DE2529779A1 - Zentrifuge - Google Patents
ZentrifugeInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B5/00—Other centrifuges
- B04B5/08—Centrifuges for separating predominantly gaseous mixtures
-
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
- B04B9/02—Electric motor drives
- B04B9/04—Direct drive
Description
- Zentrifuge Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Zentrifuge mit einer rotierenden Trommel, speziell eine Gaszentrifuge, bei der die voneinander getrennten Gase durch die Stirnflächen der rotierenden Trommel abgezogen werden.
- Zentrifugen mit stehenden1 trommelförmigen oder zylindrischen Zentrifugenkörpern sind in verschiedener Ausbildung bekannt. An den Stirnflächen der Zentrifugenkörper sind Achszapfen befestigt, die in entsprechenden Lagern gehaltert sind. Der Zentrifugenkörper weist einen Gaseinlass für das zu trennende Gasgemisch und AusLässe für die getrennten Gaskomponenten auf. Der Zentrifugenkörper wird durch einen Elektromotor mit hoher Tourenzahl geareht.
- Gebräuchlicherweise ist der Rotor des Elektromotors auf der unteren Lagerwelle des Zentrifugenkörpers gehaltert.
- Der Rotor ist vom Motorstator umgeben. Bei dieser Ausbildung des Antriebs ist der antreibende Elektromotor jedoch so angeordnet, dass er eine axiale Bauhöhe erfordert. Um die Bauhöhe des Rotors und des Stators muss die Länge des unteren Achszapfens des Zentrifugenkörpors verringert werden.
- Dadurch wird der Rotor der Zentrifuge schwerer als konstruktiv erforderlich ist. Dies wiederum führt zu einer höheren Lagerbelastung, die bei den in Frage stehenden hochtourigen Vorrichtungen ein wesentlicher Faktor ist.
- Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Zentrifuge mit einem leichteren Zentrifugenkörper, wobei die Gewichtsersparnis insbesondere durch eine verkürzte und leichtere Ausbildung des Achszapfens herbeigeführt werden soll.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Zentrifuge1 deren Lager eine höhere Standzeit aufweisen.
- Außerdem bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Zentrifuge1 deren Zentrifugenkörper und deren mit dem Zentrifugenkörper zusammenwirkenden Konstruktionselemente einfacher ausgelegt, insbesondere in ihrer Anzahl verringert werden sollen.
- Bin weiteres Ziel der Erfindung ist schliesslich die Schaffung einer Zentrifuge mit einz verbesserten System zum Abziehen der getrennten Gase aus dem Trennkörper.
- Schliesslich soll die Erfindung eine Zentrifuge schaffen, deren elektrischer Antriebsmotor einen Rotor enthält, der grösseren mechanischen Spannungen standhalten kann.
- Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge mit verbessertem Zentrifugenkörpersystem zu schaffen, das konstruktiv leichter und einfacher ausgebildet ist, dadurch höhere Standzeiten und Tourenzahlen ermöglicht und gleichzeitig damit eine verbesserte Materialstromführung ermöglicht.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zentrifuge vorgeschlagen, die erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet ist.
- Für den Auslass der abzuziehenden Gase werden parallel zu den Stirnflächen des zylindrischen Zentrifugenkörpers und in deren Nähe Trennböden vorgesehen. Diese Trennböden wirken auf die abzutrennenden Gase rektifizierend. Ein Merkmal der Erfindung geht nun von dem Gedanken aus, dass auch der Rotor des elektrischen Antriebsmotors zusätzlich als Trennboden dienen kann. Da der Aussendurchmesser eines Trennbodens praktisch den gleichen Durchmesser wie ein stirnseitig abschliessender Boden haben soll, muss ein Trennboden eine recht hohe mechanische Festigkeit aufweisen.
- So treten beispielsweise an der inneren Peripherie einer mit 40 000 U/min rotierenden Scheibe mit einem Durchmesser von 200 mm Spannungen in der Grössenordnung von 1,14 kN/mm auf. Ein Hysteresematerial kann als Rotor eines Elektromotors dienen, der so hohen mechanischen Spannungen standhalten muss.
- Die Erfindung schafft also eine Zentrifuge mit abschliessenden Stirnflächen auf beiden Seiten eines hochtourig sich drehenden Zylinders als Zentrifugenkörper, mit Achszapfen, die auf beiden Stirnseiten befestigt sind und in axialen Lagern den Zentrifugenkörper haltern, mit einem Einlass für das aus zwei oder mehreren zu trennenden Komponenten bestehende Gasgemisch, wobei der Einlass das Gasgemisch in den Zentrifugenkörper einleitet und mit Auslässen für die getrennten Gase in den Stirnflächen. Ein scheibenförmiger Rotor eines Elektromotors ist auf einem der beiden Achszapfen befestigt. Der Rotor ist senkrecht zur Achse der Achszapfen ausgerichtet. Der Stator ist dem Rotor gegenüber auf der der Stirnfläche des Zentrifugenkörpers gegenüberliegenden Seite des Rotors angeordnet. Die der Stirnfläche des Zentrifugenkörpers zugekehrte Rotoroberfläche steht dem Auslass für das abgetrennte Gas relativ so entgegen, dass das aus dem Auslass ausfliessende abgetrennte Gas entlang dieser Oberfläche rektifiziert und gleichzeitig aus der Vorrichtung herausgeleitet wird.
- Nach einer Weiterbildung der Erfindung tragen die an den Stirnflächen des zylindrischen Zentrifugenkörpers befestigten Wellen oder Achszapfen, die Lager zur Lagerung des hochtourig laufenden Zentrifugenkörpers aufweisen, einen scheibenformigen Rotor eines Elektromotors1 der den Zentrifugenkörper antreibt, wobei dieser Rotor auf einer der beiden Achszapfen senkrecht zur Zentralachse der Achse zapfen ausgerichtet ist Der Zentrifugenkörper weist einen Gaseinlass zur Aufgabe des zu trennenden Gasgemisches und Auslasskanäle zum Austritt der getrennten Gase auf. Nach dieser Weiterbildung enthält der Rotor e eine Zwischenscheibe aus nichtmagnetischem Werkstoff, die direkt fest auf der Welle gehaltert ist. Dabei besteht die Rotorscheibe aus einem Hysteresewerkstoff und ist an der Zwschenscheibe befestigt Der Stator des Elektromotors liegt dem Rotor auf dessen der Stirnseite des Zentrifugenkörpers gegenübergelegener Seite gegenüber. Die der Stirnflache des Zentrifugenkörpers zugekehrte Rotoroberfläche ist abgeschrägt, während die dem Stator zugekehrte Rotoroberfläche so profiliert ist, dass sie auf allen Punkten äquidistant zur Statoroberfläche ausgebildet ist. Der Querschnitt des Rotors verjüngt sich radial von innen nach aussen.
- Zusammengefasst schafft die Erfindung also eine Zentrifuge, insbesondere eine Gaszentrifuge, deren Zentrifugenkörper eine senkrecht stehende hochtourig laufende Zylindertrommel ist, die an beiden Stirnseiten mit abschliessenden Böden versehen ist. Diese stirnseitigen Endflächen tragen Achszapfen, deren Mittelachse mit der Mittelachse des Zentrifugenzylinders zusamsenfällt. Über an diesen Achszapfen befestigten Lagern ist der Zentrifugenkörper im Zentrifugengehäuse gelagert. Durch eine Einlassöffnung kann das zu trennende Gasgemisch, das aus zwei oder mehreren Komponenten bestehen kann, in den rotierenden Zentrifugenkörper eingeleitet werden. In den Stirnflächen des zylindrischen Zentrifugenkörpers sind Auslassöffnungen für den Austritt der abgetrennten Gaskomponenten vorgesehen. Auf einem der senkrechten Achszapfen des Zentrifugenkörpers, vorzugsweise auf dem unteren Achszapfen, ist der scheibenförmige Rotor des als Antrieb des Zentrifugenkörpers dienenden Elektromotors gehaltert. Dem Rotor gegenüber ist der Stator des Elektromotors angeordnet, der am Zentrifugengehäuse ortsfest gehaltert ist. Der Rotor ist den Auslassöffnungen in der Stirnfläche des Zentrifugenkörpers gegenüber so angeordnet, dass er, von Profilausbildungen abgesehen, im wesentlichen parallel zur Stirnfläche des Zentrifugenkörpers ausgerichtet ist. Der den Auslassöffnungen für die im Zentrifugenkörper getrennten Gase relativ dicht gegenüberliegende Rotor des Antriebsmotors dient dabei gleichzeitig zur Umleitung und Rektifizierung der aus den Öffnungen ausströmenden Gase.
- Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 im Längsschnitt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Zentrifuge; Fig. 2 eine vergrösserte Teildarstellung des in Fig. 1 gezeigten Längsschnitts und Fig. 3 ein Schnitt der in Fig. 2 gezeigten Art für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Zentrifuge.
- Der in der Fig. 1 gezeigte rotierende Zentrifugenkörper 11 ist senkrecht ausgerichtet und mit horizontalen Stirnflächen 1 und 13 abgedeckt. An der oberen Stirnfläche 12 ist ein oberer Achszapfen 14 befestigt. An der unteren Stirnfläche 13 ist ein unterer Achszapfen 76 befestigt. Am oberen Achszapfen t4 ist der Rotor 15 eines Yagnetlagers befestigt. Der rotierende Zentrifugenkörper 11 ist einem Zentrifugengehäuse 21 eingebaut, das den zylindrischen Zentrifugenkörper und dessen Lagerungen umschliesst. Der Stator 20 des Magnetlagers ist dem Rotor 15 gegenüberliegend auf einer Halterung 23 befestigt angeordnet. Die Halterung 23 ist ihrerseits an der Innenseite des Gehäuse 21 befestigt. Der untere Achszapfen 16 ist fest, vDrzugsweise einstückig< mit der unteren Stirnfläche 13 des Zentrifugenkörpers 11 verbunden. Das untere äussere Ende des Achszapfens 16 ist in einem Kugellager 26 gelagert. Das Kugellager 26 liegt in einer Lagerschale 27 in einer unteren Kammer 18 des Gehäuses 21.
- Der Achszapfen 14 auf der oberen Stirnfläche 13 ist zylindrisch ausgebildet. D8Lrch eine Bohrung 19 im Achszapfen 14 kann das zu trennende Rohgasgemisch in den rotierenden Zentrifugenkörper in Richtung des Pfeiles F eingeleitet werden. Ein Auslass zum Abziehen einer der durch die Rotation des zylindrischen Zentrifugenkörpers abgetrennten Gaskomponenten ist in der oberen Stirnfläche 12 ausgebildet.
- Ein scheibenförmiger Trennboden 31 ist dem Auslass bzw.
- den Auslassöffnungen gegenüber angeordnet und auf der oberen Stirnfläche 12 des Zentrifugenkörpers befestigt.
- Eine der abgetrennten Gaskomponenten, beispielsweise die Abgaskomponente fliesst in Richtung des Pfeiles W durch einen Kanal 32, der zwischen dem Auslass, dem Trennboden 31 und der Oberfläche der oberen Stirnfläche 12 gebildet wird.
- Durch einen Diffusor 33 und eine in den Figuren nicht dargestellte Bohrung im äußeren Gehäuse 21 wird das am oberen Ende den Zentrifugenkörper verlassende Abgas aus der Anlage herausgelc itet.
- Ein Rotor 41 eines Elektromotors ist fest mit dem unteren Achszapfen 16 in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Weise verbunden. Die andere abgetrennte Gaskomponente, beispielsweise das Produktgas, strömt durch die Auslassöffnung in der unteren Stirnplatte 13 des Zentrifugenkörpers in Richtung des Pfeiles P durch einen Diffusor 34 hindurch aus der Anlage heraus. Die Diffusoren 33 und 34 sind einstückig mit Molekülpumpen 35 und 36 ausgebildet. Die getrennten Gase werden so daran gehindert, in einen Spalt 37 zwischen dem rotierenden Zentrifugenkörper 11 und dem äusseren Gehäuse 21 einzuströmen. Auf diese Weise kann in dem Ringraum 37 zwischen dem Zentrifugenkörper 11 und dem äusseren Gehäuse 21 ein Vakuum vorgegebener Grösse aufrechterhalten werden.
- In der aus den Figuren 1 und 2 ersichtlichen Weise ist der Rotor 41 des Elektromotors auf der unteren Welle bzw. dem unteren Achszapfen 16 des Zentrifugengehäuses fest gehaltert.
- Der Rotor 41 besteht aus einer Zwischenscheibe 42, die direkt auf dem-Achszapfen 16 befestigt ist, und aus einer Rotorscheibe 43, die eirstiickig mit der Zwischenscheibe 42 ausgebildet ist. Die Zwischenscheibe 42 und die Rotorscheibe 43 sind fest miteinander verbunden, vorzugsweise durch Schrumpfsitz. Die Zwischenscheibe 42 kann durch Pressitz und bzw.
- oder Stecksitz befestigt sein. Der Rotor 41 ist senkrecht zum unteren Achszapfen 16 ausgerichtet. Bei horizontaler Lage der Stirnfläche 13 in der in den Figuren gezeigten Weise ist der Rotor 41 im wesentlichen parallel zur Stirnfläche 13 ausgerichtet. Die oberseitige Oberfläche der Zwischenscheibe 42 ist dadurch stabilisiert, dass sie mit der unteren Oberfläche der Stirnfläche 13 in engem Kontakt steht. Die untere Oberfläche der Zwischenscheibe 42 ist darüber hinaus auf dem Achszapfen 16 durch eine Kontermutter 22 gesichert.
- Der Stator 51 des Elektromotors ist dem Rotor 41 gegenüber auf der Innenfläche des Bodens des Gehäuses 21 angeordnet.
- Bezogen auf den Rotor 41 liegt der Stator 51 also auf der Seite,die derjenigen Seite gegenüberliegt, die der Stirnfläche 13 zugekehrt ist. Die der Stirnfläche 13 zugekehrte Seite des Rotors sei im folgenden auch kurz als'bberseite", die dem Stator zugekehrte Oberfläche des Rotors als '*Unterseite" bezeichnet. Der Stator 51 ist in gebräuchlicher Weise mit einerXAnkerwicklung 52 versehen. Die Oberfläche 44 der Rotorscheibe 43, die der Stirnfläche 13 zugekehrt ist, also die oberseitige Oberfläche 44 der Rotorscheibe 43, ist radial auswärts abgeschrägt ausgebildet. Die unterseitige Oberfläche 45 des Rotors 41 weist zum Stator einen Abstand G auf. Im Querschnitt ist also der Aussenrandbereich a der Rotor scheibe 43 dünner als der radial innen liegende Basisbereichbder Rotorscheibe. Der Zentrifugenkörper 11 ist in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise mit einem Zylindermantel versehen, der axial über die Stirnfläche 13 hinaus abwärts gezogen ist. Auch ist der Aussenrand der Endfläche 13 unter Ausbildung einer Zarge axial abwärts gezogen. Dieser zylindrische Randbereich 61 ist dicht und fest mit dem MAntel des Zentrifugenkörpers 11 verbunden. Der abwärts gezogene Mantelbereich 62 des Zentrifugenkörpers 11, die Endscheibe 13 und der Rotor 41 begrenzen einen Ringraum 46.
- Der untere Randbereich 62 des Mantels des Zentrifugenkörpers und der zargenförmige Randbereich 61 und der radial äussere Rand der Rotorscheibe 43 lassen einen ausserordentlich schmalen Ringspalt frei, der nach Art einer Düse 63 wirkt.
- Die abgeschrägte Oberfläche 44 der Rotorscheibe 43 liegt dem Gasauslass 47 in der unteren Stirnfläche 13 des Zentrifugenkörpers gegenüber. Der Diffusor 34 in der Wand des Aussengehäuses 21 ist so angeordnet, dass er der Düse 63 gegenüberliegt. Das durch die Zentrifugalkräfte zu trennende Rohgas wird im Zentrifugenkörper in zwei Komponenten mit unterschiedlicher Dichte auf getrennt. Eines der-beiden Gase wird durch die Auslassöffnung 47 in den Ringraum 46 geleitet, unter Wirkung durch die abgeschrägte Oberfläche 44 der Rotorscheibe 43 umgelenkt und zur Düse 63 geleitet. Das Gas strömt dann durch die Düse 63 hindurch in den Diffusor 34 hinein und wird dort beaufschlagt und schliesslich durch die Bohrung 64 im Gehäuse 21 hindurch aus der Anlage herausgeführt. In der zuvor beschriebenen Weise dient der Rotor 41 auch zum Umlenken des axial aus der Auslassöffnung 47 im Stirnboden 13 austretenden Gasstromes in die radiale Richtung.
- Bei der beschriebenen Anordnung ist der Rotor 41 senkrecht zum unteren Achszapfen 16 ausgerichtet, so dass seine Gesamthöhe keine Verlängerung des unteren Achszapfens 16 erfordert. Der kurze untere Achszapfen kann also direkt im Kugellager 26 gelagert werden. Durch diese Bauweise kann der Achszapfen leichter ausgebildet werden, so dass dadurch auch die auf das Kugellager 26 einwirkenden Kräfte verringert werden können.
- Die Rotorscheibe 43 besteht aus einem Hysteresematerial, beispielsweise aus einer Eisen-Kobalt-Vanadin-Legierung ("Vicalloy"), einem halbharten magnetischen Werkstoff, oder einem Nickelstahl (11Nickel-Maraging-Stahl"). Diese Zwischenscheibe 42 besteht aus einem nichtmagnetischen Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, einer Legierung aus Aluminium und Kupfer oder einem rostfreien Stahl. Wie oben bereits beschrieben, dient die auf dem Achszapfen 16 befestigte Zwischenscheibe 42 aus dem nichtmagnetischen Material dem Zweck, einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem Rotor und dem Stirnboden des Zentrifugenkörpers zu verhindern. Dadurch wird der Hystereseeffekt nicht beeinträchtigt. Dementsprechend fällt auch die Ausgangsleistuna des Elektromotors nicht ab. Die Rotorscheibe 43 wird weiterhin dadurch leichter ausgebildet, dass man ihren radialen Aussenbereich a dünner als den radial innen liegenden Bereich b ausbildet. Durch diese Ausbildung der Rotoroberfläche können die an den Rotorrändern auftretenden mechanischen Spannungen verringert werden. Da der Hysteresewerkstoff mechanisch weniger fest als der Werkstoff ist, aus dem die Endfläche 13 hergestellt wird, sollte die Dicke der Rotor scheibe 43 am radial inneren Durchmesser dicker als die Endfläche ausgebildet sein, wenn der Rotor mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Endfläche umlaufen soll. Daher ist vorzugsweise nur die Oerseite der Rotorfläche, dlso die der Stirufläche des Zentrifugengehäuses zugekehrte Rotorfläcbe nach aussen abgeschrägt ausgebildet. Der Querschnitt der Rotorscheibe verjüngt sich also radial aussen, obwohl gleichzeitig der Abstand 48 zwischen dem Eisenkern 51 des Stators des Elektromotors und dem Rotor 41 des Elektromotors konstant über die gesamte Fläche der Gegenüberstellung den Abstand G aufweist. und zwar sowohl am radial inneren als auch am radial äusseren Rand. Der Erregungsstrom des Elektromotors kann durch eine genaue Einstellung des Abstandes 48 optimal genutzt werden.
- Wenn das Gas aus der Auslassöffnung 47 in der Stirnfläche 13 austritt trifft es auf die Rotorscheibe 43 und wird von dieser radial abgelenkt. Unter Führung durch die Schrägfläche 44 wird es gleichmässig auf die Düse 63 und von dort auf den Diffusor 34 geleitet. Dadurch wird der Abzug des abgetrennten Gases wesentlich erleichtert. Es sei dabei betont, dass die Auslassöffnung 47 im Stirnboden 13 durchaus nicht unbedingt genau axial ausgerichtet zu sein braucht vielmehr kann diese bereits auch mehr oder weniger stark radial oder tangential geneigt sein.
- In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Der Aufbau entspricht prinzipiell dem im Zusammenhang mit der Fig. 2 vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Bei dem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist jedoch die Rotorscheibe 43A des Elektromotors fest auf dem oberen Achszapfen 14 befestigt, der einstückig mit der oberen Stirnfläche 12 des Zentrifugenkörpers 11 ausgebildet ist. Die Rotorscheibe 43A ist über eine Zwischenscheibe 42A auf dem Achszapfen 14 befestigt. Ein Eisenkern 51A des Motorstators ist auf der Unterseite einer Magnetlagerhalterung 23 befestigt. Im übrigen entspricht der Aufbau prinzipiell dem Aufbau der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung.
- Dementsprechend sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Abweichend ausgebildete, funktionell aber gleiche Teile sind mit dem Bezugszeichenzusatz "A" versehen. Eine der in der Zentrifuge abgetrennten Gaskomponenten wird durch die Auslassöffnung 49 in den Ringraum 46A geleitet1 an der abgeschrägten Oberfläche 44A des Rotors 41A umgelenkt, durch diese Fläche auf die Düse 33 und von dort durch den Diffusor 35 aus der Anlage herausgeleitet. Wenn der Trennboden zur Umleitung des abgezogenen Trenngasstromes zur Umleitung des durch die Stirnflächen des Zentrifugenkörpers austretenden Gasstromes in radiale Richtung und der Rotor des Elektromotors erfindungsgemäss in Form ein und desselben Konstruktionselementes ausgebildet sind, kann die Zentrifuge konstruktiv wesentlich einfacher ausgelegt werden als dies bei den bekannten Zentrifugen der Fall ist, bei denen der Trennboden und der Rotor des Antriebsmotors zwei verschiedene Konstruktionselemente sind. Durch diese Massnahme kann das Gesamtgewicht des Zentrifugenkörpers, also der rotierenden Zylindertrommel mit den Lagerelementen, um rd. 15 Gew.-% leichter ausgebildet werden als dies nach dem Stand der Technik möglich ist.
- Weiterhin können durch diese Massnahme der Erfindung der untere Achszapfen oder der obere Achszapfen, je nachdem, welcher Achszapfen den Rotor trägt, gegenüber herkömmlichen Zentrifugen in ihrer Bauhöhe verkürzt werden, so dass während der Rotation geringere Schwingungen auftreten und die Rotationskräfte einfacher ausgeglichen werden können. Ausserdem werden durch die konstruktiv leichtere Ausbildung des gesamten Zentrifugenkörpers auch die mechanischen Kräfte verringert1 diein den Lagern wirken. Dies führt zu einer spürbaren Verlängerung der Lagerstandzeit und zu einer höheren Lebensdauer der Zentrifuge.
Claims (17)
1. Hochtourige Zentrifuge mit einem zylindrischen Zentrifugenkörper,
der stirnseitig durch Abschlußscheiben abgedeckt ist, wobei diese Stirnplatten des
Zentrifugenkörpers Achszapfen mit entsprechenden Lagerelementen tragen. mit Mitteln
für die Aufgabe des zu trennenden Gasgemisches in den Zentrifugenkörper und Auslassöffnungen
zum Abziehen der getrennten Gaskomponenten in den Stirnplatten, gekennzeichnet durch
einen scheibenförmigen Rotor eines dem Antrieb der Zentrifuge dienenden Elektromotors,
wobei dieser scheibenförmige Rotor auf einem der Achszapfen senkrecht zur Achse
der Achszapfen befestigt ist, durch einen Motorstator, der dem Rotor so gegenüberliegt,
dass der Rotor zwischen dem Stator und der Stirnplatte des Zentrifugengehauses liegt,
und durch die Anordnung der der Stirnplatte des Zentrifugengehäuses zugekehrten
Rotoroberfläche in relativer Gegenüberstellung zu dem in der Stirnplatte ausgebildeten
Auslass für die abgetrennte Gaskomponente in der Weise, dass das aus dem Zentrifugenkörper
ausströmende Gas an dieser Oberfläche umgelenkt und entlang geleitet und aus der
Anlage herausgeleitet werden kann.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e
t , dass die ablenkende Rotoroberfläche
radial auswärts schräg
abfallend ausgebildet ist, so dass ein gleichmässiges Herausleiten des abgetrennten
Gases aus den Auslassöffnungen gewährleistet ist.
3. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k ein
n z e i c h n e t , dass die Stirnplatten horizontal und der scheibenförmige Rotor
parallel zu den Stirnplatten des Zentrifugenkörpers ausgerichtet sind.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n
n Z e 1 c h n e t , dass der Mantel des zylindrischen Zentrifugenkörpers axial geringfügig
über die Stirnplatten hinausgezogen ist, so dass dieser überstehende Randbereich,
die Stirnplatte und der Rotor einen Ringraum abgrenzen£ in den sich eine Auslassöffnung
für die abgetrennte Gaskomponente, dieWn der Stirnplatte ausgebildet ist, öffnet,
und dass zwischen der Unterkante des axial verlängerten Mantelrandes des Zentrifugenkörpers
und der Oberfläche des Rotors im Aussenrandbereich eine schmale Düsenöffnung ausgebildet
ist, die als Ringspalt, einzelne Bohrung oder Bohrungskranz ausgebildet sein kann
und mit den Ringraum in Verbindung steht.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n
n z e i c h n e t , dass der Zentrifugenkörper von einem äusseren Gehäuse umgeben
ist, an dessen Innenseite
der Stator ortsfest gehaltert ist.
6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n
n z e i c h n e t , dass an der Innenseite des Gehäuses, der Düsenöffnung gegenüberliegend,
ein Diffusor angeordnet ist.
7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n
n z e i c h n e t , dass der zylindrische Zentrifugenkörper senkrecht steht und
dass der Rotor auf dem unteren Achszapfen befestigt ist.
8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n
n z e i c Ii n e t , dass das untere, axial äussere Ende des Achszapfens, der den
Rotor trägt, in einem Kugellager gelagert ist.
9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n
n z e i c h n e t , dass der zylindrische Zentrifugenkörper senkrecht gelagert ist
und dass der Rotor auf dem Achszapfen befestigt ist, der auf der oberen Stirnplatte
ausgebildet ist.
10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n
n z e i c h n e t , dass der Achszapfen, auf dem der Rotor gehaltert ist, durch
ein Magnetlager
gelagert ist.
11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e
n n z e ic h n e t , dass der Stator auf der Halterung befestigt ist, die das Magnetlager
trägt.
12. Zentrifuge mit einem zylindrischen hochtourig rotierenden Zentrifugenkörper,
der an beiden Stirnseiten mit Stirnplatten abgedeckt ist, mit auf diesen Stirnplatten
befestigten Achszapfen, die Lagerelemente tragen, mit Mitteln zur Auf gabe des zu
trennenden Rohgasgemisches in den Zentrifugenkörper und Auslässen zum Herausleiten
der getrennten Gaskomponenten aus dem rotierenden Zentrifugenkörper, g e k e n n
z e i c h n e t durch einen scheibenförmigen Rotor eines als Zentrifugenantrieb
dienenden Elektromotors, wobei der Rotor auf einem der Achszapfen im wesentlichen
senkrecht zur Achse der Zapfen befestigt ist, dass der Rotor ein Zwischenelement
enthält, das fest auf einem der beiden Achszapfen gehaltert ist und aus einem nichtmagnetischen
Werkstoff besteht,und die Rotorscheibe aus einem Hysteresewerkstoff besteht und
fest auf das Zwischenelement aufgearbeitet ist, dass der Stator des Elektromotors
dem Rotor gegenüber so angeordnet ist, dass die Stirnplatte des Zentrifugenkörpers
auf der einen Seite und der Stator auf der anderen Seite des Rotors einander gegenüberliegen,
dass die der Stirnfläche des Zentrlfugenkörpers zugekehrte
Rotoroberfläche
abgeschrägt ist, dass die dieser abgeschrägten Rotoroberfläche gegenüberliegende,
dem Stator zugekehrte Rotoroberfläche an allen Punkten einen gleichen Abstand zur
Oberfläche des Stators aufweist und dass sich bei dieser Ausbildung der Querschnitt
der Rotorscheibe radial auswärts verjüngt.
13. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g e k e
n n z e i c h n e t , dass die Stirnflächen und die Achszapfen einstückig ausgebildet
sind und dass die Zwischenscheibe oder das Zwischenelement in festem Berührungskontakt
mit der Oberfläche der Stirnplatte steht.
14. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch g e k e
n n z e i c h n e t , dass die Stirnplatten horizontal und der Rotor paraliA zu
den Stirnplatten ausgerichtet sind.
15. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch g e k e
n n z e i c h n e t , dass der Zentrifugenkörper von einem äusseren Gehäuse umgeben
ist und der Stator an der Innenseite des Gehäuses befestigt ist.
16. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch g e k e
n n z e i c h n e t , dags der Zentrifugenkörper senkrecht angeordnet ist und die
Zwischenscheibe auf dem unteren Achszapfen befestigt ist.
17. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch g e k e
n n z e i c h n e t , dass der Zentrifugenkörper senkrecht ausgerichtet ist und
die Zwischenscheibe auf dem oberen Achszapfen befestigt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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DE (1) | DE2529779A1 (de) |
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