DE1177560B - Misch- und Trennzentrifuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 04 b

Deutsche Kl.: 82 b-17

Nummer: 1177560_A.

Aktenzeichen: P 30062 III/82 b

Anmeldetag: 21. August 1962

Auslegetag: 3. September 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Misch- und Trennzentrifuge für den Austausch von Stoffen im Gegenstrom mit einer um eine horizontale Achse umlaufenden Vollmantel-Schleudertrommel, in der in radialem Abstand voneinander koaxiale zylindrische Trennwände angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Zentrifuge derart auszubilden, daß sie für einen universellen Gebrauch unter Anpassung an verschiedene Betriebsverhältnisse verwendbar ist.

Zentrifugen für den Austausch von Stoffen der in Rede stehenden Bauart haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen, so daß sie nunmehr bei den verschiedensten gewerblichen und laboratoriumsmäßigen Verfahren in weitem Ausmaß verwendet werden. Sie können mit Vorteil bei allen Arbeitsgängen verwendet werden, bei denen es notwendig ist, zwei Fluida miteinander in Berührung zu bringen, um aus einem dieser Fluida eine Komponente abzutrennen.

Die bisher verwendeten Zentrifugen dieser Art umfassen im allgemeinen eine Anzahl gelochter zylindrischer Trennwände, die im Abstand voneinander konzentrisch innerhalb einer flüssigkeitsdichten Vollmantel-Schleudertrommel angeordnet sind. Ferner waren Mittel vorgesehen, um ein schweres Fluidum in die Schleudertrommel in oder nahe deren Mittelachse eintreten zu lassen und aus der Schleudertrommel an oder nahe deren Umfang zu entfernen. Ebenso waren Mittel vorgesehen, um ein leichteres Fluidum unter Druck in die Schleudertrommel an oder nahe deren Umfang eintreten zu lassen und aus der Schleudertrommel an oder nahe deren Mitte zu entfernen.

Infolge der erzeugten Fliehkraft wurde das schwerere Fluidum gezwungen, von der Trommelmitte aus nach außen zu strömen. Die beiden Fluida wanderten also im Gegenstrom durch die Schleudertrommel hindurch, obwohl ihre Bewegungsbahnen im wesentlichen gleich waren bzw. nebeneinander verliefen. Im Verlauf dieser Gegenstrombewegung wurden die Fluida gezwungen, durch die Lochungen in den zylindrischen Trennwänden hindurchzuströmen, wobei sie dispergiert und in innige Berührung miteinander gebracht wurden.

Bei einigen mit solchen Zentrifugen durchgeführten Verfahren wurden manchmal drei Flüssigkeiten verwendet, wobei die Zwischenflüssigkeit der Schleudertrommel irgendwo zwischen dem Eintritt der schweren und dem der leichten Flüssigkeit zugeführt wurde, je nach den Besonderheiten des betreffenden Verfahrens.

Misch- und Trennzentrifuge

Anmelder:

Wladzia Gajda Podbielniak, Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Berglein, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 49

Als Erfinder benannt:

Wladzia Gajda Podbielniak, Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. November 1961

(149 425)

Bei einer Misch- und Trennzentrifuge für den Austausch von Stoffen im Gegenstrom treten zwei grundlegende Erscheinungen auf, die beide einer Regelung und Änderung fähig sind. Man kann sie als »Trennkraft« und als »Mischenergie« bezeichnen. Die erstere ist eine Resultierende des Druckes, unter welchem das leichtere Fluidum in die Schleudertrommel eingeführt wird und der innerhalb der Trommel erzeugten Fliehkraft. Da die Fliehkraft proportional zur Trommeldrehzahl ist und durch Antriebmotoren mit veränderlicher Drehzahl leicht zu regem ist, ist auch das Problem einer Änderung der »Trennkraft« nicht schwer zu lösen.

Dagegen war bisher die Regelung der »Mischenergie« ein nahezu unlösliches Problem. Die »Mischenergie« kann gekennzeichnet werden als das Zusammenwirken aller Bedingungen innerhalb der Schleudertrommel, welche das Vermischen der beiden Fluida oder Flüssigkeiten miteinander verursachen. Es ist bekannt, daß die »Mischenergie« zunimmt, wenn die Strömungsgeschwindigkeit oder der Durchsatz der beiden Flüssigkeiten größer wird. In ähnlicher Weise ist eine größere Mischenergie erforderlich, wenn das Volumenverhältnis der beiden Flüssigkeiten größer ist. Es ist ferner bekannt, daß die Mischenergie durch Größe, Anzahl und Gesamtfläche der Lochungen in den konzentrischen Rotorstreifen beeinflußt wird. Man kann beispielsweise eine größere Mischenergie durch Vermindern von

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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Misch- und Trennzentrifuge der genannten Art die Trennwände nur so gelocht sind, daß sie mehrere, sich in radialer Richtung erstreckende Hohlräume bilden, in denen Scheibenkolonnen einstellbar und gegen andere Scheibenkolonnen austauschbar angeordnet sind, um innerhalb der Schleudertrommel einen jeweils gewünschten Zustand der Tröpfchendispersion bewirken zu können.

Dabei werden die Scheibenkolonnen von radialen Haltern mit an diesen angeordneten Nuten, Distanzbüchsen od. dgl. zur abnehmbaren Anordnung der einzelnen Scheiben jeder Kolonne im Abstand voneinander getragen, und die zu jedem Hohlraum ge

Größe, Anzahl und Gesamtfläche der Lochungen erreichen, und umgekehrt.

Um ein wirksames inniges Vermischen der beiden Fluida innerhalb des Rotors zu erreichen, ist es wesentlich, daß die Fluida für jede Mischstufe in kleine Tröpfchen zerteilt bzw. dispergiert werden. Das Dispergieren der Fluida bzw. Flüssigkeiten in kleine Tröpfchen für jede Mischstufe ist das wichtigste Einzelerfordernis, denn es ermöglicht nicht nur ein innigeres Vermischen, sondern es steht auch in direkter Beziehung zur Mischenergie innerhalb der Schleudertrommel.

Ist beispielsweise eine Vorrichtung so konstruiert, daß sie bei einer bestimmten Leistung gerade die

richtige Mischenergie erfordert, so würde die gleiche 15 hörigen Löcher in den Trennwänden können von der Vorrichtung für einen Durchsatz von nur dem zehn- innersten zur äußersten Trennwand in ihrer Größe ten Teil nicht geeignet sein, weil die je Einheit erfor- zunehmen, wobei jeweils ein kegelförmiger Hohlderliche Mischenergie verhältnismäßig größer sein _raum gebildet wird und die Scheiben der Scheibenwürde. Man könnte jedoch die erforderliche Misch- kolonnen so bemessen sind, daß die Scheibenkolonenergie durch eine Regelung der Tröpfchendisper- 20 _nen di_e gleiche Konizität wie der jeweils zugehörige sion und durch eine Verminderung der Anzahl, der Hohlraum aufweisen, so daß sie annähernd AusGesamtfläche und/oder der Größe der Lochungen schnitte aus den Trennwänden darstellen und die in den zylindrischen Trennwänden erreichen. Löcher in den Trennwänden genau schließen. Die

Die Anzahl der Faktoren, welche die für ein be- Scheiben können auch mit Vorsprüngen versehen sonderes Verfahren erforderliche Mischenergie be- 25 _sej_n; dj_{e an} deren Oberseite und Unterseite hervorstimmen, hängt von den physikalischen und chemi- stehen und so ausgebildet sind, daß sie die darüber sehen Eigenschaften der dabei verwendeten flüssi- hinwegströmenden Flüssigkeiten aufspalten und digen Reagenzien ab und ist damit ebenso veränderlich spergieren. Die Scheiben können zu dem gleichen und ohne Grenzen wie die mögliche Anzahl der Ver- Zweck auch an ihrer Ober- und Unterseite wellenwendungszwecke für die Austauschvorrichtung. Zu 30 förmig gestaltet werden. Die radialen Halter der solchen Faktoren kann man beispielsweise die Vis- Scheibenkolonnen bestehen vorzugsweise aus Stangen, kosität, das spezifische Gewicht, die Oberflächen- und die Distanzmittel können aus in den Stangen in spannung, die Unmischbarkeit, das Verhältnis der radialen Abständen angeordneten Nuten oder Kerben einen Flüssigkeit zur anderen, das Emulgieren zäh- bestehen, in welche die einzelnen Scheiben mit den len. Die Bereitstellung von Mitteln zur Änderung 35 Querschnitten der Stangen angepaßten Nuten oder oder Regelung der Tröpfchendispersion und der Kerben derart eingreifen, daß die Stangen an ihrer Mischenergie innerhalb irgendeiner Kontaktvor- Außenseite mit den Scheibenrändern übereinstimmen, richtung ist mithin sehr erwünscht. Die Halter für die Scheibenkolonnen können auch

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer aus die Scheiben der Kolonne zentral durchdringen-Misch- und Trennzentrifuge für den Austausch im 40 den Stangen bestehen, auf denen der Abstand Gegenstrom mit Mitteln für die leichte Änderung zwischen den benachbarten Scheiben durch Abstandhülsen hergestellt ist. Im weiteren Verfolg der Erfindung kann in jeden der durch die Löcher in den Trennwänden gebildeten Hohlräume eine gelochte ⁴⁵ Muffe eingesetzt werden, in welche die Scheibenkolonnen angeordnet sind. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert, in der einige bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfingebnis des Durchganges der Flüssigkeiten bei hohen 50 dung schematisch dargestellt sind. Es zeigt
Geschwindigkeiten durch winzige Lochungen in den Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäß

zylindrischen Trennwänden, während in den Räumen zwischen den Trennwänden nur eine geringe — wenn überhaupt eine — Durchmischung erfolgte. Man hat indessen festgestellt, daß diese Theorie auf einem Irrtum beruht und daß das Vermischen der Flüssigkeiten in erster Linie in den Räumen zwischen den Trennwänden erfolgt. Es sind also bessere Ergebnisse zu erwarten, wenn die Trennwände ungelocht bleiben und nur so viele Öffnungen vorgesehen werden, um eine Änderung der Mischenergie durch

und Regelung der »Mischenergie« innerhalb der Schleudertrommel und dabei die Abmessungen der Zentrifuge so zu normen, daß sie dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßt werden kann.

Nach der vorherrschenden Theorie der Arbeitsweise solcher Zentrifugen glaubte man bisher, daß das Mischen der Flüssigkeiten in der Schleudertrommel durch eine »Strahlwirkung« erfolge als ein Er-

das richtige Dispergieren der Flüssigkeiten oder Fluida zu Tröpfchen und den Durchgang der Flüssigkeiten von einer Stufe zur nächsten zu gestatten. Eine derartige Konstruktion ergibt einen besseren Wirkungsgrad, weil in jeder Mischstufe die beiden Fluida vollständiger gemischt bzw. getrennt werden können.

ausgebildeten Misch- und Trennzentrifuge für die Arbeitsweise im Gegenstrom mit austauschbaren Scheibenkolonnen im vertikalen Mittelschnitt,

F i g. 2 eine in der Schleudertrommel eingebaute Scheibenkolonne im Teilschnitt in größerem Maßstab,

F i g. 3 die gleiche Scheibenkolonne, in der einige Scheiben weggelassen sind, um gewisse Einzelheiten erkennen zu können,

F i g. 4 eine Scheibe der Scheibenkolonne gemäß F i g. 1 und 2 in Draufsicht; es zeigen ferner

Fi g. 5 bis 12 verschiedene Ausführungsformen der Scheiben mit Variationen ihrer Öffnungen in Draufsicht,

Fig. 13 und 14 zwei andere Ausführungsformen der Scheiben, von der Seite gesehen,

Fig. 15 bis 17 weitere Ausführungsformen von Scheiben mit in gestrichelten Linien angedeuteten, in

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Umfangrichtung der Schleudertrommel bei deren Fig. 2). Im übrigen sind die Nuten 46 so ausgebil-

Drehung wirksamen Tröpfchendispergatoren bzw. det, daß sie sich dem Krümmungsradius der einzel-

Streuelemente, nen Trennwände 32 anpassen.

Fig. 18 bis 20 Seitenansichten oder Querschnitt- Wie aus Fig. 1, 2, 3 zu ersehen, tragen die Stan-

darstellungen der Scheiben nach F i g. 15 bis 17, 5 gen 44 jeweils eine Reihe von Scheiben 48, welche

F i g. 21 eine andere Ausführungsform einer mit Öffnungen 50 und am Umfang mit mehreren

Scheibenkolonne mit einem zentralen Träger in kege- Kerben 52 versehen sind, die dem Querschnitt der

liger Ausführung in Seitenansicht bzw. im Schnitt, Stangen 44 derart angepaßt sind, daß nach dem Zu-

F i g. 22 die gleiche Anordnung in zylindrischer sammensetzen der Stangen 44 und Scheiben 48 die

Ausführung in Seitenansicht bzw. im Schnitt, io Außenseite der Stangen 44 bündig mit dem Außen-

F i g. 23 eine Ausführungsform einer gelochten umfang der Scheiben 48 abschließt. Die Scheiben-Hülse, in welche die Scheibenkolonne eingesetzt wird, kolonne 42 kann also leicht in eine Reihe zueinander in perspektivischer Ansicht. ausgerichteter Hohlräume, z. B. 34, eingesetzt oder

Mit 10 ist eine gemäß der Erfindung ausgebildete wieder herausgezogen werden, wobei die Außen-

Misch- und Trennzentrifuge bezeichnet. Die Trom- 15 Seiten der Stangen 44 als Führungen dienen und die

melwelle 12 ist im Zentrifugengestell 14 drehbar ge- Außenränder der Scheiben 48 daran hindern, an die

lagert und mit der Schleudertrommel 16 starr ver- Lochränder der Trennwände 32 anzustoßen. Dabei

bunden. Die Schleudertrommel 16 ist von einem ab- ist jede Scheibe 48 so bemessen, daß sie mit dem

nehmbaren Gehäuse 17 umgeben. kreisförmigen Ausschnitt der Trennwand 32, zu der

In der Trommelwelle 12 sind Kanäle 18 und 20 20 sie ausgerichtet ist, übereinstimmt. Sämtliche zuvorgesehen, um die schwerere Flüssigkeit in den zen- einander ausgerichteten Löcher in den Hohlräumen tralen Bereich der Schleudertrommel 16 einzuführen 34, 36, 38, 40 werden also genau durch je eine ent- bzw. die leichtere Flüssigkeit daraus abfließen zu sprechend bemessene Scheibe 48 ausgefüllt,
lassen. In ähnlicher Weise sind Kanäle 22 und 24 In der Zeichnung ist die Scheibenkolonne 42 mit vorgesehen, um die leichtere Flüssigkeit unter Druck 25 vier Stangen 44 dargestellt; es kann natürlich auch der Peripherie der Schleudertrommel 16 zuzuführen eine beliebige andere Anzahl vorgesehen werden, bzw. um die schwerere Flüssigkeit von dort abflie- Auf jeden Fall müssen die Scheiben 48 am Umfang ßen zu lassen. In Verbindung mit dem Kanal 24 für so viele Kerben 52 aufweisen, wie Stangen 44 vorden Ablauf der schwereren Flüssigkeit sind Kanäle handen sind. Durch das einfache Hilfsmittel des 26 zwischen den Überlaufscheiben 28 und den Stirn- 30 Austausches der Scheibenkolonnen 42 kann prakwänden 30 der Schleudertrommel 16 vorgesehen. tisch jeder beliebige Zustand der Tröpfchendisper-

Zwischen den Überlaufscheiben 28 sind mehrere sion und der Mischenergie herbeigeführt werden,
konzentrische zylindrische Trennwände 32 angeord- In F i g. 4 ist die Scheibe 48 mit kreisrunden Öffnet. Sie weisen nur wenige Reihen zueinander aus- nungen 50 dargestellt. Die Scheiben 48 können aber gerichteter Löcher auf, die zusammen Hohlräume 34, ₃₅ auch Öffnungen mit jeder anderen beliebigen Form, 36, 38, 40 bilden. Die Trennwände 32 unterscheiden Abmessung, Muster und Gesamtfläche aufweisen, um sich mithin grundlegend von den bisher bekannten sich irgendeinem besonderen Erfordernis des BeTrennwänden, welche ausnahmslos mit über ihre Ge- triebes anzupassen.

samtfläche verteilten Löchern versehen waren. Die So zeigen Fig. 5 bis 12 acht verschiedene Schei-

überwiegend geschlossenen neuen Trennwände 32 er- 40 ben 48 A bis 48 H, die aber lediglich die unbegrenzten

lauben eine wirkungsvolle und praktisch vollkom- Möglichkeiten für die Ausbildung der Scheiben 48

mene Trennung der beiden Fluida nach jeder Misch- andeuten sollen.

stufe, da die beiden Fluida durch die Trennkräfte Fig. 13 zeigt eine ähnliche Scheibe48/ mit

in der Schleudertrommel veranlaßt werden, an den durchgehenden Öffnungen 50 / und außerdem mit

Trennwänden entlangzufließen, und zwar das 45 Vorsprüngen 54, welche beiderseits der Scheibe 48 /

schwere Fluidum jeweils an den Innenflächen und hervorstehen, und welche so aus der Scheibe aus-

das leichtere Fluidum jeweils an den Außenflächen gestanzt werden können, daß sie sich an einem

der Trennwände. der Ränder der Lochungen 50 / befinden. Die Vor-

Der radiale Abstand zwischen den Trennwänden Sprünge 54 tragen dazu bei, die bis dahin zusammen-

32 nimmt vorzugsweise entsprechend dem größer 50 hängende Masse der Flüssigkeit zu zerreißen und

werdenden Radius zu oder bleibt zumindest gleich, dadurch den Wirkungsgrad der vor allem wichtigen

um die innerhalb der Schleudertrommel aufgebauten Aufgabe der Tröpfchendispersion noch weiter zu er-

Gravitations-Trennkräfte in wirksamer Weise aus- höhen.

zunutzen. Falls es jedoch für besondere Fälle zweck- Eine weitere Scheibenausbildung ist in Fig. 14

mäßig sein sollte, kann der Abstand auch mit zu- 55 dargestellt. Hier ist die Oberfläche der Scheibe 48/

nehmendem Radius abnehmen. wellenförmig gestaltet. Diese Form unterstützt die

Innerhalb jeder der zu Hohlräumen 34, 36, 38, 40 Tröpfchendispersion, indem sie die Masse der Flüs-

ausgerichteten Löcher ist jeweils eine neuartige sigkeiten aufspaltet und dadurch zu Tröpfchen di-

Scheibenkolonne 42 herausnehmbar eingebaut, die spergiert, wenn diese über die Scheiben hinweg oder

im einzelnen in F i g. 2, 3 und 4 dargestellt ist. Die 60 durch sie hindurchströmt. Natürlich können die

Scheibenkolonne 42 weist mehrere mit Nuten 46 ver- Scheiben 48 auch ungelocht ausgeführt werden, so

sehene Stangen 44 als Träger der Scheiben auf, daß sie die Reihe der Hohlräume 34, 36, 38, 40, in

welche in den Nuten 46 gehalten werden. Die An- die sie eingesetzt werden, völlig abdichten,

zahl der Nuten 46 kann gleich oder größer sein als In jedem Fall ist es aber notwendig, die Scheiben-

die Anzahl der konzentrischen Trennwände 32, so 65 kolonnen 42 paarweise und genau radial einander

daß mindestens eine der Nuten 46 zu jeder Trenn- gegenüber anzuordnen, damit die Schleudertrommel

wand 32 ausgerichtet ist, wenn die Scheibenkolonne 16 ausgewuchtet bleibt. In diesem Zusammenhang

42 in die Schleudertrommel 16 eingebaut ist (s. ist noch zu bemerken, daß die Zentrifuge 10 nicht

nur acht Reihen von Hohlräumen 34, 36, 38, 40, wie dargestellt, aufweisen muß, sondern daß sie jede beliebige gerade Zahl solcher Reihen zueinander ausgerichteter Hohlräume haben kann.

Um die Scheibenkolonnen 42 in die Schleudertrommel 16 einsetzen bzw. aus dieser herausnehmen zu können, ist die Trommelwand mit mehreren kreisrunden Öffnungen 56 versehen, von denen jede zu einem der Hohlräume 34, 36, 38, 40 ausgerichtet ist.

messen, daß alle zueinander ausgerichteten Hohlräume 34, 36, 38, 40 in den konzentrischen Trennwänden 32 durch jeweils eine Scheibe 66 in der bereits beschriebenen Weise verschlossen werden. Verriegelungsmuttern 76, 76 können zur Vervollständigung des Zusammenbaus der Scheibenkolonne 65 verwendet werden.

Wenn eine Scheibenkolonne 65 in einen Hohlraum eingesetzt ist, wird der Gewindestopfen 58 gegen das

Jede Öffnung 56 kann durch einen Gewindestopfen i° äußere Ende der Zugstange 70 geschraubt, um diese

58 verschlossen werden. Die Gewindestopfen 58 legen sich gegen die äußeren Enden der gezahnten Stangen 44 und halten so die Scheibenkolonnen 42 in der richtigen Lage (s. F i g. 1 und 2). Wahlweise kann der Gewindestopfen 58 mit einer nicht dargestellten Stellschraube versehen werden, welche so eingestellt wird, daß sie sich mit der richtigen Spannung gegen die äußerste Scheibe 48 legt. Nach dem Entfernen eines Gewindestopfens 58 und der züge-

in der richtigen Lage zu halten. Außerdem können die zapfenartigen Verlängerungen 72 in radiale Gewindebohrungen der Trommelwelle 12 eingeschraubt werden. Die Scheibenkolonne 65 ist damit sowohl am inneren als auch am äußeren Ende fest verankert.

In F i g. 22 ist eine Scheibenkolonne 65 dargestellt, welche durchweg Scheiben 66 gleicher Abmessung enthält und die in einen der zylindrischen Hohlhörigen Scheibenkolonne 42 ist auch ein leichter 2° räume 34, 36, 38, 40 eingesetzt werden soll. Zugang zum Inneren der Schleudertrommel 16 zum Eine weitere Verbesserung stellt eine stark geZweck der Reinigung und Unterhaltung ermöglicht. lochte Hülse 80 (s. F i g. 23) dar, welche mit den Bei der beschriebenen Ausführungsform bilden die Trennwänden 32 fest verbunden oder auch abnehmzueinander ausgerichteten Hohlräume 34, 36, 38, 40 bar angeordnet sein kann. Die Hülse 80 wird in die einen Kegelstumpf, in welchem die Löcher in jedem ²5 Reihe der zueinander ausgerichteten Hohlräume 34, der konzentrischen Streifen von der Mitte der Schleu- 36, 38, 40 hineingesteckt und kann entweder kegeldertrommell6 aus nach dem Umfang an Durch- förmig oder zylindrisch ausgebildet sein, je nach messer zunehmen. der Form des Hohlraumes. Bei Verwendung der

Da die Scheibenkolonnen 42 alle die gleiche Koni- Hülsen 80 werden in diese die Scheibenkolonnen 42 zität haben, sind an deren innerem Ende keine Ver- 3o _ocj_er 55 eingesetzt. Die gelochten Hülsen 80 unterankerungsmittel erforderlich, um die Kolonnen un- stützen nicht nur die Drehdispersion der Flüssigbeweglich festzuhalten. Falls es jedoch zweckmäßig keit, sondern sie machen auch nicht mehr die genaue sein sollte, die zueinander ausgerichteten Löcher Einhaltung des Abstandes zwischen den Scheiben zylindrisch auszubilden, so können innere Veranke- notwendig, weil die Scheiben dann nicht mehr genau rungsmittel vorgesehen werden, wie sie nachstehend 35 _Zu den betreffenden Trennwänden 32 ausgerichtet bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung _sein müssen.

beschrieben sind. Auch eine andere Lösung kann angewandt wer-

In F i g. 15 bis 20 ist noch eine weitere Verbesse- den, um ein genaues Einhalten des Abstandes zwirung zur Regelung der Tröpfchendispersion darge- _schen den Scheiben unnötig zu machen. Anstatt die stellt. Die hier dargestellten Scheiben 48 K, 48 L und 40 Scheiben der Kolonnen 48 oder 65 als Zylinder-48 M sind durch radiale Stege 62 bzw. 64 miteinan- mantelflächen auszuführen, um sich der Krümmung der verbunden, und diese sind mit Bohrungen ver- der betreffenden Trennwand 32 anzupassen, zu welsehen, welche zusätzlich die Flüssigkeiten beim eher diese ausgerichtet sind, können sie auch flach Durchtritt in Tröpfchen dispergieren. Die zusätzliche und mit größerer Dicke ausgeführt werden, um die Tröpfchendispersion durch die vertikalen Stege 62, 45 Änderung in der Krümmung auszugleichen. Sind die

64 kann als eine Drehdispersion angesehen werden, Scheiben dick genug, so füllen sie auch die zuzum Unterschied von der Radialdispersion durch die einander ausgerichteten Löcher in den Trennwänden gelochten Scheiben. Die Stege 62, 64 geben also der 32 aus, trotz des Umstandes, daß sie eben sind. Tröpfchendispersion eine zweite Dimension. Im Der bemerkenswerte technische Fortschritt, welgleichen Zusammenhang können auch die gezahn- 50 _ch_er durch die neuartigen Scheibenkolonnen 42 und ten Stangen 44 selbst gelocht sein und/oder eine 65 erzielt wird, die leicht ausgetauscht werden könvertikale Wellenform erhalten, um die Drehdisper- _nen, um eine unbegrenzt genaue Regelung der sion der Flüssigkeiten zu unterstützen. Tröpfchendispersion und der Mischenergie zu er-

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in zielen, liegt klar zutage. Es ist schließlich noch zu Fig. 21 dargestellt, in welcher die Scheibenkolonne 55 bemerken, daß, obwohl hier nur die Scheibenkolon-

65 aus mehreren in der Vertikalachse angeordneten nen als austauschbar beschrieben worden sind, auch Scheiben 66 besteht, welche den vorher beschriebenen Scheiben 48 ähnlich sind. In diesem Fall weist

jedoch jede Scheibe 66 in der Mitte eine Öffnung 68 auf. Die am Umfang der Scheiben 48 vorgesehenen Kerben entfallen hier.

Durch die zueinander ausgerichteten öffnungen 68 wird eine Zugstange 70 gesteckt, die am inneren Ende eine zapfenartige Verlängerung 72 mit Gewinde aufweist. Auf der Zugstange 70 sind zwischen den 65 Scheiben 66 zylindrische Distanzbüchsen 74 eingesetzt, und zwar je eine zwischen je zwei benachbarten Scheiben 66, und die Distanzbüchsen sind so be-

die einzelnen Scheiben der Kolonnen 42 und 65 ausgetauscht werden können, falls dies zweckmäßig sein sollte.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Misch- und Trennzentrifuge für den Austausch von Stoffen im Gegenstrom mit einer um eine horizontale Achse umlaufenden Vollmantel-Schleudertrommel, in der in radialem Abstand voneinander koaxiale zylindrische Trennwände angeordnet sind, dadurch gekennzeich-

net, daß die Trennwände (32) nur so gelocht sind, daß sie mehrere, sich in radialer Richtung erstreckende Hohlräume (34, 36, 38, 40) bilden, in denen Scheibenkolonnen (42, 65) einstellbar und gegen andere Scheibenkolonnen austauschbar angeordnet sind, um innerhalb der Schleudertrommel (16) einen jeweils gewünschten Zustand der Tröpfchendispersion bewirken können.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommelwand auf die Hohlräume (34, 36, 38, 40) gerichtete, an sich bekannte Öffnungen (56) vorgesehen sind, von denen jede einen Gewindestopfen (58) aufweist, welcher derart gegen die Scheibenkolonnen (42) eingestellt werden kann, daß er diese festhält. ^5

3. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenkolonnen (42, 65) von radialen Haltern (44, 70) mit an diesen angeordneten Nuten (46), Distanzbüchsen (74) od. dgl. zur abnehmbaren Anordnung der einzelnen Scheiben jeder Scheibenkolonne (42, 65) in Abständen voneinander getragen werden.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu jedem Hohlraum (34, 36, 38, 40) gehörigen Löcher in den Trennwänden (32) von der innersten zur äußersten Trennwand in ihrer Größe zunehmen, so daß jeweils ein kegelförmiger Hohlraum gebildet wird und die Scheiben der Scheibenkolonnen (42, 65) so bemessen sind, daß die Scheibenkolonnen (42, 65) die gleiche Konizität wie der jeweils zugehörige Hohlraum aufweisen.

5. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (48/ bis 48M) miteinander durch vertikale Stege (62, 64) verbunden sind, welche zum Zweck einer Tröpfchendispersion der durch die Schleudertrommel (16) hindurchlaufenden Flüssigkeiten in deren Drehrichtung mit Löchern (60) versehen sind.

6. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben der Scheibenkolonnen (42, 65) Ausschnitte aus den Trennwänden (32) darstellen und die Hohlräume (34, 36, 38, 40) in den Trennwänden (32) genau schließen.

7. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben der Scheibenkolonnen (42, 65) flach und ausreichend dicker als die Trennwände (32) ausgebildet sind, so daß sie deren Löcher praktisch dicht verschließen.

8. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (48/) mit Vorsprüngen (54) versehen sind, welche an deren Ober- und Unterseite hervorstehen und so ausgebildet sind, daß sie die darüber hinwegströmenden Flüssigkeiten aufspalten und dispergieren.

9. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (48/) an der oberen und unteren Fläche wellenförmig gestaltet sind, um die darüber hinwegströmenden Flüssigkeiten aufzuspalten und zu dispergieren bzw. zu zerstreuen.

10. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Halter der Scheibenkolonnen (42) aus Stangen (44) und die Distanzhaltemittel aus in den Stangen in radialen Abständen voneinander angeordneten Nuten (46) bestehen.

11. Zentrifuge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe der Scheibenkolonne (42) am Umfang mit einer der Zahl der Stangen (44) einer Scheibenkolonne (42) entsprechenden Anzahl von Kerben (52) versehen ist, die dem Querschnitt der Stangen (44) angepaßt sind und mit den Nuten (46) der Stangen (44) derart im Eingriff stehen, daß die Stangen (44) an ihrer Außenseite mit den Scheibenrändern übereinstimmen.

12. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (44) mit Öffnungen versehen sind, um eine Tröpfchendispersion der durch die Schleudertrommel (16) hindurchströmenden Flüssigkeiten auch in der Drehrichtung der Schleudertrommel (16) wirksam werden zu lassen.

13. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Scheibenkolonne (65) als Halter eine zentrale, zu den Scheiben (66) angeordnete Zugstange (70) vorgesehen ist, welche durch eine zentrale Öffnung (68) in jeder der Scheiben (66) hindurchragt, und auf der zwischen je zwei benachbarten Scheiben (66) eine hülsenförmige radiale Distanzbüchse (74) abnehmbar angeordnet ist.

14. Zentrifuge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale radiale Zugstange (70) an ihrem inneren Ende gegenüber der Trommelwelle (12) mit einer zapfenartigen Verlängerung (72) versehen ist, die in eine Gewindebohrung der Trommelwelle (12) eingeschraubt wird.

15. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß radial in jeden der durch die Löcher in den Trennwänden (32) gebildeten Hohlräume je eine gelochte Hülse (80) eingesetzt ist, in welcher die Scheibenkolonnen (42, 65) angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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