DE2541602C3 - Heizbarer Rotor für eine Zentrifuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen heizbaren Rotor für eine Zentrifuge zum Abtrennen von Seigerungen aus Metallschmelzen.

Ein solcher Rotor ist bereits durch die DE-OS 2 165 694 bekannt, die eine Einrichtung zum Reinigen flüssiger Metalle, insbesondere von flüssigem Natrium zur Kühlung von schnellen Brutreaktoren, betrifft. Bei dieser Einrichtung wird das flüssige Natrium in kontinuierlichem Betrieb durch den Rotor des Zentrifugalabscheiders geleitet, der wegen des niedrigen Schmelzpunktes von Natrium (etwa 98° C) aus einer einfachen ivieiailtrommel besteht. Das flüssige Natrium wird beim Zentrifugieren von unten in den Rotor eingesaugt und durch oben im Rotor liegende Kanäle herausgeschleudert, während sich die festen Verunreinigungen an den Seitenwänden absetzen. Für diesen Rotor bestehen für die Werkstoffauswahl infolge des niedrigen Schmelzpunktes von Natrium keine besonderen Probleme. Anders ist es jedoch für Rotoren von Zentrifugen zum Abtrennen von Seigerungen aus Schmelzen von Metallen mit hohen Schmelzpunkten. Dafür sind einfache Metallrotoren wegen ihrem mit zunehmender Temperatur auftretenden Festigkeitsabfall nicht geeignet. Durch diesen Fcstigkeitsabfall infolge Wärmeeinwirkung halten Rotoren insbesondere von Ultrazentrifugen den bei Beschleunigungen von beispielsweise über 200000 g auftretenden Zentrifugalkräften nicht mehr stand. Diese und höhere Beschleunigungen sind jedoch notwendig, um bei Hochtcmperaturschmelzcn eine befriedigende Tremilcistung bzw. Diffusionswirkung durch Zcntrifugation zu erzielen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin.

einen heizbaren Rotor zu schaffen, in dem das Abtrennen von Seigerungen auch aus Schmelzen von Metallen mit hohen Schmelzpunkten möglich ist,

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Rotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst. Durch die Erfindung wird erreicht, daß trotz des Festigkeitsabfalls im Gefüge des metallischen Rotorgrundkörpers bei starker Aufheizung .des Innenraumes durch den den Grundkörper fest umschließenden Stützkörper eine wirksame Abstützung erfolgt. Dadurch wird eine Aufheizung bis zur Erreichung der Schmelztemperatur des Trennguter, ermöglicht. Der aus hochbelastbarem Metall bestehende, schüsselartig geformte Rotorgrundkörper, dessen GePigefestigkeit erst bei starker Hitzebelastung abzufallen beginnt, wird mittels der im Wickelverfahren hergestellten und aus faserverstärktem Verbundmaterial bestehenden Bandage vor Deformierung bewahrt. Vor übermäßiger Hitzebelastung schützt ferner der hitzeabweisende Einsatz auf der inneren Oberfläche des Rotorgrundkörpers. Dieser ist weiterhin noch mit einer die Wärmestrahlung reflektierenden Metallschicht überzogen. Hinzu kommt die Anordnung des Rotors im gekühlten Vakuum, wodurch Temperaturgleichgewicht zwischen Rotorinnen- und -außenseite hergestellt wird.

Ein Ausführungsbeisyiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Rotor zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung im Schnitt von der Seite,

Fig. 2 eine Draufsicht nach der Linie H-II gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Ultrazentrifugenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht aus einem evakuierbaren Gehäuse 1, in dessen Innenraum eine kühlmittcldurchflossene Rohrschlange 2, ein Rotor 3 und eine Wärmequelle 4 angeordnet sind. Der Rotor 3 besteht aus einem schüsselartig geformten metallischen Rotorgrundkörper 5, der mit einer Bandage 6 aus faserverstärktem Verbundmaterial umwickelt ist. Der Faseranteil im Verbundmaterial der Bandage 6 ist im Bereich der intensiv aufgeheizten und starken Fliehkräften ausgesetzten Teile des Rotorgrundkörpers 5 am höchsten sein. Die Verstärkungsfasern erreichen ihre größte Konzentration im Bereich des Rotorgrundkörper-Mantels.

In der Bodenflächc des metallischen Rotorgrundkörpers S ist eine Ausnehmung 7 zur Aufnahme eines nicht dargestellten Antriebaggregates vorgesehen.

Die innere Oberfläche des Rotorgrundkörpers 5 ist mit einem hitzeabweisenden isolierenden Schutzbelag 8 z. B. aus Cermets, Keramik od. dgl. verkleidet. Dieser ist mit einem Metallüberzug versehen. Im Strahlungsbereich der Wärmequelle 4 sind in dem Schutzbelag 8 Reaktionsräume 9 zur Aufnahme und Halterung des Trenngutes ausgebildet.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Schutzbclag 8 in Einzelsegrnente unterteilt und vein der Rotnrinnenwand gehalten, so daß er gegenüber den während der Zcntrifugation auftretenden Spannungen bruchsicher ist. Die /wischen den Segmenten vorhandenen lugen sind mit einem Isoliermittel 10. /.. B. Asbest od. dgl. ausgefüllt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Heizbarer Rotor für eine Zentrifuge zum Abtrennen von Seigerungen aus Metallschmelzen^ gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) der Rotor (3) besitzt einen schüsseiförmigen Grundkörper (5) aus einem hochfesten Metall,

   b) der Grundkörper ist über seine Länge von einem Stützkörper (6) aus faserverstärktem Verbundmaterial mit wärmebeständiger Matrix umschlossen,

   c) in dem Grundkörper ist ein Einsatz (8) aus wärmedämmendem, temperaturschockunempfindlichem Material vorgesehen, der in durch nachgiebiges Fugenmaterial (10) getrennte Einzelsegmente unterteilt ist und auf dessen Iiii£nseite Hohlräume (9) zur Aufnahme des Schleuderguts ausgebildet sind,

   d) die innere Oberfläche des Einsatzes ist mit einem reflektierenden metallischen Überzug versehen,

   e) im Zentrum des Rotors ist eine strahlende Wärmequelle (4) vorgesehen, und

   f) der Rotor ist in einem evakuierbaren, kühlbaren Gehäuse (1) angeordnet.