DE1180684B - Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten - Google Patents

Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten

Info

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
Application number
DED35105A
Other languages
English (en)
Inventor
Collin M Doyle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COLLIN M DOYLE
Original Assignee
COLLIN M DOYLE
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by COLLIN M DOYLE filed Critical COLLIN M DOYLE
Publication of DE1180684B publication Critical patent/DE1180684B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B5/00Other centrifuges
    • B04B5/06Centrifugal counter-current apparatus
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0476Moving receptacles, e.g. rotating receptacles
    • B01D11/048Mixing by counter-current streams provoked by centrifugal force, in rotating coils or in other rotating spaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/30Fractionating 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

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
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)

Patentansprüche:
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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
409 709/101 10.64 © Bundesdruckerei Berlin
DED35105A 1960-05-09 1961-01-04 Vollmantel-Zentrifuge zur Oberflaechen-beruehrung fuer schwer vermischbare Fluessigkeiten Pending DE1180684B (de)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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