeordnet ist.
Diese Dichteinrichtungen an Drehdurchführungen werden vorzugsweise als Gleitringdichtungen ausgebildet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
1 eine geschnittene Darstellung eines schematisch gezeichneten erfindungsgemäßen Separators.
1 zeigt einen Separator 1 mit einer Schleudertrommel 2. Die Schleudertrommel 2 ist um eine Drehachse drehbar. Diese Drehachse ist bei einem erfindungsgemäßen Separator vorzugsweise vertikal ausgerichtet.
Weitere Elemente des Separators wie ein Antrieb zum Drehen der Trommel sowie eine Haube und einen Maschinengestell u. dgl. sind der Einfachheit halber in 1 nicht dargestellt.
Der Separator der 1 ist als vollhermetischer Separator ausgelegt.
Er weist einen Zulaufrohr 3 auf, das hier in bevorzugter Ausführung von oben in die Schleudertrommel 2 mündet. Das sich im Betrieb nicht drehende Zulaufrohr 3 mündet wiederum in einen Verteiler 4, welcher sich mit der Schleudertrommel 2 dreht.
Der Übergangsbereich zwischen dem sich nicht drehenden Zulaufrohr 3 und dem sich im Betrieb drehenden Verteiler 4 ist mit einer Dichteinrichtung 5 abgedichtet. Vorzugsweise ist diese Dichteinrichtung 5 als Gleitringdichtung ausgebildet.
Der Verteiler 4 weist einen oder mehrere Verteilerkanäle 6 auf, durch welche das zu verarbeitende Schleudergut in den Innenraum der Schleudertrommel 2 geleitet wird. Im Innenraum der Schleudertrommel 2 ist vorzugsweise ein Tellerpaket 7 angeordnet. Dieses Tellerpaket 7 weist eine Vielzahl von übereinander gestapelten Trenntellern 8 auf. Steigekanäle 9 dienen zur Einleitung des zu verarbeitenden Schleuderguts in das Tellerpaket 7.
In der Schleudertrommel 2 wird das zu verarbeitende Schleudergut in wenigstens zwei Produktphasen getrennt. Im vorliegenden Fall erfolgt dabei eine Klärung eines fließfähigen Produktes von Feststoffen. Die fließfähige Phase wird über einen vorzugsweise androsselbaren Ablauf 10, der im Betrieb nicht mit der Schleudertrommel dreht, aus der Schleudertrommel auf einem inneren Radius abgeleitet.
Im Übergangsbereich zwischen dem Ablauf 10 und der Schleudertrommel 2 ist wiederum eine Dichteinrichtung 11 angeordnet. Vorzugsweise ist auch diese Dichteinrichtung 11 als Gleitringdichtung ausgebildet.
Die Ableitung der Feststoffphase aus der Schleudertrommel 12 erfolgt dagegen an einem äußeren Radius im Inneren der Schleudertrommel über einen Ablauf 12 nach unten aus der Trommel 2 in eine Ablaufbohrung 13, die hier im Inneren einer Antriebsspindel 14 ausgebildet ist, auf deren oberes vertikales Ende die Schleudertrommel 2 drehfest aufgesetzt ist.
Die Antriebsspindel 14 ist mittels einer Lagereinrichtung 15, die hier ein oberes und ein unteres Lager aufweist, drehbar in einem hier nicht dargestellten Maschinengestell gelagert. Ein Antriebsriemen 16, der von einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird, dient dazu, die Antriebsspindel 14 und damit die Schleudertrommel 2 in Drehung zu versetzen.
Die Antriebsspindel 14 mit der Ablaufbohrung 13 mündet an ihrem unteren Ende in einen Einlauf 17 eines Drallraumes 18. Der Drallraum 18 dreht sich im Betrieb der Schleudertrommel nicht mit dieser mit, sondern steht still. Zur Realisierung einer vollhermetischen Ausgestaltung des Separators ist von daher eine weitere Dichteinrichtung 19 zwischen dem Übergangsbereich der Antriebsspindel 14 mit der Ablaufbohrung 13 und dem Einlauf 17 des Drallraums 18 ausgebildet. Auch zur Realisierung der Dichteinrichtung 19 wird vorzugsweise eine Gleitringdichtung verwendet.
Der Drallraum 18 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Der Einlauf 17 mündet tangential in den zylindrischen Drallraum 18, so dass das Konzentrat aus Feststoffen, welches in den zylindrischen Drallraum einfließt, tangential in den Drallraum 18 einströmt. Ein Ablauf 20 des Drallraumes 18 ist dagegen vorzugsweise axial ausgebildet. Derart bildet der zylindrische Drallraum 18 mit dem tangentialen Einlauf 17 und dem axialen Ablauf 20 im Sinne dieser Anmeldung eine mögliche strömungstechnische Diode aus.
Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass mit dem vollhermetischen Separator 1, bei dem sämtliche Zu- und Abläufe mit Dichteinrichtungen, insbesondere Gleitringdichtungen, ausgestattet sind, die Mengenverhältnisse zwischen Konzentrat und leichter Phase (d. h. zwischen der Feststoffphase, die allerdings fließfähig ist, und der leichteren Phase, die durch den Ablauf 10 abgeleitet wird), außerhalb des Separators durch Drosseln der Abläufe einstellen lässt.
Da in den Konzentratraum ein zylindrischer Drallraum integriert ist, der als strömungstechnische Diode wirkt, ergibt sich zudem ein Regelungseffekt in Abhängigkeit von der Viskosität.
Besonders vorteilhaft daran ist, dass mit einem einzigen Element für den gesamten Konzentratstrom ein Regelungseffekt erzielbar ist.
Vorzugsweise wird der Drallraum 18 außerhalb der sich drehenden Schleudertrommel des Separators platziert, wo eine bessere Zugänglichkeit besteht. Dort bestehen auch keine Platzprobleme und es ist eine leichte Veränderung der Düsengröße (u. U. sogar ohne Betriebsunterbrechung) durch Austausch des Drallraumes möglich.
Eine Verstopfungsgefahr wird damit quasi ausgeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Separator
2: Schleudertrommel
3: Zulaufrohr
4: Verteiler
5: Dichteinrichtung
6: Verteilerkanal
7: Tellerpaket
8: Trennteller
9: Steigekanal
10: Ablauf
11: Dichteinrichtung
12: Ablauf
13: Ablaufbohrung
14: Antriebsspindel
15: Lagereinrichtung
16: Antriebsriemen
17: Einlauf
18: Drallraum
19: Dichteinrichtung
20: Ablauf

Claims

Zentrifuge mit einer um eine Drehachse drehbaren Schleudertrommel, insbesondere Separator mit einer um einer vertikale Drehachse drehbaren Schleudertrommel (2), welche einen Zulauf (3) für ein zu verarbeitendes Schleudergut und wenigstens zwei Abläufe (10; 12, 13) zum Ableiten einer leichteren und einer schwereren Phase aus der Schleudertrommel (2) aufweist und welche mit einer Antriebsspindel (14) versehen ist, gekennzeichnet durch eine gegen die Umgebung abgedichtete, vorzugsweise vollhermetische, Auslegung des rotierenden Systems und durch wenigstens einem der Abläufe (12, 13) in Strömungsrichtung nachgeschaltete strömungstechnische Diode.
Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungstechnische Diode als Drallraum (18) ausgebildet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) zylindrisch oder konisch ausgebildet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) einen tangentialen Einlauf (17) aufweist.
Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) einen axialen Ablauf (20) aufweist.
Zentrifuge nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (17) des Drallraum (18) in Strömungsrichtung einer Ablaufbohrung (13) in der Antriebsspindel (14) der Zentrifuge nachgeordnet ist.
Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge in Übergangsbereichen zwischen sich nicht drehenden Elementen des Zulaufrohres (3) und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel (2) wenigstens eine Dichteinrichtung (5) angeordnet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge ferner jeweils in dem Übergangsbereich zwischen sich nicht drehenden Elementen der Abläufe (11, 13) und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel (2) jeweils wenigstens eine Dichteinrichtung (11, 19) angeordnet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (5, 11, 13) jeweils als Gleitringdichtung ausgebildet ist.
Zentrifuge nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen zwischen einer Ablaufbohrung (13) in der Antriebsspindel (14) und dem Einlauf (17) des Drallraumes (18) angeordnet ist.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen (5) zwischen einem Zulaufrohr (3) und einem Verteiler (4) in der drehbaren Schleudertrommel (2) angeordnet ist.
Zentrifuge nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen (5) zwischen einem Ablauf (10) und der Schleudertrommel (2) angeordnet ist.