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Anordnung an einem Zentrifugalabscheider (Zentrifuge) ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung an einem Zentrifugalabscheider
(Zentrifuge), der einen Rotor besitzt mit einem Einlaß für die zu zentrifugierende
Flüssigkeit und einen zentralen Auslaß für die getrennte Flüssigkeit, mit einer
Trennkammer, dessen-radial äußerster Teil für eine abgetrennte Komponente der Mischung
vorgesehen ist, die schwerer ist als die abgetrennte Flüssigkeit, mit einem sich
von dem äußersten Teil der Trennkammer in Richtung auf die Drehachse des-Rotors
zu einer zentralen Kammer sich hinerstreckenden Kanal, in der ein feststehendes
Glied mit einem weiteren Kanal darin vorgesehen ist, der sich in die zentrale Kammer
radial außerhalb des während des Betriebes
des Rotors sich bildenden
Oberfläche öffnet und der mit einer Drosselvorrichtung versehen ist, die eine vorbestimmte
Strömung von der zentralen Kammer durch den weiteren Kanal während des Betriebes
des Rotors zuläßt, und mit Einrichtungen, die abfühlen, wenn eine Änderung der Strömung
zwischen dem äußersten Teil der Trennkammer und der zentralen Kammer auftritt.
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Ein- Anordnung von dieser Art ist durch die deutsche Patentschrift
1 145 loo bekannt geworden. Der oben erwähnte Kanal wird in diesem Fall durch einen
sogenannten Schälkanal gebildet, der eine Drosseleinrichtung an seinem Auslaßende
aufweist und;""der mit einem Druckmeßinstrument gebunden ist. Die Anordnung arbeitet
in der folgenden Weise: Flüssigkeit wird kontinuierlich durch den Schälkanal'von
der zentralen Kammer aus zu der Einlaßleitung des Rotors gepumpt, damit die Mischung
zentrifugiert werden kann. Dies verursacht eine permanente Flüssigkeitsströmung
von der Trennkammer des Rotors zu der zentralen Kammer, und zwar über den genannten
Weg. Wenn nach einer gewissen Betriebsdauer abgetrennte schwere Bestandteile der
zentrifugierten Mischung die Öffnung dieses Weges in der Trennkammer bedecken, wird
eine weitere Flüssigkeitsströmung über diesen Weg zu der zentralen Kammer verhindert.
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Die zentrale Kammer wird dadurch trockengelegt, wonach auch die Flüssigkeitsströmung
durch den Schälkanal aufhört. Der Druck fällt dann in dem Schälkanal vor der Droseleinrichtung
ab, was durch das Druckmeßinstrument abgefühlt wird.
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Dieses ist dazu eingerichtet, daraufhin einen Entleerungsvorgang für
die abgetrennte schwere Komponente aus der Trennkammer des Rotors einzuleiten.
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Es hat sich gezeigt, daß diese bekannte Anordnung einen Nachteil mit
sich bringt, der es in der Praxis schwierig macht, diese Anordnung zu verwenden.
Der Nachteil ist der, daß der verengte Teil des Schälkanals nach einiger Betriebszeit
vollkommen oder teilweise verstopft, und zwar infolge der Tatsache, daß fest Partikel,
die in der Trennkammer von der in den Rotor gegebenen Mischung abgetrennt wordensind,
durch di e die Flüssigkeitsströmung über den Weg zu der zentralen Kammer und von
dort weiter in den Schälkanal mitgerissen werden. Um eine allzu starke Flüssigkeitsströmung
in der Nähe der Öffnung dieses Weges oder Kanals in der Trennkammer zu vermeiden,
wird danach gestrebt, einen möglichst kleinen Strömungsquerschnitt der Drossel in
dem Schälkanal zu haben. Dies verursacht, daß der verengte Teil des Schälkanals
leicht durch die von der Flüssigkeit mitgerissenen festen Partikel verstopft wird.
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Es die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, dieses
Problem bei Anordnungen der gattungsgemäßen Art zu lösen, so daß eine minimale Strömung
durch den Kanal zwischen der Trennkammer des Rotors und der zentralen Kammer über
eine lange Zeitspanne aufrechterhalten werden kann ohne zu riskieren, daß die Drossel
in dem Kanal verstopft wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Drossel des weiteren Kanals
an der Öffnung dieses Kanals in die zentrale Kammer angeordnet ist, so daß ein Verstopfen
der Drossel durch die Relativbewegung verhindert wird, die sich während des Betriebes
des Rotors zwischen der Flüssigkeit in der zentralen Kammer und dem darin angeordneten
feststehenden Glied ergibt.
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Es ist wünschenswert, die Drossel in dem Kanal so kurz wie möglich
in der Strömungsrichtung der Flüssigkeit zu halten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die Drossel durch eine gesonderte Düse gebildet,
die mit dem feststehenden Glied verbunden ist und eine Durchtrittsöffnung besitzt,
deren Strömungsquerschnitt in der vorgesehenen Strömungsrichtung für die Flüssigkeit
in dem Kanal zunimmt.
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Die vorliegende Erfindung wird im Nachfolgenden.unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen erläutert. Darin zeigt die.Fig. 1 einen Teil eines Rotors
eines Zentrifugalabscheiders, der mit einer Anordnung nach der vorliegenden Erfindung
versehen ist. Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Teils der-Erfindung.
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Fig. 1 zeigt einen Teil eines Zentrifugenrotors 1 und eine Anzahl
von konischen Platten 2, die in der Trennkammer des Rotors angeordnet 8ind. Eine
Einlaßleitung 3 für eine in dem Rotor zu-zentrifugierende Mischung öffnet sich in
dem
Zentrum des~Rotors. Die eingegebene Mischung wird durch einen
sogenannten Verteiler 4 zu dem unteren Teil des Rotors geleitet und von da in die
Trennkammer. In der Trennkammer-wird eine. leichte Flüssigkeitskoniponente der Mischung
abgetrennt, die zwischen den konischen Platten 2 in Richtung auf das Zentrum des
Rotors fließt, während eine abgetrennte schwere Komponente der Mischung sich in
einem Teil 5 der Trennkammer sammelt, der am weitesten.
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von der Achse des Rotors entfernt ist. Von dem Zentrum des Rotors
fließt die abgetrennte leichte Komponente über.
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den Kanal 6 an eine Uberströmöffnung 7, über die sie den Rotor verläßt,
während die abgetrennte schwere Komponente in dem radial am Weitesten außen liegenden
Teil-der Trennkammer verbleibt.
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Von dem Teil 5 der Rotortrennkammer erstreckt sich ein Kanal 8 in
Richtung auf die Achse des Rotors zu einer zentralen Kammer 9--hin.- In dieser Kammer
ist ein feststehendes Rohr 10 vorgesehen, dessen Durchtrittskanal 11 sich an einem
Ende in die zentrale Kammer 9 öffnet, und zwar radial auswärts von der Flüssigkeitsoberfläche',
die sich darin während des Betriebes des Rotors.ausbildet, und das andere Ende dieses
Rohres öffnet sich in den Zwischenraum zwischenrdem feststehenden Einlaßrohr 3 und.dem
Verteiler 4, wobei letzerer zusammen mit dem Rotor rotiert. Die Flüssigkeitsoberfläche
in der zentralen Kammer ist mit 12 bezeichnet. Während des Betriebes des Rotors
wird Plfissigkeit durch den Kanal 11 von der zentralen
Kammer 9
zu der Innenseite des Verteilers 4 fliessen, von wo die Flüssigkeit wieder in die
Trennkammer des Rotors geleitet wird. Die Strömung durch den Kanal 11 wird durch
die Rotation der Flüssigkeit in der Kammer 9 veranlaßt, die einen statischen Flüssigkeitsdruck
an der Öffnung des Kanals 11 in der Flüssigkeit erzeugt.
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An seiner Öffnung in die Flüssigkeit ist der Kanal 11 mit einer Drossel
13 versehen. Diese ist sehr genau kalibriert, so daß eine vorbestimmte Flüssigkeitsströmung
während des Betriebes des Rotors dauernd durch den Kanal 11 aufrechterhalten wird.
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Wenn Flüssigkeit die zentrale Kammer 9 durch den Kanal 11 verläßt,
wird neue Flüssigkeit automatisch von der Trennkammer des Rotors aus über den Kanal
8 nachgeliefert. Die Flüssigkeitsoberfläche in der Kammer 9 wird dadurch auf dem
genannten Niveau 12 bleiben. Die Stellung der Flüssigkeitsoberfläche in der Kammer
9 wird mittels eines Druckmeßinstrumentes 14 abgefühlt. Dieses ist mit der Kammer
9 über einen Kanal 15 in einer Schäleinrichtung 16 verbunden. Der Kanal 15.öffnet
sich wie der Kanal 11 radial auswärts von der Flüssigkeitsoberfläche in der Kammer
9. Der dynamische Druck, der durch die in der Kammer 9 rotierende Flüssigkeit an
der Öffnung des Schälkanales 15 in der Kammer 9 erzeugt wird, pflanzt sich zu dem
Druckmeßgerät 14 fort, wo der gemessene Druck ein Maß darstellt dafür, wieviel von
der Schäleinrichtung 16 durch die Flüssigkeit in
Kammer 9 bedeckt
wird, d.h. wo die Flus s igke its oberfläche in der Kammer 9 sich befindet.
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Solange wie Flüssigkeit frei von der Trennkammer des Rotors durch
den Kanal 8 zu der zentralen Kammer 9 strömen kann, bleibt ie Flüssigkeitsoberfläche
in der Kammer 9 auf dem Niveau 12. Wenn jedoch soviel von der schweren Komponente
der an den Rotor gelieferten Mischung in der Trennkammer abgetrennt worden ist,
daß diese abgetrennte schwere Komponente die Öffnung des Kanals 8 in die Trennkammer
bedeckt und somit eine weitere Strömung der Flüssigkeit zu der Kammer 9 verhindert,
wird die Flüssigkeit in der Kammer 9 entleert werden, wobei die Flüssigkeitsoberfläche
sich darin radial nach außen bewegt über die Öffnung des Schälrohres 15 in der Kammer
9 hinaus. Dann kann ein dynamischer Flüssigkeitsdruck sich nicht mehr zu dem Druckmeßinstrument
i4 fortpflanzen.. Ein Druckabfall an dem Instrument 14 zeigt somit an, daß dessen
Inhalt an abgetrennten schweren Komponenten entleert werden muß.
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Natürlich kann irgendeine andere geeignete Anordnung verwendet werden
zum Abfühlen einer Verschiebung der Flüssigkeitsoberfläche in der zentralen Kammer
9 als Folge davon, w daß die abgetrennte schwere Komponente der zentrifugierten
Mischung die Öffnung des Kanals 8 in der Trennkammer blokkiert. Viele solcher Anordnungen
sind bereits bekannt.
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In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform des radial z
äußersten
Teiles des Rohres 1o gezeigt, an dem der Kanal 11 verengt ist. Die Drossel selbst
wird hierbei durch eine spezielle Düse 17 gebildet, die in das Rohr 1o eingesetzt
ist, und einen Strömungsquerschnitt 18 besitzt. Wie sich aus der Fig. 2 ergibt,
hat der Kanal 18 einen Strömungsquerschnitt, der in Richtung auf den Ausgang aus
dem Kanal abnimmt, d.h. er nimmt zu in der vorgesehenen Strömungsrichtung in dem
Kanal. Der Zweck hiervon ist es, jede Möglichkeit eines Verstopfens des verengten
Teiles des Kanales 11 zu beseitigen.
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Es wurde oben angenommen, daß der Kanal 11 auf seiner ganzen Länge
im wesentlichen radial bezüglich der Achse des Rotors verläuft. Dies ist an sich
nicht notwendig. Der Kanal 11 kann andererseits eine solche Ausdehnung haben, das
eine Öffnung in die Kammer 9 in Richtung der Rotation des Rotors gerichtet ist oder
in Richtung gegen die Rotation, wie dies im Zusammenhang mit einem sogenannten Schälkanal
erfolgt. Die Kanalöffnung in die Kammer 9 kann auch direkt axial angeordnet sein.
In allen Fällen wird ein wirksamer Reinigungseffekt an der Öffnung des kanals erhalten.