DE1519895C - Zentrifuge zur Flüssig/flüssig-Gegenstromextraktion - Google Patents

Description

schwerer Flüssigkeit aus der jeweils übernächsten Absetzkammer vorgesehen sind.

Zentrifuge zur Flüssig/flüssig-Gegenstromextraktion mit drehbarer Trommel und feststehendem Schaft, wobei der Zwischenraum zwischen Trommel und Schaft durch mit der Trommel verbundene Trennwände in Kammern zum
Rühren bzw. Absetzen der nicht oder nicht vollständig mischbaren Flüssigkeiten unterschied- io beiden Flüssigkeiten sowie Schälrohren und Mischlicher Dichte, die über Kanäle und Überläufe in düsen. Die Zentrifuge wird aber im Betrieb als GeVerbindung stehen, unterteilt ist, und wobei in samtheit mit einer gleichen Rotationsgeschwindigkeit die Rührkammern vom Schaft aus Rührscheiben angetrieben, wobei die Schälrohre in Strömungsrichragen, dadurch gekennzeichnet, daß in tung vor den schweren und leichten Flüssigkeiten in an sich bekannter Weise zwischen den Absetz- 15 den Kammern angeordnet sind. Jedenfalls ist es hierund Rührkammern Kammern zum Zuführen von bei aber notwendig, die Flüssigkeit, im Hinblick auf

die Überführung von einer Abteilung zu einer anderen oder zu einer Anzahl von Kammern zu komprimieren, indem ihre kinetische Energie und potenao tielle Energie umgewandelt wird, wobei der Druck

^: vergrößert wird. Diese Umwandlung ist aber mit

Nachteilen verbunden, die jedem Fachmann geläufig sind. Zum Verdichten sind zusätzlich noch zentri-

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zur Flüssig/ petale Diffusorelemente vorgesehen. Nicht nur die flüssig-Gegenstromextraktion mit drehbarer Trom- 25 Wirkung der Schälrohre ist von Nachteil, sondern mel, feststehendem Schaft, wobei der Zwischenraum auch die Mischdüsen lassen befürchten, daß die zwischen Trommel und Schaft durch mit der Trom- Flüssigkeiten unter unzulänglichem Druck stehen mel verbundene Trennwände in Kammern zum Ruh- und sich schlecht vermischen.

ren bzw. Absetzen der nicht oder nicht vollständig Gegenüber den bekannten Maßnahmen wird also

mischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte, 30 nicht nur eine wesentlich bessere Durchmischung erdie über Kanäle und Überläufe in Verbindung stehen, findungsgemäß herbeigeführt; die Intensität der Miunterteilt ist und wobei in die Rührkammern vom schung kann auf Grund des Vorhandenseins von Schaft aus Rührscheiben ragen (österreichische Pa- Mischscheiben z. B. beliebig eingestellt werden,
tentschrift 219 014). Nach dieser bekannten Maß- Die zwischen der in Zirkulationsrichtung der leich-

nahme befinden sich die Überführungskanäle für die 35 ten Flüssigkeit vorn angeordneten Dekantierungsschwere Flüssigkeit weiter von der Drehachse ent- kammer und der in Strömungsrichtung hinten angefernt als die Überführungskanäle für die leichte Flüs- ordneten Mischkammer vorgesehene, als Nut (Sammsigkeit. Die leichte und die schwere Flüssigkeit wer- lernut) ausgebildete Kammer ergibt beim Einspeisen den mittels Rühreinrichtungen vermischt. Diese der beiden Fraktionen eine ausgezeichnete Vor-Rühreinrichtung verlangsamt die Drehbewegung die- 40 mischung. Die Sammlernut fördert der Mischkammer ser Flüssigkeit. Auch ist die Drehtrommel mit Rip- eine dünne Schicht leichter Flüssigkeit, der eine pen parallel zu ihrer Achse versehen, um so dazu dünne Schicht schwerer Flüssigkeit überlagert ist, zu, beizutragen, daß die Flüssigkeiten ihre Drehbewe- wobei diese Schichten bereits leicht vermischt sind, gung wiederaufnehmen. Es sind jedoch keine Maß- wenn sie in die eigentliche Mischkammer einfließen, nahmen getroffen, um zu verhindern, daß die aus 45 bevor noch die Wirkung der Rühreinrichtung eingeöffnungen am Umfang austretende Flüssigkeit zwi- setzt hat.

sehen der Rühreinrichtung und dem Rand des Trom- Nach einer beispielsweisen Ausführungsform sind

melzylinders durchtreten kann,. was bedeutet, daß Überläufe vorgesehen, die dazu dienen, die Mengen leichte Flüssigkeit sich nicht im geringsten mit der der Flüssigkeit zu regeln und zu verhindern, daß die schweren Flüssigkeit vermischt. Im übrigen stellen 50 Arbeitsweise der Mischkammern die Arbeitsweise sich, da das Rührelement nahe den Rippen angeord- der Dekantierkammern stört.

net sein muß, Wirbelbewegungen zwischen den letz- Es wird also mit der erfindungsgemäßen Zentri-

teren ein. Diese Wirbelbewegungen haben den dop- fuge eine innigere Mischung, gefolgt von einer pelten Nachteil, daß sie einmal erheblich Energie schnelleren Trennung erreicht, was auf Grund der verbrauchen, zum anderen störend für die Dekantie- 55 verkürzten Kontaktdauer der beiden Flüssigkeiten zu rung der Flüssigkeiten sind. Ordnet man dagegen das erheblich größeren Durchsätzen führt. Diese Maß-Rührelement von den Rippen entfernt an, so ver- nähme, die sich besonders für große Flüssigkeitsgrößert man nur die Länge der Kammern und der mengen in Vorrichtungen geringer Abmessung, eig-Trommeln, ohne einen Vorteil hierdurch bei Inkauf- net, läßt es auch zu, daß Partikeln aus spaltbarem nähme der Verkomplizierung der Konstruktion der 60 Material in Lösungen enthalten sind, wobei die GeTrommel zu erzielen. Erfindungsgemäß soll nun er- fahren eines Kritischwerdens der Lösungen während

des Durchgangs durch die Zentrifuge ebenfalls vermieden werden.

Nach einer günstigen Ausführungsform der Erfin-65 dung sind die Verbindungskanäle zwischen der Innenwand der Trommel und den zylindrischen Teilen angeordnet, welche den Boden der Ringrinnen begrenzen und in Zickzack-Anordnung derart verteilt

reicht werden, daß zwei nicht vollständig mischbare Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte schneller als dies bisher möglich war — und zudem noch besser — sich mischen lassen.

Erreicht wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß in an sich bekannter Weise zwischen den Absetz- und Rührkam-

smd,.-daß;.der-Umlauf/der :beideri Flüssigkeiten im, beiden 'Enden durch Flansche. 3 und .4. abgeschlossen Gegenstrom nacheinander in_t.der Kammeranordnung wird_?-.die "gegen^die Wand 2 mittels Befestigungs-, der Vorrichtung· sichergestellt .wird. -■··, . · -... ■:· schrauben 5 gehalten werden. Die beiden. Flansche

Die Relativgeschwindigkeit der sich -drehenden; ruhen jeweüs auf tägeni'6 ünd-7,"bei denen es sich' Trommel,, die die» Misch-^und Dekantierkammern ;5 um solche-.der bekannten Art handeln kann, welche trägt, bezüglich des, Schaftes/ auf; dem.die -Mische den Betriebsbedingungen der Vorrichtung, die weischeiben angeordnet sind, kann auf die günstigsten; ter-, unten definiert werden, angepaßt sind.^An, den· Misch- und Zirkulationsbedingungen für- die FlüssigV Flanschen 3 und 4 werden nach Montage.der Läger6, keiten eingestellt ,werden, damit.-eine Drehung-des- undr^ Halteringe 8 und 9, um eine axiale Verschieß Schaftes bei zweckmäßiger,.Geschwindigkeit gewähr^ ^a. |ung-der -Trommel 1 zu vermeiden, befestigt. Die leistet ist. '":/_■.. ·;>-::.· ..; '..-..;:;..:.- " Lager 6 und 7 ruhen-direkt auf einem Traggerüst,'

.Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht es mög? und zwar über Konsolenil und 12,Tdie am Gerüst lieh, in einem.;, geringen Volumen- eine -erhöhte An- über .Befestigungsschrauben 13'.' befestigt sind, Die zahl von- zugeordneten Misch-Dekantierkammern Rolle,.wird durch beliebige mechanische Einrichtuh- oder Stufen unterzubringen, wodurch eine kräftige 15. gen.angetrieben, z^ B. mittels-eines Elektromotors Ii," Durchrührung und dann eine kontinuierliche Tren> '" dessen Antriebswelle 15 auf''. ein . Antriebsritzel 16 nung der beiden- Flüssigkeiten in Anwesenheit eines aufgekeilt ist, welches in einen Zahnkranz 17 greift^ kräftigen Beschleunigungsfeldes auf Grund der Zen_T der- am- Umfang des -Flansches 3 vorgesehen." ist trifugalkraft hervorgerufen wird, die -in. diesen yer- Selbstverständlich wäre es auch möglich, jeden anschiedenen Stufen durch die Drehung der Trommel. ₂a deren Antrieb auszunutzen, insbesondere eine'Ri&r erzeugt wurde. Das gilt "auch für Emulsionen. '. - '..-: men- und Riemenscheibenanordnung,, ein.. ReitraH

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung oder eine ■ Getriebewelle. ''■'.'.'■-..'.".....,

sollen nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert - Im Inneren; der Trommel 1 und fest mit der Inwerden, in denen ■·.... nenwand des Ringes 2 ist ein Stapel aus zylindri-

Fig. leinen Vertikalschnitt durch eine Zentrifuge ansehen Teilen, die durch das Bezugszeichen 18 all-, zur Flüssig/flüssig-Gegenstromextraktion zeigt; '. gemein bezeichnet sind, angeordnet, die gegenefnan-

Fig. 2 zeigt die wesentlichen Teile der Fig. 1, der im Inneren der Trommel gedrückt werden. Diese wobei gewisse Abänderungen hinsichtlich der De- Teile sind derart bearbeitet, daß sich eine Aufeinan^ tailausführung vorgenommen wurden; derfolge benachbarter ringförmiger Kammern (Rin-

Fig. 3 ist eine schematische Prinzipdarstellung, 34. nen) ergibt, die, wie weiter unten gezeigt werden die zeigt, wie der Umlauf der Flüssigkeiten im Inne- " wird, zur Mischung und zur Dekantierung der Flüsren der Vorrichtung nach Fig. 1 erfolgt; sigkeiten im Inneren der Vorrichtungen bestimmt

• Fig. 4 ist eine Abwicklung eines Teiles der sich sind. ■)■ . : ..·' ' {-;

drehenden Trommel der Vorrichtung nach Fig. 1; . Längs der Achse wird die Trommel 1 von einem . Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine der in der Vor- 35. festen Schaft 19 durchsetzt, der an beiden Enden richtung nach Fig. 1 angeordneten Rückführ- " durch Bunde 20 und 21 gehalten wird, die auf dem scheiben; . ... Gerüst über fest durch Schrauben23 befestigte Trä-

Fig. 6 ist eine Detailansicht in Perspektive durch ger22 ruhen. Im Inneren des Schaftes 10 sind zwei eine Rührscheibe einer anderen als in Fig. 5 ge- Kanäle 24 und 25 vorgesehen, die jeweils zur Zufühzeigte Ausführungsform; 40 rung einer der beiden Flüssigkeiten, die in der Vor-

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht im Teil- richtung miteinander in Berührung gebracht werden schnitt einer Variante der Dekantierkammern der sollen, bestimmt sind. Der Kanal 24 endet zu diesem Vorrichtung nach Fig. 1; Zweck.in einer die Wand des Schaftes 16 über eine

Fig. 8 und 9 sind Schnittansichten durch zwei hierin vorgesehene Bohrung24 durchsetzenden Einerfindungsgemäße Ausführungsvarianten der Mische 45 spritzdüse 26, während der Kanal 27 seinerseits mit und Dekantierungskammern der Vorrichtung nach einer Düse28 ausgestattet ist. Die.beiden Düsen26 Fig. 1; . und 28 sind auf das Innere der beiden Rinnen29

Fig. 10 ist ein Schnitt durch eine Ausführungs- und 30 gerichtet, die zwischen den zylindrischen Variante der Misch-Dekantierkammern, besonders Teilen 18 ausgespart sind und im wesentlichen den für den Fall, wo die Achse der Vorrichtung vertikal 50 Enden der Trommel 1 entsprechen!
verläuft; ... Im Inneren des Schaftes 19 sind, ebenfalls zwei

Fig. 11, 13 und 15 einerseits und 12, 14 und 16 Kanäle31 und 32 angeordnet, die in Auffangrohren andererseits zeigen drei andere Ausführungsformen , 33 und 34 für die Flüssigkeit enden, die jeweils auf der Mischkammern, die im Schnitt längs einer durch Grund der Drehsymmetrie der Vorrichtung in die an die Achse der Vorrichtung verlaufenden Ebene, 55 die Rinnen 29 und 30 angrenzenden Rinnen 35 und andererseits längs einer senkrechten Ebene darge- 36 dringen. .

stellt sind; - . ■ . . Die zylindrischen Teile 18 begrenzen im Inneren

Fig. 17 zeigt im Vertikalschnitt ein Ausführungs- der Trommel 1 benachbarte ringförmige Kammern beispiel der Zentrifugalextraktionsvorrichtung nach (Rinnen), die jeweils für die Mischung zweier Flüsder Erfindung; 60 sigkeiten, anschließend zu ihrer Dekantierung be-

Fig. 18, 19 und 20 zeigen schematisch im.Verti- stimmt sind. In der folgenden Beschreibung sollen kaischnitt Ausführungsformen für die Lagerung der durch_: das Bezugszeichen 37 die Mischrinnen und Trommel. -_: ■>- . τ mit 38 die Dekantierangsrinnen bezeichnet werden.

Wie in Fig. 1, die eine Extraktionsvorrichtung mit Wie in Fig. 1 zu sehen, sind die, die Seiten der

horizontalliegender Achse darstellt, besteht die Vor- 65 Mischrinnen 37 begrenzenden ringförmigen Teile 18 richtung im wesentlichen aus einer Trommel 1 mit " jeweils mit einer einen Überlauf bildenden öffnung horizontalliegender Achse, die durch eine Wand 39 und einer öffnung 40 ausgestattet, die bezüglich oder einen zylindrischen Ring aufgebaut ist, der an der Trommelachsel auf einem etwas größeren Ra-

dius als dem der entsprechenden öffnung 39 angeordnet ist. Übrigens ist jede Dekäntierungsrinne 38 in dem den Boden der Rinne begrenzenden zylindri-' sehen Teil 18 mit einer öffnung 41^: ausgestattet, die inLangskanäle 42 mündet, die zwischen- dem Mantej2 der Trommel und ^? den hierin aufgestapelten Teilen 18 gebildet werden. Wie aus Fig_vl und genauer aus Fi g. 3 ersichtlich, verbindet jeder Kanal 42 eine Dekäntierungsrinne 38 mit einer Mischrinne 37.über die Öffnung41 entsprechend der Rinne38 und einer im Boden der Rinne37 belassenen öffnung 43. Wie in Fig. 3 und insbesondere in der in F i g. 4 gezeigten Abwicklung zu sehen, sind die Kanäle^ zickzackförmig gegen den Mantel 2 der Trommel 1 angeordnet, um die Verbindung zwischen sämtlichen Rinnen 37 und 38 der Vorrichtung imfner enger durch jede selbst herzustellen. ' '■ '

Schließlich ist der Schaft 19 auf der Außenwand von einer koaxialen Muffe 44 umschlossen, auf der in regelmäßigen Intervallen zylindrische Scheiben 45 ..₈₀ aufgekeilt sind, von denen Einzelheiten in Fig. 5 dargestellt sind. Die Scheiben sind hierbei am Umfang mit Auszackungen 46 Versehen, die z.B. über öffnungen in starrer Form, die in Dickenrichtung der Scheiben ausgespart sind, vorliegen. as

Bei einer anderen Ausführungsform der Scheibe 45 (Fig. 6) sind regelmäßig im Abstand angeordnete Schrägrinnen in den Umfang der Scheiben 45 derart eingearbeitet, daß geneigte Zähne 72 sichtbar werden. Bei anderen Ausführungsformen sind die Mischscheiben mit richtigen Seitenflügeln ausgestattet, die z.B. mit dem Bezugszeichen 144 in den F i g. 13 und 15 zu sehen sind.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die folgende: ' . -

Die beiden in Berührung zu bringenden Flüssigkeiten werden in die Rinnen 29 und 30 der Vorrichtung über die Düsen 26 und 28 der Zuführungskanäle 24 und 25 eingeführt, wobei die Arbeitsweise bei Drehung der Trommel 1 sich wie folgt einstellt: Im Inneren einer beliebigen Mischrinne 37 werden die beiden Flüssigkeiten energisch durch die in die Rinne eindringende Scheibe 45 durchrührt. Die hervorgerufene Emulsion wird dem durch die Zentrifugalkraft auf Grund der Drehung des Rotor 1 erzeugten Feldes ausgesetzt. Die so erhaltene Emulsion tritt durch die öffnungen 14, z. B. von links nach rechts in der Zeichnung (s. F i g. 1 und 3), und tritt in die Dekantierungsrinne 38, die der Mischrinne 37 benachbart ist. In diese Dekäntierungsrinne wird die leichte Phase über die Überlauföffnung 39 entleert und fällt in die folgende Mischrinne. Die schwere Phase dagegen läuft über die im Boden der Rinne 38 vorgesehene Öffnung 41 und über den entsprechenden Kanal 42 und die öffnung 43 zurück in den Boden der Mischungsrinne, die auf der anderen Seite der Rinne 38 vorgesehen ist.

So werden insbesondere auf Grund der Zickzack-Anordnung der Kanäle 42 die beiden Flüssigkeiten nacheinander kontinuierlich Misch- und Dekantierstufen ausgesetzt, wobei jede dieser Stufen nur eine sehr kurze Kontaktzeit zwischen den beiden Flüssigkeiten erfordert, da die Zentrifugierung eine innigere Mischung und eine schnellere Trennung bewirkt, als wenn zwei Flüssigkeiten allein dem Einfluß der Schwerkraft bei ein und dem gleichen Endergebnis ausgesetzt wären.
Wie in F i g. 7 gezeigt, kann man bei verschiedenen Anwendungsgebieten die Trennung zwischen den Phasen in den pekantierungsrinnen 38 erleichtern, indem die Öffnung 41 mit" kreisförmigen Ablenkblechen mit Überlauf oder einer sonstigen Einrichtung,, die zum gleichen Ergebnis führt, versehen ist. Im betrachteten ■ Fall weist dieses Ablenkblech ein zylindrisches Teil 47 auf, das in den. Boden der Rinne 41' eingeschraubt werden kann. Das Teil 47 ist fnit einer öffnung 48 ausgestattet, an die sich· ein Schacht 49 anschließt, der "zwischen Innenwand des Elementes 47 und einer geeigneten Schulter 50,' die von letzterer getragen wird, ausgespart' ist. Das Ende der Schulter 50 bildet einen Überlauf und ermöglicht eine bessere Stabilität bei der Trennung der beiden flüssigen Phasen'in "der Dekäntierungsrinne 38* in dem die hydrostatischen"Säulen'in der Rinne 38 und im Innehteil des zylindrischen Teiles 47-ausgeglichen

werden: '"' " "^; ""

Unter Aufrechterhaltung des gleichen Arbeitsprinzips und derselben allgemeinen Anordnungen ist es möglich, die Vorrichtungen sämtlichen besonderen Arbeitsbedingungen anzupassen,'sei"es,"daß es die Natur der Flüssigkeiten, der Flüssigkeitsmerigen usw. betrifft, und zwar unter Änderung von Konstruktionsdetails. Eine erste Variante der Ausführungsform der Misch- und Dekantierrinrieh sind in Fig. 8 dargestellt. Wie zu sehen, ist der feste Schaft 19 in der Achse einer Drehtrommel 1 angeordnet, die durch irgendeine nicht dargestellte Einrichtung angetrieben wird. Im Inneren der Trommel sind die verschiedenen Misch- und Dekantierrinnen 37 und 38 beim betrachteten Äüsführungsbeispiel durch Platten 61 getrennt, die in'die Trommel senkrecht zur Irinenoberfläche eingesetzt sind. Zwischen zwei benachbarten Rinnen sind die Platten 61 zweckmäßig umgebogen und eingepreßt und begrenzen zwischen den Flächen 62 und 63 eine Ringkammer 64, die, wie weiter noch gezeigt werden wird, einen Sammler für die miteinander in Berührung zu bringenden Phasen bildet, wobei' diese Kammer zwischen einer Misch- und Dekantierrinne angeordnet ist, die in der Zeichnung links zu sehen ist. Jeder der Sammler 64 ist durch einen kreisförmigen Überlauf 65 begrenzt, der die Verbindung mit der benachbarten Mischrinne 37 sicherstellt. Hierbei ist eine Überlauföffnung 66 in der Fläche 62 der Platte 61 vorgesehen und verbindet Sammler und benachbarte Dekantierrinne miteinander. Jede Mischrinne besitzt eine Scheibe 45, die fest mit der Welle 19 verbunden ist und ihrerseits gegen die Dekantierfinne 38 abgegrenzt ist, rechts von der eine eingepreßte' Gegenplatte 67 angeordnet ist. Diese ist' an der Platte 61 über Schrauben 68 befestigt.'Diese Gegenplatte 67 weist Löcher 69 auf, die einen Durchlaß zwischen entsprechender Misch- und Dekäntierrinne schaffen und ihrerseits mit einer Hilfstrerinwand 70 ausgestattet sind, die durch die Gegenplatte 67 mittels einer Trennwand 71 getragen ist." Der Boden der Rinne 38 wird von Kanälen 42 durchsetzt, die für den Umlauf der schweren Phase bestimmt sind. Diese Kanäle erlauben eine Rückführung dieser Phase in die Vorrichtung aus den Dekantierungsrinnen zu den Mischrinnen entsprechend dem oben gerade beschriebenen Schema der Betriebsweise (Fig. 3). Diese Kanäle 42 sind vorteilhaft zickzackförmig angeordnet, um die Verbindung zwischen sämtlichen Mischrinnen und sämtlichen Dekantierungsrinnen der Vorrichtung möglichst nahe und über jede von

ihnen einzeln sicherzustellen. Hierzu ist der Boden jedes zwischen den beiden Flächen der Platte 61 ausgesparten Sammlers mit einem Wellprofil ausgestattet, das genau die Verteilung der Kanäle 42 von einer Stufe zur anderen ermöglicht. Eine andere Lösung könnte darin gesehen werden, die Kanäle 42 in ihrer Mittelebene knieförmig zu biegen, wobei dann die Böden der Sammler, kreisförmig ausgebildet sein können, was die Bearbeitung erleichtert. ..

Dank der besonderen vorstehenden Anordnungen dringt die schwere Phase, die von einer beliebigen Stufe durch einen der Kanäle 42 zugeführt wurde, in den Boden des Sammlers 64 ein, während die leichte Phase hier hinein durch die öffnung 66 überläuft, indem sie aus der Strömung der aufwärts angeordneten Dekantierungsrinne 38 abströmt. Die beiden Phasen werden dann durch den Überlauf 65 in die Mischrinne 37 zurückgeführt, wo die Scheibe 45 die Durchrührung und das Umpumpen sicherstellt. _m

Eine Anwendung dieses Prinzips auf die Speisung der Mischrinnen ist in F i g. 2 dargestellt, bei der die wesentlichen Teile einer Zentrifugalextraktionsvorrichtung mit horizontal liegender Achse und drei Stufen dargestellt sind.

F i g. 9 zeigt eine andere Ausführungsform der im Fall nach F i g. 8 vorgesehenen Anordnungen, nach der die Verbindungskanäle 42 durch einen Ringraum 73 ersetzt sind, der die Ausführung mit geformten und bearbeiteten Teilen ermöglicht. Die Strömung der schweren Phase durch den Hohlraum 73 erfolgt über Löcher 74 und 75, die zickzackartig in den Trennplatten 76 eingebohrt sind, welche zwischen jeder Dekantierungsrinne 38 und dem Sammler 77 (der dem Sammler 64 in Fig. 8) entspricht, vorgesehen sind, und. bei dem die beiden Phasen miteinander vereinigt werden, bevor der Überlauf in die benachbarte Mischrinne 37 erfolgt. Letztere ist durch ein eingepreßtes Teil 78 abgeschlossen und bildet eine Trennwand und ist zwischen den Platten 76 zweier aufeinanderfolgender Stufen eingekeilt.

Fig. 10 zeigt eine andere, insbesondere für den Fall geeignete Variante, wo die Achse der Vorrichtung horizontal verläuft. Die stationäre .Scheibe 45 weist einen kegelstumpfförmigen Teil 79 auf, der in der Figur nach oben gerichtet ist. Die Trennwand 80 (die den Trennwänden71 oder 78 in den Fig. 8 und 9 entspricht) weist ebenfalls einen kegelstumpfförmigen parallelen Teil auf, der ihre Zentrierung und Befestigung auf der Platte 81 erlaubt, wodurch zwischen den Misch- und Dekantieninnen die Sammler 82 begrenzt sind, die zur Aufnahme der beiden Phasen vor dem Übergang in die Mischrinnen vorgesehen sind. Diese Lösung vereinfacht den Aufbau der verschiedenen Teile der Vorrichtung und bewirkt im übrigen einen Schutz gegen eventuelle Rinnen von einer Stufe zur anderen durch die stationären Teile der Vorrichtung.

Andere Ausführungsvarianten sind in den Fig. 11 bis 16 dargestellt.

Die Fig. 11 und 12 zeigen einmal im Axialschnitt (Fig. 11) ein anderes Mal im Querschnitt (Fig. 12) eine Mischrinne 132 sowie die ihr zugeordnete Mischscheibe 130. Die Scheibe 130 ist fest mit dem Schaft 134 verbunden, die Rinne 132 dreht sich mit der Trommel. Der Boden der Rinne besteht aus einem zylindrischen Teil 138. Die Scheibe ist am Umfang mit geneigten Zähnen 139 ausgestattet.

Diese den Öffnungen 140, die die Mischrinne mit der Dekantierungskammer 142 verbinden, zugeordneten Zähne bilden ein Zentrifugalrad.

Die Strömung der beiden Flüssigkeiten über dieses Rad bewirkt gleichzeitig das Durchrühren des Gemisches und schafft den Druck, der die Flüssigkeit über die gesamte Trennvorrichtung und zunächst zur kontinuierlichen Dekantierungskammer 142 strömen laßt.

Nach einer in den Fig. 13 und 14 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Mischscheibe 130 am Umfang mit Flügeln 144 ausgestattet, die seitlich bezüglich der Ebene der Scheibe 130 angeordnet sind. Die Flügel werden in eine relative Drehbewegung bezüglich der stationären Radialflügel versetzt, die an der Wand 148 befestigt sind und außerdem bezüglich der Radialöffnungen 150, die im zylindrischen Teil ausgespart sind und den Boden der Rinne bilden. Bei dieser Ausführungsform wird der Mischeffekt verbessert. Die Gewinde für die Flüssigkeit, die von den Innenflügeln zu den Außenflügeln verlaufen, sind durch die Hügel 144 der Scheibe 130 geschnitten, der Mischeffekt wird merklich erhöht.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach den F i g. 15 und 16 fließt ein Teil des durch die seitlichen Flügel 144 erzeugten Zentrifugalstroms durch die Öffnungen 146, die parallel zur Achse der Vorrichtung zur Mischkammer hin gerichtet sind. Ein anderer Teil des Stroms tritt, wie im vorhergehenden Fall, durch die Radialöffnungen 150. Zwischenbereiche zwischen den in den Fig. 11 und 12 einerseits und Fig. 13 und 14 andererseits dargestellten Bereiche kann man erhalten, indem man die Durchgangsflächen der radialen und axialen öffnungen anpaßt.

Eine mit Rührwerken in Form stationärer Scheiben nach einer der vorhergehenden Anordnungen hergestellte Maschine arbeitet hinsichtlich des Ansaugens und Rühren der Flüssigkeiten genau. Das plötzliche Abbremsen des Reibens des auf den stationären Scheiben sich drehenden Flüssigkeitsringes kann jedoch in gewissen Fällen zu Schwierigkeiten führen, z. B. zum Spritzen oder Ansteigen der Flüssigkeit. Diese Nachteile kann man insgesamt beheben, wenn man den Mittelschaft um die gleiche Achse wie die Trommel und im gleichen Sinn, jedoch mit anderer Geschwindigkeit sich drehen läßt. Auf diese Weise erhält man ein Ansaugen und ein Durchrühren der Flüssigkeiten, wie bei den vorher beschriebenen Einrichtungen, jedoch ohne Spritzen und Hochkommen der Flüssigkeit auf Grund der im Mittelteil selbst erzielten Zentrifugalkraftwirkung.

Die praktische Ausführung einer Anzahl vorher beschriebener Konstruktionsprinzipien ist in Fig. 17 dargestellt, wo eine kontinuierliche Zentrifugalextraktionseinrichtung mit vertikal stehender Achse und drei Extraktionsstufen A, B und C dargestellt ist. Das Schaltbild des Umlaufes der Flüssigkeit in der Vorrichtung ist gleich dem in Fig. 3 dargestellten.

Eine schwere Flüssigkeit wird im oberen Teil der Vorrichtung über ein Rohr 80' eingeführt, das dem Rohr 25 nach F i g. 1 entspricht. Eine leichte Flüssigkeit wird bei 82' eingeführt, von wo sie über eine Anordnung von parallel zur Achse angeordneten Rohren bis zur Mischrinne 83 der ersten Extraktionsstufe A geführt wird (im folgenden soll diese erste Mischrinne mit 83 bezeichnet werden; darüber

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hinaus werden mit den Buchstaben a, b und c die Bezugszeichen entsprechender Elemente in den Extraktionsstufen A, B und C bezeichnet). Schwere Flüssigkeit wird in der gleichen Mischrinne 83 a über ein Radialrohr 86 zugeführt. Diese schwere Flüssigkeit, wie weiter unten auseinandergesetzt werden wird, stammt aus der DekantierungsabteilungS und strömt über die Ringkammer 90. Die Drehung der Wände der Rinne 83 α, die sich mit der Trommel 91, an der sie fest angeordnet ist, dreht, nimmt die beiden Flüssigkeiten mit, die auf Grund der Wirkung der Scheibe 88, die fest mit dem festen Schaft der Vorrichtung verbunden ist, heftig bewegt bzw. durchrührt und gemischt werden. Um die Wirksamkeit des Gemisches zu verbessern, kann die Scheibe 88 am Umfang mit Flügeln oder Nuten versehen sein, die gegebenenfalls zur Achse geneigt sind und die in Fig. 17 nicht dargestellt wurden. Das Gemisch wird in eine ruhigere Zone gedrückt, die durch die Ringkammer 84 gebildet wird, von wo ao sie in die Dekantierungsabteilung A über zwei Reihen von Öffnungen 96 und 98 fließt, die auf Kreisen mit unterschiedlichem Radius, d. h. auf unterschiedlicher dynamischer Druckhöhe angeordnet sind.

Tritt das aus diesen Medien bestehende Gemisch in die Dekantierungskammer A ein und wird sie bei der Drehbewegung dieser Kammer mitgenommen und ruft das Schwerefeld, dem sie ausgesetzt ist, eine rasche Dekantierung der schweren und leichten Medien in zwei konzentrischen Schichten hervor, so bildet sich eine Schicht des leichten Mediums, eine des schweren Mediums aus. Die freie Oberfläche des leichten Mediums stellt sich entsprechend einem Zylinder ein, dessen Erzeugende bei 100 dargestellt ist. Das Medium verteilt sich längs eines Außenzylinders; die Trennfläche zwischen den beiden Medien stellt sich bei 102 ein. Das dekantierte schwere Medium fließt über eine Reihe von öffnungen 93 α ab, von wo es in ein flaches Becken 94 geführt wird, das den Innenboden der Vorrichtung bildet und wird schließ-Hch nach außen über die Rohre 95 abgezogen.

In Diametralebene angeordnete Flügel können an den Wänden 89 und 92 der Dekantierungsabteilungen angeordnet sein. Sie erleichtern die Mitnahme des Flüssigkeitsgemisches bei der allgemeinen Drehbewegung der Vorrichtung und verhindern die Bildung von örtlichen Wirbeln und begünstigen so die Dekantierung der beiden Flüssigkeiten.

Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Maßnahme ist in der zweiten Stufe B der Vorrichtung die gleiche. Erreicht das freie Niveau 100 der leichten Flüssigkeit die öffnungen 108 α der Dekantierungskammer A der ersten Extraktionsstufe, so läuft diese leichte Flüssigkeit in die Mischrinne 83 b der folgenden Stufe B über. Unter partieller Vermischung mit der schweren, aus der Dekantierungskammer C stammenden Flüssigkeit erfolgt eme Überlagerung hiermit; über eines der Radialrohre 86 & wird es dann aus der Ringkammer 90 & weitergeleitet. Die beiden sich bei 83 b unter der Wirkung der Scheibe 88 & vermischenden Flüssigkeiten werden in die Zwischenkammer 84 b gedrückt, von wo aus sie in die Dekantierungskammer B strömen.

Der gleiche Vorgang wiederholt sich von Stufe zu Stufe in analoger Weise bis zur Dekantierungskammer C, von wo aus die leichte Flüssigkeit über eine Ringöffnung 110 abgezogen ist, der sie über eine konische Wand 112 zugeführt wird. Von hier aus wird die leichte Flüssigkeit über eine Prallblechanordnung 114 zu einer stationären seitlich angeordneten Leitung 116 geführt.

Das Austragen kann auch über ein Vertikalrohr 118, dem das Medium über öffnungen 120 und eine Ringkammer 122 zugeführt wird, erfolgen. Im letzteren Fall wird das Abziehen des leichten Mediums durch die Turbinenwirkung sichergestellt, die von den Flügeln oder Schaufeln 124 hervorgerufen wird; die Flügel drehen sich mit der Trommel und bilden ein Zentrifugalrad mit dem starren Teil 126 des Gerüstes.

Nach den Ausführungsformen der Fig. 18, 19 und 20 wird "erkenntlich, daß die Vorrichtung in zahlreichen Varianten ausgelegt werden kann, je nachdem, ob die Trommel 1 nur auf einer einzigen Seite geöffnet ist und von zwei auf der gleichen Seite (Fig. 18) angeordneten Lagern51 bzw. 52 getragen ist oder ob die Trommel auf einer Vertikalwelle 53 angeordnet ist und über eine Treibriemenanordnung 54 angetrieben wird, die hierunter (F i g. 19) vorgesehen ist. Nach einem anderen Beispiel (Fig. 20) kann die Trommel von einer Pendelwelle 55 mit Antrieb von oben gelagert werden, wobei letzterer Fall den Vorteil bietet, daß ein zweckmäßiger biologischer Schutz zwischen dem mechanischen Antriebsteil und der Trommel selbst bei Anwendung in der Kerntechnik gewährleistet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   mern Kammern zum Zuführen von schwerer Flüssig-, keit aus der jeweils übernächsten Absetzkammer vorgesehen sind.

   Dieses Prinzip ist an sich aus einer Kontaktie-5 Hängevorrichtung (deutsche Patentschrift 706 971) anderer Art bekannt. Bei dieser bestehen die Abteilungen dieser Zentrifuge zwar auch aus einer Dekantierkammer, einer Kammer für die Schwereflüssigkeit und aus einem Durchlaß für die Mischung der