DE1087980B - Verfahren und Vorrichtung zur Sicherstellung der schaumfreien Ableitung einer Fluessigkeit aus der Schleudertrommel einer Schaelscheibenzentrifuge - Google Patents

Description

Bei einem Separator, der die in der Schleudertrommel behandelte Flüssigkeit oder ihre Komponenten mittels einer stillstehenden Schälscheibe aus der mit der Schleudertrommel umlaufenden Schälkammer unter Druck ableitet, setzt sich dieser Druck aus dem hydrodynamischen Druck der rotierenden Flüssigkeit und dem Zentrifugaldruck der auf die Eintrittsöffnungen der Schälkanäle wirkenden Flüssigkeitssäule zusammen.

Es ist bekannt, daß zur schaumfreien Ableitung einer Flüssigkeit eine bestimmte Mindesteintauchtiefe der Schälscheibe erforderlich ist, weil nur auf diese Weise das Eindringen von Luft in die von der Peripherie der Schälscheibe ausgehenden Schälkanäle verhindert werden kann. Es ist auch bekannt, daß bei konstantem Zulauf die Lage der freien Flüssigkeitsoberfläche in der Schälkammer vom Gegendruck in der Ablaufleitung abhängig ist. Man kann also mittels eines Drosselorgans in der Ablaufleitung den freien Flüssigkeitsspiegel in der Schälkammer verschieben und so die zur schaumfreien Ableitung der Flüssigkeit notwendige Eintauchtiefe der Schälscheibe einstellen, und zwar bewirkt eine Erhöhung des Gegendruckes eine Verschiebung in Richtung zur Trommelachse und eine Verminderung des Gegendruckes eine Verschiebung nach außen.

Ändert sich nach Einstellung der Schaumfreiheit der Strömungswiderstand eines nachgeschalteten Gerätes, so verschiebt sich der freie Flüssigkeitsspiegel in der Schälkammer selbsttätig, wodurch sich gleichzeitig auch der Zentrifugaldruck der Flüssigkeit auf die Eintrittöffnung der Schälkanäle ändert. Diese Verschiebung bewirkt die Anpassung des Förderdruckes an den geänderten Gegendruck. Hierauf beruht die konstante Förderleistung einer Schälscheibe gegen wechselnden Gegendruck in der Ablauf leitung. Dies gilt allerdings nur insoweit, als ein Einpendeln der freien Flüssigkeitsoberfläche auf den geänderten Gegendruck möglich ist. Dieser Bereich wird nach der einen Seite dadurch begrenzt, daß von einem bestimmten Druck an der sich nach innen verschiebende Flüssigkeitsspiegel den Überlauf der Schälkammer erreicht, nach der anderen Seite dadurch, daß der nach außen zurückweichende Flüssigkeitsspiegel die zur schaumfreien Ableitung notwendige Eintauchtiefe der Schälscheibe unterschreitet.

Konstante Förderleistung ist aber bei konstantem Querschnitt gleichbedeutend mit einer konstanten Strömungsgeschwindigkeit, die ihrerseits in allen Abschnitten der Ablaufleitung einen konstanten Druckabfall verursacht. Somit ist bei konstantem Zulauf auch der Druckabfall .in- den Schälkanälen konstant. Ein vor das Drosselorgan in die Ableitung eingebauter Druckmesser mißt diesen für alle Eintauchtiefen Verfahren und Vorrichtung

zur Sicherstellung der schaumfreien

Ableitung einer Flüssigkeit

aus der Schleudertrommel

einer Schälscheibenzentrifuge

ίο Anmelder:

Westf alia Separator A. G.,
Oelde (Westf.)

Dipl.-Ing. Heinz Hemfort jun., Oelde (Westf.),
ist als Erfinder genannt worden

gleichen Druckabfall nicht mit. Weil er aber konstant ist, kann er vom Bedienungspersonal beim Rückschließen auf die Eintauchtiefe der Schälscheibe berücksichtigt oder auch für eine bestimmte Durchsatzleistung in die Skala des Druckmessers eingeeicht werden.

'Anders liegen die Verhältnisse bei schwankendem Zulauf. Eine Erhöhung der Zulauf menge bewirkt ebenfalls eine Verschiebung der freien Flüssigkeitsoberfläche in der Schälkammer nach innen und damit die selbsttätige Einstellung eines höheren Förderdruckes, der notwendig ist, um die größere Flüssigkeitsmenge durch den gleichen Querschnitt der nachgeschalteten Geräte zu drücken. Die größere Strömungsgeschwindigkeit ruft aber bei voller Beaufschlagung aller Strömungsquerschnitte in allen druckverbrauchenden Geräten und Rohrleitungen eine prozentual gleiche Erhöhung des Gegendruckes hervor. In diesem Fall ändert sich der Druckabfall in den Schälkanälen dem Betrag nach, ist aber dem Ausschlag des Druckmessers proportional.

Völlig unübersichtlich werden die Verhältnisse, wenn neben den Zulaufschwankungen dör Gegendruck in der Ableitung vom Zulauf unabhängigen Änderungen unterliegt. Die Druckmesseranzeige läßt dann einen eindeutigen Schluß auf den auf die Schälkanäle wirkenden Druck nicht mehr zu. Der vom Druckmesser angezeigte Druck kann deshalb auch nicht zur automatischen Steuerung der Eintauchtiefe zwecks Sicherstellung der Schaumfreiheit verwendet werden. Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Eintauchtiefe der Schälscheibe im wesentlichen konstant zu halten und damit die schaumfreie Ableitung der geschleuderten Flüssigkeit sicherzustellen. Der Erfin-

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dung liegt der Gedanke zugrunde, den Zentrifugaldruck der die Schälscheibe überdeckenden Flüssigkeitssäule zur Steuerung des Gegendruckes in der Ableitung zu verwenden, und zwar derart, daß bei zunehmender Eintauchtiefe der Gegendruck vermindert und bei abnehmender Eintauchtiefe erhöht wird.

Auf diese Weiss werden alle aus irgendwelchen Gründen auftretenden Verschiebungen der freien Flüssigkeitsoberfläche in der Schälkammer durch das Drosselorgan in der Ableitung kompensiert.

DieErfindung betrifft also ein Verfahren zur Sicherstellung der schaumfreien Ableitung einer Flüssigkeit aus der Schleudertrommel einer Schälscheibenzentrifuge, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Flüssigkeit überdeckten Zone der stillstehenden Schälscheibe der Zentrifugaldruck der sich radial weiter einwärts erstreckenden Flüssigkeitssäule abgetastet und zur Steuerung eines Drosselventils in der Ablaufleitung verwendet wird.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, und diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine stillstehende Schälscheibe mit einem besonderen, als Druckfühler wirkenden Abtastkanal, der von der Ober- oder Unterseite der von Flüssigkeit überdeckten Zone der Schälscheibe ausgeht und mit der Druckkammer eines Drosselventils in der Ableitung direkt oder indirekt in Verbindung steht.

Das Ventil in der Ableitung ist von einer solchen Konstruktion, daß bei Erhöhung des Druckes in der Druckkammer der Durchtrittquerschnitt für die Flüssigkeit vergrößert wird, und umgekehrt. Einer Verschiebung des freien Flüssigkeitsspiegels nach innen wirkt die Verringerung des Gegendruckes ixnd einem Zurückweichen des Flüssigkeitsspiegels die Erhöhung des Gegendruckes in der Ableitung entgegen. Dadurch bleibt die eingestellte Eintauchtiefe der Schälscheibe im wesentlichen erhalten. Auch bei größeren Druck- und Zulaufschwankungen ist die schaumfreie Ableitung der Flüssigkeit sichergestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 eine in einer Schälkammer angeordnete, mit einem Abtastkanal versehene Schälscheibe und

Abb. 2 ein für die Steuerung des Gegendruckes geeignetes Ventil.

Der Schälkammer 1, die vom Trommeloberteil 2 und dem Schälkammerdeckel 3 gebildet wird, wird durch einen Kanal 4 die abzuleitende Flüssigkeit zugeführt, die durch Mitnehmerrippen 5 und 6 in Rotation gehalten wird. Die Ableitung der Flüssigkeit erfolgt durch Schälkanäle 7 der stillstehenden Schälscheibe 8. Der auf die Einmündungen 9 der Schälkanäle 7 wirkende Druck setzt sich zusammen aus dem hydrodynamischen Druck der rotierenden Flüssigkeit und dem Zentrifugaldruck der Flüssigkeitssäule Ji, die der Eintauchtiefe der Schälscheibe entspricht. In dem bei schaumfreier Ableitung von der Flüssigkeit überdeckten Teil der Schälscheibe 8 ist ein Abtastkanal 10 vorgesehen, auf dessen Mündung der Zentrifugaldruck der nach innen überstehenden Flüssigkeitssäule wirkt. Der Abtastkanal 10 wird zweckmäßigerweise in Randnähe der Schälscheibe 8 angeordnet. Er steht mit einem Kanal 11 in Verbindung, an den eine Leitung 12 angeschlossen ist. Diese führt zur Druckkammer 13 eines in die Ableitung eingebauten Drosselventils 14 (Abb. 2). Die behandelte Flüssigkeit tritt bei 15 in das Drosselorgan ein, passiert die steuerbare Durchtrittsöffnung 16 und tritt senkrecht zur Zeichnungsebene aus dem Raum 17 wieder aus. Der Steuerkolben 18, dessen axiale Lage den Durchtrittquerschnitt für die Flüssigkeit bestimmt, steht unter dem Druck der Federn 19 und 20. Der Schließdruck der Feder 19 wird durch den Druck der Feder 20 unterstützt, deren Federteller 21 mit einem Zapfen 22 ausgerüstet ist, der in die zentrale Bohrung der axial verschiebbaren Spindel 23 hineinragt und damit die Feder 20 zentriert. Der Federteller 21 liegt an der Stirnfläche der Spindel 23 an. Mit der Spindel 23 ist ein Hilfskolben 24 fest verbunden, gegen den sich die Feder 25 abstützt. Die Vorspannung der Federn 25 und 20 kann mittels des Gewindestückes 26 verändert werden.

Das Ventil wirkt in folgender Weise:

Über die Leitung 12 wird in der Druckkammer 13 der an der Mündung des Abtastkanals 10 herrschende Druck wirksam und bewirkt eine Verschiebung des Hilfskolbens 24 aus der Grundstellung und damit ein Zusammendrücken der Feder 25. Infolge der Axialverschiebung der Spindel 23 entspannt sich die Feder 20, wodurch der Druck auf den Steuerkolben 18 verringert wird. Der im Raum 15 herrschende Ablaufdruck hebt den Steuerkolben 18 von seinem Sitz ab, so daß die Flüssigkeit aus dem Raum 15 durch die entstehende Durchtrittöffnung 16 in den Raum 17 strömen kann, an den die weitere Ableitung angeschlossen ist.

Bei einer Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer nach innen erhöht sich der Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer 13, so daß sich der Durchtrittquerschnitt bei 16 vergrößert, und umgekehrt. Die Feder 20 bezweckt, die Bewegungen des Hilfskolbens 24 weich und elastisch auf den Steuerkolben 18 zu übertragen. Es kann auch auf die Feder 20 verzichtet und die Spindel 23 starr mit der Stirnfläche des Steuerkolbens 18 verbunden werden. Es ist auch möglich, den in der Leitung 12 herrschenden Flüssigkeitsdruck in Luftdruck umzuwandeln, um ein pneumatisches Ventil in der Ableitung steuern zu können.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Sicherstellung der schaumfreien Ableitung einer Flüssigkeit aus der Schleudertrommel einer Schälscheibenzentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß in der von der Flüssigkeit überdeckten! Zone der stillstehenden Schälscheibe der Zentrifugaldruck der sich radial weiter einwärts erstreckenden Flüssigkeitssäule abgetastet und zur gegenläufigen Steuerung eines Drosselventils in der Ablaufleitung verwendet wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stillstehende Schälscheibe (8) mit einem besonderen, als Druckfühler wirkenden Abtastkanal (10) versehen ist, der von der Ober- oder Unterseite der von Flüssigkeit überdeckten der Schälseheibe (8) ausgeht und mit der Druckkammer (13) eines Drosselventils (14) in der Ableitung direkt oder indirekt in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Druck in der Druckkammer (13) bewirkte Verschiebung des Hilfskolbens (24) direkt oder indirekt auf den Steuerkolben (18) übertragen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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