DE1180684B - Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten - Google Patents
Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare FluessigkeitenInfo
- Publication number
- DE1180684B DE1180684B DED35105A DED0035105A DE1180684B DE 1180684 B DE1180684 B DE 1180684B DE D35105 A DED35105 A DE D35105A DE D0035105 A DED0035105 A DE D0035105A DE 1180684 B DE1180684 B DE 1180684B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drum
- liquids
- openings
- liquid
- centrifugal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/06—Centrifugal counter-current apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0476—Moving receptacles, e.g. rotating receptacles
- B01D11/048—Mixing by counter-current streams provoked by centrifugal force, in rotating coils or in other rotating spaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/30—Fractionating columns with movable parts or in which centrifugal movement is caused
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: B 04 b
Deutsche Kl.: 82 b-17
Nummer: 1180 684
Aktenzeichen: D 35105 III / 82 b
Anmeldetag: 4. Januar 1961
Auslegetag: 29. Oktober 1964
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantelzentrifuge zur Oberflächenberührung für schwer
vermischbare Flüssigkeiten verschiedener Dichte mit konzentrischen zylindrischen, mit Durchtrittöffnungen
versehenen Trennwänden in der Schleudertrommel, wobei die Eintrittöffnungen für die schwerere
Flüssigkeit in das Trommelinnere und die Austrittöffnungen für die leichtere Flüssigkeit aus
dem Trommelinneren im zentralen Teil der Schleudertrommel, die Eintrittöffnungen für die mit
Überdruck zugeführte leichtere Flüssigkeit und die Austrittöffnungen für die schwerere Flüssigkeit nahe
dem Umfang der Schleudertrommel angeordnet sind.
Derartige Zentrifugen kommen zur Anwendung, wenn es notwendig ist, zwei Flüssigkeiten in enge
Oberflächenberührung zu bringen, um aus beiden oder aus einer von ihnen eine bestimmte Komponente
abzuscheiden. Sie werden vor allem bei Reinigungs- und chemischen Behandlungsverfahren
sowie bei der Abscheidung von Lösungsmitteln verwendet.
Die bekannten Zentrifugen dieser Art weisen in radialen Abständen konzentrisch zueinander angeordnete
zylindrische Trennwände auf, in denen eine Vielzahl von Durchlaßöffnungen vorgesehen ist. Die
schwerere Flüssigkeit wird dem Zentrum der Schleudertrommel zugeführt, während die leichtere
Flüssigkeit unter Druck deren Peripherie zugeführt wird. Beim Umlaufen der Schleudertrommel wird
die schwerere Flüssigkeit infolge der Zentrifugalkraft durch die Durchlaßöffnungen der Trennwände
nach außen zur Trommelwand geschleudert, während gleichzeitig die unter Druck stehende leichtere
Flüssigkeit gezwungen wird, sich nach innen in Richtung auf die Trommelachse zu bewegen. Dadurch
werden die Flüssigkeiten in enge Oberflächenberührung miteinander gebracht.
Zweifellos stellen diese Zentrifugen bereits einen großen Fortschritt gegenüber den alten Oberflächenberührungsvorrichtungen,
wie der statischen Säule, der umlaufenden Scheibensäule und dem zentrifugalen Mischtankabscheider dar, jedoch ist ihre
maximale Wirksamkeit noch sehr begrenzt.
Bei den bekannten Zentrifugen ging man von der Annahme aus, daß der primäre Oberflächenberührungseffekt
zwischen den beiden Flüssigkeiten durch eine »Injektorwirkung« erzielt werde, indem die
Flüssigkeiten durch verhältnismäßig enge Öffnungen in den konzentrischen zylindrischen Trennwänden
gepreßt werden. Jede Oberflächenberührung der Flüssigkeiten in den Räumen zwischen den konzen-Vollmantel-Zentrifuge
zur Oberflächenberührung für schwer vermischbare Flüssigkeiten
Anmelder:
Collin M. Doyle, Chicago, JH. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. A. Berglein, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 49
Als Erfinder benannt:
Collin M. Doyle, Chicago, JU. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom \$. Mai 1960 (27 651
trischen zylindrischen Trennwänden wurde als unwesentlich und sogar als unerwünscht angesehen.
Demzufolge sind die bekannten Zentrifugen so eingerichtet, daß die angestrebte Oberflächenberührung
entweder verringert oder verhindert wird, denn sie weisen verhältnismäßig kleine Durchtrittsöffnungen
in den Trennwänden auf und benötigen verhältnismäßig hohe Umlaufgeschwindigkeiten, um den
»Injektoreffekt« zu erzielen.
Es wurde nun gefunden, daß die enge Berührung der Flüssigkeiten hauptsächlich in den Zwischenräumen
zwischen den konzentrischen Trennwänden erfolgt und mit dem radialen Abstand der von den
Trennwänden gebildeten Ringkammern zunimmt. Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer
Zentrifuge, deren Wirkungsweise auf diesem Prinzip beruht und bei der die Zunahme der Wirkung in
den von der Trommelachse entfernteren Ringkammern besser ausgenutzt wird als bisher.
Es ist zwar bei Zentrifugen mit zentrifugaler Gegenstromberührung von Flüssigkeiten mittels
radial angeordneter, durch ebene Trennscheiben unterteilter Hohlzylinder zur Vermehrung von
Variationsmöglichkeiten der Bauweise bereits vorgeschlagen worden, die radialen Abstände der
ebenen Trennscheiben entweder gleichbleibend oder nach dem Umfang zu kleiner bzw. größer werdend
auszubilden. Mit dieser Konstruktion konnten infolge der geringen Ausdehnung der Zwischenräume
in Umfangrichtung jedoch nur unbefriedigende Resultate erzielt werden.
409 709/101
Die Tatsache einer Steigerung der Gegenstromberührungswirkung
der Flüssigkeiten in den von den konzentrischen zylindrischen Trennwänden gebildeten
Ringkammern mit zunehmendem radialem Abstand derselben von der Trommelachse wird gemäß
der Erfindung dadurch zur Leistungssteigerung ausgenutzt, daß bei einer Vollmantelzentrifuge der genannten
Art der Abstand der zylindrischen Trennwände voneinander mit zunehmendem Abstand von
der Trommelachse vergrößert wird, so daß die Ringkammervolumen am Umfang der Trommel, an
welchem der größtmögliche Grad wirksamer Oberflächenberührung gegeben ist, am größten sind.
Um die gleiche Zentrifuge nach Vornahme geringfügiger Änderungen für verschiedene Flüssigkeiten
und Vorgänge mit gleichem Erfolg benutzen zu können, sind die Eintrittöffnungen für die schwerere und
die leichtere Flüssigkeit in dem Trommelinneren veränderbar ausgebildet. Zu diesem Zweck sind vorzugsweise
in den für den Zutritt der Flüssigkeiten nach dem Trommelinneren vorgesehenen, hohlen
Stäben, welche in an sich bekannter Weise in den durchgehenden radialen Löchern der zylindrischen
Trennwände angeordnet sind, quergerichtete Durchtrittöffnungen nach dem Trommelinneren in verschiedenen
radialen Abständen von der Trommelachse vorgesehen, während die radialen hohlen Stäbe mit ihren inneren Enden an in der Trommelwelle
getrennt angeordnete Hohlräume angeschlossen und mit am Eintrittende nur bis zu der quergerichteten
Austrittöffnung nach dem Trommelinneren reichenden Längsbohrungen versehen sind.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Vergrößerung der Durchtrittöffnungen in den konzentrischen
Trennwänden, um eine bessere Ausnutzung der Fliehkraft in der umlaufenden Schleudertrommel
zu erreichen. Erfindungsgemäß weisen die Durchtrittöffnungen in den konzentrischen Trennwänden
Größen von 2,4 mm in der innersten Trennwand bis zu 13 mm in der äußersten Trennwand auf.
Die Gesamtdurchtrittfläche in der innersten Trennwand beträgt etwa das Fünffache der Fläche
der Eintrittöffnungen für die schwerere Flüssigkeit, während die Gesamtdurchtrittfläche in der äußersten
Trennwand etwa das Elffache der Fläche der Eintrittöffnungen für die leichtere Flüssigkeit in das
Trommelinnere beträgt.
Bei den bekannten Zentrifugen dieser Art war es notwendig, die Schleudertrommel mit etwa
4000 U/min umlaufen zu lassen, um den gewünschten »Injektoreffekt« zu erzielen. Es ist bekannt, daß
derart hohe Drehzahlen bei bestimmten Anwendungsgebieten nicht nur unnötig, sondern sogar unerwünscht
sind. So müssen beispielsweise beim Ausscheiden von Koffein aus Kaffee mit Trichloräthylen
die beiden Flüssigkeiten sehr langsam miteinander in Berührung gebracht werden, damit sie keine Emulsion
bilden. Ähnlich haben derart hohe Drehzahlen beim Ausscheiden von Penicillin aus fermentiertem
Liquor mit Chloroform stabile Emulsionen zur Folge. Um dies zu verhindern, war es oftmals notwendig,
gewisse »benetzende« Agenzien zu verwenden, durch die wiederum neue Probleme entstanden,
zumal diese Agenzien die Oberflächenspannung und die Dichte der Flüssigkeiten in unerwünschtem Maß
beeinflußten.
Bei einer feststehenden Umlaufgeschwindigkeit entsteht ein weiteres Problem durch die Tatsache,
daß die für die gründliche Vermischung zweier gegebener Flüssigkeiten benötigte Mischenergie im
direkten Verhältnis zum volumetrischen Verhältnis der Flüssigkeiten zueinander steht. So ist z. B. für die
Mischung zweier Flüssigkeiten im volumetrischen Verhältnis 1:500 eine wesentlich größere Mischenergie
erforderlich als für die Vermischung zweier Flüssigkeiten im Verhältnis 1: 1. Es ist also offensichtlich,
daß bei feststehender Drehzahl die Zentrifuge oft mit einer Geschwindigkeit arbeitet, welche
über die tatsächlich benötigte Geschwindigkeit hinausgeht. Die gemäß der Erfindung ausgebildete
Zentrifuge wird daher in an sich bekannter Weise mit veränderlicher Drehzahl angetrieben, um jederzeit
mit der zur Sicherstellung der günstigsten Oberflächenberührung der Flüssigkeiten niedrigsten Geschwindigkeit
arbeiten zu können. Durch die ständige Anwendung der niedrigsten Drehzahl wird neben der
Erreichung der maximalen Wirksamkeit auch die Lebensdauer der Zentrifuge verlängert. Durch die
zunehmende Vergrößerung der Ringkammervolumen nach dem Umfang der Trommel ist es möglich, die
Trommel je nach den in ihr verarbeiteten Flüssigkeiten mit einer Drehzahl von 300 bis 1000 U/min
laufen zu lassen.
Bekanntlich sind bei Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften der verwendeten Flüssigkeiten
für ihre wirksame Trennung nach ihrer Vermischung unterschiedliche Bereiche erforderlich.
Während die Lage der Ableitungstellen der beiden Flüssigkeiten immer konstant bleibt, ist es oft erwünscht,
die Lage ihrer Zuführungstellen zu verändern, um jeweils einen kleineren oder größeren
Bereich der Berührung der Flüssigkeiten zu erhalten, was erfindungsgemäß durch veränderbar ausgebildete
Zuführungstellen erreicht ist.
Zur Erleichterung des Zuganges zum Trommelinneren wird die Trommelwand mit leicht entfernbaren
Verschlußteilen versehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigt
F i g. 1 eine Ausführungsform der Zentrifuge im vertikalen, axialen Mittelschnitt, zum Teil in Vorderansicht,
und
F i g. 2 in Seitenansicht,
F i g. 3 einen äußeren Teil der Schleudertrommel mit einigen konzentrischen Trennwänden im Querschnitt
und mit einer Darstellung des Durchflusses der Flüssigkeiten und ihrer Berührung zwischen den
Trennwänden, in vergrößertem Maßstab, und
F i g. 4 einen Teil der Schleudertrommel mit den konzentrischen Trennwänden in größerem Maßstab.
Mit 10 ist die Vollmantel-Zentrifuge bezeichnet, die ein Gestell 12 aufweist, in welchem die Trommelwelle
14 gelagert ist. Mit der Trommelwelle 14 ist die Schleudertrommel 16 fest verbunden. Ein halbzylindrisches
Gehäuse 18 überdeckt die Schleudertrommel 16 und ist auf dem Gestell 12 so angeordnet, daß es
durch Scharniere 20 und Handgriffe 22 abklappbar ist.
Die Trommelwelle 14 ist in einem Paar geteilter Lagerschalen 24 gelagert. In jeder Lagerschale ist ein
Kugellager 26 angeordnet. Die Trommelwelle 14 wird durch mit Gewinde versehene Sicherungsringe 28 und
Abstandringe 30 in der Betriebslage gehalten. Durch am Gestell 12 angeordnete Kappen 32 sind die Enden
der Trommelwelle 14 abgedeckt. Jede Kappe 32 ist
mit Anschlußstücken 34 zum Anschließen von Rohrleitungen 36 und 38 versehen.
Die Schleudertrommel 16 weist Stirnwände 40 und 42 auf, die entweder Teile der Trommelwelle 14 oder
mit dieser verbunden sind. Die Trommelwelle 14 weist ein Paar Flansche 44 auf, an welche die Stirnwände
40 und 42 mittels Schraubbolzen 46 angeschlossen sind. Die Stirnwände 40 und 42 sind an
ihrem Umfang durch die Trommelwand 48 mittels Schraubenbolzen 50 miteinander verbunden. Zwisehen
den Stirnwänden 40 und 42 ist eine Anzahl konzentrischer perforierter zylindrischer Trennwände
52 starr befestigt. In jeder Trennwand sind Durchtrittsöffnungen 53 vorgesehen. Die Trennwände 52
sind so angeordnet, daß sich ihr Abstand von der Trommelachse zum Trommelumfang vergrößert.
In den Trennwänden 52 sind in gerader Linie angeordnete radiale öffnungen 54, 56 und 58 vorgesehen,
durch welche Stäbe 60, 62 und 64 hindurchgeführt sind. Jeder dieser Stäbe ist an seinem inneren
Ende mit Gewinde versehen, um ihn mit der Trommelwelle 14 zu verbinden. Die Trommelwand 48 ist
mit Gewindelöchern 66, 68 und 70 versehen, die in gleicher radialer Linie mit den Öffnungen 54, 56 und
58 liegen. In jedes der Gewindelöcher 66, 68 und 70 ist von außen ein Gewindestopfen 72 eingeschraubt.
Die Stäbe 60, 62 und 64 können entfernt und durch andere ersetzt werden.
Wie bereits erwähnt, wird im Zentrum der Schleudertrommel 16 die schwerere Flüssigkeit zugeführt
und die leichtere Flüssigkeit abgeführt, während am Trommelumfang die leichtere Flüssigkeit zugeführt
und die schwerere Flüssigkeit abgeführt wird. Die Trommelwelle 14 weist an beiden Enden zentrale
Längsbohrungen 74 und 76 auf, deren innere Enden etwas voneinander entfernt nahe der Längsmitte der
Welle liegen. An die inneren Enden 74 und 76 der axialen Bohrungen schließen sich mit Schulteransätzen
78 und 80 erweiterte Längsbohrungen 82 und 84 an.
In die innere Bohrung 74 ist ein axiales Rohr 86 eingesetzt, das nahe dem inneren Ende mit einer
Anzahl radialer Bohrungen 88 versehen ist. Gegenüber den radialen Bohrungen 88 des Rohres 86 sind
in der Trommelwelle 14 radiale Bohrungen 90 angeordnet, die mit Gewinde versehen sind, in welche die
inneren Enden der Stäbe 60 eingeschraubt werden, so daß zwischen der Längsbohrung 74 und dem
hohlen Stab 60 eine Verbindung hergestellt ist.
In der hohlen Trommelwelle 14 sind außerdem im Bereich der erweiterten axialen Bohrung 82 eine
Anzahl radialer Löcher 92 vorgesehen, so daß die erweiterte Längsbohrung 82 bzw. der das Rohr 86
umgebende Ringraum mit dem zentralen Teil der Schleudertrommel 16 in Verbindung steht. Das Anschlußstück
36 ist mit entsprechenden, nicht dargestellten Anschlußleitungen versehen, die in das
Rohr 86 und in den dieses umgebenden Ringraum der erweiterten Längsbohrung 82 münden. Mit dem
Anschlußstück 36 und den entsprechenden Anschlußleitungen ist eine Zuleitung 94 für die schwerere Flüssigkeit
und eine Ableitung 96 für die leichtere Flüssigkeit fest verbunden.
In entsprechender Weise ist in die Längsbohrung 76 der Trommelwelle 14 ein axiales Rohr 98 mit
einer Anzahl radialer Löcher 100 nahe seinem inneren Ende eingesetzt. Die Trommelwelle 14 weist
gegenüber den radialen Löchern 100 Gewindelöcher 102 auf, in welche die hohlen Stäbe 62 lösbar eingeschraubt
sind. Im Bereich der erweiterten Längsbohrung 84 sind in der Trommelwelle 14 eine Anzahl
radialer Gewindelöcher 104 zur lösbaren Befestigung der hohlen Stäbe 64 angeordnet. Die Rohrleitung 38
ist entsprechend dem Anschlußstück 36 ausgebildet und mit einer Zuleitung 106 für die leichtere Flüssigkeit
sowie mit einer Ableitung für die schwerere Flüssigkeit verbunden.
Die hohlen Stäbe 60, 62 und 64 weichen voneinander ab. So sind die Stäbe 64 über ihre ganze Länge
hohl und haben außerhalb der äußersten Trennwand 52 nahe dem Trommelumfang eine quergerichtete
öffnung 110. Wie durch Pfeile angedeutet, fließt durch diese Öffnung die schwerere Flüssigkeit aus
der Schleudertrommel 16 in den hohlen Stab 64 und von hier nach der Ableitung 108. Da die Lage der
öffnungen 110 immer die gleiche ist, muß die schwerere Flüssigkeit diese stets nahe dem Trommelumfang
verlassen. Wie ebenfalls durch Pfeile angedeutet, wird die leichtere Flüssigkeit aus dem zentralen
Teil der Schleudertrommel 16 durch die Löcher 92 nach der Ableitung 96 geführt. Da der radiale
Abstand der Löcher 92 von der Trommelachse konstant ist, ist auch die Austrittlage der leichteren
Flüssigkeit in der Schleudertrommel 16 konstant.
Die Stäbe 60 und 62 sind über einen Teil ihrer Länge hohl. So weist der Stab 60 eine quergerichtete
Bohrung 112 zwischen seinen Enden auf, aber mehr zur Trommelachse hin, während der Stab 62 eine
quergerichtete Bohrung 114 hat, die mehr zum Trommelmantel hin vorgesehen ist. Die Stäbe 60
und 62 können durch andere Stäbe ersetzt werden, die die quergerichteten Bohrungen 112 und 114 an
anderen Stellen ihrer Länge haben. Da die Bohrungen 112 und 114 die Eintrittöffnungen der schwereren
bzw. der leichteren Flüssigkeit in die Schleudertrommel 16 bilden, kann mithin deren Lage je nach
Bedarf geändert werden. Die Einstellbarkeit der Lage der Eintrittöffnungen macht die erfindungsgemäß
ausgebildete Zentrifuge für alle Anwendungszwecke von Flüssigkeiten mit beliebigen unterschiedlichen
physikalischen Eigenschaften verwendbar.
Die Trommelwelle 14 ist auf einer Seite mit Antriebscheiben 116 versehen, auf denen Keilriemen 118
angeordnet sind, die je von einem Antriebmotor mit unterschiedlicher Drehzahl (nicht gezeichnet) angetrieben
werden, so daß die Drehzahl der Schleudertrommel 16 eingestellt werden kann, vorzugsweise
zwischen 300 und 1000 U/min.
Die Wirkungsweise der Zentrifuge ist folgende:
Die Bohrungen 112 und 114 werden entsprechend der Zahl der Mischstufen in Anpassung an die erforderliche
Behandlung eingestellt. Die schwerere und die leichtere Flüssigkeit werden in die Schleudertrommel
16 durch die Bohrungen 112 und 114 in der beschriebenen Weise eingeführt. Die Schleudertrommel
16 wird mit der vorbestimmten, der jeweiligen Behandlung entsprechenden Drehzahl in Umdrehung
versetzt. Beim Umlauf der Schleudertrommel 16 wird die schwerere Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft
nach außen durch die öffnungen der konzentrischen perforierten Trennwände 52 gepreßt. Da
beide Flüssigkeiten beim Durchtritt durch die zahlreichen öffnungen 53 in den konzentrischen Trennwänden
52 tropfenartig auf geteilt werden, erfolgt eine starke und intensive Berührung der tropfenartig zerteilten
Flüssigkeiten in den Zwischenräumen zwi-
sehen je zwei benachbarten Trennwänden 52. Nachdem beide Flüssigkeiten sämtliche Stufen durchlaufen
haben, passieren sie die voreingestellten, nicht mischenden Behandlungsstufen. Die leichtere Flüssigkeit
wird dann im Zentrum der Schleudertrommel 16 und die schwerere Flüssigkeit am Trommelumfang in
der beschriebenen Weise abgeleitet.
Die genaue Art und Weise, in welcher die angegebene intensive Berührung der Flüssigkeiten in den
Bereichen zwischen den Trennwänden 52 vor sich geht, wird an dem folgenden Beispiel erläutert:
Bei einer Ausführungsform hatte die Schleudertrommel 16 einen lichten Durchmesser von etwa
1870 mm. Die innerste Trennwand 52 wies einen Durchmesser von etwa 620 mm auf. Bei einer Drehzahl
von 1000 U/min beträgt dann die Umfangsgeschwindigkeit der äußersten konzentrischen Trennwand
52 etwa 85 m/sec. Die Umfangsgeschwindigkeit an einem Punkt der innersten Trennwand 52 beträgt
dann etwa 32 m/sec. Die am Trommelumfang eingeführte leichtere Flüssigkeit muß also von 85 m/sec
auf 32 m/sec verzögert werden, wenn sie die Schleudertrommel 16 durchquert. Ebenso muß die im zentralen
Teil der Schleudertrommel 16 eingeführte schwerere Flüssigkeit von 32 m/sec auf etwa 85 m/sec
beschleunigt werden. Im allgemeinen durchströmen die beiden Flüssigkeiten die Schleudertrommel 16 im
Gegenstrom. Die Richtung ist praktisch die gleiche wie die Drehrichtung der Schleudertrommel 16. Es
ist mithin ersichtlich, daß jede Flüssigkeit beim Strömen von einer Trennwand 52 zur nächsten entweder
beschleunigt oder verlangsamt wird. Da die Flüssigkeitströmung von einer Trennwand 52 zur nächsten
nur einen kurzen Zeitraum erfordert, übt die Beschleunigung bzw. Verzögerung eine starke wirbelnde
Wirkung auf die Flüssigkeiten aus. Dadurch entsteht eine starke gegenseitige Kollisionswirkung zwischen
den beiden Flüssigkeiten in den Zwischenräumen zwischen jeweils zwei benachbarten Trennwänden 52.
Es wird daher verständlich, daß es besser ist, den Abstand benachbarter konzentrischer Trennwände 52
voneinander mit der Zunahme des radialen Abstandes dieser Wände vom Zentrum der Schleudertrommel 16
größer werden als ihn abnehmen zu lassen, wie es bisher gehandhabt wurde. Wie bereits dargelegt, hat
die äußerste Abscheidewand 52 eine Umfangsgeschwindigkeit von etwa 85 m/sec. Nimmt man an,
daß die nach innen nächstfolgende Abscheidewand 52 einen Abstand von der äußersten Trennwand von
etwa 52 mm aufweist, so beträgt die lineare Umfangsgeschwindigkeit an dieser Stelle etwa 75 m/sec. Es
ist augenscheinlich, daß der größte Beschleunigungsoder Verzögerungsgrad zwischen den Trennwänden
erfolgt, die den größten Abstand voneinander aufweisen. So ist beispielsweise die Beschleunigung oder
Verzögerung zwischen den innersten Trennwänden 52, die nur etwa 0,52 mm voneinander entfernt sind,
unwesentlich und kann vernachlässigt werden. Praktisch würde der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten
zwischen den beiden innersten Trennwänden nur etwa 0,5 m/sec betragen, während er zwischen
den beiden äußersten Abscheidewänden 52 etwa m/sec beträgt. Die stärkste gegenseitige Kollisionswirkung zwischen den Flüssigkeiten erfolgt zweifellos
zwischen den Trennwänden 52 mit dem größten Abstand voneinander.
Ein weiterer Grund für die erfindungsgemäße Wahl der Abstände der Trennwände 52 voneinander ist die
Tatsache, daß die auf die Flüssigkeiten ausgeübten Zentrifugalkräfte dort am größten sind, wo die Umfangsgeschwindigkeiten
am größten sind. Da die wirksamste Berührung der Flüssigkeiten also am Trommelumfang erfolgt, ist es notwendig, die größten
Flüssigkeitsmengen in dieser Zone in Oberflächenberührung miteinander zu bringen. In dieser Hinsicht
wird natürlich ein erheblich größeres Volumen der Flüssigkeiten in dem Zwischenraum von 52 mm zwischen
den äußersten Trennwänden 52 in Kollision miteinander geraten als in dem Zwischenraum von
0,52 mm zwischen den innersten Trennwänden. Zu diesem Zweck werden die Durchtrittöffnungen in den
Trennwänden 52 beträchtlich größer ausgeführt, als es bisher üblich war. Ihr Durchmesser soll 2,4 mm
bis 13 mm betragen. Es hat sich für die günstigste Ausnutzung der Zentrifugalkräfte als zweckmäßig
erwiesen, den Gesamtquerschnitt der Durchtrittöffnungen in den Trennwänden etwa fünf- bis elfmal
größer als die Eintrittöffnungen der Flüssigkeiten zu machen. So hat die innere Trennwand 52 einen
Durchtrittquerschnitt von etwa der fünffachen Größe der Flüssigkeitseintrittöffnungen für die schwerere
Flüssigkeit, während die äußerste Trennwand 52 Durchtrittöffnungen mit etwa elffacher Größe der
Flüssigkeitseintrittöffnung für die leichtere Flüssigkeit aufweist.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
können in Anpassung an die jeweiligen Bedürfnisse der Praxis Abänderungen erfahren, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen
wird.
Claims (6)
1. Vollmantelzentrifuge zur Oberflächenberührung für schwer vermischbare Flüssigkeiten
verschiedener Dichte mit konzentrischen zylindrischen, mit Durchtrittöffnungen versehenen
Trennwänden in der Schleudertrommel, wobei die Eintrittöffnungen für die schwerere Flüssigkeit
in das Trommelinnere und die Austrittöffnungen für die leichtere Flüssigkeit aus dem Trommelinneren im zentralen Teil der Schleudertrommel,
die Eintrittöffnungen für die mit Überdruck zugeführte leichtere Flüssigkeit und die Austrittöffnungen
für die schwerere Flüssigkeit nahe dem Umfang der Schleudertrommel angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der zylindrischen Trennwände (52) voneinander
sich mit zunehmendem radialem Abstand von der Trommelachse vergrößert.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittöffnungen für die
schwerere und die leichtere Flüssigkeit in das Trommelinnere in ihrer Abstandlage von der
Trommelachse veränderbar ausgebildet sind.
3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den für den Zutritt der
Flüssigkeiten nach dem Trommelinneren vorgesehenen hohlen Stäben (60, 62, 64), welche in
an sich bekannter Weise in radial durchgehenden Löchern (54, 56, 58) der zylindrischen Trennwände
(52) angeordnet sind, quergerichtete Durchtrittöffnungen (110, 112, 114) nach dem
Trommelinneren in verschiedenen radialen Abständen von der Trommelachse vorgesehen sind.
4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen hohlen Stäbe (60,
62, 64) mit ihren inneren Enden an in der Trommelwelle getrennt angeordnete Hohlräume
angeschlossen und mit vom Eintrittende nur bis zu der radialen Durchtrittöffnung nach dem
Trommelinneren reichenden Längsbohrungen versehen sind.
5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittöffnungen in den
zylindrischen Trennwänden (52) Größen von 2,4 mm in der innersten Trennwand, bis 13,0 mm
in der äußersten Trennwand (52) aufweisen.
6. Zentrifuge nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdurchtrittfläche in
der innersten Trennwand (52) etwa das Fünffache der Fläche der Eintrittöffnungen für die schwerere
Flüssigkeit und die Gesamtdurchtrittfläche in der äußersten Trennwand (52) etwa das Elffache der
Fläche der Eintrittöffnungen für die leichtere Flüssigkeit in das Trommelinnere beträgt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1037 417;
britische Patentschrift Nr. 711313.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1037 417;
britische Patentschrift Nr. 711313.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 709/101 10.64 © Bundesdruckerei Berlin
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US27651A US3107218A (en) | 1960-05-09 | 1960-05-09 | Rotating column contact device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1180684B true DE1180684B (de) | 1964-10-29 |
Family
ID=21838984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DED35105A Pending DE1180684B (de) | 1960-05-09 | 1961-01-04 | Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3107218A (de) |
CH (1) | CH385799A (de) |
DE (1) | DE1180684B (de) |
ES (1) | ES264951A1 (de) |
GB (1) | GB958130A (de) |
NL (2) | NL261674A (de) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3254832A (en) * | 1964-11-16 | 1966-06-07 | Doyle Wladzia G Podbielniak | Rotating liquid liquid counter and cocurrent exchange device with interchangeable separator |
US3344981A (en) * | 1965-02-08 | 1967-10-03 | Dresser Ind | Centrifugal apparatus with axially-extended rotor |
US3350000A (en) * | 1965-05-07 | 1967-10-31 | Wladzia G P Doyle | Integral gradient removable disc columns |
US3445060A (en) * | 1966-08-11 | 1969-05-20 | Wladzia G Podbielniak Doyle | Articulated liquid feed or discharge column for countercurrent exchange devices |
US3765602A (en) * | 1970-09-03 | 1973-10-16 | C Doyle | Sealing arrangement for a centrifuge |
US3770190A (en) * | 1971-02-25 | 1973-11-06 | C Doyle | Centrifugal countercurrent separator having bands covered with fluorocarbon sheets |
FR2410509A1 (fr) * | 1977-12-02 | 1979-06-29 | Hitachi Ltd | Extracteur centrifuge liquide-liquide |
JPS595003B2 (ja) * | 1980-04-11 | 1984-02-02 | 株式会社日立製作所 | 遠心式向流接触装置 |
US4778443A (en) * | 1987-03-25 | 1988-10-18 | Fluor Corporation | Gas-oil-water separation system and process |
US6036630A (en) * | 1999-03-26 | 2000-03-14 | Praxair Technology, Inc. | Centrifugal extraction process |
CN110314405B (zh) * | 2019-06-14 | 2024-05-31 | 镇江市高等专科学校 | 一种用于茶叶茶多酚析出的高效提取设备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB711313A (en) * | 1951-06-07 | 1954-06-30 | Walter Joseph Podbielniak | Apparatus for the centrifugal countercurrent contacting of fluids |
DE1037417B (de) * | 1951-08-02 | 1958-08-28 | Walter Joseph Podbielniak | Nach dem Gegenstromprinzip und unter Fliehkraftwirkung arbeitende Einrichtung, mit deren Hilfe Fluessigkeiten miteinander in Beruehrung gebracht werden |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL43751C (de) * | 1935-02-05 | |||
US2281796A (en) * | 1935-03-08 | 1942-05-05 | Benjamin B Schneider | Art of effecting countercurrent contact between fluids |
US2286157A (en) * | 1937-08-06 | 1942-06-09 | Benjamin B Schneider | Method of securing countercurrent contact between fluids |
US2670132A (en) * | 1949-08-19 | 1954-02-23 | Wladzia G Podbielniak | Centrifugal countercurrent contact apparatus |
US2652975A (en) * | 1951-10-12 | 1953-09-22 | Walter J Podbielniak | Centrifugal countercurrent exchange device |
US2758783A (en) * | 1952-11-05 | 1956-08-14 | Wladzia G Podbielniak | Centrifugal countercurrent exchange device |
US2878993A (en) * | 1955-07-05 | 1959-03-24 | Wladzia G Podbielniak | Centrifugal countercurrent contacting method and apparatus |
US3050238A (en) * | 1959-03-02 | 1962-08-21 | Dresser Ind | Liquid feed arrangement for centrifugal devices |
-
0
- NL NL122175D patent/NL122175C/xx active
- NL NL261674D patent/NL261674A/xx unknown
-
1960
- 1960-05-09 US US27651A patent/US3107218A/en not_active Expired - Lifetime
- 1960-12-22 GB GB44166/60A patent/GB958130A/en not_active Expired
-
1961
- 1961-01-04 DE DED35105A patent/DE1180684B/de active Pending
- 1961-02-13 CH CH169961A patent/CH385799A/de unknown
- 1961-02-16 ES ES0264951A patent/ES264951A1/es not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB711313A (en) * | 1951-06-07 | 1954-06-30 | Walter Joseph Podbielniak | Apparatus for the centrifugal countercurrent contacting of fluids |
DE1037417B (de) * | 1951-08-02 | 1958-08-28 | Walter Joseph Podbielniak | Nach dem Gegenstromprinzip und unter Fliehkraftwirkung arbeitende Einrichtung, mit deren Hilfe Fluessigkeiten miteinander in Beruehrung gebracht werden |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB958130A (en) | 1964-05-13 |
NL122175C (de) | |
ES264951A1 (es) | 1961-05-01 |
US3107218A (en) | 1963-10-15 |
CH385799A (de) | 1964-12-31 |
NL261674A (de) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2344507C2 (de) | Vollmantel-Schneckenzentrifuge | |
DE2549314A1 (de) | Dekantier-zentrifuge | |
DE1532699B2 (de) | Freistrahlzentrifuge | |
DE2054968B2 (de) | Rotationsfilter | |
DE3046969C2 (de) | Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrahieren von Flüssigkeit aus strömenden Suspensionen, insbesondere Zellstoffbrei | |
DE2037366A1 (de) | Vorrichtung zum Trennen einer Emulsion in ihre zwei flussigen Bestandteile ver schiedener Dichte durch Zentrifugalkraft | |
DE1180684B (de) | Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten | |
DE1141951B (de) | Zentrifuge zum Trennen schlammhaltiger Fluessigkeiten mit einem in der Trennkammer angeordneten Tellersatz | |
EP3573762B1 (de) | Rührwerksmühle | |
DE1482748C3 (de) | Schleudertrommel für kontinuierlich arbeitende Zentrifugen | |
DE4109332C2 (de) | ||
DE2921837A1 (de) | Gegenstromkontakt-zentrifuge | |
DE69306236T2 (de) | Zentrifuge | |
DE1040459B (de) | Schleudertrommel mit einem Trommelraum von relativ grosser Laenge | |
DE2064704C3 (de) | Zentrifuge zur Reinigung eines Betnebsmittels einer Kolbenbrennkraft maschine | |
DE3015631A1 (de) | Ruehrwerksmuehle | |
DE69011132T2 (de) | Schwingungserzeuger für zentrifugalsetzkasten. | |
DE2834930A1 (de) | Gegenstrom-extraktionszentrifuge | |
DE60124554T2 (de) | Zentrifugalabscheider | |
DE1037416B (de) | Nach dem Gegenstromprinzip und unter Fliehkrafteinwirkung arbeitende Einrichtung zum innigen gegenseitigen Durchdringen und unmittelbar anschliessenden Trennen von Fluessigkeiten | |
DE69002614T2 (de) | Trennschleuder. | |
EP0475015B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Feinzerkleinern und Dispergieren von Feststoffen in Flüssigkeit | |
DE2518206A1 (de) | Zentrifuge | |
EP0448100A1 (de) | Rührwerksmühle | |
DE2701763C3 (de) | Kontinuierlich arbeitender Vollmantel-Gegenstrom-Zentrifugalextraktor |