DE102009048507B4

DE102009048507B4 - Verfahren und Hochgeschwindigkeitszentrifuge zur hochwirksamen Separierung der schweren Komponente aus Gasgemischen mit hohem Durchsatz

Info

Publication number: DE102009048507B4
Application number: DE102009048507.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: DE102009048507A1

Abstract

Die erfindungsgemässe Zentrifuge hat einen Rotor oder Trommel mit radialen Rippen zur radialen Beschleunigung des eingelassenen Gasgemisches, wo die Separierung der schweren Gaskomponente basierend auf die unterschiedlichen Dichten der Gase des eingespeisten Gasgemisches stattfindet, so daß durch Durchbrüche in der zylindrischen Wand von mehreren in Serie geschalteten Trommeln, versehen mit jeweils einem mittigen Disk zur Ablenkung des Gasstromes an die Peripherie, die schwere Komponente in eine feststehende Ringkammer gelangt, die auch radiale Rippen hat, um das Rotieren des Gases zu verhindern und wo sich dieses im Laufe der Zeit ansammelt. Dabei werden Sensoren für die Feststellung der höchsten oder der niedrigsten Konzentration an einem hohen und an einem anderen niederen Niveau der schweren Komponente in dieser Kammer benutzt, um das Abpumpen des separierten Gases von einer Hochdruckpumpe in eine angeschlossene Hochdruckflasche zu ermöglichen. Der Betriebszyklus der Zentrifuge weist zwei Phasen auf: in der ersten langandauernden Phase, wird das Kohlendioxid in der unteren Kammer nach und nach durch Schwerkraft nebst höheren Partialdrucks angesammelt, während die leichteren Gaskomponenten von hier nach oben entweichen, während die kurzandauernde zweite Phase das Abpumpen des Kohlendioxids beinhaltet, wobei das evakuierte Kohlendioxid vom frischen Gasgemisch ersetzt wird. Die Separierung der schweren Komponente wird stark begünstigt vom Vorhandensein von Mulden eingelassen in der zylindrischen Innenwand der Trommeln wo sich die schwere Komponente verdichten kann, bevor sie durch die Wanddurchbrüche in die Ringkammer gelangt. Der Rotor der Zentrifuge gebildet von mehreren Trommeln ist gehalten von hohlen Wellen wodurch das zu separierende Gas in die Trommeln gelangt, welche mit Zuführungskammer und Abführungskammer des Gasgemisches kommunizieren. In der Abführungskammer ist auch ein Axialventilator untergebracht der das Gas durch die Zentrifuge befördert, wobei eine Lamellenblende des Durchsatz regelt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Maschine zur hochwirksamen Separierung der schweren Komponente aus Gasgemischen mit hohem Durchsatz. Dabei handelt es sich um eine Maschine zur radialen Beschleunigung von Gasen zum Zwecke der Separierung, weiterhin kurz Zentrifuge genannt. Maschinen dieser Art werden für die Separierung von Gasgemischen benutzt, die durch die Dichte voneinander differieren.
Zentrifugen zur Separierung einer schweren Gaskomponente aus einem Gasgemisch sind seit langem bekannt.
So zeigt die DE 88 07 684 U1 (vgl. deren Figuren und den zugehörigen Text) eine Zentrifuge zur Separierung von Sauerstoff vom Stickstoff aus einem Luftgemisch, wobei die Zentrifuge eine um eine vertikale Achse drehende Tommel aufweist, die durch radiale Rippen in Sektoren aufgeteilt ist. Das zu trennende Gemisch wird über eine zentrale Zuleitung in die Trommel zugeführt, aus der die separierten Anteile durch Durchbrüche an der Unterseite der Außenwand der Trommel in der Weise abfließen, daß im wesentlichen sich die schwerere Gaskomponente in einer außen angeordneten Ringkammer und die leichteren Gaskomponenten sich in einer innen liegenden Ringkammer ansammeln. Die getrennten Gaskomponenten können dann über unten angeordnete Auslaßöffnungen aus den jeweiligen mitdrehenden Ringkammern abgezogen werden.
Die US 4 292 051 A (vgl. insbesondere deren 6 bis 8 und den zugehörigen Text) beschreibt ebenfalls eine vom Aufbau her sehr ähnliche Zentrifuge mit horizontaler Trommelachse für einen vergleichbaren Verwendungszweck. Die Zufuhr erfolgt von einer Seite in eine beiderseits gleitgelagerte, mit radialen Rippen in Segmente aufgeteilte Trommel und die Abfuhr auf der gegenüberliegenden Seite der Trommel über äußere Durchbrüche für die schwere Komponente und innenliegende Öffnungen für die leichteren Gaskomponenten in die jeweiligen feststehenden Ringkammern; zur Unterstützung des Durchflusses können hierbei auch Pumpen vorgesehen werden.
Keine der bekannten Vorrichtungen offenbart allerdings eine Vorrichtung geeignet bei hohen Geschwindigkeiten und sehr großen Gasdurchsätzen zu arbeiten, sprich eine Maschine mit relativ großem Durchmesser der Gaszuleitung. Die Auslegung derartiger Maschinen mit hoher mechanischer Beanspruchung der Rotorperipherie, wo mit Grenzwerten der Belastbarkeit gearbeitet wird, sowie der hohe Gasdurchsatz erfordern konstruktive Maßnahmen, die die Rotorkonstruktion prägen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Maschine mit den vorgenannten Eigenschaften bereitzustellen.
Die Lösung dieses Problems erfolgt durch die Zentrifuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1. So ist die vorgeschlagene erfindungsgemäße Vorrichtung relativ einfach, zuverlässig und läßt sich für größere oder ganz kleine Mengen Kohlendioxid und Gasgemischen sowie Durchsätzen anwenden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert.
Es zeigt:
1 Längsschnitt durch die Zentrifuge
2 Querschnitt durch die Zentrifuge (Schnitt B-B)
3 Lamellenblende (Detail A vergrößert)
Aufgrund der Figuren wird die Funktion näher erläutert.
Die erfindungsgemäße Zentrifuge weist einen Rotor 1 verschraubt an einer unteren Hohlwelle 2, und an einer oberen Hohlwelle 3, die den Rotor 1 am oberen Ende einer Ringkammer 4, die als Gehäuse die bisher erwähnten Komponenten umschließt. Der Zylindrische Teil der Ringkammer 4 ist mit Schrauben 83 und Dichtung 84 an der Bodenplatte 31 und an der Dachplatte 5 befestigt.
Die obere Hohlwelle 2 durchdringt die Dachplatte 5 der Ringkammer 4 durch ein Loch 6, welches eine Dachabdichtung 7 aufweist, die ein Herausströmen von Gas aus der Ringkammer 4 nach oben verhindert und durchquert eine darauf angeflanschte Abführungskammer 8, wobei die obere Hohlwelle 3 in diesem Bereich einige große Löcher 9, vorgesehen für den Gasaustritt hat. Oberhalb dieser Löcher 9 sind die Schaufeln 10 eines Axialventilators fungierend als Gaspumpe (67) auf der oberen Hohlwelle 3 angebracht, die ein Unterdruck während des Betriebes im unterem Teil der Abführungskammer 8 erzeugt, so daß der damit verbundene Sog das Restgas aus den Löchern 9 saugt und in den oberen Bereich dieser Abführungskammer 8 zusammendrängt, von wo aus das Restgas 11 durch die Abführung 12 nach außen gelangt. Innerhalb der Abführung 12 ist eine Lamellenblende 13 angebracht, die ein Rost 14 mit Längsschlitzen 15 aufweist, wobei eine Reihe von drehbar nach der Längsachse angebrachte Lamellen 16 diese Längsschlitze 15 zum Teil schließen können, um die Größe des Gasdurchsatzes zu regeln. Die Antriebswellen 17 der Lamellen 16 durchdringen seitlich die Abführung 12 und haben einseitig je ein Zahnrad 18, dergestalt, daß ein Zahnriemen 19 alle Zahnräder 18 gleichzeitig umfaßt und antreibt, um die nötige Neigung durch Drehen eines Führungsrades 20 mittels eines Servomechanismus 85, ebenfalls gekoppelt an den Zahnriemen 19, einzunehmen. Der gewünschte Gasdurchsatz im Restgas, wird durch Vorgabe des Neigungswinkels „α” der Lamellen 16 aufgrund der Meßwerte geliefert von einem Durchflußmesser 21 an die elektronische Steuerung 22, welche die Vorgaben an den Servomechanismus 85 abgibt.
Am oberen Ende der Abführungskammer 8 verjungt sich die obere Hohlwelle 3 zu einer dünnen und massiven Antriebswelle 23, die mittels Kugellager 24 ausgelegt für hohe Drehzahlen, gelagert ist, welche die obere Wand 25 der Lageraufnahme 26 durchdringt und mittels einer Kupplung 27 mit dem Motor 28 der Zentrifuge verbunden ist, wobei der Motor 28 durch die Halterung 29 an der Lageraufnahme 26 mittels Schrauben 80 befestigt ist. Eine Dichtung 30 kann verhindern, daß das Restgas 11 in Richtung Motor 28 entweicht.
Die untere Hohlwelle 2 durchdringt die Basisplatte 31 der Ringkammer 4 durch ein Loch 32, welches eine obere Abdichtung 33 und eine untere Abdichtung 34 aufweist – doppelte Abdichtung –, die ein Hereinströmen von Gas in die Ringkammer 4 oder umgekehrt verhindert und durchquert eine darauf mittels Schrauben 35, Ringdichtung 36 und Passung 37 angeflanschte Zuführungskammer 38, wobei die untere Hohlwelle 2 in diesem Bereich einige große Löcher 39 hat, die das von außen durch ein Zuführungsstutzen 40 kommende Gasgemisch 41 in das Innere der unteren Hohlwelle 2 leiten.
Die obere Abdichtung 33, die untere Abdichtung 34 an der Basisplatte 31 und die Dachabdichtung 7 an der Dachplatte 5 der Ringkammer 4 besteht aus mehreren zusammengehörigen Scheiben (88) mit unterschiedlichen Durchmessern und da hineingreifenden Hohlräumen 89 mit einem im Querschnitt labirynthartigen Format bestehen, wobei die Scheiben 88 fest auf der jeweiligen unteren Hohlwelle 2 oder oberen Hohlwelle 3 mittels Schrauben 95 montiert sind, während die Hohlräume 89 als Teil des Dichtungsstators 90 unbeweglich auf der Basisplatte 31 oder Dachplatte 5 mit Schrauben 91 und durch Flanschteilen 92 montiert sind, wobei der Abstand zwischen den rotierenden Scheiben 88 und den Flächen des Dichtungsstators 90 sehr klein, etwa im Bereich 50–200 μ sind, wodurch unter Berücksichtigung des langen Weges für das dazwischen befindlichen Gases, einen großen Widerstand im Fließen entsteht und so die Abdichtung bei hohen Geschwindigkeiten ohne mechanischen Kontakt zwischen den Teilen entsteht, wobei der Dichtungsstator 90 aus zwei Hälften „x” und „y” mit Flanschnasen 93 besteht, um die Montage mittels Schrauben 94 zu ermöglichen.
Am unteren Ende der Zuführungskammer 38 verjungst sich die untere Hohlwelle 2 zu einer dünnen und massiven Welle 42, die ein deutlich kleineres Durchmesser als die untere Hohlwelle 2 hat und mittels Kugellager 43, gehalten in der Lageraufnahme 44 an der unteren Wand 45 der Zuführungskammer 38, eine sichere Befestigung der unteren Hohlwelle 2 und des Rotors 1 insgesamt darstellt. Das kleine Durchmesser der Welle 42 ermöglicht die Auswahl eines Kugellagers geeignet für hohe Drehzahlen. Das Gasgemisch 41 kommt von außen durch den Zuführungsstutzen 40, Zuführungskammer 38 in das Innere der unteren Hohlwelle 2 und dringt durch die Öffnung 46 in die untere Trommel 47 des Rotors 1 mit seiner unteren Schale „a”, wo es vom Disk 48 seitlich abgelenkt und durch die radialen Rippen 49 gleichzeitig in Rotation gebracht wird. Das so im Bereichen mit dem Höchstdurchmesser der Trommel 47 geratene Gasgemisch 41 verliert nach und nach die schwere Komponente, die separiert durch die Zentrifugalkraft an den zylindrischen Wänden der Trommel 47 nach oben fließt. Dabei füllen sich die regelmäßig angeordneten Mulden 50 mit dieser Komponente. Durch die Gestaltung dieser Mulden 50 als längliche tiefe Schnitte mit rechteckigem Querschnitt neigt die separierte Komponente sich darin zu verdichten und wird als konzentrierte schwere Komponente 51 des Gemisches 41 durch die Durchbrüche 52 in der Wand der Trommel 47 geschleust und fällt in der umgebenden Ringkammer 4 unter dem Gravitationseinfluß und weil hier noch frisches Gasgemisch 87 mit kleineren Dichte sich befindet, entlang der Wand bis zur Basisplatte 31 der Ringkammer 4, wo sie sich flächendeckend ansammelt. Im Gegenzug verläßt das native Gasgemisch 87 die Ringkammer 4 durch die Öffnungen 66 in der unteren Hohlwelle 2 oder im zentralen Bereich der unteren Trommel 47 und wird zusammen mit dem von außen kommenden Gasgemisch einer Zentrifugation unterzogen. Das Niveau der angesammelten schweren Komponente 51 wird durch die darauf ansprechenden Gas-Sensoren 53, 54 festgestellt und als Meßwert an die elektronische Steuerung 22 geliefert. Wenn der obere Gas-Sensor 53, montiert in der Ringkammer 4 oben, unmittelbar unter dem Rotor 1, hohe Konzentration signalisiert, schaltet die elektronische Steuerung 22 die Hochdruckpumpe 55 ein und die separierte schwere Komponente 51, die sich jetzt in der Ringkammer bis eben zu diesem Sensor befindet, wird durch die Leitung 56 in die Hochdruckflasche 57 geführt und somit entsorgt. Für Wartungszwecke ist die Leitung 81 zwischen Ringkammer 4 und Hochdruckpumpe 55 mit einem Gasventil 82 versehen. Das jetzt etwas verarmte Gasgemisch 58 fließt durch die Öffnung 59 der oberen Schale „b” der ersten Trommel 47 in die untere Schale „a” der zweiten Trommel 60 und geht einen ähnlichen Weg wie für die erste Trommel 47 bereits beschrieben. Der einzige Unterschied ist, daß jetzt die Mulden 50 etwas tiefer und enger als in der Trommel 47 sind, damit sie genauso wirksam die Separierung und Verdichtung der schweren Komponente 51 erledigen und zwar auch jetzt, wo das Gasgemisch 58 ärmer an dieser Komponente ist. Die Mulden 50 sind ein einer oder mehreren Reihen regelmäßig auf der Peripherie der jeweiligen Trommeln 47, 60, ... entlang der zylindrischen Wand verteilt. Der zentrale Disk 48 trennt die zwei Schalen „a” und „b” der Trommeln 47, 60, ... wobei er im periphären Bereich große axiale und regelmäßig angebrachte Durchbrüche 61 hat, welche von zum Disk 48 gehörenden Speichen 62 getrennt sind und wodurch die Verbindung zum äußeren Ring 63 hergestellt wird, der mehr eine Rolle für die Verstärkung der mechanischen Stabilität der Rotorkonstruktion spielt und entweder durch Schrauben 64 oder Schweißnaht 65 auf der Außenseite des zylindrischen Teils der oberen Schale „b” und der unteren Schale „a” der jeweiligen Trommel 47, 60, ... befestigt ist. Dieser äußere Ring 63 muß sorgfältig dimensioniert werden, um die Zerstörung durch Überbeanspruchung während des Drehens zu vermeiden. In ähnlicher Weise werden mehrere Trommel wie 47, 60, ... zu den bereits beschriebenen angereiht, wobei das Gasgemisch nach Passieren jeder Trommel 47, 60, ... deutlich ärmer an der schweren Komponente 51 wird. Die Schrauben 68 und 86 halten die Trommeln 47, 60, ... des Rotors 1 axial zusammen, wobei diese mittels Passungen 69 axial perfekt gerichtet sind um Unwucht bei der Rotation zu vermeiden. Ein Auswuchten ist nach der Montage auf jeden Fall notwendig. Je größer der Dichteunterschied zwischen der schweren Komponente 51 und der anderen Komponenten des Gasgemisches 41 ist, desto kleiner ist die Anzahl der notwendigen Trommel 47, 60 ... im Rotor 1. In bestimmten Grenzen, kann man auch unterschiedliche Konzentration der schweren Komponente 51 im Gasgemisch 41 effektiv bearbeiten, wobei die Regelung des Durchsatzes vorgenommen wird, um das gewünschte Ergebnis hinsichtlich Konzentration zu erreichen.
Innerhalb der Ringkammer 4 befindet sich auch eine Anzahl vom Trennwänden 74 gehalten durch die Ringe 75, 76, 77 und befestigt mit den Füßen 78 und Schrauben 79 an der Bodenplatte 31 der Ringkammer 4. Diese Trennwände verhindern ein Rotieren oder Verwirbeln des Gases in der Ringkammer 4, wodurch die separierte Komponente 51 still steht.

Claims

Verfahren zur großvolumigen Separierung einer schweren Komponente (51) aus Gasgemischen mittels einer Zentrifuge basierend auf der Einführung eines Gasgemisches (41) in eine oder mehrere sich sehr schnell drehende Trommel (47), (60) durch eine daran befestigte Hohlwelle (2), (3), wobei das Gasgemisch (41) durch eine mittige Scheibe (48) und radiale Rippen (49) seitlich gezwungen wird und so in den Bereich des größten Durchmessers zwecks wirksamer Separierung der schweren Komponente (51) durch Zentrifugalkraft gelangt, so daß durch Durchbrüche (52) im peripheren Bereich der Trommeln (47), (60) diese schwere Komponente (51) aus der Trommel (47), (60) fließt und sich durch Einwirkung der Gravitation nach unten in eine Ringkammer (4) ansammelt, wobei ein leichteres Gasgemisch (87) aus der Ringkammer (4) durch weitere axiale Durchbrüche (66) in die Trommel (47) wechselt, wobei der Grad der Befüllung der Ringkammer (4) mittels auf die schwere Komponente (51) ansprechende Gas-Sensoren (53), (54) überwacht wird, um, wenn die Ringkammer (4) voll ist, sie unter Mitwirkung einer Hochdruckpumpe (55) zu entleeren und wenn die Ringkammer (4) leer ist, um die Hochdruckpumpe (55) abzuschalten und wobei das Befüllen und Entleeren der Ringkammer (4) zyklisch stattfindet, wobei die separierte schwere Komponente (51), welche an die Peripherie der Trommel (47) gepreßt wird, sich in darin angebrachten länglichen Mulden (50) stark konzentriert beim ständigem Nachschub durch die Zentrifugalkraft, um dann in konzentriertem Zustand die Trommel (47) und die jeweilige Mulde (50) durch einige der Mulde (50) zugehörigen Durchbrüche (52) verläßt, um sich in der Ringkammer (4) zu sammeln, wobei die Mulden (50) dergestalt sind, daß sie das darin befindliche Gas von der Fortbewegung in axialer Richtung entziehen und somit die Verdichtung der schweren Komponente (51) ohne Verluste erst ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trommeln (47), (60) ohne Abstand dazwischen aneinander gereiht sind, wobei sie im zentralen Bereich je eine zentrale Öffnung (46), (59) aufweisen, wodurch ein Gasgemisch (41), (58) von der Trommel (47) in die andere Trommel (60) und so weiter gereicht wird, um eine wiederholte Zentrifugation zu ermöglichen, bis ein Restgas (11) praktisch frei von der schweren Komponente (51), (58) ist, wobei die Anzahl und Gestaltung der Mulden (50) für die in Serie angereihten Trommeln (47), (60) stark verändert wird, um die Wirksamkeit der Separierung im progressiv verarmten Gasgemisch (41), (58) und abhängig von der Anzahl der durchlaufenen Trommeln, groß zu halten.
Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zentrifugeneigene Gaspumpe (67) mit Schaufeln (10), als Axialventilator fungierend, die das Gasgemisch (41) durch die Zentrifuge fördert, wobei der Durchsatz regulierbar ist, um die optimalen Werte für viele beliebige Konzentrationen der schweren Komponente (51) im geförderten Gasgemisch (41), wobei die Gaspumpe (67) als Saugpumpe plaziert vor einer Abführung (12) des Restgases (11) arbeitet, wodurch schwächere Abdichtungen der Ringkammer (4) verträglich sind, weil sie höchstens zu Verlusten an Gasgemisch (41) im oberen Bereich der Ringkammer (4) führen können, aber keine Verluste an der separierten Komponente (51) verursachen.
Zentrifuge zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, 2 und 3, versehen mit einem Rotor (1) zur Zentrifugation des Gasgemisches (41), gehalten von der unteren Hohlwelle (2) und der oberen Hohlwelle (3) in vertikaler Position, plaziert im oberen Teil der Ringkammer (4) zur Ansammlung der separierten schweren Komponente (51), wobei der Rotor (1) aus einzelnen Trommeln (47), (60) zusammengefügt ist, die ohne Abstand der jeweiligen unteren Schalen (a) und oberen Schalen (b) von benachbarten Trommeln auskommen, wobei diese mit Schrauben (68, 86) und Passungen (69) unwuchtmindernd montiert sind, wobei sich die zentrale Scheibe (48) der jeweiligen Trommel (47), (60) zwischen der jeweiligen unteren Schale (a) und oberen Schale (b) befindet, wobei der Rotor (1) im peripheren Bereich über große axiale Durchbrüche (61) verfügt, die von Speichen (62) getrennt sind, welche der mechanischen Stabilität der Konstruktion und als Verbindungselement zu einem äußeren Ring (63) gehörig zur jeweiligen Scheibe (48) dienen, wobei der äußere Ring (63) mittels Schrauben (64) oder Schweißnähten (65) mit der jeweiligen unteren Schale (a) und oberen Schale (b) verbunden ist, und wobei in den zylindrischen Wänden der jeweiligen unteren Schale (a) und oberen Schale (b) Mulden (50), angeordnet in einer oder mehreren oberen und unteren Reihen, sind, welche eine geringe Tiefe und rechteckigen Querschnitt haben, aber relativ lang sind, wobei deren Anzahl abnimmt und deren Tiefe zunimmt, während sie schmaler werden, je weiter entfernt vom Rotoreingang dargestellt von der Öffnung (46), sie sich befinden, was den Erfordernissen der Separierung der schweren Komponente (51) aus immer ärmer an dieser Komponente werdendem Gasgemisch (41), (58) entspricht.
Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Hohlwelle (2) und die obere Hohlwelle (3) einen relativ großen Durchmesser haben, der etwa bis 20–30% des Durchmessers der Trommeln (47), (60) erreichen kann, damit große Gasdurchsätze ermöglicht werden, wobei sich die untere Hohlwelle (2) in einem Loch (32) der Basisplatte (31) der Ringkammer (4) dreht, während deren gasdichte Durchführung mittels einer oberen Abdichtung (33) und einer unteren Abdichtung (34) gewährleistet ist, die ein Eindringen des Gasgemisches (87), das vorher die Ringkammer (4) gefüllt hat, auch bei sehr hohen Drehzahlen wirksam verhindert, wobei große Löcher (39) am unteren Ende der unteren Hohlwelle (2) den Einlauf des Gasgemisches (41) aus einer Zuführungskammer (38) in die untere Hohlwelle ermöglichen, während ein Zuführungsstutzen (40) das Gasgemisch (41) von außen in die Zuführungskammer (38) leitet, wobei sich der untere Teil der unteren Hohlwelle (2) stark verjüngt und als massive dünne Welle in einem Kugellager (43) steckt, welches wegen dem kleineren Durchmesser durchaus hohe Drehzahlen verträgt, und welches sich in einer Lageraufnahme (44) der Zuführungskammer (38) befindet, die wiederum mittels Schrauben (35), Passung (37) und Gummidichtung (36) an die Basisplatte (31) der Ringkammer (4) angeflanscht ist, wobei sich die obere Hohlwelle (3) in einem Loch (6) einer Dachplatte (5) der Ringkammer (4) dreht, während die gasdichte Durchführung mittels einer Dachabdichtung (7) gewährleistet ist, die ein Absaugen des Gasgemisches (87) aus dem oberen Bereich der Ringkammer (4) weitestgehend verhindert, wobei große Löcher (9) am oberen Teil der oberen Hohlwelle (3) den Austritt des Restgases (11), entstanden aus dem Gasgemisch (41) nach dem Separieren der schweren Komponente (51), in eine Abführungskammer (8) ermöglichen, wobei sich der obere Teil der oberen Hohlwelle (3) stark verjüngt und als dünne und massive Antriebswelle (23) in einem Kugellager (24) steckt, das – bedingt durch seinen kleinen Durchmesser - geeignet ist für den Betrieb bei sehr großen Drehzahlen, welches sich in der Lageraufnahme (26) der Abführungskammer (8) befindet, die wiederum mit Schrauben (70), Passung (71) und Gummidichtung (72) an die Dachplatte (5) der Ringkammer (4) angeflanscht ist, wobei die Antriebswelle (23) zusammengehörig zur oberen Hohlwelle (3), durch eine Öffnung (73), versehen mit einer Abdichtung (30), aus der Abführungskammer herausragt und mittels geeigneter Kopplung (27) mit einem Motor (28) direkt oder mittels eines Getriebes verbunden ist, der durch eine Halterung (29) an der Lageraufnahme (26) und Abführungskammer (8) befestigt ist.
Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abdichtung (33), die untere Abdichtung (34) an der Basisplatte (31) und die Dachabdichtung (7) an der Dachplatte (5) der Ringkammer (4) aus mehreren zusammengehörigen Scheiben (88) mit unterschiedlichen Durchmessern und da hineingreifenden Hohlräumen mit einem im Querschnitt labirynthartigen Formats bestehen, wobei die Scheiben (88) fest auf der jeweiligen unteren Hohlwelle (2) oder oberen Hohlwelle (3) mittels Schrauben (95) montiert sind, während die Hohlräume (89) als Teil eines Dichtungsstators (90) unbeweglich auf der Basisplatte (31) oder Dachplatte (5) mit Schrauben (91) und durch Flanschteile (92) montiert sind, wobei der Abstand zwischen den rotierenden Scheiben (88) und den Flächen des Dichtungsstators (90) sehr klein, etwa im Bereich 50-200 µm sind, wodurch unter Berücksichtigung des langen Weges für das dazwischen befindlichen Gases, ein großer Widerstand im Fließen entsteht und so die Abdichtung bei hohen Geschwindigkeiten ohne mechanischen Kontakt zwischen den Teilen entsteht, wobei der Dichtungsstator (90) aus zwei Hälften (x und y) mit Flanschnasen (93) besteht, um die Montage mittels Schrauben (94) zu ermöglichen.
Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch die zentrifugeneigene Gaspumpe (67), dargestellt als ein Axialventilator mit Schaufeln (10), die schräg zur Achse angeordnet sind, so daß beim Rotieren ein großes Gasvolumen bei einem relativ kleinem Druckunterschied gefördert wird, wobei die Schaufeln (10) auf dem Ende der oberen Hohlwelle (3), nach den Löchern (9) platziert sind und fördern das Restgas (11) in den oberen Teil der Abführungskammer (8), von wo es durch einen Abführungsstutzen (12) nach außen gelangt.
Zentrifuge nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Strom des Restgases (11), im Abführungsstutzen (12) eine Lamellenblende (13) mit einem stabilem Rost (14) mit Längsschlitzen (15) platziert ist, wobei eine Reihe von drehbar nach der Längsachse angebrachte Lamellen (16) zum Teil verschließen können, um die Größe des Gasdurchsatzes zu regeln, wobei die Lamellen (16) je eine Antriebswelle (17) haben, versehen an einem Ende mit einem Zahnrad (18) und befindlich außerhalb des Abführunkstutzens (12), dergestalt, daß ein Zahnriemen (19) alle Zahnräder (18) synchron bewegt, so daß durch ein weiteres Führungszahnrad (20) die gewünschte Neigung durch Drehen, aufgrund der Vorgaben einer elektronischen Steuerung (22) und des mittels Durchflußmesser (21) gemessenen Durchsatzes an Restgas (11), ermöglicht, wobei die Enden der einzelnen Antriebswellen (17) die Wände des Abführungsstutzens (12) durchdringen, worin sie gelagert sind.