DE1079550B

DE1079550B - Kontinuierlich arbeitende Vollmantelzentrifuge

Info

Publication number: DE1079550B
Application number: DEL26732A
Authority: DE
Inventors: Frank E Sullivan
Original assignee: De Laval Separator Co
Current assignee: De Laval Separator Co
Priority date: 1956-02-08
Filing date: 1957-01-29
Publication date: 1960-04-07
Also published as: GB802000A; US2837273A

Description

DEUTSCHES

Es sind bereits kontinuierlich arbeitende Vollmantelzentrifugen bekannt, bei denen die Schleudertrommel an einer hohlen Trommelwelle angeordnet ist und die je einen Einlaß zum Einführen des Schleudergutes und einer Hilfsflüssigkeit in die Schleudertrommel in unterschiedlichem radialem Abstand von der Trommelachse aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einlasse für das Schleudergut und die Hilfsflüssigkeit bei koaxialer Anordnung zur Trommelwelle hermetisch gegeneinander und nach außen abzudichten. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in der hohlen Trommelwelle, koaxial zu dieser und mit ihr umlaufend, ein Rohr kleineren Außendurchmessers als dem Innendurchmesser der hohlen Trommelwelle angeordnet ist und hermetisch gegeneinander abgedichtete Anschlüsse zwischen den im Zentrifugengehäuse vorgesehenen Einlaßöffnungen und der Trommelwelle vorgesehen sind.

Die Erfindung ist in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt _

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführungsform einer Vollmantelzentrifuge gemäß der Erfindung mit der Schleudertrommel, dem oberen Teil der hohlen Trommelwelle und den abgedichteten Strömungsverbindungen, durch welche die abgetrennten Bestandteile zu feststehenden Austragsöffnungen geleitet werden.

Fig. 2 eine Ansicht im lotrechten Schnitt des unteren Teils der in Fig. 1 dargestellten Zentrifuge mit den abgedichteten Strömungsverbindungen von den feststehenden Einlassen zu den unteren Enden der Kanäle in der hohlen Trommelwelle.

Fig. 3 eine Ansicht im lotrechten Schnitt und im vergrößerten Maßstab des oberen Teils der Zentrifuge mit Einzelheiten der mit den Trommelauslässen verbundenen abgedichteten Strömungsverbindungen und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2. "

Die dargestellte Zentrifuge weist einen Trommelmantel 10 und einen im wesentlichen kegelförmigen Deckel 11 auf, der am Mantel durch einen mit Gewinde versehenen Klemmring 12 befestigt ist. Innerhalb der Schleudertrommel befindet sich eine Haupttrennkammer, die eine Anzahl voneinander im' Abstand befindlicher konischer Teller 13 enthält. Die Hauptabtrennung des Schleudergutes findet in der Schleudertrommel in an sich bekannter Weise in den Räumen zwischen den konischen Tellern 13 statt. Im unteren Teil der Schleudertrommel ist ein Verteiler 14 angeordnet, der auf dem Trommelboden 15 aufruht. Der Verteiler 14 verjüngt sich vom Trommelboden nach oben und weist einen Bodenteil 14 α auf, Kontinuierlich arbeitende
Vollmantelzentrifuge

Anmelder:

The De Laval Separator Company,
Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Februar 1956

Frank E. Sullivan, Poughkeepsie, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

der eine Mittelnabe 16 mit enger Passung umgibt, die mit dem Trommelboden fest verbunden ist und sich von diesem nach oben erstreckt. An ihrem unteren Teil ist die Nabe 16 mit einer ringförmigen Außenschulter 16 α versehen, auf der der Bodenteil 14 α des Verteilers aufruht.

Der Verteiler 14 dient als Träger für die Teller 13, wobei der unterste Teller des Tellereinsatzes in bekannter Weise auf der kegeligen Fläche des Verteilers aufliegt. Vom Verteiler 14 und durch Mittelöffnungen in den Tellern 13 erstreckt sich eine Mittelsäule 14 b nach oben. An ihren Innenkanten haben die Teller 13 ein Spiel mit der Mittelsäule 14 b, durch das der zwischen den Tellern abgetrennte leichtere Bestandteil nach oben hindurchtreten kann, wie nachstehend näher erläutert wird. Wenn der Deckel 11 vom Trommelmantel 10 abgenommen wird, können die Teller 13 und der Verteiler 14 mit der Mittelsäule 14 b als eine Einheit aus dem Mantel nach oben herausgenommen werden.

Die Schleudertrommel ist auf einer hohlen Trommelwelle 18 angeordnet. Die Trommelwelle weist einen sich verjüngenden oberen Endteil 18α auf, auf dem das sich entsprechend verjüngende Innere der Nabe 16 sitzt. Auf das obere Ende des sich verjüngenden Endteils 18 a ist* eine hohle Mutter 19 aufgeschraubt, die am oberen Ende der Nabe anliegt, um zu verhindern, daß sich die Trommel von der Trommelwelle abhebt. Die Trommelwelle 18 ist in dem

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feststehenden Zentrifugengehäuse gelagert, von dem ein Teil bei 21 in Fig. 2 gezeigt ist. Zur Lagerung der Trommelwelle ist ein unteres Lager 22 üblicher Bauart und das übliche, nicht gezeigte, obere Lager \Orgesehen, wobei die Lager in der üblichen Weise eine begrenzte radiale Bewegung der Trommelwelle während deren Drehung zulassen. Die Trommelwelle kann durch beliebige Antriebsmittel, z. B. durch einen nicht gezeigten Elektromotor, in Drehung versetzt werden.

Auf das untere Ende der Trommelwelle 18 unterhalb des Lagers 22 ist ein Rohransatz 23 aufgeschraubt, der einen nach unten offenen Hohlraum aufweist. Innerhalb der Trommelwelle befindet sich ein Rohr 25, dessen unteres Ende sich in den durch den Rohransatz 23 begrenzten Hohlraum erstreckt. Der Außendurchmesser des Rohres ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der hohlen Trommelwelle mit Ausnahme am oberen Teil 25 α des Rohres (Fig. 1), an dem der letztere mit enger Passung in der Trommelwelle sitzt. Das obere Ende des Rohres kann in beliebiger Weise an der Trommelwelle, beispielsweise durch einander entsprechende Gewinde auf der Außenseite des Rohres und an der Innenwand der hohlen Trommelwelle befestigt sein. Das untere Ende des Rohres 25 ist eng von einem Dichtungsring 26 umgeben, der innerhalb des Rohransatzes 23 angeordnet ist und radiale Speichen 26 α aufweist, die sich nach außen in Anlage an der zylindrischen Innenwand des Rohransatzes erstrecken. Das untere Ende des Rohres 25 wird durch den mit Speichen versehenen Dichtungsring 26 gegen seitliche Verschiebung relativ zur Trommelwelle 18 gehalten, während das obere Ende des Rohres unmittelbar an der Trommelwelle befestigt ist, um eine seitliche sowie eine Längsverschiebung des Rohres relativ zur Trommelwelle zu verhindern. Das Rohr 25 dreht sich mit der Trommelwelle und bildet mit dieser einen Ringraum 27, der den durch das Rohr selbst begrenzten Mittelkanal umgibt.

An dem Zentrifugengehäuse 21 ist ein feststehendes Rohrverbindungsstück 21 α abnehmbar angeordnet, das den Haupteinlaß 29 für das Schleudergut bildet, welches unter Druck durch ein Zuführungsrohr zugeführt wird. Vom Einlaß 29 erstreckt sich ein Kanal 30 nach oben in eine erweiterte Ausnehmung 31 im Rohrverbindungsstück 21 a. Am Boden der Ausnehmung 31 ist ein Rohr 32 mit seinem unteren Ende befestigt und bildet eine Verlängerung des Kanals 30 nach oben. In den oberen Teil des Rohres 32 ist ein Dichtungsring 33 mit enger Passung gleitbar eingesetzt. Der Ring 33 wird gegen den Dichtungsring 26 durch eine in der Ausnehmung 31 angeordnete Druckfeder 34 nach oben gedrückt.

In die Seitenwand des feststehenden Rohrverbindungsstückes 21 α ist ein Nippel 36 eingeschraubt, durch den eine Zuführungsleitung 37 mit dem das Rohr 32 umgebenden äußeren Teil der Ausnehmung 31 in Verbindung steht. Die Zuführungsleitung 37 dient für das Einleiten einer Hilfsflüssigkeit, beispielsweise Wasser, unter Druck in die Ausnehmung 31. Im oberen Teil der Ausnehmung 31 befindet sich ein äußerer Dichtungsring 38, der mit enger Passung an der zylindrischen Innenwand der Ausnehmung anliegt und in Achsrichtung der Trommelwelle 18 gleitbar ist. Am Boden der Ausnehmung 31 stützt sich eine Druckfeder 39 ab, welche den Dichtungsring 38 gegen das untere Ende des Rohransatzes 23 drückt.

Wie ersichtlich, bilden das Rohr 32, der erweiterte Rohransatz 23 und die Dichtungsringe 26, 33, 38 abgedichtete Strömungsverbindungen von den feststehenden Einlassen 29 und 36 zum Mittelkanal im Rohr 25 bzw. zum Ringraum 27. Das zugeführte Schleudergut nimmt daher seinen Weg vom Einlaß 29 über den Kanal 30, das Innere des Rohres 32 und des Dichtungsringes 33 zum Mittelkanal im Rohr 25 über den Dichtungsring 26, während die Hilfsflüssigkeit vom äußeren Teil der Ausnehmung 31 durch den Ringraum zwischen dem Rohr 32 und dem Dichtungsring 38 und zwischen den Speichen 26 a vom unteren Ende des Ringraums 27 nach oben strömt. Der innere Dichtungsring 33 dichtet infolge seiner dichtenden Berührung mit dem Rohr 32 und dem gegenüberliegenden Dichtungsring 26 den Strömungsweg des Schleudergutes gegen den Strömungsweg der Hilfsflüssigkeit ab. In ähnlicher Weise dichtet der Dichtungsring 38 infolge seiner dichtenden Anlage am Rohransatz 23 und an der Innenwand der Ausnehmung 31 den Strömungsweg der Hilfsflüssigkeit gegen die Außenluft ab. Etwa leckende Hilfsflüssigkeit kann aus dem Inneren des Rohrverbindungsstückes 21a durch Austrittsöffnungen 21 c abgeleitet werden. Wie ersichtlich, können der Rohransatz 23 und der Bund des Dichtungsringes 26 auf den Dichtungsringen 38 und 33 unter Aufrechterhaltung der Abdichtung der Strömungsverbindungen seitlich gleiten, um die genannten Bewegungen der Trommel während ihrer Drehung zu ermöglichen.

Die unteren Enden der Trommelwelle 18 und des Rohres 25 werden durch das Ausbauen des Rohrverbindungsstückes 21 α aus dem Zentrifugengehäuse 21 leicht zugänglich. Dies ermöglicht, den Rohransatz 23 vom unteren Ende der Trommelwelle 18 abzuschrauben, so daß die Trommel und die Trommelwelle 18 als eine Einheit vom Zentrifugengehäuse abgehoben werden können. Ferner ermöglicht das Ausbauen des Rohrverbindungsstückes 21 α aus dem Zentrifugengehäuse einen bequemen Zugang zu den Dichtungsringen 26, 33 und 38 zur Inaugenscheinnahme und für das Auswechseln.

Das Schleudergut gelangt vom Rohr 25 in die hohle Mutter 19 nach oben, aus der es durch radiale öffnungen 19 a nach außen austritt und in den mittleren Oberteil der Hilfskammer im Verteiler 14 einströmt. Diese Hilfskammer kann mit radialen Flügeln 14 α⁷ versehen sein, um das eintretende Schleudergut auf die Drehgeschwindigkeit der Trommel zu bringen. In der Hilfskammer ist das Schleudergut einer etwas größeren Trennwirkung als im Rohr 25 ausgesetzt, was durch den größeren Durchmesser des Verteilers 14 bedingt ist. An seinem unteren Teil ist der Verteiler 14 mit Öffnungen 14 c in seinem Umfang versehen, durch welche das Schleudergut aus dem äußeren Teil der Hilfskammer in den Mittelteil der die Teller 13 enthaltenden Haupttrennkammer gelangt. Hierbei ist zu erwähnen, daß die Teller Löcher aufweisen, die sich in lotrechter Ausfluchtung mit den Löchern 14 c befinden, so daß das Schleudergut unmittelbar in die Schleuder räume zwischen den Tellern gelangen kann.

Die Trommelwelle 18 und die Nabe 16 sind mit miteinander in Ausfluchtung befindlichen radialen Bohrungen 41 versehen, die sich unmittelbar unterhalb der Höhe des Bodenteiles 14 α des hohlen Verteilers 14 befinden. Diese Bohrungen erstrecken sich vom oberen Ende des Ringraumes 27 in der Trommelwelle zu einer Ausnehmung an der Unterseite des Bodenteiles 14 a des hohlen Verteilers (Fig. 1). In dieser Ausnehmung sind radiale Flügel 42 angeordnet und an der Unterseite des Bodenteils 14 a be-

Claims

festigt. Diese Flügel bilden annähernd radiale Kanäle, Trommelhals bildet, die nach oben zum feststehenden

die sich nach außen zu im Trommelboden 15 ausge- Auslaß 52 führt. Im unteren Teil des Rohrkörpers 55

bildeten radialen Auslassen 42 α erstrecken. Diese sitzt mit enger Passung ein innerer Dichtungsring 56,

Auslässe verlaufen unter der Unterkante des Um- der im Rohrkörper lotrecht gleitbar ist und nach

fanges des Verteilers 14 und münden in die Haupt- 5 unten gegen den ringförmigen Teil 49 der Schleuder-

trennkammer unter den äußeren Randteil des unter- trommel um den Austragkanal 44 federbelastet ist.

sten Tellers 13 (Fig. 1). Ein mittlerer Dichtungsring 57 umgibt den Rohr-

Der Verteiler bildet in der Schleudertrommel ein körper 55 an seinem unteren Teil mit enger Passung

Mittel zur Begrenzung des im wesentlichen radialen und ist gegen den äußeren Teil des ringförmigen Teils

Durchlasses, welcher vom Mittelkanal im Rohr 25 io 49 der Schleudertrommel nach unten federbelastet,

über die hohle Mutter 19 und die Hilfskammer im Ein äußerer Dichtungsring 58 ist von der Innenwand

Verteiler 14 führt und an den öffnungen 14 c in der des Rohrverbindungsstückes 51 eng umgeben und

Haupttrennkammer in einem Bereich endet, der sich nach unten gegen den äußeren ringförmigen Teil des

vom Außenumfangsteil der Haupttrennkammer in Trommelhalses um den ringförmigen Auslaß 48 für

einem größeren Abstand nach innen befindet. Ferner 15 den schwereren Bestandteil federbelastet. Der schwere

bildet der Verteiler 14 in Verbindung mit den Öff- Bestandteil aus dem Auslaß 48 nimmt seinen Weg

nungen 41 und dem Trommelboden 15 einen im we- zwischen den Dichtungsringen 57, 58 nach oben und

sentlichen radialen Durchlaß, der vom Ringraum 27 in den Raum, der den Rohrkörper 55 umgibt, aus

über die Kanäle zwischen den radialen Flügeln 42 welchem er durch den feststehenden Auslaß 53 ausge-

und den Kanälen 42 a nach außen führt und am 20 tragen wird. Hierbei ist zu erwähnen, daß die Dich-

Außenumfangsteil der Trennkammer unterhalb der tungsringe 56, 57, 58 seitliche oder radiale Bewegun-

Teller endet. Die Hilfsflüssigkeit wird daher vom gen der Trommel ermöglichen, wobei jedoch ein ab-

Ringraum27 in der Trommelwelle durch diesen im gedichteter Auslaßweg für die abgetrennten leichte-

wesentlichen radialen Kanal, von der Hauptzufuhr ren und schwereren Bestandteile, wie beschrieben, auf-

oder dem Schleudergut getrennt, geleitet und strömt 25 rechterhalten bleibt.

unter der Unter- oder Außenkante des untersten Tel- Durch die Erfindung ergibt sich eine einfache und

lers 13 in den Umfangsteil der Schleudertrommel. wirksame Ausbildung einer hermetisch abgedichteten

Durch die in der umlaufenden Schleudertrommel Zentrifuge, bei welcher sowohl das Schleudergut als erzeugte Fliehkraft wird das Schleudergut — bei- auch eine Hilfsflüssigkeit unter Druck gesondert vonspielsweise ein Gemisch aus Pflanzenöl und Raffmie- 30 einander durch die Trommelwelle der Schleudertromrungsmittel — zwischen den Tellern 13 in das Öl als mel zugeführt werden und die Hilfsflüssigkeit unmitleichterer Bestandteil und in die Seife sowie in die un- telbar zum äußeren Teil der Haupttrennkammer geverbrauchte Lauge als schwerer Bestandteil abge- leitet wird, in der sie sich mit dem abgetrennten trennt. Das abgetrennte Öl wird zwischen den Tel- schwereren Bestandteil vereinigt und letzteren aus lern nach innen verdrängt und fließt nach oben zum 35 der Trommel herausspült. Die Gewindeverbindung Deckel der Trommel durch die Spielräume zwischen zwischen dem oberen Ende der Trommelwelle 18 und der Mittelsäule 14 b und den Innenkanten der Teller. dem in dieser enthaltenen Rohr 25 zusammen mit Aus diesem Mittelteil der Trommel fließt das öl in dem mit Speichen 26 a versehenen Ring 26, welcher einen mittigen Austragkanal 44 in den Trommelhals das untere Ende dieses Rohres im Rohransatz 23 umdurch Öffnungen 45, welche in eine Ausnehmung im 40 gibt, bildet ein einfaches Mittel für die Anordnung oberen Teil der Mittelsäule 14 b führen. Diese Aus- des Rohres in der Trommelwelle in der Weise, daß nehmung mündet nach oben in den Austragskanal 44. ein Ringraum 27 vorhanden ist, wodurch ein leichter Der schwerere Bestandteil fließt aus den Tellerzwi- Ausbau des Rohres aus der Trommelwelle möglich schenräumen nach außen in den Umfangsteil der ist. Der Verteiler 14 dient nicht nur als Träger für Haupttrennkammer, wo er sich mit dem Spülwasser 45 die Teller 13, sondern auch als Element, das mit dem oder der Hilfsflüssigkeit vereinigt, die unter der Trommelboden 15 und der Mittelnabe 16 zusammen-Außenkante des untersten Tellers 13 eingeführt wird. wirkt, um im wesentlichen radiale Durchlässe zu bil-Diese Flüssigkeit verdünnt den schwereren Bestand- den, durch welche das Schleudergut und die Hilfsteil und spült ihn nach oben zum obersten Teller 46, flüssigkeit gesondert aus dem Rohr 25 und dem Ringder einen etwas größeren Durchmesser als die Teller 5o raum 27 zum mittleren bzw. äußeren Teil der Haupt- 13 hat. Der verdünnte schwerere Bestandteil nimmt trennkammer in der Trommel geleitet werden,
seinen Weg um die Außenkante des obersten Tellers

46 herum nach oben und innen durch einen Raum 47 Patentansprüche:
zwischen dem obersten Teller 46 und dem Trommeldeckel 11. Dieser Raum bildet Austragskanäle für 55 1. Kontinuierlich arbeitende Vollmantelzentriden schwereren Bestandteil, die zu einem ringförmi- fuge, deren Schleudertrommel an einer hohlen gen Auslaß 48 im Trommelhals führen. Die Auslässe Trommelwelle angeordnet ist und die je einen 44 und 48 erstrecken sich nach oben und durch den Einlaß zum Einführen des Schleudergutes und Trommelhals und sind voneinander durch einen ring- einer Hilfsflüssigkeit in die Schleudertrommel in f örmigen Teil 49 des Halses getrennt. 60 unterschiedlichem radialem Abstand von der Trom-

Oberhalb der Schleudertrommel ist ein feststehen- melachse aufweist, gekennzeichnet durch ein in der des Rohrverbindungsstück 51 vorgesehen, das einen hohlen Trommelwelle (18) koaxial angeordnetes Auslaß 52 für den leichteren Bestandteil und einen und mit dieser umlaufendes Rohr (25) kleineren Auslaß 53 für den schwereren Bestandteil aufweist. Außendurchmessers als dem Innendurchmesser Die Auslässe 52 und 53 haben abgedichtete Strö- 65 der hohlen Trommelwelle und hermetisch gegenmungsverbindungen mit den Trommelauslässen 44 einander abgedichtete Anschlüsse zwischen den im und 48. Diese Strömungsverbindungen umfassen Zentrifugengehäuse vorgesehenen Einlaßöffnungen einen feststehenden Rohrkörper 55 im Rohrverbin- (29 und 36) und der Trommelwelle,
dungsstück 51, welcher eine nach oben gerichtete 2. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, geVerlängerung des mittleren Austragkanals 44 im 7° kennzeichnet durch zwei an dem den Einlassen

(29 und 36) entgegengesetzten Trommelende angeordnete, koaxial, hermetisch abgedichtete Auslässe (52 und 53).

3. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaßende der hohlen Trommehvelle (18) ein rohrförmiger Ansatz (23) mit größerem Innen- und Außendurchmesser als dem der Trommelwelle befestigt ist und die hermetisch abgedichteten Anschlüsse einen äußeren Dichtungsring (38), der gegen den Rohransatz (23) angedrückt wird, einen zweiten auf dem Einsatzrohr (25) innerhalb des Rohransatzes angeordneten Dichtungsring (26) der mit sich radial nach außen zum Rohransatz (23) erstreckenden Speichen (26 a) versehen ist, und einen dritten inneren Dichtungsring (33) aufweisen, der gegen den vorgenannten Dichtungsring gepreßt wird, wobei sämtliche Dichtungsringe konzentrische Kanäle begrenzen, die die Kanäle in der hohlen Trommehvelle mit je einer der Einlaßöffnungen (29 und 36) im Zentrifugengehäuse verbinden.

4. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Auslaßende der hohlen Trommel welle (18) ein Verteiler (14) angeordnet ist, der das aus dem Einsatzrohr (25) austretende Schleudergut sowie die aus dem Ringraum (27) zwischen Einsatzrohr und Hohlwelle austretende Hilfsflüssigkeit der Trennkammer in verschiedenen radialen Abständen von der Trommelachse zuführt.

5. Vollmantelzentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (14) einen Boden (14 a) aufweist, der auf der die hohle Trommelwelle (18) umfassenden Trommelnabe (16) sitzt, und die Auslaßöffnungen (14 c) des Verteilers für das Schleudergut oberhalb des Verteilerbodens, die Auslaßöffnungen ebenso wie deren Zulauföffnungen für die Hilfsflüssigkeit aus dem Ringraum (27) der Trommelwelle zwischen Verteilerboden (14 a) und Trommelboden (15) vorgesehen sind.

6. Vollmantelzentrifuge nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verteiler (14) ein konischer Tellereinsatz (13) angeordnet ist und die Auslässe (42 a) für die Hilfsflüssigkeit um die Außenkante des untersten Tellers des Tellereinsatzes herum in die Trennkammer führen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 858 820, 929 356;
britische Patentschrift Nr. 645 463.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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